Влияние полимерных добавок на процесс электроформования и структуру нановолокнистых материалов

The effect of addition of polymeric blends to spinning solution on fiber diameter and on structure of the electrospun nanofibrous materials is investigated.В работе рассмотрено влияние полимерных добавок в прядильные растворы, оказываемое на диаметр волокон и структуру нановолокнистых материалов, получаемых методом электроформования

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ СОПОЛИМЕРНОГО ПОЛИАМИДА-6/66 В СПИРТОВОДНОЙ СМЕСИ

In this work the electrospinning of copolymeric polyamide-6/66 in ethanol-water solution is studied and the properties of the obtained fibrous materials are investigated. The principal possibility of obtaining fibrous materials in ethanol-water spinning solutions via electrospinning is shown. The optimal ratio of these solvents in spinning solution is determined. The investigated properties of the obtained fibrous materials include fiber diameters, fiber size distribution and packing density.В работе исследован процесс электроформования спиртоводных растворов сополимерного полиамида-6/66 и изучена структура получаемых волокнистых материалов

Текстурный анализ КТ- и МР-изображений в дифференциальной диагностике почечно-клеточного рака: обзор

INTRODUCTION: Renal cell carcinoma (RCC) is a heterogeneous group of diseases. The most common type of RCC is clear cell RCC. Tumor biopsy is the «gold» standard for verifying the diagnosis, however, it can be unsatisfactory due to the characteristic heterogeneity of the RCC structure. Non-invasive diagnostic methods — computed tomography and magnetic resonance imaging — in combination with the use of texture analysis can potentially provide a large amount of information about the structure of the kidney tumor and the presumed degree of its differentiation (grade).OBJECTIVE: Тo analyze publications devoted to texture analysis in RCC, the possibilities and prospects of using this method to increase the information content of CT and MR studies.MATERIALS AND METHODS: Our review presents data obtained from available sources PubMed, Scopus and Web of Science, published up to March 2022 inclusive, found using the keywords: renal cell carcinoma, CT, MRI, texture analysis, radiomics in Russian and English.RESULTS: The literature review describes the methods of texture analysis: selection of the region of interest, modality and contrast phase of the study, diagnostic aim. Based on the results of published scientific papers, the authors conclude that the use of texture analysis makes it possible to predict the grade of RCC with high sensitivity, specificity and accuracy, as well as to make a differential diagnosis of RCC with other kidney neoplasias, primarily lipid poor angiomyolipomas.CONCLUSION: The use of texture analysis based on published materials is extremely promising for non-invasive prediction of RCC grade and its differential diagnosis, however, the difference in methods and the lack of standardization of texture analysis requires additional research.ВВЕДЕНИЕ: Почечно-клеточный рак (ПКР) — гетерогенная группа заболеваний. Наиболее распространенным типом ПКР является светлоклеточный ПКР. Биопсия опухоли является «золотым» стандартом верификации онкологического диагноза, однако при ПКР может давать неудовлетворительный результат вследствие характерной гетерогенности структуры ПКР. Неинвазивные методы диагностики — компьютерная томография и магнитно-резонансная томография — в сочетании с применением метода текстурного анализа потенциально могут дать большой объем информации о структуре опухоли почки и предположительной степени ее дифференцировки (грейде).ЦЕЛЬ: Провести анализ публикаций, посвященных текстурному анализу при ПКР, возможностям и перспективам применения этого метода для увеличения информативности КТ- и МР-исследований.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В нашем обзоре представлены данные, полученные из доступных источников PubMed, Scopus и Web of Science, опубликованных до марта 2022 года включительно, найденные с помощью ключевых слов: почечно-клеточный рак, КТ, МРТ, текстурный анализ, радиомика на русском и английском языках.РЕЗУЛЬТАТЫ: В литературном обзоре описаны методики текстурного анализа: выбор области интереса, модальности и фазы исследования, диагностической задачи. По результатам опубликованных научных работ авторы приходят к выводу, что применение текстурного анализа позволяет с высокой чувствительностью, специфичностью и точностью предсказать грейд ПКР, а также проводить дифференциальную диагностику ПКР с другими образованиями почек, прежде всего ангиомиолипомами с низким содержанием жира.ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Применение текстурного анализа согласно опубликованным материалам является крайне перспективным для неинвазивного прогнозирования грейда ПКР и его дифференциальной диагностики, однако различие методик и отсутствие стандартизации проведения текстурного анализа требует проведения дополнительных исследований

