Магнитно-резонансная морфометрия головного мозга при различных вариантах мультисистемной атрофии

Introduction. Neurodegenerative diseases occupy a significant place in the structure of diseases of the Central nervous system and have a high social and economic significance. One of the methods of more accurate neuroimaging assessment of the neurodegenerative process is magnetic resonance morphometry using specialized software. Purpose of research. To evaluate the possibilities of magnetic resonance morphometry as a method of differential diagnosis of parkinsonism syndromes and to investigate the characteristic of volumetric changes of individual brain structures in different variants of Multisystem atrophy. Materials and methods. Morphometric markers of Multisystem atrophy variants development using postprocessing processing of native MRI on Freesurfer software are analyzed. 24 patients with striatonigral degeneration and 20 patients with olivopontocerebellar degeneration were examined. Patients without relevant neurological pathology of appropriate age were examined as a control group. Magnetic resonance imaging was performed on a magnetic resonance tomograph of Siemens with magnetic field induction of 1,5 T. 240 structures from the right and left hemispheres of the brain were subjected to statistical analysis. There were significant differences in the distribution of atrophy among the structures of the brain stem and hemispheres in patients with olivopontocerebellar and striatonigral degeneration. Сonclusions. The obtained data of the study on the atrophy of cortical areas involved in the realization of cognitive functions showed the difference between the variants of Multisystem atrophy. Thus, striatonigral atrophy is characterized by a decrease in the thickness of the structures of the frontal cortex, while olivopontocerebellar degeneration reveals a decrease in the thickness of the parahippocampal zone. Methods of postprocessing processing of MR morphometry data allow to confirm the clinical diagnosis instrumentally, as well as to clarify the pathogenesis of neurodegenerative diseases and to clarify the distribution of the brain structures most susceptible to neurodegeneration.Введение. Нейродегенеративные заболевания занимают значительное место в структуре болезней центральной нервной системы и обладают высокой социальной и экономической значимостью. Одним из методов более точной нейровизуализационной оценки течения нейродегенеративного процесса является магнитно-резонансная морфометрия с использованием специализированного программного обеспечения. Цель исследования: оценить возможности магнитно-резонансной морфометрии в качестве метода дифференциальной диагностики отдельных синдромов паркинсонизма и исследовать характерные волюметрические изменения отдельных структур головного мозга при различных вариантах мультисистемной атрофии. Материалы и методы. Проанализированы морфометрические маркеры развития вариантов мультисистемной атрофии с помощью постпроцессинговой обработки нативных МР-изображений на программном обеспечении Freesurfer. Обследовано 24 пациентов с стриатонигральной дегенерацией и 20 пациентов с оливопонтоцеребеллярной дегенерацией. В качестве контрольной группы были обследованы пациенты без актуальной неврологической патологии соответствующего возраста. Магнитно-резонансная томография выполнялась на магнитно-резонансном томографе фирмы «Siemens» с индукцией магнитного поля 1,5 Тл. Статистическому анализу подвергались 240 структур из правого и левого полушария головного мозга. Получены достоверные различия в распределении атрофии среди структур ствола головного мозга и полушарий у пациентов с оливопонтоцеребеллярной и стриатонигральной дегенерацией. Выводы. Полученные нами данные об атрофии зон коры головного мозга, участвующих в реализации когнитивных функций, показали отличие между вариантами мультисистемной атрофии. Так, для стриатонигральной атрофии характерно уменьшение толщины структур лобной коры, в то время как при оливопонтоцеребеллярной дегенерации выявляется уменьшение толщины парагиппокампальной зоны. Методики постпроцессинговой обработки данных МР-морфометрии позволяют инструментально подтвердить клинический диагноз, а также уточнить патогенез нейродегенеративных заболеваний и уточнить распределение наиболее подверженных нейродегенерации структур головного мозга

Морфометрия головного мозга развернутых стадий болезни Паркинсона и сосудистого паркинсонизма

