Тезисы докладов
| Вид материала | Тезисы |
| Цифровой аппаратно-программный комплекс для массовой диагностики остеопороза Ю.Г.Яновский, А.Н.Данилин, Ю.Н.Карнет, Ю.К.Левин |
- Тезисы докладов, 4952.24kb.
- Тезисы докладов, 1225.64kb.
- Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
- «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
- Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
- Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
- Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
- Тезисы докладов и заявки на участие, 104.97kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 788.61kb.
- Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 1066kb.
ЦИФРОВОЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС
ДЛЯ МАССОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ОСТЕОПОРОЗА
М.Н.Устинин1), Н.А.Арапов2), Б.Ф. Санталов3), М.М.Ольшевец1),
В.А. Яшин3)
1) Институт математических проблем биологии РАН, Пущино
2) Отрадинская больница, Ступинский район Московской области
3) Институт биофизики клетки РАН, Пущино
Целью выполняемого проекта является решение актуальной задачи практической медицины – создание недорогого программно-аппаратного комплекса и разработка методики для оценки минеральной плотности костной ткани. Разработка и внедрение таких комплексов позволят проводить массовую диагностику остеопороза. Основной предпосылкой для развития работ по проекту стало широкое распространение компьютерных рентгеновских аппаратов, а базовая идея предлагаемого подхода состоит в проведении количественных измерений (денситометрии) цифровых рентгеновских снимков.
В отчетном году продолжались фундаментальные исследования как в экспериментальном, так и в теоретическом направлении. На базе кабинета цифровой ренгенодиагностики в Больнице Пущинского научного центра РАН разрабатывается измерительный стенд для получения рентгеновского снимка, на котором одновременно экспонируются предплечье пациента и набор эталонных объектов. Такие стандартизованные снимки автоматически обрабатываются программой интеллектуального анализа данных, которая будет распознавать эталоны и измеряемые области кости, оценивать их оптическую плотность и идентифицировать параметры модели. Затем оценивается минеральная плотность костной ткани и проводится собственно диагностика – по имеющимся статистическим данным определяется стадия остеопороза. Результаты и методы, полученные в данной области, реализуются в прикладном программном обеспечении. Важно согласованное проведение всех работ по проекту, взаимная коррекция математических подходов и конструкции экспериментального диагностического стенда.
Велась работа по совершенствованию экспериментального стенда, а также по подбору и конструированию эталонов. Для верификации результатов измерений и настройки алгоритмов и программ использовались стандартизованные объекты съемки, включая Европейский фантом предплечья, и двухлучевой денситометр “Osteometer DTX-200 Bone Densitometer”.
В части программного обеспечения для автоматического анализа цифровых диагностических снимков основное внимание было уделено оптимизации построения сцены для получения стандартизованного снимка. Задача состояла в получении таких изображений, которые бы допускали максимально простой и быстрый автоматический анализ без участия оператора. Велись работы по созданию и настройке цифровых моделей изучаемых объектов. Здесь должны удовлетворяться противоречивые требования – точность, достаточная для проведения идентификации минеральной плотности костной ткани, и простота, позволяющая проводить оценку параметров в реальном времени без привлечения больших компьютерных мощностей [1].
В результате выполнения проекта планируется создать массовый и относительно недорогой инновационный продукт – программный комплекс в сочетании с простыми приспособлениями и методиками диагностики остеопороза. Проект выполняется при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект 07-07-00280-а).
Литература
1. М.Н. Устинин, М.М.Ольшевец. Цифровая рентгеновская система и массовая диагностика остеопороза. Сборник докладов 2-й Международной конференции «Математическая биология и биоинформатика». Пущино, 7-13 сентября 2008 г.
РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ПОРТАТИВНОГО МАГНИТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ОРГАНИЗМА ОТ ТОКСИНОВ И ВИРУСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОРБИРУЮЩИХ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ НАНО- И МИКРОЧАСТИЦ
Ю.Г.Яновский1), А.Н.Данилин1), Ю.Н.Карнет1), Ю.К.Левин1),
А.П.Захаров1), Е.А.Никитина1), В.И.Шалашилин1), А.И.Алехин1),
Н.Г.Гончаров1)
1) Институт прикладной механики РАН (ИПРИМ РАН), Москва
2) Центральная клиническая больница РАН (ЦКБ РАН), Москва
Известно, что в нано- и микроразмерные частицы вещества обладают рядом уникальных физико-химических свойств, в том числе необычно большой удельной поверхностью и высокой адсорбционной активностью. Частицы могут быть электрически заряженными, иметь магнитные свойства, что усиливает процессы адсорбции на их поверхности различных токсикантов биологических структур. Последние два фактора дают перспективу для проектировании устройств магнитной нано- и микрофильтрации биологических сред организма с целью очистки их от токсикантов и вирусов.
К настоящему времени в ИПРИМ РАН предложены и испытаны метод и устройство для детоксикации биологических сред организма, где в качестве адсорбентов используются нано- и микрочастицы ферримагнетиков, а также магнитоуправляемые композитные частицы, магнитной фазой которых являлось железо или его окислы, сорбирующей фазой – углерод, окислы кремния или алюминия, испытывалось также восстановленное железо. Эти частицы благодаря малым размерам имеют высокую сорбционную емкость и скорость удаления целевых компонентов из биологических жидкостей. Разработаны и изготовлены несколько новых модификаций магнитного фильтра для удаления из биологических жидкостей нано- и микрочастиц с адсорбированными на их поверхности токсинами, а также вирусами. Магнитная система этого устройства создаёт внутри рабочего объема высокоградиентное поле (от 0,6 Тл/см) при малых габаритах, малом весе и практически полном отсутствии внешнего магнитного фона.
Изучены сорбционные свойства магнитоуправляемых суспензий нано- и микрочастиц с целью их использования в качестве адсорбентов токсинов и вирусов. Для обеспечения гемосовместимости частиц разработан метод покрытия поверхности магнитных частиц белками (человеческим альбумином, желатином). Как показали исследования, модифицирование поверхности частиц не вызывает снижения их сорбционной емкости к соединениям различной молекулярной массы.
Исследованы: порошки Fe; коллоиды Fe 0.1 % в желатине; порошки Fe2O3, Fe3O4; коллоиды Fe2O3, Fe3O4 0.1 % в желатине; коллоиды Fe3O4+Ag 0.1 % в желатине; коллоиды Fe3O4+Au 0.1 % в желатине; порошки Fe3O4 с лигандом Ag; порошки Fe3O4 с лигандом Au. Определены сорбционные ёмкости указанных порошков частиц и их суспензий по отношению к соединениям разной молекулярной массы, также изучен комплекс магнитных характеристик. Построены кластерные модели поверхности магнитных частиц, в том числе, покрытой белками, исследованы их строение и сорбционные свойства методами квантовой химии и квантовой механики.
Опытные образцы магнитного фильтра прошли технические испытания в ИПРИМ РАН, а также испытаны в лабораторных условиях в ЦКБ РАН на сыворотках донорской крови с целью изучения сорбционных свойств магнитоуправляемых частиц оксидных ферримагнетиков к токсинам различной молекулярной массы, антигенам и вирусам.