The Method of Light Dose Measurement During Phodinamic Therapy

A new method of light dose monitoring during the photodynamic therapy of abdominal cavity organs was developed. To apply this method specially developed sensors were constructed. For these sensors the temporal and distance dependences of light doses were received and analyzed. It was shown that the light dose from the operating lamp is large enough in laser light field to be taken into account when planning photodynamic therapy. Keywords: PDT, light doses, other source of light in PDT, photodynamic therap

Electrochemical Aptasensor Based on a Macrocyclic Ligand Bearing Neutral Red

An amperometric aptasensor has been developed by immobilization of DNA aptamer with Neutral Red (NR) on polycarboxylated thiacalix[4]arene onto the electropolymerized NR layer at a glassy carbon electrode. The NR reduction current recorded after 10min incubation decayed with increased thrombin concentration due to limitation of the electron exchange in the surface layer. The aptasensor makes it possible to determine 0.1-50nM of thrombin (limit of detection 0.05nM). The aptasensor can be used for the direct determination of thrombin in blood serum and does not exert any alteration of the response in the presence of 100 fold excess of serum proteins. © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Label-free aptasensor for thrombin determination based on the nanostructured phenazine mediator

New aptasensors based on DNA aptamer and polycarboxylated thiacalix[4]arenes in cone, 1,3-alternate and partial cone configurations bearing Neutral Red (NR) at substituents at the lower rim have been developed and applied for thrombin detection. The assembly of the biorecognition layer was optimized by AFM and EIS study to reach the maximal coverage and regular composition of the surface layer. The interaction of the NR groups with thrombin suppressed the electron hopping between oxidized and reduced mediator groups. This regularly decreased the NR peak current and increased the resistance of the charge transfer. The aptasensor makes it possible to detect from 1 nM to 1 μM of thrombin with the detection limit of 0.05-0.5 nM. No effect of the 1000 excess of bovine serum albumin on the signal was observed. The influence of thiacalix[4]arene configuration on the sensitivity of aptasensor signal toward thrombin is discussed. © 2012 Elsevier B.V. All rights reserved

Thermal chamber for material testing

© Published under licence by IOP Publishing Ltd. The problem of ensuring the correct conduct of the experiment with preservation of the required temperature is considered. The construction of the device is proposed that will allow satisfying the conditions for carrying out tensile tests with an increased or lowered sample temperature

