Версия для печати (pdf)

Версия для печати (mht)

О месте радиотермометрии в маммологической практике

Сдвижков A.M., Веснин С.Г., Карташева А.Ф., Бяхов M.Ю., Гуртовой И.Я„ Борисов В.И., Араблинский В.М., Козловский О.М., Соболь М.Ю., Гончаров В.Я., Торлина В.Е., Макарова Е.Э., Попова С.В.
Актуальные проблемы маммологии, -М.2000г.стр.28-40

Введение

В данной работе представлены результаты клинических испытаний медицинского радиотермометра РТМ-01-РЭС с целью оценки его диагностических возможностей, и определения места радиотермометрии в медицинской практике для ранней диагностики заболеваний молочных желез.

Аппаратурные методы исследования заболеваний молочной железы могут быть разделены на 2 группы. К первой из них относятся рентгеновское исследование (маммография) и ультразвуковое исследование (УЗИ). Эти исследования, а также некоторые другие типы исследований, такие как томография, объединяет то, что исследуется анатомическое строение молочной железы и патологические отклонения от нормы, например новообразования различного характера.

Ко второй группе относятся тепловые методы исследования, а именно инфракрасная (ИК) термометрия и радиотермометрия, основанные на выявлении температурных аномалий или очаговой термоасимметрии тканей организма.

В 1956 г. Лауссоном для диагностики заболеваний молочных желез был впервые использован метод инфракрасной термографии, в основе которого, лежит регистрация и преобразование инфракрасного излучения организма в изображение распределения температур по поверхности тела - термограмму, анализ которой позволяет дать качественную оценку характера изображения и количественные критерии температурных градиентов [8,9].

Метод делает возможным активное выявление патологических процессов, сопровождающихся изменением температуры тканей, которое может быть связано как с воспалительными процессами, так и со злокачественным перерождением тканей. Известно, что злокачественные опухоли проявляются на термограммах гипертермией, то есть дают повышение поверхностных температур, что обусловлено повышенным уровнем метаболических процессов и усиленным кровотоком в тканях большинства злокачественных опухолей [5-7,9].

Идея получения информации о происходящих в тканях молочных желез процессах путем регистрации изменений температуры представлялась весьма перспективной и обнадеживающей. Рассматривалось использование термографии не только в качестве диагностического метода для выявления раковых опухолей, но и для проведения дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных новообразований, контроля за ходом лечения, выявления развития осложнений после оперативных вмешательств и рецидивов опухолей. Однако, полученные результаты далеко не всегда удовлетворяли исследователей. Большое число ложноположительных заключений, а также относительно невысокие показатели чувствительности проводимых исследований (частота ошибочных заключений при обследовании больных с непальпируемыми опухолями и 1 стадией рака молочной железы составляла 22—27% [2.10]) ограничивало диагностические возможности метода и умаляло в глазах клиницистов его ценность в сравнении с общепризнанной маммографией [3,4].

Во многом эти ошибки объяснялись несовершенством аппаратуры. Кроме того, попытка заменить маммографию ИК-исследованиями являлась ошибочной, т.к. при тепловых методах исследования начальные признаки онкологических изменений в тканях предшествуют анатомическим изменениям, наблюдаемых с помощью маммографии. По данным проф. Кокбурна [13] тепловые аномалии опережали данные маммографии иногда на 8--10 лет и естественно относились к ложноположительным данным.

В 1975 году Барретом с соавторами [14] был применен другой тепловой метод исследования молочной железы, получивший название радиотермометрии или микроволновой радиометрии. Он основан на оценке интенсивности теплового излучения внутренних тканей в микроволновом (дециметровом) диапазоне длин волн, которая пропорциональна их термодинамической температуре. В этом диапазоне длин волн ткани организма сравнительно "прозрачны", поэтому метод радиотермометрии является более информативным, чем ИК-термография, где фактически измеряется температура эпидермиса.

Развитие радиотермометрии в России проходило под влиянием школы В.С. Троицкого [15], За последние 20 лет была значительно усовершенствована аппаратура [16,18,20] и методы применения радиотермометрии в клинике [11,12,17,21-23].

