Спосіб діагностики нефробластоми у дітей

1. Спосіб діагностики нефробластоми у дітей, що включає визначення симптомів на пухлину Вільямса, який відрізняється тим, що додатково як аналізат досліджують плазму крові, відібрану щонайменше у кількості 0,2 мл, збуджують її лазерними імпульсами з потужністю 2 мВт, сканують фотолюмінесцентний спектр проби за допомогою монохроматора, вимірюють інтенсивність люмінесценції у спектральному діапазоні 350-850 нм через 1 нм фотоелектричним шляхом, з використанням охолодженого до Т=250 К неселективного фотоприймача в режимі лічби фотонів, та кожну точку спектра усереднюють з двома сусідніми, U 2 (19) 1 3 тів», а для дітей 1 року життя вимагається ще й застосування засобів заспокійливої дії для досягнення їх нерухливості при діагностуванні. Інший відомий спосіб діагностики нефробластоми ґрунтується на проведенні доопераційної магніто-резонансної томографії (МРТ) при наявності симптомів пухлини Вільмса, контрастуванні кишечнику пероральним чином за допомогою йодовмістного контрастного агента, аналіз зображення, оцінку меж розповсюдження пухлини в нирках, стану судин, ділянок проростання пухлин у ниркову вену, а також крупних венозних стволів у сагітальній, фронтальній чи косій проекціях і виявлення метастазів [3]. Надане рішення задачі допускає збільшення чутливості до пухлин раннього генезу, адже інтенсивність радіологічного сигналу може варіювати на ділянках крововиливу чи некрозу тканин, а також виключає променеве навантаження на дитину. У порівнянні з РКТ МРТ збільшує інформативність кінцевого результату, з можливістю його наступного диференціювання, посилити чутливість до пухлин раннього генезу на 65 %. Але, точність діагностування є нестабільною, оскільки за класифікацією TNM коливається від 80 до 96 %. Недоліки способу, як і у попередньому випадку, зв'язуються з вірулентністю патогенних мікробів, їхньою здатністю до збудження інфекційних хвороб, проникнення та розповсюдження в організмі, висока ймовірність котрої виникає під час введення контрастного агента в шлунок. Натомість, на застосування йодовмістних препаратів існує декілька протипоказань, у зв'язку з провокуванням розвитку непередбачуваних ускладнень, особливо, серед дітей 1-го року життя. Спосіб зберігає й необхідність використання хімічних засобів заспокійливої дії, а надмірна собівартість дослідження стримує можливість скринінгу ниркових пухлин на протязі тривалого часу. Також відомий спосіб діагностики нефробластоми, що включає променеву терапію, екскреторну урографію (ЕУ), аналіз урограми, оцінку деформації чашечно-лоханкової системи за формою, розмірами та локалізацією нирок та ідентифікацію нефробластоми за фактом розтягнутості останніх [4]. Очевидним у даному способі є покращення його клінічних властивостей за рахунок виключення процедур контрастування шлунку йодовмістними агентами та використання фармпрепаратів заспокійливої дії. Істотно знижена собівартість дослідження, що допускає скринінг ниркових пухлин на протязі тривалого часу. Однак, вплив опроміненням з розрахунку на змінення екскреторних урограм був ефективним лише у 79,6 % випадків, за винятком «німої нирки». Це зумовлене впливом уражених сегментів нирок, стисканням сечоводів, ниркової вени або проростанням судинної ніжки зовнішньоорганної позаочеревинної нефробластоми всередину. Точність діагностування на основі ЕУ за В.М. Делягіним [2] становить ~80 % і є нижчою за попередніх аналогів, а від того істотно знижує межі її використання. За даними науково-технічних повідомлень ЕУ вважається й недостатньо чутливою до нефробластоми. Результативність ЕУ в діагностуванні дітей, за фак 44944 4 тами деформації, «розтягнутості» чашечнолоханкової системи, складає ~65 % [1], оскільки надмірний об'єм пухлини здавлює та відтискує сечовід, а від того утрудняє розпізнання чи ідентифікацію пухлин Вільмса й решту позаочеревинних пухлин неорганного походження. Поряд із цим, властивості даного способу вимагають заподіяння променевого навантаження, котре негативним чином впливає на фізіологічний розвиток дітей та сприяє розвитку різноманітних ускладнень. Тож, недостатня інформативність вищезазначених аналогів стримує точність діагностування нефробластоми, особливо при Ø пухлин менше 3 см, при їх глибокій локалізації в паренхімі, корковому