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛЬ-БАЗИРОВАННЫХ ИТЕРАТИВНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЙ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Due to the widespread introduction of CT in clinical practice, the issue of reducing the radiation dose remains one of the most urgent. One of the ways to reduce radiation exposure is to improve the reconstruction algorithms of CT images. When using model interactive reconstruction, images are repeatedly processed to maximize the elimination of digital noise, which allows lowdose studies to be performed without compromising visual quality. The literature review presents the possibilities of applying model iterative reconstruction in CT studies of various organs and systems, including low-dose studies with a radiation exposure of less than 1 mSv, assessment the quality of studies and visualization of the pathology of various organs and systems. The most popular new technique is for screening studies, for example, for LDCT screening of lung cancer, and studies that require high resolution, for example, for CT-coronarography.В связи с широким внедрением КТ в клиническую практику вопрос о снижении дозы облучения остается одним из самых насущных. Одним из направлений снижения лучевой нагрузки является совершенствование алгоритмов реконструкции КТ-изображений. При использовании модельной интерактивной реконструкции изображения многократно  обрабатываются для максимального устранения цифрового шума, что позволяет выполнять низкодозовые исследования без снижения качества визуализации. В обзоре литературы представлены возможности применения модельной итеративной реконструкции при КТ-исследовании различных органов и систем, в том числе при низкодозовых исследованиях с дозой облучения менее 1 мЗв, оценка качества выполненных исследований и визуализации патологии различных органов и систем. Наиболее востребованной новая методика является для скрининговых исследований, например, для НДКТ-скрининга рака легкого, и исследований, в которых требуется высокое разрешение, например, для КТ- коронарографии

Возможности применения модель-базированных итеративных реконструкций при компьютерной томографии легких

Aim: A literature review of the possibilities of applying model iterative reconstruction (MIR) in computed tomography to improve image quality, including in low-dose scanning protocols.Materials and methods. The analysis of publications devoted to the application of MIR to reduce the radiation dose and improve the quality of images in CT diagnostics of lung pathology with an emphasis on the value of the achieved radiation dose was carried out.Results. The use of MIR eliminates digital noise from medical images, improving their quality. This feature can significantly reduce radiation exposure with low-dose protocols without loss of diagnostic quality. On average, application of MIR allows to reduce the radiation dose by 70% compared to a standard protocol, without increasing the noise level of CT images and maintaining the contrast-to-noise ratio. Previous studies have shown positive experience with the use of MIR in lung cancer screening programs and monitoring of cancer patients.Conclusion. The introduction of MIR in clinical practice can optimize the radiation exposure on the population without reducing the quality of CT images, however, the threshold dose to achieve a satisfactory image quality remains unexplored.Цель исследования: литературный обзор возможностей применения модельной итеративной реконструкции (МИР) при компьютерной томографии (КТ) для улучшения качества изображения, в том числе при низкодозовых протоколах сканирования.Материал и методы. Проведен анализ публикаций, посвященных применению МИР для снижения дозы облучения и улучшения качества изображений при КТ-диагностике патологии легких с акцентом на значение достигнутой дозы облучения.Результаты. Применение МИР позволяет устранять цифровой шум с медицинских изображений, улучшая их качество. Это свойство позволяет значительно снижать лучевую нагрузку при низкодозных протоколах без потери диагностического качества. В среднем использование МИР позволяет снизить дозу облучения на 70% по сравнению со стандартным протоколом, не повышая шумность КТ-изображений и сохраняя соотношение контраст/шум. Предыдущие исследования показали положительный опыт использования МИР в программах скрининга рака легкого и мониторинге онкологических пациентов.Заключение. Внедрение МИР в клиническую практику может оптимизировать лучевую нагрузку на популяцию, не снижая качество КТ-изображений, однако пороговые значения дозы облучения для достижения удовлетворительного качества изображения остаются неизученными

Текстурные и КТ-признаки в дифференциальном диагнозе гиперваскулярных нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы и метастазов почечно-клеточного рака: диагностическая модель

