RU2144781C1

RU2144781C1 - Способ неинвазивной дистанционной диагностики онкологического заболевания

Info

Publication number: RU2144781C1
Application number: RU99110624A
Authority: RU
Inventors: А.Ш. Авшалумов
Original assignee: Авшалумов Александр Шамаилович
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для диагностики и дифференцирования онкологического заболевания. В способе неинвазивной дистанционной диагностики состояния человека измеряют электромагнитное излучение органов и тканей человека с помощью высокочувствительного приемника с последующей обработкой и анализом результатов измерений. Причем проводят измерение электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах. Обработку результатов измерений осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей. Далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты. Формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых. После этого проводят дополнительные измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием дополнительных диагностических признаков. Из совокупности однородных диагностических признаков строят множество динамических рядов, на основании динамических рядов с использованием статистического и/или нейросетевого классификатора определяют наличие онкологического заболевания, при этом антенну приемника устанавливают так, что продольная ось ее перпендикулярна поверхности тела, затем осуществляют поворот антенны приемника на 90° относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков, для каждого из которых строят второе множество динамических рядов, путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения положения антенны приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание. Способ позволяет объективно и в короткие сроки оценить качественно и количественно функциональную активность всех основных органов и систем организма человека и дифференцировать онкологическое заболевание, если последнее имеет место, установить первичный очаг и метастазы. При обнаружении онкозаболевания особенно важно обеспечить возможность полного исследования нейроэндокринной и иммунной систем как систем управления и контроля за всеми процессами, происходящими в организме человека. Совершенно незаменима предложенная диагностика при профилактических и скрининговых осмотров населения для выявления групп риска и онкозаболеваний на ранних стадиях. 10 ил.

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для диагностики и дифференцирования онкологического заболевания.

Известен способ неинвазивной дистанционной диагностики состояния организма человека путем измерения его электромагнитного излучения с использованием высокочувствительного приемника, последующей обработки и анализа результатов измерения (Патент США N 4940058, A 61 B 5/00, 1990 г.).

Недостатком известного способа является регистрация лишь общей мгновенной амплитудной интенсивности электромагнитного поля пациента и невозможность производить диагностику онкологического заболевания.

B последние годы в физиологии все чаще и шире применяется информационный подход к анализу различных функций человека. Учитывая только физико-химические факторы, не всегда удается объяснить процессы, происходящие в организме человека. С позиций информационного подхода, наряду с физико-химическими процессами в организме человека формируются и тесно взаимодействуют, передаются, сохраняются и анализируются процессы информации. Теория функциональных систем, предложенная выдающимся русским физиологом П.К.Анохиным, открывает новые возможности объективной оценки информационной деятельности организма. Функциональные системы по П.К. Анохину - это динамические, саморегулирующиеся организации, все составные компоненты которых тесно взаимосвязаны и взаимодействуют для достижения организмом различных полезных для жизнедеятельности результатов. Именно полезные для организма приспособительные результаты выступают в роли системообразующих факторов организации функциональных систем различного уровня. Деятельностью различных функциональных систем определяются уровни различных показателей гомеостаза, таких как pH, газовый состав, осмотическое и кровяное давление, температура, уровень питательных веществ и т.д. Понятие гомеостаза ввел в физиологию известный американский ученый У. Кэнон. Он понимал под гомеостазом гармоническое взаимодействие во внутренней среде организма человека различные физико-химические факторы жизнедеятельности. Однако, именно информация в живых организмах, тесно связанная с деятельностью различных составляющих его функциональных систем, является как бы общим знаменателем для всех физико-химических процессов, проходящих в организме. Только в саморегулирующихся функциональных системах в процессе длительной эволюции живых организмов может формироваться аппарат оценки информации - акцептор результатов деятельности. Аппарат акцептора результатов деятельности на основе опережающих действительные события механизмов позволяет живым организмам постоянно оценивать различные параметры достигнутых результатов и на информационной основе строить адаптивную деятельность. При этом информационная оценка в функциональных системах гомеостатического уровня выступает в роли информационных сигналов, управляющих процессами в организме человека. Последние исследования в микробиологии в области редокс-систем: возбужденных молекул и ключевых сигналопередающих белков акцепторов электронов (Журнал "Science" 1998 г., N 5, v.280, p. 1723), подтвердили ведущую роль информационных процессов в регуляции гомеостаза. Как правило, живые организмы оценивают объективно и количественно результаты деятельности и функциональных систем, определяющих различные показатели гомеостаза.

