Commensurate-Incommensurate Magnetic Phase Transition in Magnetoelectric Single Crystal LiNiPO4_4

Neutron scattering studies of single-crystal LiNiPO$_4$ reveal a spontaneous first-order commensurate-incommensurate magnetic phase transition. Short- and long-range incommensurate phases are intermediate between the high temperature paramagnetic and the low temperature antiferromagnetic phases. The modulated structure has a predominant antiferromagnetic component, giving rise to satellite peaks in the vicinity of the fundamental antiferromagnetic Bragg reflection, and a ferromagnetic component giving rise to peaks at small momentum-transfers around the origin at $(0,\pm Q,0)$. The wavelength of the modulated magnetic structure varies continuously with temperature. It is argued that the incommensurate short- and long-range phases are due to spin-dimensionality crossover from a continuous to the discrete Ising state. These observations explain the anomalous first-order transition seen in the magnetoelectric effect of this system

Universal mechanism of discontinuity of commensurate-incommensurate transitions in three-dimensional solids: Strain dependence of soliton self-energy

We show that there exists a universal mechanism of long-range soliton attraction in three-dimensional solids and, therefore, of discontinuity of any commensurate-incommensurate (C-IC) phase transition. This mechanism is due to the strain dependence of the soliton self-energy and specific features of the solid-state elasticity. The role of this mechanism is studied in detail for a class of C-IC transitions where the IC modulation is one-dimensional, the anisotropy in the order parameter space is small, and the symmetry of the systems allows the existence of the Lifshitz invariant. Two other mechanisms of soliton attraction are operative here but the universal mechanism considered in this paper is found to be the most important one in some cases. Comparison with the most extensively studied C-IC transition in $\rm K_2SeO_4$ shows that the experimentally observed thermal anomalies can be understood as a result of the smearing of the theoretically predicted discontinuous transition.Comment: 8 pages (extended version, title changed

Synthesis of technetium hydride TcH1.3_{1.3} at 27 GPa

In this work, we synthesize and investigate lower technetium hydrides at pressures up to 45 GPa using the synchrotron X-ray diffraction, reflectance spectroscopy, and ab initio calculations. In the Tc-H system, the hydrogen content in TcH$_x$ phases increases when the pressure rises, and at 27 GPa we found a new hexagonal (hcp) nonstoichiometric hydride TcH$_{1.3}$. The formation of technetium hydrides is also confirmed by the emergence of a new reflective band at 450-600 nm in the reflectance spectra of TcH$_x$ samples synthesized at 45 GPa. On the basis of the theoretical analysis, we proposed crystal structures for the TcH$_{0.45 \pm 0.05}$ (Tc$_{16}$H$_7$) and TcH$_{0.75 \pm 0.05}$ (Tc$_4$H$_3$) phases previously obtained at 1-2 GPa. The calculations of the electron-phonon interaction show that technetium hydrides TcH$_{1+x}$ do not possess superconducting properties due to the low electron-phonon interaction parameter ($\lambda \sim 0.23$)

Контрастная МРТ с эффектом переноса намагниченности в дифференциальной диагностике гемангиом и метастатических очагов печени

