The Propagation of the Temperature Wave in Myocardium

The method for estimating the rate of propagation of temperature waves in the myocardium during hypothermia and hyperthermia of the heart based on noninvasive temperature control on the heart surface in conditions of cardiopulmonary bypass is proposed. The solution of the heat conduction equation for temperature waves in the myocardium is presented, which allows determining at each point of the medium the temperature change function, as well as the amplitude and phasing velocity of the temperature wave upon cooling and warming of the heart in conditions of cardiopulmonary bypass. The velocity distribution for the temperature field on the surface of the myocardium and in the depth of tissues during the hypothermia and hyperthermia of the heart is obtained.The thermographic images of the heart during controlled hypothermia and hyperthermia of the heart under cardiopulmonary bypass are obtained. The study of the conditions for spreading the temperature wave in the myocardium is performed, which allows to improve the means of intraoperative protection of vital organs and tools for controlling its effectiveness. The results of introduction of methods of non-invasive temperature control in cardiac surgery and the process of intraoperative cardiac protection in the temperature range from +10°С to +38°С are presented

Effect of Age on the Hemostatic Function in Patients with Degenerative Diseases of the Large Joints

Background: Aging is associated with an increased hypercoagulable state. Degenerative diseases of the large joints are also accompanied by increased coagulation activity. We investigated the effect of age on the hemostatic function in patients with osteoarthritis. Material and Methods: The study included 192 patients with osteoarthritis admitted to the clinic for primary hip or knee arthroplasty. The patients were categorized into 5 age groups: the age group under 40 years, the 41–to-50 -year age group, the 51–to-60-year age group, the 61-to-70- year age group, and the age group over 70 years. The general blood clotting tests, platelet number, fibrinogen, antithrombin, protein C, TAT, D-dimer, vonWillebrand factor (vWF), PAI-1, ß-thromboglobulin were determined. Results: Among patients with osteoarthritis, the antithrombin III level significantly decreased by the age of 50; however, above the age of 60 there was a distinct decrease in platelet count, and over the age of 70 the activity of the extrinsic coagulation pathway and the plasminogen level dropped significantly. TAT and D-dimer levels were elevated in most of the patients. Conclusion: The decrease in platelet count coupled with the activity of the extrinsic coagulation pathway in elderly osteoarthritic patients may increase blood loss during total arthroplasty; also, the drop in the anticoagulant and fibrinolytic potential may play a negative role in strengthening the prothrombotic state during the postoperative period

THE PROPAGATION OF THE TEMPERATURE WAVE IN MYOCARDIUM

The method for estimating the rate of propagation of temperature waves in the myocardium during hypothermia and hyperthermia of the heart based on noninvasive temperature control on the heart surface in conditions of cardiopulmonary bypass is proposed. The solution of the heat conduction equation for temperature waves in the myocardium is presented, which allows determining at each point of the medium the temperature change function, as well as the amplitude and phasing velocity of the temperature wave upon cooling and warming of the heart in conditions of cardiopulmonary bypass. The velocity distribution for the temperature field on the surface of the myocardium and in the depth of tissues during the hypothermia and hyperthermia of the heart is obtained. The thermographic images of the heart during controlled hypothermia and hyperthermia of the heart under cardiopulmonary bypass are obtained. The study of the conditions for spreading the temperature wave in the myocardium is performed, which allows to improve the means of intraoperative protection of vital organs and tools for controlling its effectiveness. The results of introduction of methods of non-invasive temperature control in cardiac surgery and the process of intraoperative cardiac protection in the temperature range from +10°С to +38°С are presented

