СПОСОБ ИНФРАКРАСНОГО СКРИНИНГА НОВООБРАЗОВАНИЙ МОЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗ
METHOD FOR INFRARED SCREENING OF BREAST GROWTHS

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для массовой профилактики злокачественных новообразований молочной железы путем ее инфракрасной термографии.
Известен способ инфракрасной томографии мультицентричного рака молочной железы у женщин, основанный на оголении груди и установке пациентки грудью в сторону исследователя, выборе железы, на измерении локальной температуры кожи молочной железы, выявлении общей или локальной гипертермии в коже молочной железы, патологической васкуляризации и деформации контура молочной железы, определении числового выражения этих симптомов и выдаче заключения о злокачественной опухоли в случаях, когда сумма числовых градаций превышает пороговое значение (Керимов Р.А. Возможности диагностики мультицентрического рака молочной железы. Маммология. 2006. №4. (http://netoncology.ru/press/articles/561/631/) (дата обращения 14.01.2014).
Недостатком способа является низкая эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения, поскольку способ не предусматривает точную оценку равномерности охлаждения и нагревания кожи каждой молочной железы, теплопроводящей способности подкожно-жировой клетчатки и более глубоких тканей молочной железы, выявление «холодных» новообразований, участков локальной гипотермии в молочной железе, скрининг доброкачественных опухолей молочной железы при массовом обследовании женщин, применение во время миозита, перелома ребер, плеврита, пневмонии, перикардита, миокардита, бронхита, гриппа, ОРЗ и других воспалительных процессах, сопровождающихся гипертермией грудной клетки и/или лихорадкой и общей гипертермией, сопровождающихся повышением температуры молочной железы, применение у больных тиреотоксикозом, применение у мужчин и у детей, применение у пациентов без патологической васкуляризации и деформации контура молочной железы. Дело в том, что общая и/или локальная гипертермия, патологическая васкуляризация и деформация контура молочной железы выявляются только при бурно растущих злокачественных опухолях и при их критических стадиях развития. В то же время, до критической стадии развития злокачественная опухоль может не вызывать выраженную общую и локальную гипертермию, более того, опухоль может быть первоначально доброкачественной и в этот период она также не сопровождается общей и локальной гипертермией молочной железы. К тому же известный способ предназначен для выявления новообразований в молочной железе только у женщин, более того, способ предназначен для выявления только определенной злокачественной опухоли, а именно мультицентричного рака молочной железы. Однако новообразования в молочных железах могут быть и у мужчин.
Известен способ микроволновой радиотермометрической диагностики рака молочной железы, проводимой только у женщин с 6 по 10-й день менструального цикла, включающий оголение груди и установку пациентки грудью в сторону исследователя, выбор железы, измерение температуры молочной железы в 8-ми точках и температуры в 2-х точках передне-верхней поверхности груди при температуре окружающей среды 18-25°C после акклиматизации пациентки в указанных условиях в течение 10-15 минут, основанный на выявлении общей или локальной гипертермии молочной железы и заключении о наличии рака при дополнительном наличии очаговой термоассиметрии (Вайсблат А.В., Веснин С.Г., Конкин М.А., Лащенков А.В., Тихомирова Н.Н. Использование микроволновой радиотермометрии в диагностике рака молочной железы. (http://www.radiometry.ru/radiometry/books/upload1/8/cancer.htm) (дата обращения 14.01.2014).
