Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Забунян Г.А. 1 Овсиенко П.Г. 1 Порханова Н.В. 1

---

1 ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

У 60 пациентов, наблюдали свечение в высокочастотном электрическом поле участков базально-клеточного рака кожи I - II стадии и у 60 рака губы I - II стадии. Диагноз был подтвержден гистологическим анализом удаленной опухоли. В стационаре, накануне операции, с согласия пациентов, с разрешения заведующего отделением у больных осуществляли газоразрядную визуализацию участков рака кожи и губы и аналогичных участков нормальной кожи на противоположной стороне. Газоразрядную визуализацию проводили при помощи сканера КЭЛСИ (разрешенного к применению на человеке) в течение 2 секунд. Свечение сканировалось, изображение увеличивалось встроенным в сканер микроскопом, регистрировалось фото-телекамерой и через устройство оцифровки видеосигнал поступал в слот компьютера. Компьютерная программа воспроизводила изображение на экране монитора, строила гистограммы яркостей свечения и гистограммы длин волн. Было установлено, что свечение охватывало всю зону очага и было разнородным по интенсивности. Интенсивность свечения участков рака кожи и губы по яркости превышало краевое свечение аналогичного здорового участка кожи на противоположной стороне на 92,6%, а по площади гистограммы яркостей на 180,9%. При спектральном анализе свечения участка рака кожи по сравнению со свечением аналогичного участка здоровой кожи длины волн на минимальной границе диапазона свечения уменьшились на 4,4%, а на максимальной границе диапазона свечения увеличились на 7,8%. Диапазон длин волн свечения увеличился на 120,4%. Таким образом, показана возможность визуализации участков базально-клеточного рака кожи и губы на ранних стадиях при помощи высокочастотного электрического поля, что будет способствовать улучшению диагностики данного заболевания на ранних стадиях.

Статья в формате PDF

265 KB

визуализация

свечение в высокочастотном электрическом поле

рак кожи и губы

1.Вакуловская Е.Г., Странников А.А., Таболиновская Т.Д., Кондратьева Т.Т. Фотодинамическая терапия у больных раком слизистой оболочки полости рта, ротоглотки и нижней губы // Сибирский онкологический журнал. – 2005. - №2 (14). – P. 13 – 17.

2.Ганцев Ш.Х., Старинский В.В., Рахматуллина И.Р. Амбулаторно-поликлиническая онкология. – ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 448 с.

3.Дарьялова С., Чиссов В. Руководство по онкологии. – МИА, 2008. – 904 с.

4.Иванова С.В., Кирпиченок Л.Н. Использование флуоресцентных методов в медицине // Медицинские новости. – 2008. - № 12. – С. 56 – 61.

5.Кучмий А.А., Ефимов Г.А., Недоспасов С.А. Методы молекулярной визуализации // Биохимия. – 2012. – Т.77. – вып. 12. – С. 1603 – 1620.

6.Меерович И.Г., Стратонников A.A., Рябова A.B., и др. Исследование оптического поглощения сенсибилизаторов в биологических тканях // Российский Биотерапевтический Журнал. – 2004. - Т.З, №3. – С. 37-42.

7.Смирнова З.С., Кубасова И.Ю., Вакуловская Е.Г., Ермакова К.В. Флуоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия при лечении злокачественных опухолей головного мозга // Российский биотерапевтический журнал. – 2006. - N 4. – С. 54-63

8.Сорокин О. В. , Абрамов В. В., Куликов В. Ю.,. Коротков К. Г Газоразрядные характеристики пролиферативной активности мононуклеаров // Медицина и образование в Сибири. – 2009. - № 4 – С. 1 – 13.

9.Чебнер Брюс Э., Линг Томас Дж., Лонго Дэн Л. Руководство по онкологии. MedLit-Port.ru, 2011. – 656 с.

10.Vander Heiden M.G., Cantley L.C., Thompson C.B. (2009). Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. // Science. - 2009. – V. 324. – P. 1029–1033.