Objective: to develop a diagnostic model that includes CT and radiomic features for the differential diagnosis of pancreatic neuroendocrine tumors (PNETs) G1 and G2 and pancreatic renal cell carcinoma (RCC) metastases.Material and Methods. 78 patients with 79 hypervascular PNETs and 17 patients with 24 pancreatic RCC metastases who underwent pancreatic resection and histological verification were selected in the study. All the patients underwent preoperative contrast enhanced CT (CECT). We assessed tumor attenuation, composition (cystic/solid), homogeneity (homogeneous/heterogeneous), calcification and presence of the main pancreatic duct (MPD) dilation. We calculated lesion-to-parenchyma contrast (LPC), relative tumor enhancement ratio (RTE) and extracted 52 texture features for arterial phase of CECT. Qualitative and texture features were compared between PNETs and pancreatic RCC metastasis. The selection of predictors for the logistic model was carried out in 2 successive stages: 1) selection of predictors based on one-factor logistic models, the selection criterion was p < 0.2; 2) selection of predictors using L2 regularization (LASSO regression after standardization of independent variables). The selected predictors were included in a logistic regression model without interactions, the coefficients of which were estimated using the maximum likelihood method with a penalty of 0.8.Results. There was no difference in composition, homogeneity (homogeneous/heterogeneous) and presence of the MPD dilation between groups. We did not find calcification in pancreatic RCC metastasis, in contrast to the PNETs (9% contained calcifications). After selection, the LCR, CONVENTIONAL_HUmin, GLCM_Correlation, NGLDM_Coarseness were included in the final diagnostic model, which showed a sensitivity and specificity of 95.8%; 62% in the prediction of pancreatic RCC metastases.Conclusion. The diagnostic model developed on the basis of texture and CT-features has high sensitivity (95.8%) with moderate specificity (62%), which allows it to be used in complex diagnostic cases to determine the patient's treatment tactics.Цель исследования: разработать диагностическую модель, включающую КТ-характеристики и показатели радиомики для дифференциальной диагностики нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы (ПНЭО) G1 и G2 и метастазов почечно-клеточного рака (ПКР).Материал и методы. В исследование были отобраны 78 пациентов с 79 гиперваскулярными ПНЭО и 17 пациентов с 24 метастазами ПКР, которым была выполнена резекция поджелудочной железы с гистологической верификацией. Всем пациентам перед операцией была проведена КТ с контрастным усилением. Мы оценивали плотность опухоли, структуру (кистозная/солидная), гомогенность (гомогенная/гетерогенная), кальцификацию и наличие расширения главного протока поджелудочной железы (ГПП). Мы рассчитали отношение плотности опухоли к плотности паренхимы (LPC) и относительный коэффициент контрастирования опухоли (RTE) и вычислили 52 текстурных показателя для артериальной фазы КТ-исследования. Качественные и текстурные характеристики сравнивали между ПНЭО и метастазами ПКР. Отбор предикторов в логистическую модели осуществлялся в 2 последовательных этапа: 1) отбор предикторов на основе однофакторных логистических моделей, критерием отбора служило p < 0.2; 2) отбор предикторов с помощью L2-регуляризации (LASSO-регрессия после стандартизации независимых переменных). Отобранные предикторы включались в логистическую регрессионную модель без взаимодействий, коэффициенты которой рассчитывались с использованием метода максимального праводоподобия со штрафом 0,8.Результаты. Не было различий в структуре, гомогенности (гомогенные/гетерогенные) и наличии дилатации ГПП между группами. Мы не обнаружили кальцификации при метастазах ПКР, в отличие от ПНЭО. После отбора LCR, CONVENTIONAL_HUmin, GLCM_Correlation, NGLDM_Coarseness были включены в окончательную диагностическую модель, которая показала чувствительность и специфичность 95.8%; 62% в прогнозировании метастазов ПКР.Заключение. Разработанная на основании текстурных и КТ-признаков диагностическая модель обладает высокой чувствительностью (95.8%) при умеренной специфичности (62%), что позволяет использовать ее при сложных диагностических случаях для определения тактики лечения пациента

Мультиспиральная компьютерная томография сердца: оптимизация протокола сканирования при проведении неинвазивного картирования сердца перед катетерной абляцией фибрилляции предсердий

