Обзор Заглянуть в человека: визуализация в медицине
Л. В. Осипов, М. Б. Долгушин, А. И. Михайлов, Б. Эпель, К. А. Румянцев, К. К. Туроверов, В. В. Верхуша, Е. Ю. Куликова
Медицина развивается стремительно: разрабатываются новые более эффективные препараты, предлагаются все менее травматичные способы оперативных вмешательств, а для замещения тканей и органов используются искусственные материалы и управляемые протезы. Однако по-прежнему успех лечения во многом определяется своевременным и точным диагностированием заболевания, а также адекватным мониторингом эффективности терапии. Эти задачи решают с применением различных технологий визуализации. Многие ассоциируют их с представлением анатомических структур тела, но в действительности гораздо чаще они позволяют определить функциональное состояние тканей и органов. Разнообразие технологий визуализации велико, и описать их все в одной работе не представляется возможным, поэтому для настоящего обзора были выбраны наиболее распространенные и интересные из них: ультразвуковые и томографические технологии, прижизненная оксиметрия и флуоресцентная визуализация.
Статья получена: 15.08.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-04-01
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 8013
Оригинальное исследование Флуоресцентная визуализация изменений актинового цитоскелета в опухолевых клетках под воздействием химиотерапевтических агентов
Н. В. Клементьева, О. Е. Фурман, А. С. Мишин, К. А. Лукьянов, Е. В. Загайнова
Структурные особенности организации актина и актин-связывающих белков могут служить критериями оценки агрессивности различных популяций клеток злокачественных солидных опухолей. В настоящей работе мы изучили воздействие химиотерапевтических препаратов паклитаксел и цисплатин на структуру актина и альфа-актинина клеток рака шейки матки человека HeLa Kyoto с помощью флуоресцентной микроскопии полного внутреннего отражения и микроскопии сверхвысокого разрешения с детекцией одиночных молекул. Было показано, что паклитаксел вызывает существенные нарушения структуры актинового цитоскелета опухолевых клеток, затрагивающие как актин, так и альфа-актинин: исчезновение стресс-фибрилл, сосредоточение филаментов в кортикальном слое клеток, изменения морфологии фокальных контактов. Для цисплатина удалось детектировать сниженное содержание тонких волокон актина и более компактное расположение альфа-актинина. Полученные данные позволяют рассматривать актиновый цитоскелет как дополнительную мишень противоопухолевой химиотерапии.
Статья получена: 15.08.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-04-02
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 7354
Метод Применение мультимодальной оптической когерентной томографии в оценке эффективности терапии рака
М. А. Сироткина, Е. Б. Киселева, Е. В. Губарькова, Н. Л. Буянова, В. В. Елагин, В. Ю. Зайцев, Л. А. Матвеев, А. Л. Матвеев, М. Ю. Кириллин, Г. В. Геликонов, В. М. Геликонов, С. С. Кузнецов, Е. В. Загайнова, Н. Д. Гладкова
Поиск новых способов прижизненной функциональной визуализации биологических тканей, которые позволяют выявлять ранний ответ опухоли на выбранную терапию с целью коррекции курса лечения, — актуальная задача современной медицины. В качестве такого способа в работе предложена мультимодальная оптическая когерентная томография (ММ ОКТ), которая сочетает в себе кросс-поляризационную ОКТ (КП ОКТ) для визуализации структуры ткани и оценки состояния соединительнотканного компонента, ОКТ-микроангиографию (ОКТ МА) для визуализации сосудистого русла и ОКТ-эластографию для изучения жесткости ткани. Эффективность метода проверяли на при-мере действия фотодинамической терапии (ФДТ), поскольку основными мишенями ФДТ являются клеточный и сосудистый компоненты опухоли. В качестве объекта исследования была выбрана карцинома кишечника мыши СТ26, локализованная на ухе мыши. Показано, что с помощью ММ ОКТ можно оценить эффективность ФДТ, а именно: по КП ОКТ — отличить опухоль с некрозом от интактной опухоли, по ОКТ МА — выявить расстройства кровообращения, приводящие к замедлению или остановке кровотока и дальнейшей гибели опухоли, а по ОКТ-эластографии — определить жесткость нормальной и патологической ткани.
