How long does it take to pull an ideal polymer into a small hole?

We present scaling estimates for characteristic times $\tau_{\rm lin}$ and $\tau_{\rm br}$ of pulling ideal linear and randomly branched polymers of $N$ monomers into a small hole by a force $f$. We show that the absorbtion process develops as sequential straightening of folds of the initial polymer configuration. By estimating the typical size of the fold involved into the motion, we arrive at the following predictions: $\tau_{\rm lin}(N) \sim N^{3/2}/f$ and $\tau_{\rm br}(N) \sim N^{5/4}/f$, and we also confirm them by the molecular dynamics experiment.Comment: 4 pages, 3 figure

THE APPLICATION OF WAVELET TRANSFORMATION FOR AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS AND THE POSSIBILITY OF IMPLEMENTING THEM ON FPGA

Consider the application of wavelet transformation for automatic control sys-tems and the possibility of implementing them on FPGA

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

On the Complexity of Query Result Diversification

Query result diversification is a bi-criteria optimization problem for ranking query results. Given a database D, a query Q and a positive integer k, it is to find a set of k tuples from Q(D) such that the tuples are as relevant as possible to the query, and at the same time, as diverse as possible to each other. Subsets of Q(D) are ranked by an objective function defined in terms of relevance and diversity. Query result diversification has found a variety of applications in databases, information retrieval and operations research. This paper studies the complexity of result diversification for relational queries. We identify three problems in connection with query result diversification, to determine whether there exists a set of k tuples that is ranked above a bound with respect to relevance and diversity, to assess the rank of a given k-element set, and to count how many k-element sets are ranked above a given bound. We study these problems for a variety of query languages and for three objective functions. We establish the upper and lower bounds of these problems, all matching, for both combined complexity and data complexity. We also investigate several special settings of these problems, identifying tractable cases. 1

ПРИМЕНЕНИ Е MN(II)-ТРАНС-1,2-ДИАМИНОЦИКЛОГЕКСАН-N,N,N',N'-ТЕТРААЦЕТАТА ДЛЯ ПАРАМАГНИТНОГО КОНТРАСТИРОВАНИЯ МЕНИНГИОМ ГОЛОВНОГО МОЗГА У СОБАК

Aim of research. We have evaluated the abilities of new original paramagnetic contrast agent Mn-DCTA (0,5 mol solution of Manganese(II) complex with trans-1,2-diaminocyclohexane-N,N,N',N'-tetraacetate, registered trade mark Cyclomang) for contrast-enhanced imaging of brain meningeomas in dogs.Material and methods. Twelve animals were included, all with brain tumors reveald during out-patient veterinary examinations. In ten of twelve the diagnosis was verified later by pathomorphologic study. The cerebral MRI has been carred out as set of axial, sagittal and coronal slices as thin as three to five mm, covering all the volume of brain.The scanning parameters in T1-weighted spin-ech mode were as follows: TR = 400–500 ms, TE = 15–20 ms, the dose of injected paramagnetic was standardised as 1 mmol per 10 kg of body weight. For quantitative analysis the index of enhancement was calculated.Results. In all cases the sure enhancement with clear visualization of cerebral tumor was obtained due to highly intensive uptake of Mn-DCTA to the tumor tissue. When evaluated quantitatively the uptake of Mn-DCTA to the tumor gave the index of enhancement in T1-weighted spin-echo mode as high as IE = 1,72 ± 0,18 for the central parts of tumor and IE = 2,08 ± 0,23 for the peripheral ones, where as in control animals it was far below these values. Intravenous injection of Mn-DCTA to dogs with cerebral tumors did not induce any detectable pathologic or even physiologic effects.Conclusion. Henceforth we conclude the Mn-DCTA provides highly available methodologically simple imaging of cerebral meningeomas and can be thought out as promising paramagnetic agent for clinical magnetic resonance imaging in humans.Цель исследования. Выполнено экспериментальное исследование возможностей нового оригинального отечественного парамагнетика Mn-ДЦТА (0,5 моль раствора комплекса марганца (II) с транс-1,2-диаминоциклогексан-N,N,N',N'-тетрауксусной кислотой, зарегистрированное название «Цикломанг») для контрастированной магнитно-резонасной томографической визуализации опухолей головного мозга в эксперименте.Материал и методы. В исследование включены 12 собак с выявленными в ходе ветеринарного обследования менингеальными опухолями головного мозга. Магнитно-резонасная томография (МРТ) головного мозга срезами по 3–5 мм выполнялась в аксиальных, фронтальных и сагиттальных плоскостях, в Т1-взвешенном режиме, с использованием параметров TR = 400–500 мс, TE = 15–20 мс, при введении парамагнетика в стандартной дозировке 1 ммоль на 10 кг массы тела животного. По данным количественной обработки Т1-взв. изображений до введения парамагнетика и спустя 5–9 мин после него рассчитывался индекс усиления (ИУ).Результаты. Во всех случаях достигалась уверенная визуализация опухолевого поражения головного мозга, с высокоинтенсивным контрастированием его за счет накопления в опухоли Mn-ДЦТА. При количественной оценке накопления парамагнетика в опухоли ИУ в Т1-взв. режиме составил 1,67 ± 0,23 для центральных отделов опухоли и 2,08 ± 0,22 – для периферических. В нормальных тканях поглощения парамагнетика Mn-ДЦТА не отмечалось. Введение парамагнетика собакам не сопровождалось какими-либо патологическими или физиологическими реакциями.Заключение. Таким образом, Mn-ДЦТА обеспечивает контрастированную МРТ-визуализацию менингеальных опухолей головного мозга и может рассматриваться как перспективный парамагнитный контраст для клинической визуализации в МРТ

