Новости № 20(2016)

Официально


Кабинет министров отчитался об основных результатах выполнения указов президента, подписанных 7 мая 2012 года - в день инаугурации Владимира Путина.

В Госдуме открылась выставка “НИЦ “Курчатовский институт”: от атомного проекта к природоподобным технологиям”.

Совет по образованию и науке при председателе Госдумы обсудил вопросы правового регулирования научной и научно-технической деятельности.




Регионы


Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники открыл первый в Томской области детский технопарк.

Очередное заседание Совета ректоров вузов Тульской области прошло с участием врио губернатора А.Дюмина и других представителей местной власти. Обсуждалась роль образования в развитии промышленного комплекса региона.

В Северном (Арктическом) федеральном университете прошло заседание Ученого совета, на котором утверждены изменения в управленческой структуре головного вуза.

СНГ


Интердайджест


20.05.2016
Прочитав геном моркови, ученые приступили к его анализу и обнаружили важный с точки зрения питательной ценности ген. Подробности - в GenomeWeb.

20.05.2016
НАСА определило планетный статус еще 1284 небесных тел, обнаруженных миссией “Кеплер”, - это крупнейшее на сегодняшний день единовременное открытие новых планет. С подробностями - NASA News Release.

20.05.2016
Эксперименты на мышах подтвердили предположение о том, что вирус Зика вызывает дефекты развития головного мозга у новорожденных. Об этом сообщает The Scientist.

Веб



Война наложила свою тяжкую руку на такое, казалось бы, мирное и далекое от треволнений жизни учреждение, как фонд имени Нобеля, из которого выдаются премии ученым, оказавшим за данный год больше всего услуг человечеству.












Ваш образ сердца. В Екатеринбурге разрабатывают персонифицированную математическую модель миокарда.
Инновации
№ 10-11(2016)

18.03.2016


 

