способ диагностики новообразований цитологическим путем для их классификации по признаку злокачественности у онкологических больных и определение результатов их лечения

Формула изобретения

Способ диагностики новообразований цитологическим путем и определение результативности лечения онкологических больных, заключающийся в заборе цитопробы однопросветной иглой при вводе ее под контролем ультразвукового излучения, отличающееся тем, что однопросветная игла снабжена на конце датчиком сопротивления R и датчиком емкости C, показания которых фиксируют регистрирующим прибором в виде диаграммы кривых R и C по глубине прохождения иглы L, причем забор осуществляют преимущественно из участка активной пролиферации опухоли, при этом о нахождении заборного отверстия иглы в этой зоне судят по значениям сопротивления R и емкости C и устанавливают ее в месте, соответствующем более низким показаниям сопротивления R и более высоким значениям емкости C, по диаграмме кривых R и C определяют активную зону роста и сравнивают с типовыми значениями, при повторном проведении диагностики, преимущественно после химиотерапии или лучевого воздействия, диаграммы кривых R и C принимают как отправную точку для определения результативности лечения, дополнительно к цитологическому анализу, а по динамике изменения диаграммы судят о степени злокачественности заболевания, при этом дифференцируют индуративный процесс и прогрессирующий онкологический процесс после лучевой терапии.

Описание изобретения к патенту

Способ диагностики новообразований цитологическим путем для их классификации по признаку злокачественности у онкологических больных и определение результатов их лечения.

Способ относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть применен для диагностики новообразований цитологическим методом путем забора пробы клеток из опухолевой ткани.

Известный способ диагностики, описанный в книге "Клиническое руководство по ультразвуковой диагностики" под редакцией В.В. Митькова, 4 том, стр. 161, издательство "ВИДАР", доказывает, что инвазивные ультразвуковые вмешательства (пункции) являются направлением в диагностике и лечении заболеваний внутренних органов, основанным на последних достижениях ультразвуковых способов получения изображения органов человеческого организма. Чрескожная пункция под визуальным контролем заключает в себе получение цитологического субстрата заболевания, надежный контроль безопасности проведения пункционных манипуляций существенно расширяет сферу диагностического применения. Наибольшее распространение получила чрескожная пункционная цитологическая диагностика в урологии, гинекологии, нефрологии и т.д. Известный способ заключается в следующем: после обработки антисептиком кожи над исследуемой областью или органом с помощью ультразвукового датчика с пункционным адаптером выбирается направление пункции, которое должно проходить по кратчайшему расстоянию до нужного участка, не затрагивая при этом жизненно важные органы и сосудистые образования, травма которых может существенно осложнить ситуацию или привести к смерти больного. После определения точки вкола, направления и глубины пункции производится анестезия кожи по ходу пункционного канала, который осуществляется под постоянным визуальным контролем на экране ультразвукового прибора. После завершения анестезии иглу проводят в исследуемую область под контролем ультразвукового прибора, приступают к взятию материала для цитологического исследования.

Забор выполняют обычной иглой, используя для этого шприц для инъекций.

Недостатки известного способа заключаются в том, что он не обеспечивает достаточную информативность о составе исследуемой ткани. Достигаемый в известном способе забор пробы из одной точки может привести к ложным выводам, т. к. точка забора пробы может не совпадать с зоной активного роста клеток, а попасть в очаги некроза, отека опухолевой ткани. Кроме того, известный способ не дает правильной картины при скиррозных и инфильтративно-отечных формах развития опухолевой ткани. Многократное введение иглы нежелательно, т.к. это нарушает принципы абластики и может активизировать онкологический процесс.

Взятие пробы в ходе хирургической операции (например, для дифференциальной диагностики между доброкачественными и злокачественными новообразованиями, определения глубины и объема удаляемых тканей) дает недостоверные результаты и задерживает ход операции.

В то же время известны способы контроля состояния живых клеток ткани путем определения их электропроводности.

Электропроводность измеряют при соблюдении определенных критериев. Необходимо знать расстояние между электродами, площадь поверхности электродов, давление на измеряемые ткани, температуру и т.д.

Удельное сопротивление ткани зависит от ее структуры, количества межтканевой жидкости, концентрации ионов в протоплазме клеток и межтканевых промежутках.

