Русский English

Боровкова Л.В., Ионова Е.В., Першин Д.В., Игнатьев А.А.

Инфракрасная спектрометрия в ранней дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных заболеваний шейки матки

Нижегородская государственная медицинская академия

Рак шейки матки - одно из наиболее распространенных злокачественных заболеваний среди женщин. В структуре злокачественных опухолей репродуктивной системы рак шейки матки занимает третье место, что составляет 16%. Следует отметить, что до 1992 г. заболеваемость раком шейки матки снижалась, однако в последние годы наблюдается тенденция к возрастанию этой патологии [1, 8, 9]. Развитие опухоли происходит постепенно, в течение нескольких лет, поэтому реальной профилактикой этого заболевания является своевременное выявление и лечение предраковых заболеваний. Дисплазия и рак in situ шейки матки (carcinoma in situ) (CIS) являются широко изученными предопухолевыми процессами. Условно дисплазия и CIS определены чисто гистологическими терминами [8]. При этом приняты во внимание две главные особенности: клеточная атипия и степень дифференцировки. Термин "дисплазия" был впервые предложен в 1953 г. J. W. Reagan и соавт. Они предложили деление на легкую, умеренную и тяжелую дисплазию и карциному in situ (CIS) [10]. Термин "цервикальная интраэпителиальная неоплазия" (cervical intraepithelial neoplasia — CIN) был введен R. M. Richait [11] для того, чтобы представить цервикальную неоплазию как продолжающийся процесс. Дисплазия и CIS являются частью спектра прогрессирования заболевания до инвазивного рака. CIN I соответствует легкой дисплазии, CIN II - умеренной. Поскольку трудно цитологически и гистологически различить тяжелую дисплазию и CIS, они были объединены в CIN III. Эта терминология принята Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) [4,14,15].

В Российской Федерации в последние годы заболеваемость рака шейки матки (РШМ) составляет 10,8 на 100000 женского населения, а летальность – 5 на 100000 женщин. С 1993 по 2007 г., во многих странах мира сложилась неблагоприятная тенденция, связанная с ростом заболеваемости раком шейки матки среди молодых женщин до 29 лет. За указанный период в России прирост показателей заболеваемости раком шейки матки у молодых женщин составил 150%, возрастание данной патологии в возрастной группе до 29 лет на 2,1% в год, а в возрасте 30-40 лет на 0,9% [4, 15, 16]. Данный контингент представляет самую трудоспособную и репродуктивно активную часть населения, что имеет большое социальное значение. Учитывая сомнительный прогноз и сложное комбинированное лечение инвазивного рака, основное внимание уделяется ранней диагностике начальных проявлений рака.

В настоящее время для диагностики патологии шейки матки используются сухая цитология (чувствительность 66%-83%, специфичность - 60-85%), жидкостная цитология (чувствительность 71-95%, специфичность 58-76%), расширенная кольпоскопия (чувствительность 70-80%, специфичность 60-70%). Несмотря на их высокую информационную значимость, частота раннего выявления рака не увеличивается, поэтому необходим поиск новых скрининговых методов, отличающихся простотой применения, высокой чувствительностью и специфичностью [2, 12, 13, 17]. Наиболее новым методом диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований женских половых органов является инфракрасная спектрометрия (далее ИК-спектрометрия) сыворотки крови.

Целью проводимой работы является изучение возможности метода инфракрасной спектрометрии в ранней диагностике доброкачественных и злокачественных заболеваний шейки матки.

Задачами исследования является:

- определить уровень характерных комплексов пиков полос поглощения образца сыворотки крови инфракрасной спектрометрии для доброкачественных и злокачественных заболеваний шейки матки;

- сравнить специфичность и чувствительность инфракрасной спектрометрии, сухой цитологии, жидкостной цитологии и расширенной кольпоскопии для дифференциальной диагностики патологии шейки матки;

- выявить наиболее информативный скрининговый метод для диагностики патологии шейки матки.

Инфракрасная спектрометрия - метод спектрального анализа сыворотки крови, который основан на выявлении пиков полос поглощения в сыворотке крови высоко специфичных для определенных видов патологии.

