Характеристики событий соударений протонов в открытых данных эксперимента ATLAS
Характеристики событий соударений протонов в открытых данных эксперимента ATLAS
И. О. Волков, И. С. Дьячков, Л. Н. Смирнова, Р. А. Шоркин
В работе представлены распределения параметров событий с рождением W, Z бозонов и пар топ кварков в открытых данных ATLAS. Произведена сравнительная характеристика этих событий при разных параметрах. Проведено сравнение результатов с данными, публикованными коллаборацией ATLAS.
Показать АннотациюСистемы мониторинга триггера B-физики в эксперименте ATLAS Большого адронного коллайдера
Системы мониторинга триггера B-физики в эксперименте ATLAS Большого адронного коллайдера
О. В. Мешков$^{1,2}$
Раздел B-физики в эксперименте ATLAS ставит задачей исследование адронов, в состав которых входят b-кварки, или b-адроны. Для того, чтобы уменьшить поток данных используется триггерная система отбора событий. Триггер B-физики отбирает события с двумя мюонами с противоположными электрическими зарядами и пороговыми значениями поперечных импульсов 4 или 6 ГэВ. Он реализован с помощью программных алгоритмов, включенных в триггер высокого уровня. Для поддержания правильной работы триггера B-физики используется мониторинг. Существует два вида мониторинга триггера B-физики: оффлайн и онлайн мониторинг.
Показать АннотациюТепловая модификация хрящей и мониторинг с помощью спекл-модулированных изображений
Тепловая модификация хрящей и мониторинг с помощью спекл-модулированных изображений
М. Л. Новикова$^{1,2}$, А. В. Южаков$^2$, О. И. Баум$^2$
Неразрушающее лазерное воздействие на ткани сегодня применяется во многих сферах медицины. Создав в хряще лазерно-индуцированное поле температур, можно добиться структурных перестроек, образования пор и даже изменить форму за счет релаксации механических напряжений. В процессе воздействия лазера на хрящ происходит изменение механических и оптических свойств ткани, которые нужно отслеживать, при необходимости корректируя режим облучения. Это удобно сделать при помощи метода спекл-интерферометрии, который заключается в наблюдении за интерференционной картиной, образованной при взаимодействии монохроматического когерентного излучения с биологической тканью. В работе представлены результаты исследования временных и температурных зависимостей функции контраста и кросскорреляции. Эти зависимости могут служить основой для мониторинга лазерного воздействия на ткань в реальном времени.
Показать АннотациюФототермический эффект лазерного нагрева наночастиц в биологических тканях
Фототермический эффект лазерного нагрева наночастиц в биологических тканях
Е. М. Касьяненко$^{1,2}$, А. И. Омельченко$^2$
Существует операция по лазерному изменению формы хрящевой ткани, важным показателем которой является выживаемость клеток после процедуры. Именно поэтому уменьшение длительности и мощности лазерного воздействия остается первостепенной задачей. В настоящее время наночастицы активно применяются в медицине, и одной из возможных ниш их использования является усиление нагрева при лазерном воздействии на биологические ткани. В данной работе исследован фототермический эффект наночастиц оксидных бронз (NaxT iO2, KxMoO3, KxW O3, HxMoO3) при нагреве Er-волоконным лазером с длиной волны 1.56 мкм хрящевой реберной ткани свиньи, в диапазоне температур от -10◦ С до 40◦ C. Сравнение величины фототермического эффекта показало, что наибольший нагрев при воздействии лазерного излучения на хрящевую ткани происходит на образцах, импрегнированных наночастицами KxMoO3. В данной работе подтверждено, что усиление нагрева образцов импрегнированных наночастицами зависит не только от их фотопоглощающей способности, но и от проникающей способности наночастиц в биологическую ткань.