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАСЫЩЕНИЯ КИСЛОРОДОМ ГЕМОГЛОБИНА В КЛИНИЧЕСКОЙ ОФТАЛЬМОЛОГИИ

Oxygen content in body fluids and tissues is an important indicator of life support functions. A number of ocular pathologies, e.g. glaucoma, are of presumable vascular origin which means altered blood supply and oxygen circulation. Most oxygen is transported in the blood in the association with hemoglobin. When passing through the capillaries, hemoglobin releases oxygen, converting from oxygenated form to deoxygenated form. This process is accompanied by the changes in spectral characteristics of hemoglobin which result in different colors of arterial and venous blood. Photometric technique for the measurement of oxygen saturation in blood is based on the differences in light absorption by different forms of hemoglobin. The measurement of saturation is called oximetry. Pulse oximetry with assessment of tissue oxygenation is the most commonly used method in medicine. The degree of hemoglobin oxygen saturation in the eye blood vessels is the most accessible for noninvasive studies during ophthalmoscopy and informative. Numerous studies showed the importance of this parameter for the diagnosis of retinopathy of various genesis, metabolic status analysis in hyperglycemia, diagnosis and control of treatment of glaucoma and other diseases involving alterations in eye blood supply. The specific method for evaluation of oxygen concentration is the measurement of pressure of oxygen dissolved in the blood, i.e. partial pressure of oxygen. In ophthalmological practice, this parameter is measured in anterior chamber fluid evaluating oxygen level for several ophthalmopathies including different forms of glaucoma, for instillations of hypotensive eye drops as well as in vitreous body near to the optic disc under various levels of intraocular pressure. Currently, monitoring of oxygen saturation in retinal blood vessels, i.e. retinal oximetry, is well developed. This technique is based on the assessment of light absorption by blood depending on hemoglobin saturation with oxygen by analyzing spectral composition of light diffusively reflected from the retina. Oximetry of bulbar conjunctival and episcleral microvasculature can be also performed allowing for the evaluation of oxygen saturation in vessels which collect blood from the anterior segment and the characterization of anterior segment metabolism in a number of ocular pathologies and in the course of the treatment.Важным показателем жизнеобеспечения является содержание кислорода в жидкостях и тканях организма. Ряд патологий зрительного анализатора, таких как глаукома, предположительно, имеет сосудистый генез, заключающийся в нарушении кровоснабжения и циркуляции кислорода. Большая часть кислорода переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином. Проходя через капилляры, гемоглобин отдает кислород, превращаясь из оксигенированного в дезоксигенированный. Этот процесс сопровождается изменением спектральных характеристик гемоглобина, что обуславливает цвета артериальной и венозной крови. На различиях в поглощении света разными формами гемоглобина основан фотометрический метод измерения степени насыщения крови кислородом (сатурации). Метод её оценки называют оксиметрией. В медицине наиболее распространена тканевая пульсоксиметрия с оценкой показателя тканевой оксигенации. Степень насыщения гемоглобина кислородом в сосудах глаза является наиболее доступным для неинвазивного исследования в офтальмоскопии и вместе с тем информативным параметром. Многочисленные исследования показали важность этого параметра для диагностики ретинопатий различного генеза, анализа метаболического статуса при гипергликемии, диагностики и контроля в процессе лечения глаукомы и других патологических состояний, сопровождающихся нарушением кровоснабжения тканей глаза. Отдельным методом оценки концентрации кислорода является измерение давления растворенного кислорода в крови – парциальное давление кислорода. В офтальмологии исследования данного показателя проводят в жидкости передней камеры, оценивая содержание кислорода при ряде офтальмопатий, включающих различные формы глаукомы, при инстилляциях гипотензивных препаратов, а также в стекловидном теле в области диска зрительного нерва при различных уровнях внутриглазного давления. В настоящее время хорошо развито направление оценки сатурации в сосудах сетчатки – ретинальная оксиметрия, основанная на исследовании поглощения света кровью в зависимости от насыщения гемоглобина кислородом путем анализа спектрального состава света, диффузно-отражённого от сетчатки. Также проводят оксиметрию эписклерально- конъюнктивальной сосудистой сети, позволяющую оценить сатурацию сосудов, принимающих кровь от переднего отрезка глаза, и характеризующую состояние его метаболизма при ряде патологий, а также в процессе лечения

EHRA expert consensus document on the management of arrhythmias in frailty syndrome, endorsed by the Heart Rhythm Society (HRS), Asia Pacific Heart Rhythm Society (APHRS), Latin America Heart Rhythm Society (LAHRS), and Cardiac Arrhythmia Society of Southern Africa (CASSA)

There is an increasing proportion of the general population surviving to old age with significant chronic disease, multimorbidity, and disability. The prevalence of pre-frail state and frailty syndrome increases exponentially with advancing age and is associated with greater morbidity, disability, hospitalization, institutionalization, mortality, and health care resource use. Frailty represents a global problem, making early identification, evaluation, and treatment to prevent the cascade of events leading from functional decline to disability and death, one of the challenges of geriatric and general medicine. Cardiac arrhythmias are common in advancing age, chronic illness, and frailty and include a broad spectrum of rhythm and conduction abnormalities. However, no systematic studies or recommendations on the management of arrhythmias are available specifically for the elderly and frail population, and the uptake of many effective antiarrhythmic therapies in these patients remains the slowest. This European Heart Rhythm Association (EHRA) consensus document focuses on the biology of frailty, common comorbidities, and methods of assessing frailty, in respect to a specific issue of arrhythmias and conduction disease, provide evidence base advice on the management of arrhythmias in patients with frailty syndrome, and identifies knowledge gaps and directions for future research

Cпектроскопия спонтанного комбинационного рассеяния для ex vivo диагностики внутричерепных опухолей

