On optimizing the deployment of an internet of things sensor network for soil and crop monitoring on arable plots

One of the main stream of digitalization in agriculture is the introduction of Internet of Things technologies, which is expressed in the creation and use of specialized sensors that are placed in the fields. The placement of such sensors within agricultural plot should make it possible to characterize all the microvariability of soil fertility parameters in the field. That is, their number and spatial location should be optimal, on the one hand, in terms of costs of their acquisition and operation, and, on the other hand, in terms of accuracy of interpolation of data obtained with their help to the entire plot. It has been shown that the use of crop condition maps obtained on the basis of satellite data and the separation based on them of management zones can lead to significant errors in the interpolation of monitoring results, obtained in separate points, on the whole plot. An approach for optimization of sensor placement is proposed based on the use of soil fertility mapping, which is the result of refinement, updating and clarification of traditionally drawn soil maps on the basis of high spatial resolution remote sensing data. The possibilities of using the approach are demonstrated by the example of a test plot in Leningrad region of Russia

Investigation on stability of electrohydrodynamic shock waves

Well-posedness of a linear mixed problem on stability of electrohydrodynamic shock waves is investigated in the paper. Stability of shock waves for a hydrodynamic model of movement of a continuum with a volume electric charge is proved

MEDULLARY CARCINOMA OF THE BREAST: ROENTGENOLOGIC AND ULTRASOUND SEMIOTICS

Breast cancer (BC) is the most common female cancer type and the leading cause of female cancer mortality in Russia and in majority countries of the world. Along with the most common type of BC – ductal carcinoma, there are a lot of histological types, distinguished by structure features, which lead to a variable clinical and instrumental semiotics.These histological types of BC in the group marked out special types of BC, including medullary carcinoma. The concept of medullary cancer includes typical medullary BC, atypical medullary BC and invasive ductal BC with evidence of medullary morphology.Based on the current literature data, the authors discuss the main epidemiological, clinical and morphological diagnostic features of medullary BC. The authors pay special influence pathological picture, forming the characteristic diagnostic features of medullary cancer detected using X-ray mammography and ultrasound of the breast – the basic techniques of BC and other breast diseases detection.In 2003–2013 diagnosed 19 medullary BC cases in women aged 18–56 years, with 18 of them were recorded in patients aged 34–56 years. The authors describe in detail the features of clinical, mammographic and ultrasound semiotics of medullary BC. Article is focused on the main X-ray and ultrasound characteristics, such as mass shape and margin features, as well as its internal structure, and also the results of power Doppler. One of the main features of this article is description of ultrasound elastography pattern of medullary BC, which could be find in only a small number of scientific articles.Typical medullary BC, atypical medullary cancer and ductal carcinoma with medullary signs have different prognosis. This problem leads to necessity find reliable distinguishing features in mammograpic and ultrasound semiotics. It is seems important to reveal sites with indistinct margin. We have found the indistinct margin detection is not statistically significant for the differential diagnosis of typical forms of medullary BC from atypical forms and invasive ductal BC with evidence of medullary structure.The authors conclude that the mammographic and ultrasound semiotics of medullary BC makes accurate differential diagnosis with benign breast pathology by X-ray mammography as well as breast ultrasound impossible. There are no statistically significant differences in the results of the mammography and breast ultrasound in different histological types of medullary BC. So these diagnostic features are not reliable for the differential diagnosis. However, the application of a comprehensive usage of mammography and breast ultrasound using modern technology of ultrasound diagnosis allows to suspect BC

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНО-ВЛАЖНОСТНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОРМОВЫХ ТРАВ

