Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 13
1.1. Проблема рака молочной железы 13
1.2. Современное состояние вопроса диагностики патологии молочной железы
1.3. Оптические способы диагностики опухолей 27
ГЛАВА 2. Материалы иметоды 36
2.1. Клиническая характеристика обследованных больных 3 6
2.2. Общая характеристика и устройство оптического диагностического комплекса (ОКД - 3) 38"
2.3. Принцип работы ОКД-3 41
2.4. Методика и алгоритм- получения спектров диффузного отражения тканей МЖ in vitro 45
2.5. Методика и алгоритм* получения спектров диффузного отражения тканей МЖ in vivos 47
2.6. Методы математической обработки данных 50
2.7. Опорные спектроскопические параметры состояния тканей молочной железы 50
ГЛАВА 3. Собственные результаты и их обсуждение 54
3.1. Спектры отражения неизменённой ткани in vitro 56
3.1.1. Спектры, диффузного отражения жировой ткани молочной железы in vitro 56
3.1.2. Спектры диффузного отражения фиброзной ткани молочной железы in vitro 58
3.1.3. Спектры диффузного отражения эпителиальной ткани протоков молочной железы in vitro 60
3.2. Спектры диффузного отражения патологически изменённой ткани 64
3.2.1. Спектры диффузного отражения фиброаденомы молочной железы in vitro 64
3.2.2. Спектры диффузного отражения злокачественно трансформированной ткани молочной железы in vitro 66
3.3. Влияние деградации ткани на информативность спектров диффузного отражения при исследованиях in vitro 68
3.4. Влияние крови тканей на информативность спектров диффузного отражения in vitro 72
3.4.1. Сравнение спектров диффузного отражения тканей молочной железы после снижения концентрации крови в препарате 72
3.4.2. Спектр диффузного отражения крови и тканей, имбибированных кровью in vitro 74
3.5. Сравнительная спектроскопическая характеристика тканей молочной железы при различных патологических состояниях 76
3.5.1. Сравнительная характеристика спектров диффузного отражения 77 фиброаденомы и здоровой ткани in vitro
3.5.2. Сравнительная характеристика спектров диффузного отражения рака молочной железы и здоровой ткани in vitro 81
3.5.3. Сравнительная характеристика спектров диффузного отражения рака молочной железы и фиброаденомы in vitro 84
3.6. Влияние гетерогенности РМЖ на формирование спектров диффузного отражения при исследованиях in vitro 87
3.7. Влияние противоопухолевого лечения на формирование спектров диффузного отражения РМЖ при исследованиях in vitro 92
3.7.1. Спектры диффузного отражения РМЖ после лекарственного системного воздействия 93
3.7.2. Спектры диффузного отражения РМЖ после лучевого терапевтического воздействия 96
3.8. Формирование спектров диффузного отражения РМЖ, при исследованиях in vitro, в зависимости от полученного патоморфоза 99
ГЛАВА 4. Спектры диффузного отражения тканей молочной железы in vivo. 103
4. 1. Спектры диффузного отражения крови in vivo 105
4.2. Спектры диффузного отражения неизменённой ткани in vivo< 106
4.3. Спектры диффузного отражения фиброаденомы in vivo 111
4.4. Спектры диффузного отражения злокачественно трансформированных тканейіМЖ в условиях in vivo 113
4.4.1. Спектр диффузного^ отражения РМЖ у пациентов, не получавших специального лечения in vivo 113
4.4.2. Влияние степени дифференцировки опухолевой ткани на формирование спектров диффузного отражения- при- РМЖ в» условиях in vivo
4.4.3. Влияние системного лечения на формирование спектров диффузного отражения РМЖ in vivo 12СИ
4.4.41 Влияние лучевой терапии на формирование спектров'диффузного отражения РМЖ in vivo 123
4.4.5. Обработка данных спектроскопии, диффузного отражения тканей МЖ с использованием- алгоритма, компьютерной цветовой визуализации 126*
Заключение 129
Выводы 135
Списоклитературы
- Современное состояние вопроса диагностики патологии молочной железы
- Общая характеристика и устройство оптического диагностического комплекса (ОКД - 3)
- Спектры, диффузного отражения жировой ткани молочной железы in vitro
- Спектры диффузного отражения крови in vivo
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Современная медицинская наука добилась существенного прогресса в области комплексного лечения злокачественных опухолей молочной железы (МЖ), однако успехи в области диагностики, особенно минимальных форм опухолевого роста, не столь очевидны [8, 20, 23, 26,39,43,48].