Статья получена: 15.08.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-04-03
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 6592
Метод Возможности динамической МРТ с контрастным усилением в определении гистологического типа рака шейки матки
Е. В. Тарачкова, М. А. Шориков, В. О. Панов, В. В. Кузнецов, И. Е. Тюрин, Н. Л. Шимановский
Определение гистологического типа рака шейки матки (плоскоклеточный рак или аденокарцинома) способствует выбору наиболее эффективной терапии. В работе описан метод дифференциальной диагностики заболевания с использованием динамической магнитно-резонансной томографии с контрастным усилением. Были обследованы 90 пациенток в возрасте 23–78 лет (средний возраст — 43,5 года) с гистологически подтвержденным раком шейки матки стадий IIb–IVb. Сканировали на аппаратах Magnetom Espree 1.5T и Magnetom Skyra 3.0T (Siemens, Германия), используя гадобутрол («Гадовист», Bayer, Германия). На Т1-взвешенных изображениях интенсивность сигнала и скорость ее изменения, начиная с 20 с после появления гадобутрола в опухоли, были достоверно выше для аденокарцином, чем для плоскоклеточного рака (p <0,04). При этом для плоскоклеточного рака наблюдали две фазы на кривых зависимости интенсивности сигнала от времени после появления гадобутрола в опухоли: короткую фазу относительно медленного накопления контрастного вещества с последующим выходом на плато или даже снижением сигнала к концу наблюдения (125 с). Именно характер накопления гадобутрола позволяет различать гистологические типы опухолей, и на основе соответствующих кривых могут быть предложены фармакокинетические модели для опухолей разных типов. Постконтрастные изображения полезны для определения степени дифференцировки опухоли. В частности, сигнал от высокодифференцированных аденокарцином достоверно наиболее неоднородный (p <0,03). Описанный метод не исключает гистологической верификации диагноза и может быть рекомендован как дополнительный диагностический инструмент.
Статья получена: 10.08.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-04-04
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 7416
Оригинальное исследование МРТ-визуализация опухолей с контрастным усилением гадопентетовой кислотой, соединенной с циклодекстрином сложноэфирной связью
В. Н. Кулаков, А. А. Липенгольц, Е. Ю. Григорьева, А. В. Семейкин, М. А. Абакумов, Э. А. Караханов, А. Б. Максимов, Н. Л. Шимановский
В настоящее время широко используют диагностическую процедуру на основе магнитно-резонансной томографии с применением контрастных средств, из которых наиболее часто применяют гадопентетовую кислоту (Gd-ДТПА, лекарственная форма — препарат «Магневист»), Данная работа посвящена изучению релаксирующей способности Gd-ДТПА, ковалентно соединенного с β-циклодекстрином, и сравнительной оценке визуализирующей способности изучаемого соединения и «Магневиста». Показано, что высокой релаксирующей способностью обладает комплекс Gd-ДТПА, состоящий из 80 % монопроизводного Gd-ДТПА-β-циклодекстрина и содержащий по 10 % ди- и три-производного Gd-ДТПА циклического углевода. Остатки Gd-ДТПА соединены с β-циклодекстрином сложноэфирной связью, где -СООН относится к ДТПА, а ОН — поверхностные гидроксилы β-циклодекстрина. Экспериментально доказано, что изучаемое соединение не обладает токсичностью в диагностических концентрациях. Визуализирующая способность, аналогичная «Магневисту», может быть достигнута введением меньшего, до 50 %, количества препарата.
