Comparison of the Main Staging Systems for Assessing the Severity of Lung Injury in Patients with COVID-19 and Evaluation of Their Predictive Value

Objective: to compare the results of staging the severity of viral pneumonia in patients with COVID-19 based on the results of chest computed tomography (CT) using the empirical visual scale CT 0–4 and chest CT severity score (CT-SS) point scale, as well as to assess their prognostic value.Material and methods. Chest CT scans and anamnestic data in patients hospitalized to a non-specialized center repurposed for the treatment of new coronavirus infection, were analyzed. Chest CT analysis was performed by two radiologists using CT 0–4 and CT-SS scales.Results. The time course of changes in the severity of lung parenchymal lesions, by using both scales, was found to be similar: the maximum magnitude of lung tissue changes was recorded on day 5 of the disease. In cases of death, there was a significantly more extensive lung parenchymal involvement at admission to the center than in recovered patients, which was also true for both CT data assessment systems. Bothscales demonstrated comparable diagnostic and prognostic value: there were no statistically significant differences in sensitivity, specificity, and predictive value of a fatal outcome. Both the CT 0–4 scales and the CT-SS are based on the estimation of the volume of the affected lung tissue, but when the CT 0–4 scale was employed, additional criteria were used in some cases: the presence of hydrothorax and the determination of the maximum score for the most affected lung. Not all patients with a pronounced CT picture of viral pneumonia had a fatal outcome, which may indicate the presence of other factors that increase its risk.Conclusion. Both CT 0–4 and CT-SS scales have similar predictive values. The greater severity of parenchymal damage assessed by these CT scales was associated with the higher mortality rate

Магнитно-резонансная трактография: возможности и ограничения метода, современный подход к обработке данных

Purpose: systematization of the knowledge about diffusion tensor magnetic resonance tomography; analysis of literature related to current limitations of this method and possibilities of overcoming these limitations.Materials and methods. We have analyzed 74 publications (6 Проанализировано 74 публикации (6 Russian, 68 foreign), published in the time period from 1986 to 2021years.  More, than half of these articles were published in the last ten years, 19 studies-in the time period from 2016 to 2021years.Results. In this article we  represent the physical basis of diffusion weighted techniques of magnetic resonance tomography, principles of obtaining diffusion weighted images and diffusion tensor, cover the specific features of the probabilistic and deterministic approaches of the diffusion tensor MRI data processing, describe methods of evaluation of the diffusion characteristics of tissues in clinical practice. Article provides a thorough introduction to the reasons of existing limitations of diffusion tensor MRI and systematization the main developed approaches of overcoming these limitations, such as multi-tensor model, high angular resolution diffusion imaging, diffusion kurtosis visualization. The article consistently reviews the stages of data processing of diffusion tensor magnetic resonance tomography (preprocessing, processing and post processing). We also describe the special aspects of the main approaches to the quantitative data analysis of diffusion tensor magnetic resonance tomography (such as analysis of the region of interest, analysis of the total data amount, quantitative tractography).Conclusion. Magnetic resonance tractography is a unique technique for noninvasive in vivo visualization of brain white matter tracts and assessment of the structural integrity of their constituent axons. In the meantime this technique, which has found applications in numerous pathologies of central nervous system, has a number of significant limitations, and the main of them are the inability to adequately visualize the crossing fibers and the relatively low reproducibility of the results. Standardization of the data postprocessing algorithms, further upgrading of the magnetic resonance scanners and implementation of the alternative tractography methods have the potential of partially reducing of the current limitations.Цель исследования. Систематизация знаний о диффузионной тензорной магнитно-резонансной томографии; анализ литературы, касающейся существующих на сегодняшний момент ограничений метода и возможностей их преодоления.Материал и методы. Проанализировано 74 публикации (6 отечественных, 68 зарубежных), вышедших в свет в период с 1986 по 2021 год. Более половины работ было опубликовано в последнее десятилетие, 19 работ – в период с 2016 по 2021 год.Результаты. В статье изложены физические основы диффузионных методик магнитно-резонансной томографии, принципы получения диффузионно-взвешенных изображений и диффузионного тензора, отражены особенности вероятностного и детерминистского подходов к обработке данных диффузионной тензорной МРТ, а также методы оценки диффузионных характеристик тканей в клинической практике. Подробно рассмотрены причины имеющихся ограничений диффузионной тензорной МРТ, а также систематизированы основные разработанные приемы преодоления этих ограничений, таких как мультитензорная модель, диффузионная визуализация высокого углового разрешения, диффузионная спектральная визуализация, диффузионная куртозисная визуализация. Последовательно рассмотрены этапы обработки данных диффузионной тензорной магнитно-резонансной томографии (препроцессинг, процессинг и постпроцессинг). Отражены особенности основных подходов к количественному анализу данных диффузионной тензорной магнитно-резонансной томографии (таких как анализ области интереса, анализ всего объема данных, количественная трактография).Заключение. Магнитно-резонансная трактография – уникальная методика неинвазивной прижизненной визуализации проводящих путей головного мозга и оценки структурной целостности составляющих их аксонов, нашедшая применение при многих заболеваниях центральной нервной системы. В то же время эта методика имеет ряд существенных ограничений, основными из которых являются невозможность адекватной визуализации перекрещивающихся волокон и относительно низкая воспроизводимость результатов. Стандартизация алгоритмов постпроцессинга данных, дальнейшее совершенствование магнитнорезонансных томографов и внедрение альтернативных методов трактографии потенциально способны частично нивелировать имеющиеся в настоящее время недостатки