Несмотря на беспрецедентное совершенствование средств компьютерной диагностики, благодаря которым человека можно просканировать с головы до пят на всех уровнях, включая молекулярный, врач и сегодня не всегда ставит правильный диагноз и способен предсказать сценарий развития заболевания конкретного пациента. Поэтому так актуальна разработка персонифицированных, ориентированных на пациента, интегративных математических и компьютерных моделей физиологических систем. Особенно при сердечно-сосудистой патологии из-за сложности структуры сердца и многочисленности параметров, определяющих его функции.
“Персонифицированные математические модели в кардиологии” - так называется проект Российского научного фонда, для исполнения которого в 2014 году в Уральском федеральном университете была создана лаборатория математического моделирования в физиологии и медицине с использованием суперкомпьютерных технологий. Участниками проекта стали также сотрудники Института иммунологии и физиологии и Института математики и механики Уральского отделения РАН, Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева и Свердловской областной клинической больницы №1, Института механики МГУ и Гентского университета (Бельгия). В этом мультидисциплинарном исследовании заняты специалисты в области физиологии и медицины, биофизики и биомеханики, математики и компьютерных наук.  
Трудности моделирования
Об истоках нынешнего проекта, его ходе и конечных целях мы поговорили с доктором физико-математических наук Ольгой Соловьевой, руководителем уже упомянутой инновационной лаборатории УФУ. 
- Два года назад ваш коллектив, который возглавлял тогда член-корреспондент РАН Владимир Мархасин, выиграл грант РНФ. Очевидно, это удалось не только в силу исключительной актуальности темы, но и благодаря опыту изучения и моделирования миокарда? 
- Конечно. Еще в 1980-е годы работы по моделированию электрической и механической функции сердца на молекулярно-клеточном и тканевом уровнях были инициированы Валерием Изаковым и Владимиром Мархасиным совместно с группой уральских кардиофизиологов и математиков, а позже под руководством Владимира Семеновича продолжены в Институте иммунологии и физиологии УрО РАН. Совместно с группой британского физиолога, основателя международного проекта “Физиом” Дениса Нобла была создана модель электромеханического сопряжения в кардиомиоците желудочка. Дело продолжили и в рамках проекта “Виртуальное сердце”, поддержанного Президиумом УрО РАН. 
- Моделированием сердечной мышцы активно занимаются ученые в США, Великобритании, Новой Зеландии, Японии, Китае. В чем особенность вашего проекта? 
- В разных странах, в том числе и в России, наибольшие успехи достигнуты в построении электрофизиологических моделей сердца в норме и при патологии, которые широко внедряются в клиническую практику. Например, на основе компьютерных моделей в НЦ сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева создан аппаратно-программный комплекс “АМИКАРД” для определения источников нарушения сердечного ритма и их купирования. 
Гораздо менее разработаны модели механической функции сердца, а тем более модели, в которых интегрируются электрические и механические процессы на клеточном и тканевом уровнях, учитываются прямые и обратные связи между ними. И еще один важнейший момент. Дело в том, что миокард - это анизотропная среда, где электрический сигнал распространяется в разных направлениях неодинаково, с разной скоростью, и зависит это от хода волокон сердечной мышцы. Активный механический сигнал также формируется и действует вдоль этих волокон. Поэтому для построения реалистичной модели мало знать геометрию камер сердца, важно представлять, как расположены волокна в их стенках. 
В частности, в рамках проекта “Виртуальное сердце” мы разработали базовые модели электрической и механической функций сердечной клетки, ткани, тонкой архитектоники стенок левого желудочка. Это так называемые “популяционные”, идеализированные модели, которые описывают некоторое усредненное для популяции (животных или человека) поведение сердца как органа. Но эта модель “безликая”. В рамках нынешнего проекта перед нами стоит задача адаптировать популяционную модель к конкретному пациенту с учетом индивидуальных параметров его сердечно-сосудистой системы и особенностей течения его заболевания. 
- А на выходе вы предполагаете получить... 
- ...интегративную трехмерную модель левого желудочка, сопряженную с упрощенной моделью сосудистой системы. Далее эта модель персонифицируется на основе данных о функциональной геометрии, электрофизиологии и механике левого желудочка конкретного пациента и подвергается специальным тестовым испытаниям, которые позволят объективно оценить функциональные возможности левого желудочка и получить прогноз нарушений его механической и электрической функций. 
В клинике все начинается 
Данные для построения математических моделей ученым предоставляют сотрудники Областной клинической больницы №1 Екатеринбурга, Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева столицы и других медицинских учреждений. Кардиологи и кардиохирурги проводят отбор пациентов с различными аномалиями геометрии и функции сердца. Есть и референтная группа “нормальных сердец”. Изображения миокарда получают методами магниторезонансной томографии, компьютерной томографии и эхокардиографии (УЗИ). У пациентов и здоровых людей определяют основные показатели геометрии левого желудочка в течение сократительного цикла: линейные размеры, толщину стенки, индексы формы (сферичность, коничность, индекс Фурье) и другие. Современные методы исследования сердечно-сосудистой системы позволяют получить информацию о молекулярных механизмах возникновения болезни и структурных изменениях сердца и сосудов у больных с аритмиями и сердечной недостаточностью, клапанными и сосудистыми заболеваниями. Все эти показатели затем используются в качестве входных параметров 3D-модели.
Компьютерной обработкой изображений сердца и построением на их основе трехмерной математической модели миокарда занимаются специалисты Института математики и механики УрО РАН - сотрудники отдела вычислительной техники, которым заведует кандидат технических наук Андрей Созыкин, и сектора математического моделирования в кардиологии во главе с кандидатом физико-математических наук Сергеем Правдиным. Картинки с УЗИ, полученные в клинике, не всегда четкие, и их обработка - дело трудоемкое. Но это только первый этап. Компьютерная модель сердца - это сетки, состоящие из сотен тысяч элементов, и работа с ними требует больших вычислительных мощностей. В Институте математики и механики УрО РАН это делается на суперкомпьютере “УРАН”. 
По словам Сергея Правдина, самое трудное - создать такую модель левого желудочка миокарда человека, чтобы ее можно было легко “подогнать” к сердцу конкретного пациента. 
- Наша группа специализируется на моделировании электрической функции миокарда, - говорит Правдин. - В частности, в рамках проекта под руководством профессора Александра Панфилова изучаем на уровне клетки ткани и органа динамику трехмерных вихрей электрического возбуждения в миокарде, возникающих при аритмии. Благодаря компьютерному моделированию врач может видеть на экране монитора, как эти вихри формируются и распадаются и какие факторы этому способствуют.  
...и в клинику возвращается 
О том, насколько необходима сегодня доктору виртуальная модель сердечно-сосудистой системы больного, нам рассказал заведующий отделением хирургического лечения нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции Свердловской областной клинической больницы №1, заслуженный врач РФ, кандидат медицинских наук Сергей Михайлов, также участник проекта: 
- Мост между учеными-кардиофизиологами и нами, клиницистами, возник благодаря творческой дружбе Владимира Семеновича Мархасина и руководителя кардиохирургической клиники ОКБ №1 Милослава Станиславовича Савичевского, к сожалению, ушедших из жизни. Для нас главное - изучение механизмов сердечной недостаточности. Не важно, чем она вызвана - пороками сердца, артериальной гипертензией, миокардитом или инфарктом миокарда, результат всегда один - снижение насосной функции сердца. Это может быть связано с нарушением проведения электрического сигнала в камерах сердца. Например, один желудочек сокращается, а другой еще нет, или задержка происходит при проведении сигнала от предсердия к желудочку. Чтобы добиться улучшения насосной функции, мы применяем ресинхронизирующую терапию, или, проще говоря, имплантируем трехкамерные электрокардиостимуляторы. Очень важно разместить их электроды правильно, а “вслепую” сделать это трудно. Вот почему так нужна виртуальная модель - на ней мы можем проигрывать разные сценарии развития сердечной недостаточности, изучать резерв насосной функции сердца пациента, отрабатывать технологии установки кардиостимуляторов, оценивать эффект лечения и возможные риски. 
В персонифицированной модели сердечно-сосудистой системы на молекулярно-клеточном уровне можно также исследовать действие лекарственных препаратов. А в случае инфаркта миокарда модель поможет выбрать оптимальные варианты хирургического вмешательства. 
Сегодня, когда сердечно-сосудистая патология на первом месте среди причин смертности, а хронической сердечной недостаточностью страдают десятки миллионов людей, российские ученые и клиницисты успешно работают на преодоление этой печальной статистики. 
Елена ПОНИЗОВКИНА
Фото Александры ХЛОПОТОВОЙ и Ольги БЕЛКИНОЙ