Недостатком способа является низкая эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения, поскольку способ не предусматривает точную оценку равномерности охлаждения кожи каждой молочной железы при равномерном искусственном съеме температуры, оценку равномерности восстановления температуры кожи молочной железы после кратковременного съема тепла, оценку теплопроводящей способности подкожно-жировой клетчатки и более глубоких тканей молочной железы, выявление «холодных» новообразований, участков локальной гипотермии в молочной железе, не предусматривает экспресс-диагностику, скрининг доброкачественных опухолей молочной железы при массовом обследовании женщин, применение во время миозита, перелома ребер, плеврита, пневмонии, перикардита, миокардита, бронхита, гриппа, ОРЗ и других воспалительных процессах, сопровождающихся гипертермией грудной клетки и/или лихорадкой и общей гипертермией, вызывающих повышение температуры молочной железы, а также не предусматривает применение у больных тиреотоксикозом, у мужчин и у детей, у пациентов без термоассиметрии в молочной железе и в темном помещении при полной темноте. Дело в том, что общая и/или локальная гипертермия молочной железы позволяет выявлять только злокачественные опухоли и только при их бурном росте, либо позволяет выявлять гнойно-воспалительные процессы, но не позволяет выявлять «холодные» новообразования (кисты, липомы и другие доброкачественные опухоли). К тому же, известный способ позволяет выявлять злокачественные опухоли и воспалительные процессы только у женщин и только в помещении при температуре окружающей среды 18-25°C, а также только после предварительного нахождения каждой женщины с открытой грудью в этом помещении 10-15 минут и после ее акклиматизации в нем, а также только при наличии полной освещенности молочных желез и грудной клетки женщины, что исключает применение способа для экспресс-выявления новообразований в молочных железах при массовом обследовании мужчин и женщин.
Известен способ диагностики рака молочной железы путем оголения груди, установки пациентки грудью в сторону исследователя, выборе железы, ультразвукового исследования молочной железы, последующего применения окситоцина в дозе 5 ЕД перорально и затем через 1 мин повторного ультразвукового исследования железы, анализа полученных данных и выдачи заключения о раке молочной железы по характеру изменения контуров патологического образования в молочной железе и ее внутренней структуры (RU 2185778).
Недостатком способа является низкая эффективность, безопасность, точность и узкая сфера применения, поскольку способ не предусматривает выявление доброкачественных новообразований в обеих молочных железах, противопоказан к применению у мужчин, детей и у женщин во время беременности, лактации и менструальных кровотечений, а также не предназначен для повторного, многократного ежедневного применения у женщин и для экспресс-диагностики новообразований при массовом скрининговом обследовании мужчин, женщин и детей. Дело в том, что окситоцин представляет собой «женское» лекарство, более того, это гормональное лекарственное средство, относящееся к тонизирующим маточным средствам. Поэтому окситоцин в дозе 5 ЕД противопоказан детям и мужчинам, поскольку введение окситоцина детям под язык в дозе 5 ЕД может вызвать у них ларингоспазм и бронхоспазм, а введение мужчинам может вызвать у них гипертонический криз и инсульт. Такие осложнения могут проявиться наиболее вероятно у больных бронхиальной астмой и у больных гипертонической болезнью (соответственно).
Задачей изобретения является повышение эффективности, безопасности, точности и расширение сферы применения за счет точного выявления неравномерности изменения температуры кожи каждой молочной железы до, во время и после кратковременного ее обдувания воздухом и получения дополнительной информации о термоассиметрии кожи в области проекции объекта, имеющего измененную теплопроводность или теплопродукцию.
Техническим результатом является проведение массовой и своевременной диагностики рака молочных желез за счет расширения сферы применения, повышения эффективности, точности и безопасности выявления новообразований молочных желез в условиях меняющейся температуры их кожи, исключающих позднюю диагностику рака молочной железы, диссеминацию злокачественных клеток, генерализацию процесса и смерть пациентов от неизлечимых стадий рака.
Сущность способа инфракрасного скрининга новообразований молочных желез, включающего оголение груди и установку пациента грудью в сторону исследователя, выбор железы, исследование динамики ее лучевых свойств в инфракрасном диапазоне спектра излучения тканей с определением температуры кожи и свойств внутренней структуры молочной железы при воздействии холодной окружающей среды, производство термограмм, выявление общего и локального изменения температуры в коже молочной железы, анализ полученной информации и выдачу заключения о наличии опухоли при наличии очаговой термоассиметрии, заключается в том, что пациента устанавливают полубоком, выбирают для исследования наиболее удаленную молочную железу, определение температуры и свойств внутренней структуры железы проводят методом инфракрасной термографии, осуществляемой до, во время и после обдувания молочной железы потоком воздуха при температуре ниже температуры ее поверхности, в качестве аппарата лучевой диагностики используют тепловизор с функцией изображения молочной железы на экране в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26-+37°C, в качестве обдувающего устройства используют бытовой фен с функцией создания равномерного потока холодного воздуха, обдувают железу с расстояния 5-15 см с интенсивностью потока воздуха, обеспечивающего в срок от 10 до 60 секунд понижение температуры кожи железы на несколько градусов в диапазоне проводимого исследования, при наличии участка с локальной гипо- или гипертермией производят термографический снимок железы, конкретизируют его форму, размер и локализацию, анализируют данные и выдают заключение о наличии новообразования, о его форме, размере, месте локализации в молочной железе и о низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции соответственно, а при равномерности температуры поверхности молочной железы выдают заключение об однородности структуры железы, после чего проводят исследование второй молочной железы.
