Study of structure-property relationship in steels based on analysis of EBSD data

In this work, we formulate novel data-driven assays for exploring the structure-property linkages for high-manganese austenitic wear-resistant steel 110G13L (Hadfield steel). Steel 110G13L has the following chemical composition, wt.%: C(0.95-1.50)-Mn(11.5-15.0). These assays are built on recent advances in high resolution quantification of material structure using correlations and principal analyses of electron backscatter diffraction (EBSD) data, as well as in the mechanical characterization using nanoindentation. These novel protocols are demonstrated on a steel 110G13L that exhibits various polycrystalline microstructures. A comparative analysis of EBSD data was carried out for samples of manganese steel 110G13L obtained by various methods. Analysis of the diffraction patterns of backscattered electrons allowed us to plot orientation maps, Schmid factor maps and distributions for austenite dendrites. Schmid factor maps are used to determine the degree of homogeneity of a possible deformation. The results of the measurement of hardness and Young's modulus for the austenite dendrites indicate the heterogeneity of the mechanical properties of the material in submicro-volumes due to lattice defects (dislocations) inside the crystallites. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.Russian Foundation for Basic Research, RFBR: 19-33-90198The equipment of the Ural Centre for Shared Use “Modern nanotechnology” UrFU was used. The reported study was funded by RFBR (project No. 19-33-90198)

Excitation of durable VHF oscillations in ferrite-filled coaxial lines

Effective methods are suggested for exciting gigahertz-range oscillations in coaxial lines that contain ferrite rings and isotropic material. Within the gyrotropic section, the primary pulsed waveform gets transformed from the TEM into a TM mode. Its further development is analyzed, following the results of real-life and numerical experiments. Special attention is paid to amplitude variations of the ТМ mode, owing to the nonlinear response of the ferrite.Пропонуються ефективні методи збудження осциляцій гігагерцевого діапазону в коаксіальних лініях, що містять уставки з феритових кілець та ізотропного матеріалу. У гіротропній частині лінії первинна імпульсна хвильова форма трансформується з моди ТЕМ у моду ТМ. Проаналізовано їх подальший розвиток за результатами відповідних натурних і числових експериментів. Особливої уваги приділено варіаціям амплітуди ТМ-моди, що пов’язані з нелінійністю електромагнітного відгуку фериту

About possibility to locate an EQ epicenter using parameters of ELF/ULF preseismic emission

A relation between parameters of preseismic ULF/ELF emissions and EQ is studied. The magnetic data measured at Karymshino station (Kamchatka, Russia) along with data on local seismic activity during eight years of observations (2001–2008) are taken for the analysis. Source azimuth is detected in different techniques, based on the analysis of the total field and its polarized pulsed component. The latter technique shows a better accuracy in the source azimuth detection. The errors of the method are associated with existence of non-seismic sources and with use of one-point observation. The second error can be eliminated by development of multi-point observations

Оценка возможности применения позитронно-эмиссионной компьютерной томографии с применением 18F-фтордезоксиглюкозы у пациентов с метастазами из невыявленного первичного очага в области головы и шеи