Активное сопротивление в полосе низких и средних частот связано со структурой ткани, с количеством несвязанной воды в протоплазме клеток и межклеточном пространстве и ее ионным составом.

Оболочки клеток считаются не проницаемыми для ионов, но в случае их разрушения ионы, находящиеся внутри клеток, могут свободно перемещаться в тканях. Таким образом, показатель удельного сопротивления тканей может служить электрической характеристикой ионного состава протоплазмы тканей, межклеточных промежутков и показателем проницаемости клеточных мембран. В случаях некроза клеток и разрушения клеточных мембран резко возрастает их электропроводность.

Другим способом общего контроля состояния живых клеток ткани является измерение их емкостного сопротивления на переменном токе, т.е. диэлектрической проницаемости.

С позиции современных представлений живые ткани можно рассматривать как электрические диполи.

Согласно физическим особенностям диэлектриков численное значение диэлектрической проницаемости прямо пропорционально числу диполей в единице объема вещества и величине их диэлектрических моментов (книга "Полярные молекулы" П. Дебай, Москва, 1931 г.). Следовательно, диэлектрическая проницаемость тканей эквивалентна количеству здоровых клеток с целыми неповрежденным оболочками в единице измеряемого объема. Однако, если измерение емкости C производить на очень низких частотах, то поляризация электродов будет источником больших погрешностей. Если измерение проводить на очень высоких частотах, когда период колебания электрического тока соизмерим со временем перемещения ионов внутри клетки, то в виде диполей проявляют себя уже субклеточные структуры, и диэлектрическая проницаемость в этих случаях определяется не только характеристиками клеточных оболочек, но и элементами субклеточных структур. В диапазоне частот 10 кГц и выше показатель диэлектрической проницаемости может служить электрическим эквивалентом количества жизнеспособных клеток в единице объема ("Медленные электрические процессы в головном мозге", Н.А. Алоджалова, Москва, 1962 г.).

Величины диэлектрической проницаемости и соответственно емкости омического удельного сопротивления связаны прямо пропорциональной зависимостью. Поэтому при исследовании ткани одной и той же измерительной ячейкой полученные результаты можно оценивать по значению R и C.

Описанные выше известные способы исследования электрических параметров не были связаны с понятием диагностики злокачественных опухолей и применялись в общих случаях в физиологии.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа, позволяющего проводить правильную диагностику путем обеспечения возможности забора пробы из зоны наиболее активного роста злокачественных клеток, а также обеспечение возможности получить представление о структуре тела опухоли для выбора плана хирургического лечения, а также в ходе операции получить экспресс-информацию, например, о глубине необходимой резекции тканей.

С задачей повышения информативности взятия пробы связана задача снижения травматичности путем сокращения числа забора проб.

Указанная задача решена заявителем в созданном способе диагностики новообразований цитологическим путем для их классификации по признаку степени злокачественности у онкологических больных и определения результатов их лечения.

В предложенном способе забор цитопробы выполняют специальной однопросветной иглой, снабженной на конце R и C датчиком, которая вводится под контролем УЗИ, причем забор осуществляют преимущественно из участка активной пролиферации опухоли, как наиболее информативного для цитологического исследования, а о нахождении заборного отверстия иглы в этой активной зоне судят по соотношению показаний датчика сопротивления R и емкости C, которые считывают и записывают по всему ходу иглы регистрирующим прибором в виде диаграммы кривых R и C, после чего устанавливают, ориентируясь на глубину прохождения иглы L, заборное отверстие иглы в месте, соответствующем более низкому сопротивлению R при наибольших показателях емкости C. По диаграмме кривых R и C определяют активную зону роста и сравнивают ее с типовыми значениями, а при необходимости, с данными повторных диагностик, преимущественно после химиотерапевтических или лучевых воздействий. Указанные диаграммы кривых R и C принимают как отправную точку для определения результативности лечения дополнительно к цитологическому анализу, а в дальнейшем проводят периодические заборы материала и по динамике изменения диаграммы судят о степени злокачественности заболевания. При этом проводят дифференцированный диагноз между лучевыми индуративными процессами и прогрессированием онкологического процесса после лучевой терапии.