При этом определение температуры и свойств внутренней структуры железы методом инфракрасной термографии обеспечивает высокую точность, безопасность и эффективность способа за счет высокой чувствительности метода, его абсолютной бесконтактности, безвредности для молочной железы и всего организма, а также за счет независимости метода от степени освещенности молочной железы, груди испытуемого и помещения. Использование в качестве аппарата лучевой диагностики тепловизора с функцией изображения молочной железы на экране в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26-+37°C обеспечивает высокую точность и скорость способа, поскольку в виде цветной картины всей видимой поверхности молочной железы информирует о локальной температуре каждого участка кожи в реальном времени, что позволяет моментально анализировать информацию и выдавать заключение о наличии новообразований в молочной железе.
Осуществление инфракрасной термографии поочередно двух молочных желез в положении, когда исследуемая железа является наиболее удаленной от исследователя, обеспечивает высокую эффективность, безопасность и точность, поскольку исключает преждевременное начало охлаждения второй железы, переохлаждение груди пациента и простудное заболевание. Осуществление инфракрасной термографии до, во время и после обдувания молочной железы потоком воздуха при температуре ниже температуры ее поверхности обеспечивает повышение сферы применения, точности и эффективности способа, так как позволяет выявлять общую и локальную гипер- и гипотермию, а также оценивать равномерность остывания и нагревания поверхности молочной железы, связанную с локальной теплопроводностью и теплопродукцией. В частности, осуществление инфракрасной термографии до обдувания позволяет выявлять изначально имеющуюся общую или локальную гипер- и/или гипотермию молочной железы, связанную с наличием в ней соответственно «горячих» или «холодных» новообразований (узлов, опухолей, кист и т.д. и т.п.). Осуществление инфракрасной термографии во время обдувания молочной железы потоком воздуха при температуре ниже температуры ее поверхности позволяет оценивать равномерность остывания кожи молочной железы и выявлять участки кожи на всей видимой поверхности железы с измененной интенсивностью теплоотдачи в связи с изменением структуры кожи, подкожно-жировой клетчатки и ткани молочной железы вследствие новообразований. В свою очередь, осуществление инфракрасной термографии после обдувания молочной железы потоком воздуха при температуре ниже температуры ее поверхности позволяет оценивать равномерность повышения температуры всей видимой поверхности кожи, которая связана с теплопроводностью и теплопродукцией кожи, подкожно-жировой клетчатки и внутренних тканей молочной железы и меняется при наличии новообразований. Помимо этого, обдувание дальней железы со стороны ближней железы исключает преждевременное начало охлаждения очередной молочной железы, переохлаждение груди и простудное заболевание.
Осуществление непрерывной регистрации температуры поверхности молочной железы методом инфракрасной термографии, проводимой до, во время и после ее обдувания холодным воздухом, обеспечивает расширение сферы применения, высокую эффективность и точность способа, поскольку позволяет выявить участок кожи с измененной температурой как в норме, так и во время ее охлаждения и нагревания, происходящего при конвекции тепла из глубины железы. При этом равномерность повышения температуры кожи определяется равномерностью теплопроводности и теплопродукции в ткани молочной железы, то есть равномерностью ее структуры. Причем наличие в железе объекта с более высокой теплопроводностью и/или теплопродукцией ускоряет согревание кожи в области проекции этого объекта и наоборот. Своевременное выявление начала охлаждения и согревания кожи необходимо для последующего усиления внимания к оценке ее температуры и для подготовки к точной и качественной регистрации (качественному фотографированию) в наиболее информативный момент, обеспечивающий наиболее качественную визуализацию разнородности температуры из-за наступления момента наиболее яркого термоконтрастирования.
