RU2707099C1 - Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости - Google Patents

Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости Download PDF

Info

Publication number
RU2707099C1
RU2707099C1 RU2019112562A RU2019112562A RU2707099C1 RU 2707099 C1 RU2707099 C1 RU 2707099C1 RU 2019112562 A RU2019112562 A RU 2019112562A RU 2019112562 A RU2019112562 A RU 2019112562A RU 2707099 C1 RU2707099 C1 RU 2707099C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
analysis
exhaled air
metal oxide
malignant tumors
Prior art date
Application number
RU2019112562A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Иванович Арсеньев
Александр Ахатович Ганеев
Андрей Олегович Нефедов
Сергей Николаевич Новиков
Антон Алексеевич Барчук
Сергей Александрович Тарков
Алина Викторовна Нефедова
Игорь Эдуардович Джагацпанян
Анна Романовна Губаль
Александр Станиславович Кононов
Алексей Михайлович Беляев
Сергей Васильевич Канаев
Евгений Андреевич Арсеньев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2019112562A priority Critical patent/RU2707099C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707099C1 publication Critical patent/RU2707099C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к способу скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости, включающему определение состава выдыхаемого воздуха неселективным методом анализа летучих органических соединений с использованием металлооксидных сенсоров с перекрестной чувствительностью, отличающемуся тем, что анализ летучих органических соединений осуществляют с одновременным использованием 7 металлооксидных хеморезисторных газовых сенсоров при последовательно устанавливаемых температурах 350, 400 и 450°С и дополнительно проводят цитологический анализ мокроты с изготовлением и микроскопическим исследованием 2 микропрепаратов, которые окрашивают гематоксилином и эозином, и при выявлении в отклике сенсоров на состав выдыхаемого воздуха статистически значимых отличий от контрольных значений, определенных заранее для используемых сенсоров, и одновременном обнаружении в микропрепаратах дисплазии и клеток рака диагностируют злокачественную опухоль. Настоящее изобретение обеспечивает повышение точности неинвазивного раннего выявления злокачественных опухолей органов грудной полости. 5 ил.

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к торакальной онкологии, и может быть использовано для скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости: бронхов и/или трахеи.
Скрининг рака должен быть приемлемым для массового использования, недорогим, обладать высокой чувствительностью и специфичностью, высокой положительной и отрицательной предсказательной ценностью, а также быть безболезненным и безопасным для пациента. Важнейшими требованиями, определяющими эффективность любого метода скрининга рака легких (РЛ), являются высокие уровни специфичности и прогностичности положительного результата, которые должны быть порядка 90-99%. Требования к чувствительности и прогностичности отрицательного результата менее жесткие - не менее 90% и 85%, соответственно.
К нелучевым способам ранней диагностике РЛ традиционно относится стандартное цитологическое исследование мокроты (ЦИМ), а в последнее время осуществляются попытки анализа газового состава выдыхаемого воздуха.
Известен способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости путем стандартного цитологического исследования мокроты, включающего забор материала, фиксацию, обработку, оценку.
Способ основан на поиске при микроскопии опухолевых клеток, метаплазии и дисплазии в образцах мокроты, нанесенных на предметное стекло и позволяет нередко установить не только злокачественную природу процесса, но и конкретную морфологическую разновидность РЛ. ЦИМ считается легко воспроизводимым, неинвазивным и недорогим методом ранней диагностики РЛ, имеет высокую специфичность, достигающую 98% (Wu G., Wang Е. Li J., et al. Clinical value of liquid-based cytologic test in sputum examination of patients with lung cancer // Zhongguo Fei Ai Za Zhi. - 2006. - 9(2). - P. 192-195; Wu G.X., Raz D.J. Lung Cancer Screening // Cancer Treat. Res. - 2016. - 170. - P. 1-23).
Недостатком способа является весьма низкая чувствительность, не превышающая 5-15%, причем значительно чаще выявляются опухоли центральной локализации. Возможности данного теста в распознавании раннего РЛ ограничены в связи как с возможным отсутствием у больных опухолевых клеток в образце мокроты, так и по причине субъективности интерпретации результатов исследования. Даже среди опытных цитопатологов до настоящего времени нет единого мнения о критериях определения «атипичные клетки».
Известен способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости (Nakhleh М.K., Amal Н., Jeries R. etal. Diagnosis and Classification of 17 Diseases from 1404 Subjects via Pattern Analysis of Exhaled Molecules // ACSNano. - 2017. - 11(1). - P. 112-125), основанный на использовании электронного носа «NaNose» с массивом сенсоров на основе наночастиц золота (Au) с различными поверхностными модификаторами и сенсоров на основе сетей углеродных нанотрубок. Неорганические наноматериалы на основе этих датчиков обеспечивают электропроводность, тогда как органический слой функционирует как чувствительный элемент для распознавания адсорбированных низкомолекулярных летучих органических соединений (ЛОС). Сорбция ЛОС органической пленкой влияет на туннелирование электронов путем обратимого набухания или агрегации слоев, что увеличивает или уменьшает расстояние между частицами и приводит, соответственно, к увеличению или уменьшению электрического сопротивления пленки. Диэлектрическая проницаемость органической матрицы, окружающей металлические сердечники, увеличивается из-за более высокой диэлектрической проницаемости сорбированного газа. Химическое разнообразие как проводящих неорганических наноматериалов, так и органических слоев приводит к тому, что датчики реагируют по-разному на ЛОС выдыхаемого воздуха, что создает уникальные «отпечатки дыхания».
Способ основан на обследовании 1404 участников: 813 пациентов с 17 различными заболеваниями и 591 здоровых добровольцев в 4 странах: Израиле, Франции, США, Латвии и Китае. Для стратификации заболеваний использовалась серия бинарных классификаторов, полученных методом дискриминантного факторного анализа. Этот способ является ближайшим аналогом.
Недостатком способа является недостаточная чувствительность: 57-86%, при специфичности 43-84% для каждого классификатора. Показано, что «NaNose», в ряде случаев, способен различать морфологические типы РЛ: мелкоклеточный рак легких, аденокарцинома и плоскоклеточный рак и статус мутации EGFR, а также может быть использован как прогностический и предиктивный метод.
Техническим результатом изобретения является повышение точности неинвазивного раннего выявления злокачественных опухолей органов грудной полости.
Указанный технический результат изобретения достигается в способе скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости, включающем определение состава выдыхаемого воздуха неселективным методом анализа летучих органических соединений с использованием металлооксидных сенсоров с перекрестной чувствительностью, в котором анализ летучих органических соединений осуществляют с одновременным использованием 7 металлооксидных хеморезисторных газовых сенсоров при последовательно устанавливаемых температурах 350, 400 и 450°С и дополнительно проводят цитологический анализ мокроты с изготовлением и микроскопическим исследованием 2 микропрепаратов, которые окрашивают гематоксилином и эозином, и при выявлении в отклике сенсоров на состав выдыхаемого воздуха статистически значимых отличий от контрольных значений, определенных заранее для используемых сенсоров, и одновременном обнаружении в микропрепаратах дисплазии и клеток рака диагностируют злокачественную опухоль. Способ иллюстрируется фиг. 1-5, где:
на фиг. 1 представлены схема и изображение непосредственных единовременных одномоментных «online» измерений.
на фиг. 2 представлены отклики на выдыхаемый воздух 7 сенсоров при температуре 350°С (3 выдоха).
на фиг. 3 представлены показания сенсоров в парах этанола (150 ррт; 380 ррт; 760 ррт) и аммиака (1,7%; 3,5%; 6,4%).
на фиг. 4 представлены график счетов первых двух главных компонент РС1 и РС2 (в скобках приведена доля объясненной дисперсии для данной компоненты) и тепловая карта вклада переменных в значение РС2 на основе корреляций в процентах.
на фиг. 5 представлены примеры откликов сенсоров при 3-х температурных режимах (ось Y: напряжение на сенсоре, ось X: время).
Отклик сенсоров представляет собой графический пик (фиг. 2, 5). Площадь пика используется при математических расчетах для анализа состава выдыхаемого воздуха. Разброс амплитуды откликов (пиков) при каждой температуре составил от 2 до 15% в зависимости от типа сенсора.
При попадании ЛОС выдыхаемого воздуха на поверхность чувствительного слоя сенсора происходят процессы окисления/восстановления, в результате чего изменяется проводимость сенсора и возникает импульс, что отображается как пик на графике.
Изначально для каждого пациента анализировалось 6 выдохов в течение 10 секунд при скорости выходного потока из ячейки 2 л/мин (по 2 параллельных измерения на 3 температурных режима). Однако, статистически не значимый разброс значений откликов параллельных измерений в последующем позволил сократить число измерений при каждой температуре до 1 раза. В качестве аналитического сигнала берется интеграл пика и усредняется среди двух измерений для каждого из 7 сенсоров, в итоге для каждого пациента получается 21 значение, формирующее «отпечаток выдоха».
Для анализа выдыхаемого воздуха использовалась неселективная мультисенсорная система «электронный нос (E-nose)» на основе массива из 7 металлооксидных сенсоров. Металлооксидные сенсоры относятся к хеморезисторным газовым сенсорам, принцип действия которых основан на детектировании изменения сопротивления слоя оксида металла (SnO2 WO3, ZnO) в результате окисления или восстановления на его поверхности различных газов. Рабочая температура сенсоров такого типа находится в диапазоне 200-500°С. При различных температурах один и тот же сенсор обладает различной относительной чувствительностью к анализируемым соединениям, что позволяет виртуально увеличить количество используемых сенсоров. В мультисенсорной системе использовались полупроводниковые резистивные газовые сенсоры, изготовленные по толстопленочной технологии в лаборатории прикладной химической физики НИЦ "Курчатовский институт". Каждый сенсор представляет собой многослойную структуру, состоящую из полупроводникового газочувствительного слоя (собственно сенсора), диэлектрической подложки из оксида алюминия и слоя нагревателя. Полупроводниковый слой и слой нагревателя наносятся на разные стороны диэлектрической подложки методом трафаретной печати. Полупроводниковый газочувствительный слой состоит из нано-частиц диоксида олова с различными каталитическими добавками платины и/или палладия. Во время измерений температуры всех сенсоров ступенчато изменяли до 350°, 400° и 450°С. На каждой из 3 температурных площадок дожидались установления показаний сенсоров.
Именно те факты, что: 1) при трех различных температурах один и тот же сенсор меняет чувствительность, позволяя виртуально втрое увеличивать количество детекторов (с 7 до 21); 2) анализ выдыхаемого воздуха осуществляется путем непосредственных одновременных одномоментных «online» измерений, предотвращая появление неконтролируемых систематических погрешностей и существенно увеличивая производительность метода, определяет основные преимущества ранее неизвестной неселективной мультисенсорной системы «Е-nose».
Для оценки параметров измерения и характеристик мультисенсорной системы были проведены градуировки сенсоров по 3 веществам: этанол, 1-пропанол, аммиак. Процедура градуировки проводилась путем отбора в шприц (объемом 20 мл) насыщенных паров соединения и последующего их разбавления окружающим воздухом. Использовались: 96% этанол (ООО «Росбио») и 1-пропанол (Реахим, Харьковский завод реактивов), а также 10% водный раствор аммиака (ЗАО «Ярославская фармацевтическая фабрика»). Для расчета концентраций использовались табличные данные парциальных давлений над раствором: этанол (5.95 кПа, при 20°С), 1-пропанол (1,99 кПа, при 20°С), аммиак 10% (11,59 кПа, при 20°С). Отклик сенсоров линеен для выбранного диапазона концентраций. Математический анализ отношения сигнал/шум показал ожидаемый нижний порог обнаружения (с учетом показаний всех сенсоров).
Критериями включения пациента в исследование являлись: 1) возраст участника от 30 лет и старше; 2) возможность перенести при необходимости дополнительное обследование в полном объеме, в рамках гарантий ОМС, для постановки окончательного диагноза (компьютерной томографии органов грудной полости, фибробронхоскопия, трансторакальной трепан-биопсии.; 3) курящие в настоящий момент или бросивших курить менее 10 лет назад; 4) параллельное проведение цитологического исследования образцов мокроты; 5) подписанное информированное согласие на участие в исследовании.
В качестве критериев исключения пациентов использовались: 1) наличие опухолевого заболевания в анамнезе, выявленного менее 5 лет назад, за исключение рака кожи, рака шейки матки insitu; 2) тяжелые сопутствующие заболевания (наличие декомпенсированной патологии сердечно-сосудистой, дыхательной или эндокринной системы, декомпенсированная и субкомпенсированная полиорганная недостаточность, некорригируемая коагулопатия, нарушения мозгового кровообращения, нестабильная стенокардия; 3) ожидаемый срок жизни менее 1 года; 4) рак легкого и операции на легких в анамнезе.
Способ применен у 103 участников - 68 (66,0%) мужчин и 35 (34%) женщин. В первой группе было 78 добровольцев с морфологически верифицированным РЛ на различных стадиях распространения процесса. Средний возраст этой группы испытуемых составил 56±10 лет; мужчин в нее вошло - 56 (72%), женщин - 22 (28%). Вторая группа составила 25 добровольцев, не имеющих симптомов и патологии легких по результатам последней флюорографии, среди которых было 12 мужчин (48%) и 13 женщин (52%). Средний возраст во второй группе добровольцев составил 51±12 лет. В целом группы были репрезентативны. Образцы проб выдыхаемого воздуха были собраны согласно хельсинкскому этическому протоколу, выданному в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России, после подписания согласия каждого из участников. Изначально (n=38) среднее время диагностики при использовании предлагаемого способа составляло 14,5 минут (от 8 до 27 мин.), в связи с тем, что анализировалось 6 выдохов в течение 10 секунд при скорости выходного потока из ячейки 2 л/мин (по 2 параллельных измерения на 3 температурных режима). Однако, статистически не значимый разброс значений откликов параллельных измерений (2-15%; р>0,5) в последующем позволил сократить число измерений при каждой температуре до 1 раза (n=65), тем самым уменьшив время анализа до 6,3 мин (5-7 мин).
Усредненные показания 7 сенсоров при 3 разных температурах анализировали как 21 информативный признак. Поскольку распределение разброса среди каждой группы имело логнормальный характер, измеренные значения показаний сенсоров перед анализом по методу главных компонент (МГК) предварительно логарифмировались.
График счетов первых двух главных компонент (РС1 и РС2), описывающих более 83% объясненной дисперсии продемонстрировал статистически значимое разделение группы больных и участников контрольной группы по второй главной компоненте (РС2). Наибольшим вкладом в вариацию значений РС2 обладали сенсоры на предельные углеводороды (S1, S2) и сенсоры на -ОН группы (S5, S6, S7) при всех трех температурах. В пространстве первых трех главных компонент, объясняющих 90,8% дисперсии, была построена модель-классификатор с помощью метода линейного дискриминантного анализа (ЛДА), массив полученных данных был разбит на два набора: обучающий набор (nконтр.=12; nбольных.=34), и тестовый набор использовавшийся для проверки (nконтр.=13; nбольных=45).
Далее была проведена процедура перекрестной проверки для тестового набора, таким образом, каждый из образцов тестового набора был классифицирован, чтобы определить, является ли результат истинным положительным (ИП), ложно положительным (ЛП), истинно отрицательным (ИО) или ложно отрицательным (ЛО). Качество полученного классификатора проверялось путем расчета чувствительности (ИП/(ИП+ЛО)*100%), специфичности ((ИО/ИО+ЛП)*100%) и точности ((ИП+ИО) / размер выборки*100%).
Показатели чувствительности, специфичности и точности при анализе проб выдыхаемого воздуха составили 91,2%, 100% и 93,4% соответственно.
В качестве цитологических критериев РЛ использовались клеточные, структурные и функциональные признаки. Так, для плоскоклеточного ороговевающего РЛ были свойственны следующие клеточные признаки: 1) резкий полиморфизм; 2) гиперхромия центрально расположенных ядер; 3) низкое ядерно-цитоплазматическое соотношение. Для плоскоклеточного неороговевающего рака: 1) клетки с крупными гиперхромными ядрами и крупными нуклеолами; 2) атипические митозы; 3) высокое ядерно-цитоплазматическое соотношение. Для аденокарцином - ядерно-цитоплазматическая полярность, а для мелкоклеточного рака 1) полигональные гиперхромные клетки и 2) нечеткие ядрышки, скудная цитоплазма.
Структурными признаками плоскоклеточного неороговевающего рака легкого были 1) однослойные структуры; 2) межклеточные мостики, а ороговевающего еще и раковые жемчужины. Для аденокарцином были свойственны железистоподобные структуры, а для мелкоклеточного рака -конгруэнтные поверхности клеток.
Функциональными признаками плоскоклеточного ороговевающего РЛ были: 1) уплотненная цитоплазма с двойным контуром; 2) кератогиалинизированные структуры. Для плоскоклеточного неороговевающего рака свойственно отсутствие двойного контура цитоплазмы и чешуек. При аденокарциномах наблюдалась слизь в цитоплазме и в просвете структур. При мелкоклеточном раке наблюдалось отсутствие плоскоклеточной и железистой дифференцировки.
При цитологическом исследовании образцов мокроты результаты сведены в 5 групп: 1) без патологии - 12 (11,7%) участников; 2) гиперплазия (базально-клеточная и бокаловидных клеток) - 14 (13,6%) участников; 3) метаплазия (плоскоклеточная метаплазия без атипии клеток и атипическая плоскоклеточная метаплазия бронхиального эпителия) - 11 (10,7%) участников; 4) дисплазия подозрительная в отношении перехода в рак - 35 (34%) участников; 5) обнаружены клетки рака - 31 (30,1%) участник. Таким образом, обоснованные подозрения на рак легкого, по сумме 4 и 5 групп, при цитологическом исследовании высказаны у 66 участников (64,1%). После сопоставления результатов метода цитологического исследования мокроты с окончательными данными диагностики и морфологической верификации чувствительность его составила 38,2%, при высокой специфичности - 97,2%.
В итоге было показано, что совместное использование определения состава выдыхаемого воздуха неселективным методом анализа летучих органических соединений с использованием металлооксидных сенсоров с перекрестной чувствительностью и цитологического исследования мокроты по сравнению с изолированным использованием анализа выдыхаемого воздуха, позволяет статистически значимо (р=0,03) повысить чувствительность до 96,8% (95%CI:80,9%-99%) против 91,2% (95%CI:84%-96%), с некоторым допустимым снижением специфичности - 93,4% (95%CI:88%-96%) против 100% (95%CI:98%-100%).
Способ осуществляют, например, следующим образом.
Пациентам рекомендуется не принимать пищу и не курить как минимум за час до обследования. Непосредственно перед обследованием пациент должен прополоскать ротовую полость теплой водой.
Первым этапом производят отбор проб выдыхаемого воздуха следующим образом. Для анализа выдыхаемого воздуха используют неселективную мультисенсорную систему «электронный нос (E-nose)» на основе массива из 7 металлооксидных сенсоров, разработанную в лаборатории ФГАОУВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики».
Последовательно устанавливают температуру сенсоров до 350°, 400° и 450°С. На каждой из 3 температурных площадок дожидаются установления показаний сенсоров. Пациент осуществляет каждый выдох в течение 10 секунд через стерильный загубник. Последовательно проводят измерения при температурах сенсоров 350°С, 400°С и 450°С.
Для анализа выдыхаемого воздуха реализуют схему непосредственных единовременных одномоментных «online» измерений, поскольку это позволяет устранить появление неконтролируемых систематических погрешностей, связанных с дополнительными процедурами отбора проб и существенно увеличивает производительность анализа. Для устранения эффекта памяти, связанного с десорбцией летучих органических соединений (ЛОС) со стенок ячейки и воздушных трактов установлен насос, который продувает воздушные тракты и ячейку с постоянной скоростью (1 л/мин), обеспечивая отсутствие дрейфа базовой линии сигнала сенсоров. Стоит подчеркнуть, что в онлайн режиме все измерения проводят относительно того уровня экзогенных ЛОС, который присутствует в атмосфере помещения. Это достигается за счет продувки ячейки нефильтрованным воздухом, поэтому можно отказаться от использования предварительной процедуры «очистки» легких - когда испытуемому перед измерением дают подышать фильтрованным воздухом в течение 3-5 минут. Такой способ существенно упрощает анализ и нивелирует нежелательный вклад экзогенных ЛОС.
В неравновесных условиях измерения для минимизации ошибки анализа, связанной с влиянием на регистрируемый сигнал скорости выдоха, в схему включают ротаметр, позволяющий контролировать скорость выдоха. Пациент в течение 10 секунд непрерывно выдыхает через стерильный загубник со средней скоростью 3,5 литра/мин. Таким образом, объем пробы для одного измерения составляет примерно 600 мл.
Вторым этапом осуществляют сбор мокроты без индукции для цитологического исследования в контейнеры объемом 50 мл, содержащие 25 мл фиксатора. Затем образцы помещают в холодильник (температурный режим от +2° до +8°С) на срок не более 5 дней перед дальнейшей обработкой. Из полученных образцов готовят 2 стекла для традиционного цитологического исследования, которые окрашивают гематоксилином и эозином. Окраска включает использование основного красителя гематоксилина, окрашивающего базофильные клеточные структуры ярко-синим цветом, и спиртового кислого красителя эозина, окрашивающего эозинофильные структуры клетки красно-розовым цветом. Базофильные структуры, как правило, содержат нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК): клеточное ядро, рибосомы и РНК-богатые участки цитоплазмы. Эозинофильные структуры содержат внутри- и внеклеточные белки, например, тельца Леви. Цитоплазма является эозинофильной средой. Приготовленные препараты сушат при комнатной температуре в течение 15 минут. Непосредственно перед окрашиванием высушенные мазки фиксируют в 96° спирте 7 минут, промывают водой и высушивают. Окраску проводят гематоксилином Майера 20 минут, с ополаскиванием и последующим погружением (отсиниванием) на 15-20 минут в водопроводную воду. Мазки вновь окрашивают 0,25% раствором эозина, приготовленным из 1% основного раствора эозина, в течение 15 секунд. Промывают в воде и высушивают. Работа цитолога в основном ведется в светлом поле на объективах 40х, 60х и 100х. В стандартный набор объективов включены объективы планахромат 4х, 10х, 40х, 60х, 100xOil. Удобной опцией является промежуточный объектив планахромат 60х, который дает большее поле зрения и детализацию, чем традиционный объектив 100х, но при этом не требует иммерсионного масла для работы.
Способ подтверждается следующими клиническими примерами.
Пример 1. Больной М., 58 лет. Жалобы при поступлении на тяжесть в грудной клетке справа. Клинический диагноз: периферический рак левого верхнедолевого бронха T2bN0M0; IIA стадия. Диагноз подтвержден рентгенологически (при МСКТ органов грудной полости) и морфологически (трансторакальная трепан-биопсия; высокодифференцированная аденокарцинома).
При использовании заявляемого способа получены следующие данные: цитологически - выраженная дисплазия бронхиального эпителия, с подозрением на рак; при анализе выдыхаемого воздуха - статистически значимое (р=0,007) отличие площади пиков на отпечатке дыхания от контрольной группы, продолжительность исследования - 12 минут.
Пример 2. Больной К., 67 лет. Жалоб не было. При профилактической флюорографии выявлены изменения в правом легком. Диагноз: периферический рак правого нижнедолевого бронха cT1N0M0; Iв стадия. Диагноз подтвержден мультимодально - рентгенологически (при МСКТ органов грудной полости) и эмиссионно (ОФЭКТ-КТ). При морфологическом исследовании (бронхобиопсия) - умеренно дифференцированный плоскоклеточный рак.
При использовании заявляемого способа получены следующие данные: цитологически - метаплазия бронхиального эпителия. При анализе выдыхаемого воздуха - статистически значимое (р=0,003) отличие площади пиков на отпечатке дыхания от контрольной группы. Продолжительность исследования - 8,5 минут.
Пример 3. Больной Д., 56 лет. Жалобы при поступлении на сухой кашель. Диагноз: центральный рак левого верхнедолевого бронха; pT2bN1M0; IIв стадия. Диагноз подтвержден рентгенологически (при МСКТ органов грудной полости) и морфологически (бронхобиопсия) - плоскоклеточный рак.
При использовании заявляемого способа получены следующие данные: цитологически - клетки плоскоклеточного рака на фоне дисплазии бронхиального эпителия. При анализе выдыхаемого воздуха - статистически значимое (р=0,005) отличие площади пиков на отпечатке дыхания от контрольной группы, продолжительность исследования - 5,8 минут.
Таким образом, заявляемый способ, включающий определение состава выдыхаемого воздуха неселективным методом анализа летучих органических соединений с использованием металлооксидных сенсоров с перекрестной чувствительностью и цитологическое исследование мокроты, может быть использован для ранней диагностики рака легкого. Доказаны статистически значимые различия показателей чувствительности и специфичности между больными раком легкого и здоровыми участниками при использовании онлайн режима анализа. Небольшое время, необходимое для реализации способа (среднее время 6,3 мин.) и возможность измерений в реальном времени (онлайн) являются ключевыми моментами при дальнейшем перспективном его использовании в скрининговых программах диагностики рака легких.
Способ позволяет повысить точность неинвазивного раннего выявления злокачественных опухолей органов грудной полости.

Claims (1)

  1. Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости, включающий определение состава выдыхаемого воздуха неселективным методом анализа летучих органических соединений с использованием металлооксидных сенсоров с перекрестной чувствительностью, отличающийся тем, что анализ летучих органических соединений осуществляют с одновременным использованием 7 металлооксидных хеморезисторных газовых сенсоров при последовательно устанавливаемых температурах 350, 400 и 450°С и дополнительно проводят цитологический анализ мокроты с изготовлением и микроскопическим исследованием 2 микропрепаратов, которые окрашивают гематоксилином и эозином, и при выявлении в отклике сенсоров на состав выдыхаемого воздуха статистически значимых отличий от контрольных значений, определенных заранее для используемых сенсоров, и одновременном обнаружении в микропрепаратах дисплазии и клеток рака диагностируют злокачественную опухоль.
RU2019112562A 2019-04-24 2019-04-24 Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости RU2707099C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112562A RU2707099C1 (ru) 2019-04-24 2019-04-24 Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112562A RU2707099C1 (ru) 2019-04-24 2019-04-24 Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707099C1 true RU2707099C1 (ru) 2019-11-22

Family

ID=68653186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112562A RU2707099C1 (ru) 2019-04-24 2019-04-24 Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707099C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760396C1 (ru) * 2021-04-08 2021-11-24 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр"Реагенты Сибири" Способ неинвазивной дифференциальной диагностики заболеваний органов дыхательной системы и устройство для его осуществления
RU2817246C1 (ru) * 2023-02-15 2024-04-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ скрининга на рак легких

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405158C2 (ru) * 2003-08-25 2010-11-27 Мтм Лабораториес Аг Способ обнаружения неопластических заболеваний исходя из солюбилизированного физиологического образца

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405158C2 (ru) * 2003-08-25 2010-11-27 Мтм Лабораториес Аг Способ обнаружения неопластических заболеваний исходя из солюбилизированного физиологического образца

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Behera B. et al. Electronic nose: a non-invasive technology for breath analysis of diabetes and lung cancer patients / J Breath Res, 6.03.2019 Mar Vol.13, N.2, pp.1-41. *
Wu G. et al. Clinical value of liquid-based cytologic test in sputum examination of patients with lung cancer / Zhongguo Fei Ai Za Zhi, 2006, Vol.9, N.2, pp.192-195. *
Wu G. et al. Clinical value of liquid-based cytologic test in sputum examination of patients with lung cancer / Zhongguo Fei Ai Za Zhi, 2006, Vol.9, N.2, pp.192-195. Behera B. et al. Electronic nose: a non-invasive technology for breath analysis of diabetes and lung cancer patients / J Breath Res, 6.03.2019 Mar Vol.13, N.2, pp.1-41. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760396C1 (ru) * 2021-04-08 2021-11-24 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр"Реагенты Сибири" Способ неинвазивной дифференциальной диагностики заболеваний органов дыхательной системы и устройство для его осуществления
WO2022216178A1 (ru) * 2021-04-08 2022-10-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технический Центр "Реагенты Сибири" Неинвазивная дифференциальная диагностика заболеваний органов дыхательной системы
RU2817246C1 (ru) * 2023-02-15 2024-04-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Петрова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ скрининга на рак легких

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kononov et al. Online breath analysis using metal oxide semiconductor sensors (electronic nose) for diagnosis of lung cancer
Wojnowski et al. Electronic noses in medical diagnostics
Simpson et al. Impaired macrophage phagocytosis in non‐eosinophilic asthma
Scarlata et al. Exhaled breath analysis by electronic nose in respiratory diseases
CN111602055B (zh) 作为癌症生物标志物的挥发性有机化合物
JP6462142B2 (ja) 癌罹患危険度評価装置、プログラム、及び癌罹患危険度を試験する方法
Rodríguez-Aguilar et al. Application of chemoresistive gas sensors and chemometric analysis to differentiate the fingerprints of global volatile organic compounds from diseases. Preliminary results of COPD, lung cancer and breast cancer
Kim et al. Sputum eosinophilia in cough‐variant asthma as a predictor of the subsequent development of classic asthma
Kang et al. Biochemically-verified smoking rate trends and factors associated with inaccurate self-reporting of smoking habits in Korean women
Fernandes et al. Early detection of lung cancer using nano-nose-a review
Tan et al. Using a chemiresistor-based alkane sensor to distinguish exhaled breaths of lung cancer patients from subjects with no lung cancer
Cheng et al. An electronic nose in the discrimination of breath from smokers and non-smokers: a model for toxin exposure
Mohamed et al. Volatile organic compounds of biofluids for detecting lung cancer by an electronic nose based on artificial neural network.
Qian et al. A novel multisensor detection system design for low concentrations of volatile organic compounds
RU2707099C1 (ru) Способ скрининга злокачественных опухолей органов грудной полости
Saidi et al. Detection of seasonal allergic rhinitis from exhaled breath VOCs using an electronic nose based on an array of chemical sensors
de León-Martínez et al. Identification of volatile organic compounds in the urine of patients with cervical cancer. Test concept for timely screening
Gao et al. Associations between differences in anemia-related blood cell parameters and short-term exposure to ambient particle pollutants in middle-aged and elderly residents in Beijing, China
Liang et al. Moderate accuracy of peripheral eosinophil count for predicting eosinophilic phenotype in steroid-naïve non-atopic adult asthmatics
Butcher et al. Artificial neural network analysis of volatile organic compounds for the detection of lung cancer
KR102342105B1 (ko) 다중 모세관 컬럼 이온 이동도 분석장치를 이용한 그리드 패턴 기반 질병 진단 방법
US20230152319A1 (en) Device and method for rapid detection of viruses
JP7493501B2 (ja) 化学物質の排出と対応する遺伝的、医学的および/または病理学的病状とを関連づけるための方法およびシステム
Zhang et al. Study on Repeatability, Normalization and Feature Selection of Medical Electronic Nose for Lung Cancer Diagnosis
Pennazza et al. Breathprinting of liver diseases