Первый опыт ОФЭКТ-КТ с радиофармпрепаратом таллия-199 хлоридом в диагностике и оценке распространенности рака легкого

Introduction. The development and improvement of new tomographic technologies for highly sensitive imaging of lung cancer (LC) is crucial for the early detection of this disease, accurate staging and control of complex therapyThe purpose of the study. To study the possibility of using the radiopharmaceutical (rp) 199TlCl for SPECT-CT imaging of LC.Material and methods. 199TlCl in solution was obtained at the U-120 cyclotron (Efremov Institute of Physics and Technology, Rosatom, St. Petersburg) of the TPU Institute of Physics and Technology by the reaction of irradiation of a metal gold target with alpha particles 197Au(α,2n)199Tl, at an alpha particle energy of 28 MeV, with a 199Tl yield of over 95%, in saline solution. The injected dose of rp was 180–185 MBq in all cases, and the scan was performed in 12–20 minutes after the injection of 199TlCl. The chest SPECT was acquired as 64 planar scans per 360° rotation of the two-detector system, in a 64 × 64 matrix, with a field of view size of 40 × 40 cm, with acquisition of more than 50,000 pulses per frame, with a high-energy high-resolution collimator installed, with an energy peak of 70 keV set at a window width of 20% of the differential discriminator. The axial sections were reconstructed using the back-projection method, taking into account the depth absorption with an absorption constant of 0.12 1 / cm. The contour of the patient's body for this purpose was imported from the CT. CT of chest was carried out immediately after the SPECT, ro the 512 × 512 matrix, with a spatial resolution of 1 mm. No X-ray contrast enhancement was carried-out. All studies were performed using a combined SPECT-CT scanner Simbia T16 (Siemens Medical).We recruited 12 patients with an established diagnosis of non-small cell LC, in everybody the SPECT-CT with 199Tl-chloride was employed to stage the disease. The control group comprised 7 patients who underwent a study with 199Tl-chloride for non-oncological pathology, but the diagnosis was finally rejected.Results. Visually, in SPECT-CT with 199TlCl in patients without tumor pathology, the accumulation in the lungs was close to background, and the image of the mediastinum was due to the normal accumulation of rp to the heart muscle. Ratio “healthy lung/myocardium” was 0.23 ± 0.05 in the control group. For the primary node of LC, this index was 0.62 ± 0.14 (p < 0.02), and for metastatically involved lymph nodes, 0.59 ± 0.16 (p < 0.05). According to the results of the individual picture of SPECT-CT with 199TlCl in LC, 6 patients out of 12 had expanded radiation areas during external gamma therapy.Conclusion. 199TlCl has a high affinity to the LC tumor tissue and shows high accumulation both to the primary and to metastatic LC foci. Routine use of SPECT-CT with 199TlCl in LC makes sence, both in the primary diagnosis and for the staging of the disease. It is necessary to continue the study of 199TlCl as rp for both ptimary diafnostic imagung of LC and also for the follow-up control of therapy.