Multichroic Bandpass Seashell Antenna with Cold-Electron Bolometers for CMB Measurements

A novel type of the multichroic "seashell" resonant antenna is developed for CMB measurements. The polarized slot antennas are arranged in the compact form of a seashell with individual slots for each frequency and each polarization. Such an arrangement gives unique opportunity for independent adjusting individual parameters of slots with microstrip lines (MSL) and bolometers. For each frequency band the seashell antenna contains two pairs of orthogonal slots for each polarization connected by microstrip lines (MSL) with a bolometer in the middle for in-phase operation. To fit slots in lambda/2 area for the best beam shape, lumped capacitances in the form of H-slot were introduced. Ellipticity of a beam was improved to the level of better than 1%. The seashell antenna gives a unique opportunity to select needed bandwidth by resonant properties of slots themselves. Slots are phased by MSLs connecting two opposite slots with a resistive Cold-Electron Bolometer (CEB) placed just in middle of two MSLs. MSLs and CEBs are placed just in the area of the seashell antenna. The resonant seashell antenna with CEBs avoids long MSLs bringing signal outside the antenna to large external filters as in the case of sinuous antenna. This innovation avoids losses in long MSLs and increases frequency range

Numerical modeling of a multi-frequency receiving system based on an array of dipole antennas for LSPE-SWIPE

Here we present the results of a numerical modeling of mode composition in the constriction of the Large Scale Polarization Explorer-Short-Wavelength Instrument for the Polarization Explorer (LSPE-SWIPE) back-to-back horn. These results are used for calculating the frequency response of arrays of planar dipole antennas with cold-electron bolometers for 145, 210, and 240 GHz frequencies. For the main frequency channel (i.e., 145 GHz) we have a 45 GHz bandwidth. For the auxiliary frequency channels (i.e., 210 and 240 GHz) placed on the same substrate, we have bandwidths of 26 and 38 GHz, respectively. We performed some op-timizations for cold-electron bolometers to achieve a photon noise-equivalent power of 1.1 x 10-16 W/Hz1/2. This was achieved by replacing one of two superconductor-insulator-normal tunnel junctions with a superconductor-normal metal contact

Spectral characteristics of the double-folded slot antennas with cold-electron bolometers for the 220/240 GHz channels of the LSPE instrument

We present the results of the experimental and theoretical study of the resonant properties and noise of a single cell of a receiving system based on cold-electron bolometers (CEB) with a double-folded slot antenna and coplanar lines. The system was designed to receive signals at 220/240 GHz frequencies with a 5% bandwidth. In measurements, we used the samples of the double-folded slot antennas with slot lengths of 162 um and coplanar line lengths from 185 to 360 um. Measurements of the resonance properties of CEB located at 0.3 K cryostat plate were carried out using a generator based on a high-temperature YBCO Josephson junction located inside the same cryostat at 4 K plate. This arrangement made it possible to obtain smooth amplitude-frequency characteristics with a clearly defined peak of a 15–21 GHz bandwidth at different frequencies. Based on these results, 2-D array of double-folded slot antennas with CEBs as 220/240 GHz LSPE channel prototype was calculated.The absorption efficiency of the array has reached 81% and 77% for 220 and 240 GHz channels, respectively

ДВУХЧАСТОТНАЯ ПЕРЕКРЕСТНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА С РЕЗОНАНСНЫМИ БОЛОМЕТРАМИ НА ХОЛОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КОСМИЧЕСКОЙ МИССИИ COrE