Introduction. Cancer metastases from an unknown primary origin (CUP) in the head and neck area include a large heterogeneous group of tumor formations, the primary localization of which could not be established even after a thorough diagnostic search. Combined positron emission computed tomography (PET-CT) with 18F-FDG has a high level of detection of primary neoplasms as a result of simultaneous acquisition of precisely combined anatomical and functional images of the entire body.Objectives. 1. To evaluate the possibility of using PET-CT (positron emission tomography in combination with computed tomography) with 18F-FDG (18-fluorodeoxyglucose) in patients with metastases from the CUP (carcinoma unknown primary) in the head and neck.2. To determine the effectiveness of PET-CT for the detection of primary tumor focus in patients with histologically verified diagnosis of CUP in the head and neck.3. To evaluate the contribution of the PET-CT technique in assessing the prevalence of the disease in patients diagnosed with head and neck cancer.Materials and methods. 134 patients diagnosed with CUP in the head and neck from September 2018 to March 2019 were included to this retrospective study: 35(26.1%) women and 99(73.9%) men, with the mean age of 61.9 ± 7.5 years. All patients underwent a biopsy from at least one metastatic lesion, and the malignant nature of the neoplasm was histologically verified. Before PET-CT with 18F-FDG, standard oncological evaluation was carried out to detect primary tumor.Results. Among 134 patients comprised the study, initial histological diagnoses were: squamous cell cancer (n = 82, 61.2%), melanoma (n = 5, 3.7%), undifferentiated carcinoma (n = 20, 15%), adenocarcinoma (n = 21, 15.6%) and undifferentiated malignant neoplasm (n = 6, 4.5%).With PET-CT with 18F-FDG, primary tumor location was revealed in 72 (54%) of the patients. New metastatic lesions were found in 60 (44.7%) of the patients.Change in the TNM stage was observed in 95(71%) of all cases after PET-CT with 18F-FDG. It was associated both with the detection of the primary tumor and the identification of new metastatic foci.Conclusions. Use of PET-CT with 18F-FDG allows to carry out oncological evaluation more precisely than the standard procedures in the majority of patients with CUP in the head and neck region. In a significant quota of cases, this method is in a position also to help to identify the primary tumor lesion, which, in turn, influences on strategy of treatment and also on the prognosis of disease. PET-CT with 18F-FDG should be included to the protocol of radiological examination in patients with CUP in the head and neck anatomic area.Введение. Метастазы рака из невыявленного первичного очага (НПО) в области головы и шеи включают большую гетерогенную группу опухолевых образований, первичную локализацию которых не удалось установить даже после тщательного диагностического поиска. Позитронно-эмиссионная томография в сочетании с компьютерной томографией с 18-фтордезоксиглюкозой (ПЭТ-КТ с 18F-ФДГ) имеет высокий уровень обнаружения первичных новообразований в результате одновременного получения точно совмещенных анатомических и функциональных изображений всего тела.Задачи исследования. Оценить возможность применения ПЭТ-КТ с 18F-ФДГ у пациентов с метастазами из НПО в области головы и шеи.1. Определить эффективность ПЭТ-КТ для обнаружения первичного опухолевого очага у пациентов с гистологически верифицированным диагнозом НПО в области головы и шеи.2. Оценить вклад методики ПЭТ-КТ в оценку распространенности заболевания у пациентов с диагнозом НПО в области головы и шеи.Материал и методы. За период с сентября 2018 г. по март 2019 г. в ретроспективное исследование было включено в общей сложности 134 пациента с диагнозом метастазов рака из НПО в области головы и шеи: 35 (26,1%) из них женщины и 99 (73,9%) – мужчины. Средний возраст пациентов, включенных в исследование, составил 61,9 ± 7,5 года. Всем пациентам перед ПЭТ-КТ была проведена пункционная биопсия как минимум одного метастатического очага и гистологически верифицирован злокачественный характер новообразования, а также был проведен ряд стандартных исследований в рамках онкопоиска для выявления природы первичного опухолевого очага.Результаты. Среди 134 пациентов, включенных в исследование, наблюдалось следующее распределение гистологических вариантов опухоли (по данным биопсии метастатических лимфатических узлов): 82 (61,2%) пациента с диагнозом плоскоклеточного рака, 5 (3,7%) пациентов с диагнозом меланомы, 20 (15%) пациентов с недифференцированной карциномой, 21 (15,6%) пациент с аденокарциномой и 6 (4,5%) пациентов с недифференцированным злокачественным новообразованием.В ходе исследования первичную локализацию опухоли удалось установить у 72 (54%) пациентов, у 62 (46%) оставшихся пациентов первичный источник не был обнаружен. Возраст пациентов в группах с выявленным и не выявленным первичным очагом после проведения ПЭТ-КТ достоверно не отличался.Новые, не выявленные ранее метастатические очаги были обнаружены при проведении ПЭТ-КТ у 60 пациентов, что составило 44,7% от всей выборки. Стоит отметить, что изменение в оценке распространенности опухолевого процесса после проведения ПЭТ-КТ произошло в 95 (71%) случаях, что было связано как с обнаружением первичной опухоли, так и с выявлением новых метастатических очагов.Выводы. Применение ПЭТ-КТ позволяет точнее определить стадию онкологического процесса у значительной части пациентов с НПО в области головы и шеи. В значительной части случаев метод позволяет выявить первичную опухоль, что, в свою очередь, оказывает влияние на тактику лечения и прогноз у данных пациентов. Применение ПЭТ-КТ должно обязательно включаться в план обследования пациентов с метастазами рака из НПО в области головы и шеи

