О ЖУРНАЛЕ
Научный журнал «Медицинская радиология и радиационная безопасность» (Мedical Radiology and Radiation Safety), ISSN 1024-6177 основан в январе 1956 г. (до 30 декабря 1993 г. выходил под названием «Медицинская радиология», ISSN 0025-8334). В 2018 году журнал получил Online ISSN: 2618-9615 и был зарегистрирован как электронное сетевое издание в Роскомнадзоре 29 марта 2018 года. На его страницах публикуются оригинальные научные статьи по вопросам радиобиологии, радиационной медицины, радиационной безопасности, лучевой терапии, ядерной медицины, а также научные обзоры; в целом журнал имеет более 30 рубрик и представляет интерес для специалистов, работающих в областях медицины¸ радиационной биологии, эпидемиологии, медицинской физики и техники. С 01.07.2008 г. Издатель журнала – ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России. Учредитель с 1956 г. - Министерство здравоохранения РФ, а с 2008 г. по настоящее время – Федеральное медико-биологическое агентство.
Членами редакционной коллегии журнала являются ученые – специалисты, работающие в области радиационной биологии и медицины, радиационной защиты, радиационной эпидемиологии, радиационной онкологии, лучевой диагностики и терапии, ядерной медицины и медицинской физики. В состав редакционной коллегии входят: академики РАН, члены-корреспонденты РАН, доктора медицинских наук, профессора, кандидаты и доктора биологических, физико-математических наук и технических наук. Состав редколлегии постоянно пополняется за счет авторитетных специалистов, работающих в ближнем и дальнем зарубежье.
Периодичность выхода в свет – 6 номеров в год, объемом – 13,5 усл. печатных листов или 88 печатных страниц и тиражом 1000 экземпляров. Журнал имеет идентичную по содержанию полнотекстовую электронную версию, которая одновременно с печатным вариантом и цветными рисунками размещается на сайтах Научной Электронной Библиотеки (НЭБ) и сайте журнала. Распространение по подписке через Агентство «Роспечать» по договору № 7407 от 16 июня 2006 г., через индивидуальных покупателей и коммерческие структуры. Публикация статей бесплатная.
Журнал входит в Перечень ведущих российских рецензируемых научных журналов ВАК, рекомендованных для опубликования результатов диссертационных исследований. С 2008 г. журнал представлен в Интернете и индексируется в базе данных РИНЦ, а также входит в Перечень Russian Science Citation Index (RSCI), размещенной на платформе Web of Science. С 2 февраля 2018 года журнал «Медицинская радиология и радиационная безопасность" индексируется в мультидисциплинарной библиографической и реферативной базе SCOPUS.
Краткие электронные версии статей журнала с 2005 г. находятся в открытом доступе в разделе "Выпуски журнала". С 2011 года в открытом доступе представлены все выпуски журнала целиком, а с 2016 года - полнотекстовые версии научных статей. Полный текст остальных статей любого номера, начиная с 2005 г. могут приобрести подписчики только через НЭБ. Редакция журнала «Медицинская радиология и радиационная безопасность» в соответствии с договором с НЭБ поставляет ей в полном объеме выпускаемую продукцию с 2005 г. по настоящее время.
Основным рабочим языком журнала является русский, дополнительный язык – английский, который используется для написания названий статей, сведений об авторах, аннотаций, ключевых слов, списка литературы.
С 2017 г. журнал «Медицинская радиология и радиационная безопасность» перешел на цифровую идентификацию публикаций, присвоив каждой статье идентификатор цифрового объекта (DOI), что значительно ускорило поиск местонахождения статьи в Интернете. В дальнейшем в планах развития журнала «Медицинская радиология и радиационная безопасность» предполагается его издание в англоязычном варианте. С целью получения информации о публикационной активности журнала в марте 2015 года на сайте журнала был помещен счетчик обращений читателей к материалам, выложенным на сайте с 2005 г. по настоящее время. В течение 2015 – 2016 гг. в среднем было не более 100 – 170 обращений в день. Размещение ряда статей, а также электронных версий профильных монографий и сборников в открытом доступе резко увеличило число обращений на сайт журнала до 500 – 800 в день, а общее число посещений сайта к началу 2019 г. составило 527 тыс.
Двухлетний импакт-фактор РИНЦ, по данным на начало 2019 г., составил 0,447, с учетом цитирования из всех источников – 0,614, а пятилетний импакт-фактор РИНЦ – 0,359.
Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 6
DOI:10.33266/1024-6177-2023-68-6-106-117
Н.В. Денисова1, 2, А.В. Нестерова1, 2, С.М. Минин3, Ж.Ж. Анашбаев3,
С.Э. Красильников3, В.Ю. Усов3
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ КЛИНИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ФАНТОМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПЕРФУЗИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРИ ОФЭКТ/КТ С 99MTC-ГМПАО
1 Национальный исследовательский Новосибирский государственный университет, Новосибирск
2 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
3 НМИЦ им. академика Е.Н. Мешалкина Минздрава России, Новосибирск
Контактное лицо: Наталья Васильевна Денисова, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Резюме
Цель: Разработка программного комплекса «Виртуальное обследование перфузии головного мозга методом ОФЭКТ/КТ с 99mTc-ГМПАО (Теоксимом)» и его практическое применение для изучения условий достижения наилучшего качества изображений при клинических исследованиях пациентов.
Материал и методы: Исследования были выполнены с использованием клинических данных и метода имитационного компьютерного моделирования. Клинические данные однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, совмещённой с рентгеновской компьютерной томографией (ОФЭКТ/КТ) с 99mTc-гексаметилпропиленаминоксимом (99mTc-Теоксимом, пр-ва ООО «ДИАМЕД») пациента с перенесенным ишемическим инсультом коры правой лобной доли были получены на двухдетекторном сканере GE Discovery NM/CT 670 DR (США) с использованием высокоразрешающих низкоэнергетических коллиматоров (LEHR). Измеренные данные были обработаны с помощью специализированного программного обеспечения Q.Brain и Q.Volumetrix MI на рабочей станции Xeleris 4.0 DR (GE Healthcare, США) для получения реконструированных аксиальных томографических срезов. Для проведения имитационного компьютерного моделирования процедуры обследования перфузии ГМ методом ОФЭКТ/КТ разработан программный комплекс, который включает математический фантом Хоффмана с возможностью моделирования клинических случаев гипоперфузии разной локализации и размера («виртуальный пациент»), моделирование сбора «сырых» проекционных данных и программу реконструкции изображений на основе алгоритма OSEM (Ordered Subset Expectation Maximization). Важным преимуществом метода математического моделирования является возможность оценки качества реконструированного изображения с помощью расчета среднеквадратичной погрешности при сравнении с заданным фантомом.
В численных экспериментах исследовалась зависимость погрешности реконструкции от параметров алгоритма OSEM (от количества подгрупп – subsets, и от числа итераций) с целью определения условий достижения наилучшего качества изображений. Был разработан и протестирован статистический критерий останова.
Результаты: Разработан и протестирован программный комплекс, который позволяет исследовать ошибки алгоритма реконструкции, что представляет большую трудность при использовании клинических методов исследования. Предложен критерий останова итераций при применении алгоритма реконструкции OSEM – минимизации функционала отклонения функции хи-квадрат от целевого значения, при этом пикселы детектора с ненулевыми значениями объединены в блоки по схеме 2×2.
Наблюдается достоверная хорошая корреляция между предложенным критерием останова и минимумом среднеквадратичной погрешности реконструкции изображения. Это позволяет вввести этот критерий в клиническую практику применения вычислительных средств реконструкции срезов ОФЭКТ для получения наилучшего изображения.
Результаты имитационного моделирования продемонстрировали возможность сокращения времени накопления «сырых» данных, в течение которого пациент должен оставаться неподвижным, как минимум, в два раза.
Заключение: Развитый в данной работе метод компьютерного имитационного моделирования является практически полезной технологией, которая способствует оптимизации использования ОФЭКТ для достижения наилучших возможных результатов визуализации головного мозга у пациентов.
Ключевые слова: перфузия головного мозга, ОФЭКТ/КТ, компьютерное моделирование, фантом Хоффмана, итерационный алгоритм реконструкции
Для цитирования: Денисова Н.В., Нестерова А.В., Минин С.М., Анашбаев Ж.Ж., Красильников С.Э., Усов В.Ю. Разработка программных средств математического имитационного моделирования на основе клинических данных и фантомных исследований для оценки перфузии головного мозга и повышения качества изображений при ОФЭКТ/КТ с 99mTc-ГМПАО // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 6. С. 106–117. DOI:10.33266/1024-6177-2023-68-6-106-117
Список литературы
1. Juni J.E., Waxman A.D., Devous M.D., Tikofsky R.S., Ichise M., Van Heertum R.L., Carretta R.F., Chen C.C. Society for Nuclear Medicine Procedure Guideline for Brain Perfusion SPECT Using 99mTc Radiopharmaceuticals 3.0 // J. Nucl. Med. Technol. 2009. V.37, No. 3. P. 191-195.