В настоящее время для диагностики объёмных образований и их нозологической принадлежности используются такие методы медицинской визуализации, как рентгеновская маммография, ультразвуковая диагностика, термография, рентгеновская компьютерная томография, ЯМР-диагностика, маммасцинтиграфия [35, 36, 40, 47, 107, 109]. Результаты диагностики известными способами и приборами, особенно при минимальном проявлении нарушений формообразовательных процессов и их функций, искажаются значительными ошибками из-за наличия большого многообразия форм злокачественных образований, воспалительных процессов в тканях, артефактов и т.д. При этом клиницист зачастую имеет дело с жестко регламентированным диагностическим "инструментарием", ориентированным и позволяющим получать информацию лишь о состоянии функции, или о состоянии результата совокупной жизнедеятельности множества клеток, тканей, а иногда и органов [26].
Исключением, пожалуй, являются цитологические и гистологические методы диагностики, в которой исследователь руководствуется собственно морфологическими характеристиками клеточного и тканевого уровней. Морфологический анализ, обладая высокой специфичностью и чувствительностью, требует изъятия из организма необходимого субстрата, а эта процедура может быть успешной только в случае прицельного оперативного вмешательства, т.е. метод не только инвазивен, но и по совокупности действий (поиск "очага", забор материала в условиях чрезтканной
7 тонкоигольной пункции' или путем трепан - биопсии) далек от 100% надежности [57, 58, 70, 77, 80, 120, 128] . Наибольший процент диагностических ошибок при исследовании, например; цитологических препаратов связан с необходимостью привнесения субъективного компонента для формированшг заключения. При минимально выраженной клеточной-атипии совпадения диагнозов в различных лабораториях может составлять от. 11% до 99% в. отношении чувствительности, и от 14% до 97% в отношении^ специфичности [30]. Не лишена субъективности и патогистологическая* диагностика. Известно, что в наиболее трудных случаях различия в диагнозах, поставленных даже опытными специалистами, могут достигать 100% [72].
В такой ситуации несомненную актуальность представляет поиск новых, максимально объективизированных, высокочувствительных и^ минимально инвазивных методов диагностики состояния тканей, позволяющих не только идентифицировать ранние проявления патологического г очага, ной, возможно, дополнить морфологический анализ во> время, витальной (прижизненной) диагностики. Наиболее перспективными в этом плане можно считать методы оптического анализа. Именно спектральные характеристики (спектры отражения, пропускания, флюоресценции) ряда составляющих, тканей или биологических жидкостей абсолютно специфичны для изучаемого вещества, представляя собой своеобразный дактилоскопический его маркер [31, 32]. Но, применительно к диагностике злокачественного процесса, данный вид анализа не решает проблемы, поскольку, во-первых, до сих пор не найден специфический маркер рака, а во-вторых, выраженная гетерогенность клеточного состава любой опухоли* сводит на нет якобы специфические (иммуноферментные) характеристики определенного её генотипа. Вместе с тем, оптическая диагностика даже в упрощенном варианте регистрации и оценки суммарных спектров диффузного отражения и пропускания может явиться перспективным диагностическим инструментом [13, 32,42, 108].
8 Известны спектральные люминесцентные способы и приборы, используемые для диагностики состояния, тканей, основанные на спектроскопии собственной флуоресценции клеточных структур или введении в объект дополнительных экзогенных фотосенсибилизаторов; [31, 78, 89];
Однако упомянутые способы и приборы не обеспечивают устойчивой регистрации различий в спектрах нормальноии раковой тканей, могут вызвать проявление побочных реакций со стороны организма человека при введении; фотосенсибилизаторов (люминесцентных веществ). Известны также; оптические способы диагностики рака, включающие регистрацию спектров диффузного отражения и пропускания; тканей молочной железы [11, 27, 49].