Рак кожи является одним из наиболее распространенных опухолей. В общей структуре онкологических заболеваний по частоте встречаемости злокачественные опухоли кожи занимают 3-е место. Среди злокачественных новообразований кожи наиболее часто встречается базальноклеточный рак, значительно реже - плоскоклеточный рак, меланома, и опухоли, развивающиеся из придатков кожи.

В структуре всех злокачественных новообразований рак нижней губы составляет 1,5%. В структуре онкологической заболеваемости рак губы находится на 8-9-м месте [2].

Поэтому особую актуальность приобретает ранняя диагностика с использованием скрининговых методов для активного выявления предраковых заболеваний слизистой оболочки рта и кожи и начальных стадий бессимптомного рака.

Больший потенциал в обнаружении ранних форм рака показал метод флуоресцентной диагностики [4]. Метод флуоресцентной диагностики злокачественных опухолей основан на изучении двух феноменов: 1) различий в интенсивности и спектральном составе собственной флуоресценции здоровой и опухолевой ткани, 2) способности ряда препаратов (фотосенсибилизаторов) избирательно накапливаться в ткани злокачественного новообразования и возможности их обнаружения по характерной флуоресценции (свечению). Среди последних существенную роль играют методы, в основе которых лежит феномен селективного накопления порфиринов в пролиферирующих тканях. Здесь широко известны в настоящее время методы оптической диагностики с использованием экзогенных (вводимых принудительно) препаратов порфиринового ряда (фотофрин, фотосенс), либо препаратов, стимулирующих повышенную выработку порфиринов в организме (на основе аминолевулиновой кислоты) [5]. Все эти препараты токсичны и их применение обосновано лишь при серьёзных показаниях. Недостатками метода является влияние фотосенсибилизатора на организм, длительность ожидания, связанная с избирательным накоплением фотосенсибилизатора [7].

Существует другая группа оптических методов диагностики, нетребующие применения каких-либо фармакологических препаратов, использующие явление флуоресценции веществ, естественно находящихся в организме - аутофлуоресцентные методы [6].

Эти методы основаны на определении пространственного распределения в тканях естественных маркеров пролиферативной активности - эндогенных порфиринов, по их характерной флуоресценции, индуцированной лазером.

Среди эндогенных флуорохромов порфирины имеют в видимой области спектра наиболее длинноволновые полосы флуоресценции. Это позволяет путём соответствующего выбора длины волны возбуждающего излучения селективно возбуждать только эндогенные порфирины. При прочих равных условиях интенсивность флуоресцентного сигнала пропорциональна приведённой к поверхности концентрации возбуждённых флуорохромов. Благодаря свойству эндогенных порфиринов накапливаться в делящихся клетках, появляется возможность визуализировать зоны роста тканей. Недостатком этого метода является малая чувствительность [1].

Цель исследования - повышение эффективности ранней диагностики рака кожи и губы путем анализа свечения опухоли в высокочастотном электрическом поле.

Материалы и методы исследования

Наблюдения были выполнены на базе отделения № 4 «Опухолей головы и шеи» Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Клинический онкологический диспансер №1» Министерства здравоохранения Краснодарского края на 60 больных с базально-клеточным раком кожи I - II стадии и 60 больных с раком губы I - II стадии

Первоначально пациенты с жалобами на появление на поверхности кожи или губы эрозии, бляшки или узла обращались в поликлинику. Предварительный диагноз ставился на основании цитологического анализа мазка или соскоба.

В стационаре, накануне операции, с согласия пациентов, с разрешения заведующего отделением у пациентов в течение 2 секунд осуществляли газоразрядную визуализацию участков с раком кожи и с раком губы и аналогичных участков нормальной кожи и губы. Газоразрядную визуализацию участков кожи человека осуществляли в течение 2 секунд сканером КЭЛСИ созданным многопрофильным предприятием «ЭЛСИС» (г.Санкт-Петербург»), разрешенным к применению на коже и губе человека. Свечение сканировалось, увеличивалось встроенным в сканер микроскопом, регистрировалось фото-телекамерой (до 1000 кадров/сек; разрешающая способность 2048х1536) и через устройство оцифровки видеосигнала поступало в слот компьютера. Компьютерная программа воспроизводила изображение на экране монитора в виде снимков и видеоролика, строила гистограммы яркостей свечения и гистограммы длин волн. Анализировали гистограммы яркостей краевого свечения участков рака кожи и рака губы, площадь гистограмм яркостей, гистограммы длин волн краевого свечения (границы диапазона, диапазон).

