Спосіб лазерного скринінгу цитологічних мазків із шийки матки на наявність вірусу папіломи (hpv) людини

Реферат: Спосіб лазерного скринінгу цитологічних мазків із шийки матки на наявність вірусу папіломи (HPV) людини шляхом використання поляризованого лазерного випромінювання, що колімують за допомогою системи об'єктивів та пропускають крізь поляризаційний освітлювач, чвертьхвильову пластину, поляризатор і освітлюють препарат шийки матки. Після проходження когерентного зображення препарату крізь аналізатор, об'єктив проектує його крізь діафрагму в площину CD-камери, яка під'єднана до персонального комп'ютера. У співосьових поляризаторі та аналізаторі діагностують нормальний або патологічний стан шийки матки. Проводять поляризаційну візуалізацію колагенової сітки шийки матки, що виявляє суттєву різницю в зображеннях координатних розподілів інтенсивності та орієнтаційної структури зразків нормальних і патологічно змінених препаратів. Нативні цитологічні препарати шийки матки опромінюють лазерним випромінюванням широкого спектрального діапазону (λ 0,330-0,750 мкм). Додатково визначають величину лінійного дихроїзму і його спектральних залежностей в даному спектральному діапазоні, яка досягає максимального значення при койлоцитарній реакції (при інфікуванні вірусом папіломи (HPV) людини) в цитологічному мазку із шийки матки в ділянці λ 0,395-0,415 мкм. UA 101593 U (54) СПОСІБ ЛАЗЕРНОГО СКРИНІНГУ ЦИТОЛОГІЧНИХ МАЗКІВ ІЗ ШИЙКИ МАТКИ НА НАЯВНІСТЬ ВІРУСУ ПАПІЛОМИ (HPV) ЛЮДИНИ UA 101593 U UA 101593 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі медицини, а саме до гінекології та біофізики, і може бути використана для попереднього відбору цитологічних мазків із шийки матки для подальшого поглибленого дослідження при наявності вірусу папіломи людини на предмет покращення цитологічної діагностики дисплазії та початкового раку шийки матки. Діагностика раку шийки матки - актуальна проблема онкології та гінекології, яка потребує нових, нестандартних підходів (Воробйова Л.І., 2012; Вакуленко Г.А., 2010). У наш час широко використовується комплексний метод, який включає в себе кольпоцервікоскопію, цитологічне та гістологічне дослідження. Але практика показує, що інформативність цих методів залежить від багатьох причин: правильності забору матеріалу, технічних способів його виконання, розуміння лікарем суті процесів, що перебігають в епітелії, інтерпретації результатів дослідження як морфологом, так і гінекологом (Запорожан В.М., 2012; Воробйова Л.І., 2011). Головною концепцією етіопатогенезу раку шийки матки на даний час визнана вірусна гіпотеза. Центральне місце в ній займає вірус папіломи людини (HPV), який має найбільший онкологічний потенціал і є основним екзогенним фактором цервікального канцерогенезу (Коханевич Е.В., 2006; Воробйова Л.І., 2013). Патогенетичною цитологічною прикметою інфікування епітелію шийки матки вірусом папіломи людини є наявність койлоцитів або "повітряних" клітин (balloon-cells) з ореолом навколо ядра (Koss, 1984). Ці клітини проміжного або поверхневого зроговілого шару плоского епітелію мають характерну велику прозору, чітко відмежовану перинуклеарну зону. Таким чином, кайлоцитоз можна розглядати як маркер папіломавірусної інфекції (Meisels К., Foutin M., 2004; Суменко В.В., Болгова Л.С., 2010). Відомим аналогом є цитологічна та цитохімічна діагностика передракових процесів та раку шийки матки, яка детально описана в класичній монографії (Хмельницкий O.K. Цитологическая и гистологическая диагностика заболеваний шейки матки и тела матки. - Санкт-Петербург: СОТИС, 2000. - 333 с.). Цитологічна діагностика залишається основою скринінгу раку шийки матки та є найбільш ефективним способом діагностики передракових процесів шийки матки. Недоліком аналога є те, що в ньому не звертається увага на цитологічні прикмети інфікування вірусом папіломи людини (HPV), що повинно бути обов'язково проведено для моніторингу ефективності лікування дисплазій. Методики складних технологій забарвлень епітелію шийки матки, які приведені в цій монографії, для вивчення складу мукополісахаридів, ДНК, РНК, кислої фосфатази, тощо до сих пір застосовуються тільки для вузьконаукових досліджень і не можуть застосовуватись широко в практичній охороні здоров'я для вивчення інфікування вірусом папіломи із-за своєї складності, високої вартості, непрактичності. Тим більше, що застосування цитохімічних тестів тільки уточнює характер патологічного процесу шийки матки. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб лазерної діагностики патологічних процесів шийки матки (Пат. № 22177, України, МПК А61В18/20, Спосіб лазерної діагностики патологічних процесів шийки матки / Запорожан В.М., Пересунько О.П., Абу Селех Ізмаїл, Ушенко О.Г.; Заявник Буковинський державний медичний університет, заяв. № 20041108981, від 03.11.2004, опубл. 25.04.2007, бюл. № 5), в якому випромінювання He-Ne лазера (λ - 0,6328 мкм) колімується за допомогою системи об'єктивів, проходить крізь поляризаційний освітлювач, чвертьхвильову пластину, поляризатор і освітлює зразок - гістологічний зріз шийки матки (розміром 0,5 × 0,5 см). Після проходження когерентного зображення гістологічного зрізу крізь аналізатор, об'єктив проектує його крізь діафрагму в площину CD-камери, яка під'єднана до персонального комп'ютера. В прототипі досліджувались оптично тонкі (коефіцієнт ослаблення τ < 0,1) гістологічні зрізи тканини шийки матки, забарвлені гематоксилін-еозином. Поляризаційна візуалізація колагенової сітки шийки матки у співосьових поляризаторі та аналізаторі виявляла суттєву різницю в зображеннях координатних розподілів інтенсивності та орієнтаційної структури зразків у нормі та при патології (псевдоерозії, дисплазії легкого ступеня, дисплазії середнього та важкого ступеня, Са in situ, мікроінвазивному раку, плоскоклітинному низько диференційованому раку). Це дало змогу діагностувати наявність чи відсутність патологічних станів тканини шийки матки. Недоліком найближчого аналога є те, що в ньому не звертається увага на цитологічні прикмети інфікування вірусом папіломи людини (HPV), що повинно бути обов'язково проведено для моніторингу ефективності лікування дисплазій, що в свою чергу впливає на точність діагностики патології шийки матки; до того ж не розглядається можливість використання як препаратів мазків із шийки матки (епітелію). В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб лазерного скринінгу цитологічних мазків із шийки матки на наявність вірусу папіломи (HPV) людини шляхом використання лазерного випромінювання широкого спектра (λ 0,330-0,750 мкм) для дослідження 1 UA 101593 U 5 10 нативних цитологічних препаратів шийки матки та визначення величини лінійного дихроїзму і його спектральних залежностей для діагностики її нормального або патологічного стану. Спільними ознаками найближчого аналога та корисної моделі є те, що поляризоване лазерне випромінювання колімується за допомогою системи об'єктивів, проходить крізь поляризаційний освітлювач, чвертьхвильову пластину, поляризатор і освітлює препарат шийки матки. Після проходження когерентного зображення препарату крізь аналізатор, об'єктив проектує його крізь діафрагму в площину CD-камери, яка під'єднана до персонального комп'ютера. У співосьових поляризаторі та аналізаторі діагностують нормальний або патологічний стан шийки матки: проводять поляризаційну візуалізацію колагенової сітки шийки матки, що виявляє суттєву різницю в зображеннях координатних розподілів інтенсивності та орієнтаційної структури зразків нормальних і патологічно змінених препаратів. Відмінні ознаки корисної моделі від найближчого аналога наведені в таблиці. Таблиця Порівняння корисної моделі та найближчого аналога за ознаками Ознака Корисна модель Препарати гістологічні зрізи шийки матки Забарвлення препаратів гематоксилін-еозином Опромінювання лазерним стала довжина хвилі (λ - 0,6328 променем мкм) Патологія Величина лінійного дихроїзму та його спектральних залежностей 15 20 25 30 35 псевдоерозія, дисплазія легкого, середнього та важкого ступенів, Са in situ, мікроінвазивний рак, плоскоклітинний низькодиференційований рак не розраховують Найближчий аналог цитологічні препарати шийки матки нефарбовані довжина хвилі змінюється в широкому діапазоні (λ 0,330-0,750 мкм) псевдоерозія, дисплазія легкого, середнього та важкого ступенів, Са in situ, мікроінвазивний рак, плоскоклітинний низькодиференційований рак та вірус папіломи (HPV) людини койлоцитоз розраховують Визначення термінів, які використовуються при описі корисної моделі: лазерний скринінг, цитологічні мазки із шийки матки, вірус папіломи (HPV) людини. Теоретичні передумови здійснення корисної моделі. Допомогу в об'єктивізації та підвищенні точності діагностики патології шийки матки можуть надати безконтактні оптичні способи, зокрема спектрально-поляриметричний (В. Ангельський, 2012). Спектрально-поляриметричний підхід в діагностиці патологічних змін біооб'єктів заснований на трьох важливих положеннях: 1) біотканина є неоднорідним оптично активним середовищем, яке змінює тип та