In the technologies of green fodder production from freshly harvested grass the moisture content control plays the important role in maintenance of high quality and decrease in losses of prepared fodder. The main field technique of moisture control is the dielectric measuring providing rapidity, comprehensible accuracy, simplicity of use and relatively low cost. The experimental measuring device for investigation of wet grasses dielectric properties based on the capacitive sensor and Agilent 4294А Precision Impedance Analyzer, over the electromagnetic field frequency range of 1-30 MHz, used for measurement of grass moisture content, was presented. Parameters of the flat ring capacitive sensor are studied, and a choice of it was proved. The necessary compacting pressure upon grass samples at calculation of their dielectric characteristics was determined. The problem of conversion the measured by the precision impedance analyzer parameters of a cable with the connected capacitive sensor into parameters of tested material has been solved. The preparation procedure of wet grasses to measuring was developed. The geometrical constant of the sensor was determined in the range of the used frequencies. It was determined the penetration depth of an electromagnetic field of the sensor into the tested material according to which the minimum thickness of the studied material layer under the sensor is limited. Dependences of grasses dielectric permittivity and electrical conductivity in the chosen frequency range were experimentally investigated at various values of moisture content and compacting pressure. By results of researches of dielectric properties of grass plants in 2013-2014 a choice of working frequency of measurements in the range of 10-15 MHz and compacting pressure of the studied grasses of 0.31-0.5 N per square meter created by the device was proved.В технологиях производства кормов из зеленой массы скошенных трав контроль влажности играет важную роль в обеспечении высокого качества и снижении потерь заготавливаемых кормов. Основной метод полевого контроля влажности - диэлькометрия, обеспечивающая быстроту, приемлемую точность, простоту использования и невысокую стоимость средств измерений. Представили экспериментальную лабораторную установку для определения влажности трав на основе емкостного датчика и прецизионного измерителя импеданса Agilent 4294A в диапазоне частот электромагнитного поля 1-30 МГц. Обосновали выбор и исследовали параметры плоского кольцевого емкостного датчика. Определили необходимое уплотняющее давление на образцы трав при расчете их диэлектрических характеристик. Решили задачу пересчета измеряемых прецизионным измерителем импеданса параметров кабеля с подключенным емкостным датчиком в параметры тестируемого материала. Разработали методику подготовки влажных трав к измерениям. Установили геометрическую постоянную датчика в диапазоне используемых частот. Определили глубину проникновения электромагнитного поля датчика в тестируемый материал, задающую минимальную толщину исследуемого слоя материала под датчиком. Экспериментально исследовали зависимость диэлектрической проницаемости и электропроводности трав в выбранном диапазоне частот при различных влажностях и уплотняющих давлениях. По результатам исследований диэлектрических свойств трав в 2013-2014 гг. обосновали выбор рабочей частоты измерений в диапазоне 10-15 МГц и создаваемого прибором давления уплотнения 0,31-0,5 Н на 1 кв. см исследуемых трав

Pulse Shape Analysis and Identification of Multipoint Events in a Large-Volume Proportional Counter in an Experimental Search for 2K Capture Kr-78

A pulse shape analysis algorithm and a method for suppressing the noise component of signals from a large copper proportional counter in the experiment aimed at searching for 2K capture of Kr-78 are described. These signals correspond to a compound event with different numbers of charge clusters due to from primary ionization is formed by these signals. A technique for separating single- and multipoint events and determining the charge in individual clusters is presented. Using the Daubechies wavelets in multiresolutional signal analysis, it is possible to increase the sensitivity and the resolution in extraction of multipoint events in the detector by a factor of 3-4.Comment: 10 pages, 8 figures. submitted to Instruments and Experimental Techniques; ISSN 0020/441

Study of a novel type of the optical modes in VCSELs

We study novel side-emitting modes in VCSEL microcavities. These modes correspond to π-shaped propagation along the mesa diameter, reflection from angled mesa walls and bottom Bragg reflector. We believe this study of π-modes is important for optimization of VCSEL design for improvement of efficiency

Cross-sections for nuclide production in 56Fe target irradiated by 300, 500,750, 1000, 1500, and 2600 MeV protons compared with data on hydrogen target irradiation by 300, 500, 750, 1000, and 1500 MeV/nucleon 56Fe ions

Cross-sections for radioactive nuclide production in 56Fe(p,x) reactions at 300, 500, 750, 1000, 1500, and 2600 MeV were measured using the ITEP U-10 proton accelerator. In total, 221 independent and cumulative yields of products of half-lives from 6.6 min to 312 days have been obtained via the direct-spectrometry method. The measured data have been compared with the experimental data obtained elsewhere by the direct and inverse kinematics methods and with calculations by 15 codes, namely: MCNPX (INCL, CEM2k, BERTINI, ISABEL), LAHET (BERTINI, ISABEL), CEM03 (.01, .G1, .S1), LAQGSM03 (.01, .G1, >.S1), CASCADE-2004, LAHETO, and BRIEFF. Most of our data are in a good agreement with the inverse kinematics results and disprove the results of some earlier activation measurements that were quite different from the inverse kinematics measurements. The most significant calculation-to-experiment differences are observed in the yields of the A<30 light nuclei, indicating that further improvements in nuclear reaction models are needed, and pointing out as well to a necessity of more complete measurements of such reactions.Comment: 53 pages, 9 figures, 6 tables, only pdf file, submitted to Phys. Rev.