Указанные способы, как правило, реализуются in vitro на полученных: после операции образцах, кровенаполнение которых нарушено, и; следовательно, точность измерений низка.
Наибольшее распространение в диагностике рака молочной железы получили; спектроскопия, диффузного отражения и лазерная флуоресцентная спектроскопия. Суть флуоресцентного анализа состоит в том,* что спектры возбуждения определенных биологических молекул различны, причем эти отличия, выраженные количественно, определяют тип опухоли и степень ее злокачественности. Отсюда и отличия; в формах линий спектров раковой и: здоровой тканей, что можно считать необходимым и достаточным условием для определения состояния ткани [32].
Спектр диффузного отражения является суперпозицией многократно отраженного от различных слоев ткани- излучения и воспроизводит не ход биохимических реакций, а скорее макроструктуру тканиj соотношение клеточной массы, соединительной ткани и т.п. Уже имеющиеся результаты, полученные в ходе работ по изучению спектра диффузного отражения рака молочной железы [13, 32, 42] показывают перспективность использования этого метода диагностики.
9 ЦЕЛБЮ';работы: явилась разработка подходов; т вариантов оптимизации^ процедур спектральной диагностики состояния тканейшолочной железы; .
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Изучить спектры диффузного отражения нормальной* и патологически? изменённой ткани молочной железы в условиях in vitro; 2.. Изучить спектры; диффузного отражения нормальной и: патологические изменённой тканиімолочношжелезьі в условиях intvivo. 3. Выявить диагностические критерии: спектрові диффузного отражения: в; диапазоне длин волн* 400 — 800' нм для* оценкш состояниям нормальной: и. патологически изменённой ткани молочношжелезы-in vitro et in;vivos 4.. Оценить зависимость формы спектра; диффузного/ отражения РМЖ от: варианта гистологического строения: объекта. 5; Оценить влияние: на; формирование профиля? спектров; отражения: тканей молочной- железы специфической терапии* (химиотерапевтического; и .. лучевого воз действия).-6; Изучить, возможность получения локальной^ информации*oi типах- ткани; составляющих опухоль.. 7. Выявить возможность изучения- радиального (пространственного) распространенияїтканей, составляющих, опухоль.
НАУЧНАЯ: НОВИЗНА. В<- работе впервые; с привлечением-высокочувствительного метода спектроскопии, проведён анализіхарактеристик диффузного отражения операционного материала тканей- молочной: железы; позволивший; вскрыть зависимость формы и; структуры- спектра: поглощения:и; отражения по длинам волн от ряда неспецифических физических: характеристик (плотность, цвет и наличие жидкостного компонента). Доказано^ что1 в изменении спектров диффузного отражения тканей: молочной- железы выраженное участие in vivo принимает состояние метаболизма; и кровотока. оцениваемого локуса, характеризуясь смещениями пиков отражения и< поглощения по длинам волн; Выявленные диагностически значимые области
10анализируемых спектров в диапазонах 600 - 800 нм и 400 - 600 нм, где первый может быть использован только для оценки наличия свободной, или имбибирующий объект крови, а второй, при сопоставлении наклона спектра и интенсивности отражённого сигнала, позволяет оценивать плотность сканируемых тканей. При этом характеристики регистрируемых «провалов» интенсивностей в спектре отражения достаточно специфичны для изучаемых структур и представлены: для фиброзной ткани - 418 - 420 нм, для эпителия протоков - 422 - 424 нм, для РМЖ - 425 — 430 нм и для фиброаденомы — 430 — 432 нм. Установлено, что отличительной характеристикой «провала» спектра интенсивности отражения от злокачественно трансформированной ткани является его расщеплённый вид. Впервые выполнен сравнительный анализ результатов морфологического и спектрального исследований, позволивший продемонстрировать, что как in vitro , так и in vivo, профиль спектра диффузного отражения имеет тенденцию, при снижении степени дифференцировки гистологического варианта злокачественной трансформации тканей молочной железы, к смещению в длинноволновую область спектра и возрастанию разницы соотношений пиков интенсивностей поглощения и отражения. Показано, что изменение спектра диффузного отражения злокачественно трансформированных тканей in vitro et in vivo в ответ на лечебное системное и локальное воздействие связано, в первую очередь, со снижением васкуляризации тканей, проявляясь пологой формой спектра, уменьшением отражательной способности и «стремлением» линий интенсивностей поглощения (особенно в интервале 420 - 400 нм) в коротковолновую область.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ. В основе спектроскопических различий нормальной и злокачественно трансформированных тканей молочной железы лежат неспецифические характеристики соотношения стромального и клеточного компонентов, представительство и особенности архитектоники сосудистого русла, степень
11 его кровенаполнения и, возможно; выраженность оксигенации, протекающей: '' крови.
