Compensation pathways for venous drainage of the brain in superior sagittal sinus occlusion by parasagittal meningioma

This study aims to determine the existing pathways of collateral cerebral circulation in parasagittal meningiomas that cause superior sagittal sinus occlusion based on literature review and analysis of own clinical observations. Results of clinical and instrumental examination of 221 patients treated in Dnipropetrovsk Regional Clinical Hospital named after I.I. Mechnikov from 2000 to 2021 were subjected to retrospective and prospective analysis. Inclusion criteria were: patient age of 18+, parasagittal extracerebral tumor according to computed tomography/magnetic resonance imaging, histologically verified meningioma, superior sagittal sinus occlusion (type V-VI according to M.P. Sindou and J.E. Alvernia) according to selective cerebral angiography. This study is based on the analysis of examination of 43 patients who met the inclusion criteria. The selected patients were analyzed for demography (sex, age), brain computed tomography/magnetic resonance imaging before and after intravenous contrast enhancement, and computed tomography angiography and selective cerebral angiography data. Transformed venous drainage pathways were analyzed depending on the location of superior sagittal sinus occlusion by parasagittal meningioma: anterior, middle, or posterior third of the superior sagittal sinus. It was determined that preoperative diagnosis of parasagittal meningiomas that, based on brain computed tomography/magnetic resonance imaging, has signs of type V or VI superior sagittal sinus invasion according M.P. Sindou and J.E. Alvernia, must include selective cerebral angiography. Dynamic images of selective cerebral angiography in the venous phase allows to fully assess the established pathways of collateral blood flow and the blood flow direction. Information on collateral venous circulation in case of superior sagittal sinus occlusion by parasagittal meningioma is extremely important in a surgery planning. It helps avoiding iatrogenic damage to eloquent veins, which increases radical tumor removal with maintaining/improving a patient’s functional state in the early postoperative period and improving long-term treatment outcomes

Control of the compression zone position in plasma streams generated by MPC

This paper is devoted to the investigation of magnetohydrodynamic characteristics of plasma streams generated by a magnetoplasma compressor (MPC) and control mechanisms of a compression zone position. Nitrogen, helium, and argon were used as working gases. The measurement results of electric currents spatial distributions in the plasma streams identified that for helium (P = 10 Torr) both toroidal vortices and magnetic field displacement from the near-axis region are observed, then, the electric current direction reverses. Similar spatial structure of the electric currents was observed for helium with the initial pressure of 2 Torr. However, in this case, the electric current direction changes much earlier. The electric currents flow from 20 cm to 30 cm from the central electrode of MPC accelerating channel in the modes with nitrogen (P = 0.6 and P = 0.3 Torr). There are current vortices and a sizable magnetic field displacement at a distance of a 6 cm to 18 cm from the MPC output. The duration of a plasma stream generation is about two times less for helium than for the modes of operation with other gases.Метою статті є дослідження магнітогідродинамічних характеристик плазмових потоків, що генеруються магнітоплазмовим компресором (МПК), та механізмів керування положенням зони компресії. У якості робочих газів було використано азот, аргон та гелій. Результати вимірювання просторового розподілу електричних струмів у плазмовому потоці продемонстрували, що для гелію (Р = 10 Торр) спостерігаються як тороїдальні вихори струму, так і витіснення магнітного поля із приосьової області, з подальшою зміною напрямку протікання струму. Подібну просторову структуру електричних струмів було отримано і для гелію з початковим тиском 2 Торр. Проте, у цьому випадку, напрямок протікання струму змінюється значно раніше. У режимах роботи з азотом на залишковому газі (P = 0.6 та P = 0.3 Toрр) струми розповсюджується на відстані від 20 см до 30 см від центрального електроду прискорювального каналу МПК. Розвиваються вихори струму із подальшим витісненням магнітного із приосьової області на відстані від 6 см до 18 см від виходу МПК. Також виявлено, що для режимів роботи з гелієм час генерації плазмового потоку майже у два рази менше, порівняно з режимами роботи на інших газах.Целью этой статьи является исследование магнитогидродинамических характеристик плазменных потоков, генерируемых магнитоплазменным компрессором (МПК), и механизмов управления положением зоны компрессии. В качестве рабочих газов использовались азот, аргон и гелий. Было обнаружено, что для гелия (Р = 10 Торр) наблюдаются как тороидальные токовые вихри, так и вытеснение магнитного поля из приосевой области, с дальнейшей сменой направления протекания тока. Подобная пространственная структура электрических токов была получена и для гелия с начальным давлением 2 Торр. Однако, в этом случае, направление протекания тока меняется значительно раньше. В режимах работы с азотом при остаточном давлении (Р = 0.6 и Р = 0.3 Торр) токи распространяются на расстояния от 20 см до 30 см от центрального электрода ускорительного канала МПК. Происходит развитие токовых вихрей, с дальнейшим вытеснением магнитного поля из приосевой области на расстоянии от 6 см до 18 см от выхода МПК. Также было установлено, что для режимов работы с гелием время генерации плазменного потока почти в два раза меньше, в сравнении с режимами работы на других газах

