|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Управление возрастом
|
Современная микроволновая радиотермометрия молочных железВеснин С.Г., Каплан М.А., Авакян Р.С. ВведениеМикроволновая радиотермометрия — метод диагностики, основанный на измерении излучения тканей в микроволновом диапазоне. Интенсивность собственного излучения тканей в этом частотном диапазоне определяется их температурой и биофизическими параметрами. В отличие от широко известной инфракрасной термографии, которая измеряет температуру кожи, микроволновая радиотермометрия позволяет неинвазивно выявлять тепловые аномалии на глубине нескольких сантиметров. Впервые использовать для диагностики рака молочной железы информацию о собственном излучении тканей в микроволновом диапазоне предложил американский радиоастроном А. Barrett [1]. В дальнейшем, во многих странах были созданы научные школы, занимающиеся неинвазивным измерением внутренней температуры
За последние 10 лет в России и в США проведено 7 клинических испытаний метода, с участием 1500 тысяч пациентов. Результаты измерения тепловой активности тканей сопоставлялись с данными гистологии (Таблица 1). Результаты клинических испытаний микроволновой маммографииТаблица 1
Эти исследования дали большой экспериментальный материал для оценки тепловых изменений внутри молочной железы в процессе злокачественного роста. Кроме этого накопился определенный опыт практического использования технологии в 150 российских и зарубежных центрах. В настоящей работе мы попытались дать теоретическое объяснение экспериментальным данным, полученным за последние годы. Температура и темп роста злокачественной опухолиФранцузский исследователь M. Gautherie в течении 16 лет изучал тепловые процессы в молочных железах
Температуру внутри молочной железы он измерял инвазивно с помощью термопар, расположенных на конце иглы. Кроме измерения внутренней температуры, всем пациенткам делали маммографию и измеряли температуру кожи с помощью тепловизора. Всего в его базе данных было 80 тысяч пациентов, у 540 женщин он инвазивно измерил внутреннюю температуру. В процессе исследований он измерял температуру как внутри опухоли, так и в окружающих ее тканях. Кроме этого, он проводил измерения температуры в симметричных точках противоположной молочной железы. После измерения температуры с помощью специальных математических моделей Gautherie рассчитывал тепловыделение злокачественной опухоли — количество энергии, выделяемое одним кубическим сантиметром опухоли. На рис. 1 представлены экспериментальные данные тепловыделения злокачественной опухоли молочной железы в зависимости от ее времени удвоения (ВУ). Черные кружочки относятся к пациентам, у которых были выявлены метастазы в лимфоузлах, светлые кружочки относятся к пациентам без метастазов. Время удвоения (ВУ) согласно модели Шварца характеризует темп роста опухоли и равно интервалу времени, в течение которого опухоль удваивает свой объем. Из рисунка 1 следует, что тепловыделение (температура) злокачественной опухоли определяется ее временем удвоения. Наиболее опасные, быстро растущие опухоли, с малым ВУ, имеют большое тепловыделение, а индолентные, медленно растущие опухоли, с большим ВУ, имеют низкое тепловыделение и соответственно низкую температуру. Зависимость тепловыделения злокачественной опухоли от времени удвоения (ВУ)
Рис.1 На рисунке 2 представлена кинетика роста опухоли, рассчитанная согласно модели Шварца, в зависимости от ее тепловыделения (времени удвоения). Для опухолей молочной железы с умеренным темпом роста время удвоения составляет Кинетика развития опухоли
Рис.2 Для «горячих» опухолей со стремительным ростом (тепловыделение равно 70 мВт/см3, время удвоения 30 дней) доклинический фаза развития составляет всего 2 года. Следует отметить, что данные полученные Gautherie не противоречат общей концепции повышенного метаболизма злокачественной опухоли. Немецкий ученый O. Варбург еще в 1924 году обнаружил, что основной биохимической особенностью опухолевых клеток является их способность получать энергию за счет «молочнокислой ферментации» гликолиза и расти за счет энергии этого процесса [14]. Дыхание с использованием кислорода в раковых клетках заменяется на другой тип энергетики — ферментацию глюкозы. За эту работу он был удостоен Нобелевской премии. При интенсивном использовании анаэробного пути гликолиза рассеивается существенно больше энергии, что приводит к повышению температуры опухоли и окружающих тканей. Второй важный вывод, который можно сделать из анализа данных, представленных на рис.1, связан с корреляцией между тепловыделением опухоли и метастазами в лимфоузлах. У 18 из 19 пациентов с высоким тепловыделением имелись метастаза в лимфоузлах. Вместе с тем, для опухолей с низкой тепловой активностью метастазы были выявлены только у 5 из 30 пациентов. Прогностический потенциал тепловых методов был также продемонстрирован Н.П. Напалковым и Н.Б. Кондратьевым [15], которые изучали выживаемость пациентов с РМЖ в зависимости от тепловых изменений на проекции опухоли, для разных стадий развития опухолевого процесса. Для оценки тепловых изменений была использована следующая классификация:
