RU2726062C2 - Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry - Google Patents

Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry Download PDF

Info

Publication number
RU2726062C2
RU2726062C2 RU2018130130A RU2018130130A RU2726062C2 RU 2726062 C2 RU2726062 C2 RU 2726062C2 RU 2018130130 A RU2018130130 A RU 2018130130A RU 2018130130 A RU2018130130 A RU 2018130130A RU 2726062 C2 RU2726062 C2 RU 2726062C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tissue
pharynx
raman
organs
cell carcinoma
Prior art date
Application number
RU2018130130A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018130130A (en
RU2018130130A3 (en
Inventor
Алина Борисовна Тимурзиева
Владимир Игоревич Кукушкин
Дмитрий Николаевич Артемьев
Original Assignee
Алина Борисовна Тимурзиева
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 Алина Борисовна Тимурзиева filed Critical Алина Борисовна Тимурзиева
Priority to RU2018130130A priority Critical patent/RU2726062C2/en
Publication of RU2018130130A publication Critical patent/RU2018130130A/en
Publication of RU2018130130A3 publication Critical patent/RU2018130130A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2726062C2 publication Critical patent/RU2726062C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65Raman scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medicine, in particular to otorhinolaryngology and oncology, and can be used for differential diagnosis of chronic tonsillitis and squamous cell carcinoma of pharynx. For this purpose, Raman-fluorescence spectroscopy is used to obtain spectral characteristics of palatine tonsillar tissue and patient's pharynx. Spectra are processed by main components method, by projection on latent structures in combination with linear discriminant analysis; Savitzky—Golay method and reference line correction using asymmetric least squares. Most informative Raman scattering strips are identified, the main and additional peaks are used to differentiate the patient's chronic tonsillitis of the compensated, decompensated form or squamous cell carcinoma of the pharynx.EFFECT: invention enables diagnosing chronic tonsillitis and squamous cell carcinoma of the pharynx and evaluating the clinical effectiveness of the dynamics in these diseases.1 cl, 61 dwg

Description

Изобретение относится к медицине: к оториноларингологии и онкологии, и может быть использовано при проведении дифференциальной диагностики заболеваний ЛОР-органов воспалительной и опухолевой этиологии и других органов головы и шеи. Способ экспресс-диагностики заболеваний опухолевой и воспалительной природы с использованием раман-флюоресцентной спектрометрии заключается в применении лазерного излучения различных длин волн (405 нм, 532 нм) для регистрации индивидуальных особенностей ткани на метаболическом, морфометрическом и функциональном уровнях. Эффект Рамана (комбинационного рассеяния света) позволяет регистрировать изменения, происходящие в ткани на молекулярном уровне и может применяться для проведения диагностики патологических изменений в ЛОР-органах и других органах головы и шеи. Данный эффект может быть использован для повышения эффективности диагностики воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи; для проведения ускоренной идентификации природы патологического процесса, в том числе дифференциальной и ранней диагностики рака.The invention relates to medicine: to otorhinolaryngology and oncology, and can be used in the differential diagnosis of diseases of ENT organs of inflammatory and tumor etiology and other organs of the head and neck. A method for the rapid diagnosis of diseases of a tumor and inflammatory nature using Raman fluorescence spectrometry involves the use of laser radiation of various wavelengths (405 nm, 532 nm) to register individual tissue features at the metabolic, morphometric and functional levels. The Raman effect (Raman scattering of light) allows you to register changes in the tissue at the molecular level and can be used to diagnose pathological changes in the ENT organs and other organs of the head and neck. This effect can be used to increase the efficiency of the diagnosis of inflammatory and tumor diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck; for accelerated identification of the nature of the pathological process, including differential and early diagnosis of cancer.

Способ направлен на проведение качественной, высокочувствительной, высокоспецифичной, точной, малоинвазивной и быстрой диагностики заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи воспалительной и опухолевой этиологии, как in vitro, так и in vivo.The method is aimed at conducting high-quality, highly sensitive, highly specific, accurate, minimally invasive and rapid diagnosis of diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck of inflammatory and tumor etiology, both in vitro and in vivo.

Способ по изобретению позволяет с высокой точностью, чувствительностью и специфичностью (близкой к 100%) охарактеризовать физиологические изменения, происходящие в ткани при воспалении и зарегистрировать структурные ее особенности, а также наличие определенных метаболитов в ней с целью немедленной (быстрой) диагностики и ранней идентификации патологического процесса (для проведения профилактических мер, использования данного метода в качестве скринингового, а также проведения мониторинга лечения и его коррекции на различных этапах патологического процесса).The method according to the invention allows with high accuracy, sensitivity and specificity (close to 100%) to characterize the physiological changes that occur in the tissue during inflammation and to register its structural features, as well as the presence of certain metabolites in it for the purpose of immediate (quick) diagnosis and early identification of pathological process (for carrying out preventive measures, using this method as a screening, as well as monitoring treatment and its correction at various stages of the pathological process).

На сегодняшний день известно множество способов диагностики воспалительных и опухолевых заболеваний.To date, there are many ways to diagnose inflammatory and tumor diseases.