Measurements of the CMB properties is an actual problem of modern astronomy. The aim of the present paper is the numerical modeling of the two-frequency planar cross-slot antenna designed for operation in the receiving system of the orbital telescope Cosmic Origins Explorer (COrE), developed by the European Space Agency to measure the CMB.The proposed antenna is a planar metal layer on the dielectric substrate, and comprising a set of four slots intersecting each other at right angles. The composition also includes a set of microstrip lines for transmitting a signal from the resonant slots to cold-electron bolometers, and a lens for forming the main beam of the radiation diagram. Calculation of the antenna system is made by electrodynamic modeling software package CST Microwave Studio. As a result of the modeling, the radiation diagram of the antenna in two frequency channels as well as its frequency characteristics are obtained.The calculation gives the following characteristics of the receiving system on the basis of cross-slot antenna: width of the main beam of the radiation diagram – 24.3° and 19.5°, the ellipticity of the beam – 4.2 % and 0.3 %, the bandwidth – 14.9 GHz and 19.0 GHz, polarization resolution – 23.4 dB and 29.6 dB, where the former value refers to the 75 GHz channel, and the latter refers to 105 GHz channel.It is proposed to use a cross-slot antenna in dual-frequency mode together with resonant cold-electron bolometers to work in the receiving system of the orbital telescope COrE. Comparison of the calculated antenna characteristics with the requirements set by the European Space Agency, have shown the possibility of using this type of antenna as part COrE mission.Измерение характеристик реликтового излучения является актуальной задачей современной радиоастрономии. Целью настоящей работы является расчет планарной двухчастотной перекрестно-щелевой антенны, предназначенной для работы в составе приемной системы орбитального радиотелескопа Cosmic Origins Explorer (COrE), разрабатываемого Европейским космическим агентством для измерения реликтового излучения.Предлагаемая планарная антенна представляет собой металлический слой, нанесенный на диэлектрическую подложку и содержащий систему из четырех щелей, пересекающих друг друга под прямым углом. В состав антенны входит также система микрополосковых линий, предназначенных для передачи сигнала от щелей к резонансным болометрам на холодных электронах, и линза для формирования основного луча диаграммы направленности антенны. Расчет антенной системы проводился путем электродинамического моделирования в программном пакете CST Microwave Studio. В результате расчета получены диаграммы направленности антенны в двух частотных каналах, а также ее частотные характеристики.В результате расчета получены следующие характеристики приемной системы на основе перекрестно-щелевой антенны: ширина основного луча диаграммы направленности – 24,3° и 19,5°, эллиптичность луча – 4,2 % и 0,3 %, ширина полосы частот – 14,9 ГГц и 19,0 ГГц, разрешение по поляризации – 23,4 дБ и 29,6 дБ, где всюду первое значение относится к каналу 75 ГГц, второе – к каналу 105 ГГц.Предложено использование перекрестно-щелевой антенны в двухчастотном режиме совместно с резонансными болометрами на холодных электронах для работы в составе приемной системы орбитального радиотелескопа COrE. Сравнение рассчитанных характеристик антенны с требованиями, заданными Европейским космическим агентством, показало возможность использования антенны данного типа в составе миссии COrE

Современная стратегия в хирургическом лечении деструктивных форм инфекционного эндокардита

