МОЖЛИВОСТІ КОНТАКТНОЇ ЦИФРОВОЇ ТЕРМОГРАФІЇ У РАННІЙ ДОКЛІНІЧНІЙ ДІАГНОСТИЦІ РАКУ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ

ВСТУП

Протягом десятиліть продовжуються дискусії з приводу застосування методу інфрачервоної термографії (ТГ), який має як своїх послідовників, так і опонентів, для діагностики онкологічних захворювань. Метод приваблював своєю нешкідливістю для пацієнтів та персоналу. Сумніви ж щодо його ефективності з’явилися, в першу чергу, в результаті низької якості аналогових тепловізорів перших поколінь, а також неналежного позиціювання ТГ в медичній діагностиці. Вважалося, що ТГ як метод візуалізації конкуруватиме з рентгенівською мамографією і ультрасонографією (УЗД). Ця концепція не є правильною, тому що останні дві методики реє- струють структурні зміни, а ТГ — термофізіологічні, що обумовлені зміненнями кровообігу та метаболізму тканин на дільницях молочних залоз (МЗ) [1, 2]. Другою причиною сумнівів в ефективності ТГ був більший, ніж у інших методів, відсоток хибнопозитивних висновків. Так, на думку C.M. Feasey та ін. [3], за допомогою ТГ неможливо відрізнити жінок з доброякісними та злоякісними захворюваннями.

E.E. Sterns та ін. [4] вважають, що ТГ — недостатньо точний спосіб для використання в рутинній ді- агностиці раку молочної залози (РМЗ). На низьку чутливість методу ТГ вказують S. Ciatto та ін. [5, 6]. З іншого боку, більшість авторів, які мають велику кількість обстежених за допомогою ТГ, доводять цінність методу у скринінгу в якості прогностичного фактора [7–11]. M. Gautherie та ін. [9, 12] довели, що ТГ відіграє значну роль у відборі пацієнтів з підозрою на РМЗ. Автори спостерігали протягом п’яти років жінок з аномальними термограмами, у яких не було виявлено патології іншими методами (фізикальне обстеження, мамографія, УЗД). Більше однієї третини пацієнток цієї групи захворі- ли на РМЗ, що було підтверджено гістологічним дослідженням. Причому при більш виражених термографічних аномаліях відмічали більш агресивні пухлини. R. Amalric та ін. [13] спостерігали зростання частоти раку до 38% у групі жінок з хибнопозитивними висновками (порівняно з 5% у групі жінок з нормальною термограмою). Автори роблять висновок, що хибнопозитивні термограми вказують на високий ризик розвитку раку. Найбільш повно можливості дистанційної інфрачервоної ТГ в мамології представлені в огляді W.C. Amalu [2], де узагальнені дані термографічного обстеження 300 тис. жінок більш ніж за 30-річний термін. Зроблено висновок, що стійка аномальна термограма як індикатор ризику майбутнього розвитку раку свідчить про зростання цього ризику більше ніж у 20 разів, і є важливішою, ніж наявність спадкового фактора ризику. ТГ МЗ спроможна виявити перші ознаки формування РМЗ на кілька років раніше, ніж методики, що базуються на реєстрації структурних змін. Значний внесок у розвиток ТГ зробили вітчизняні вчені О.Ф. Возіанов, Л.Г. Розенфельд [14–16]. Останнім часом було розроблено сучасний вітчизняний інфрачервоний матричний термограф і проведено його успішні випробування [17–19]. З точки зору ранньої діагностики РМЗ показовий результат наведено в роботі Ю.П. Дєгтярьова та ін.[19]. За три роки до клінічної верифікації пухлини традиційними методами у хворої спостерігалася стабільна гіпертермічна зона на поверхні залози саме в місці розташування «проекції» майбутньої пухлини. Така термограма зазвичай вважалася хибнопозитивною. Іншим термографічним методом діагностики, який розвивався паралельно з інфрачервоною ТГ, є електронна контактна ТГ. В цьому методі мапи розподілу температури на поверхні тіла отримуються за допомогою термоперетворювачів «температура/електричний сигнал», що знаходяться в безпосередньому контакті з обраною ділянкою тіла. До останнього часу в таких приладах застосовувалися поодинокі датчики, які послідовно контактували із заданою точкою шкіри [20–21]. Температурні мапи відтворювалися за допомогою інтерполяційних математичних програм по обмеженій кількості точок і не могли надійно фіксувати локалізацію та форму аномальних термічних зон. Це головний недолік приладів [20–21].