шарі, у передній (задній) стінці або коли вони не виходять за контур, деформуючи чашечнолоханкову ділянку. Інші об'єкти аналогічного призначення з досліджуваного рівня техніки не встановлені. Як інформують дослідження рівня техніки, більш наближені об'єкти в даному напрямі схожі між собою лише визначенням симптомів на пухлину Вільмса [3, 4]. До основи дійсної корисної моделі поставлена задача розробити такий спосіб діагностики нефробластоми у дітей, застосування котрого дозволило б шляхом люмінесцентної спектроскопії аналізату підвищити інформативність, точність і виключити онтогенію можливих ускладнень за рахунок усунення впливових хімічних і променевих засобів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі діагностики нефробластоми у дітей, що включає визначення симптомів на пухлину Вільмса, відповідно до корисної моделі, додатково як аналізат досліджують плазму крові, відібрану щонайменше у кількості 0,2 мл, збуджують її лазерними імпульсами, сканують фотолюмінесцентний спектр проби за допомогою монохроматора, вимірюють інтенсивність люмінесценції у спектральному діапазоні 350-850 нм через 1 нм фотоелектричним шляхом, з використанням охолодженого до Т°=250 К неселективного фотоприймача в режимі лічби фотонів та кожну точку спектру усереднюють з двома сусідніми, аналізують перерозподіл індивідуальних смуг у спектральному діапазоні 430-650 нм, визначають в ньому кількість максимумів фотолюмінесцентних спектрів і констатують наявність пухлини Вільмса, якщо інтенсивність сигналів індивідуальних смуг фотолюмінесцентних спектрів менше норми у 1,7 рази, причому якщо напівширина спектрів індивідуальних смуг з боку довгохвильового крила знижується на 22 нм і 52 нм, або виявляють 7 чи 5 максимумів фотолюмінесцентних спектрів, то встановлюють III або IV стадію нефробластоми, відповідно; за умов, що плазму крові збуджують на довжині хвилі 337 нм, тривалістю 8 нс, на частоті 100 Гц; що середня потужність лазерних імпульсів не перевищує 2 мВт; інтенсивність сигналів фотолюмінесцентних спектрів вимірюють при чутливості неселективного фотоприймача не менш 300 А/лм; фотолюмінесцентні спектри реєструють при T=300 К. Причинно-наслідковий зв'язок сукупності відмінних ознак дійсної корисної моделі з вищезазна 5 ченими технічним результатом полягає в наступному. Застосування як аналізату 0,2 мл плазми крові усуває необхідність використання впливових хімічних і променевих засобів, адже як рідке біологічне середовище кров є основним носієм інформації в клінічній діагностиці, а її дослідження шляхом люмінесцентної спектроскопії, з використанням імпульсного збудження, аналізу спектра або його певних ділянок виключає онтогенез подальших ускладнень. Спосіб характеризується сукупністю приймань, здійснюваних над аналізатом, кожне з яких є необхідним для з'ясування інтенсивності сигналів, напівширин індивідуальних смуг і амплітудних максимумів фотолюмінесцентних спектрів проби, котрі обрані за критеріальні параметри розпізнання нефробластоми і навіть кваліфікації стадій її прогресування, що підвищує інформативність, а відтак і точність кінцевого результату. Збудження проби плазми крові лазерними імпульсами дозволяє виявити, візуалізувати, піддавати обробці, аналізувати вищезазначені критеріальні параметри та розпізнавати нефробластому. Сканування фотолюмінесцентних спектрів проби за допомогою монохроматора сприяє виявленню серед них координат максимумів найбільш інтенсивних сигналів. Вимірювання інтенсивності сигналів спектру неселективним фотоприймачем забезпечує можливість їх порівняння з нормою та розпізнання пухлин Вільмса (нефробластоми), без використання додаткових хімічних агентів або опромінення. Реєстрація сигналів у спектральному діапазоні 350-850 нм через 1 нм фотоелектричним шляхом, в режимі лічби фотонів, усереднення кожної точки спектру з двома сусідніми, та визначення кількості максимумів фотолюмінесцентних спектрів в ньому допускає аналіз перерозподілу індивідуальних смуг для діагностування. Аналіз проводять у спектральному діапазоні довжин хвиль 430-650 нм, незважаючи на те, що спектри фотолюмінесценції реєструються спектральному діапазоні довжин хвиль 350-850 нм через 1 нм. Таке рішення зумовлене тим, що, поперше, в спектральному діапазоні більш ніж 650 нм точність реєстрації