Обдувание железы с расстояния 5-15 см с интенсивностью потока воздуха, обеспечивающего в срок от 10 до 60 секунд понижение температуры кожи железы на несколько градусов в диапазоне проводимого исследования, обеспечивает высокую эффективность, безопасность и точность способа, поскольку обдувание с расстояния менее 5 см уменьшает размер площади обдуваемой поверхности менее площади поверхности молочной железы и не создает равномерность охлаждения всей видимой поверхности молочной железы, а обдувание с расстояния, превышающего 15 см, увеличивает площадь охлаждения более необходимой, нарушает точность охлаждения и ведет к преждевременному охлаждению очередной железы и уменьшает оптимальную интенсивность теплосъема с молочной железы. Обеспечение в срок от 10 до 60 секунд понижения температуры кожи молочной железы на несколько градусов в диапазоне проводимого исследования, а именно +26-+37°C, исключает использование воздушного потока с чрезмерно высокой и с чрезмерно низкой охлаждающей активностью. Дело в то, что обдувание молочной железы холодным воздушным потоком, способным охладить ее до +26°C за срок менее 10 секунд, может вызвать простудное заболевание, рефлекторное изменение кровоснабжения в тканях молочной железы, что снизит безопасность способа. Обдувание молочной железы потоком воздуха, не способным ее охладить на несколько градусов за срок 60 секунд, снижает скорость и эффективность способа.
Использование в качестве обдувающего устройства бытового фена с функцией создания равномерного потока холодного воздуха обеспечивает простоту, высокую безопасность и точность способа за счет применения проверенного и безопасного прибора по прямому назначению.
Наличие в коже молочной железы участка с локальной гипо- или гипертермией, конкретизация его формы, размера и места локализации, а также анализирование этих данных позволяет выдавать заключение о форме, размере и месте локализации в щеке участка соответственно с низкой или высокой теплопроводностью и теплопродукцией, поскольку кожа железы в области проекции гипо- или гипертеплопроводного, равно как и холодного или горячего очага нагревается по-другому, чем соседние области кожи. В частности, при наличии внутри железы объекта с относительно высокой теплопроводностью и теплопродукцией (например, злокачественной опухоли) передача тепла на кожу железы в месте ее проекции ускорится и усилится, поэтому в этом месте разовьется очаг локальной гипертермии. С другой стороны, при наличии внутри железы объекта с относительно низкой теплопроводностью и теплопродукцией (например, кисты) передача тепла на кожу железы в месте его проекции замедлится и уменьшится, поэтому в этом месте разовьется очаг локальной гипотермии.
Проведение исследования второй молочной железы после завершения исследования первой железы расширяет сферу применения и повышает эффективность и точность способа, поскольку позволяет с такой же высокой чувствительностью в сравнимых условиях выявлять неравномерность температуры поверхности второй молочной железы до, во время и после ее обдувания воздухом в короткий и оптимальный промежуток времени после начала применения способа.
Способ осуществляют следующим образом.