Якісний прорив у результативності контактної ТГ здійснився після розробки приладів з матричними сканерами на основі мініатюрних мікропроцесорних (інтелектуальних) перетворювачів «температура/цифровий код», а також розробки методики їх застосування, атестації та повірки [22–27]. Досвід застосування цифрової контактної ТГ в мамологічній практиці показав її високу інформативність, особливо при селективному скринінгу [28–31]. При цьому виявлено ряд корисних властивостей у порівнянні з дистанційною ТГ, головними з яких є простота експлуатації, стабільність метрологічних характеристик, низькі вимоги до приміщення та мала вартість апаратури, можливість об’єктивізації та математичної обробки температурного розподілу на поверхні МЗ.

Мета роботи – вивчити можливості контактної цифрової ТГ у ранній доклінічній діагностиці РМЗ.

ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

На початку клінічної апробації контактного цифрового термомамографа методом селективного скринінгу проведено профілактичне обстеження МЗ у 388 жінок.

Термографічне обстеження здійснювалося на етапі відбору групи ризику за допомогою контактного цифрового термографа ТКЦ-1 (виробник — Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України). Термограф ТКЦ-1 являє собою прилад, який за допомогою контактного сканера з інтелектуальними термодатчиками вимірює абсолютні значення, градієнти температури, термоасиметрію, площі гіпертермічних та гіпотермічних ділянок на поверхні МЗ (до 576 точок спостереження на одну залозу). Процедура ТГ складається з 10÷15-хвилинного охолодження МЗ при кімнатній температурі та

близько 5 хв на зйомку термограми кожної залози. Термограма виводиться на монітор комп’ютера у вигляді чорно-білих та кольорових температурних мап, на основі яких обчислюються до 30 числових статистичних параметрів, що дозволяє об’єктивізувати процес термодіагностики. Для уточнення діагнозу проводилася комплексна діагностика: фізикальне обстеження, цифрова рентгеномамографія на мамографі

«Мадіс» фірми «Радмір», Харків; ультрасонографія на цифровому допплерівському ультразвуковому ді- агностичному комплексі «ULTIMA Pro-30» фірми

«Радмір», Харків; аспіраційна біопсія та гістоморфологічне дослідження.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Захворювання МЗ, які виявлені в обстежених жінок, представлені в таблиці за віковими групами. Згідно з даними таблиці, у 343 жінок встановлена патологія МЗ. Перевагу становлять 182 (53,1%) жінки з різними формами мастопатії.

На основі великої кількості обстежень [26, 28–31] в якості термографічного критерію наявності аномалії для контактного термографа ТКЦ-1 обрано задані відсотки площин гіпертермічних зон [26]. Якщо площа гіпертермічної зони з перевищенням над середньою температурою залози від 1 до 2 °С становить більше 10% від площі залози, то таке вогнище вважається аномальним. Також аномальним вважається вогнище з перевищенням середньої температури залози від 2 до 3 °С, якщо його площа сягає 2% і більше від площі залози. Якщо на термограмі присутні зони з перевищенням середньої температури залози більше ніж на 3 °С, то незалежно від площі таких зон термограма вважається аномальною. Аномальні зони на термограмі відображаються відповідно жовтим, помаранчевим та червоним кольором [26].

Згідно з обраними критеріями, з усього контингенту обстежених у 45 (11,2%) жінок відмічені аномалії на термограмах. Однак ні при об’єктивному обстеженні, ні при мамографії та УЗД патології МЗ в цій

групі не встановлено. Дані результати визнані хибнопозитивними. Жінки були взяті під диспансерний нагляд як група ризику з рекомендованим термографічним обстеженням у динаміці 1 раз у 6 міс. При подальшому динамічному спостереженні цієї групи жі- нок через 2–3 роки у 5 (11,1%) діагностовано РМЗ, підтверджений гістологічним дослідженням. З них 2 жінки були віком 46 років, 1 – 65 років и 2 – 69. Крім того, у 14 (31%) у подальшому виявлена доброякісна патологія. Таким чином, із 45 жінок, у яких встановлений хибнопозитивний висновок ТГ, у 19 (42,2%) в подальшому виявлена патологія МЗ.