сигналу зменшується завдяки зменшенню співвідношення сигнал/шум, подруге, в діапазоні 350-430 нм реєструється стабільний максимум, з причини застосування для проби плазми крові кварцової пробірки, яка має власну люмінесценцію. Констатація наявності пухлин Вільмса за зменшенням інтенсивності сигналів індивідуальних смуг фотолюмінесцентних спектрів у 1,7 рази відносно норми є визначальним критерієм розпізнання нефробластоми, що допускає збільшення точності її ідентифікації до 92 %. Збільшення інформативності способу реалізується завдяки визначенню III або IV стадій розвитку нефробластоми за фактом зниження напівширини спектрів індивідуальних смуг з боку довгохвильового крила на 22 нм і 52 нм або виявляють 7 і 5 максимумів у фотолюмінесцентних спектрах, відповідно. 44944 6 До решти ознак за пп. 2-5 способу належать технологічні уточнення, які не мають самостійного правового значення, але сприяють реалізації максимального технічного результату, щодо збільшення точності до 92 % та інформативності: плазму крові збуджують на довжині хвилі 337 нм, тривалістю 8 нс, на частоті 100 Гц; середня потужність лазерних імпульсів не перевищує 2 мВт; інтенсивність сигналів фотолюмінесцентних спектрів вимірюють при чутливості неселективного фотоприймача не менш 300 А/лм; фотолюмінесцентні спектри реєструють при Т=300 К. Тож, запропоновані відмітні ознаки корисної моделі є суттєвими, адже за сукупністю вони необхідні і достатні для вирішення поставленої задачі й досягнення заявленого технічного результату. Відомості, які підтверджують можливість відтворення діагностики нефробластоми у дітей з можливістю перевершення вищезазначеного технічного результату полягають в наступному. На Фіг. 1 позначені криві усереднених фотолюмінесцентних спектрів 1, 2, 3, які характеризують IV, III, стадії захворювання, а також стан здорових дітей, відповідно, на Фіг. 2 - криві спектрів 1, 2, 3, які відбивають стан крові здорових дітей, які притаманні тримісячним, восьмирічним дівчинкам, а також семирічним хлопчикам, відповідно, на Фіг. 3 - криві спектрів 1, 2, які характерні для нефробластоми III стадії у дев'ятирічних хлопчиків і п'ятирічних дівчинок, відповідно, на Фіг. 4 - крива спектру, котра відбиває стан нефробластоми IV стадії у хлопчика, віком 1 рік і 10 місяців. Для реєстрації спектрів фотолюмінесценції зразків залучають автоматизований оптичний спектральний комплекс, який складається з джерела оптичного збудження (лазера ЛГИ-21), автоматичної системи керування монохроматором (МДР-12) і фотоелектричного помножувача (ФЭУ-136) виробництва СРСР (м. Грозний). Сутність. Пробу плазми крові, об'ємом не більш 0,2 мл, розміщують у пробірці, виготовленій з нелегованого високоякісного оптичного кварцу Ø 5 мм, з товщиною стінки 1 мм. Збуджують її лазерними імпульсами за допомогою джерела оптичного збудження ЛГИ-21, на довжині хвилі 337 нм, тривалістю 8 нс, на частоті повторення 100 Гц, при середній потужності збуджуючого випромінювання не більш 2 мВт. Фотолюмінесцентні спектри отримують скануванням за допомогою монохроматора МДР-12. Інтенсивності сигналів вимірюють неселективним фотоприймачем з чутливістю не менш 300 А/лм. Сигнали реєструють фотоелектричним шляхом охолодженим до Т=250 К ФЭУ-136 в режимі лічби фотонів та кожну точку спектру усереднюють з двома сусідніми. Під впливом збудження проби лазерними імпульсами очікують проявлення ознак патології у вигляді змін амплітуди і напівширини інтегрального спектру. Тому надалі аналізують перерозподіл індивідуальних смуг у спектральному діапазоні довжин хвиль 430-650 нм, визначають кількість максимумів фотолюмінесцентних спектрів у спектральному діапазоні довжин хвиль. За допомогою цих параметрів констатують 7 44944 наявність пухлини Вільмса, якщо інтенсивність сигналів індивідуальних смуг фотолюмінесцентних спектрів менше норми у 1,7 рази. Якщо ж напівширина спектрів індивідуальних смуг з боку довгохвильового крила знижується на 22 нм і 52 нм або виявляють 7 чи 5 максимумів фотолюмінесцентних спектрів, то встановлюють III або IV стадію нефробластоми. За цих умов досягається збільшення точності діагностування до 92 % та інформативності, насамперед, за фактом диференціювання показників нефробластоми, в межах кваліфікації її III та IV стадій, а також виключається онтогенія можливих ускладнень за рахунок усунення використання хімічних і променевих засобів. При апробації способу дійшли висновку про те, що при розбіжності споріднених максимумів на ±7 нм, у спектральному діапазоні, характерному для здорових дітей (Фыг. 2) спостерігається зміна амплітуди, напівширини (табл. 1) і форми інтегрального спектру (табл. 2). За аналізом спектрів фотолюмінесценції плазми крові здорових і хворих дітей на нефробластому (Фіг. 2-4, табл. 2), у т.