Тепловизионное исследование распределения температуры миокарда

Проведено порівняльний якісний аналіз термограм міокарда, отриманих за допомогою термографа в спектральному діапазоні 8-14 мкм. Виконано кількісне оцінювання точності вимірювання температури міокарда, що залежить від температури навколишнього середовища. На основі запропонованого підходу до аналізу термограм міокарда досліджено термоаномальні зони на поверхні міокарда, що дають чітке уявлення про розподіл внутрішньої температури та рівні мікроциркуляції в міокарді та судинах. Розробка методу потребує використання засобів інфрачервоної термографії, які дають можливість реєструвати температуру серця і виявити взаємозв’язок між електромеханічними характеристиками міокарда за даними електрокардіографії та коливаннями температури на поверхні міокарда. Спосіб отримання графічного зображення теплових портретів міокарда для відкритого серця дає змогу контролювати температуру операційної зони при операціях на серці. Розроблений комплексний підхід до дистанційного контролю температури дав можливість контролювати рівномірність температурного захисту, визначити рівень охолодження в різних температурних зонах, значно підвищити безпеку контрольованого припинення кровообігу в життєво важливих органах.Qualitative comparative analysis of thermal infarction was conducted using thermograph in the spectral range 8-14 microns. Quantitative assessment of myocardial temperature measurement accuracy is made depending on the ambient temperature. Based on the proposed approach to the analysis of thermal images infarction, researching area of temperature on the surface of the myocardium, which give a clear picture on the distribution of the internal temperature and the level of the microcirculation in the myocardium and vessels, were conducted. Development of method requires the use of infrared thermography (IRT), allowing to record the temperature of the heart and identify the interconnection between the electromechanical characteristics of the myocardium according to ECG and temperatures on the surface of the myocardium. Method for graphic representation of thermal image of the myocardium for open heart allows you to control the temperature of the operating area during operations on the heart. An integrated approach to distance control of temperature allows controlling uniformity of temperature protection, determine the level of cooling in different temperature zones, and significantly improves the security of the controlled cessation of blood circulation in vital organs.Проведен сравнительный качественный анализ термограмм миокарда, полученных с помощью термографа в спектральном диапазоне 8-14 мкм. Проведено количественное оценивание точности измерения температуры миокарда в зависимости от температуры окружающей среды. На основе предложенного подхода к анализу термограмм миокардаисследованы термоаномальные зоны на поверхности миокарда, которые дают четкое представление о распределении внутренней температуры и уровнях микроциркуляции в миокарде и сосудах. Разработка метода нуждается в использовании средств инфракрасной термографии, которые позволяют регистрировать температуру сердца и определить взаимосвязь между электромеханическими характеристиками миокарда по данным электрокардиографии и колебаниями температуры на поверхности миокарда. Способ получения графического изображения тепловых портретов миокарда для открытого сердца позволяет контролировать температуру операционной зоны при операциях на сердце. Разработанный комплексный подход к дистанционному контролю температуры позволяет контролировать равномерность температурной защиты, определить уровень охлаждения в разных температурных зонах, значительно повысить безопасность контролируемого прекращения кровообращения в жизненно важных органах

Применение магнитотерапии для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы

Розроблено метод оперативного контролю і кількісної оцінки процесу лікування магнітним полем у динаміці. Пропонується розрахунок нормованого амплітудно-фазового індексу форми (НАФК) для сигналів пульсової хвилі, який дає змогу кількісно порівняти ступінь відмінності пульсових хвиль людини і має чутливість до впливу магнітного поля. Методологія оцінки ефективності застосування магнітотерапії заснована на реєстрації та обробці сигналів пульсових хвиль за допомогою технології нейронних мереж і обчисленні індексу форми для кожного пацієнта. В результаті досліджень визначено динаміку зміни значень НАФК у процесі комплексного лікування, яка дає можливість контролювати функціональне відновлення організму. Запропоновано алгоритм розрахунку НАФК на основі розкладання сигналу пульсової хвилі в ряд Фур’є. Проведені дослідження при лікуванні хворих із захворюваннями серцево-судинної системи дають змогу зробити висновки щодо застосування індексу НАФК для оцінки ефективності комплексного лікування. Чутливість індексу НАФК до зовнішнього впливу на пацієнта дає можливість використовувати індекс для кількісної оцінки функціонального стану і контролю динаміки комплексного лікування.Method for operational control and quantitative analysis of magnetic field treatment process dynamics was developed. The calculation of amplitude and phase index of form is offered for the signals of pulse wave, which allows quantitavely compare the degrees of difference of pulse waves, and has a sensitiveness to influence the magnetic field. Method for evaluating the effectiveness of the use of magnetic therapy based on registration and signal processing of pulse wave using the technology of neural networks and calculating the index form for each patient. As a result of studies determined the dynamics of shape change index that allows to conclude the prospects of using the normalized shape index for the development of a wide variety of medical procedures, including treatment of the magnetic field. The algorithm for calculating normalized shape index based on the decomposition of the signals pulse wave in the Fourier series is proposed. Studies in the treatment of patients with diseases of the cardiovascular system allow drawing conclusions regarding the application of the index — normalized amplitude-phase coefficient (NAPC) for evaluating the effectiveness of integrated treatment. Sensitivity index NAPC was set to external influence on the patient, which allows using an index for quantitative assessment of functional status and control of the dynamics of complex treatment.Разработан метод оперативного контроля и количественной оценки процесса лечения магнитным полем в динамике. Предлагается расчет нормированного амплитудно-фазового индекса формы (НАФК) для сигналов пульсовой волны, который позволяет количественно сравнить степень различия пульсовых волн и имеет чувствительность к воздействию магнитного поля. Методология оценки эффективности применения магнитотерапии основана на регистрации и обработке сигналов пульсовых волн с помощью технологии нейронных сетей и вычислении индекса формы для каждого пациента. В результате исследований определена динамика изменения значений НАФК в процессе комплексного лечения, которая позволяет контролировать функциональное восстановление организма. Предложен алгоритм расчета НАФК на основе разложения сигнала пульсовой волны в ряд Фурье. Проведенные исследования при лечении больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы позволяют сделать выводы относительно применения индекса НАФК для оценки эффективности комплексного лечения. Чувствительность индекса НАФК к внешнему воздействию на пациента позволяет использовать индекс для количественной оценки функционального состояния и контроля динамики комплексного лечения

Optimized strategies for the quantum-state preparation of single trapped nitrogen molecular ions

This work examines optimized strategies for the preparation of single molecular ions in well-defined rotational quantum states in an ion trap with the example of the molecular nitrogen ion N2+. It advances a two-step approach consisting of an initial threshold-photoionization stage which produces molecular ions with a high probability in the target state, followed by a measurement-based state purification of the sample. For this purpose, a resonance-enhanced threshold photoionization scheme for producing N2+ in its rovibrational ground state proposed by Gardner et al. [Sci. Rep. 9, 506 (2019)] was characterized. The molecular state was measured using a recently developed quantum-non-demolition state-detection method finding a total fidelity of 38(7)% for producing ground-state N2+ under the present experimental conditions. By discarding ions from the trap not found to be in the target state, essentially state-pure samples of single N2+ ions can be generated for subsequent state-specific experiments

Вакфы в Османской империи XVIII – начала XX в: кризис развития традиционного института и пути его «обновления»

In the 20th century waqf as the institution of Islamic social charity went through the serious institutional crisis that manifested itself in incompatibility waqfʼs bases with aims and goals of modernization of the Ottoman society and state. At the beginning of the 19th century inefficiency of waqfs and growth of corruption among its administrators and beneficiaries prejudiced public reputation of this institution. In the aggregate all these factors prepared the ground for total confiscation of waqf property in the early of 20th century in several parts of the Ottoman Empire.В XIX в. институт исламской социальной благотворительности вакф переживал серьезный институциональный кризис, выразившийся, в первую очередь, в несоответствии его фундаментальных основ целям и задачам модернизации османского общества и государства. К XIX в. неэффективность деятельности вакфов и рост коррупции в среде их распорядителей и бенефициаров серьезно испортили общественную «репутацию» самого института. В совокупности все эти факторы подготовили почву для масштабной конфискации вакуфной собственности, осуществлявшейся в начале XX столетии в разных частях Османской империи