способ диагностики реакции опухоли при лечении онкологических больных

Формула изобретения

Способ диагностики реакции опухоли при лечении онкологических больных, включающий воздействие на клетки низкоинтенсивным источником излучения, определение величины фракции роста, отличающийся тем, что воздействие низкоинтенсивным источником излучения с длиной волны 0,3 - 10,6 мкм и средней мощностью 2 мВт - 10 Вт осуществляют до начала, во время и после лечения в интактной области и опухоли, а по отношению величины фракции роста опухоли к фракции роста в интактной области во времени и скорости изменения фракции роста в опухоли определяют реакцию опухоли на лечение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике воздействия лекарственной терапии или ионизирующего излучения при лечении онкологических больных.

Известен способ спектроскопической диагностики эффективности лечения заболеваний желудка на основе флюоресценции эндогенных порфиринов, индуцированной лазером (ж-д "Хирургия", N 5, 1995, с. 35 - 37).

Недостатком известного способ является то, что определяемые коэффициенты флюоресценции и контрастности не позволяют судить с достаточной точностью о степени воздействия лечения на пролиферацию клеток.

Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики реакции опухоли при лечении онкологических больных, включающий воздействие на клетки низкоинтенсивным источником излучения, определение величины фракции роста (А. Н. Деденков и др. Прогнозирование реакции опухолей на лучевую и лекарственную терапию. М.: Медицина, 1987, с. 26). Для изучения воздействия курса лечения приготавливают суспензию клеток, которую выдерживают при определенных условиях и под давлением пропускают через капилляр, воздействуя низкоинтенсивным лазерным излучением, сигнал от каждой клетки фиксируют и определяют величину фракции роста.

Недостатком данного способа является сложность приготовления суспензии одиночных клеток, недостаточная точность метода из-за гетерогенности популяции опухолевых клеток, а также его длительность.

Задача, поставленная авторами, устранить указанные недостатки за счет использования неинвазивного способа.

Поставленная задача решается следующим образом. В способе диагностики реакции опухоли при лечении онкологических больных, включающем воздействие на клетки низкоинтенсивным источником излучения, определение величины фракции роста, предложено воздействие низкоинтенсивным источником излучения с длиной волны 0,3 - 10,6 мкм и средней мощностью 2 мВт - 10 Вт осуществлять до начала, во время и после лечения в интактной области и опухоли, и по отношению величины фракции роста в опухоли к интактной области во времени и скорости изменения величины фракции роста в опухоли реакцию опухоли на лечение.

То что все измерения проводятся неинвазивно, позволяет ускорить получение результата и откорректировать индивидуальную чувствительность патологического очаг к предлагаемому лечению.

Способ осуществляется следующим образом.

До начала курса лечения определенного врачом, с диагностической целью осуществляют воздействие низкоинтенсивным источником излучения на интактную область и опухоль с длиной волны 0,3 - 10,6 мкм и средней мощностью 2 мВт - 10 Вт, результат регистрируют на экране компьютера в виде спектрального изображения. Аналогичным образом производят воздействие и замеры во время всего курса и после лечения. Каждый раз определяют отношение амплитуды сигнала, полученного от опухоли, к амплитуде от интактной области. Амплитудное значение сигнала регистрируемое спектроанализатором пропорционально количеству возбужденных клеток в диагносцируемом объекте биологической ткани, а так как облучаемый участок ткани все время один и тот же, то отношение амплитуды сигнала, полученного от опухоли, к амплитуде от интактной области есть относительная величина фракции роста ФР_отн конкретного пациента, т.е.

,

где

I_о, I_и - амплитуда максимального отклика соответственно опухоли и интактной области на источник лазерного излучения на одной длине волны, эти показатели являются эквивалентными значениям фракции роста соответственно в опухоли и в интактной области.

Для более точной характеристики этого показателя требуется большее количество измерений в интактной области и с поверхности опухоли. Целесообразно площадь опухоли разделить на несколько частей и последовательно снимать спектральные характеристики в каждой из них.

По полученным данным определяют скорость изменения величины фракции роста в опухоли V_о и интактной ткани V_и следующим образом:

,

где

L_о, L_и - величина спектрального интервала от первого значения до амплитудного значения нелинейного отклика соответственно в опухоли и интактной ткани;

n - порядковый номер измерения;

k - порядковый номер предыдущего измерения, с которым ведется сравнение (k=1...n-1);

T - промежуток времени между измерениями n и k.