Introduction. Despite recent achievements in medicine, many issues in the diagnosis and treatment of infective endocarditis (IE) remain outstanding. This is mainly due both to an increase in the incidence and changes in the clinical picture of this nosology. An important factor here is the continuing presence of existing principles governing the approach to the surgical treatment of infective endocarditis, including prosthetic endocarditis.Objective: to evaluate the effectiveness of an integrated approach to the treatment of infective endocarditis in patients with valvular heart disease on the basis of 37 years of experience.Materials and methods. An analysis of the surgical treatment of 1097 patients with infectious lesions of the valvular heart apparatus was carried out. The mean age of the sample was 35.1 ± 9.7 years (from 4 months to 68 years); 67.2 % were men, while women made up 32.8 %. Additionally, 122 patients had infectious lesions affecting 2 or more valves. In 109 cases, valvular prosthetic endocarditis was diagnosed; in 37 patients, IE was detected against the background of congenital heart defects. 99 patients had perianular abscesses. Of all surgical interventions carried out, 18 were repeated, including those with non-valvular congenital heart defects.Results and discussion. Overall hospital mortality was 4.3 % (47 patients). In patients with IE complicated by a congenital heart defect (CHD), mortality was 14.7 %; with endocarditis of mechanical heart valves — 13.2 %; in drug-dependent patients — 4.5 %; with infectious destruction of native heart valves — 2.8 %; in patients with a background of electrodeinduced endocarditis, no deaths during hospitalisation were observed.Conclusions. The effectiveness of surgical intervention of infective endocarditis can reach 85.4 %. When supplemented with pathogenetic and etiotropic therapy, surgical correction of affected heart structures contributes to the rapid and reliable sanitation of all infection foci, as well as to a reduction in multiple organ failure. Timely surgery significantly reduces the degree of heart failure and improves the NYHA functional class. In the long term, reconstructive interventions contribute to a better heart recovery than prosthetic operations. It should be noted that the proposed treatment approach for this group of patients creates conditions for adequate labour and social rehabilitation in a distant postoperative period. Введение. Несмотря на достижения медицины, в настоящее время сохраняется актуальность многих аспектов диагностики и лечения инфекционного эндокардита (ИЭ). В основном это связано с ростом заболеваемости и изменением клинической картины данной нозологии. Немаловажным фактом является наличие остающихся дискутабельными принципов подхода к хирургическому лечению инфекционного эндокардита, включая протезный эндокардит.Цель исследования: оценить эффективность комплексного подхода к лечению инфекционного эндокардита у больных с поражением клапанного аппарата сердца на основании 37-летнего опыта.Материалы и методы. Проведен анализ хирургического лечения 1097 пациентов с инфекционным поражением клапанного аппарата сердца, средний возраст составил 35,1 ± 9,7 года (от 4 месяцев до 68 лет), мужчин 67,2 %, женщин 32,8 %. Причем у 122 пациентов наблюдалось инфекционное поражение 2 и более клапанов. В 109 случаях диагностирован клапанный протезный эндокардит, у 37 пациентов ИЭ выявлен на фоне врожденных пороков сердца. 99 пациентов имели перианнулярные абсцессы. Из всех выполненных оперативных вмешательств 18 были повторными, в том числе при неклапанных врожденных пороках сердца.Результаты и обсуждение. Летальность в госпитальные сроки составила 4,3 % (47 пациентов). У пациентов с ВПС, осложнившимся ИЭ, летальность составила 14,7 %, при эндокардите механических клапанов сердца — 13,2 %, у  наркозависимых пациентов  — 4,5  %, при инфекционной деструкции нативных клапанов сердца  — 2,8  %, и у пациентов на фоне электрод-индуцированного эндокардита летальных исходов в период госпитализации не наблюдалось.Выводы. Эффективность оперативного вмешательства инфекционного эндокардита может достигать 85,4  %. Хирургическая коррекция пораженных структур сердца, дополненная патогенетической и этиотропной терапией, способствует быстрому и надежному санированию всех очагов инфекции, а также купированию полиорганной недостаточности. Своевременная операция значительно снижает степень сердечной недостаточности и улучшает функциональный класс по NYHA. Реконструктивные вмешательства способствуют лучшему восстановлению сердца в отдаленном периоде, чем операции протезирования. Необходимо отметить, что предложенная тактика лечения данной группы больных создает условия для адекватной трудовой и социальной реабилитации в отдаленном послеоперационном периоде.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КЛИНИЧЕСКИХ И ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИМПЛАНТАЦИИ КСЕНОАОРТАЛЬНЫХ И КСЕНОПЕРИКАРДИАЛЬНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОТЕЗОВ ПРИ КОРРЕКЦИИ ДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПОРОКОВ АОРТАЛЬНОГО КЛАПАНА