Аналитичная информация^ морфологическом строении изучаемойткани в. болыней; мере принадлежит к синей области, лишь частично захватывая красную область спектра диффузного отражения в пределах длин волн от 400^ нм до 600 нм; Диагностические; критерии? формируются; путём совокупного анализа,профиля регистрируемого спектра и характеристик интенсивности.
Эффекты» специфического системного' и локального воздействия^ на опухолевую? ткань, находят отражение: в; меняющихся, параметрах; спектров диффузного отражения, коррелируя с морфологическими? изменениями! ш характеризуясь искажением-профиля и? смещением пиков интенсивности:
ПРАКТИЧЕСКАЯ^ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработан и клинические апробирован! оптический; комплекс для in. vivo изучения спектральных, характеристик тканей;молочной железышри тонкоигольной биопсии. В рамках выполненных экспериментов* с операционным? материалом^ т клинической; апробации* спектральной; идентификации нормальных и-; патологически? изменённых тканеш молочной* железы при тонкоигольной, диагностической* биопсии создана, база данных оптических спектров,ткани?молочной; железы; разработана методология- подготовки больных к. исследованию; оптических. характеристик тканей in vivo:
Показана принципиальная? возможность прижизненной регистрации' Иї анализам спектров^ диффузного: отражения в процессе тонкоигольной' аспирационнойі биопсии, для; более . качественного забора; материала для; последующего цитологического и; морфологического анализа.
АПРОБАЦИЯ! ДИССЕРТАЦИИ; Материалы диссертации были доложены на IV рабочем-совещании (ноябрь 2001 г.) «Новые медицинские технологии» г. Заречный, Свердловской области; на заседании проблемной комиссии по онкологии 53.09, март 2002 г. Омск; на Конференции "Актуальные вопросы маммологии", апрель 2003, Междуреченск; на научно - практической
12 конференции «Новые диагностические и лечебные технологии в онкологии», сентябрь 2003, г. Томск; на Российской научно-практической конференции с международным участием «Новые технологии в онкологической практике», июнь 2005, г. Барнаул.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Автор выражает признательность и благодарность Павлову В.А. (ИМ МГУ, г. Москва), Баранову А.В., Фёдорову А.В. (ВНЦ ГОИ им СИ. Вавилова, г. Санкт-Петербург), Воробьёву П.В. (ИЯФ, г. Новосибирск) за помощь в работе. Особую признательность и благодарность за вклад и поддержку при создании данного труда необходимо выразить выдающемуся учёному, организатору, отзывчивому, доброму и талантливому человеку, директору ГУЛ НИКИЭТ «Техноцентр ЛТ» (г. Заречный, Свердловской обл.), доктору технических наук, профессору Вовку Сергею Мирославовичу.
Современное состояние вопроса диагностики патологии молочной железы
Несмотря на значительный прогресс в распознавании РМЖ, состояние ранней диагностики, а соответственно и отдаленные результаты лечения все еще остаются неудовлетворительными [48]. Главными причинами запущенности этого заболевания является поздняя обращаемость больных за помощью; а, также несовершенство существующих форм скрининга при массовых профилактических осмотрах [65,66,76].
