Free Boundary Poisson Bracket Algebra in Ashtekar's Formalism

We consider the algebra of spatial diffeomorphisms and gauge transformations in the canonical formalism of General Relativity in the Ashtekar and ADM variables. Modifying the Poisson bracket by including surface terms in accordance with our previous proposal allows us to consider all local functionals as differentiable. We show that closure of the algebra under consideration can be achieved by choosing surface terms in the expressions for the generators prior to imposing any boundary conditions. An essential point is that the Poisson structure in the Ashtekar formalism differs from the canonical one by boundary terms.Comment: 19 pages, Latex, amsfonts.sty, amssymb.st

Диагностика рака предстательной железы с использованием гистосканирования и ультразвуковой эластометрии сдвиговой волной

Introduction. The shear wave ultrasound elastography is a recently developed ultrasound-based method in the clinical practice, which allows the qualitative visual and quantitative measurements of tissue stiffness. In the 2010 this technology of the shear wave was called Shear Wave Elastograhpy. Due to the front of the shear waves the qualitative and quantitative assessment of the tissue stiffness is possible.Objective is to examine the efficacy of the shear wave ultrasound elastography in the evaluation of the prevalence of the oncological disease in patients with the prostate cancer and to compare the obtained results with the routine method X-ray diagnostics.Materials and methods. From the april 2015 in the I.M. Sechenov First Moscow State Medical University Urology Clinic there were conducted 314 shear wave ultrasound elastography examinations of the prostate. The ultrasound system Aixplorer® by SuperSonic Imagine was used. This system provides information provided by B-mode and shear wave ultrasound elastography mode. The transrectal echograms were made in 6 dimensions, so called Q-boxes (3 demensions in the every lobe on the segments from the base to the apex, according to the biopsy zone). The unit of measurement was the mean value in the kilopaskals (kPa). All the patients were randomized into 3 groups. There were 146 men with the possible prostate cancer in the first group (prospective study), 120 men with the certain diagnosis of the prostate cancer in the second group (retrospective study) and 48 healthy men in the third group (control study). In all the patients of the first and the second groups the routine complete examination, including the prostate specific antigen (PSA) level examination, digital rectal examination (DRE), doppler transrectal ultrasonography (TRUS), histoscanning and ultrasound shear wave elastography (SWE), was conducted. In the 229 patients of the first and the second groups the prostatectomy with the morphological verification of postoperative material was made. In the 63 patients of the first and the second groups the contrast-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) of the pelvic organs was made. In the health men’s group, besides the ultrasound shear wave elastography, only the routine diagnosis methods of the prostate cancer (PSA level, TRUS and DRE) were used.Results. According to the results of our study, the threshold values for the normal prostate tissue stiffness due to the ultrasound shear wave elastography were from 0 to 23 kPa, for the hyperplastic prostate – from 23.4 to 50 kPa, for the prostate cancer – from 50.5 kPa. The data analysis of the 212 patients with the verified prostate cancer showed the increase of the mean degree of tissue stiffness due to the clinical stage and tumor differentiation (Gleason scale total score). All the patients were divided into the subgroups with the certain correlation values. In patients with the Gleason scale total score < 7, the mean degree of tissue stiffness was 72 kPa (n = 63). In 57 patients with the Gleason scale total score 7, the mean degree of tissue stiffness was 69 kPa. In 48 patients with the Gleason scale total score from 8 to 10, the tissue stiffness was averagely 119 kPa. The locally advanced stage Т3–4 was determined in 44 examined patients. The tissue stiffness value correlated with the tumor differentiation rate: the index variations were from 120 to 295 kPa. On the results of this method analysis, its resistance was 90,8 % and specificity was 94,6 %. According to the comparative assessment with the other examination technics, the informative value of the ultrasound shear wave elastography is far above the DRE, the doppler TRUS and the histoscanning, but is lower than the contrast-enhanced magnetic resonance imaging.Conclusion. In view of the above, the ultrasound shear wave elastography is a very informative method of the prostate cancer detection and it has a high rate of the agreement of the results with the contrast-enhanced magnetic resonance imaging and is more specific than the histoscanning.