На рис. 3 представлена данные по выживаемости для пациентов с 3б стадией рака молочной железы. Выживаемость пациентов с РМЖ 3б стадии для пылающих и термонегативных опухолей
Рис.3 Для «пылающих опухолей» пятилетняя выживаемость составила 9%, а у пациентов без повышения температуры на той же стадии развития опухолевого процесса выживаемость была в 6.5 раз выше и составляла 60%. Отчасти о прогностическом потенциале тепловых методов свидетельствуют исследования, проведенные в центре Рентгенорадиологии в 2006 году [7]. В рамках этих исследований оценивался уровень тепловых изменений на проекции опухоли в зависимости от степени ее злокачественности. Температура измерялась неинвазивно с помощью микроволнового радиотермометра РТМ-01-РЭС и оценивалась по шестибальной шкале. Тh0 — нет тепловых изменений, Тh5 — максимальные тепловые изменения. У 80% пациентов с высокой степенью злокачественности, имелись максимальные тепловые изменения (Th5). Для пациентов с низкой степенью злокачественности преобладали показатели Тh3 (50%). Таким образом, тепловые изменения хорошо коррелируют со степенью злокачественности. Вместе с тем, степень злокачественности является одним из важных независимых прогностических параметров. По данным Blamey [16] 90% пациентов с низкой степенью злокачественности живут после операции 30 и более лет, а 90% пациентов с высокой степенью злокачественности живут не более 8 лет. Таким образом, информация о внутренней температуре злокачественной опухоли обладает значительным прогностическим потенциалом. Кинетика тепловых процессов при РМЖСледующий важный вопрос, который интересует специалистов, связан с кинетикой тепловых процессов при РМЖ. Когда наступают тепловые изменения, связанные со злокачественным ростом? Для ответа на этот вопрос Gautherie выделил группу из 1245 пациентов, у которых по данным маммографии не было РМЖ, но уже были тепловые изменения на коже. У 461 женщин были доброкачественные изменения, а у 784 структурные изменения отсутствовали. В дальнейшем все эти пациенты в течение 12 лет проходили ежегодное маммографическое обследование. Через 8 лет у 38% пациентов без структурных изменений был выявлен рак молочной железы. Среди пациентов, у которых были доброкачественные изменения, этот процент достиг 44% [12]. Следует отметить, что процент выявленных РМЖ на порядок выше по сравнению с данными маммографического скрининга РМЖ у бессимптомных пациентов. В частности, в Англии за 10 лет при маммографическом скрининге одной тысячи женщин выявляется 36 случаев рака молочной железы (3.6%) [17]. По данным Gautherie для пациентов, имеющих тепловые изменения, процент выявленных РМЖ в течение 8 лет был на порядок выше. Таким образом, исследование, проведенное Gautherie, показало, что тепловые изменения предшествуют структурным изменениям, что открывает широкие возможности для проведения профилактических обследований и выявления пациентов группы риска. При этом надо учесть, что микроволновая маммография абсолютно безвредна, безболезненна и может применяться в любой возрастной группе. Важно также отметить, что микроволновая маммография выявляет в первую очередь быстрорастущие опухоли. В исследованиях, проведенных в [7] было показано, что тепловые изменения наступают не тогда, когда опухоль достигает определенных размеров, а на стадии, предшествующей злокачественному росту. У 80% пациентов, у которых по данным гистологии не было выявлено клеток рака, но были атипичные клетки, уже имелись существенные тепловые изменения. Это повышение температуры нельзя объяснить повышенным метаболизмом злокачественных клеток, поскольку они не были обнаружены в процессе гистологического исследования. Вместе с тем, факт повышения тепловой активности тканей при выраженной мастопатии известен каждому специалисту, который занимается микроволновой маммографией. Температура и плотность микроваскулярной сетиОригинальное объяснение этому явлению дают исследования японских ученых [18], которые наряду с инвазивным измерением температуры злокачественной опухоли и окружающих тканей, измеряли плотность микроваскулярной сети — основной параметр, характеризующий ангиогенез опухоли. На рисунке 4 по вертикальной оси отложено повышение температуры тканей окружающих опухоль по сравнению температурой в симметричных точках противоположной молочной железы. По горизонтальной оси плотность микроваскулярной сети — число микрососудов в одном квадратном сантиметре тканей окружающих опухоль. Измерения проводились с помощью электронного микроскопа. Взаимосвязь между температурой тканей, окружающих опухоль, и плотностью микроваскулярной сети