Несмотря на то, что молочная железа - орган доступный осмотру и пальпации число ошибок на поликлиническом этапе велико и достигает 38%. При этом злокачественные опухоли в первой стадии; выявляется лишь в 13% случаев [36].
На пути ранней массовой диагностики РМЖ стоят две проблемы: 1) проблема выявления; 2) проблема уточнения диагноза. Для решения первой проблемы нужны простые и дешевые методы, обладающие достаточно высокой чувствительностью. От этих методов не требуется высокой специфичности, они выполняют функцию первичного отбора, за которым следует комплекс уточняющих методов. В этом плане изучаются и сопоставляются возможности таких методов, как пальпация, УЗИ, маммография, эхография, термография и прочие. Эта задача в основном решается медицинскими учреждениями! общей лечебнойхети:
Уточненная диагностика проводится в условиях специализированной поликлиники или стационаре. Задачи, которые решают на этапе уточненной диагностики, следующие: 1) определение исходной локализации опухоли, анатомического типа ее роста, размеров и объема поражения органа; 2) выяснение характера опухоли: злокачественная или доброкачественная; 3) морфологическое подтверждение диагноза; гистологическим или цитологическим» методом; 4) определение степени распространенности опухолевого поражения. При этом решение поставленных задач невозможно без инструментальных методов обследования [22, 40].
Для решения проблемы выявления на первый план выходит методология скрининга. Массовый скрининг в целях диагностики РМЖ, главным образом, должен вовлекать здоровых женщин без каких-либо признаков заболевания или симптомов. Скрининг способствует не только выявлению скрытых форм рака, поддающихся лечению, но и обладает психологической ценностью для! женщин. В результате скрининга женщины убеждаются, что у них нет РМЖ, а это и является наиболее важным потенциальным успехом такого рода программ. С другой стороны, психологические осложнения у женщин, получивших маммограмму с ложноположительным заключением, связаны с беспокойством и страхом. Неизвестно, изъявит ли женщина желание пройти еще раз маммографическое обследование после получения ложноположительной маммограммы в возрасте, когда это может принести большую пользу [77,79].
При рассмотрении любой скрининговой программы тщательному обсуждению подлежат три положения: снижение смертности, возможные неблагоприятные последствия и вопросы стоимости [18].
Наиболее доступным методом1 исследования молочных желез является пальпация. Пальпация позволяет получить чрезвычайно много данных для диагностики- заболеваний молочной железы. При этом можно оценить консистенцию; эластичность, однородность железы, подвижность ее структур, состояние кожных покровов и т.д.
Клиническое обследование позволяет выявить около 60% злокачественных новообразований МЖ, обнаруженных при маммографии, и в некоторых случаях опухолевые процессы МЖ, не выявленные при маммографии. Однако» чувствительность этого метода, достаточно низкая- (от 28% до 36%). Отдавая должное пальпации, следует отметить, что1 информативность, этого- метода». зависит от искусства врача. Наибольшее количество» диагностических ошибок связано с неумением осуществлять, квалифицированное обследование молочных желез [36, 76; 88, 109,127] .
Считается общепринятым, что примерно 90% ключевой информации для . правильной постановки, диагноза обеспечивают инструментальные методы, исследования. Львиная доля здесь приходится на лучевую диагностику, которая сегодня интегрировала целый ряд методов получения медицинских изображений, таких, как компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), ультразвуковое- исследование (УЗИ), радионуклеиное- исследование. Основу лучевой диагностики составляет рентгеновский метод, который остаётся основным методом визуализации органов и структур организма человека и выявления патологических изменений [10]. Рентгенологическое исследование - маммография (ММГ), позволяет выявить опухолевую патологию, оценить размеры, форму, структуру и контуры новообразования, оценить состояние окружающих опухоль тканей, выявить признаки метастатического поражения регионарных лимфатических узлов, позволяет сделать предположительный вывод о доброкачественном или злокачественном характере опухолевого роста, опираясь на характеристику очертания и чёткости тени очага.
