СПОСОБ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ РАКА ЖЕЛУДКА Российский патент 2013 года по МПК A61B10/00 A61B5/97 G01N33/497 

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике рака желудка.

В течение десятилетий наибольшее внимание исследователей, в том числе и онкологов, привлекает рак желудка. Рак желудка остается одним из самых распространенных заболеваний в мире. Ежегодно регистрируется почти 800 тысяч новых случаев и 628 тысяч смертей от этого заболевания. В настоящий момент диспансерных профилактических осмотров органов желудочно-кишечного тракта у населения не проводится. Уровень диагностики злокачественных новообразований остается низким, несмотря на то, что под диспансерным наблюдением должны находиться лица, составляющие группу повышенного онкологического риска. Полный охват населения эндоскопическими исследованиями пока невозможен по организационным и экономическим соображениям, т.к. сопряжен с необходимостью дорогостоящих обследований огромных масс населения. Диспансерное наблюдение за больными с предраковыми заболеваниями желудка в том виде, в котором оно проводится в настоящее время, не отражается заметно на качестве диагностики. Рак желудка возникает не сразу, а является последним звеном длинной цепи предшествующих ему изменений, которые можно назвать предраковыми. Ранняя и точная диагностика является профилактикой раннего рака желудка. Высокий уровень летальности и потери трудоспособности при раке желудка обуславливает необходимость его раннего выявления, когда еще возможно радикальное излечение.

Известны способы инвазивной диагностики рака желудка.

Одним из них является способ, при котором осуществляют забор желудочного сока, обследуемого с помощью желудочного зонда, далее проводят его центрифугирование, а затем выполняют цитологическое исследование (Бутов Ю.П. «Хронический гастрит и рак желудка» // Арх. пат. - 1979. - №3; Василенко В.Х., Грибнев А.Л.,Сальман М.Т. «Рак желудка, его ранняя диагностика». - М., 1977, Василенко В.Х., Сальман М.М., Раппопорт С.И. и др. «Рак желудка, его ранняя диагностика». - М.: Медицина, 1977). Информативность такого способа составляет не более 50%, так как раковые клетки можно выявить только при распаде опухоли.

Также известен такой способ инвазивной диагностики рака желудка, как гастроскопия («Эндоскопия, взгляд изнутри», учебно-методическое пособие, А.А.Анищук, 2008), заключающийся в визуальном осмотре слизистой оболочки верхних отделов желудочно-кишечного тракта с помощью оптического прибора - эндоскопа. Такой способ позволяет визуально выявлять патологические изменения слизистой желудка и осуществлять прицельное взятие биопсийного материала из очагов патологии. Далее взятый материал подвергается морфологическому исследованию. Гастроскопия дает достоверные результаты, но для своего осуществления требует дорогостоящего оборудования и специализированного помещения. Проводить такое обследование должен подготовленный специалист. Кроме того, гастроскопию сложно проводить у пациентов, имеющих такие заболевания, как болезнь Бехтерева, артрозы и артриты челюстных суставов.

Известен иммунологический способ диагностики рака желудка (Hakkinen I. "Gastric, fetal sulphoglicoprotein antigen (FSA) and blood group antigens" A and B \\ Int. Arch. Allergu. - 1977. - vol.47), заключающийся в заборе пробы крови из центральной вены обследуемого, проведении анализа на онкомаркеры. Способ недостаточно достоверен, так как не выявлены антигеноспецифические вещества для данной локализации рака (желудок).

Известны способы неинвазивной диагностики рака желудка.

Одним из них является рентгенодиагностика, заключающаяся в проведении серии снимков желудка после приема обследуемым бариевой взвеси («Медицинская радиология», М., Медицина, 2000, Линденбрайтен Л.Д., Королюк И.П.; «Клиническая рентгенорадиология», том 2, ст. «Рентгенорадиология органов пищеварения» Г.А.Зедгенидзе, М., Медицина, 1983). При такой диагностике необходимо специальное дорогостоящее оборудование, расположенное в специальном кабинете, проводить такое обследование должен подготовленный специалист (рентген-лаборант, врач-рентгенолог). Кроме того, такое обследование наносит вред как обследуемому, так и персоналу в связи с лучевой нагрузкой. На 1-й стадии рака желудка рентгенодиагностика не информативна из-за сохраненной эластичности слизистой желудка и малых размеров опухолевых образований, а на стадиях II, III и IV выявляемость заболевания составляет не более 70%.