Введение. Разработка и совершенствование новых томографических технологий высокочувствительной визуализации рака легкого (РЛ) является критической для раннего выявления этого заболевания, точного стадирования и контроля комплексной терапии.Цель исследования: изучить возможность использования радиофармпрепарата (РФП) 199TlCl для ОФЭКТ-КТ-визуализации РЛ.Материал и методы. 199Tl-хлорид в растворе был получен на циклотроне У-120 (производства НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, Росатом, Санкт-Петербург) Национального исследовательского Томского политехнического университета по реакции облучения металлической золотой мишени альфа-частицами 197Аu(α,2n)199Тl при энергии альфа-частиц 28 МэВ с выходом 199Тl более 95% в физиологическом растворе. Вводимая доза РФП составила во всех случаях 180–185 МБк, сканирование выполнялось спустя 12–20 мин после инъекции 199TlCl. ОФЭКТ грудной клетки записывалась как 64 планарных скана на 360° оборота двухдетекторной системы в матрицу 64 × 64 при размере поля зрения 40 × 40 см с набором более 50 000 импульсов на кадр с установленным высокоэнергетическим высокоразрешающим коллиматором при настройке на энергетический пик 70 кэВ и при ширине окна дифференциального дискриминатора 20%. Реконструкция аксиальных срезов проводилась методом обратных проекций с учетом поглощения по глубине с постоянной поглощения 0,12 1/см. Контур тела пациента для этого был импортирован из СРКТ. СРКТ ОГК выполнялась сразу за ОФЭКТ в матрицу 512 × 512 при пространственном разрешении 1 мм. Рентгеновского контрастного усиления не проводилось. Все исследования были выполнены с помощью совмещенного ОФЭКТ-КТ-сканера Simbia T16 (Siemens Medical).В исследование было включено 12 пациентов с установленным диагнозом немелкоклеточного РЛ с проведением ОФЭКТ-КТ с 199Tl-хлоридом для стадирования заболевания. Контрольную группу составили 7 пациентов, которым исследование с 199Tl-хлоридом выполнялось по поводу неонкологической патологии, но диагноз был впоследствии отвергнут, и они расценивались как соматически здоровые.Результаты. Визуально при ОФЭКТ-КТ с 199TlCl у пациентов без опухолевой патологии накопление в легких было фоновым, а изображение средостения было обусловлено нормальным накоплением РФП в сердечной мышце. Индекс счета “здоровое легкое/миокард” составил в контрольной группе 0,23 ± 0,05. Для первичного узла РЛ этот индекс составил 0,62 ± 0,14 (p < 0,02), а для метастатически пораженных лимфа тических узлов – 0,59 ± 0,16 (p < 0,05). По результатам индивидуальной картины ОФЭКТ-КТ с 199TlCl при РЛ у 6 пациентов из 12 были расширены области облучения при наружной гамма-терапии.Заключение. 199Tl обладает высокой тропностью к опухолевой ткани РЛ и демонстрирует высокое накопление в первичных и метастатических узлах РЛ. Целесообразно практическое использование ОФЭКТ-КТ с 199TlCl при РЛ как в первичной диагностике, так и для стадирования заболевания. Необходимо продолжение исследований 199Tl как РФП для визуализации РЛ