MHD characteristics of compression zone in plasma stream generated by MPC

An investigation of local MHD plasma parameters in flow and characterizations of plasma streams, generated by different types of plasma accelerators and magneto-plasma compressors, is one of actual and important from point of view basic plasma dynamics research and plasma applications in different technologies. The present paper devoted to analysis of magneto-hydrodynamic characteristics of the plasma stream generated by the MPC compact geometry. Such important parameters as spatial distributions of electric current and spatial distribution of electromagnetic force in plasma stream, plasma density and velocity in compression zone have been investigated.Исследование локальных МГД параметров плазмы в потоке и характеристик плазменных потоков, генерируемых различными видами плазменных ускорителей и магнито-плазменных компрессоров, является актуальной фундаментальной задачей физики плазмы. Настоящая работа посвящена анализу магнито- гидродинамических характеристик плазменного потока, генерируемого MПК. Были исследованы такие важные параметры, как пространственные распределения электрического тока и электромагнитной силы в плазменном потоке, плотность плазмы и скорость в зоне компрессии.Дослідження локальних МГД параметрів плазми в потоці та характеристик плазмових потоків, що генеруються різними видами плазмових прискорювачів і магніто-плазмових компресорів, є актуальною фундаментальною задачею фізики плазми. Дана робота присвячена аналізу магніто-гідродинамічних характеристик плазмового потоку, який генерується MПК. Були досліджені такі важливі параметри, як просторові розподіли електричного струму та електромагнітної сили в плазмовому потоці, густина плазми та швидкістьу зоні компресії

Discharge characteristics in the MPC channel in presence of external longitudinal magnetic field

This paper reports the outcomes of recent experiments on the assessment of the external longitudinal magnetic field effect on the discharge characteristics and the main plasma stream parameters of the magnetoplasma compressor (MPC). The MPC device has been upgraded with the solenoid installed on the accelerating channel. Present experiments were carried out with helium as a working gas (P = 2 Torr) at a voltage up to 20 kV. The magnetic field varied up to 0.3 T. The additional longitudinal magnetic field exerts significant influence on the potential difference, the radial component of the electric field in the vicinity of the MPC electrodes and the electric currents that flow outside the MPC accelerating channel.Наведено результати нових експериментів з вивчення впливу зовнішнього поздовжнього магнітного поля на характеристики розряду та основні параметри плазмових потоків у магнітоплазмовому компресорі (МПК). МПК модернізовано за допомогою соленоїда, встановленого на прискорювальному каналі. Експерименти проведено на гелії (Р = 2 Торр), розрядна напруга сягала 20 кВ. Магнітне поле змінювалося до 0,3 Тл. Додаткове поздовжнє магнітне поле істотно впливає на різницю потенціалів, радіальну складову електричного поля поблизу електродів МПК та на електричні струми, що протікають поза прискорювального каналу МПК.Представлены результаты новых экспериментов по изучению влияния внешнего продольного магнитного поля на характеристики разряда и основные параметры плазменных потоков в магнитоплазменном компрессоре (МПК). МПК модернизирован соленоидом, который установлен на ускорительный канал. Эксперименты проводились на гелии (P = 2 Торр), разрядное напряжение достигало 20 кВ. Магнитное поле варьировалось до 0,3 Тл. Дополнительное продольное магнитное поле оказывает существенное влияние на разность потенциалов, радиальную составляющую электрического поля в окрестности электродов МПК и на электрические токи, протекающие вне ускорительного канала МПК