Ошибки в диагностике новообразований поджелудочной железы: интрапанкреатическая долька селезенки

Introduction. Accessory spleen (splenunculus) is one of the most common benign congenital anomalies in humans. The location of splenunculus may vary from perisplenic, greater omental or mesenterial to intraparenchymal (pancreas, stomach, duodenum, etc.). In the latter case, the additional spleen is called ectopic (from the greekektoposdisplaced). Most frequently detection of such splenic lobules occurs accidentally via abdominal ultrasound.Objective: two cases of verified intrapancreatic accessory spleen (IPAS) and main criteria for differential diagnosis with other hypervascular pancreatic lesions.Materials and methods. We present two case reports: a 43-year-old woman with a history of kidney cancer and a healthy 61-year-old man. In both cases, pancreatic neuroendocrine neoplasia (NEN) was initially suspected. Preoperative diagnostics included abdominal ultrasound examination and multiphase dynamic computed tomography (CT) with intravenous bolus nonionic iodine-based contrast agent (native, arterial – 10 sec, venous – 60 sec and delayed – 300 sec after threshold density of 150 HU in the aorta was exceeded). In one case magnetic resonance imaging (MRI) including axial, sagittal and coronal T1and T2-weighted images, diffusion-weighted images and dynamiccontrast-enhanced series with gadolinium chelate was performed. Both patients underwent robotic assisted distal pancreas resection. Morphological examination revealed IPAS.Results. In contrast-enhanced computed tomography IPAS has densitometric parameters similar to the spleen. Generally, magnetic resonance imaging does not differentiate IPAS, NEN and hypervascular metastases, since all three are generally T2-hyperintense and T1-hypointense. Contrast enhancement pattern with gadolinium chelateswas similar to CT-contrast enhancement pattern.Conclusion. Intrapancreatic accessory spleen does not require surgical treatment. Therefore, differential diagnosis between IPAS and neuroendocrine neoplasia, solid pseudopapillary tumor and hypervascular pancreatic metastases is crucial. MRI has an advantage with non-invasive diffusionweighted images (DWI). The apparent diffusion coefficient (ADC) of IPAS will be quantitatively similar to the main spleen while other lesion will demonstrate lower ADC values. Scintigraphy with red blood cells bound with 99mTc utilizes the reticuloendothelial system (RES) in the spleen demonstrating characteristic uptake in the IPASand the main spleen. Ultrasound with color Doppler and contrast enhancement may be a good addition to our armamentarium. One can evaluate the vascular pedicle of the IPAS, as well as contrast agent retention in RES via sonography. We believe the multimodal approach including MRI with DWI/ADC to be the most effective.Введение. Добавочная селезенка является одним из распространенных доброкачественных врожденных пороков развития человека. Ее расположение может быть разнообразным, как вблизи селезенки, большого сальника и брыжейки тонкой кишки, так и в структуре других органов, например в поджелудочной железе, стенке желудка или двенадцатиперстной кишки. В последнем случае добавочную селезенку называют эктопированной (от греч. ektopos – смещенный). Выявление подобных селезеночных долек происходит, как правило, случайно при ультразвуковом исследовании (УЗИ) органов брюшной полости.Цель исследования: представить клинические наблюдения верифицированной интрапанкреатической добавочной селезенки (ИПДС), выявить основные критерии дифференциальной диагностики данного патологического состояния с другими гиперваскулярными образованиями поджелудочной железы.Материал и методы. Представлены два клинических наблюдения: женщина 43 лет, имеющая в анамнезе оперированный рак почки, и мужчина 61 года, у которого не было жалоб и сопутствующей патологии на момент обследования. В обоих случаях по результатам инструментального обследования была заподозрена нейроэндокринная неоплазия (НЭН) хвоста поджелудочной железы. Инструментальное обследование данных пациентов включало УЗИ органов брюшной полости с применением цветового дуплексного картирования; мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) органов брюшной полости с внутривенным болюсным контрастированием неионным йодистым контрастным препаратом и сканированием в нативную, артериальную (10 с от достижения пороговой плотности 150 ед.H в просвете нисходящей аорты), в венозную (60 с от начала введения контрастного препарата) и в отсроченную фазы контрастного усиления (на 5–6-й минуте от начала введения контрастного препарата). В одном случае проведены магнитно-резонансная томография (МРТ) в режимах Т1и Т2ВИ в аксиальной, сагиттальной и корональной плоскостях, динамическое внутривенное контрастирование и диффузионно-взвешенная МРТ (ДВ-МРТ). Обоим пациентам выполнено оперативное вмешательство в объеме робот-ассистированной дистальной резекции поджелудочной железы. При морфологическом исследовании была выявлена ИПДС.Результаты. Эктопированная ткань селезенки имела денситометрические показатели, аналогичные таковым в основном органе, и сходный характер контрастирования. МРТ не позволила дифференцировать ИПДС, НЭН и гиперваскулярные метастазы.Заключение. ИПДС не требует хирургического лечения. Именно поэтому необходима дифференциальная диагностика с НЭН, солидной псевдопапиллярной опухолью и гиперваскулярными метастазами поджелудочной железы. При этом максимально результативным является комплексный подход с использованием нескольких методов лучевой диагностики, включающий МРТ (с ДВ-МРТ) и сцинтиграфию с 99mTc. Наличие в структуре селезенки ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) позволяет применять в диагностике ее эктопированных долек сцинтиграфию с эритроцитами в комплексе с 99mTc, при которой отмечается характерное накопление радиофармпрепарата в ИПДС и основной селезенке. УЗИ с цветовым допплеровским картированием и контрастным усилением может стать хорошим дополнением в дифференциально-диагностическом поиске. Метод позволяет оценить сосудистую ножку ИПДС и характер накопления контрастного препарата в РЭС. У МРТ есть преимущество за счет применения диффузионно-взвешенных изображений. Исчисляемый коэффициент диффузии (ИКД) ткани селезенки будет соответствовать основной селезенке, в то время как другие новообразования имеют более низкие значения ИКД