Objective: to investigate the operating characteristics of contrast MRI of the liver using magnetization transfer effect in the differential diagnosis of hemangiomas and metastatic lesions in comparison with dynamic contrast.Material and methods. The material of the study were dynamic contrast MRI images of 25 patients with diagnosis of direction of focal liver lesion. Inclusion criteria were detection of typical MR-semiotic for hemangioma (n = 10 to 40% of cases) or multiple liver metastases (n = 15 to 60% of cases).In the group with metastases exclusion criteria was the primary detection of obscure single focal lesions, as well as the diagnosis of other primary tumors, in particular cholangiocellular cancer (n = 1). All MRI studies were performed using MRI Toshiba Titan Octave with of 1.5 Tesla magnetic field. T1-weighted static contrast MRI investigation of liver performed after 3–5 minutes after a series of dynamic contrast MRI with modes: T1-FE-FSat and T1-TSEMTS (Δf = -210 Hz, FA = 600°). The magnevist at a dose of 0.1 mmol/kg was used as a contrast agent. Each focal liver lesion differentiated between hemangiomaand metastasis with the calculation of contrast ratio (CR) for each lesion. Statistical analysis of CR was performed using T-test and T-test Welch. The sensitivity and specificity parameters were compared during the ROC-analysis.Results. In our statistical analysis groups formed not from patients, because we were compared results about focal lesions of a liver referred to metastasis or hemangiomas. All the patients included in a research had focal lesions mostly multiple and in the comparative analysis of contrast ratio in the T1-FE-FSat and T1-TSE-MTC was carried out on 21 (20%) hemangiomas and 84 (80%) metastasises. The significant (p < 10–4) contrast enhancement using T1-TSE-MTS, as in the case of hemangiomas and in metastatic lesions relative to T1-FE-FSat revealed by comparing the CRs. No significant differences were found in the differentiation of hemangiomas and liver metastases in modes T1-FE-FSat and T1-TSE-MTS when paired comparison of ROC-curves (p > 0.18). No significant differences were found when paired comparison of CRs between hemangiomas in T1-FE-FSat mode and metastases in T1-TSEMTSimages (p > 0.8). An additive effect (sensitivity and specificity – 98.8% and 85.7%) occurs when we used to CRcomm=35.7% in T1-FE-FSat modes and T1-TSE-MTS.Conclusions. 1. Contrast MRI using magnetization transfer effect allows significantly increase the contrast of focal liver formations on the type of hemangiomas and metastases. 2. The achieved contrast level in 2D TSE images with magnetization transfer effect of liver metastatic foci corresponds to that of hemangiomas in 2D FE mode. 3. Maximum parameters of sensitivity and specificity in the differential diagnosis of hemangiomas and liver metastases obtained by using 2D-FE-FSat and 2D-TSE-MTC in post contrast phase.Цель исследования: проанализировать операционные характеристики контрастной магнитно-резонансной томографии (МРТ) печени с использованием эффекта переноса намагниченности в дифференциальной диагностике гемангиом и метастатических очагов в сравнении с динамическим контрастированием.Материал и методы. Материалом исследования являлись изображения динамической контрастной МРТ 25 пациентов с диагнозом направления очаговое поражение печени. Критерием включения являлось обнаружение типичной МР-семиотики для гемангиом (n = 10 (40%)) или множественных метастазов печени (n = 15 (60%)). В группе с метастазами критериями исключения являлись первичное обнаружение неясных единичных очаговых образований, а также диагностика других первичных новообразований, в частности холангиоцеллюлярного рака (n = 1). Все МРТ-исследования проводили с использованием МР-томографа Toshiba TitanOctave 1,5 Т. Т1-взвешенное статическое контрастное МРТ- исследование печени выполняли через 3–5 мин после серии динамической контрастной МРТ в режимах: T1-FEFSat и T1-TSE-МТС (Δf = −210 Гц, FA = 600°). В качестве контрастного препарата использовался магневист в дозе 0,1 ммоль/кг. Каждое очаговое поражение печени дифференцировали между гемангиомой и метастазом с расчетом коэффициента контраста (КК) для каждого очага. Статистический анализ КК проводили с использованием T-критерия Стьюдента и Т-критерия Уэлча. Показатели чувствительности и специфичности сравнивали при ROC-анализе.Результаты. При статистическом анализе сравнивали выявленные очаговые образования печени, отнесенные к метастазам или гемангиомам. У всех включенных в исследование пациентов очаговые образования чаще были множественными и сравнительный анализ контрастности в режимах T1-FE-FSat и T1-TSE-МТС, таким образом, проводили на выборке из 21 (20%) гемангиомы и 84 (80%) метастазов. При сравнении КК выявлено значимое (p < 10–4) повышение контрастности при использовании T1-TSE-МТС как в случае гемангиом, так и метастазов относительно T1-FEFSat. При парном сравнении ROC-кривых не выявлено значимых различий при дифференцировании гемангиом и метастазов печени в режимах T1-FE-FSat и T1-TSE-МТС (p > 0,18). При парном сравнении КК между гемангиомами в режиме T1-FE-FSat и метастазами на изображениях T1-TSE-МТС значимых различий не выявлено (p > 0,8). При использовании обобщенного порогового значения ККобщ. = 35,7% в режимах T1-FE-FSat и T1-TSE-МТС наблюдается аддитивный эффект (чувствительность и специфичность – 98,8 и 85,7% соответственно).Выводы. 1. Контрастная МРТ с применением эффекта переноса намагниченности позволяет значимо увеличить контрастность очаговых образований печени по типу гемангиом или метастазов. 2. Достигнутый уровень контрастности метастатических очагов печени на изображениях 2DTSE с эффектом переноса намагниченности соответствует таковому для гемангиом в режиме 2DFE. 3. Максимальные параметры чувствительности и специфичности в дифференциальной диагностике гемангиом и метастазов в печени достигаются при использовании 2D-FE-FSat и 2D-TSE-MTC в постконтрастную фазу

Оценка активности демиелинизации у пациентов с рассеянным склерозом методом переноса намагниченности