Purpose: to develop optimal technique of cardiac multidetector computed tomography (MDCT) before noninvasive cardiac mapping before cateter ablation of atrial fibrillation.Materials and methods. 94 patients with atrial fibrillation were included in study (60 males, 34 females; mean age = 58.3 ± 10 years; mean body mass index (BMI) = 29.9 ± ± 4.8). The patients were divided into 2 groups: I – 80 patients who underwent computer tomography (CT)-protocol for noninvasive cardiac mapping with standard contrast enhancement (single-bolus protocol); II – 14 patients who underwent CT with modified contrast enhancement technique with preliminary contrast injection (prebolus). To detect thrombotic masses in the left auricle the low-dose delayed phase was performed. The analysis of individual features of pulmonary veins, left atrium and adjacent structures was performed. Contrast enhancement of heart chambers was assessed by mean attenuation and homogeneity measurement.Results and discussion. The typical anatomy of the right pulmonary veins was in 93.6% of cases; right middle pulmonary vein in 5.3%; right segmental veins in 1.1%. The typical anatomy at the left side was in 57.4% of cases; common vestibulum of the left pulmonary veins in 18.1%; common left trunk in 24.5%. Volume enlargement of the left atrium (LA) was in 96.8% of patients. In 6 cases left auricle thrombosis was suspected, low-dose delayed phase was performed. In 2 cases filling defects in left auricle persisted, thrombosis was proved by transesophageal echocardiography. With the single-bolus injection protocol the contrast enhancement of left heart chambers was best (mean attenuation of blood in LA = 296 ± 84 HU, in left ventricle (LV) = 286 ± 83 HU), but the contrast enhancement and homogeneity of the chambers were insufficient (mean attenuation of blood in right atrium (RA) = 179 ± 97 HU, in right ventricle (RV) = 176 ± 80 HU). With prebolus protocol the contrast enhancement and homogeneity of all chambers were optimal (mean attenuation of blood in LA = 259 ± 31 HU, in LV = 286 ± 83 HU, in RA = 270 ± 92 HU, in RV = 253 ± 80 HU). This allowed making more accurate epi-endocardial heart models in the noninvasive cardiac mapping and operation planning. Conclusion. MDCT with standard contrast enhancement protocol provides detailed information about anatomy and size of pulmonary veins, the left atrium volume, the presence of intracardiac masses (including thrombotic masses), the anatomy of adjacent structures. The modified contrast enhancement technique with preliminary contrast injection (prebolus) allows to receive optimal contrast enhancement of all heart chambers and to make high accurate epi-endocardial models of both the right and left sides of the heart in case of noninvasive cardiac mapping.Цель исследования: разработать оптимальную методику сканирования для мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) сердца при проведении неинвазивного картирования сердца (НКС) перед катетерной абляцией фибрилляции предсердий.Материал и методы. В исследование включено 94 случая фибрилляции предсердий (60 мужчин и 34 женщины, средний возраст 58,3 ± 10 лет, средний индекс массы тела 29,9 ± 4,8 кг/м2). Пациенты разделены на 2 группы: 1-я (n = 80) – МСКТ выполнялась по специальному протоколу для НКС со стандартным контрастированием (сингл-болюс), 2-я (n = 14) – МСКТ сердца выполнялась по модифицированной методике предболюса. Для выявления тромбов в ушке левого предсердия (ЛП) выполнялась низкодозовая отсроченная фаза контрастирования. Проанализированны индивидуальные особенности легочных вен (ЛВ), ЛП и соседних структур. Проведена оценка контрастирования камер сердца по результатам измерения средней плотности и гомогенности заполнения контрастом.Результаты. Справа типичная анатомия ЛВ встречалась в 93,6%, впадение средней вены отдельным стволом – в 5,3%, отсутствие формирования крупных стволов – в 1,1%. Слева типичное впадение ЛВ отмечено в 57,4% случаев, вестибюль ЛВ – в 18,1%, общий ствол – в 24,5%. Увеличение объема ЛП определялось у 96,8% пациентов. В 6 случаях по МСКТ был заподозрен тромбоз ушка ЛП, исследование было дополнено отсроченной фазой, в 2 случаях дефекты контрастирования сохранялись; далее тромбоз подтвержден при чреспищеводной эхокардиографии. При протоколе сингл-болюс отмечалось наилучшее контрастирование левых отделов сердца (средняя плотность крови в ЛП 296 ± 84 HU, в левом желудочке (ЛЖ) 286 ± 83 HU), но неудовлетворительное контрастирование и недостаточная гомогенность правых отделов (средняя плотность крови в правом предсердии (ПП) 179 ± 97 HU, правом желудочке (ПЖ) 176±80 HU). При использовании модифицированного протокола контрастирования с предварительным болюсом контрастного средства отмечалось оптимальное контрастирование и гомогенность всех отделов сердца (средняя плотность крови в ЛП = 259 ± 31 HU, ЛЖ= 286 ± 83 HU, ПП = 270 ± 92 HU, ПЖ = 253 ± 80 HU). Это позволило построить более точные эпи-эндокардиальные модели сердца при неинвазивном картировании для анализа высокочастотной драйверной активности и выбора тактики интервеционнного лечения.Заключение. МСКТ с использованием стандартного протокола контрастирования предоставляет детальную информацию об анатомии и диаметре устьев ЛВ, размерах ЛП, наличии внутрисердечных образований (в том числе тромботических масс), анатомии соседних структур. Использование модифицированного протокола контрастирования с введением предварительного болюса контрастного средства позволяет получить оптимальное контрастирование и построить с высокой точностью эпи-эндокардиальные модели как правых, так и левых отделов сердца в целях неинвазивного картирования