Введение. Одним из новых методов, активно внедряющихся в медицинскую практику, является ультразвуковая эластометрия сдвиговой волной (УЗЭСВ). Это метод качественной и количественной оценки жесткости ткани посредством ультразвукового исследования. В 2010 г. технология сдвиговой волны получила название Share Wave Elastograhpy. За счет создания фронта сдвиговых волн в глубине ткани возможно проводить одновременно качественную и количественную оценку жесткости исследуемой области.Цель исследования – изучить диагностическую эффективность УЗЭСВ при оценке распространенности онкологического процесса у больных раком предстательной железы (РПЖ) и провести сравнительную оценку полученных результатов с данными рутинных методов лучевой диагностики.Материалы и методы. В клинике урологии Первого МГМУ им. И. М. Сеченова с апреля 2015 г. выполнено 314 исследований предстательной железы с применением УЗЭСВ. Использовали ультразвуковую систему Aixplorer компании SuperSonicImagine. В данной системе предусмотрена возможность одновременной оценки как В-режима, так и режима УЗЭСВ. Исследование основывалось на трансректальных эхограммах, полученных с использованием 6 измерений, так называемых Q-box (по 3 из каждой доли по сегментам от основания до апекса, соответствующих зонам биопсии). Единицей измерения было принято среднее значение в килопаскалях (кПа). Все пациенты были рандомизированы на 3 группы. Первая группа (проспективное исследование) включала 146 мужчин с подозрением на РПЖ. Вторая группа (ретроспективное исследование) – 120 мужчин с верифицированным диагнозом РПЖ. И 3-я группа (контрольная) – 48 здоровых мужчин. Всем пациентам 1-й и 2-й групп выполняли стандартное комплексное обследование, включающее: измерение уровня простатического специфического антигена (ПСА), пальцевое ректальное исследование (ПРИ), трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ) с допплерографией, гистосканирование (ГС) и уже после УЗЭСВ. Простатэктомию проводили 229 пациентам 1-й и 2-й групп. У этих больных также оценивали послеоперационные морфологические результаты. Всего 63 пациентам из 1-й и 2-й групп выполнена магнитно-резонансная томография (МРТ) органов малого таза с контрастированием. В группе здоровых мужчин помимо УЗЭСВ использовали только стандартные методы диагностики РПЖ (уровень ПСА, ТРУЗИ и ПРИ).Результаты. По результатам исследования мы получили пороговые значения жесткости ткани предстательной железы по данным УЗЭСВ, характерные для нормальной предстательной железы – от 0 до 23 кПа, гиперплазии предстательной железы (ГП) – от 23,4 до 50 кПа, РПЖ – от 50,5 кПа. Всего исследованы данные 212 больных с верифицированным РПЖ. При анализе обнаружено закономерное увеличение средней степени жесткости ткани в зависимости от клинической стадии и дифференцировки опухоли (суммы баллов по шкале Глисона). Все пациенты были разделены на подгруппы, в которых были выявлены корреляционные значения. У больных с суммой баллов по шкале Глисона 7 среднее значение жесткости составило 72 кПа (n = 63). У 57 пациентов с суммой баллов по шкале Глисона 7 определялась средняя жесткость ткани 69 кПа. У 48 пациентов с суммой баллов по шкале Глисона от 8 до 10 жесткость ткани соответствовала в среднем 119 кПа. Местно-распространенная стадия Т3–4 была зарегистрирована у 44 обследованных больных. Значение жесткости коррелировало со степенью дифференцировки опухоли: так, показатели варьировали от 120 до 295 кПа. По результатам анализа были определены специфичность и чувствительность метода, которые составили 90,8 и 94,6 % соответственно. Проведена сравнительная оценка с другими методами обследования, которые выполняли этим же больным. Показатели информативности УЗЭСВ значительно превосходят ПРИ, ТРУЗИ с допплерографией и ГС, однако остаются менее информативными по сравнению с МРТ с контрастным усилением.Заключение. С учетом вышеизложенного можно говорить о высокой информативности метода УЗЭСВ в выявлении РПЖ. Метод показал высокий процент совпадений результатов с данными МРТ с контрастированием и оказался более специфичным, чем ГС