Техническим результатом заявленного способа неинвазивной дистанционной диагностики является повышение эффективности диагностики за счет измерения электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, а также возможности диагностики онкологического заболевания.

Для достижения указанного технического результата в способе неинвазивной дистанционной диагностики состояния человека путем измерения электромагнитного излучения органов и тканей человека с помощью высокочувствительного приемника с последующей обработкой и анализом результатов измерений, согласно изобретению, проводят измерение электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, обработку результатов измерений осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей, далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты, формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых, после чего проводят дополнительные измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием дополнительных диагностических признаков, из совокупности однородных диагностических признаков строят множество динамических рядов, на основании динамических рядов с использованием статистического и/или нейросетевого классификатора определяют наличие онкологического заболевания, затем меняют ориентацию приемника на 90^o относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков, для каждого из которых строят второе множество динамических рядов, путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения ориентации приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание.

Способ неинвазивной дистанционной диагностики и дифференцировки онкологического заболевания осуществляют следующим образом.

Пациент располагается в положении лежа на кушетке. Приемную антенну 1 (фиг. 1) высокочувствительного приемника электромагнитного излучения миллиметрового и/или дециметрового диапазона 2 с помощью специального штатива подводят к поверхности тела пациента на расстоянии 5 мм в точке, ближайшей к исследуемому органу (или ткани), располагая продольную ось антенны перпендикулярно поверхности тела. Приемник осуществляет усиление принимаемого с поверхности тела человека высокочастотного шумового сигнала и последующее выделение из этого сигнала низкочастотной модулирующей составляющей. Выделенная низкочастотная составляющая поступает на аналого-цифровой преобразователь 3, с помощью которого осуществляется ее ввод в компьютер 4.

Врач производит запуск программы диагностики, которая выполняет следующую последовательность действий:
а) Запоминание реализации в течение заданного интервала времени;
б) Спектральный анализ с двумя различными окнами (Даниэля - фиг. 2 и Ханна - фиг. 3);
в) Определение систематических компонент в оценках спектров (фиг. 2 и 3);
г) Выделение остаточных кривых (фиг. 4 и 5);
д) Формирование диагностических признаков, в качестве которых используются параметры a₁, b₁, a₂, b₂ систематических компонент, min c₁, c₂ и max d₁, d₂ остаточных кривых и их размах r₁, r₂ (фиг. 2, 3, 4, 5);
е) Проведение k повторных измерений, их последующей обработки, анализ и формирование дополнительных диагностических признаков в соответствии с п.п. а), б), в), г), д);
ж) Построение множества динамических рядов однородных диагностических признаков для первоначального и повторных измерений:
a₁(k): a₁, a₁(1),..., a₁(k); a₂(k): a₂, a₂(1),..., a₂(k);
b₁(k): b₁, b₁(1),..., b₁(k); b₂(k): b₂, b₂(1),..., b₂(k);
c₁(k): c₁, c₁(1),..., c₁(k); c₂(k): c₂, c₂(1),..., c₂(k);
d₁(k): d₁, d₁(1),..., d₁(k); d₂(k): d₂(1),..., d₂(k);
r₁(k): r₁, r₁(1),..., r₁(k); r₂(k): r₂, r₂(1),..., r₂(k);
з) Выработка заключения о наличии онкологического заболевания с помощью статистического и/или нейросетевого классификатора на основании построенных динамических рядов a₁(k), a₂(k), b₁(k), b₂(k), c₁(k), c₂(k), d₁(k), d₂(k), r₁(k), r₂(k). Классификаторы предварительно настраиваются (нейросетевой - обучается) на распознавание следующих состояний: "Онкозаболевание отсутствует", "Онкозаболевание имеет место".