В 1997 году Фирмой РЭС при Всероссийском Институте радиотехники был разработан компьютеризированный радиотермометр РТМ-01-РЭС. Прибор включает в себя радиоканал, служащий для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей и ИК- канал, служащий для измерения температуры кожных покровов. Медицинская радиотермометрия, осуществляемая данным прибором, делает возможным неинвазивное обнаружение патологии внутренних тканей, в том числе злокачественных новообразований, на ранних стадиях, т. к. изменение температурной активности тканей вследствие воспалительного процесса или усиленного метаболизма клеток предшествует структурным изменениям, обнаруживаемым рентгенологическими и ультразвуковыми исследованиями.

Радиотермометрия обеспечивает естественный отбор наиболее опасных форм раковых опухолей, т.к., согласно существующим представлениям о кинетике развития злокачественных новообразований, температура опухоли с малым временем удвоения массы выше, чем у опухоли с большим временем удвоения, и, следовательно, при радиотермометрических исследованиях в первую очередь выявляются пациентки с быстрым ростом опухоли [19,21,24]. В то же время полная безвредность для пациентов любого возраста и с любыми заболеваниями, а также для медицинского персонала позволяет неоднократно проводить исследования и таким образом не только своевременно выявлять патологические изменения, но и осуществлять контроль за ходом лечения без дополнительной лучевой нагрузки.

Обнаружение патологического очага возможно на глубине от 3 до 7 см. Точность определения температуры внутренних тканей составляет 0,2 град. Кроме того, компьютерная обработка результатов позволяет объективно оценить полученные данные. Результаты радиотермометрического обследования могут быть воспроизведены на мониторе компьютера или на принтере в виде таблицы, термограммы или в виде температурного поля на проекции обследуемого органа с линиями-изотермами и привязкой температурного поля к обследуемым точкам [12].

РТМ-01-РЭС прошел технические испытания и клинические испытания по выявлению рака молочной железы и пациентов требующих комплексного обследования в специализированных учреждениях. Испытания проводились в Институте клинической онкологии ОНЦ РАМН, клинической больнице №40 и филиале №1 Московского маммологического диспансера. Всего было обследовано более 900 пациентов, и была показана достаточно высокая диагностическая эффективность прибора:

Чувствительность от 85 до 94%;

Точность от 77,6 до 90,4%;

Специфичность от 76,5 до 81,8%.

Материалы и методы

На базе городского Онкологического Клинического Диспансера совместно с курсом маммологии кафедры общей хирургии ММСИ проведен анализ эффективности радиотермометрических обследований (РТМ-обследований) с целью оценки диагностических возможностей прибора РТМ-01-РЭС, и определения места радиотермометрии (РТМ) для ранней и доклинической диагностики заболеваний молочной железы.

Исследования проводились с участием 60 пациентов с заболеваниями молочной железы невоспалительной природы в возрасте от 28 до 76 лет (средний возраст составил 51 год). Критерием точной диагностики являлись данные гистологического исследования. У 31 больной из этой группы был диагностирован рак, у 18-доброкачественные заболевания молочных желез, а у 11 пациентов выявлены пролиферативные формы мастопатии и фиброаденомы. При поступлении в стационар всем пациенткам проводилась РТМ-обследование. Результаты исследования сопоставлялись с данными клинического, рентгенологического и ультразвукового исследований.

Методика РТМ-обследования заключалась в измерении внутренней температуры и температуры кожи молочных желез на 6-10-й день менструального цикла или в любой день при длительной менопаузе. Обследования проводились в положении пациенток лёжа на спине, руки под головой, что нормирует расположение молочной железы и открывает доступ к аксиллярным областям. Измерения проводились в 10 точках на каждой железе, включая аксиллярную область, область ареолы, середины квадрантов и границы квадрантов [22]. ИК-измерения проводились аналогично. Оценка диагностических возможностей прибора производилась путем подсчета чувствительности, точности и специфичности метода, и их сравнения с аналогичными показателями маммографии и УЗИ. Показатели были определены для всей выборки обследуемых и отдельно для опухолей размерами меньше 2 см и больше 2 см.