ч. характерних для її III і IV стадій визначили інформативність 7 та 5 максимумів, відповідно (Фіг. 3, 4, табл. 2), або зниження напівширини спектрів, з боку довгохвильового крила на 22 нм і 52 нм. Спектри фотолюмінесценції плазми крові дітейхворих на нефробластому на III стадії захворювання характеризувались 7 максимумами (Фіг. 3, табл. 2), а на IV стадії лише 5 (Фіг. 4, табл. 2). Найбільш характерні максимуми спектрів фотолюмінесценції у хворих дітей на нефробластому III стадії відповідали довжинам хвиль 485, 530, 552 і 593 нм, а при IV стадії - 512, 558 і 600 нм. Довгохвильовий максимум 638 нм реєструвався у всіх 8 спектрах, крім спектру фотолюмінесценції, що відбивав стан нефробластоми IV стадії, в діапазоні з 430-650 нм констатували наявність пухлини Вільмса в цілому. Приклад 1. Під впливом збудження проби плазми крові дитини (хлопчик, Володя Т., 9 років) з нефробластомою лівої нирки виявили ознаки патології у вигляді змін амплітуди і напівширини інтегрального спектру. При аналізі перерозподілу усереднених індивідуальних смуг у спектральному діапазоні довжин хвиль 430-650 нм становили максимуми при 485, 530, 552 та 593 нм, які констатують наявність пухлини Вільямса III стадії. Приклад 2. У плазмі крові хлопчика Дениса Ф, віком 1 рік 10 місяців, методом спектральної фотолюмінесценції визначили проявлення ознак патології при аналізі кількості максимумів фотолюмінесцентних спектрів у діапазоні довжини хвиль 430-650 нм. За допомогою характерних максимумів 512, 558 та 600 нм констатують наявність пухлини Вільямса IV стадії розвитку. Таким чином, приклад клінічного використання дійсного рішення задачі, як і решта власних спостережень заявника за результатами його реалізації, дозволяють дійти висновку про збільшення точності кінцевого результату до 92 %, його інформативності, а також повне усунення онтогенії подальших ускладнень, відносно об'єктів минулого покоління. Номенклатура факторних ознак розвитку нефробластоми, що втілена в основу запропонованого процесу, набуває корисність в оптимізації лікувальних заходів в онкопедіатрії з перевершенням технічного результату, що відповідає критерію «промислова придатність». Таблиця 1 Параметри усереднених спектрів фотолюмінесценції Параметри спектрів фотолюмі- Зразки плазми здонесценції рових дітей Довжина хвилі, нм 468 Інтенсивність, відн.од. 505 Напівширина, нм 190 Зразки плазми дітей хворих на нефробластому III ст. захворювання IV ст. захворювання 461 468 298 322 176 108 Таблиця 2 Характеристики форм спектрів фотолюмінесценції, які відбивають наявність структурних максимумів Максимуми спектрів фотолюмінесценції, нм для здорових дітей (за Фіг. 2) Максимуми спектрів фотолюмінесценції, нм для хворих III стадії (5 річних дівчинок) (за Фіг. 3) Максимуми спектрів фотолюмінесценції, нм для хворих III стадії (9 річних хлопчиків) (за Фіг. 3) Максимуми спектрів фотолюмінесценції, нм для хворих IV стадії (22 місячних хлопчиків) (за Фіг. 4) 437 460 500 520 436 461 485 530 552 593 637 442 466 491 527 556 600 637 436 463 558 600 512 547 562 576 638 9 44944 Джерела інформації: 1. Sandra К., Fernbach M., Feinstein К., Donaldson J., Baum E. Nephroblastomatosis: Comparison of CT with US and urography // Radiology. 1988. 166. p. 153-156. 2. Делягин В.М., Алиханов А.А., Поляев Ю.А., Нетесова Е.В., Герберг В.М. Эхография в комплексной диагностике нефробластомы у детей // Sono Acenternational. -2005.-№13. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 10 3. Но V., Scott F., Hood M. Renal mass: quantitative assessment of enhancement with dynamic MR imaging // Radiology. -2002. -V.224. -№3. -P.695700. 4. Gay В., Dawes R., Atkinson G., Ball T. Wilms tumors in Horseshoe kidneys: Radiologic diagnosis // Radiology. -1983. -V.146. -P.693-697. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601