Energy characteristics of plasma streams, generated by MPC

In present paper, results of experimental investigations of energy characteristics of plasma stream, generated by magnetoplasma compressor (MPC) are presented. It is shown that total energy contained in the plasma stream strongly depends on the discharge current, mass flow rate and sort of working gas. Radial distributions of energy density in plasma streams for different MPC modes of operations and energy transfer efficiency from the acceleration channel to the plasma stream are investigated.Представлены результаты экспериментальных исследований энергетических характеристик плазменных потоков, генерируемых магнитоплазменным компрессором (МПК). Показано, что полная энергия в плазменном потоке существенно зависит от разрядного тока, массового расхода и сорта рабочего газа. Также исследовано радиальное распределение плотности энергии в плазменном потоке и коэффициент передачи энергии от ускорительного канала в плазменный поток в разных режимах работы МПК.Представлено результати експериментальних досліджень енергетичних характеристик плазмових потоків, що генерує магнітоплазмовий компресор (МПК). Показано, що повна енергія в плазмовому потоці значним чином залежить від розрядного струму, масової витрати та сорту робочого газу. Також було досліджено радіальний розподіл густини енергії в плазмовому потоці і коефіцієнт передачі енергії від розрядного каналу в плазмовий потік в різних режимах роботи МПК

Diagnostics of plasma streams and plasma-surface interaction of essentially different duration of plasma pulses

Studies of main characteristics of the plasma streams generated by magneto-plasma compressor (MPC) and quasi-stationary plasma accelerator QSPA Kh-50 have been performed. Main features of Plasma Surface Interaction (PSI) have been researched in dependence on plasma heat loads, plasma density and pulses duration. QSPA Kh-50 creates long pulse plasma streams (pulse length of 0.25 ms) with heat load on exposed surfaces of (0.45…0.75) MJ/m² . The MPC generates short (duration of 10…20 μs) compressed plasma streams with plasma density up to 10¹⁸ cm⁻³ , and plasma energy density of (0.05…0.5) MJ/m² . Performed studies of plasma-surface interaction include measurements of plasma energy deposited to the material surface as a function of the impacting energy and kind of targets. Temporal and spatial dependencies of electron density and temperature have been found. Special attention was paid to the dynamics of the spectral lines near surfaces of exposed targets.Изучены основные характеристики плазменных потоков, генерируемых магнитоплазменным компрессором (МПК) и квазистационарным плазменным ускорителем КСПУ Х-50. Исследованы основные особенности плазмоповерхностного взаимодействия в зависимости от тепловой плазменной нагрузки, плотности и длительности импульса. КСПУ Х-50 генерирует длинноимпульсные плазменные потоки (длительность импульса 0,25 мс) с тепловой нагрузкой на облучаемую мишень (0,45…0,75) MДж/м² . МПК генерирует короткие (длительность 10...20 мкс) компрессионные плазменные потоки плотностью плазмы до 10¹⁸ см⁻³ и плотностью энергии в диапазоне (0,05…0,5) MДж/м² . Представленные исследования плазмо- поверхностного взаимодействия включали измерения энергии, достигающей поверхность материала, как функцию энергии плазмы и сорта материала. Получены временные и пространственные распределения электронной плотности плазмы. Особое внимание уделялось динамике спектральных линий около поверхности облучённых мишеней.Вивчені основні характеристики плазмових потоків, що генеруються магнітоплазмовим компресором (МПК) та квазістаціонарним плазмовим прискорювачем КСПП Х-50. Досліджено основні особливості плазмовоповерхневої взаємодії в залежності від теплового навантаження, густини та тривалості імпульсу. КСПП Х-50 генерує довгоімпульсні плазмові потоки (довжина імпульсу 0,25 мс) з тепловим навантаженням на опромінену мішень (0,45…0,75) MДж/м² . МПК генерує короткі (тривалість 10...20 мкс) компресійні плазмові потоки з густиною плазми, що сягає 10¹⁸ см⁻³, та густиною енергії в діапазоні (0,05…0,5) MДж/м² . Представлені дослідження плазмовоповерхневої взаємодії включали вимірювання енергії плазми, що досягає поверхні матеріалу, як функція енергії плазмі та сорту матеріалу. Отримано часові та просторові розподіли електронної густини плазми. Особлива увага приділялась динаміці спектральних ліній біля поверхні опромінених мішеней