Результаты исследований

При определении чувствительности РТМ диагностики по выявлению рака молочной железы было установлено, что её значение составляет 90,3%, что превышает значения чувствительности других методов диагностики: чувствительность ультразвукового исследования составляет 83,3%, а маммографии — 77,4%. Результаты диагностики представлены в таблице 1.

Во время исследования было выявлено, что при больших размерах опухолей отмечается более высокая чувствительность всех методов. При размерах опухолей меньше 2 см чувствительность РТМ-диагностики составила 85,7%, в то время как показатели ультразвукового и рентгенографического методов были равны соответственно 76,9% и 64,8%. При размерах опухолей больше 2 см чувствительность РТМ- диагностики также превысила чувствительность других методов диагностики, составив 94,4%, а показатели УЗИ и маммографии равнялись 87,5% и 88,2%. Таким образом, чувствительность РТМ-диагностики превышает показатели других диагностических методов.

Таблица 1

Таблица 2

В частности, в 82% случаев РТМ-диагностика правильно отнесла пролиферативные формы мастопатии и фиброаденомы к группе риска, УЗИ в 18% случаев, маммография в 36,3%.

Показатели специфичности и точности различных методов при выявление пациентов группы риска представлены в таблице 3 и на рис.3, 4.

Таблица3

Обсуждение

Достоинством комплекса РТМ—01—РЭС является наличие в составе аппаратуры экспертной системы по дифференциальной диагностике рака молочной железы. Диагностическая система проводит исследование по многим критериям, включая термоасимметрию, дисперсию температуры внутри одной железы и ряду других критериев.

Необходимо также отметить простоту обращения с прибором, делающую возможным проведение обследования средним медицинским персоналом, и его экономичность, что делает возможным широкое применение РТМ-01-РЭС без привлечения на первом этапе высококвалифицированных специалистов.

Настоящие испытания имели несколько отличительных черт:

1. Наряду с измерением глубинной температуры молочной железы измерялась температура кожи. Как показали проведенные исследования информация о соотношении кожной и глубинной температуры, является важным параметром и позволяет выявлять тонкие эффекты, в частности, наличие пролиферативных процессов в тканях молочной железы.

2. Результаты РТМ-диагностики сопоставлялись с результатами маммографии и УЗИ, что позволяло объективно сравнить эффективность РТМ-диагностики и других методов.

3. В процессе испытаний оценивалась не только способность РТМ-диагностики выявлять рак молочной железы, но и возможность ее использования для выделения пациентов, относящихся к группе повышенного риска и требующих комплексного обследования в специализированных учреждениях. К таким пациентам можно отнести пациентов с пролиферативной формой фиброаденомы и мастопатии.

Следует отметить, что в проведенных испытаниях результаты РТМ-обследования фиксировались по дуальному принципу - "Термограмма характерна для рака" - "Характерных признаков рака нет". Таким образом, внутри группы риска дифференциация не производилась. Существующие алгоритмы и методика РТМ-обследования на данном этапе не позволяют отличить рак молочной железы от пролиферативных форм мастопатии и фиброаденомы. В частности при диагностики рака молочной железы на фоне других заболеваний молочных желез специфичность РТМ-диагностики составляет 57,69%. В то же время для УЗИ и маммографии специфичность существенно выше и составляет для УЗИ — 92,59%, а для маммографии — 85,18%. Снижение специфичности РТМ-диагностики объясняется тем, что существующая методика не позволяет разделить рак и пролиферативные формы мастопатии и фиброаденомы.