Purpose: to study the activity of demyelination process in patients with multiple sclerosis using magnetization transfer effect.Materials and methods. Рatients group of 10 people aged from 19 to 48 years old with a confirmed diagnosis of multiple sclerosis was formed for clinical testing. Contrastcontaining and fat-containing substances scanned with offset frequency used as the material for the phantom studies. MRI investigation was performed on high field magnetic resonance tomograph with 1.5 Tesla magnetic field. To obtain T1-weighted images in the phantom experiment the Spin-Echo pulse sequence with parameters: TR = 650 ms, TE = 20 ms, FOV = 14 cm, MX = 96 × 256, STh = 4.7 mm with the imposition of a single pulse of magnetization transfer (MTS = 1) was used. Magnetization transfer ratio (MTR) was used to quantify the magnetization transfer effect. The Spin-Echo pulse sequence with the following parameters: TR = 621 ms, TE = 17 ms, FOV = 23.4 cm, MX = 208 × 320, STh = 5.0 mm was used in the clinical trial.After the administration of contrast medium the same pulse sequence with applying magnetization transfer pulse (MTC = 1) was used. Contrast ratio was calculated for evaluating the contrasting effect.Results. The greatest MTR value was obtained when the phantom study with a combination of frequency offset (Δf) and flip angle (FA(MT)): Δf = −210 Hz and FA(MT) = 600° respectively. Clinical approbation of this combination showed a statistically significant increase in contrast ratio (p < 0.05) between the demyelination foci and white brain matter in comparison with the sequence without magnetization transfer effect. In addition significant differences in MTR coefficients revealed between the intact white matter and demyelination foci (p < 0.05). The sensitivity of T1-weighted sequence with the magnetization transfer effect in identification of active foci of demyelination was significantly higher (p < 0.001) than that sensitivity of T1-weighted sequences without the magnetization transfer effect.Conclusion. The improved visualization of active foci of demyelination in patients with multiple sclerosis using a sequence with magnetization transfer effect with the following parameters: Δf = −210 Hz, FA(MT) = 600° due to the high values of contrast ratio compared with T1-Spin-Echo (p < 0.05) was shown and significant reduction in MTR coefficient in demyelination foci (p < 0.05).Цель исследования: оценка активности процесса демиелинизации у пациентов с рассеянным склерозом с использованием эффекта переноса намагниченности.Материал и методы. Для клинической апробации была сформирована группа пациентов из 10 человек  в возрасте от 19 до 48 лет с подтвержденным диагнозом рассеянного склероза. В качестве материала для фантомных исследований использовали контраст- и жиросодержащие вещества, сканированные со смещением резонансной частоты. МРТ-исследование проводили на высокопольном магнитно-резонансном томографе с индукцией магнитного поля 1,5 Тл. Для получения Т1-взвешенных изображений в фантомном эксперименте использовалась импульсная последовательность спин-эхо с параметрами: TR = 650 мс, TE = 20 мс, FOV = 14 см, MX = 96 × 256, STh = 4,7 мм с наложением одного импульса переноса намагниченности (МТС = 1). Для количественной оценки эффекта переноса намагниченности использовали коэффициент переноса намагниченности (MTR). При клиническом исследовании использовали импульсную последовательность спин-эхо с параметрами: TR = 621 мс, TE = 17 мс, FOV = 23,4 см, MX = 208 × 320, STh = 5,0 мм. Эту же импульсную последовательность, но с наложением импульса переноса намагниченности (MTC = 1), использовали после введения контрастного вещества. Для оценки контрастирующего эффекта рассчитывали коэффициент контраста.Результаты. Наибольшее значение MTR при фантомном исследовании получено при сочетании смещения частоты (Δf) и угла поворота (FA(MT)): Δf = −210 Гц и FA(MT) = 600° соответственно. Клиническая апробация данной комбинации показала статистически значимое повышение коэффициента контраста (p < 0,05) между очагами демиелинизации и белым веществом головного мозга в сравнении с последовательностью без эффекта переноса намагниченности. Кроме того, выявлено значимое различие коэффициентов MTR между интактным белым веществом и очагом демиелинизации (p < 0,05). Чувствительность Т1-взвешенной последовательности с эффектом переноса намагниченности значимо выше (р < 0,001) показателей чувствительности Т1-взвешенной последовательности без эффекта переноса намагниченности.Выводы. Показано улучшение визуализации активных очагов демиелинизации у пациентов с рассеянным склерозом при использовании Т1-взвешенной последовательности с эффектом переноса намагниченности с параметрами: Δf = −210 Гц, FA(MT) = 600° за счет высоких значений коэффициента контраста в сравнении с T1-взвешенной последовательностью на основе спинэхо (р < 0,05) и значимого снижения коэффициента MTR в очаге демиелинизации (p < 0,05)

Морфофункциональная характеристика печени после гемостаза неравновесной плазмой на отдаленные сроки в условиях эксперимента

Research of morphofunctional properties that indicate intensity of liver injury when performing cold plasma hemostasis. The operation is an atypical resection of liver left lobe with cold plasma hemostasis. It is performed on white rats. There are a biochemical blood analysis, histological study and MRI-scanning in late period. Morphofunctional changes on the 90th and 180th day are described in the issue.Изучены морфофункциональные параметры, отражающие выраженность повреждений печени при гемостазе неравновесной плазмой. Оперативное вмешательство заключалось в атипичной резекции левой доли печени с гемостазом холодной плазмой и выполнялось на белых крысах. В отдаленные сроки проводили биохимическое исследование крови, гистологическое исследование и магнитно-резонансную томографию. В результате описаны морфофункциональные изменения на 90-е и 180-е сут