Рис.4 Видно, что повышение внутренней температуры тканей окружающих опухоль, хорошо коррелируют с плотностью микроваскулярной сети (MVDs). Таким образом, внутренняя температура может служить показателем ангиогенеза. Это очень важный вывод потому, что он подчеркивает, что повышение температуры тканей, окружающих опухоль, происходит при повышении плотности микроваскулярной сети. С другой стороны, в последние годы проведено большое число исследований плотности микроваскулярной сети при РМЖ и имеется большой экспериментальный материал, опираясь на который, можно судить о характере тепловых изменений внутренних тканей. В многочисленных исследованиях было показано, что рост опухоли зависит от ее способности формировать вокруг себя сосудистую сеть[19]. По мере роста опухоли клетки внутри нее отдаляются от источника питательных субстратов, необходимых для выживания и деления. В результате опухоль перестает расти, достигая стационарного объема (как правило, порядка Весьма интересна работа французского исследователя [25], который оценивал риск развития рака молочной железы у пациентов с доброкачественными патологиями в зависимости от плотности микроваскулярной сети. Известно, что фиброзно-кистозная мастопатия характеризуется сравнительно низкой вероятностью малигнизации. Согласно данным R. Page [26], относительный риск малигнизации (RR) у пациентов с фиброзно кистозной мастопатией составляет 1.9. При наличии атипичных изменений эта величина увеличивается до 5.3. Согласно данным [25] у пациентов с фиброзно-кистозной мастопатией и высокой плотностью микроваскулярной сети относительный риск малигнизации находится в пределах от 7 до 11 единиц. Это даже выше чем при атипичных изменениях. К сожалению, это пока единственное подобное исследование, но оно показывает, что плотность микроваскулярной сети, а, следовательно, и температура может повышаться на стадии предшествующей злокачественному росту. Это открывает широкие возможности для проведения профилактических осмотров с использование микроволновой маммографии. Данные Gautherie по динамическому наблюдению за пациентами с тепловыми изменениями и современные исследования Совместное использование микроволновой маммографии и рентген-маммографииИзвестно, что доля раков молочной железы, выявленных между раундами скрининга (т. н. интервальные раки) является одним из важных показателей его эффективности. В Англии маммографический скрининг проводится уже около 30 лет и в нем участвует более 75% приглашенных женщин. По данным Наблюдательного Совета по скринингу из 36 раков, выявленных в течение 10 лет наблюдения за одной тысячью женщин, во время скрининговых осмотров выявляется 20 раков и 16 раков выявляется между раундами скрининга. Таким образом, доля интервальных раков в Англии составляет 33% от всех выявленных раков [17]. Сопоставимые данные были получены в других странах. В рамках рандомизированных испытаний в HIP проекте в Нью-Йорке доля интервальных раков колебалась от 19% до 36% [27]. В Стокгольмских испытаниях доля интервальных раков изменялась от 25% до 46% в зависимости от возрастной группы [28, 29]. Особенно высок уровень интервальных раков в возрастной группе Мониторинг эффективности лечения мастопатии— одна из наиболее интересных областей использования микроволновой маммографииОгромный потенциал микроволновой маммографии заключается в оценке состояния молочных желез и в контроле за ходом лечения доброкачественных заболеваний. Малейшие изменения состояния молочных желез отражаются на тепловой активности тканей. Важно отметить, что тепловые изменения, в отличие от структурных, могут проявляться уже через ЗаключениеВ конце прошлого века инфракрасная термография была признана недостаточно эффективной для практического использования в маммологии. Этот факт, безусловно, сказывается на отношении специалистов к микроволновой маммографии. Но очевидно, что микроволновая маммография сделала огромный шаг вперед по сравнению с тепловидением, поскольку она позволила заглянуть вглубь молочной железы. Микроволновая маммография позволяет оценивать тепловые изменения как внутри молочной железы, так и на ее поверхности. Очевидно, что она не может заменить рентген-маммографию или УЗИ, поскольку она не дает информации о структурных изменениях молочной железы, которые крайне необходимы врачу. Вместе с тем, она может дать дополнительную «энергетическую» информацию о выраженности пролиферативных процессов, о тепловой активности ткани в «подозрительной» области. Эта информация во многих случаях может быть решающей при выработке тактики лечения. Безусловно, для понимания кинетики развития опухоли информация о ее энергетики крайне важна и микроволновая маммография позволяет с этой стороны взглянуть на процесс злокачественного роста. Литература
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||