Потенциальные возможности ММГ, как индикатора риска развития РМЖ, связывают с определением рентгеновской плотности- молочной железы. Однако, достоверных результатов на сегодняшний день не получено, так как плотность не единственный компонент, отражающий злокачественный рост. Кроме того, рентгенологическую плотность ткани определяет преимущественно - стромальный компонент, и, в меньшей степени, паренхиматозный компонент железы [124].
Рентгеновское маммографическое исследование на сегодняшний день играет большую роль в рутинной диагностике рака молочной железы [92, 112, 113]. В среднем ММГ обладает чувствительностью около 53 % и относительно высокой специфичностью порядка 86% [114]. Однако, применение этой методики специалистами воспринимается далеко не однозначно, особенно в вопросах дифференциальной диагностики РМЖ, поскольку РМЖ характеризуется чрезвычайной вариативностью клинического течения и рентгенологических проявлений [54].
Общая характеристика и устройство оптического диагностического комплекса (ОКД - 3)
На кафедре онкологии НГМА, совместно со специалистами ГУЛ НИКИЭТ "Техноцентр «ЛТ»" (г. Заречный, Свердловской обл.) был разработан прибор для светооптическиой диагностики тканей молочной железы. Оптический диагностический комплекс (ОКД-3) предназначен как для исследований in vitro так и in vivo. ОКД-3 включает собственно спектральный прибор с многоканальной регистрацией спектров» отражения (спектроанализатор), осветитель, оптоволоконный кабель с иглой, плату сопряжения с персональным компьютером и программное обеспечение (рис. 1).
В данной работе использовалась уже третья модификация прибора. Оптическая часть прибора (ОКД-3) выполнена как спектрограф со сферическими зеркалами. Фотоприемник - ПЗС-линейка фирмы Sony на 3000 пикселей. ПЗС-линейка установлена в фокальной плоскости спектрографа, каждый пиксель регистрирует свой микроскопический участок спектра, при их сопоставлении получается полный спектр. Спектроанализатор предназначен для регистрации и анализа эмиссионных спектров, спектров поглощения, отражения и флуоресценции биологических тканей. В данной конструкции спектрограф и многоканальный анализатор заключены в одном малогабаритном блоке размерами 165 х 150 х 80 мм (рис. 1).
В качестве источника света был использован стандартный осветитель «Фотон-4», построенный на основе галогеновой лампы мощностью 40 Вт.
Передача и приём светового сигнала осуществляется по оптоволоконному зонду. Зонд представляет собой два оптически независимых кварцевых волокна, заключённых в єдиную оболочку. Длина волокон 2 метра, диаметр 0,4 мм. С одной стороны волокна снабжены оптическим разъёмом, с противоположной - заделаны в металлический щуп с иглой и заполированы. Внешний диаметр иглы не более 0,9 мм. Оптические разъёмы служат для стыковки с источником света и прибором.
Программное обеспечение позволяет управлять ОКД-3, выводить на экран полученные спектры в режиме реального времени, производить обработку полученных спектров (рис. 2).
Особенность программного обеспечения, благодаря использованию технологии «нейронных сетей», заключалась в возможности к «самообучению». В программу управления ОКД-3 оператором заносились спектры диффузного отражения морфологически верифицированных тканей МЖ известной структуры (нозологической принадлежности). Программа формировала базу данных спектров по типу ткани и регистрировала характерные для спектров каждой группы признаки, с учётом интенсивности отражённого сигнала и особенностей профиля. По мере накопления нового материала, программа имела больше входящей информации для поиска повторяющихся признаков спектров отражения внутри каждой группы тканей. Таким образом, программа управления ОКД-3 выстраивала «своё представление» о спектральных характеристиках тканей МЖ, постоянно совершенствовала сформированные диагностические параметры, делая свои заключения более точными.