Aim. To assess clinical and hemodynamic outcomes of aortic valve replacement with xenoaortic biological prosthesis “Aspire Vascutek” and xenopericardial biological prosthesis “UniLine”. Methods. 130 patients who underwent aortic valve replacement with bioprostheses in the period from October 2012 to March 2016 were included in the study. All patients were enrolled into two groups according to the model of the implanted device. 65 recipients of xenoaortic bioprostheses “Aspire Vascutek” were included in Group 1, whereas patients (n = 65) xenopericardial bioprostheses “UniLine” were assigned in Group 2. Males prevailed in Group 1 (63%, the mean age - 66.4±5.5 years). 85% of Group 1 patients had heart failure Strazhesko-Vasilenko IIA grade and 94% of patients had chronic heart failure NYHA III. Similarly, male patients (58%) prevailed in Group 2. The mean age of Group 2 patients was 66.5±3.65 years. All patients in Group 2 II had heart failure Strazhesko-Vasilenko IIA grade and chronic heart failure NYHA III. Results Two patients in Group 1 died in the early postoperative period (the overall mortality was 1.5%). All patients had chronic heart failure NYHA I-II at discharge. Peak transvalvular pressure gradient significantly decreased in the in-hospital period, particularly in Group 2 patients (82,3±22,7 mm Hg vs. 28.8±7.6 mm Hg). 88% of Group 1 patients underwent the 60-month follow-up, and 96% of Group 2 patients - the 48-month follow-up. Transvalvular pressure gradients decreased progressively in both study groups within 60 months follow-up. This decrease was more pronounced in recipients of xenopericardial biological prostheses. Conclusion. Aortic valve replacement with xenopericardial bioprostheses “UniLine” and xenoaortic bioprostheses “Aspire Vascutek” for aortic valvular disease allows treating intracardiac hemodynamic derangements and achieving good clinical and hemodynamic outcomes.Цель. Исследование клинических и гемодинамических результатов имплантации ксеноаортального биологического протеза (БП) «Aspire» (Vascutek Terumo, Великобритания) и ксеноперикардиального биологического протеза «ЮниЛайн» (НеоКор, Кемерово, РФ) для коррекции пороков аортального клапана. Материалы и методы В проводимое исследование включено 130 пациентов, которым в период с октября 2012 г. по март 2016 г. для коррекция порока аортального клапана были использованы различные модели БП. При этом, в зависимости от типа имплантируемого БП выделено две группы пациентов. В группу I вошли 65 пациентов, которым для коррекции аортального порока использовался ксеноаортальный БП «Aspire». Группу 2 составили 65 человек, которым имплантирован каркасный ксеноперикардиальный БП «ЮниЛайн». В группе I преобладали мужчины (63%, средний возраст - 66,4±5,5 лет). 85% пациентов в группе I имели НК IIA по Стражеско – Василенко и 94% пациентов находились в III ФК по NYHA. Среди пациентов в группе II так же преобладали мужчины – 58%. Средний возраст составил 66,5±3,65 лет. Все наблюдаемые пациенты в группе II имели НК II A по классификации Стражеско – Василенко и находились в III ФК по NYHA. Результаты. В раннем послеоперационном периоде умерло двое пациентов в группе I (летальность в общей группе составила 1,5%). К моменту выписки из стационара все пациенты переведены в I – II ФК недостаточности кровообращения по NYHA. На госпитальном этапе отмечалось достоверное снижение трансклапанных пиковых градиентов давления, наиболее выраженное у пациентов в группе II: с 82,3±22,7 мм рт. ст. до 28,8±7,6 мм рт. ст. В сроки до 60 мес. после операции наблюдением было охвачено 88% пациентов в группе I; в сроки до 48 мес. под наблюдением находилось 96% пациентов в группе II. При оценке трансклапанных градиентов давления в сроки до 60 мес. отмечено проградиентное снижение в обеих наблюдаемых подгруппах пациентов, наиболее выраженное при имплантации ксеноперикардиальных биологических протезов. Заключение. Имплантация ксеноперикардиального БП «ЮниЛайн», так и ксеноаортального БП «Aspire Vascultek» при пороках АК различного генеза позволяет адекватно корригировать нарушения внутрисердечной гемодинамики и достигать хороших клинических и гемодинамических результатов

ИНТИМАЛЬНАЯ САРКОМА ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ, ПРОТЕКАЮЩАЯ ПОД МАСКОЙ ТРОМБОЭМБОЛИИ ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ: РЕЗУЛЬТАТЫ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ

HighlightsThe article describes a rare case of surgical treatment of pulmonary artery intimal sarcoma. The authors analyzed the causes for incorrect diagnosis of pulmonary embolism in detail, and proposed alternative options for distinguishing the diseases under consideration. Moreover, the authors analyzed different surgical treatment modalities of intracardial sarcomas, and demonstrated the prospect of using molecular hydrogen as a component of an anesthetics during surgical interventions with cardiopulmonary bypass. AbstractThe article describes a rare clinical case of a patient with pulmonary artery sarcoma. The absence of specific symptoms of sarcoma, as well as features of developing cardiovascular and respiratory failure, characteristic of pulmonary embolism, contributed to the incorrect diagnosis. The article analyzes the main problems of primary diagnostics, and proposes new parameters for evaluating manifesting symptoms and the results of additional examination, which should improve the results of surgical treatment of malignant tumors.Основные положенияВ статье представлен редкий случай хирургического лечения интимальной саркомы легочной артерии. Детально проанализированы причины гипердиагностики тромбоэмболии легочной артерии, а также предложены альтернативные варианты дифференциальной верификации рассматриваемых заболеваний. Рассмотрены возможные варианты хирургического лечения сарком внутрикардиальной локализации. Кроме этого, продемонстрирована перспектива применения молекулярного водорода в качестве компонента анестезиологического пособия при выполнении оперативных вмешательств в условиях искусственного кровообращения. РезюмеВ статье описано редкое клиническое наблюдение пациентки с саркомой легочной артерии. Отсутствие специфических симптомов саркомы, а также особенности развивающейся сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточности, характерные для тромбоэмболии легочной артерии, способствовали постановке неправильного диагноза. В работе проанализированы основные проблемы первичной диагностики, а также предложены параметры оценки манифестирующих симптомокомплексов и результатов объективных методов обследования, что в свете повышенной онкологической настороженности позволит улучшить результаты хирургического лечения злокачественных заболеваний сердца