Способами неивазивной диагностики рака также являются УЗИ желудка, компьютерная томография и магнитно-резонансная томография («Новые взгляды на лучевую диагностику рака желудка», М., 2004, Портной Л.Н., Вятчанин О.В., Сташук Г.А.).

Для проведения вышеуказанных исследований требуется дорогостоящее специальное оборудование, специальное программное обеспечение, дополнительная подготовка кадров.

Наиболее близким к заявляемому является способ неинвазивной диагностики рака желудка (Статья Шевелева B.C. «Онтогенетическое формирование нейро-гуморальной регуляции возбуждения в тканях организма и канцерогенез» / Средние показатели газообмена у больных раком желудка и у здоровых людей, http://www.meddr.ru/ontogeneticheskoe_formirovanie/funkcionalnye_i_biohimicheskie/13569. html), заключающийся в определении средних показателей газообмена у больных раком желудка и у здоровых людей, таких как основной обмен, дыхательный коэффициент, содержание CO₂ в выдыхаемом воздухе, поглощение легкими O₂, коэффициент утилизации O₂, минутный объем дыхания. При выполнении такого способа получают значения показателей у практически здоровых людей, а затем показатели у обследуемых пациентов, далее проводят сравнение полученных результатов и судят о наличии или отсутствии рака желудка у обследуемого. Среди показателей рассматривается содержание CO₂ в выдыхаемом воздухе обследуемого пациента и при постановке неблагоприятного диагноза учитывается понижение содержания CO₂ в выдыхаемом воздухе.

При реализации такого способа используется большое количество получаемых показателей обследуемого, так как углекислый газ не является специфическим показателем наличия онкозаболевания, в частности рака желудка (он выделяется в большом объеме у как у здорового, так и у больного человека).

По сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет повысить специфичность.

Из описания прототипа следует: «было найдено, что у тех больных, у которых основной обмен повышен, дыхательный коэффициент, содержание CO₂ и коэффициент его использования понижены. Как установлено на основании ряда исследований, это говорит о том, что в организме имеет место преобладание гликолитических процессов и относительная слабость окислительных процессов (А.П.Полещук, 1949, и др.). Низкий дыхательный коэффициент и понижение содержания CO₂ в выдыхаемом воздухе указывают на то, что окисление в организме, особенно углеводов, идет не до конца». Таким образом, на основе наблюдаемого диагностического эффекта лежат измененные параметры метаболизма, в основном окисление углеводов. Но такие изменения не совсем специфичны для рака желудка, т.к. могут быть при различных патологиях обмена веществ. Помимо этого, дыхательный коэффициент сильно зависит от состояния легких.

В предлагаемом способе специфичность обусловлена определением молочной кислоты как специфического маркера данного заболевания.

Простота заявляемого способа обусловлена тем, что пациенту не нужно форсировано дышать, забор пробы происходит автоматически.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа диагностики рака желудка, благодаря которому достигается технический результат, заключающийся в упрощении и повышении специфичности способа.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что в способе неинвазивной диагностики рака желудка путем определения содержания газового компонента в воздухе ротовой полости в качестве исследуемого газового компонента используют молочную кислоту, а оценку степени заболевания проводят путем сравнения результатов определения содержания молочной кислоты в воздухе ротовой полости до и после приема внутрь раствора глюкозы.

При этом определение содержания молочной кислоты в воздухе ротовой полости после приема раствора глюкозы проводят в период активного гидролиза глюкозы, например с 15 по 30 минуты, и определяют, например, в двух временных значениях на 15 и 30 минутах после приема глюкозы.

В норме желудочный сок человека содержит неорганические вещества и органические соединения, одним из которых является молочная кислота. На основании данных экспериментов, проведенных на основании метаболической теории Варбурга, был сделан вывод о том, что раковые клетки активно расщепляют глюкозу с выделением молочной кислоты. Таким образом, глюкоза является субстратом, который может быть использован для выявления наличия раковых клеток, то есть как тестовая нагрузка. При попадании раствора глюкозы в желудок при наличии в желудке ракового процесса происходит расщепление глюкозы раковыми клетками до образования молочной кислоты в значительно большей концентрации, чем при отсутствии в желудке ракового процесса.