G точки зрения оператора, управляющего ОКД-3, процесс распознавания, тканей достаточно прост. При получении в рабочем окне нового входящего спектра, подаётся команда к распознаванию, программа производит попиксельную сверку входящего сигнала со спектрами, заложенными в базу данных, с учётом отработанных программой критериев. Менее чем через 1 сек., в этом же окне программа в процентном соотношении указывает на принадлежность полученного спектра к тому, или иному типу нормальной, или патологической ткани МЖ.
Спектры, диффузного отражения жировой ткани молочной железы in vitro
Ранее, мы уже говорили, что большая часть объёма молочной железы представлена жировой тканью у женщин в возрасте старше 40 лет. Как по своим физическим, так и по спектральным характеристикам, жировая ткань отлична от остальных структур. Для этого типа ткани визуально характерен жёлтый цвет и различные его оттенки. Гомогенная, студенистаяч субстанция жировой ткани обладает хорошими1 рассеивающими и поглощающими свойствами, но слабо отражает свет, что определяет низкую интенсивность спектра отражения этого типа ткани.
Наклон спектра отражения у жировой ткани, определяемый диагностическим критерием А (разность интенсивностей на линиях 460 и 760 нм) всегда имеет отрицательное значение, достигающее - 13 относительных единиц интенсивности.
Спектральные максимумы и минимумы интенсивностей жировой ткани имеют минимальную амплитуду. Профиль спектра отражения жировой ткани в большей степени зависит от условий освещённости, в которых проходит исследование, и от влияния отражательных характеристик прилежащих тканей.
На рисунке 9 хорошо видно, что в синем.диапазоне спектра интенсивность отражения невысокая, без выраженных пиков и, провалов, что может быть связано с малой концентрацией структур поглощающих свет в этой области, а именно паренхиматозного компонента.
Нами были чаще всего зарегистрированы минимумы интенсивностей (провалы) в точках 435 т 480 нм и максимумы интенсивностей (пики) в областях 470, 521 и 622 нм (табл. 2). Спектральные изменения располагались, в основном, в красной области спектра (пики пологой формы в диапазоне 620 -680 нм) и имели определённую вариабельность значений, и непостоянство значений, за счёт различной степени выраженности сигнала отражения от прилегающих анатомических структур, таких как фиброзная ткань, выводные протоки молочной железы, различной степени выраженности капиллярная сеть и более крупные кровеносные сосуды.
Полуширина максимумов и минимумов интенсивностей жировой ткани имеет достаточно большие значения и составляет для 2-го и 3-го максимума 41 и 31 нм, для 1-го минимума 36 нм соответственно. 1-ый максимум и 2 -ой минимум интенсивности характеризуется достаточно низкими значениями и составляет 12 и 9 нм соответственно (табл. 2).
Таким образом, спектры отражения жировой ткани можно представить как линию с отрицательным углом наклона, пологую, с невыразительным профилем спектра. Спектральные характеристики этой ткани в условиях in vivo подвержены внешнему (шумовому) освещению, благодаря высокой светорассеивающей способности по сравнению с окружающими структурами. Соответственно, и интенсивность отражения жировой ткани всегда будет низкая.
Преобладание фиброзной ткани в молочной железе определяется преимущественно возрастом женщины. По своим физическим свойствам фиброзная ткань значительно отличается от жировой. Белый цвет ткани обеспечивается примерноьравным5 количеством всех цветов видимого диапазонам . спектра навоспринимающемотражение: детекторе; тем самым;.придаваяіформе; спектра подобие колокола; Эластичность,, упругость? ткани,, её гомогенность, создают благоприятные условиям для отражениям высокой: интенсивности? от; падающего на неё света;
Представленные спектры: имеют чаще: форму острого: купола, с резким? профилем засчёт интенсивныхпровалов всинем икрасномщиапазоне (табл. 3): Мощный .широкийшррвал на418 нмж невыраженнышпйк на 517 нм; вероятно; обусловлены влиянием.коллагеновых волокон-соединительной ткани; а.именно, их: количественным содержанием. Фиброзная? ткань, вь большинстве, случаев? имеетмножествотранзиторных сосудов, чем обусловленыпровалы в диапазоне;: 542 ш578нм;,которые характеризуются линиямиіфрагментовкрови(рис.: 10);
Has спектре; диффузного? отражения фиброзной! ткани молочной! железы разница-интенсивностей на; линиях460нмш «760= нм; (диагностическишкритерий А) имеет положительное, значение: (до +0;03; относительных: единиц интенсивности);
.Полуширина; максимумов: ш минимумов интенсивности! представлена-, ві диапазоне: 12!- 23 нм; наиболее выраженышервый провал,(418 нм) и:первый! пик (517 нм),.их;значения составляют;20:ш23:нм:соответственно;.