Study of electromagnetic emissions associated with seismic activity in Kamchatka region

International audienceA review of data processing of electromagnetic emission observation collected at the Complex Geophysical Observatory Karimshino (Kamchatka peninsula) during the first 5 months (July?November, 2000) of its operation is given. The main goal of this study addresses the detection of the phenomena associated with Kamchatka seismic activity. The following observations have been conducted at CGO: variations of ULF/ELF magnetic field, geoelectric potentials (telluric currents), and VLF signals from navigation radio transmitters. The methods of data processing of these observations are discussed. The examples of the first experimental results are presented

Вклад перфузионных йодных карт в диагностику острой тромбоэмболии легочной артерии

Purpose: to study the contribution of perfusion iodine maps to diagnosis of acute pulmonary embolism (PE) and compare pulmonary perfusion defects with the main imaging biomarkers of PE.Materials and methods. 130 patients with suspected acute pulmonary thromboembolism were studied using pulmonary computed tomographic angiography with perfusion iodine map`s analysis. Pulmonary embolism was revealed in 42 cases. There were evaluated: the number and level of vessel occlusion (Qanadli index), number and grades of lung perfusion defects on perfusion iodine maps (perfusion index), signs of right heart failure, changes of lung parenchyma.Results. Analysis of the data showed a strong correlation between the index Qanadli  and perfusion index, rather than signs of right failure. In 3 cases, the segmental and subsegmential pulmonary embolism was revealed form the iodine map’s analysis only.Conclusion. Thus, perfusion iodine maps improve the diagnosis of acute pulmonary embolism due to characterizing the changes of pulmonary microcirculation. From our data, the iodine maps can be employed as a prognostic tool for further therapy.Цель исследования: оценка роли перфузионных йодных карт в диагностике острой тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА) и сравнение степени нарушения перфузии с другими признаками и биомаркерами тяжести ТЭЛА.Материал и методы. В ходе работы 130 пациентам с подозрением на острую ТЭЛА была проведена компьютерно-томографическая ангиопульмонография (КТА) с дальнейшей оценкой йодных перфузионных карт, из них ТЭЛА определялась у 42 пациентов. Были оценены: уровень и степень тромботического поражения, размеры камер сердца, характер изменений легочной паренхимы и изменения кровеносного русла на йодных картах.Результаты. Анализ полученных данных показал более сильную корреляционную связь между распространенностью тромботического поражения и нарушением перфузии, чем с признаками декомпенсации правых камер. В 3 случаях ТЭЛА дистальных ветвей определялась только по данным йодных перфузионных карт.Заключение. Йодные карты дополняют диагностическую картину при ТЭЛА, характеризуя микроциркуляторное русло. По предварительным данным, йодные карты могут использоваться в качестве прогностического критерия применяемой лечебной тактики

НЕИНВАЗИВНАЯ ОЦЕНКА ФРАКЦИОННОГО РЕЗЕРВА КРОВОТОКА У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА ПО ДАННЫМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ: ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КЛИНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ. СРАВНЕНИЕ С ДАННЫМИ ИНВАЗИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