Neurosurgery of intracranial tumors, especially of glial origin, is a non-trivial task due to their infiltrative growth. In recent years, optical methods of intraoperative navigation have been actively used in neurosurgery. However, one of the most widely used approaches based on the selective accumulation of fluorescent contrast medium (5-ALA-induced protoporphyrin IX) by the tumor cannot be applied to a significant number of tumors due to its low accumulation. On the contrary, Raman spectroscopy, which allows analyzing the molecular composition of tissues while preserving all the advantages of the method of fluorescence spectroscopy, does not require the use of an exogenous dye and may become a method of choice when composing a system for intraoperative navigation or optical biopsy. This work presents the first results of using the principal component method to classify Raman spectra of human glioblastoma with intermediate processing of spectra to minimize possible errors from the fluorescence of both endogenous fluorophores and photosensitizers used in fluorescence navigation. As a result, differences were found in the principal component space, corresponding to tissue samples with microcystic components, extensive areas of necrosis, and foci of fresh hemorrhages. It is shown that this approach can serve as the basis for constructing a system for automatic intraoperative tissue classification based on the analysis of Raman spectra.Cпектроскопия спонтанного комбинационного рассеяния для ex vivo диагностики внутричерепных опухолей  Нейрохирургия внутричерепных опухолей, особенно глиального происхождения, представляет нетривиальную задачу в силу их инфильтративного роста. В последние годы в нейрохирургии активно используются оптические методы интраоперационной навигации, однако один из наиболее широко распространенных подходов, основанный на селективном накоплении опухолью флуоресцентного контрастного вещества (5-АЛК индуцированного протопорфирина IX), не может быть применен для значимой части опухолей вследствие его низкого накопления. Напротив, спектроскопия комбинационного рассеяния, позволяющая проводить анализ молекулярного состава тканей с сохранением всех достоинств метода флуоресцентной спектроскопии, не требует при этом введения экзогенного красителя и может быть вариантом выбора при построении системы интраоперационной навигации или оптической биопсии. В настоящей работе представлены первые результаты использования метода главных компонент для классификации спектров комбинационного рассеяния глиобластомы человека с промежуточной обработкой спектров для минимизации возможных ошибок от флуоресценции как эндогенных флуорофоров, так и фотосенсибилизаторов, используемых при флуоресцентной навигации. В результате были обнаружены различия в пространстве главных компонент, соответствующие образцам тканей с микрокистозными компонентами, обширными участками некрозов, фокусами свежих кровоизлияний. Показано, что данный подход может послужить основой для построения системы автоматической интраоперационной классификации тканей на основе анализа спектров комбинационного рассеяния

Кластерный анализ результатов интраоперационной оптической спектроскопической диагностики в нейрохирургии глиальных опухолей головного мозга

The paper presents the results of a comparative study of methods of cluster analysis of optical intraoperative spectroscopy data during surgery of glial tumors with varying degree of malignancy. The analysis was carried out both for individual patients and for the entire dataset. The data were obtained using combined optical spectroscopy technique, which allowed simultaneous registration of diffuse reflectance spectra of broadband radiation in the 500–600 nm spectral range (for the analysis of tissue blood supply and the degree of hemoglobin oxygenation), fluorescence spectra of 5‑ALA induced protoporphyrin IX (Pp IX) (for analysis of the malignancy degree) and signal of diffusely reflected laser light used to excite Pp IX fluorescence (to take into account the scattering properties of tissues). To determine the threshold values of these parameters for the tumor, the infltration zone and the normal white matter, we searched for the natural clusters in the available intraoperative optical spectroscopy data and compared them with the results of the pathomorphology. It was shown that, among the considered clustering methods, EM‑algorithm and k‑means methods are optimal for the considered data set and can be used to build a decision support system (DSS) for spectroscopic intraoperative navigation in neurosurgery. Results of clustering relevant to thepathological studies were also obtained using the methods of spectral and agglomerative clustering. These methods can be used to postprocess combined spectroscopy data.В работе представлены результаты сравнительного исследования методов кластерного анализа данных оптической интраоперационной спектроскопии при проведении операций по удалению глиальных опухолей различной степени злокачественности. Анализ проведен как для отдельных пациентов, так и для всей совокупности данных. Данные были получены методом комбинированной оптической спектроскопии, регистрирующим спектр диффузного отражения широкополосного излучения в диапазоне спектра 500–600 нм (с целью анализа кровенаполненности тканей и степени оксигенации гемоглобина), спектр флуоресценции индуцированного 5‑аминолевулиновой кислотой протопорфирина IX (с целью анализа степени изменения тканей) и сигнал диффузно отраженного лазерного излучения, использовавшегося для возбуждения флуоресценции (с целью учета рассеивающих свойств тканей). Для определения пороговых значений указанных параметров для опухоли, зоны инфильтрации и нормального белого вещества был проведен поиск естественных кластеров в имеющихся интраоперационных данных оптической спектроскопии и их сопоставление с результатами патоморфологической экспертизы. Было показано, что среди рассмотренных методов кластеризации ЕМ‑алгоритм и метод k‑средних оптимальны для рассмотренного набора данных и могут быть использованы для построения системы поддержки принятия решений при спектроскопической интраоперационной навигации в нейрохирургии. Релевантные результатам патоморфологических исследований модели были также получены с помощью методов спектральной и агломеративной кластеризации. Эти методы могут быть использованы для постобработки данных комбинированной спектроскопии