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ ВТОРОГО СЕГМЕНТА ПОЗВОНОЧНЫХ АРТЕРИЙ И ИХ ГЕМОДИАМИКИ У ЗДОРОВЫХ ЛИЦ И У ПАЦИЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ СТАДИЯМИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

In order to improve the capabilities of duplex Doppler ultrasound of morphofunctional features of vertebral arteries we investigated duplex Doppler ultrasound of major neck vessels in 279 patients with stages 1–2 arterial hypertension (149 patients with stage 1 hypertension and 130 patients with stage 2 hypertension). The control group included 196 subjects with normal blood pressure values. Duplex Doppler ultrasound included the following hemodynamic parameters of vertebral arteries: peak systolic velocity, end-diastolic velocity, time-averaged mean velocity, pulsatility index, resistance index, and also the asymmetry of vertebral arteries diameters — the ratio of the diameter of the left vertebral artery to the diameter of the right vertebral artery; volumetric blood flow. The reactivity of the vertebral arteries was studied by assessing the response of hemodynamic parameters to head rotation. The severity of muscle sleeve fibrosis surrounding the vertebral arteries in the C5–C6 segments of the cervical spine was evaluated at 7 degrees (from 0 to 6). The study found differences in the morphology of the vertebral arteries as well as the ultrasound parameters of the muscle sleeve surrounding the vertebral arteries in the C5–C6 segments but the greatest differences were observed precisely in the indicator of the reactivity of the vertebral arteries on head rotation. Reactivity indicators were expressed as changes in the parameters of pulsatility index and resistance index. The results of the study showed that early changes in the muscle sleeve surrounding the vertebral arteries in the C5–C6 segments lead to changes in the diameters of the vertebral arteries and their reactivity during further traumatization of vessels and sympathetic fibers caused by rotation of the head. Reactive indicators express to a far greater degree on the left vertebral artery and their progression increase with the progression of hypertension occurred.В работе оценена возможность использования ультразвукового исследования для изучения морфофункциональных особенностей позвоночных артерий у больных артериальной гипертензией. С этой целью проведено ультразвуковое дуплексное сканирование магистральных сосудов шеи у 279 пациентов АГ I и II стадий (149 пациентов с АГ I стадии и 130 — с АГ II стадии). В контрольную группу вошли 196 лиц с нормальными значениями АД. Дуплексное исследование включало изучение показателей гемодинамики позвоночных артерий (ПА): пиковой систолической скорости кровотока, конечной диастолической скорости кровотока, усредненной по времени средней скорости кровотока, индекса периферического сопротивления (ИС); пульсационного индекса (ПИ), диаметра левой и правой ПА, асимметрии диаметра ПА, объемного кровотока. Изучена реактивность ПА путем оценки реакции показателей гемодинамики на повороты головы. Выраженность фиброза мышечной муфты (ФММ), окружающей ПА в сегментах С5–С6 шейного отдела позвоночника, оценивалась по 7 степеням (от 0 до 6). В ходе исследования выявлены различия в данных морфологии позвоночных артерий, а также ультразвуковых показателях мышечной муфты, окружающей ПА в сегментах С5–С6, но наибольшие различия наблюдались именно в показателях реактивности ПА на повороты головы (ИС и ПИ). Результаты исследования показали, что ранние изменения мышечной муфты, окружающей ПА в сегментах С5–С6, приводят по мере дальнейшей травматизации сосудов и симпатических волокон ПА при вращении головой к изменениям диаметров позвоночных артерий и их реактивности. Показатели реактивности в значительно большей степени выражены со стороны левой ПА и нарастают по мере прогрессирования АГ.</p

The Impact of Cerebral Perfusion on Mesenchymal Stem Cells Distribution after Intra-Arterial Transplantation: A Quantitative MR Study

Intra-arterial (IA) mesenchymal stem cells (MSCs) transplantation providing targeted cell delivery to brain tissue is a promising approach to the treatment of neurological disorders, including stroke. Factors determining cell distribution after IA administration have not been fully elucidated. Their decoding may contribute to the improvement of a transplantation technique and facilitate translation of stroke cell therapy into clinical practice. The goal of this work was to quantitatively assess the impact of brain tissue perfusion on the distribution of IA transplanted MSCs in rat brains. We performed a selective MR-perfusion study with bolus IA injection of gadolinium-based contrast agent and subsequent IA transplantation of MSCs in intact rats and rats with experimental stroke and evaluated the correlation between different perfusion parameters and cell distribution estimated by susceptibility weighted imaging (SWI) immediately after cell transplantation. The obtained results revealed a certain correlation between the distribution of IA transplanted MSCs and brain perfusion in both intact rats and rats with experimental stroke with the coefficient of determination up to 30%. It can be concluded that the distribution of MSCs after IA injection can be partially predicted based on cerebral perfusion data, but other factors requiring further investigation also have a significant impact on the fate of transplanted cells