Introduction. MR-morphometry is a method of image processing independent of the researcher, which allows you to get the results of measuring the volume of the brain structures and the thickness of various areas of the cortex and helps in the differential diagnosis in assessing the results of MRI. Our study used MR-morphometry to identify structural markers in the differential diagnosis of vascular parkinsonism in the examination of patients with Parkinson's symptoms. Purpose of research. Visualization of the distribution of atrophic changes in brain structures in vascular parkinsonism and in the advanced stages of Parkinson's disease, as well as the identification of characteristic parts of the brain that undergo a pathological process to increase the accuracy of differential diagnosis. Materials and methods. The results of magnetic resonance morphometry of patients using the postprocessing of native MR images using Freesurfer software are analyzed. We examined 29 patients with vascular parkinsonism and 19 patients with Parknison disease, at stage 4 according to Hyun and Yar. Summary. The application of the method of postprocessing data processing of MR-morphometry allows instrumental confirmation of the clinical diagnosis, as well as to clarify the pathogenesis of neurological syndromes observed in progressive supranuclear paralysis.Введение. МР-морфометрия — это независимый от исследователя метод обработки изображений, который позволяет получать результаты измерения объемов структур головного мозга и толщины различных областей коры и помогает в дифференциальной диагностике при оценке результатов МРТ. В нашем исследовании применена МР-морфометрия для выявления структурных маркеров при дифференциальной диагностике сосудистого паркинсонизма при обследовании пациентов с симптомами паркинсонизма. Цель исследования. Визуализация распределения атрофических изменений структур головного мозга при сосудистом паркинсонизме и на развернутых стадиях болезни Паркинсона, а также выявление характерных отделов головного мозга, подвергающихся патологическому процессу для повышения точности дифференциальной диагностики. Материалы и методы. Проанализированы результаты магнитно-резонансной морфометрии пациентов с помощью постпроцессинговой обработки нативных МР-изображений на программном обеспечении Freesurfer. Обследовано 29 пациентов с сосудистым паркинсонизмом и 19 пациентов с болезнью Паркинсона, на 4-й стадии по Хён и Яру. Заключение. Применение методики постпроцессинговой обработки данных МР-морфометрии позволяет инструментально подтвердить клинический диагноз, а также уточнить патогенез неврологических синдромов, наблюдающихся при прогрессирующем надъядерном параличе

Modeling of thermal processes in anti-icing gratings for arctic purposes

The problem of modeling thermal processes in anti-icing gratings, which are used in arctic conditions, is considered. The task is of practical importance, including for the design of air intake grilles for ship systems operating in arctic conditions. A mathematical model of thermal processes is presented, which takes into account the processes of heat transfer in the lattice due to the thermal conductivity of its internal elements, due to convective heat exchange with the external air, due to heat release during electric heating, and also due to phase transformations during icing and melting of ice. The problem is solved in a three-dimensional formulation, using a software package developed at Bauman Moscow State Technical University. Some results of numerical simulation are presented

Modeling of thermal processes in anti-icing gratings for arctic purposes

The problem of modeling thermal processes in anti-icing gratings, which are used in arctic conditions, is considered. The task is of practical importance, including for the design of air intake grilles for ship systems operating in arctic conditions. A mathematical model of thermal processes is presented, which takes into account the processes of heat transfer in the lattice due to the thermal conductivity of its internal elements, due to convective heat exchange with the external air, due to heat release during electric heating, and also due to phase transformations during icing and melting of ice. The problem is solved in a three-dimensional formulation, using a software package developed at Bauman Moscow State Technical University. Some results of numerical simulation are presented

Finite Element Modeling of Thermo Creep Processes Using Runge-Kutta Method

Thermo creep deformations for most heat-resistant alloys, as a rule, nonlinearly depend on stresses and are practically non- reversible. Therefore, to calculate the properties of these materials the theory of plastic flow is most widely used. Finite-element computations of a stress-strain state of structures with account of thermo creep deformations up to now are performed using main commercial software, including ANSYS package. However, in most cases to solve nonlinear creep equations, one should apply explicit or implicit methods based on the Euler method of approximation of time-derivatives. The Euler method is sufficiently efficient in terms of random access memory in computations, however this method is cumbersome in computation time and does not always provide a required accuracy for creep deformation computations.The paper offers a finite-element algorithm to solve a three-dimensional problem of thermo creep based on the Runge-Kutta finite-difference schemes of different orders with respect to time. It shows a numerical test example to solve the problem on the thermo creep of a beam under tensile loading. The computed results demonstrate that using the Runge-Kutta method with increasing accuracy order allows us to obtain a more accurate solution (with increasing accuracy order by 1 a relative error decreases, approximately, by an order too). The developed algorithm proves to be efficient enough and can be recommended for solving the more complicated problems of thermo creep of structures.</p