Как известно, на протяжении десятилетий основным скрининговым методом в ранней диагностике заболеваний молочной железы являлась маммография [3,4,7]. Однако, высокая стоимость исследования, сопряженность с лучевой нагрузкой, а также низкая эффективность исследования у молодых женщин с преобладанием железистого компонента в строении молочных желез (по данным L.Nystzom, рентгеновская маммография не информативна в 40% случаев у пациенток моложе 40 лет) в некоторой степени ограничивает возможности метода маммографии в качестве скринингового [3,7]. Предлагаемый многими авторами в качестве альтернативы маммографии ультразвуковой метод, несмотря на более высокие показатели эффективности, обладает рядом ограничений: он требует высокой квалификации исследователя и высокоточной аппаратуры, дает сравнительно большой процент ложноотрицательных заключений при отсутствии сведений о наличии и локализации патологического очага и при опухолевых образованиях, расположенных в жировой ткани [4]. Однако именно УЗИ, в отличие от маммографии, позволяет выявлять опухолевый узел при преобладании железистой ткани [3,4].

Благодаря более высокой, по сравнению с другими диагностическими методами, чувствительности радиотермометрии (что особенно важно, при небольших размерах опухолей), а также её полной безвредности, экономичности, нам представляется целесообразным использование данного метода для проведения скрининга при профилактических осмотрах, как для выявления новообразований, так и для формирования групп повышенного риска по раку молочной железы и контролю за ходом лечения различных заболеваний молочных желез.

С учетом вышесказанного мы предлагаем следующий алгоритм маммологического обследования женщин до 35-40 лет с преобладанием железистого компонента в строении молочных желез и после 40 лет с явлениями жировой инволюции в тканях молочных желез. Все женщины, начиная с 15-летнего возраста, должны 1 раз в 2 года (или чаще) проходить клиническое обследование, включающее осмотр и пальпацию молочных желез. При отсутствии патологических изменений должна проводиться РТМ-диагностика. При выявлении патологических изменений, женщинам моложе 40 лет следует провести ультразвуковое исследование, а женщинам старше 40 лет маммографию. При обнаружении опухолевидного образования в ходе клинического обследования молодым женщинам должна проводиться РТМ-диагностика и ультразвуковое исследование; а женщинам старше 40 лет — обзорная маммография. В тех случаях, когда УЗИ не может дать однозначный ответ о характере патологического образования (в том числе в случае расхождения результатов ультразвукового исследования с данными клинического и РТМ-обследования), она должна быть дополнена рентгенологическим методом; и наоборот: в неясных маммографических случаях следует провести дополнительно УЗИ и РТМ диагностику. Заключительным этапом диагностического поиска является тонкоигольная аспирационная биопсия узловых образований, осуществляемая под ультразвуковым наведением, и последующая морфологическая верификация. Женщины, у которых выявляемые при РТМ-диагностики патологические изменения не подтверждаются другими диагностическими методами (в том числе морфологическим исследованием), должны быть включены в группу повышенного риска по раку молочной железы.

Мы считаем, что широкое применение РТМ-метода диагностики поможет увеличить частоту выявления случаев раннего рака молочных желез с минимальными затратами экономических средств и времени высококвалифицированных специалистов.

Представленная схема диагностики заболеваний молочных желез, включающая радиотермометрические методы обследований, может быть уточнена в процессе ее применения в медицинских учреждениях на достаточно представительной выборке пациентов.

Литература

1. Вепхвадзе Р.Я., Лалашвили К.Я.. Капанадзе Б.Б. Машинная термодиагностика опухолевых процессов молочных желез. Тепловидение в медицине. Л.,1990.

2. Гершанович М.Л. Тепловидение и его применение в медицине. М., 1981.

3. Заболотская Н.В., Заболотский B.C. Ультразвуковая маммография (Учебный атлас). М., 1997.

4. Линденбратен Л.Д., Бурдина Л.М., Пинхосевич Е.Г. Маммография (Учебный атлас). М., 1997.

5. Мирошников М.М. Тепловизионная аппаратура и ее применение в медицине. Л.

6. Мирошников М.М., Гершанович М.Л., Соболева Н.Ф. Обоснование критериев автоматического анализа термограмм с целью ранней тепловизионной диагностики рака молочной железы. Тепловидение в медицине. Л., 1990.