Experience of using of the modified anchoring technique of stenting of ostium lesions of the arteries of the head and neck

Objective – to achieve an accurate positioning, to reduce the risk of stent malposition and development of complications during stenting of the ostium stenosis of the arteries of the head and neck. Materials and methods. Twelve patients with ostium stenosis of the arteries of the head and neck (in 4 cases – vertebral arteries, in 1 case – the right subclavian artery, in 3 cases – left subclavian artery, in 4 cases – common carotid artery) were operated by stenting with usage of a modified anchor technique in endovascular center of Dnipropetrovsk Regional Clinical Hospital named after I.I. Mechnikov during last 2 years. Results. There were no cases of stent malposition or displacement proximally or distally during implantation, difficulties with stent positioning, crisscrossing of the wires, difficulties with delivery of the stent and with the removal of the anchor wirefrom the proximal stent cell after implantation. Stenoses are eliminated with the exact position of the stent from the ostium in the target segment of the artery of the head and neck. Good functional results are achieved in 100 % of cases. Conclusions. The modified anchoring technique of stenting of the ostium lesions of the arteries of the head and neck allows to achieve optimal results of stenting

Summary a case of endovascular treatment of a patient with tandem occlusions of cerebral arteries caused by a mine-explosive injury

One case of successful endovascular treatment of a patient with a mine blast injury is presented, which due to the action of the blast wave led to traumatic dissection of the internal carotid artery and the right anterior cerebral artery, which in turn led to the development of a secondary ischemic stroke. The patient is a combatant, a 59-year-old man. During the artillery shelling of the position, he was thrown back by the explosive wave and briefly lost consciousness. Upon regaining consciousness, within two hours there was weakness and decreased sensation in the left limbs, which completely regressed, but cognitive impairment and communication problems were observed. Computed tomography of the brain performed in the hospital closest to the hostilities did not reveal any pathological changes. Two days later, the patient was taken to the Dnipropetrovsk Regional Hospital named after I.I. Mechnikov. Repeated computed tomography revealed a small infarct in the basin of Heubner's right artery. Cerebral angiography (CT angiography and subtraction selective cerebral angiography) revealed a short occlusion of the right internal carotid artery from its ostium to the upper border of its bulb, and lack of contrast of the A1-segment of the right anterior cerebral artery. Changes on the CT perfusion maps indicated critical oligemia in the entire basin area of the right middle cerebral artery. The patient at hospitalization is conscious, with preserved movements and sensitivity. However, the patient has significant cognitive decline (MoCA (Montreal Cognitive Assessment Scale) 17). After double antiplatelet preparation, endovascular recanalization and stenting of the occluded right internal carotid artery was performed via transfemoral access using combined proximal and distal antiembolic protection (Cello 9F balloon guide catheter and SpiderFX distal antiembolic protection device) and with implantation of a carotid stent Protégé. Blood flow in the right internal carotid artery has been restored, there are no carotid artery stenoses on the right, the basin of the middle cerebral artery on the right is completely contrasted. In two days, there is normalization on the CT perfusion maps and recovery of the patient's cognitive functions to the MoCA 24

Endovascular treatment of a patient with multifocal occlusal-stenotic lesion of the head main arteries using a modified anchor stenting technique and confirming the efficacy and adequacy of treatment by controlling changes in cerebral hemoperfusion