Выбирают помещение для исследования с температурой воздуха ниже температуры поверхности молочных желез ожидаемых пациентов. Приглашают в это помещение пациента на экспресс-диагностику новообразований в молочных железах, получают у него добровольное информированное согласие на инфракрасное исследование температуры его молочных желез. Для экспресс-диагностики в качестве аппарата лучевой диагностики используют тепловизор с функцией изображения молочной железы на экране в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26-+37°C. Просят пациента раздеться до пояса, оценивают возраст пациента, массу тела и размеры площади его желез, устанавливают пациента полубоком грудью по направлению к исследователю, включают бытовой фен в электрическую сеть, включают включатель вентилятора фена и включатель интенсивности его работы, выбрав нужную интенсивность, исходя из возраста, массы, размеров пациента и величины площади его молочных желез. После этого выбирают у пациента для исследования молочную железу, наиболее удаленную от исследователя. Затем врач начинает производить непрерывное определение динамики температуры поверхности этой железы по изменению ее цвета на экране тепловизора в инфракрасном диапазоне спектра излучения тканей, в процессе термографии врач выбирает оптимальный ракурс и делает первый снимок. Затем продолжает непрерывную инфракрасную термографию выбранной железы, дает команду медицинской сестре для начала обдувания этой железы потоком воздуха комнатной температуры и продолжает наблюдение за динамикой локальной температуры и цвета в цветном изображении железы на экране тепловизора в интервале времени не менее 10 секунд вплоть до момента появления неравномерности температуры кожи железы либо до понижения температуры кожи на несколько градусов, не допуская охлаждения ниже +26°C, в срок до 60 минут. В том или ином случае врач производит второй термографический снимок. После этого врач дает команду медицинской сестре для прекращения обдувания железы потоком воздуха и для выключения фена и продолжает изучать динамику температуры этой железы вплоть до нормализации температуры ее кожи или до выявления момента максимальной неравномерности температуры ее кожи. В том и другом случае врач производит третий цветной инфракрасный снимок железы. Затем сравнивают термограммы друг с другом и при равномерности температуры поверхности молочной железы выдают заключение об однородности структуры железы, а при наличии участка с относительной гипертермией или гипотермией конкретизируют его форму, размер и локализацию, анализируют данные и выдают заключение о наличии новообразования, о его форме, размере, месте локализации в молочной железе и о низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции соответственно, после чего проводят исследование второй молочной железы.
Пример 1. При массовом профилактическом скрининге новообразований молочных железе у работников уранового производства организовали обследование в помещении поликлиники завода с температурой воздуха +25°C. Среди прочих пациентов поступила пациентка П. в возрасте 45 лет с жалобами на болезненное уплотнение в правой молочной железе и с подозрением на злокачественное новообразование молочной железы, поскольку несколько лет назад у ее мамы аналогичным образом была выявлена злокачественная опухоль молочной железы. При клиническом осмотре пациентки выявлено, что левая молочная железа болезненная, без уплотнений, правая молочная железа имеет общую и локальную болезненность, внутренняя структура обеих желез не связана с кожей и с окружающими тканями, в правой железе пальпируется очень болезненное уплотнение размером около 2-х см, также не связанное с кожей. Предварительный диагноз: новообразование в правой молочной железе. Для уточнения диагноза было предложено провести микроволновую радиотермометрическую диагностику рака молочной железы по известному способу. Однако пациентка сообщила о том, что в настоящее время у нее 2-й день менструального кровотечение, поэтому применение известного метода является противопоказанным.
В связи с этим ей был предложен разработанный способ инфракрасного скрининга новообразований молочных желез. После разъяснения безопасности данного способа и получения у пациентки информированного добровольного согласия на термотепловизорную диагностику молочных желез был применен разработанный способ. Для этого попросили пациентку оголить грудь, установили пациентку левым полубоком грудью в сторону исследователя, выбрали для исследования правую молочную железу, поскольку она оказалась более удаленной от исследователя, чем левая молочная железа. С помощью тепловизора марки NEC TH91XX (США) с функцией изображения молочной железы на экране тепловизора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26-+37°C, начали определение температуры и свойств внутренней структуры правой молочной железы методом инфракрасной термографии в инфракрасном диапазоне спектра излучения в диапазоне температур +26-+37°C и сделали первый снимок. В качестве обдувающего устройства использовали бытовой фен «ROWENTA» (AC MOTOR, elite MODEL LOOK) с функцией создания равномерного потока холодного воздуха. Оценили возраст пациентки (45 лет), массу ее тела (60 кг) и размеры ее груди и молочных желез (объем грудной клетки 80 см и размер чашки железы 2-й) как средний вариант. Поэтому включили бытовой фен в электрическую сеть, включатель вентилятора фена, регулятор температуры воздуха в положении, исключающем нагревание воздуха, и регулятор интенсивности его работы, выбрав 2-е положение, исходя из возраста, массы, размеров пациентки и величины площади ее молочных желез. Врач начал проводить непрерывное определение динамики температуры поверхности правой молочной железы по изменению ее цвета на экране тепловизора в инфракрасном диапазоне спектра излучения тканей. Через 5 секунд в процессе термографии врач выбирал оптимальный ракурс и сделал первый снимок. Затем продолжили непрерывную инфракрасную термографию правой молочной железы и врач дал команду медицинской сестре для начала обдувания этой железы потоком воздуха комнатной температуры. Для этого установили сопло фена на расстояние 10 см от правой молочной железы с потоком воздуха в ее сторону и начали равномерное ее обдувание. При этом врач продолжил наблюдение за динамикой локальной температуры и цвета в цветном изображении железы на экране тепловизора. Через 60 секунд от начала обдувания воздухом температура кожи железы снизилась до +27°C и до этого момента температура кожи железы оставалась равномерной по всей ее площади. Врач произвел второй термографический снимок. После этого врач дал команду медицинской сестре для прекращения обдувания железы потоком воздуха и для выключения фена, и продолжил изучение динамики температуры этой железы. Через 10 секунд в верхне-внутреннем квадранте (в районе 2-х часов) начал выявляться очаг с относительной гипотермией размерами 1,5×2,0 см (температура в нем была на 0,7°C ниже температуры других областей кожи молочной железы). Через 15 секунд была установлена максимальная контрастность температур кожи в этих областях и поэтому в этот момент был произведен третий снимок железы. После этого сравнили термограммы друг с другом, окончательно установили наличие в правой молочной железе участка с относительной гипортермией, конкретизировали его форму, размер и локализацию, проанализировали данные и выдали заключение о наличии в правой молочной железе доброкачественного новообразования размером 1,5×2,0 см в районе 2-х часов (по виртуальному циферблату) с низкой теплопроводностью и теплопродукцией.
После этого провели аналогичное исследование второй молочной железы и выдали заключение о равномерности ее структуры и об отсутствии в ней новообразования.
После этого был проведен углубленный анамнез, в результате которого установили, что в июле пациентка была на сенокосе, во время которого получила укус насекомого в верхне-внутренний квандрант правой молочной железы. На основании результатов примененного способа инфракрасного скрининга новообразований молочных желез и полученного сообщения был выставлен окончательный диагноз: последствия укуса насекомого в правой молочной железе.
Проведенное в последующем наблюдение за данной пациенткой в течение месяца подтвердило правильность диагноза. Локальная болезненность и уплотнение в правой молочной железе исчезли.
Таким образом, на основании результатов, полученных с помощью предложенного способа инфракрасного скрининга новообразований молочных желез, был установлен диагноз, правильность которого затем была подтверждена амбулаторным наблюдением. Дальнейшее наблюдение за пациенткой показало восстановление здоровья и подтвердило отсутствие опухоли в правой молочной железе. Наличие у пациентки менструального кровотечения подтвердилось и через 5 дней ее скринингового обследования прекратилось естественным образом. Через 12 месяцев пациентка поступила в родильный дом с нормальным сроком беременности для физиологических родов. Роды состоялись в срок 39 недель, они завершились рождением здоровой девочки. Период лактации продолжался без патологических особенностей в обеих молочных железах.
Следовательно, предложенный способ инфракрасного скрининга новообразований молочных желез повышает точность, безопасность и эффективность применения методики инфракрасной диагностики молочных желез за счет точного выявления неравномерности изменения температуры кожи каждой молочной железы до, во время и после кратковременного ее обдувания воздухом и получения дополнительной информации о термоассиметрии кожи в области проекции объекта, имеющего измененную теплопроводность или теплопродукцию и исключения поздней диагностики рака молочной железы, диссеминации злокачественных клеток, генерализации рака и смерти пациентов от неизлечимых стадий рака.
Кроме этого, заявленный способ расширяет сферу применения, поскольку обеспечивает безопасную лучевую диагностику у женщин во время менструальных кровотечений, у беременных женщин, у детей и мужчин, а также при необходимости непрерывного мониторинга и многократной повторной лучевой диагностики.
Изобретение обеспечивает расширение сферы применения, повышение точности, безопасности и эффективности методики за счет точного выявления неравномерности изменения температуры кожи каждой молочной железы до, во время и после кратковременного ее обдувания воздухом и получения дополнительной информации о термоассиметрии кожи в области проекции объекта, имеющего измененную теплопроводность или теплопродукцию.