Новости № 34-35(2016)

Официально


Определены финалисты архитектурного конкурса на концепцию восстановления здания ИНИОН РАН.

Об итогах сдачи Единого государственного экзамена и приемной кампании доложил на совещании с членами Правительства РФ министр образования и науки Дмитрий Ливанов (встреча прошла до смены главы ведомства).

Программа “Развитие интегрированной системы обеспечения высококвалифицированными кадрами организаций оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации” (“Новые кадры для ОПК”) продлена до 2020 года.




Регионы


Ульяновский государственный технический университет договорился о сотрудничестве с Юго-Западным научно-техническим университетом города Мяньян (провинция Сычуань, КНР).

Фонд “Сколково” и Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” запустили конкурс проектов по информационной безопасности Skolkovo Cybersecurity Challenge.

Северный (Арктический) федеральный университет заключил соглашение о сотрудничестве с ассоциацией “Совет муниципальных образований Архангельской области”.

СНГ


Интердайджест


26.08.2016
Поиски объяснения асимметрии материи во Вселенной - преобладания в ней вещества над антивеществом - дали первые результаты. С подробностями - Пресс-релиз ИЯИ РАН.

26.08.2016
Никаких признаков стерильных нейтрино не обнаружено в результате поисков этих гипотетических частиц антарктической подледной обсерваторией. Об этом сообщает Tech Times.

26.08.2016
Генетикам удалось установить время возникновения иноходи, изучив древнюю лошадиную ДНК. Подробности - в New York Times.

Веб



На харбинском и владивостокском рынках появился в продаже американский сахар. По внешнему виду сахар хорошей очистки и каждый кусок имеет форму правильного куба, по внутренним же качествам уступает русскому рафинаду, так как более слабого строения и напоминает прессованный сахар-песок.



















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

Упорядоченные гены. Открытие биологов прирастает перспективными приложениями.
Почти два года назад группа российских биологов под руководством члена-корреспондента РАН Сергея Разина, заведующего лабораторией Института биологии гена РАН, сделала открытие, объяснив, каким образом очень длинная молекула ДНК оказывается упакованной в клеточном ядре. /№ 34-35(2016)
Точка отсчета. Биотехнологический кластер начинается с инжинирингового центра.
В Алтайском государственном университете прошла конференция “Алтайбиотех - инновации для агросектора”, в работе которой приняли участие представители федеральных министерств и ведомств, ученые, руководители и специалисты инновационных сельскохозяйственных предприятий Алтайского края. /№ 29(2016)
Проницательные волны. О незыблемости сооружений позаботится сейсморазведка.
Используя возможности новейшего оборудования, научный сотрудник лаборатории динамических проблем сейсмики Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАН Александр СЕРДЮКОВ разрабатывает комплексный метод малоглубинной сейсморазведки по данным преломленных, отраженных и поверхностных волн. /№ 26(2016)


РЕФОРМА РАН


Профсоюз Российской академии наук разместил на своем сайте план проведения кампании за увеличение финансирования науки. Для начала ученые собираются развернуть борьбу против возможного сокращения расходов на исследования в 2016 году и предстоящем трехлетии...

Ведущие российские ученые - академики, члены-корреспонденты и профессора РАН - выступили с открытым письмом Президенту РФ Владимиру Путину, в котором подвергли жесткой критике результаты научной реформы.

На заседании Бюро Научно-координационного совета при ФАНО в очередной раз решалась судьба Якутского научного центра Сибирского отделения РАН.

Завершился прием заявок на получение статуса эксперта Российской академии наук. Удалось ли РАН сформировать корпус специалистов, способных оценить результаты исследований во всех областях науки и перспективы предлагаемых к реализации государственных проектов?

Традиционная двадцать первая по счету Поволжская ассамблея Профсоюза работников РАН в этом году проходила в Переславле-Залесском на базе Института программных систем (ИПС) им. А.К.Айламазяна РАН.

Конференции


26.08.2016
Первый Российский кристаллографический конгресс "От конвергенции наук к природоподобным технологиям", 21-26 ноября 2016 г., Москва, ВДНХ.

26.08.2016
Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2016 году.

18.08.2016
С 20 по 23 сентября 2016 года в Казани, на базе Казанского (Приволжского) федерального университета, состоится крупное общественное мероприятие федерального значения в сфере науки – II Международная научная конференция «Наука будущего»...

Текущие конкурсы


26.08.2016
Об изменении по конкурсу 2017 года проектов фундаментальных научных исследований, проводимомому совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Национальным научным фондом Ирана.

26.08.2016
Конкурс 2017 года проектов организации на территории России российско-британских семинаров молодых ученых, проводимый совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Лондонским Королевским Обществом.

12.08.2016
Премия Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых является высшим признанием заслуг молодых ученых и специалистов перед обществом и государством. Премия Президента Российской Федерации присуждается гражданам Российской Федерации...

12.08.2016
О проведении конкурсного отбора научных проектов, выполняемых научными коллективами исследовательских центров и (или) научных лабораторий образовательных организаций высшего образования, подведомственных Министерству образования и науки Российской Федерации.

12.08.2016
Конкурс 2017 года проектов ориентированных фундаментальных научных исследований по актуальным междисциплинарным темам.

Вакансии


12.08.2016
Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН объявляет конкурс на замещение следующих вакантных должностей...

29.07.2016
Образовательное частное учреждение высшего образования “Академия МНЭПУ” объявляет о проведении выборов на замещение вакантных должностей...

15.07.2016
Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...





опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




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