Сыворотка крови, несмотря на то, что является очень сложной по своему составу, подчинена единым физико-химическим принципам биожидкостей [15]. При дегидратации молекулы и молекулярные комплексы претерпевают пространственные перемещения и локализуются в строго определенном месте в форме фиксированной волны. При этом каждая волна соответствует градиенту концентрации определенной группы ассоциированных молекул, близких по своей физико-химической структуре. В сыворотке крови подавляющее большинство молекул находится в виде надмолекулярных комплексов. Организационная аутоволновая структура дегидрированной сыворотки отражает спектр этих комплексов. Фазовый переход биологической жидкости из неупорядоченного жидкого состояния в твердое путем высушивания организует определенный статистический порядок, который становится наблюдаемым даже на макроскопическом уровне [15]. Волновые ритмы различного характера и качества являются одной из форм самоорганизации живой материи и ее взаимосвязи как с внутренней, так и с внешней средой [3,15,16]. В организме человека постоянно или временно действуют множество волновых ауторитмов, различных по своему характеру, интенсивности и длине волны [11,16]. Метаболические и волновые процессы в организме тесно связаны между собой, взаимозависимы и взаимоопределяют характер друг друга [6]. Таким образом, высушенная сыворотка крови представляет собой комплекс стабилизированной и структуированной информации о функциональных процессах, протекающих в организме. В ходе спектрометрии в области 400–7800 см-1 определяют пики полос поглощения с максимумами 1320, 1308, 1271, 1241, 1200, 1177, 1169, 1158, 1136, 1117, 1100, 1080, 1035, 982, 973, 943, 935, 891, после чего определяют наличие характерных комплексов пиков полос поглощения образца сыворотки крови. Эти частоты и составляют инфракрасный спектр. Инфракрасный свет имеет тот же частотный диапазон, что и колебательно-вращательный спектр молекул. Поэтому, при попадании инфракрасного излучения на молекулу, она поглощает излучение соответствующей частоты этого света, которое совпадает с частотами собственных гармонических колебаний молекулы. После поглощения этого света молекулярные осцилляторы будут продолжать колебаться на тех же частотах, но амплитуда их колебаний увеличится. Оставшийся свет, который не поглотится ни одним из осцилляторов молекулы, проходит через образец на детектор. Компьютер анализирует прошедший свет и определяет, какие частоты поглощены [5-7].

Существуют табличные спектральные данные для тысяч органических веществ, которые могут быть использованы как эталоны для идентификации нужных соединений в любых массах веществ, например, в крови. В процессе исследований был создан банк фоновых значений колебательного спектра при различных патологических состояниях. Любые отличия от фона в каждом случае здоровья или патологии легко фиксируются и количественно характеризуются. В результате суммарное математическое выражение инфракрасного спектра крови пациента превращается в одну точку в 2, 3 или n-мерном пространстве. При попадании этой точки в графически выраженную группу здоровья и регистрации ее в виде многогранника (разработки выполнены с помощью компьютерной программы DS924), делается вывод о том, что болезнь отсутствует. При вхождении показателя пациента в плоский или пространственный «образ болезни» делается вывод о патологическом состоянии и степени его тяжести [3,5,7].

Ранее было показано, что диагностические показатели инфракрасной спектрометрии различных патологий (опухоли яичников, матки, гиперпластических процессах эндометрия, рак эндометрия, рак яичников) колеблются в следующих пределах: диагностическая точность 86-93%, чувствительность 81-93%, специфичность 95-100%. Метод позволяет выявить заболевания практически в любой, в том числе и самой ранней стадии развития, когда патологические изменения еще не улавливаются большинством методов инструментальной диагностики. Спектральный анализ сыворотки крови может использоваться не только в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных новообразований женских половых органов, но и наблюдать динамику развития и процесс выздоровления. При неоднократном заборе крови могут быть построены графики, иллюстрирующие те или иные изменения в организме [3,5]. Данный метод исследования отличается простотой выполнения. Утром (строго натощак) забирают кровь из вены (8 мл) и подвергают центрифугированию. После высушивания полученных образцов сыворотки крови выполняют спектрометрию на инфракрасном Фурье-спектрометре (ФМС1201, Россия). Инфракрасные спектры подвергают математическому анализу по авторским алгоритмам.