 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

Волнующие волны. Распахнуто еще одно окно во Вселенную.
В феврале 2016 года участники проекта LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory - Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) объявили об опытном подтверждении существования гравитационных волн - первой прямой фиксации этого излучения... /№ 18-19(2016)
Прозрачная перспектива. Аэрогель поможет распознать адроны.
Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН и Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН изготовят блоки аэрогеля для эксперимента CLAS12 Национальной лаборатории Томаса Джефферсона (Thomas Jefferson National Accelerator Facility, США, Вирджиния), сообщает пресс-служба ФАНО. /№ 16(2016)
Вылечит луч. Лазерные технологии меняют медицину.
Доклад директора Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН академика Ивана Щербакова “Лазеры в современной клинической практике” на заседании Президиума РАН приехал послушать даже глава ФАНО Михаил Котюков. /№ 14(2016)

РЕФОРМА РАН


Профсоюз работников Российской академии наук, насчитывающий около 74 тысяч членов, провел свой VI съезд.

Подписано постановление Общего собрания Российской академии наук “О реформе РАН, основных научных результатах года и работе президиума РАН в 2015 году”.

В марте этого года Российская академия наук заявила о создании собственного корпуса экспертов, в который войдут специалисты из выполняющих исследования и разработки организаций разной ведомственной принадлежности. О том, как проходит этот процесс, рассказал главный ученый секретарь Президиума РАН Михаил Пальцев.

Во время “горячей линии” с Владимиром Путиным несколько вопросов ему задали представители научной и образовательной общественности. "Оправдались ли ожидания первых лет реформы? Как вы оцениваете эффективность взаимодействия Федерального агентства научных организаций и Российской академии наук?”...

Процесс реорганизации научных подразделений Академии наук, инициированный ФАНО в рамках реформы РАН, вызывает, мягко говоря, неоднозначную реакцию научного сообщества. С самого начала и по сей день в адрес инициаторов раздается немало критики, в некоторых коллективах порой возникают конфликтные ситуации. Однако процесс идет, появились некоторые его результаты. Как, например, во Владикавказском научном центре РАН.

Конференции


20.05.2016
12-16 сентября состоится первая российская конференция “Физика - наукам о жизни” на базе Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе. Конференция посвящена интердисциплинарным исследованиям на стыке физики, биологии и медицины.

20.05.2016
Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2016 году.

16.05.2016
На IV Международном форуме ведущих вузов, который состоится 2 июня 2016 года в Москве, пройдет презентация пятого ежегодного рейтинга ведущих вузов России.

Текущие конкурсы


20.05.2016
Минобрнауки РФ сообщило о начале конкурсного отбора российских научных организаций и образовательных организаций высшего образования, являющихся участниками ФЦП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы”, с целью предоставления им лицензионного доступа к международному индексу научного цитирования Scopus.

13.05.2016
Институт медико-биологических проблем РАН объявляет о приеме в очную аспирантуру (9 бюджетных мест) по направлениям...

13.05.2016
Новая дополнительная тема конкурса 2016 года проектов ориентированных фундаментальных междисциплинарных исследований.

13.05.2016
Конкурс 2017 года проектов фундаментальных научных исследований, проводимый Российским фондом фундаментальных исследований совместно с организациями - участниками Рамочной программы БРИКС в сфере науки, технологий и инноваций.

13.05.2016
Фонд поддержки образования и науки “Алферовский фонд” объявляет конкурс на соискание золотой медали и премии Алферовского фонда за лучшую исследовательскую работу в области естественных наук для молодых ученых (до 33 лет) за 2016 год в номинации “Фотоника”.

Вакансии


20.05.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

20.05.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научный центр волоконной оптики Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантной должности заведующего лабораторией волоконной оптики.

29.04.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантной должности младшего научного сотрудника Научно-координационного океанологического центра по специальности “Физика атмосферы и гидросферы” - 25.00.29 - 1 ед.






опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  РЕФОРМА РАН