Показать АннотациюСпособ снижения дозовой нагрузки в процессе радиационной стерилизации костных имплантатов
Способ снижения дозовой нагрузки в процессе радиационной стерилизации костных имплантатов
В. В. Розанов$^{1,2}$, А. А. Николаева$^{1,3}$, И. В. Матвейчук$^2$, А. В. Белоусов$^1$, Д. С. Юров$^1$, А. П. Черняев$^1$
Среди всех технологий стерилизации костных имплантатов наиболее широкое применение получил радиационный способ обработки костных фрагментов потоком гамма-квантов или электронов. Определяющим параметром при этом является величина поглощенной дозы. Доза, установленная МАГАТЭ для стерилизации костных имплантатов -25 кГр. Одной из главных проблем является максимально возможное уменьшение дозы с соблюдением условия высокой стерильности имплантатов. Для решения этой проблемы была предложена технология комбинированной стерилизации с использованием радиационной и озоно-воздушной обработки. На первом этапе костные фрагменты обрабатываются озоно-воздушной смесью, что уменьшает радиорезистентность и снижает популяцию микроорганизмов перед последующей радиационной обработкой. Микробиологические исследования подтвердили эффективность разработанного метода.
Показать АннотациюПерспективы использования диффузионных данных магнитно-резонансной томографии в планировании лучевой терапии
Перспективы использования диффузионных данных магнитно-резонансной томографии в планировании лучевой терапии
К. А. Уразова$^{1,3}$, Г. Е. Горлачёв$^2$, А. П. Черняев$^3$, А. В. Голанов$^1$
Одним из важнейших этапов планирования лучевого лечения является визуализация патологического очага и окружающих его здоровых тканей. В случаях, когда критические структуры вплотную прилежат к опухоли, находятся внутри патологического очага полностью или частично (например, аденомы гипофиза, краниофарингиомы, глиомы зрительного нерва) определение контуров критических структур по стандартному набору изображений затруднено. В данном случае для исследования структуры белого вещества головного мозга может быть использована ещё одна модальность магнитно-резонансной томографии (МРТ), называемая диффузионно-взвешенной (ДВТ), которая позволяет получать изображения головного мозга in-vivo, основываясь на информации о диффузии воды. Дополнением к ДВТ является диффузионно-тензорная томография (ДТТ), способная создавать количественные карты микроскопических смещений молекул воды, происходящих в биологических тканях за счёт физической диффузии. Однако на данный момент методика имеет определённые ограничения. Можно выделить три основные проблемы, препятствующие применению ДВТ клиницистами: 1) большое число ложноположительных волокон; 2) невозможность нахождения различия и, как следствие, достоверного отображения пересекающихся, соприкасающихся и сливающихся волокон; 3) отсутствие воспроизводимости результата, зависимость от пользователя; 4) невозможность отображения трактов небольшой длины; 5) неустойчивость алгоритмов при работе с патологиями. Одним из возможных подходов, на который стоит обратить внимание в целях усовершенствования результатов, может стать машинное обучение, заключающееся в использовании полностью свёрточной нейронной сети для изучения карт ориентации волокон. В данной работе проводится литературный обзор основных моделей диффузии, алгоритмов, использующихся для построения проводящих путей головного мозга и программных пакетов, работающих на их основе, для выявления необходимого функционала с целью создания полноценного программного обеспечения, удовлетворяющего потребностям лучевой терапии.
Показать АннотациюИспользование томографии в коническом пучке для верификации стереотаксического пространства при радиохирургии на аппарате Leksell Gamma Knife ICON
Использование томографии в коническом пучке для верификации стереотаксического пространства при радиохирургии на аппарате Leksell Gamma Knife ICON
И. И. Банникова$^1$, А. В. Далечина$^2$, В. В. Костюченко$^2$
Радиохирургия на аппарате Leksell Gamma Knife с применением жестко фиксированных стереотаксических рам является «золотым стандартом» проведения нейрорадиохирургического лечения,что обусловлено высокой точностью облучения и колосальным мировым линическим материалом, накопленным более чем за пятидесятилетнюю историю использования этой установки. На сегодняшний день самая современная модель гамма - ножа Leksell Gamma Knife Icon предоставляет возможность проведения стереотаксического лучевого лечения не только в раме, но и в маске. Контроль за точностью позиционирования осуществляется с помощью конусно-лучевого томографа (англ.Cone Beam Computed Tomography, CBCT), интегрированного с аппаратом. Также конусно-лучевая томография может быть использована для определения стереотаксического пространства вместо стереотаксической рамы. Целью данной работы является анализ литературных данных для исследования возможных причин наблюдаемых расхождений в определении пространств. Выявлено, что возникновение расхождений может быть связано с погрешностями фиксации рамы, погрешностями совмещения КТ и МРТ изображений,искажениями на МРТ, а также артефактами на CBCT изображениях.