В заявляемом способе используется, например, 20 мл 40% раствора глюкозы в качестве тестовой нагрузки для увеличения образования молочной кислоты при наличии раковых клеток в желудке. Такая концентрация раствора глюкозы быстро приводит к значительному образованию молочной кислоты и в то же время является физиологически допустимой дозой, обеспечивающей безопасность пациента и отсутствие побочных эффектов.

Сущность заявляемого способа поясняется графическими материалами, на которых изображено:

Фиг.1. Зависимость концентрации молочной кислоты (относит. единицы) от времени проведения обследования при наличии рака желудка (иллюстрирует Пример 1).

Фиг.2. Зависимость концентрации молочной кислоты (относит. единицы) от времени проведения обследования при отсутствии рака желудка (иллюстрирует Пример 2).

Фиг.3. Зависимость концентрации молочной кислоты (относит. единицы) от времени проведения обследования при отсутствии рака желудка (иллюстрирует Пример 3).

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

При проведении способа забор проб воздуха из ротовой полости может проводиться принудительно, с помощью аспирационного устройства, которое пропускает анализируемый воздух через датчик, либо датчик помещается в ротовую полость пациента, и анализируемый воздух поступает на датчик посредством диффузии.

В качестве датчика могут быть использованы устройства, которые позволяют получать сигнал, соответствующий содержанию молочной кислоты в выдыхаемом воздухе (например: масс-спектрометр, газовый хроматограф, специальный сенсор, чувствительный к молочной кислоте, и тому подобные).

Все измерения концентрации молочной кислоты проводятся в течение 1-2 минут для получения достоверных усредненных значений.

Сначала проводят определение содержания молочной кислоты в воздухе ротовой полости обследуемого натощак до приема глюкозы. Далее обследуемый выпивает 20 мл 40% раствора глюкозы. Такой раствор является гипертоническим, поэтому выпивается маленькими глотками. Следующее определение содержания молочной кислоты проводят начиная с 15 минуты после приема нагрузки. Это вызвано тем, что до 15 минуты выделение молочной кислоты обусловлено, в основном, расщеплением глюкозы клетками и микроорганизмами ротовой полости и не является полезной информацией для диагностики рака желудка. После 15 минуты выделение молочной кислоты обусловлено, в основном, расщеплением глюкозы раковыми клетками в желудке и продолжается до 30 минуты. Поэтому информативным для диагностики рака желудка является период с 15 по 30 минуты.

Выбор времени измерений на 15 и 30 минутах после приема глюкозы обусловлен необходимостью очистки чувствительной поверхности датчика и газовых магистралей, обеспечивающих поступление выдыхаемого воздуха на чувствительную поверхность датчика, от паров молочной кислоты и других летучих органических соединений, присутствующих в выдыхаемом воздухе между измерениями. Очистка проводится либо путем пропускания через поверхности датчика и газовых магистралей чистого воздуха принудительно, с помощью аспирационного устройства; либо перемещением датчика из ротовой полости в сосуд с чистым воздухом. Процедура очистки необходима для исключения дополнительной погрешности и увеличения достоверности измерения. Результатами измерений являются значения содержания молочной кислоты до и после приема обследуемым раствора глюкозы через 15 и 30 минут.

Далее проводится определение наличия рака желудка у пациентов путем сравнения результатов измерений.

Сравнение проводят следующим образом.

Обозначим как C₀ значение содержания молочной кислоты до приема глюкозы.

Обозначим как C₁₅ и C₃₀ значения содержания молочной кислоты через 15 и 30 минут после приема глюкозы соответственно.

Выбираем наибольшее из значений C₁₅ и C₃₀. Обозначаем это значение как max(C₁₅, C₃₀).

Рассчитываем разность: max(C₁₅, C₃₀)-C₀. Обозначаем эту разность как Δ.

Таким образом, получаем показатель Δ=max (C₁₅, C₃₀)-C₀.

Если Δ превышает пороговый уровень Δ_порог, то диагностируем рак желудка.

Δ_порог определяется путем измерений показателя Δ у здоровых и больных раком желудка людей. Выявление присутствия или отсутствия рака проводится общепринятыми методами.

Пример 1 (см. Фиг.1).

Пациент (женщина 63 лет) - поступила по скорой помощи с болями в верхних отделах живота, тошнота. Проводили определение содержания молочной кислоты в выдыхаемом воздухе натощак, а затем после приема 20 мл 40% раствора глюкозы через 15 и 30 минут. Получили следующие значения:

С₀=8,35 отн.ед.;

С₁₅=11 отн.ед.;

С₃₀=18,9 отн.ед;

max(C₁₅, C₃₀)=18,9 отн.ед.;

Δ=max(C₁₅, C₃₀)-С₀=18,9 отн.ед.-8,35 отн.ед. =10,55 отн.ед.