Histoscanning and shear wave ultrasound elastography for prostate cancer diagnosis

Introduction. The shear wave ultrasound elastography is a recently developed ultrasound-based method in the clinical practice, which allows the qualitative visual and quantitative measurements of tissue stiffness. In the 2010 this technology of the shear wave was called Shear Wave Elastograhpy. Due to the front of the shear waves the qualitative and quantitative assessment of the tissue stiffness is possible.Objective is to examine the efficacy of the shear wave ultrasound elastography in the evaluation of the prevalence of the oncological disease in patients with the prostate cancer and to compare the obtained results with the routine method X-ray diagnostics.Materials and methods. From the april 2015 in the I.M. Sechenov First Moscow State Medical University Urology Clinic there were conducted 314 shear wave ultrasound elastography examinations of the prostate. The ultrasound system Aixplorer® by SuperSonic Imagine was used. This system provides information provided by B-mode and shear wave ultrasound elastography mode. The transrectal echograms were made in 6 dimensions, so called Q-boxes (3 demensions in the every lobe on the segments from the base to the apex, according to the biopsy zone). The unit of measurement was the mean value in the kilopaskals (kPa). All the patients were randomized into 3 groups. There were 146 men with the possible prostate cancer in the first group (prospective study), 120 men with the certain diagnosis of the prostate cancer in the second group (retrospective study) and 48 healthy men in the third group (control study). In all the patients of the first and the second groups the routine complete examination, including the prostate specific antigen (PSA) level examination, digital rectal examination (DRE), doppler transrectal ultrasonography (TRUS), histoscanning and ultrasound shear wave elastography (SWE), was conducted. In the 229 patients of the first and the second groups the prostatectomy with the morphological verification of postoperative material was made. In the 63 patients of the first and the second groups the contrast-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) of the pelvic organs was made. In the health men’s group, besides the ultrasound shear wave elastography, only the routine diagnosis methods of the prostate cancer (PSA level, TRUS and DRE) were used.Results. According to the results of our study, the threshold values for the normal prostate tissue stiffness due to the ultrasound shear wave elastography were from 0 to 23 kPa, for the hyperplastic prostate – from 23.4 to 50 kPa, for the prostate cancer – from 50.5 kPa. The data analysis of the 212 patients with the verified prostate cancer showed the increase of the mean degree of tissue stiffness due to the clinical stage and tumor differentiation (Gleason scale total score). All the patients were divided into the subgroups with the certain correlation values. In patients with the Gleason scale total score < 7, the mean degree of tissue stiffness was 72 kPa (n = 63). In 57 patients with the Gleason scale total score 7, the mean degree of tissue stiffness was 69 kPa. In 48 patients with the Gleason scale total score from 8 to 10, the tissue stiffness was averagely 119 kPa. The locally advanced stage Т3–4 was determined in 44 examined patients. The tissue stiffness value correlated with the tumor differentiation rate: the index variations were from 120 to 295 kPa. On the results of this method analysis, its resistance was 90,8 % and specificity was 94,6 %. According to the comparative assessment with the other examination technics, the informative value of the ultrasound shear wave elastography is far above the DRE, the doppler TRUS and the histoscanning, but is lower than the contrast-enhanced magnetic resonance imaging.Conclusion. In view of the above, the ultrasound shear wave elastography is a very informative method of the prostate cancer detection and it has a high rate of the agreement of the results with the contrast-enhanced magnetic resonance imaging and is more specific than the histoscanning