2. Kapucu O.L., Nobili F., Varrone A., Booij J., Vander Borght T., Någren K., Darcourt J., Tatsch K., Van Laere K.J. EANM Procedure Guideline for Brain Perfusion SPECT Using 99mTc-Labelled Radiopharmaceuticals, Version 2 // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2009. V.36, No. 12. P. 2093-2102. doi: 10.1007/s00259-009-1266-y.
3. Abadi E., Segars W.P., Tsui B.M.W., Kinahan P.E., Bottenus N., Frangi A.F., Maidment A., Lo J., Samei E. Virtual Clinical Trials in Medical Imaging: a Review // J. Med. Imaging. (Bellingham). 2020. V.7, No. 4. P. 042805. doi: 10.1117/1.JMI.7.4.042805.
4. Hoffman 3D Brain Phantom Model BR/3D/P, DATA SPECTRUM Corporation, USA.
5. Shepp L.A., Vardi Y. Maximum Likelihood Reconstruction for Emission Tomography // IEEE Trans. Med. Imaging. 1982. V.1, No. 2. P. 113–122. doi: 10.1109/TMI.1982.4307558.
6. Veklerov E., Llacer J. Stopping Rule for the MLE Algorithm Based on Statistical Hypothesis Testing // IEEE Trans. Med. Imaging. 1987. V.6, No. 4. P. 313-319. doi: 10.1109/TMI.1987.4307849.
7. Нестерова А.В., Денисова Н.В. “Подводные камни“ на пути количественной оценки тяжести онкологических поражений в диагностической ядерной медицине // Журнал технической физики. 2022. Т.92, № 7. С. 1018–1021. DOI: 10.21883/JTF.2022.07.52659.331-21.
8. Денисова Н.В., Терехов И.Н. Компьютерное моделирование процедуры ОФЭКТ/КТ в кардиологии // Медицинская физика. 2016. № 3. С. 87-100.
9. Доля О.П., Клепов А.Н., Кураченко Ю.А., Матусевич Е.С. Моделирование методом Монте-Карло функции чувствительности коллиматора гамма-камеры к гамма-излучению остеотропного радиофармпрепарата // Медицинская физика. 2008. № 2. С. 63-75.
10. Костылев В.А., Калашников С.Д., Фишман Л.Я. Эмиссионная гамма-топография. М.: Энергоатомиздат, 1988. 327 С.
11. Костылев В.А. О развитии и внедрении медицинских ядерно-физических технологий в России // Медицинская физика. 2007. № 2. С. 5-17.
12. Наркевич Б.Я., Крылов А.С., Рыжков А.Д., Гелиашвили Т.М. Дозиметрическое сопровождение радионуклидной терапии // Онкологический журнал: лучевая диагностика, лучевая терапия. 2023. Т.6, № 2. С. 66-84. DOI 10.37174/2587-7593-2023-6-2-66-84.
13. Lee W.W., K-SPECT Group. Clinical Applications of Technetium-99m Quantitative Single-Photon Emission Computed Tomography/Computed Tomography. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019;53;3:172-181. doi: 10.1007/s13139-019-00588-9.
14. Képes Z., Mikó M., Kukuts K., Esze R., Barna S., Somodi S., Káplár M., Varga J., Garai I. Imaging with [99mTc]HMPAO - a Novel Perspective: Investigation of [99mTc]HMPAO Leg Muscle Uptake in Metabolic Diseases. Acta Radiol. 2023;64;1:187-194. doi: 10.1177/02841851211063601.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Участие авторов. Денисова Н.В.‒ разработка концепции и планирование научной работы, составление черновика рукописи, окончательное утверждение публикуемой версии рукописи; Нестерова А.В. ‒ математическое моделирование и представление его результатов, участие в написании и редактировании рукописи; Минин С.М. ‒ анализ научной работы, критический пересмотр с внесением ценного интеллектуального содержания; Анашбаев Ж.Ж. ‒ анализ научной работы, критический пересмотр с внесением ценного интеллектуального содержания, участие в написании и редактировании рукописи; Красильников С.Э. ‒ анализ научной работы, критический пересмотр и редакция с внесением ценного интеллектуального содержания; Усов В.Ю. – анализ первичных данных ОФЭКТ и результатов математического моделирования, графическое представление результатов, обсуждение, участие в написании и редактировании рукописи, окончательное утверждение публикуемой версии рукописи.
Поступила: 20.07.2023. Принята к публикации: 27.08.2023.