Objectives: to determine the diagnostic performance of non-invasive FFR derived from standard acquired coronary computed tomography angiography (CTA) datasets (FFRCT) for the diagnosis of myocardial ischemia in patients with suspected stable coronary artery disease (CAD).Methods. Prospective study included 16 patients ((m/f – 13/3 mean age 47.8 ± 2.3 years) with CAD and coronary stenosis 40–75% lumen reduction. Coronary CTA was performed prior to ICA with invasive FFR measurement. FFRCT was calculated and interpreted in a blinded fashion by an independent Core Laboratory (HeartFlow, USA). Results were compared to invasively measured FFR, with ischemia defined as FFRCT or FFR ≤ 0.80.Results. The area under the receiver operating characteristic curve (95% CI) for FFCT was 0.90. Per-vessel sensitivity and specificity to identify myocardial ischemia were 91% and 89% for FFRCT.Conclusion. FFRCT provides high diagnostic accuracy, and discrimination for the diagnosis of hemodynamically significant CAD with invasive FFR as the reference standard. Цель исследования: оценить диагностическую значимость неинвазивного измерения фракционного резерва кровотока (FFR) по данным МСКТ-коронарографии (FFRCT) в определении значимых стенозов коронарных артерий у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС).Материал и методы. В проспективное исследование было включено 16 пациентов (м/ж – 13/3, средний возраст 47,8 ± 2,3 года) с ИБС и стенозами коронарных артерий 40–75% просвета артерии. Вначале пациентам выполняли КТ-ангиографию, затем – инвазивную коронарографию с измерением FFR. Измерение FFRCT проводили слепым методом независимой лабораторией Core Laboratory (HeartFlow, США). Результаты FFRCT были сопоставлены с инвазивным измерением FFR. Пороговое значение значимости стеноза определялось как FFR и FFRCT ≤ 0,80.Результаты. Площадь под ROC-кривой (AUC) (95% CI) для FFRCT составила 0,9. Чувствительность и специфичность в определении гемодинамически значимых стенозов для FFRCT составили 91 и 79% соответственно.Выводы. FFRCT представляет собой инновационный метод, демонстрирующий высокую диагностическую значимость для выявления или исключения поражения коронарных артерий, вызывающих ишемию

Определение внеклеточного миокардиального матрикса методом двухэнергетической мультиспиральной томографии: систематический обзор с метаанализом

Background. The amount of extracellular myocardial matrix is a non-invasive tool for quantitative assessment of myocardial fibrosis. MRI with late gadolinium-enhancement is considered to be the “Gold standard” of non-invasive practice.  Dual Energy computed tomography is a new non-invasive approach for detection of myocardial fibrosis and its prognostic value remains unclear. The purpose of this study was to summarize all available data and to study prognostic value of DECT for the detection of fibrotic changes in myocardium.Methods. We searched MEDLINE, EMBASE, Cochrane, SCOPUS and Web of Science for cohort studies up to October 2021 that reported myocardial extracellular volume fraction quantification using contrast enhanced dual energy CT or/and MRI with delayed enhancement.Results. Eleven studies met eligibility criteria. A systematic analysis demonstrated the difference in extracellular volume fraction in patients with fibrotic and inflammation changes of the myocardium, as well as good comparability between DECT and MRI. The value of extracellular volume fraction in myocardium with fibrotic or inflammatory changes was higher than in healthy tissue, which makes it possible to use the ECV as a non-invasive marker of myocardial fibrosis.Введение. Неинвазивное измерение внеклеточного миокардиального матрикса (ВММ) является перспек тивным инструментом для количественной оценки фиброзной ткани в миокарде. “Золотым стандартом” неинвазивного определения принято считать магнитно-резонансную томографию (МРТ) с отсроченным контрастированием. Двухэнергетическая мультиспиральная компьютерная томография (ДЭКТ) является новым способом вычисления ВММ и ее прогностическая ценность по сравнению с другими методами при фиброзе различной этиологии остается неясной.Цель исследования: обобщение имеющихся данных и изучение прогностической ценности ДЭКТ для диагностики рубцовых изменений миокарда у взрослых пациентов.Материал и методы. Проводился систематический поиск опубликованных исследований в базах данных MEDLINE, EMBASE, Библиотеки Cochrane, SCOPUS и Web of Science, оценивающих измерение ВММ по данным двухэнергетической МСКТ и МРТ при фиброзе миокарда любой этиологии. В результате для метаанализа было отобрано 13 статей.Результаты. Представленные исследования продемонстрировали отличие показателя ВММ у пациентов с фиброзом или воспалением миокарда, а также хорошую сопоставимость результатов ДЭКТ и МРТ. Значение ВММ в участках с рубцовыми и воспалительными изменениями было выше, чем в неизмененном миокарде.Заключение. Отличие значения ВММ у пациентов с фиброзом миокарда различной этиологии и здоровых лиц позволяет использовать показатель ВММ по данным ДЭКТ в качестве неинвазивного маркера миокардиального фиброза