Основные достижения низкодозной компьютерной томографии в скрининге рака легкого

The objective of the study: to summarize current data on the use of low-dose computed tomography (LDCT) for lung cancer screening (LCS).Subjects and methods: Relevant articles published from 2016 to 2019 were searched for the following key words: lung cancer screening, low-dose computed tomography, ultra-low-dose computed tomography. The search was performed in the open databases of PubMed, Google Scholar, Elibrary. 23 Russian and 778 English publications were found. Among them, relevant publications with high citation indices were selected.Results. By 2019, there have been significant changes in the methodology of LDCT in LCS, and these changes can be considered as one of the priority state areas of modern health care. The article considers the main and potential additional goals of screening for lung cancer, the parameters of inclusion into lung cancer risk groups according to the data of various global studies. It describes data on the recommended maximum permissible doses of radiation exposure in different countries and the economic efficiency of screening. In addition, the technical requirements for a computed tomography scanner in LCS and methods for interpreting LDCT have been systematized.Цель исследования: обобщить актуальные данные об использовании низкодозной компьютерной томографии (НДКТ) для скрининга рака легкого (СРЛ).Материалы и методы: проведен поиск релевантных статей по ключевым словам «скрининг рака легкого», «низкодозная компьютерная томография», «ультранизкодозная компьютерная томография» по открытым базам данных PubMed, Google Scholar, Elibrary, опубликованных с 2016 по 2019 г. Найдено 23 русскоязычных и 778 англоязычных публикаций. Среди них отобраны релевантные публикации с высокими индексами цитирования.Результаты. К 2019 г. произошли значительные изменения методологии НДКТ в СРЛ, позволяющие рассматривать их как одно из приоритетных государственных направлений современного здравоохранения. Рассмотрены основные и возможные дополнительные цели СРЛ, параметры включения в группу риска рака легкого по данным разных мировых исследований. Приведены данные о рекомендуемых предельно допустимых дозах лучевой нагрузки в разных странах и об экономической эффективности скрининга. Кроме того, систематизированы технические требования к компьютерному томографу в СРЛ и методики интерпретации НДКТ