Следует отметить, что исходная величина фракции роста и ее изменение в ходе лечения - наиболее надежные показатели прогноза степени резорбции опухоли в процессе лечения.

V_и и V_о должны быть равны 0, ФР_отн должна быть равна единице при отсутствии патологического процесса. Таким образом, если ФР_отн больше 1, а V_о остается равной 0, то проводится лечение неэффективно. В случае когда ФР_отн больше 1, а V_о больше 0, можно говорить о продолжающемся росте опухоли. При ФР_отн больше 1, а V_о меньше 0, опухоль подвергается регрессии. Чем быстрее показатель ФР_отн стремится к 1 и чем V_о меньше 0-го показателя; тем степень регрессии опухоли быстрее и тем эффективнее проводимое лечение.

Пример 1.

Больная С., 68 лет (ист. болез. N 1273, 1996 г.), поступила в клинику с диагнозом безалиома кожи лба III ст. размером 5,5-3,5-2,5 см. Был проведен курс дистанционной гамма-терапии с двух тангенциальных противолежащих полей 45 см, при расстоянии источник - поверхность - 75 см, при разовых очаговых дозах по 4 Гр в первые трое суток лечения до суммарной очаговой дозы 12 Гр, а затем при разовой очаговой дозе 1 Гр дважды в сутки с интервалом между сеансами 4 - 6 ч. до общей суммарной очаговой дозы 30 Гр в режиме облучения 5 раз в неделю.

До начала лечения с диагностической целью пациентке методом лазерной спектральной фотометрии при длине волны 0,63 мкм и средней мощности 5 мВт производили измерение амплитуды показателей максимального отклика в опухоли и интактной области. Аналогичным образом эти показатели регистрировали до начала каждого сеанса воздействия источником ионизирующего излучения и по окончании курса лечения. В результате исследования получены данные, что некоторые показатели не претерпевали изменений: I_и=0,25, L_и=47, V_и=0. Скорость V_о определялась по данным предыдущего и последующего измерения. Полученные данные приведены в табл. 1:

Показания в графе 1 сняты до начала лечения, в графах 2-13 - во время лечения, в графе 14 - после лечения.

Из представленных в табл. результатов видно, что в процессе лечения происходит уменьшение величины фракции роста опухоли и отношение фракции роста в опухоли к фракции в интактной области, а также отмечено уменьшение показателя скорости изменения величины фракции роста.

В результате лечения была отмечена регрессия опухоли до 30% от исходных размеров. Пациентку в удовлетворительном состоянии выписали на 2-недельный плановый перерыв для реализации лечебного эффекта. При этом опухоль сократилась до размера 2,51,50,5 см. Затем на втором этапе сочетанно-лучевого лечения расщепленным курсом был назначен и проведен курс короткодистанционной рентгенотерапии на аппарате РТА при физико-технических условиях: расстояние источник-поверхность - 10 см, слой половинного ослабления 1,21 мм Al при разовой экспозиционной дозе 325 P до суммарной экспозиционной дозы 5200 P, в режиме облучения 5 раз в неделю.

Продолжительность курса лечения составила 16 дней. Диагностические измерения производились аналогично описанным выше. Ряд показателей не претерпевали изменений во время исследования: I_и=0,25, L_и=47, V_и=0.

В графе 1 - показатели, снятые до начала лечения после 2-недельного перерыва; в графах 2-17 - данные, полученные в процессе лечения; в графе 18 - после окончания лечения; в графе 19 - данные, полученные во время контрольного осмотр через 6 недель после окончания полного курса лечения.

Полученные данные представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 после 2-недельного перерыва отмечено увеличение показателя ФР_отн и положительное V_о при сравнении итоговых показателей после первого этапа лечения (табл. 1) с показателями до начала лечения на втором этапе (табл. 2), что позволяет говорить о продолженном росте опухоли, как результате восстановления сублетальных и потенциально летальных повреждений опухолевых клеток, появления клонов репопуляции клеток и перераспределения клеток по фазам клеточного цикла после прекращения воздействия на опухоль источником ионизирующего излучения. Анализ результатов измерений со 2 по 10 табл. 2, где отмечены ФР_отн больше 1, а V_о меньше 0, позволяет судить о том, что опухоль подвергается значительной и постоянной регрессии, а значит и о том, что метод лечения избран правильно. Далее, по результатам измерений с 12 по 19: ФР_отн=1, V_о=V_и=0 - можно судить о полной регрессии опухоли.

Через 6 недель на контрольном осмотре была отмечена полная регрессия опухоли, произведенные измерения показали, что величина фракции роста в области, где была опухоль и в интактной области равны, что подтвердило эффективность выбранного лечения.