Сосудистые кальцинаты молочной железы как проявление системного атеросклероза

Cardiovascular diseases (CVD) are socially significant diseases and one of the main causes of death among women. There are no effective and uniform screening methods to prevent the prevalence and mortality of CVD. Breast artery calcifications may be one of the available tools for CVD risk stratification. The pathogenesis of calcification of the middle vessel wall, known as Mönckeberg's arteriosclerosis, is different from the pathogenesis of coronary atherosclerosis that coronary arteries. However, research data supports a correlation between breast artery calcifications and risk factors for CVD. These factors include coronary atherosclerosis, detected by CT-coronarography.Purpose. To assess the prevalence of breast arterial calcification and to determine the association with cardiovascular risk factors, coronary artery calcification, atherosclerosis of brachiocephalic arteries and visceral branches of the abdominal aorta.Material and methods. 21 patients were hospitalized in the cardiology department. The patients underwent digital mammography to detect breast arterial calcifications. All patients also underwent CT coronary angiography with angiography of the abdominal aorta.Results. The use of the Wilcoxon-Mann-Whitney W-test with an abnormal distribution showed a correlation between the breast arterial calcifications and the calcium index (p = 0.0028), coronary artery stenosis (p = 0.040), calcification of the thoracic aorta wall (p = 0.035) and stenosis of the visceral branches of the abdominal aorta (p = 0.037).Conclusions. The breast arterial calcifications correlates with a more frequent detection of calcifications in the walls of the coronary arteries and a higher calcium index.Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) относятся к социально значимым заболеваниям и являются одной из основных причин смертности среди женщин. Отсутствие эффективных и унифицированных методов скрининга препятствует уменьшению заболеваемости и распространенности ССЗ и смертности от них. Сосудистые кальцинаты в молочной железе могут стать одним из доступных инструментов страти фикации риска ССЗ. Патогенез кальциноза средней оболочки артерий, известный как артериокальциноз Менкеберга, отличается от патогенеза атеросклероза интимы, возникающего в коронарных артериях. Тем не менее исследования подтверждают корреляцию между сосудистыми кальцинатами в молочной железе и факторами риска ССЗ. К таким факторам относится атеросклероз коронарных артерий, выявляемый с помощью КТ-коронарографии.Цель работы: изучение связи сосудистых кальцинатов в молочной железе с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклерозом коронарных артерий, брахиоцефальных артерий и висцеральных ветвей брюшной аорты.Материал и методы. 21 пациентка, находящаяся на стационарном лечении в отделении кардиологии, была обследована на наличие сосудистых кальцинатов в молочных железах с помощью цифровой маммографии. Также всем пациенткам была выполнена КТ-коронарография с ангиографией брюшной аорты.Результаты. Применение W-критерия Уилкоксона–Манна–Уитни при ненормальном распределении показало взаимосвязь между наличием сосудистых кальцинатов в молочной железе и кальциевым индексом (р = 0,0028), стенозами коронарных артерий (р = 0,040), кальцинозом стенки грудной аорты (р = 0,035) и стенозами висцеральных ветвей брюшной аорты (р = 0,037).Заключение. Наличие кальцинатов в стенках сосудов молочных желез коррелирует с более частым выявлением кальцинатов в стенках коронарных артерий и более высоким кальциевым индексом