Нами было проведено исследование образцов 45 больных с патологией шейки матки (эктропион-5, эктопия-5, рубцовая деформация шейки матки-5, эндометриоз шейки матки-5, полип цервикального канала-5, cin I-5, cin II-5, cin III-5, cancer in situ-5) методом инфракрасной спектрометрии. Всем пациенткам диагноз был верифицирован морфологически. В ходе исследования были установлены пики полос поглощения при доброкачественных заболеваниях шейки матки (эктропион, рубцовая деформация шейки матки, эндометриоз шейки матки, полип цервикального канала) –1320, 1241, 1200, 1169, 1117, 973, 943, 935 см-1. Так же нами были впервые установлены пики полос поглощения при злокачественных заболеваниях шейки матки (cin III, cancer in situ). – 1200, 1169, 1117, 1035, 982, 891 см-1. Впервые установлены достоверные различия в комплексах пиков полос поглощения образца сыворотки крови при доброкачественных и злокачественных заболеваниях. Так же было показано, что комплексы пики полос поглощения при cin I, cin II по инфракрасной спектрометрии относятся к доброкачественным заболеваниям шейки матки 1320, 1241, 1200, 1169, 1117, 973, 943, 935 см-1.

Полученные результаты показали, что инфракрасная спектрометрия относится к раннему скрининговому методу дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных заболеваний шейки матки. Чувствительность (81-93%) и специфичность (95-100%) инфракрасной спектрометрии при доброкачественных и злокачественных заболеваниях шейки матки выше по сравнению с другими методами диагностики. Являясь мало инвазивным методом, инфракрасная спектрометрия показала высокую специфичность и чувствительность по сравнению со стандартными методами исследования и должно найти широкое применение в повседневной практике врача акушера-гинеколога.


Список использованных источников:

1. Давыдова М.И., Аксель Е.М. Злокачественные новообразования в России и странах СНГ. - М., 2003.

2. Козаченко В.П. Рак шейки матки// Современная онкология. 2001. — Т.2.,2. с.2-4.

3. Медицинская лабораторная диагностика (программы и алгоритмы)// Под ред. А.И. Карпищенко. – СПб.: Интермедика, 2001. - 544 с.

4. Новик В.И. Эпидемиология рака шейки матки, факторы риска, скрининг// Практическая онкология, Т3, №3, 2000, с.12-23.

5. Патент РФ «Способ дифференциальной диагностики злокачественных новообразований и соматических незлокачественных заболеваний». № 2232391 от 10.07.2004.

6. Панченков А.Н. Энтропия. - Н. Новгород: Интелсервис, 1999. 592 с.

7. Панченков А.Н. Энтропия-2. - Н. Новгород: Интелсервис, 2002. 713 с.

8. Подистов Ю.И., Лактионов К.П., Петровичев H.H., Брюзгин В.В. Эпителиальные дисплазии шейки матки (диагностика и лечение). Руководство для врачей. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. 136 с.

9. Ременник Л.В., Новикова Е.Г., Мокина В.Д. и др. Злокачественныеновообразования женских половых органов в России// Росс. онкол. журн. 1997. - № 6. - с.4-8.

10. Русакевич П.С. Фоновые и предраковые заболевания шейки матки. - Минск: Вышейшая школа, 1998. 367 с.

11. Русакевич П.С., Литвинова Т.М. Заболевания шейки матки у беременных. Диагностика, лечение, мониторинг, профилактика. - М.:МИА, 2006. - 143с.

12. Сидорова И.С., Леваков С.А. Фоновые и предраковые процессы шейки матки. - М.: Медицинское информационное агентство, 2006.

13. Энциклопедия клинических лабораторных тестов/ Под ред. Н.Тица. - М.: Лабинформ, 1997, 960 с.

14. Черенков В.Г. Клиническая онкология: Руководство для студентов и врачей. - М.: ВУНМЦ МЗ РФ, 1999. 384 с.

15. Шатохина С.Н., Шабалин В.Н. Диагностическое значение профильной дегидратации сыворотки крови: структурная форма информации// Лаборатория. – 1999. - № 4.

16. Новик В.И., Урманчеева А.Ф., Сафронникова Н.Р., Мерабишвили В.М., Сельков С.А., Кутушева Г.Ф., Воронцова А.Э. Эпидемиология и диагностика рака шейки матки // Журнал акушерства и женских болезней. 2001.-№1.-С.80-86.

17. Balas C. A Novel Optical Imaging Method for the Early Detection, Quantitative Grading, and Mapping of Cancerous and Precancerous Lesions of Cervix// IEEE Transactions on biomedical Engineering. 2001. - V. 48, N. l.-P. 96-104.

18. Burghardt E., Pickel H., Girardi F., Colposcopy, Cervical Pathology: Textbook and Atlas. - Stuttgart; New York, 1998.


06.05.2013 19:02:00