Пример 2.

Больной К. 59 лет (ист. болезни N 12043, 1996 г.), поступил в клинику с диагнозом рак слизистой щеки III ст. T₃N_оM_о. Был назначен курс химиколучевого лечения, аналогичный описанному в примере 3. До начала, во время и после лечения методом лазерной спектрофотометрии при длине волны 0,63 мкм и средней мощности 10 мВт производили измерения амплитудных показателей максимального отклика в опухоли и интактной области на воздействие и регистрировали показатели. В результате исследования было отмечено незначительное снижение ФР_отн в процессе и после лечения по сравнению с показателями до начала лечения, при V_о практически всегда равной 0. Это клинически проявлялось в отсутствии регрессии опухоли. Лечение было признано неэффективным, больной был направлен на операцию.

Пример 3.

Больной С. , 42 года (ист. болез. N 971, 1996 г.) поступил в клинику с диагнозом рак дна полости рта II ст. T₂N_оM_о. Был назначен курс химиколучевой терапии, включающий в себя проведение монохимиотерапии 5-фторурацилом из расчета 320-350 мг/м² в сутки, что составило 5 внутривенных капельных вливаний по 750 мг в сутки с интервалом в 24 ч., до суммарной дозы 3,5 г, затем был перерыв гамма-терапия по 3-польной методике: прямого переднего поля 65 см и двух боковых полей под углом 120^o каждое, слева и справа, размером 8х7 см при разовой очаговой дозе 1,8 Гр дважды в сутки с интервалом между сеансами 4 - 6 ч. до суммарной очаговой дозы 10,8 Гр. Затем при разовой очаговой дозе 1,2 Гр дважды в сутки с интервалом между сеансами 4 - 6 ч. до суммарной очаговой дозы 34,8 Гр в режиме облучения 5 раз в неделю, при расстоянии источник - поверхность 75 см. Аналогично описанным в примере 1 до начала курса лечения, во время и после при длине волны 0,89 мкм, импульсной 4 Вт, длительности импульса 70 нс, частотой повторения 1500 кГц, методом спектрофотометрии проводились измерения амплитудных показателей опухоли и интактной области.

В результате исследования получены данные, что некоторые показатели не изменялись в процессе лечения: I_и=0,25, L_и=47, V_и=0.

Показания графы 1 сняты до лечения, в графах 2 - 6 - диагностика лечения производилась одновременно с введением 5-фторурацила, в графах 7, 8 - измерения проведенные во время двухнедельного перерыва в лечении, в графах 9 - 21 - измерения осуществленные во время проведения дистанционной гамма-терапии, в графах 22 - после окончания курса лечения.

Полученные данные приведены в табл. 3:

Таким образом, как видно из табл. 3, при сравнении граф 3 и 2 наблюдались: резкое уменьшение ФР_о ставшей ниже показателя ФР_и, снижение ФР_отн ниже 1 и V_о=-0,016 в процессе введения химиотерапевтического препарата 5-фторурацила в организм больного, что несомненно является показателем временной задержки движения пролиферирующих клеток по фазам клеточного цикла, гибели клеток в чувствительных фазах цикла и временного блока деления клеток. В результате анализа показателей n. 4 - 6 в сравнении с n. 3 отмечено: ФР_о резко увеличилась, ФР_отн выросла до 5,6, V_о стала резко положительной, что говорит о бурном росте опухоли, т.е. нами зарегистрирована репопуляция клеток после снятия блока деления, вызванного 5-фторурацилом в виде ускорения пролиферации после воздействия. При этом отмечено значительное падение количества пролиферирующих клеток в процессе репопуляции под воздействием лучевого лечения, что вытекает из анализа снижения ФР_отн, которая стала заметно уменьшаться во время двухнедельного перерыва в лечении (см. n. 7, 8 табл. 3) и еще более усилилась при проведении лучевой терапии (см. n. 9-21 табл. 3), т.е. ФР_отн стремится к 1, V_о значительно отрицательна, что клинически проявляется значительной регрессией опухоли. Следовательно, данному больному проведен адекватный курс химиолучевого лечения и при этом достигнут достаточно положительный результат в лечении опухоли.

Предлагаемый способ является наиболее надежным при определении курса лечения и степени резорбции опухоли. При этом следует отметить, что исходная величина фракции роста патологического очага, степень и скорость ее изменения в процессе лечения определяют эффективность и позволяют вносить коррективы в проводимое лечение.