7. Напалков II. П. Основные направления и перспективы применения термографии в клинической онкологии. Тепловидение в медицине. Л., 1990.

8. Плетнев С.Д., Мазурин. В.Г. Термография в формировании групп риска по раку молочной железы: методические рекомендации. МЗ РСФСР. 1989.

9. Розенфельд Л.Г., Колотилов Н.Н. Способы активной термографии в медицине: состояние вопроса и перспективы. Медицинская радиология. 1986, Т.31, №11.

10. Amalric Д., Guraud D., Altschuler C. Et al.//Vie med. 1980. Vol. 61.

11. Бурдина Л.М., Вайсблат А.В., Веснин С.Г., Тихомирова Н.Н. - Маммология 1997г. №2 стр. 17-22.

12. Бурдина Л.М., Вайсблат А.В.. Веснин С.Г., Конкин М.А., Лащенков А.В.. Наумкина Н.Г., Тихомирова Н.Н. Применение радиотермометрии для диагностики рака молочной железы - Маммология 1998г. №2 стр. 17-22.

13. W. Cockburn Breast Thermal Imaging, the Paradigm Shift - Thermologie Oesterrcich 1997, ISSN-1021-4356

14. Barret t A., Myers P.C., Sadowsky N.L. Detection of breast cancer by microwave radiometre. Radio Sci.-1977.-Vol 12, №68-Р.167-171.

15. Троицкий B.C. К теории контактных радиотермометрических измерений внутренней температуры тел. // Изв.вузов, Сер. Радиофизика. - 1981.-т.24,. №9- с.1054.

16. Сборник трудов всесоюзной конференции "Методические вопросы определения температуры биологических объектов радиофизическими методами" (Звенигород - 84) М.1985

17. Рахлин В.Л., Алова С.Е. Радиотермометрия в диагностике патологии молочных желез, гениталий, предстательной железы и позвоночника. Препринт № 253. Горький. НИРФИ. 1988.

18. Ludeke KM., Kohler J., Kanzcnbach J. A new radiation balance microwave thermograph for simultaneous and independent temperature and emissivity measurements // J. Microwave Power. - 1979.-vol.l4№2.-p.ll7-121.

19. Carr K.L. Microwave Radiometry: its Importance to the Detection of Cancer. IEEE MTT, vol. 37 № 12 Dec. 1989.

20. В.М.Поляков, А.С. Шмаленюк СВЧ-термография и перспективы ее развития. Электроника СВЧ. вып. 8(1640) Москва 1991г.

21. Малыгин А.А. Радиотермометрия в диагностике заболеваний молочной железы. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Н.Новгород, 1993г.

22. Land D.V. A clinical microwave thermography system. Proc. 1987 - vol. 134 -p.p. 193-200

23. B.M. Моисеенко, В.Ф. Семиглазов Кинетические особенности роста рака молочной железы и их значение для раннего выявления опухоли. Маммоло-гия. № 3, 1997 стр. 3-12

На ресурсе ELSEVIER по результатам исследований, проведенных в Эдинбурге, Бостоне, Москве и Ростове-на-Дону, опубликован обзор наиболее актуальных применений технологии микроволновой радиотермометрии в медицине. ...

Заработал новый сайт РТМ-Клиники. РТМ-Клиника организована совместно сотрудниками ООО «Фирма РЭС» и кафедры превентологии и профилактики злокачественных новообразований Российской Академии Медико-Социальной Реабилитации.Основными задачами РТМ-Клиники является продвижение ...

Лекции по микроволновой радиотермометрии традиционно прочитаны на кафедрах Радиологии РМАПО, Клинической маммологии РУДН и на заседании Международного маммологического конгресса ...

Создан прототип 22-х канального радиотермометра, технические испытания которого в апреле этого года начаты в Сеуле. ...

Фирма РЭС выступила спонсором Всероссийского конгресса «Рентгенорадиология в России. Перспективы развития», посвященного патриархам отечественной рентгенорадиологии, академику А.С.Павлову и профессору Л.Д.Линденбратену. ...