New approaches in the tomographic visualization of joints using X-ray contrast nanoparticles and laser radiation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

New approaches in X-ray visualization of joints using various radiation sources are considered. Investigations of the structure of joint cartilage tissue and model objects structurally and functionally similar to cartilage tissue were conducted using X-ray radiation from a laboratory microtomograph and synchrotron radiation. Images of the internal structure of model objects and cartilage tissue impregnated with X-ray contrast agent were obtained using projection radiography and microtomography methods. Colloidal solutions of biocompatible nanoparticles of titanium and molybdenum oxides were used as contrasting agents. The nanoparticle concentration distribution through tissue depth was measured by image processing.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. I. Omelchenko

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: sig74@mail.ru
Russian Federation, Moscow

I. G. Dyachkova

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: sig74@mail.ru
Russian Federation, Moscow

D. A. Zolotov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: sig74@mail.ru
Russian Federation, Moscow

A. A. Kaloyan

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: sig74@mail.ru
Russian Federation, Moscow

V. O. Shepeleva

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: sig74@mail.ru
Russian Federation, Moscow

K. M. Podurets

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: sig74@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Wolf A.D., Pfleger B. // Bulletin of the World Health Organization. 2003. V. 81. P. 646. https://iris.who.int/handle/10665/269026
  2. Омельченко А.И. // Вестник Югорского гос. ун-та. 2011. Т. 21. C. 40.
  3. Omel’chenko A.I. // Vestn. Yu. Univ. 2011. V. 21. P. 40.
  4. Гуляев П.Ю., Котванова М.К., Павлова С.С. и др. // Российские нанотехнологии. 2012. Т. 7. С. 62.
  5. Гуляев П.Ю., Котванова М.К., Омельченко А.И. // Физ. и хим. обр. материалов. 2018. Т. 7. С. 74.
  6. Омельченко А.И., Котванова М.К., Гуляев П.Ю. Тез. докл. Совещ. пользователей КЦСНИ. М.: НИЦ “Курчатовский институт”, 20–23 ноября 2017. С. 88.
  7. Kottler C., Pfeiffer F., Bunk O. et al. // Phys. Status Solidi A. 2007. V. 204. P. 2728.
  8. Бузмаков А.В., Асадчиков В.Е., Золотов Д.А. и др. // Кристаллография. 2018. Т. 63. C. 1007. https://doi.org/10.1134/S0023476118060073

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The scheme of the experiment on radiography of biological samples on a beam of SI. The callouts indicate the distances from the SI source to the installation site

Download (171KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Diagram of an X–ray microtomograph: 1 – X–ray source (X–ray tube), 2 – monochromator unit, 3 – vacuum path (collimator), 4 - vacuum pump, 5 - sample under study and positioning system, 6 - X-ray detector XIMEA xiRAY11, 7 – local radiation protection zone

Download (111KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. X-ray images of model samples (a, b) and cartilage tissue (c) obtained using SI at photon energy E = 25 keV (arrows indicate particle agglomerates)

Download (810KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Distribution of radiopaque nanoparticles Na0.2TiO2 by cartilage depth

Download (44KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Results of three–dimensional reconstruction of a sample of articular cartilage isolated from the epiphysis of the tibia of a cow with Na0.2TiO2 nanoparticles: a - the entire sample, b – areas for an enlarged image are highlighted, c, d – tomography of the lower and upper fragments highlighted in Fig. b, respectively, e, f – after the segmentation procedure the entire volume and surface layer, g – lateral tomographic projection (visualization of the applied layer)

Download (695KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. View of the cartilaginous plate on the joint bone (sagittal incision)

Download (119KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».