Спектры диффузного отражения крови in vivo
Оценивая спектры диффузного отражения, полученные в режиме реального времени, можно оценивать наличие свободной крови в исследуемом участке ткани и при необходимости прервать или повторить исследования. Распознавание принадлежности полученного спектра к спектру крови не требует процедур сравнивания с базой данных спектров, учитывая весьма характерный профиль этого спектра.
Исследование методом спектроскопии диффузного отражения in vivo в режиме реального времени способно выявить наличие свободной крови в исследуемом участке ткани МЖ.
Перед началом работ второго этапа возникла проблема, заключающаяся в том, что выделить и зафиксировать спектр отражения неизменённого эпителия МЖ, без инвазивного ; вмешательства;. клинически и даже контролируя? ход .. зонда; используя; вспомогательное: параклиническое оборудование, очень, затруднительное .В" качестве- опорной «здоровой» тканш при проведении; процедуры витальной- спектроскопии; была; выбрана?жировая ткань молочной железы, которая обладает определённым! набором стандартных физических характеристик,- стабильно? регистрирующихся? в. условиях выполнения процедуры спектроскопии диффузного отражения in vitro et in vivo.
Как: правило, жировая ткань МЖ имеет жёлтый? цвет, который; регистрируется на; спектре диффузного» отражения в виде повышения; интенсивности; в; соответствующей; области длин волн. Однако для; этого типа ткани характерна- гомогенная; структура мягко-эластичной; студенистой консистенции; благодаря чему свет, подаваемый через подающий; канал; зонда преимущественно рассеивается в этой; среде. Отсутствие: оптически; плотных компонентов в; жировой ткани не способствует проявлению; высокой; интенсивности отражения.
В) процессе работы мы выявили; что при? недостаточной мощности; выходного сигнала- осветителя? возможно» наслоение шумового сигнала на! полезный"; спектр отражения? жировой; ткани ,чтс маскируег последний;. Этот момент может выступать своеобразным? маркером; адекватности? аппаратного \ обеспечения процедуры; т.е; достаточной1 моїіщостиисходящего сигнала;
Профиль спектра диффузного отражениясжировойткани in vivo подвержен высокой? вариабельности- из-за» влияния окружающих анатомических; структур; как-то: внутренняя; поверхность кожи,, сосуды различного? калибра; участки соединительнойткант
Спектр; отображенный; на рисунке 2S, в общих чертах, сохраняет пропорции: спектра?диффузного, отражения; жировой ткани in vitro,.со слабым наклоном и; невыраженной; волнистой; структурой; отрицательным углом і наклона (диагностический- критерий А составляет -0,1 относительных: единиц. интенсивности), отсутствием глубоких провалов и резких всплесков интенсивности.
Плавный широкий провал, с минимумом интенсивности на 450 нм, переходит в относительно ровную, плавную линию выше уровня интенсивности левой части спектра. Отсутствие интенсивности в синей области спектра следует рассматривать как минимальное содержание (или отсутствие) паренхиматозного компонента. Относительно данных, полученных при исследовании спектра отражения жировой ткани МЖ in vitro, спектр, полученный in vivo, оцененньш по крайним точкам интенсивности, смещён относительно последнего вправо на 10 - 15 нм. Следует отметить, что линии поглощения света in vivo шире аналогичных, полученных в условиях in vitro в среднем на 5 нм.