Известен способ диагностики компенсированной и декомпенсированной форм хронического тонзиллита на основе метода инфракрасной спектрометрии слюны (Портенко Г.М. и соавт., 2005, патент №2261048). Данный метод основан на применении вероятностно-логического обучающего алгоритма бинарного дерева решений CART по показателям инфракрасного спектра слюны. Данный способ относится к экспресс-методам идентификации и проведения дифференциальной диагностики форм хронического тонзиллита, в сочетании с вероятностной нейронной сетью по энергоинформационному показателю пробы слюны. Однако данный метод является косвенным в дифференциальной диагностике форм хронического тонзиллита, так как проводится исследование биологической жидкости- слюны, о биохимических изменениях, происходящих в организме, таким образом, можно судить лишь косвенно, то есть диагностика in situ биологического объекта, в данном случае, небных миндалин и других структур глотки, в данной работе не предусмотрена, что не может нести полную информацию об исследуемом объекте.A known method for the diagnosis of compensated and decompensated forms of chronic tonsillitis based on the method of infrared spectrometry of saliva (Portenko GM et al., 2005, patent No. 2261048). This method is based on the application of the probabilistic-logical training algorithm of the binary tree of CART decisions according to the indicators of the infrared spectrum of saliva. This method relates to rapid methods of identification and differential diagnosis of forms of chronic tonsillitis, in combination with a probabilistic neural network according to the energy-information indicator of a saliva sample. However, this method is indirect in the differential diagnosis of forms of chronic tonsillitis, since a biological fluid, saliva, is being studied, the biochemical changes occurring in the body can thus be judged only indirectly, that is, in situ diagnosis of a biological object, in this case, palatine tonsils and other structures of the pharynx, is not provided in this work, which cannot carry complete information about the studied object.

Известен способ диагностики рака легкого у человека, заключающийся в исследовании состава выдыхаемого воздуха; при наличии в последнем циклогексил изотиоцианата устанавливают диагноз рака. В основе исследования состава выдыхаемого воздуха лежит метод масс-спектрометрии с предварительным газохроматографическим разделением (Бахмутов Д.Н., 2014; G01N 33/497; А61В 5/08). Способ является ценным, однако при регистрации концентрации химического вещества в выдыхаемом воздухе на последний влияет множество дополнительных факторов, то есть способ осуществляется опосредованно, и является сложным в исполнении, в частности из-за того, что аппаратура занимает большую площадь (не является портативной).A known method for the diagnosis of lung cancer in humans, consisting in the study of the composition of exhaled air; if cyclohexyl isothiocyanate is present in the latter, cancer is diagnosed. The study of the composition of exhaled air is based on the method of mass spectrometry with preliminary gas chromatographic separation (Bakhmutov D.N., 2014; G01N 33/497; АВВ 5/08). The method is valuable, however, when registering the concentration of a chemical in exhaled air, the latter is affected by many additional factors, that is, the method is carried out indirectly and is difficult to perform, in particular due to the fact that the equipment occupies a large area (is not portable).

Известен способ диагностики рака и потенциальной устойчивости злокачественных клеток к гипоксии, который заключается в том, что из образца биопсии готовят клеточный отпечаток или суспензию клеток, которым создают условия гипоксии, и проводят спектрофлуорометрическое исследование этих клеток в динамике развития процесса фотодеструкции NAD(P)H флуоресценции. По приросту интенсивности флуоресценции NAD(P)H в темновых условиях судят о наличии опухолевых клеток и их потенциальной устойчивости к гипоксии. Спектрофлуорометрическое исследование проводят в диапазоне 440-470 нм при длине волны возбуждения 365-370 нм. Данный способ позволяет диагностировать рак и потенциальную устойчивость злокачественных клеток к гипоксии (Шварцбурд П.М.; G01N 33/52; G01N 33/483; А61В 10/02), однако основным недостатком данного способа является то, что он применяется лишь in vitro.A known method for the diagnosis of cancer and the potential resistance of malignant cells to hypoxia is that a cell fingerprint or suspension of cells is created from a biopsy sample that creates hypoxia conditions and a spectrofluorometric study of these cells is carried out in the dynamics of the NAD (P) H fluorescence photodestruction process . The increase in the fluorescence intensity of NAD (P) H under dark conditions judges the presence of tumor cells and their potential resistance to hypoxia. Spectrofluorometric research is carried out in the range of 440-470 nm at an excitation wavelength of 365-370 nm. This method allows you to diagnose cancer and the potential resistance of malignant cells to hypoxia (Schwartzburd P.M .; G01N 33/52; G01N 33/483; A61B 10/02), however, the main disadvantage of this method is that it is used only in vitro.

Также в качестве аналога заявляемого способа можно отметить способ диагностики онкологических и соматических заболеваний, заключающийся в том, что проводят исследование поляризационных и спектральных характеристик биологических жидкостей, смешанных и конденсированных с другими веществами или в чистом виде, или среза тканей. Технический результат состоит в эффективности способа диагностики за счет применения эффекта оптической анизотропии путем визуализации анизотропии жидких оптических сред организма на мониторе с дальнейшей индикацией анизотропии через приборы и сенсоры, спектроскопию и оптическую поляризацию, а также повышение точности диагностики и сокращение времени проведения диагностики (Кутушов М.В., 2011; G01N 21/21). Способ достаточно информативен, однако также является опосредованным, то есть позволяет регистрировать происходящие в самой ткани морфо-функциональные и метаболические изменения в данный конкретный промежуток времени лишь через системные проявления.Also, as an analogue of the proposed method, one can note a method for the diagnosis of cancer and somatic diseases, which consists in the study of the polarization and spectral characteristics of biological fluids mixed and condensed with other substances either in pure form or in a tissue section. The technical result consists in the effectiveness of the diagnostic method by applying the effect of optical anisotropy by visualizing the anisotropy of the liquid optical media of the body on the monitor with a further indication of anisotropy through devices and sensors, spectroscopy and optical polarization, as well as improving the accuracy of diagnostics and reducing the time of diagnosis (Kutushov M. B., 2011; G01N 21/21). The method is quite informative, however, it is also indirect, that is, it allows registering morpho-functional and metabolic changes occurring in the tissue itself in a given specific period of time only through systemic manifestations.