Показать АннотациюЧисленное моделирование термонапряжений в твердотельных лазерах с солнечной накачкой
Численное моделирование термонапряжений в твердотельных лазерах с солнечной накачкой
М. Д. Хоменко$^1$, Ш. Д. Пайзиев$^2$, Х. М. Махмудов$^2$
Разработан программный код для численного моделирования тепловых полей и термонапряжений в кристаллах твердотельного лазерного резонатора с солнечной накачкой и с внешним сенсибилизатором для заданного объемного поглощения излучения. Проведена верификация программы на нескольких сетках. Показано, что разработанный солвер может быть использован для расчета термонапряжений в лазерах с солнечной накачкой, а его результаты для тестовых примеров хорошо соответствуют аналитическому решению.
Показать АннотациюАнализ трещиностойкости клеевых соединений с использованием метода конечных элементов и модели когезионной зоны
Анализ трещиностойкости клеевых соединений с использованием метода конечных элементов и модели когезионной зоны
А. А. Устинов, П. Г. Бабаевский, Н. А. Козлов, Н. Н. Салиенко
Методика когезионных зон позволяет оценивать устойчивость материала, как к началу роста существующей трещины, так и к возникновению и развитию дефектов в местах концентрации напряжений. Возможность достоверно определять параметры разрушения клеевых соединений (КС) и предсказывать поведение элементов конструкций с их использованием при нагружении является актуальной задачей для авиастроения. Предложено использовать в конечно-элементной 3D модели расслоения по моде I образца КС в виде двухконсольной балки длину когезионной зоны (lcz), рассчитанную по экспериментально определенным параметрам - локальной межслоевой когезионной прочности материала (σIС) и интенсивности высвобождения упругой энергии (GIC). Рассчитанная длина когезионной зоны применена в модели для расчёта минимального числа конечных элементов при оптимальном их размере, что обеспечивает более высокую точность вычислений основных параметров трещиностойкости образцов КС при минимизации объема вычислений. В качестве объектов исследования использовали КС листов алюминиевого сплава Д-16, склеиваемые дисперсно-наполненными клеями промышленных марок ЭПК-1, ВК-9, и К-300-61, которые широко применяются в качестве конструкционных клеев в производстве аэрокосмических конструкций. В результате проведенных исследований определены основные параметры трещиностойкости и выбрана оптимальная длина конечного когезионного элемента, и полученная модель точно описывает процесс роста трещины. Полученные результаты хорошо коррелируют с результатами экспериментов.
Показать АннотациюМетодика ускоренной оценки температурно-временных и деформационно-силовых параметров термостимулируемого эффекта памяти формы в полимерных композитах методом динамического механического анализа
Методика ускоренной оценки температурно-временных и деформационно-силовых параметров термостимулируемого эффекта памяти формы в полимерных композитах методом динамического механического анализа
А. А. Слюсарев, П. Г. Бабаевский, Г. М. Резниченко, И. Г. Агапов
Термостимулируемый эффект памяти формы (ТС ЭПФ) в полимерных композиционных материалах (ПКМ) и (сетчатых) полимерных матрицах заключается в способности этих материалов при нагревании до определенной температуры, так называемой температуры конверсии (Тк), легко изменять форму при приложении внешней силы, самопроизвольно ее восстанавливать в отсутствие сдерживающей силы и фиксировать измененную и восстановленную форму при охлаждении. Основными факторами, определяющими ЭПФ в ПКМ являются: • большая величина и обратимость высокоэластических деформаций матрицы при Тк> Тс= Твэ; • упругие деформации армирующей компоненты (ткань, лента); • замораживание высокоэластической деформации при Т<<Тс. Разработана методика ускоренной оценки температурно-временных и деформационно-силовых параметров ТС ЭПФ с помощью динамического механического анализатора (ДМА). Методика апробирована на углепластиках с различным типом матрицы (ЭНФБ и ЭД-20) и ткани в качестве армирующего. В методике ускоренной оценки деформационно-силовых параметров ТС ЭПФ в ПКМ на стадиях изменения, восстановления и фиксирования их формы используются слишком малые размеры образцов. Поэтому получаемые результаты могут быть использованы только при ускоренном выборе составов материалов и сравнительной оценке условий и эффективности проявления ТС ЭПФ в них.
Показать Аннотацию