Статья получена: 15.08.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-04-05
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 6922
Метод Улучшение работы интерфейса глаз–мозг–компьютер при использовании частотных компонентов ЭЭГ
С. Л. Шишкин, Б. Л. Козырский, А. Г. Трофимов, Ю. О. Нуждин, А. А. Федорова, Е. П. Свирин, Б. М. Величковский
Интерфейсы глаз–мозг–компьютер (ИГМК) могли бы совместить в себе достоинства айтрекинговых систем управле- ния техническими устройствами и интерфейсов мозг–компьютер. Такие системы предназначены как для пациентов с различными моторными нарушениями, так и здоровых людей. Эффективность ИГМК во многом определяется возможностью распознать намерение пользователя отдать команду по электроэнцефалограмме (ЭЭГ), регистрируемой во время фиксации взгляда, т. е. в течение всего сотен миллисекунд. Эти жесткие требования диктуют необходимость добиваться как можно более полного использования заключенной в ЭЭГ информации для повышения точности классификации фиксаций взгляда на «управляющие» и спонтанные. В настоящей работе предприняли попытку использовать для классификации не только амплитудные статистические признаки, но также вейвлетные признаки, характеризующие осцилляторные компоненты ЭЭГ в интервале 50...500 мс относительно начала фиксации взгляда. Значения интегрального показателя точности классификации AUC при этом значимо выросли и составили 0,75 в среднем по группе из 8 человек. Предполагается, что дальнейшее совершенствование методики позволит превратить ИГМК в практически полезную технологию.
Статья получена: 08.04.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-02-05
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 7669
Оригинальное исследование Устойчивость спонтанной электрической активности нейронных сетей in vitro
И. С. Соколов, М. К. Татаринцев, Р. Ю. Хасанов, А. М. Азиева, Е. Ю. Макаренко, М. С. Бурцев
С помощью нейро-компьютерных интерфейсов можно как считывать информацию с мозга, так и  передавать ее в мозг. Однако эта информация — сигналы сенсорных систем, а не знание и опыт. Нейронные сети, представляющие собой основу когнитивной деятельности, способны <i>in vitro</i> воспроизводить процессы, аналогичные обучению. В работе проверена гипотеза о том, что нейронная сеть реализует обучение путем обнаружения отклонения от своей стереотипной активности и модификации ее таким образом, чтобы избавиться от внешней электрической стимуляции. Спонтанная активность нескольких нейрональных культур <i>in vitro</i> была проанализирована методом кластеризации. Результаты показали, что активность необученных культур остается стабильной на протяжении длительного времени, а внешняя электрическая стимуляция приводит к переключению между паттернами спонтанной активности.
Статья получена: 01.04.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-02-06
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 6109
Оригинальное исследование Исследование гладкости абляционной поверхности и термических процессов в роговице кролика при работе эксимерлазерных установок «МикроСкан-Визум» и «МикроСкан-ЦФП»
Г. Ф. Качалина, Н. Х. Тахчиди
Эксимерные лазеры используют в  офтальмологии для лечения различных аномалий рефракции. Качество работы эксимерлазерной установки можно оценить по нескольким критериям: гладкости формируемой ею абляционной поверхности роговицы, соответствию диаметра полученной оптической зоны полной коррекции диаметру расчетной оптической зоны и нагреву роговицы в процессе операции. В статье представлены результаты оценки трех российских эксимерлазерных установок: «МикроСкан-ЦФП 100 Гц», «МикроСкан-Визум 300 Гц» и «МикроСкан-Визум 500 Гц» («Оптосистемы», Россия). Гладкость абляционной поверхности, которую формировали десятикратно для каждого лазера на пластинах полиметилметакрилата, имитируя операцию коррекции миопии в 3,0 дптр и задавая диаметр оптической зоны в 6 мм и диаметр переходной зоны — в 2,3 мм для «МикроСкан-ЦФП 100 Гц» и в 1,9 мм для «МикроСкан-Визум 300 Гц» и «МикроСкан-Визум 500 Гц», измеряли с помощью интерферометра New View – 5000 Zygo (Zygo Corporation, США). Термические процессы в роговице изучали на 15 кроликах породы шиншилла серая в возрасте старше одного года и живой массой 2–3  кг. Каждым лазером проводили фототерапевтическую кератэктомию на 5 глазах. Установка «МикроСкан-Визум 500 Гц» формировала наиболее гладкие абляционные поверхности. Нагрев роговицы при ее использовании был наибольшим (+3,95 °С к концу операции), но находился в пределах значений, допустимых для современных лазеров сканирующего типа.
Статья получена: 11.04.2016
Опубликовано online: 05.01.2017
DOI: 10.24075/brsmu.2016-02-07
Комментарии 0
ПРОСМОТРЫ 6602