Также известен способ эндоскопической флюоресцентной диагностики злокачественных опухолей полых органов (Соколов В.В.; RU (11) 2129273 (13) C1; G01N 33/48, G01N 33/52; 2014), который применяется с использованием экзогенной флюоресценции фотосенсибилизатора фотогема и эндогенной флюоресценции биотканей и отличается тем, что в процессе флюоресцентно-диагностического обследования определяют спектральный параметр, являющийся отношением интегральной интенсивности флюоресценции в красном диапазоне спектра (суперпозиции эндогенной и экзогенной флюоресценции биоткани) и интегральной интенсивности эндогенной флюоресценции в желто-зеленой области спектра, и при его значении 3 отн. ед. и выше диагностируют злокачественную опухоль. Способ достаточно сложен в исполнении, в том числе благодаря использованию дополнительных расходных материалов, таких как фотосенсибилизаторы.Also known is a method of endoscopic fluorescence diagnosis of malignant tumors of hollow organs (Sokolov V.V .; RU (11) 2129273 (13) C1; G01N 33/48, G01N 33/52; 2014), which is used using exogenous fluorescence of the photosensitizer and endogenous fluorescence of biological tissues and is characterized in that in the process of fluorescence-diagnostic examination, a spectral parameter is determined, which is the ratio of the integrated fluorescence intensity in the red spectrum (superposition of endogenous and exogenous fluorescence of the biological tissue) and the integral intensity of endogenous fluorescence in the yellow-green region of the spectrum, and with its value 3 rel. units and above diagnose a malignant tumor. The method is quite complicated in execution, including through the use of additional consumables, such as photosensitizers.

Также известен способ ранней диагностики и мониторинга онкологических заболеваний (Лактионов П.П., 2005; G01N 33/53). Способ ранней диагностики рака путем определения концентрации нуклеиновой кислоты в крови больных, отличается тем, что определяют концентрацию внеклеточных нуклеиновых кислот, связанных с клеточной поверхностью форменных элементов крови, и при нулевом значении этого показателя диагностируют рак. Концентрация нуклеиновых кислот в крови может меняться при различных заболеваниях, не только при раке, соответственно, метод является ценным, однако необходимо применение последнего в совокупности с другими параметрами.Also known is a method for early diagnosis and monitoring of cancer (Laktionov P.P., 2005; G01N 33/53). A method for early diagnosis of cancer by determining the concentration of nucleic acid in the blood of patients, characterized in that the concentration of extracellular nucleic acids associated with the cell surface of blood cells is determined, and cancer is diagnosed at a value of zero. The concentration of nucleic acids in the blood can vary with various diseases, not only with cancer, respectively, the method is valuable, but it is necessary to use the latter in conjunction with other parameters.

Известен способ ранней диагностики злокачественных образований желудка. Сущность данного изобретения заключается в том, что при первом эндоскопическом визуальном осмотре берут биопсию из участков желудка с эндоскопическими признаками дисплазии, определяют координаты этих участков с использованием цилиндрической координатной сетки и заносят их в базу данных, а при выявлении гистологических признаков дисплазии или метаплазии повторные биопсии осуществляют из участков с установленными ранее координатами и при нарастании степени дисплазии диагносцируют злокачественное образование желудка. Способ позволяет повысить надежность диагностики ранних форм рака (2008791; А61В 5/00, А61В 1/00; Балалыкин А.С.), является информативным, однако более длителен по сравнению с заявляемым способом.A known method for the early diagnosis of malignant tumors of the stomach. The essence of this invention is that during the first endoscopic visual examination, a biopsy is taken from sections of the stomach with endoscopic signs of dysplasia, the coordinates of these sections are determined using a cylindrical coordinate grid and they are entered into the database, and if histological signs of dysplasia or metaplasia are detected, repeated biopsies are performed from areas with previously established coordinates and with an increase in the degree of dysplasia, malignant formation of the stomach is diagnosed. The method improves the reliability of the diagnosis of early forms of cancer (2008791; A61B 5/00, A61B 1/00; A. Balalykin), is informative, but is longer in comparison with the claimed method.

Все вышеперечисленные способы обладают значительными полезными свойствами и преимуществами, однако основной недостаток приводимых способов заключается в трудоемкости выполнения, длительности, в некоторых случаях, относительно невысокой чувствительности и специфичности, а также невозможности использовать метод in vivo (внутри организма, органа) неинвазивно и быстро (со «скоростью света»).All of the above methods have significant useful properties and advantages, however, the main disadvantage of these methods is the complexity of the execution, the duration, in some cases, the relatively low sensitivity and specificity, as well as the inability to use the in vivo method (inside the body, organ) non-invasively and quickly (with "Speed of light").