Заявленный способ будет описан на основе чертежей, где:

на фиг. 1 показана игла для забора пробы;

на фиг. 2 показана часть ткани онкологического больного в разрезе, а также показан схематично процесс забора цитологической пробы;

на фиг. 3 показаны кривые R и C, записанные регистрирующим прибором в ходе забора пробы при углублении иглы в ткань.

Далее предлагаемый способ будет описан на примере использования устройств.

Однопросветная игла 1 (см. фиг. 1) имеет стандартный наконечник 2, служащий для крепления поршневой всасывающей части, не показанной на чертеже, на конце иглы 1 имеется отверстие 3 с металлической внутренней оболочкой 4. Между внутренней оболочкой 4 и наружной оболочкой 5 находится диэлектрическая прокладка 6. Наружная оболочка 5 и внутренняя 4 около наконечника 2 имеют соответственно электрические клеммы 7 и 8, служащие для подключения к регистрирующему прибору. Таким образом, наружная оболочка 5 и внутренняя 4, разделенные слоем диэлектрика 6, представляют собой датчик R и C, имеющий определенные параметры, определяемые на торце среза конца иглы 1, служащие для расчета числовых значений R и C.

На поверхности наружной оболочки 5 нанесена в мм шкала 9 (см. фиг. 2). Иглу 1 под контролем аппарата УЗИ, не показанного на чертеже, ультразвукового датчика вводят в ткань новообразования 10 через кожный покров 11. Ткань новообразования 10 отделена от здоровой ткани слоем ткани 13, являющимся обычно активным слоем роста новообразования. Сама ткань опухоли 12 включает в себя некротические клетки и сосуды, очаги отеков, а также узлы уплотнений пролиферирующих клеток.

Во время введения иглы 1 периодические значения R и C, получаемые от датчика, записывают регистрирующим прибором 15. По показаниям прибора 15 (см. фиг. 3) судят о прохождении иглы по зонам злокачественности опухоли 10. На диаграмме R и C (см. фиг. 3) по шкале X откладывают следующие значения: вверх C в пикофарадах, а значение R в омах. По оси Y откладывают значения, соответствующие глубине погружения иглы 1 в ткань 10, которую обычно выбирают заранее стандартно для всех случаев. Для этого на шкале 9 иглы 1 устанавливают ограничитель, не показанный на чертеже. При равномерном введении иглы глубина ее введения будет пропорциональна времени Т ее введения, отсчитываемого от оси Y. При этом шкала прибора 15 оси Y оценивается в процентном отношении и соизмерима с фактическим значением глубины погружения иглы, на фиг. 3 кривая C обозначена позицией 16, пик кривой 17 соответствует узлу 14, ему же соответствует пик 18 для R.

Описываемый способ позволяет уверенно диагностировать новообразования различной структуры, а также сравнивать изменения, происходящие после начала терапевтических методов лечения, а при хирургическом воздействии возможно получить экспресс-анализы, сравнивая данные R и C с ранее имевшимися. Преимущество дополнительного анализа сопротивления R и емкости C состоит в том, что сокращается время, необходимое для получения результата, что может иметь существенное значение для сокращения продолжительности хирургического вмешательства, а значит уменьшает при всех других равных условиях его травматичность.

Изобретение позволяет определить структуру опухолевой ткани. Опухоль имеет различные структурные зоны и состоит из различных зон: зоны некротизированных тканей, зоны отека, зоны активного роста, зоны перифокального воспалительного вала, по диаграмме R и C можно судить о наличие той или другой структурной зоны. Например, зона некротических тканей даст относительно высокие значения R (112-127 Ом) и относительно средние показатели C (235-260 пкФ), зона отека даст низкие показатели R (85-90 Ом) низкие показатели C (185-210 пкФ), зона активного роста даст сравнительно низкие показатели R (95-105 Ом) и высокие показатели C (260-275 пкФ).

Активная структурная зона опухолевого роста представляет наибольший информативный интерес, в этой зоне локализуется большое количество опухолевых клеток, которые при заборе легко дифференцировать цитологическим путем, эту зону можно определить по диаграмме, на которой L-глубина, соответствующая расположению этой зоны, наличию высоких показателей C (260-275 пкФ) и низких показателей R (95-105 Ом).