Наводимо деякі наші спостереження. На термограмі (рис. 1 а) хворої Є. (69 років) від 13. 04. 2006 р. чітко спостерігається вогнище гіпертермії у нижньо-внутрішньому квадранті правої МЗ з максимальною температурною асиметрією відносно лівої залози 2,5 ˚С та площею жовтої гіпертермічної зони 9,0%, помаранчевої – 3,8%, що перевищує поріг аномалії. Зроблено висновок: вузлове утворення правої МЗ, яке не підтвердилося ні при об’єктивному огляді, ні на мамограмі, ні на УЗД. Результат розцінено як хибнопозитивний. Хвора звернулася знову через 3 роки. На термограмі (рис. 1 б) жовта зона гіпертермії розширилася до 15,2% площі правої МЗ. При тому вона розповсюдилася на ареолярну область. Максимальна температурна асиметрія підвищилася до 3,0 ˚С. При об’єктивному огляді в області правої ареоли визначається пухлинне утворення 1,0 × 0,7 см2 щільної консистенції. На мамограмі — кіста? фіброаденома? При УЗД — вузлове утворення правої МЗ. Зроблена аспіраційна бі- опсія та цитологічне дослідження. Висновок — залозистий рак. Направлена для подальшого лікування в Донецький обласний протипухлинний центр.

Наступне спостереження викликає інтерес тим, що лікарем-мамологом, за даними термограми, виставлена підозра на РМЗ за 3 роки до його клінічного прояву. Пацієнтка Т. (46 років) 19. 07. 2005 р. пройшла в клініці профілактичне обстеження за технологією селективного скринінгу [30]. Згідно з анамнезом, вона мала 6 факторів ризику: ранній початок менструального циклу, відсутність пологів, вагітність після 40 років, хворіє на цукровий ді- абет, відмічала травму лівої МЗ, мала захворювання печінки. На рис. 2 наведені термограми динамічного спостереження. На термограмі від 19. 07. 2005 р. (рис. 2 а) у правій МЗ спостерігаються переважно холодні дільниці. В усіх квадрантах лівої залози множинні вогнища гіпертермії, більше в ареолярній зоні, на межі верхніх та нижньо-внутрішньому квадранті. Середня температура лівої залози перевищує середню температуру правої на 0,9 °С. Площа жовтої зони (21,2%) вдвічі перевищує поріг аномалії. Максимальна температурна асиметрія сягає 3 °С. Наведені термографічні ознаки дозволили запідозрити РМЗ, але за даними мамографії, зробленої того ж дня, виявлена велика кіста лівої залози у верхньо-зовнішньому квадранті. Від пункції та лі- кування хвора відмовилася. При повторному обстеженні через рік, 20. 06. 2006 р., жінка скарг не пред’являла. Втім, на термограмі (рис. 2 б) на поверхні правої МЗ теж з’являються зони гіпертермії. В лівій залозі спостерігається локальний розі- грів в нижньому внутрішньому квадранті, площа якого дещо перевищує аномальний поріг (площа помаранчевої зони 2,5%). Максимальна температурна асиметрія залишається незмінною (3 °С). На мамограмі — кіста великих розмірів лівої МЗ, мастопатія. УЗД дає множинні кісти обох МЗ. Висновок мамолога: фіброзно-кістозна мастопатія. Рекомендований курс лікування мастодіноном протягом 3 міс за подальшим переривом і ТГ у динаміці. Пройшла 2 курси лікування, але за даними контрольних термограм температурна асиметрія не тільки не зменшувалася, а навпаки, зростала. Термограма від

Доброякісні захворювання МЗ, виявлені у жінок різних вікових груп при комплексному обстеженні

Таблиця

Рис. 1. Термограма хворої Є. а) обстеження від 13. 04. 2006 р.;

б) обстеження від 15. 07. 2009 р. (одна клітина — 1 см2). Пояснення в тексті

16. 11. 2006 р. (рис. 2 в) підтверджує тенденцію подальшого розігріву обох залоз. Вже і в правій залозі з’являються зони, що перевищують аномальний поріг, а помаранчева зона лівої залози поширюється до 7,3% від площі залози. Максимальна температурна асиметрія дорівнює 3,6 °С. Термограма від

12. 04. 2007 р. (рис. 2 г) демонструє той же малюнок розподілу температури. І хоча він дещо спокійніший, ніж у попередньому випадку, площа жовтої зони лівої залози не зменшилася (20,8%), а максимальна температурна асиметрія дорівнює все тим же 3 °С. Мамографія від 02. 04. 2008 р. виявила пухлину розміром до 40 мм в лівій залозі. Виконана аспіраційна біопсія, встановлений діагноз — залозистий рак. Направлена на лікування в Донецький обласний протипухлинний центр.