Диагноз рака кожи и рака губы был подтвержден результатами гистологического анализа удаленной опухоли.

Статистический анализ результатов исследования был проведен с использованием программ: «STATISTIKA 6,0 for Windows» За достоверные различия в сравнении средних величин брали t-критерий Стьюдента при р<0,05. Определяли коэффициент парной корреляции.

Полученные результаты и их обсуждение

У всех наблюдаемых пациентов в высокочастотном электрическом поле наблюдалось краевое свечение как здоровых участков кожи, так и базилом - эффект Кирлиана. Однако, наряду с краевым свечением внутри базилом в высокочастотном электрическом поле появлялись очаги свечения.

Сравнение краевого свечения здоровых участков кожи и внутреннего свечения базилом представлено в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение значений краевого свечения здоровых участков кожи и внутреннего свечения базилом кожи (M±m)

При одинаковой площади участка здоровой кожи и базиломы, за счет возникающих в высокочастотном электрическом поле очагов свечения, яркость свечения базиломы была на 56,5% больше яркости краевого свечения участка здоровой кожи.

Диапазон длины волн свечения при базиломе был меньше диапазона краевого свечения на 66,0% за счет меньшей на 20,8% максимальной границы диапазона длины волн. Медиана длин волн свечения базиломы в высокочастотном электрическом поле была на 15,7% меньше, чем медиана краевого свечения.

Значения параметров внутреннего и краевого свечения губы приведены в таблице 2.

Яркость свечения раковой опухоли губы превышала яркость свечения такого же по площади здорового участка губы на 90,6% за счет внутреннего свечения.

Диапазон длины волн свечения рака губы был меньше диапазона краевого свечения здорового участка рака губы 60,9% за счет меньшей на 19,9% максимальной границы диапазона длины волн. Медиана длин волн свечения рака губы в высокочастотном электрическом поле была на 9,8% меньше, чем медиана краевого свечения здорового участка губы.

Таблица 2

Значения параметров краевого свечения здоровых участков губы и внутреннего свечения рака губы (M±m)

Таким образом, свечение базиломы кожи и рака губы в высокочастотном электрическом поле по сравнению со здоровым участком кожи характеризуется увеличением яркости свечения и смещением медианы длины волн в сторону фиолетового цвета спектра видимого излучения.

Это, по всей видимости, связано с метаболизмом раковых клеток. Как известно, нормальные дифференцированные клетки в присутствии кислорода в качестве основного источника энергии используют трёхэтапный процесс утилизация глюкозы: гидролиз высокомолекулярных органических соединений; гликолиз; окислительное фосфорилирование и цикл Кребса. У раковых клеток наблюдается эффект Пастера - подавление гликолиза дыханием в присутствии достаточного количества кислорода. Гликолиз в качестве основного источника энергии здоровые клетки используют только в анаэробных условиях; митохондрии у них располагаются кластерами вокруг ядра. Отличительными чертами обмена опухолевых клеток, наоборот, являются высокий уровень гликолиза и низкий уровень дыхания. Большинство раковых клеток производят лактат - характерный продукт анаэробного гликолиза при недостатке кислорода [10].

С другой стороны, были установлены газоразрядные особенности фенотипически разных клеточных популяций. Выявлена связь между метаболической активностью клеток и параметрами оптико-электронной эмиссии [8]. Совокупность этих фактов свидетельствует, что наблюдаемое свечение базилом и рака губы связано с увеличением в раковых клетках энергетического обмена.

Вывод. Безвредность метода визуализации, возможность получения новой информации свидетельствуют о необходимости его использования для повышения эффективности ранней диагностики рака кожи и губы путем анализа свечения опухоли в высокочастотном электрическом поле.

Рецензенты:

Каде А.Х., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой общей и клинической патофизиологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Краснодар;

Сапсай Е.В., д.м.н., профессор, профессор кафедры биологии с курсом медицинской генетики Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Краснодар.

Библиографическая ссылка