A Spectroscopic study of laser-induced Tin-Lead plasma: transition probabilities for spectral lines of Sn I

In this paper, we present transition probabilities for 97 spectral lines of Sn I, corresponding to transitions n(n = 6,7,8)s → 5p2, n(n = 5,6,7)d → 5p2, 5p3 → 5p2, n(n = 7)p → 6s, determined by measuring the intensities of the emission lines of a Laser-induced breakdown (emission) spectrometry (LIBS). The optical emission spectroscopy from a laser-induced plasma generated by a 10 640 Å radiation, with an irradiance of 1.4 × 1010 Wcm− 2 on an Sn–Pb alloy (an Sn content of approximately 20%), in vacuum, was recorded at 0.8 µs, and analysed between 1900 and 7000 Å. The population-level distribution and corresponding temperature were obtained using Boltzmann plots. The electron density of the plasma was determined using well-known Stark broadening parameters of spectral lines. The plasma under study had an electron temperature of 13,200 K and an electron number density of 2 × 1016 cm− 3. The experimental relative transition probabilities were put on an absolute scale using the branching ratio method to calculate Sn I multiplet transition probabilities from available radiative lifetime data of their upper states and plotting the Sn I emission spectrum lines on a Boltzmann plot assuming local thermodynamic equilibrium (LTE) to be valid and following Boltzmann's law. The LTE conditions and plasma homogeneity have been checked. Special attention was paid to the possible self-absorption of the different transitions. The experimental results obtained have been compared with the experimental values given by other authors

Плотность кальцификации при компьютерной томографии в зависимости от параметров сканирования: фантомное исследование

Purpose of research. The aim of the study is to evaluate changes in density, Agatston score, Volume and Mass scores of coronary calcium at different scanning parameters using phantom measurement.Materials and methods. 8 1-ml insulin syringes filled with potassium hydroorthophosphate solution of different densities were used in the study. The syringes were placed at regular intervals into two phantoms: type 1 phantom – container filled with water; type 2 phantom – Chest Phantom N1 “LUNGMAN”. The phantoms were scanned with a Philips Ingenuity Elite CT 128 scanner using protocols with different voltages (80, 100, 120, 140 kV), amperage (27–45, 166, 330–400 mA), and slice thickness (0.625, 1, 2.5, 3 mm).Results. Density and Agatston indexes were obtained at different scanning parameters (voltage, amperage, slice thickness) for different factors of calcification density in both phantoms. The results are presented as a table with mean density values, standard deviation (SD), Agatston score of coronary calcium, and scanning parameters.Conclusion. The study demonstrates the influence of various scanning parameters on coronary artery calcium scoring results. The obtained information can be used in practice for more accurate quantification of coronary artery calcium, regardless of the scanning parameters.Цель исследования: оценить на фантомах изменения плотности, индекса Агатстона, объемного коронарного индекса, массы фосфата коронарного кальция при разных параметрах сканирования.Материал и методы. В исследовании использовались 8 инсулиновых шприцев объемом 1 мл, наполненных раствором гидроортофосфата калия, с разными характеристиками плотности. В дальнейшем данные шприцы на равном расстоянии друг от друга были помещены в два фантома: фантом 1-го типа – бокс, заполненный водой, фантом 2-го типа – Chest Phantom N1 “LUNGMAN”. Фантомы были просканированы при помощи компьютерного томографа Philips Ingenuity Elite 128 срезов по протоколам с разным напряжением (80, 100, 120, 140 кВ), силой тока (27–45, 166, 330–400 мА), толщи- ной среза (0,625, 1, 2,5, 3 мм).Результаты. Получены показатели плотности, индекса Агатстона при различных параметрах сканирования (напряжение, сила тока, толщина среза) для разных факторов плотности кальцификации в фантомах 1-го и 2-го типа. Результаты представлены в виде таблицы со средними значениями плотности, стандартным отклонением (SD), индексом Агатстона коронарного кальция и параметрами сканирования.Заключение. Исследование демонстрирует вариабельность показателей факторов коронарного кальция при их оценке на различных параметрах сканирования. Полученную информацию возможно использовать на практике для более точного подсчета коронарного кальция вне зависимости от параметров сканирования

Investigation of copolymeric polyamide-6/66 electrospinning process in ethanol-water mixture

In this work the electrospinning of copolymeric polyamide-6/66 in ethanol-water solution is studied and the properties of the obtained fibrous materials are investigated. The principal possibility of obtaining fibrous materials in ethanol-water spinning solutions via electrospinning is shown. The optimal ratio of these solvents in spinning solution is determined. The investigated properties of the obtained fibrous materials include fiber diameters, fiber size distribution and packing density