Прототипом заявляемого способа является способ инфракрасной рамановской спектроскопии в ближнем свете для in vivo- in vitro- ранней диагностики рака шейки матки (Rebecca Richards-Kortum; 1995; G01N 21/6486), который заключается в том, что на основании использования соответствующих индивидуальных спектральных пиков на различных длинах волн в комбинации с методами главных компонент и дискриминантного анализа Фишера, таким образом, что становится возможным дифференцировать интактную ткань и ткань, вовлеченную в воспалительный процесс, от предопухолевого (низко- и высокодифференцированного предрака), в том числе, на основании определения содержания коллагена, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и глюкозо-1-фосфата в тканях. Однако в данном случае используется инфракрасное излучение, а также используемая аппаратура занимает большую площадь, кроме того, измерения проводились лишь в одной локализации, не проводилось исследований ткани, вовлеченной в воспаление и тканей различных доброкачественных и злокачественных новообразований, что ограничивает применение метода в соответствующем клиническом направлении. Кроме того, данный способ не предусматривает регистрацию показателей ткани в динамике с оценкой эффективности проводимого лечения. Из недавних работ, посвященных диагностике рака в оториноларингологии с использованием спектрометрии, следует упомянуть способ инфракрасной спектрометрии в ближнем свете, используемой в качестве диагностического способа в отношении рака носоглотки (Ming L.C. 2017). Способ заключается в in vivo- дифференциации интактной ткани и ткани носоглотки при раке, однако в данном случае применяется инфракрасное излучение, однако в данной работе не приводится оценки параметров ткани в динамике с анализом не только морфологических и метаболических особенностей ткани, но и физиологических; не проводится расчета индексов, позволяющих оценивать функциональные особенности ткани.The prototype of the proposed method is a method of infrared Raman spectroscopy in low beam for in vivo-in vitro-early diagnosis of cervical cancer (Rebecca Richards-Kortum; 1995; G01N 21/6486), which consists in using the corresponding individual spectral peaks at different wavelengths in combination with the methods of the main components and Fisher's discriminant analysis, so that it becomes possible to differentiate the intact tissue and the tissue involved in the inflammatory process from the pre-tumor (low- and highly differentiated precancer), including based on the determination of the content collagen, nucleic acids, phospholipids and glucose-1-phosphate in tissues. However, in this case, infrared radiation is used, and the equipment used occupies a large area, in addition, the measurements were carried out in only one location, there were no studies of tissue involved in inflammation and tissues of various benign and malignant neoplasms, which limits the application of the method in the corresponding clinical direction . In addition, this method does not provide for the registration of tissue indicators in dynamics with an assessment of the effectiveness of the treatment. From recent studies on the diagnosis of cancer in otorhinolaryngology using spectrometry, mention is made of the dipped infrared spectrometry method used as a diagnostic method for nasopharyngeal cancer (Ming L.C. 2017). The method consists in in vivo-differentiation of intact tissue and nasopharyngeal tissue in cancer, however, infrared radiation is used in this case, however, this paper does not provide an assessment of tissue parameters in dynamics with analysis of not only morphological and metabolic features of the tissue, but also physiological; no indexes are calculated to evaluate the functional characteristics of the tissue.

В заявляемом способе используется аппаратно-программный комплекс, сертифицированный, разрешенный к использованию, однако необходима адаптация раман-флюоресцентных технологий в диагностике заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, в связи с чем и была разработана методика расчета специальных индексов для оценки морфометрических, метаболических и функциональных особенностей ткани в норме и при патологии. Проводится работа над совершенствованием специализированного аппаратно-программного комплекса (АПК) для экспресс-диагностики заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи с применением специальных насадок на оптоволоконный световод, предназначенных специально для анатомических структур глотки, гортани, околоносовых пазух, уха. Также проводится модернизация АПК на основе раман-флюоресцентной спектрометрии с использованием сочетанной методики эндоскопии-раман-флюоресцентной спектрометрии-компьютерной томографии и других методов исследования, позволяющих максимально точно ставить диагноз и проводить экспресс-диагностику заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, как in vivo, так и in vitro. Заявляемый способ осуществляется с использованием аппаратно-программных комплексов как для использования in vitro, так и для применения in vivo, что делает его более ценным и вариабельным при диагностике заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи. Также данный аппаратно-программный комплекс позволяет регистрировать изменения в ткани в данный конкретный промежуток времени с использованием специального оптоволоконного световода, программное обеспечение позволяет интерпретировать данные о биологическом объекте в режиме реального времени, быстро, с оценкой основных фаз-звеньев патогенеза заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, что позволяет использовать методику in vivo. Предлагаемый новый метод раман-флюоресцентной спектроскопии является высокочувствительным, высокоспецифичным и точным методом диагностики, так как позволяет регистрировать минимальные изменения в физиологии, морфометрических и метаболических показателях неинвазивно и быстро (в течение нескольких секунд). Кроме того, данный способ является наискорейшим по сравнению с остальными методами. Таким образом, используемая нами методика раман-флюоресцентной спектроскопии в диагностике воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, является универсальным, точным, малоинвазивным, высокочувствительным, высокоспецифичным, ускоренным методом диагностики, который характеризуется определением не только спектральных особенностей самой ткани, но и набором метаболических, структурных, а также функциональных изменений изучаемого биологического объекта (в данном случае, тканей ЛОР-органов и других органов головы и шеи). Применяемая нами методика раман-флюоресцентной спектроскопии на основе аппаратно-программных комплексов «EnSpectr М405» и «EnSpectr R532» (устройство и метод для раман-флюоресцентной идентификации вещества, И. Кукушкин и соавт., 2011; средство для измерения RU. С.37.003.А №44570) может быть использована для регистрации и интерпретации спектров рамановского рассеяния ткани ЛОР-органов при воспалительных и опухолевых (доброкачественных и злокачественных) заболеваниях, а также регистрации видов метаболитов в крови при соответствующих заболеваниях. Кроме того, с использованием методики in vitro могут быть зарегистрированы спектральные характеристики микроорганизмов и/или их ассоциатов при воспалительном процессе, что является дополнительным фактором, свидетельствующим о возможности применения данного метода в диагностике воспалительных заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи («Воспалительные заболевания глотки: руководство для врачей. В.Т. Пальчун и соавт., 2013).The claimed method uses a hardware-software complex certified approved for use, however, it is necessary to adapt the Raman-fluorescence technologies in the diagnosis of diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck, and therefore a method for calculating special indices for evaluating morphometric metabolic and functional features of tissue in normal and pathological conditions. Work is underway to improve the specialized hardware-software complex (APC) for the rapid diagnosis of diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck using special nozzles on the optical fiber, designed specifically for the anatomical structures of the pharynx, larynx, paranasal sinuses, and ear. Also, the agro-industrial complex is being modernized on the basis of Raman fluorescence spectrometry using the combined endoscopy-Raman fluorescence spectrometry-computed tomography technique and other research methods that allow the most accurate diagnosis and rapid diagnosis of diseases of ENT organs and other organs of the head and neck, such as in vivo and in vitro. The inventive method is carried out using hardware and software systems for both in vitro and in vivo applications, which makes it more valuable and variable in the diagnosis of diseases of ENT organs and other organs of the head and neck. Also, this hardware-software complex allows you to record changes in tissue at a given time interval using a special fiber optic fiber, the software allows you to interpret data on a biological object in real time, quickly, with an assessment of the main phases of the pathogenesis of diseases of ENT organs and other organs of the head and neck, which allows the use of the in vivo technique. The proposed new method of Raman fluorescence spectroscopy is a highly sensitive, highly specific and accurate diagnostic method, since it allows you to record minimal changes in physiology, morphometric and metabolic parameters non-invasively and quickly (within a few seconds). In addition, this method is the fastest compared to other methods. Thus, the technique of Raman fluorescence spectroscopy used by us in the diagnosis of inflammatory and tumor diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck is a universal, accurate, minimally invasive, highly sensitive, highly specific, accelerated diagnostic method, which is characterized by determining not only the spectral features of the tissue itself , but also with a set of metabolic, structural, as well as functional changes in the studied biological object (in this case, tissues of the ENT organs and other organs of the head and neck). The technique we use for Raman fluorescence spectroscopy based on hardware and software systems EnSpectr M405 and EnSpectr R532 (device and method for Raman fluorescence identification of a substance, I. Kukushkin et al., 2011; measuring instrument RU. P.37.003 .A No. 44570) can be used to record and interpret Raman spectra of ENT tissue in inflammatory and neoplastic (benign and malignant) diseases, as well as registration of types of metabolites in the blood in case of corresponding diseases. In addition, using the in vitro technique, spectral characteristics of microorganisms and / or their associates in the inflammatory process can be recorded, which is an additional factor indicating the possibility of using this method in the diagnosis of inflammatory diseases of ENT organs and other organs of the head and neck (“Inflammatory pharyngeal diseases: a guide for doctors (V.T. Palchun et al., 2013).

Способ диагностики (дифференциальной и ранней диагностики) воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи с использованием раман-флюоресцентных медицинских технологий заключается в регистрации спектральных данных с поверхности ткани in vivo, так и in vitro при соответствующем патологическом процессе, а также спектральных характеристик плазмы крови пациентов с данными заболеваниями и особенностей микрофлоры изучаемого биологического объекта в норме и при патологии.A method for the diagnosis (differential and early diagnosis) of inflammatory and tumor diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck using Raman fluorescent medical technologies consists in recording spectral data from the surface of the tissue in vivo and in vitro with the corresponding pathological process, as well as spectral characteristics of the blood plasma of patients with these diseases and the characteristics of the microflora of the studied biological object in normal and pathological conditions.

Проблемой, решаемой изобретением, является сложность установления точного диагноза своевременно, на ранних его стадиях, в том числе при проведении хирургического лечения (для определения границ распространения опухолевого процесса), а также определения показаний к хирургическому или консервативному лечению. С использованием предложенного нового способа представляется возможным обеспечить ускорение диагностики вида патологического процесса: воспалительного или опухолевого (или определения ткани, не вовлеченной в патологический процесс) при заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи, так как способ позволяет за минимальное время с высокой чувствительностью и специфичностью неинвазивно как in vivo, так и in vitro с использованием портативного аппаратно-программного комплекса раман-флюоресцентной спектроскопии осуществлять идентификацию природы процесса, а также его разновидность при некоторых заболеваниях.The problem solved by the invention is the difficulty of establishing an accurate diagnosis in a timely manner, in its early stages, including during surgical treatment (to determine the boundaries of the spread of the tumor process), as well as determining indications for surgical or conservative treatment. Using the proposed new method, it seems possible to accelerate the diagnosis of the type of pathological process: inflammatory or tumor (or determination of tissue not involved in the pathological process) for diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck, since the method allows for minimal time with high sensitivity and specificity non-invasively, both in vivo and in vitro, using a portable hardware-software complex of Raman-fluorescence spectroscopy to identify the nature of the process, as well as its type in certain diseases.

Технический результат - осуществление способа дифференциальной диагностики воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, включая раннюю их диагностику, в совокупности с данными объективного осмотра, дополнительными методами исследования (цитологическим, гистологическим, ПЦР-методом, лучевыми и иммунологическими методами исследования и проч.), включая регистрацию спектральных характеристик ткани и биологических жидкостей при соответствующих заболеваниях, в ускоренном режиме (со «скоростью света»), с использованием высокочувствительного, высокоспецифичного и малоинвазивного экспресс-метода в динамике с оценкой специальных индексов, позволяющих анализировать изменения в ткани в данный конкретный промежуток времени.The technical result is the implementation of a method for differential diagnosis of inflammatory and tumor diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck, including their early diagnosis, together with objective examination data, additional research methods (cytological, histological, PCR method, radiation and immunological methods etc.), including recording the spectral characteristics of tissue and biological fluids in case of corresponding diseases, in the accelerated mode (with the “speed of light”), using a highly sensitive, highly specific and minimally invasive express method in dynamics with the assessment of special indices that allow analyzing changes in tissue at this particular time period.

Осуществление способа.The implementation of the method.

Установка для регистрации сигналов флюоресценции и рамановского рассеяния света включает в себя зеленый твердотельный лазер Nd:YAG (2w) с длиной волны 532 нм, оптическую систему фокусировки и фильтрации сигнала, спектрометр с дифракционной решеткой 1200 штрихов/мм со спектральным разрешением 4 см-1, CCD-матрицу, контроллер и компьютер с программным продуктом для записи спектров. Для проверки воспроизводимости спектральных особенностей проводились измерения в нескольких точках исследуемого образца. Для уменьшения ошибки измерения был выбран 10-кратный объектив, который фокусировал лазерный луч в достаточно широкое пятно (по размеру сравнимое с микроскопическими особенностями исследуемых тканей) диаметром 10 мкм. Мощность лазерного излучения составляла 10 мВт, запись спектров производилась за время экспозиции, равное 1 с. Число усреднений при записи каждого спектра выбиралось достаточно большим (для эффективного подавления шумов считывания) - оно составляло 20. В качестве индивидуального эталона (объекта сравнения) была выбрана точка, названная интактной -это непораженная область слизистой оболочки изучаемых анатомических областей. На удаленном материале проводилась экспресс-индикация патологического процесса последовательным измерением спектральных характеристик ткани в нескольких точках в каждом исследуемом образце и накапливалась база данных внутри каждого исследуемого класса. Регистрируемые данные, которые являются многомерными (волновой сдвиг рассеянного излучения, интенсивность флуоресценции и рамановского рассеяния) были проанализированы при помощи регрессионного метода проекций на латентные структуры (PLS-DA). Суть метода состоит в том, что дискриминационные правила для классов задаются линейными регрессионными уравнениями. Из регистрируемых данных, интенсивности раман-флуоресцентных спектров на определенных сдвигах волн, составляется матрица, где для каждого спектра от образца присваивается значение 0 или 1, в зависимости от принадлежности классу, например здоровая ткань и опухоль. Регрессионная задача решается методом проекций на латентные структуры, что позволяет в дальнейшем предсказывать принадлежность новых образцов. Также PLS-DA (метод проекции на латентные структуры и линейный дискриминантный анализ) позволяет выявить спектральные особенности для классов, которые определяют специфические колебания связей или молекул для каждого типа опухоли. Перед применением метода PLS-DA регистрируемые данные были избавлены от шума методом Савицкого-Голея [Ch. Ruffin, 1999] и фонового излучения методом коррекции опорной линии с использованием ассиметричных наименьших квадратов [S.-J. Baek, 2015]. Все методы предобработки и многомерный анализ данных были реализованы в онлайн программном обеспечении TPTcloudbeta.The device for recording fluorescence and Raman light scattering signals includes a green Nd: YAG (2w) solid-state laser with a wavelength of 532 nm, an optical signal focusing and filtering system, a spectrometer with a diffraction grating of 1200 lines / mm with a spectral resolution of 4 cm -1 , CCD-matrix, controller and computer with a software product for recording spectra. To check the reproducibility of the spectral features, measurements were made at several points of the test sample. To reduce the measurement error, a 10-fold lens was chosen, which focused the laser beam into a sufficiently wide spot (comparable in size with the microscopic features of the studied tissues) with a diameter of 10 μm. The laser radiation power was 10 mW; the spectra were recorded during the exposure time equal to 1 s. The number of averagings for recording each spectrum was chosen sufficiently large (to effectively suppress readout noise) —it was 20. As an individual reference (object of comparison), a point called intact was chosen — this is the unaffected area of the mucous membrane of the studied anatomical regions. On the removed material, an express indication of the pathological process was carried out by sequential measurement of the spectral characteristics of the tissue at several points in each test sample and a database was accumulated inside each studied class. The recorded data, which are multidimensional (wave shift of scattered radiation, fluorescence intensity and Raman scattering), were analyzed using the regression method of projections onto latent structures (PLS-DA). The essence of the method is that discriminatory rules for classes are defined by linear regression equations. From the recorded data, the intensity of the Raman-fluorescence spectra at certain wave shifts, a matrix is compiled, where for each spectrum from the sample, a value of 0 or 1 is assigned, depending on the class, for example, healthy tissue and a tumor. The regression problem is solved by the projection method on latent structures, which allows us to predict further the ownership of new samples. PLS-DA (projection onto latent structures and linear discriminant analysis) also reveals spectral features for classes that determine specific vibrations of bonds or molecules for each type of tumor. Before applying the PLS-DA method, the recorded data was eliminated by the Savitsky-Golay method [Ch. Ruffin, 1999] and background radiation by the reference line correction method using asymmetric least squares [S.-J. Baek, 2015]. All preprocessing methods and multidimensional data analysis were implemented in the TP T cloud beta online software.

Выбор метода раман-флюоресцентной спектроскопии и его программной реализации в приборе «EnSpectrR532» при патологии ЛОР-органов и других органов головы и шеи обоснован необходимостью повышения чувствительности и специфичности диагностики с последующей интерпретацией информативных критериев индивидуальных спектральных характеристик. Для выявления и подтверждения диагностической информативности раман-флюоресцентной спектроскопии при воспалительных и опухолевых заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи мы провели сравнительное исследование. Также удаленный материал направлялся на патогистологическое и микробиологическое исследование (для оценки специфичности метода). Программная обработка полученных спектральных данных производилась в совокупности с применением клинических, патогистологических и микробиологических данных изучаемых образцов ткани. Представленная медицинская технология, по-видимому, может объективно характеризовать функциональное состояние ЛОР-органов и других органов головы и шеи, что было доказано посредством подсчета специальных индексов (пояснения в тексте). Кроме того, с использованием лазерного излучения с длиной волны 405 нм, а также оптоволоконного световода представляется возможным регистрировать показатели ткани в in vivo in situ в динамике.The choice of the method of Raman fluorescence spectroscopy and its software implementation in the EnSpectrR532 instrument for pathology of ENT organs and other organs of the head and neck is justified by the need to increase the sensitivity and specificity of diagnosis with the subsequent interpretation of informative criteria for individual spectral characteristics. To identify and confirm the diagnostic informative value of Raman fluorescence spectroscopy in inflammatory and tumor diseases of ENT organs and other organs of the head and neck, we conducted a comparative study. Also, the removed material was sent for pathological and microbiological examination (to assess the specificity of the method). Software processing of the obtained spectral data was carried out in conjunction with the use of clinical, pathological and microbiological data of the studied tissue samples. The presented medical technology, apparently, can objectively characterize the functional state of the ENT organs and other organs of the head and neck, which was proved by counting special indices (explanation in the text). In addition, using laser radiation with a wavelength of 405 nm, as well as an optical fiber, it seems possible to record tissue in vivo in situ dynamics.

С использованием аппаратно-программного комплекса EnSpectr R532 представляется возможным анализировать в экспресс-режиме метаболические, морфометрические и функциональные особенности ткани, а также биологических жидкостей пациентов (крови) при воспалительных и опухолевых заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи in vitro.Using the EnSpectr R532 hardware-software complex, it seems possible to analyze in metabolic mode the metabolic, morphometric and functional features of the tissue, as well as the biological fluids of patients (blood) in inflammatory and tumor diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck in vitro.