форму поляризації поляризованого опромінюючого пучка; 2) характер зміни стану поляризації залежить від морфологічної структури та фізіологічного стану біотканинами різних типів; 3) найбільш повно процеси перетворення поляризації біотканин описуються за допомогою матричного методу, який ґрунтується на математичному описанні лазерних пучків (В. Ангельський, 2009). Морфологічна структура епітелію шийки матки при інфікуванні вірусом папіломи людини із застосуванням методів спектро-поляриметрії не вивчалась до цих пір. Корисну модель виконують наступним чином. Виконують лазерний скринінг препарату шийки матки: поляризоване лазерне випромінювання колімують за допомогою системи об'єктивів, пропускають крізь поляризаційний освітлювач, чвертьхвильову пластину, поляризатор і освітлюють на предметному скельці нативний цитологічний препарат шийки матки, взятий при штрих-зішкребі. Після проходження когерентного зображення зразку крізь аналізатор, за допомогою об'єктива його проектують крізь діафрагму в площину CD-камери, яку під'єднують до персонального комп'ютера. У співосьових поляризаторі та аналізаторі діагностують нормальний або патологічний (із цитологічними прикметами інфікування вірусом папіломи людини (HPV) - койлоцитоз) стан шийки матки: 2 UA 101593 U 5 10 15 20 проводять поляризаційну візуалізацію колагенової сітки шийки матки, що виявляє суттєву різницю в зображеннях координатних розподілів інтенсивності та орієнтаційної структури зразків нормальних і патологічно змінених препаратів, та вираховують величину лінійного дихроїзму і його спектральних залежностей в межах λ - 0,330-0,750 мкм, що виявляє характерні максимальні значення для койлоцитарної реакції в ділянці λ 0,395-0,415 мкм. Приклади практичного використання корисної моделі. Досліджували нативні цитологічні препарати шийки матки, взяті при штрих-зішкребі, двох типів: 1) група А (18 препаратів) - фізіологічно нормальні препарати шийки матки; 2) група В (28 препаратів) - патологічно змінені препарати шийки матки (передракові та ракові патології із цитологічними прикметами інфікування вірусом папіломи людини (HPV) - койлоцитоз). Виконували лазерний скринінг нативного препарату шийки матки лазерним променем в широкому спектральному діапазоні (видимого спектра λ 0,330-0,750 мкм) та поляризаційну візуалізацію колагенової сітки шийки матки у співосьових поляризаторі та аналізаторі. Порівняння отриманих зображень координатних розподілів інтенсивності та орієнтаційної структури зразків з койлоцитозом та без нього та визначення величини лінійного дихроїзму і його спектральних залежностей показало їх суттєву різницю для нормального та патологічного станів тканини шийки матки та виявило максимальні характерні максимальні значення для койлоцитарної реакції в ділянці спектра λ 0,395-0,415 мкм. Використання корисної моделі дозволяє підвищити точність діагностики наявності чи відсутності патологічних станів тканини шийки матки, враховуючи наявність цитологічних прикмет інфікування вірусом папіломи людини (HPV) в її цитологічних мазках, що є обов'язковим для моніторингу ефективності лікування дисплазій. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 Спосіб лазерного скринінгу цитологічних мазків із шийки матки на наявність вірусу папіломи (HPV) людини шляхом використання поляризованого лазерного випромінювання, що колімують за допомогою системи об'єктивів та пропускають крізь поляризаційний освітлювач, чвертьхвильову пластину, поляризатор і освітлюють препарат шийки матки; після проходження когерентного зображення препарату крізь аналізатор, об'єктив проектує його крізь діафрагму в площину CD-камери, яка під'єднана до персонального комп'ютера; у співосьових поляризаторі та аналізаторі діагностують нормальний або патологічний стан шийки матки: проводять поляризаційну візуалізацію колагенової сітки шийки матки, що виявляє суттєву різницю в зображеннях координатних розподілів інтенсивності та орієнтаційної структури зразків нормальних і патологічно змінених препаратів, який відрізняється тим, що нативні цитологічні препарати шийки матки опромінюють лазерним випромінюванням широкого спектрального діапазону (λ 0,330-0,750 мкм) та додатково визначають величину лінійного дихроїзму і його спектральних залежностей в даному спектральному діапазоні, яка досягає максимального значення при койлоцитарній реакції (при інфікуванні вірусом папіломи (HPV) людини) в цитологічному мазку із шийки матки в ділянці λ 0,395-0,415 мкм. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3