Далее меняют ориентацию приемника на 90^o относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков в соответствии с п.п. а), б), в), г), д). Затем осуществляют построение второго множества динамических рядов однородных диагностических признаков аналогично п. ж):
a₁(k)^*: a₁ ^*, а₁ ^*(1),..., a₁ ^*(k); a₂ ^*(k): a₂ ^*, a₁ ^*(1),..., a₂ ^*(k);
b₁ ^*(k): b₁ ^*, b₁ ^*(1),..., b₁ ^*(k); b₂ ^*(k): b₂ ^*, b₂ ^*(1),., b₂ ^*(k);
c₁ ^*(k): c₁ ^*, c₁ ^*(1),..., c₁ ^*(k); c₂ ^*(k): c₂ ^*, c₂ ^*(1),..., c₂ ^*(k);
d₁ ^*(k): d₁ ^*, d₁ ^*(1),..., d₁ ^*(k); d₂ ^*(k): d₂ ^*, d₂ ^*(1),..., d₂ ^*(k);
r₁ ^*(k): r₁ ^*, r₁ ^*(1),..., ri*(k); r₂ ^*(k): r₂ ^*, r₂ ^*(1),..., r₂ ^*(k).

Путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения ориентации приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание. Дополнительные классификаторы предварительно настраиваются (нейросетевой - обучается) на распознавание следующих состояний: "доброкачественное объемное образование", "злокачественное объемное преобразование".

Пример 1. Больная Е. , 36 лет, обратилась с жалобами на нарушение менструального цикла в течение полугода. В ходе проведенного комплексного обследования при установке антенны в проекции левого яичника с помощью классификатора получено диагностическое заключение "Онкозаболевание имеет место". Обследование было продолжено с целью дифференцирования объемного образования. Установлена доброкачественность объемного образования (заключение дополнительного классификатора "Доброкачественное объемное образование"), впоследствии подтвержденная данными УЗИ и лапароскопической биопсии.

Пример 2. Больная К., 40 лет, поступила на амбулаторное обследование с жалобами на самопроизвольное выделение кровянистого типа из соска правой молочной железы. Проведено комплексное обследование, которое выявило наличие объемного образования в верхненаружном квандранте правой молочной железы. (Заключение классификатора - "Онкозаболевание имеет место"). После поворота приемника обследование продолжено: результат классификации - "Злокачественное объемное образование". Диагноз рака правой молочной железы верифицирован в результате маммографии и цитологического исследования пунктата правой молочной железы.

Пример 3. Больная Н., 45 лет, поступила на обследование с жалобами на резкую слабость, ощущения перебоев в сердце, нарушения ритма, потерю веса. Проведенное комплексное исследование по вышеупомянутому алгоритму выявило наличие узлового образования в левой доле щитовидной железы (Заключение классификатора "Онкозаболевание имеет место"). Больной было выполнено радиоизотопное сканирование щитовидной железы, которое показало наличие в левой дольке железы признаков, характерных для новообразования. Произведена пункционная биопсия, которая выявила наличие атипичных клеток.

Предлагаемая микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма позволяет объективно оценивать отдельные информационные параметры органов и функциональных систем организма человека и при помощи классификатора установить наличие онкологического заболевания. При этом, микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма позволяет в короткие сроки оценить качественно и количественно функциональную активность всех основных органов и систем организма человека и дифференцировать онкологическое заболевание, если последнее имеет место, установить первичный очаг и метастазы. При обнаружении онкозаболевания особенно важна возможность полного исследования нейроэндокринной и иммунной систем, как систем управления и контроля за всеми процессами, происходящими в организме человека. Кроме того, исследование физиологических процессов, проходящих в основных органах и системах организма человека, позволяет комплексно оценивать состояние пациента и предположительно установить первопричину онкологического заболевания. Совершенно незаменима микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма при профилактических и скрининговых осмотрах населения для выявления групп риска и онкозаболеваний на ранних стадиях.

Claims

Способ неинвазивной дистанционной диагностики состояния человека путем измерения электромагнитного излучения органов и тканей человека с помощью высокочувствительного приемника с последующей обработкой и анализом результатов измерений, отличающийся тем, что проводят измерение электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, обработку результатов измерений осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей, далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты, формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых, после этого проводят дополнительные измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием дополнительных диагностических признаков, из совокупности однородных диагностических признаков строят множество динамических рядов, на основании динамических рядов с использованием статического и/или нейросетевого классификатора определяют наличие онкологического заболевания, при этом антенну приемника располагают так, что ее продольная ось перпендикулярна поверхности тела, затем меняют ориентацию антенны приемника на 90^o относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков, для каждого из которых строят второе множество динамических рядов, путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения ориентации антенны приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание.