Введение к работе
Актуальность темы.
В последние годы число заболеваний молочной железы, как доброкачественных, так и злокачественных, неуклонно растет в большинстве стран мира: каждый год от рака молочной железы умирает до 370 000 женщин (GlasssA., Hoover R., 1990; KliewerE.V., Smith K.R., 1995; Parkin D.M., Pissani P., Ferlay J., 1999). В структуре онкологической заболеваемости и смертности женского населения России рак молочной железы прочно занимает первое место: в 2000 г. заболеваемость составила 39, смертность—18 случаев на 100000 женского населения (Заридзе Д.Г., Мень Т.Х., 2000; Летягин В.П., 2004).
Рост числа заболеваний молочной железы делает одной из первостепенных задач практической медицины совершенствование методов их распознавания. Улучшение качества ранней диагностики является единственным реальным способом успешного снижения смертности от рака—чем раньше выявляется опухоль, тем дольше продолжительность жизни женщин (Агамова К.А., 1985, 1997; Не-любина Л.А., Хайленко В.А., 2005; Adami Y.O. et all, 1989; Baup H., Brux J., 1992; Chu K.C. et all, 1996).
Цитологическое исследование, отличаясь простотой получения материала и спецификой картин различных патологических процессов, широко используется в диагностике заболеваний молочной железы и является полноценным методом морфологической верификации диагноза. Тонкоигольная аспирационная пункционная биопсия (ТАПБ) стоит на первом месте среди методов, позволяющих установить правильный морфологический диагноз до операции, при динамическом наблюдении, раннем выявлении рецидивов (Агамова К.А., 1997; Яровая Н.Ю., 2005).
Вместе с тем цитологическое исследование, как и другие диагностические методы, имеет определенные ограничения, которые могут зависеть от способа получения материала, локализации патологического очага, особенностей его гистологического строения, а также
способности врача-цитолога правильно оцфШРг^таІжїтаиТюртав
09 Щ
препарата и интерпретировать результаты исследования. В настоящее время возможности цитологической диагностики ограничивает ряд аспектов, основными из которых являются:
1. Субъективизм в принятии диагностических решений: ошибоч
ные цитологические заключения, обусловленные субъективными при
чинами, достигают 39,3% (Агамова К.А, Ермолаева А.Г., 1994).
2. Недостаточное использование возможностей современных
компьютерных технологий.
Одним из наиболее перспективных методов объективизации цитологического исследования является компьютерный морфометри-ческий анализ изображений, позволяющий перейти от описательной микроскопии к количественному анализу цитологических препаратов. Большую роль в развитии диагностики патологических процессов на основе математического анализа изучаемых явлений играют работы Г.Г. Автандилова и его школы. Метод плоидометрии (микро-спектрофотометрического исследования содержания в ядрах клеток дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) позволяет уточнять изменения в клеточном составе опухоли и открывает новые возможности для дифференциальной диагностики стадий онкологического процесса (Автандилов Г.Г. 1973, 1993, 2004; Автандилов Г.Г., Сани-евК.Б., 2002; Kearsley I.H., Furlong R.L., Cooke R.F., et all, 1990; Page D.L., Rogers L.W., 1992). Однако определение содержания ДНК в ядрах клеток проводится только при окраске по Фельгену; методика является трудоемкой, кроме того, не может использоваться при рутинной цитологической диагностике.
Для выбора лечебной тактики важно не только установить характер процесса (доброкачественный или злокачественный), но и определить нозологическую форму заболевания (Летягин В.П., 2004; Рожкова Н.И., Прокопенко СП., Меских Е.В. 2005 и др.). В доступной литературе имеются лишь единичные работы по морфометриче-ским исследованиям ядер эпителия при фиброаденоме, фиброзно-кистозной болезни и раке с применением рутинной цитологической окраски, причем используется, как правило, лишь небольшое количество параметров (площадь, периметр) (СильченкоС.А.,1990; Автандилов Г.Г., 2002; Цыганков В.И с соавт. 1999, 2004). Между тем дифференциальная диагностика фиброзно-кистозной болезни и фиброаденомы, а в ряде случаев доброкачественных поражений и рака на основании только цитологических критериев представляет большие сложности (Петрова А.С., Птохов Н.П., 1976; ШабаловаИ.П. с соавт., 2004).
Применение компьютерной техники для анализа изображений, получаемых с помощью микроскопа, способно не только объективизировать результаты микроскопических исследований, но и созда-
**?% * I
* -nt — - *
вать математические модели изучаемых процессов. В последние
годы предпринимаются попытки совершенствования цитологиче
ской диагностики с помощью применения специальных компьютер
ных технологий. Цель создания компьютерных интерактивных про
грамм (экспертных систем, систем поддержки принятия решений)
помощь специалисту в интерпретации цитологической картины и формулировке цитологического диагноза (Шабанова И.П., 2002; Ро-тин Д.Л., 2004). Однако в доступной литературе мы не встретили работ по компьютерным программам для цитологической диагностики заболеваний молочной железы.
В связи с этим представляется актуальным определение оптимальных параметров для морфометрических исследований с использованием классической цитологической окраски с целью поиска наиболее информативных морфометрических критериев дифференциальной диагностики фиброзно-кистозной болезни, фиброаденомы и рака, а также создание интерактивной компьютерной программы, способной помочь в установлении цитологического диагноза.
Цель настоящей работы—совершенствование цитологической диагностики опухолей и неопухолевых заболеваний молочной железы с использованием компьютерных изображений и морфометрии.
Задачи исследования:
Выделение комплекса наиболее информативных морфометрических параметров и выбор системы математической обработки результатов при опухолях и неопухолевых заболеваниях молочной железы.
Определение и сравнение средних значений выделенных параметров при фиброзно-кистозной болезни, фиброаденоме и раке.
Оценка диагностической чувствительности и специфичности сочетаний морфометрических параметров при различных заболеваниях молочной железы.
Создание компьютерной базы данных и компьютерной программы (информационной экспертной системы) для отбора цитологических изображений опухолей и неопухолевых заболеваний молочной железы по характерным признакам.
Апробация информационной экспертной системы в диагностике заболеваний молочной железы.
Научная новизна.
Выделен комплекс наиболее информативных морфометрических критериев дифференциальной диагностики фиброзно-кистоз-ной болезни, фиброаденомы и рака.
Отработана система математической обработки результатов мор-фометрических исследований и в лискриминантный анализ введен дополнительный критерий для разделения классов - отклонения параметров от среднего значения.
Создана база данных цитологических изображений опухолей и неопухолевых заболеваний молочной железы.
Впервые разработана экспертная информационная система, позволяющая провести сравнительный анализ изображений с препаратов при различных заболеваниях молочной железы по наиболее характерным цитологическим признакам и нозологическим формам.
Основные положения, выносимые на защиту.
Комплексный подход к дифференциальной диагностике на основе анализа компьютерных изображений с цитологических препаратов позволяет оптимизировать цитологическую диагностику заболеваний молочной железы.
В дифференциальной диагностике заболеваний молочной железы из 24 параметров, предлагаемых программой «ВидеоТесТ—Морфо-логия-4.0», оптимальным является комплекс параметров, характеризующих размеры ядер клеток: периметр, диаметры Фере минимальный и максимальный, средняя хорда, площадь.
Дискриминантный анализ на основе выбранного комплекса параметров и отработанная система математической обработки результатов могут использоваться в цитологической диагностике опухолей и неопухолевых заболеваний молочной железы в качестве дополнительного дифференциально-диагностического критерия, позволяющего отличить фиброзно-кистозную болезнь, фиброаденому и рак.
Информационная программа исследователя-цитолога может применяться для совершенствования цитологической диагностики заболеваний молочной железы.
Практическая значимость полученных результатов.
Использование базы данных компьютерных видео изображений и морфометрический анализ ядер клеток способны уменьшить роль субъективного фактора и повысить объективность цитологического диагноза.
Получена возможность дифференциальной диагностики фиброз-но-кистозной болезни, фиброаденомы и рака с использованием мор-фометрических данных.
Созданная нами информационная экспертная система может использоваться в качестве дополнительной информации к рутинной световой микроскопии.
Применение разработанного комплекса новых критериев цитоло* гической диагностики заболеваний молочной железы в лабораториях лечебно-диагностических учреждений позволит уменьшить количество диагностических ошибок.
Личный вклад соискателя.
Автором лично выполнены цитологические и морфометрические исследования, ввод изображений в компьютер. Автор принимал активное участие в работе по статистической обработке и анализу результатов измерений, а также в разработке информационной системы исследователя—цитолога.
Внедрение результатов исследования.
Результаты работы используются при чтении лекций и проведении практических занятий по теме «Цитологическая диагностика опухолей и неопухолевых заболеваний молочной железы» на кафедре клинической лабораторной диагностики РМАПО (зав. кафедрой профессор Долгов В.В.), внедрены в практику цитологического отделения клинико-диагностической лаборатории (заведующая лабораторией—Коровина В.И.) Московской городской клинической больницы им. СП. Боткина.
Апробация работы.
Материалы диссертации доложены на конференциях: «Концепция развития клинической лабораторной диагностики России» (2004), «Национальные дни лабораторной медицины» (2004), «Человек и лекарство» (2005), международной конференции цитологических обществ Европы (Афины, 2005). Апробация диссертации состоялась на заседании кафедры клинической лабораторной диагностики РМАПО 27.06.2005.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, изданных в отечественной и зарубежной печати.
Структура и объем диссертации.