За допомогою контактної ТГ можна здійснити ранню діагностику не тільки злоякісних захворю-

вань. Так, в однієї з обстежених пацієнток на фоні фіброзної мастопатії через 2 роки на місці вогнища гіпертермії виявлена фіброаденома. У 13 жінок, у яких при первинному обстеженні була аномальна термограма, через 2–3 роки рентгенологічно підтверджена фіброзно-кістозна мастопатія.

Рис. 2. Термограми динамічного спостереження хворої Т. а) обстеження від 19. 07. 2005 р.; б) обстеження від

1. 06. 2006 р.; в) обстеження від 16. 11. 2006 р.; г) обстеження від 12. 04. 2007 р. (одна клітина — 1 см2). Пояснення у тексті

   ВИСНОВКИ

   Наведені спостереження свідчать про можливість контактної цифрової ТГ виявляти локальну гіпер-

   термію в тканині МЗ, обумовлену підвищеним метаболізмом, що свідчить про початок захворювання, включаючи РМЗ, навіть у тих випадках, коли структурні порушення в МЗ ще не виявляються мамографією та УЗД.

   Жінок з аномальною термограмою без підтвердженої іншими методами патології необхідно відносити до групи ризику і, беручи до уваги абсолютну нешкідливість методу, проводити динамічне термографічне обстеження якнайменше 1 раз у 6 міс, що надає можливість своєчасно виявити пухлину.

   ЛІТЕРАТУРА

   1. Иваницкий ГР. Современное матричное тепловидение в биомедицине. Успехи физ наук 2006; 176 (12): 1293–320.

   2. Amalu WC, Hobbins WB, Head JF, et al. Infrared Imagin of the Breast – An Overview, Chapter 25. In: Medical Devices and Systems. CRC Press, 2006: 25-1–25-20.

   3. Feasey CM, Evans AL, James WB. Thermography in breast carcinoma: results of a blind reading trial. Br J Radiol 1975; 48 (574): 791–5.

   4. Sterns EE, Curtis AC, Miller S, et al. Thermography in breast diagnosis. Cancer 1982; 50 (2): 323–5.

   5. Ciatto S, Palli D, Rosselli del Turco M, et al. Diagnostic and prognostic role of infrared thermography. Radiol Med (Torino) 1987; 74 (4): 312–5.

   6. Williams KL, Phillips BH, Jones PA, et al. Thermography in screening for breast cancer. J Epidemiol Com Health 1990; 44 (2): 112–3.

   7. Kucera H, Kubista E, Tyl-Müller E, et al. The place of plate thermography in the diagnosis of breast cancer (author׳s transl). Wien Klin Wochenschr 1976; 88 (1): 25–9.

   8. Gros C, Gautherie M, Bourjat P. Prognosis and post- therapeutic follow-up of breast cancers by thermography. Bibl Radiol 1975; (6): 77–90.

   9. Gautherie M, Gros CM. Breast thermography and cancer risk prediction. Cancer 1980; 45 (1): 51–6.

   10. Baggs WJ, Amor RL. Thermographic screening for breast cancer in a gynecologic practice. Obst Gynecol 1979; 54 (2): 156–62.

   11. Eulenburg R, Lauth G. Improvement in the early detection of breast cancer by thermography. Rontgenblatter 1986; 39 (3): 60–2.

   12. Gautherie M, Haehnel P, Walter JP, et al. Thermovascular changes associated with in situ and minimal breast cancers. Results of an ongoing prospective study after four years. J Reprod Med 1987; 32 (11): 833–42.

   13. Amalric R, Gautherie M, Hobbins WB, et al. The future of women with isolated abnormal infrared thermogram of the breast (author׳s transl). Nouv Presse Med 1981; 10 (38): 3153–5.