A case of treating of 59 years old patient with a multifocal occlusive and stenotic lesion of the main arteries of the head is described. Patients has occlusions of both internal carotid arteries, left external carotid artery, right vertebral artery, severe stenosis in the initial segment of the left subclavian artery and severe stenosis in the ostium of the left vertebral artery, with cognitive impairment and coordination disorders. A single-session stenting of the stenosis in the ostium of left vertebral artery with balloon-expan- dable elution-stent with usage of the modified Szabo anchor technique and stenting of the stenosis in the initial segment of the subclavian artery with a balloon-expandable peripheral stent was performed. Stenoses are eliminated, all cerebral arteries of the vertebrobasilar basin and both carotid basins are supplied by the left vertebral artery. After 50 days, the patient’s neurological status was assessed and a computed tomographic perfusiography of the brain was performed. The cognitive status improved significantly (initially – 23 points on the MoCA scale, after the operation – 27 points), coordination disorders regressed. According to computed tomographic brain perfusion, there are increase in CBF (cerebral blood flow) above normal in all areas except for the area of ​​stroke; an increase in CBV (cerebral blood volume) above normal, which is a reflection of arterioles vasodilation; increase in MTT (mean transit time) in all zones, which is a sign of collateral blood flow. Based on these data, it was concluded that further revascularization operations on the occluded cerebral arterial basins can lead to the hyperperfusion syndrome clinical manifestation. The performed endovascular stage of treatment was effective and sufficient to significantly improve the patient’s neurological and cognitive status and prevent the development of recurrent ischemic stroke

Using of the device for re-entry with subintimal recanalization of chronic occlusion of the initial segment of the subclavian artery

Проаналізовано результат лікування в ендоваскулярному центрі Дніпропетровської обласної клінічної лікарні імені І.І. Мечникова пацієнта з мультифокальним атеросклеротичним оклю- зійно-стенотичним ураженням магістральних артерій голови та кінцівок: оклюзією правої внутрішньої сонної артерії, грубим стенозом у цибулині лівої внутрішньої сонної артерії, оклюзією в початковому сегменті лівої підключичної артерії, Steal-синдромом, грубим стенозом у правій поверхневій стегновій артерії. Сім місяців тому пацієнт переніс ішемічний інсульт у правому каротидному басейні, мали місце повторювані транзиторні ішемічні атаки у вертеброба- зилярному басейні та ознаки хронічної ішемії в правій нижній кінцівці (II Б за класифікацією Фонтейна-Покровського). Пацієнту в одну сесію було виконано каротидне стентування зліва, балонну ангіопластику грубого стенозу в поверхневій стегновій артерії справа та спробу река- налізації оклюзії в початковому сегменті лівої підключичної артерії. З дистального кінця через зону оклюзії пройшли субінтимально, але вийти в істинний просвіт артерії не вдалося. Через 4 міс проведено повторне втручання. Крізь правобічний феморальний доступ здійснювали ан- гіографічний контроль, лівобічним радіальним доступом пристрій Outback Re-entry catheter (Cordis) дистальним кінцем проведено крізь зону оклюзії субінтимально у напрямку до проксимальної культі лівої підключичної артерії, тут здійснено вихід із субінтимального простору в істинний артеріальний просвіт. Проведено балонну ангіопластику в зоні оклюзованого сегмента лівої підключичної артерії. В цю зону імплантовано стент Jaguar (Balton) розміром 8 х 40 мм. На контрольних ангіографічних серіях видно, що відновлено просвіт лівої підключичної артерії та антеградний кровотік по ній і лівій хребтовій артерії, усунуто Steal-сидром. Протягом 5 міс спостереження після операції транзиторні ішемічні атаки не повторювалися, ознак ішемії в нижніх кінцівках не спостерігали. Використання пристрою Outback Re-entry catheter (Cordis) може бути корисним при реканалізації хронічних оклюзій не лише артерій нижніх кінцівок, а і проксимальних хронічних оклюзій підключичних артерій