Каждая измерительная игла имеет индивидуальную калибровку по отношению к тканям организма, калибровка проводится на заведомо здоровой (нормальной) ткани и прилагается для каждой измерительной иглы. Это является типовыми показателями для данной измерительной иглы и служит для сравнения.

По диаграмме R и C можно определить результаты лучевых методов лечения и химиотерапии. Для этого в динамике лечебного процесса производится периодическое измерение показателей R и C и сравнение их с предыдущими значениями.

Этот метод позволяет провести дифференциальный диагноз между индуративными процессами, т.е. уплотнениями соединительной ткани, возникающими после облучения органов и тканей, и прогрессированием онкологического процесса.

По сравнительному анализу диаграмм R и C можно судить о степени злокачественности процесса, например, сравнивая динамику изменения показателей R и C, злокачественная опухоль обладает различными формами роста и агрессивности процесса, т. е. опухоли, которые протекают медленно, редко дают метостазы и обладают слабым инфильтрирующим ростом, имеют более высокие показатели R (110 Ом), опухоли с высоким и пролиферативными способностями, высокой потенцией к метастазированию и обладающие выраженным инфильтрирующим ростом имеют низкие показатели R (90 Ом).

Способ дает возможность практическому врачу онкологу определить на основании объективных данных зоны активного роста, степень их злокачественности и контролировать ход лечения и его результаты.

Пример 1.

Больная Климакова Раиса Иосифовна, 74 года.

История болезни N 3347-1996 год.

Диагноз: C-r vulvae, Т2 NxMx; Susp. Mts в паховые лимфоузлы; 2 кл.гр.

Для уточнения распространенности онкологического процесса под контролем УЗИ произведена пункция бедренных лимфоузлов. При замере омического сопротивления и емкостных характеристик на частоте 10000 Гц., в одном из лимфоузлов было обнаружено уменьшение омического сопротивления с 44-46 Ом до 38 Ом и увеличение емкостных показателей с 230-235 пкФ до 270 пкФ. Был произведен забор цитологического материала. При цитологическом исследовании N 25169 выявлены клетки плоскоклеточного ороговевающего рака.

Пример 2.

Больная Аветисова Фаранзет Гайковна, 72 года

История болезни 536-1996 год

Диагноз: Susp. C-r mammae dex. Инфильтративно-отечная форма - 1a кл. гр.

Больной произвели пункцию правой молочной железы. Цитологический диагноз не подтвердился.

Учитывая расхождение между данными цитологического метода исследования и клинической картиной, произведена пункция правой молочной железы под контролем УЗИ заявляемым методом. При обнаружении характеристик электропроводности, подозрительных на онкологический процесс (омическое сопротивление снизилось с 47-51 Ом до 34 Ом, емкость увеличилась с 275-280 пкФ до 310 пкФ), произведен забор клеток, которые затем были направлены на цитологическое исследование. В результате цитологического исследования N 2177 обнаружены клетки низкодифференцированного рака. В результате применения заявляемого метода диагноз был морфологически верифицирован.

Пример 3.

Больная Дзюба Евдокия Митрофановна, 85 лет.

История болезни N 2417 1996 г.

Поступила с диагнозом: Susp. C-r jvarii bil. 1-а кл.гр.

Учитывая возраст пациентки и сопутствующую экстрагенитальную патологию, больной в оперативном лечении отказано. Для проведения полихимиотерапии было необходимо иметь морфологическое подтверждение онкологического процесса. С этой целью под контролем УЗИ произведена трансабдоминальная пункция образования, расположенного в малом тазу. Выбрано место, по характеристикам электропроводности наиболее подозрительное на онкологический процесс (сопротивление с 55-57 Ом снизилось до 42 Ом, емкость с 270-280 пкФ увеличилась до 327 пкФ). Иглой произведен забор клеток на цитологическое исследование. При цитологическом исследовании N 18646 выявлен железистый рак.

Всего в гинекологическом отделении проведено 146 исследований с одновременным применением УЗИ и данных электропроводности. Этот метод эффективен при больших размерах опухоли, при инфильтративно-отечных и язвенно-некротических формах. Применение заявляемого метода позволило повысить процент совпадения цитологического диагноза с клиническим с 82% до 95%.