По предварительным исследованиям Δ_порог=10 отн.ед.

Таким образом, полученная Δ превышает Δ_порог, что позволяет сделать вывод о наличии рака желудка у пациента.

При фиброгастродуоденоскопии с прицельной биопсией рак желудка был подтвержден.

Пример 2 (см. Фиг.2)

Пациент (женщина 57 лет) - поступила в стационар по скорой помощи с жалобами на вздутие живота, изжогу и тошноту. Проводили определение содержания молочной кислоты в выдыхаемом воздухе натощак, а затем после приема 20 мл 40% раствора глюкозы через 15 и 30 минут. Получили следующие значения:

С₀=19,15 отн.ед.;

С₁₅=23,8 отн.ед.;

С₃₀=9,1 отн.ед.;

max(C₁₅, C₃₀)=23,8 отн.ед.;

Δ=max(C₁₅, C₃₀)-С₀=23,8 отн.ед.-19,15 отн.ед.=4,65 отн.ед. По предварительным исследованиям Δ_порог=10 отн.ед.

Таким образом, полученная Δ не превышает Δ_порог, что позволяет сделать вывод об отсутствии рака желудка у пациента.

По данным фиброгастроскопии патологии желудка не выявлено. По данным физикального и инструментального исследования можно предположить функциональные изменения желудочно-кишечного тракта. Высокие значения С₀ и С₁₅ можно обосновать наличием анаэробной инфекции ротовой полости.

Пример 3 (см. Фиг.3)

Пациент (мужчина 57 лет) - поступил в стационар по скорой помощи с жалобами на боли в верхних отделах живота.

Проводили определение содержания молочной кислоты в выдыхаемом воздухе натощак, а затем после приема 20 мл 40% раствора глюкозы через 15 и 30 минут. Получили следующие значения:

C₀=3,5 отн.ед.;

C₁₅=6,0 отн.ед.;

C₃₀=6,5 отн.ед.

max(C₁₅, C₃₀)=6,5 отн.ед.,

Δ=max(C₁₅, C₃₀)-C₀=6,5 отн.ед.-3,5 отн.ед. =3,0 отн.ед. По предварительным исследованиям Δ_порог=10 отн.ед.

Таким образом, полученная Δ не превышает Δ_порог, что позволяет сделать вывод об отсутствии рака желудка у пациента.

При фиброгастродуоденоскопии острой патологии желудка не выявлено. Макроскопические и морфологические изменения желудка соответствовали атрофическому гастриту.

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике рака желудка. Определяют содержание газового компонента в воздухе ротовой полости, в качестве которого используют молочную кислоту, а в качестве тестовой нагрузки используют 20 мл 40% раствора глюкозы. Содержание молочной кислоты определяют до и после приема тестовой нагрузки. Сравнивают разность максимального содержания молочной кислоты после приема внутрь тестовой нагрузки и содержания молочной кислоты до приема внутрь тестовой нагрузки с пороговым уровнем содержания молочной кислоты - 10 отн.ед. При превышении разности содержания молочной кислоты в воздухе ротовой полости по сравнению с пороговым уровнем диагностируют рак желудка. Способ позволяет упростить и повысить специфичность диагностики рака желудка. 3 ил., 3 пр.

Способ неинвазивной диагностики рака желудка путем определения содержания газового компонента в воздухе ротовой полости, отличающийся тем, что в качестве исследуемого газового компонента используют молочную кислоту, а в качестве тестовой нагрузки используют 20 мл 40%-ного раствора глюкозы, при этом осуществляют определение содержания молочной кислоты до приема и после приема тестовой нагрузки, причем определение содержания молочной кислоты нагрузки после приема тестовой нагрузки осуществляют с 15 по 30 мин, определяют максимальное содержание молочной кислоты после приема тестовой нагрузки, сравнивают разность максимального содержания молочной кислоты после приема внутрь тестовой нагрузки и содержания молочной кислоты до приема внутрь тестовой нагрузки с пороговым уровнем содержания молочной кислоты - 10 отн.ед., при превышении разности содержания молочной кислоты в воздухе ротовой полости по сравнению с пороговым уровнем содержания диагностируют рак желудка.