   14. Возианов АФ, Розенфельд ЛГ, Колотилов НН и др. Компьютерная термография. Киев, 1993. 146 с.

   15. Розенфельд ЛГ, Колотилов НН. Дистанционная инфракрасная термография в онкологии. Онкология 2001; 3 (2–3): 103–6.

   16. Розенфельд ЛГ, Самохин АВ, Венгер ЕФ и др. Дистанционная инфракрасная термография как современный неинвазивный метод диагностики заболеваний. Укр мед часопис 2008; 6 (68): 92–7.

   17. Розенфельд ЛГ, Венгер ЄФ, Лобода ТВ та ін. Дистанційний інфрачервоний термограф з матричним фотоприймачем та досвід його використання у клінічній лікарні. Укр радіол ж 2006; 14 (4): 450–6.

   18. Самохін АВ, Король ПО, Венгер ЄФ та ін. Комплексне дослідження методів термографії та радіоізотопної остеосцинтиграфії в диференціальній діагностиці запальних процесів опорно-рухового апарату Электроника и связь. Тематический выпуск «Проблемы электроники», часть 2, 2008, Биомедицинские системы и приборы: 169–72.

   19. Дегтярев ЮП, Ничипорук ВИ, Мироненко СА и др. Место и роль дистанционной инфракрасной термографии среди современных диагностических методов. Электроника и связь. Тематический выпуск «Электроника и нанотехнологии», часть 2, 2010: 192–6.

   20. Eidam CRT2000 Thermographic System (www.eidam. com/products/ default.asp).

   21. Шихман СМ, Цитринбаум БИ, Клюкин ЛМ и др. Контактная объемная термография молочных желез. Эндоскоп хирург 2007; (7): 39–44.

   22. Білошенко ВО, Варюхін ВМ, Дорошев ВД та ін. Патент України на винахід. 27.08.2007. (19)UA (11)70110A, (51) A6B5/01. Спосіб ранньої діагностики пухлинних захворювань молочної залози (варіанти). Бюл №13.

   23. Белошенко ВА, Варюхин ВН, Дорошев ВД и др. Патент РФ на изобретение. 27.05.2006. (19)RU (11)2276965 (13) С2 (51)A61B 5/01. Способ ранней диагностики опухолевых заболеваний молочной железы. Бюл №15.

   24. Білошенко ВО, Дорошев ВД, Карначев ОС. Патент України на корисну модель. 27.08.2007. (19)UA (11)25896 (51)A61B 5/00. Апаратура для цифрової контактної термографії. Бюл №13.

   25. Белошенко ВА, Дорошев ВД, Карначев АС и др. Комплекс аппаратуры для ранней диагностики онкологических заболеваний методом контактной цифровой термографии. Наука та інновації 2007; 3 (5): 11–25.

   26. Приходченко ВВ, Думанский ЮВ, Приходченко ОВ и др. Применение контактного цифрового термографа ТКЦ1 в диагностике заболеваний молочных желез. Руководство для врачей. Донецк: Вебер, 2007. 192 с.

   27. Білошенко В, Дорошев В, Карначов О та ін. Багатоканальний термоперетворювач-сканер для контактного цифрового термографа ТКЦ-1. Метрологія та прилади 2009; (5): 27–31.

   28. Приходченко ВВ, Белошенко ВА, Карначев АС и др. Применение цифрового контактного термографа в диагностике заболеваний молочных желез. Укр ж телемед мед телемат 2007; 5 (1): 33–9.

   29. Приходченко ВВ, Приходченко ОВ. Диагностика заболеваний молочной железы с помощью цифрового контактного термомаммографа. Мед-соц пробл сім’ї 2005; 10 (3–4): 61–4.

   30. Думанский ЮВ, Приходченко ВВ, Приходченко ОВ. Результаты проведения селективного скрининга в ранней диагностике рака молочной железы. Мед-соц пробл сім’ї 2009; 14 (4): 16–9.

   31. Приходченко ВВ, Приходченко ОВ, Белошенко ВА. Повышение эффективности отборочного этапа селективного скрининга заболеваний молочной железы. Мед-соц пробл сім’ї 2009; 14 (4): 20–5.