Другая модификация способа заключается в подведении лазерного излучения с длиной волны 405 нм (использование данной длины волны основано на рамановском эффекте) к изучаемому биологическому объекту, в данном случае, тканям ЛОР-органов и других органов головы и шеи (небные и глоточная миндалины, околоносовые пазухи, ухо, гортань, язык, околоушные слюнные железы); регистрации как основного (зондирующего) сигнала, так и обратно отраженного сигнала за время экспозиции- 1-5 секунд, а затем в видеорегистрации спектра и проводении расчетов показателей интенсивности флюоресценции, спектральной полуширины, нормированного показателя флюоресценции (отношение различных длин волн друг к другу), индекса аэробности (отношение длины волны 665 нм к длине волны 670 нм), характерных особенностей пиков, регистрирующихся на определенных длинах волн- информативных параметров для идентификации вида ткани: здоровой, ткани либо ткани, пораженной воспалительным процессом, а также идентификация вида патологического процесса использованием специального программного обеспечения для расчета индексов. Анализируются характеристики самих пиков: их форма, амплитуда, ширина, длина волны, их количество в норме и при различных воспалительных и опухолевых заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи. С использованием данного способа проводится ускоренная дифференциальная диагностика заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи воспалительной и опухолевой этиологии. Способ осуществляется также с использованием метода главных компонент, линейного дискриминантного анализа, принципа наименьших квадратов, метода проекции на латентные структуры для выделения наиболее информативных рамановских линий на различных длинах волн у спектров интактной ткани, а также ткани, задействованной в воспалительный и опухолевый процесс при заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи. Был применен комбинированный способ анализа спектральных характеристик для описания различий в норме, при воспалении и опухолях ЛОР-органов и других органов головы и шеи. В данный способ входят все вышеперечисленные параметры, а также описание самого спектра в целом, флюоресцентной его составляющей, рамановских пиков, их высоты, ширины, полуширины, отношения длины волны, на величине которой выделяются одинаковые метаболиты при воспалении к величине, которая является строго индивидуальной в данных случаях, в том числе при различных формах хронического тонзиллита. Чувствительность и специфичность метода анализировались на основании классических методов диагностики: гистологического, цитологического, микробиологического и биохимического. Было выявлено, что в зависимости от различных метаболических, морфометрических, функциональных особенностей ткани можно провести дифференциальную диагностику вида опухолевого процесса: злокачественного, доброкачественного или метапластического с использованием раман-флюоресцентных медицинских технологий с высокой точностью, специфичностью, чувствительностью, неинвазивно и в экспресс-режиме. Существующие на сегодняшний день методы диагностики воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, несомненно, обладают многими преимуществами, однако являются либо длительными, либо дорогими, либо дают лишь косвенное представление о происходящих процессах в организме, не позволяя проводить диагностику in vivo in situ, либо могут быть сложными в исполнении, а также реализуются с использованием крупногабаритной техники. Также они не настолько чувствительные и специфичные, как применяемая нами раман-флюоресцентная спектроскопия, которая является не только высокочувствительной, высокоспецифичной, но и неинвазивной, быстрой. Кроме того, она позволяет регистрировать многочисленные параметры в режиме реального времени, то есть, осуществлять «диагностику по месту обследования и лечения». Для определения морфологических, функциональных и метаболических характеристик ткани в норме и при патологии, в том числе на основе регистрации раман-аутофлюоресцентных характеристик, необходимо выбрать наиболее оптимальный способ диагностики, к которому относится метод раман-флюоресцентной диагностики. Разработка и внедрение представленной технологии в широкую клиническую практику являются перспективными и клинически целесообразными и позволят в дальнейшем существенно повысить качество диагностики воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи и своевременно назначить рациональное лечение. Применение программно - аппаратного комплекса EnSpectr R532 также позволяет обеспечить достоверное, высокочувствительное (104 - 105 КОЕ/мл) обнаружение этиологического фактора при различных воспалительных заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи, так как помогает выявлять вид, концентрацию микроорганизма либо ассоциатов микроорганизмов.Another modification of the method is to supply laser radiation with a wavelength of 405 nm (the use of this wavelength is based on the Raman effect) to the biological object under study, in this case, tissues of the ENT organs and other organs of the head and neck (palatine and pharyngeal tonsils, paranasal sinuses , ear, larynx, tongue, parotid salivary glands); registration of both the main (probing) signal and the reflected signal during the exposure time - 1-5 seconds, and then in the video recording of the spectrum and calculating the indicators of fluorescence intensity, spectral half-width, normalized fluorescence index (ratio of different wavelengths to each other), aerobic index (the ratio of the wavelength of 665 nm to the wavelength of 670 nm), the characteristic features of peaks recorded at certain wavelengths are informative parameters for identifying the type of tissue: healthy, tissue or tissue affected by the inflammatory process, as well as identifying the type of pathological process using a special index calculation software. The characteristics of the peaks themselves are analyzed: their shape, amplitude, width, wavelength, their number is normal and for various inflammatory and neoplastic diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck. Using this method, an accelerated differential diagnosis of diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck of inflammatory and tumor etiology is carried out. The method is also carried out using the method of principal components, linear discriminant analysis, the principle of least squares, projection onto latent structures to highlight the most informative Raman lines at various wavelengths in the spectra of intact tissue, as well as tissue involved in the inflammatory and tumor process in ENT diseases - organs and other organs of the head and neck. A combined method of analyzing spectral characteristics was used to describe differences in the norm in inflammation and tumors of ENT organs and other organs of the head and neck. This method includes all of the above parameters, as well as a description of the spectrum as a whole, its fluorescent component, Raman peaks, their height, width, half-width, wavelength ratio, the value of which identifies the same metabolites in inflammation to a value that is strictly individual in these cases, including with various forms of chronic tonsillitis. The sensitivity and specificity of the method were analyzed on the basis of classical diagnostic methods: histological, cytological, microbiological and biochemical. It was found that, depending on various metabolic, morphometric, and functional features of the tissue, it is possible to carry out differential diagnostics of the type of tumor process: malignant, benign, or metaplastic using Raman-fluorescent medical technologies with high accuracy, specificity, sensitivity, non-invasively and in express mode. The existing methods for diagnosing inflammatory and neoplastic diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck undoubtedly have many advantages, but they are either long-term, expensive, or provide only an indirect idea of the processes occurring in the body, not allowing diagnosis in vivo in situ, or can be difficult to perform, and are also implemented using large-sized equipment. Also, they are not as sensitive and specific as the Raman fluorescence spectroscopy we use, which is not only highly sensitive, highly specific, but also non-invasive, fast. In addition, it allows you to register numerous parameters in real time, that is, to carry out "diagnostics at the place of examination and treatment." To determine the morphological, functional and metabolic characteristics of the tissue in normal and pathological conditions, including on the basis of recording Raman-autofluorescence characteristics, it is necessary to choose the most optimal diagnostic method, which includes the method of Raman-fluorescence diagnostics. The development and implementation of the presented technology in wide clinical practice is promising and clinically feasible and will make it possible in the future to significantly improve the quality of diagnosis of inflammatory and tumor diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck and to prescribe rational treatment in a timely manner. The use of the EnSpectr R532 software and hardware complex also allows for reliable, highly sensitive (10 4 - 10 5 CFU / ml) detection of the etiological factor in various inflammatory diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck, as it helps to identify the type, concentration of the microorganism or associates microorganisms.

Дифференциальная диагностика воспалительных и опухолевых заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи является одной из самых важных задач, стоящих перед оториноларингологами, онкологами и другими клиницистами. С использованием метода раман-флюоресцентной спектроскопии на изученной выборке гистологических и цитологических образцов удалось провести анализ спектральных данных. Разделение между данными классами было проведено со специфичностью, близкой к 100%, чувствительностью около 100%) и точностью приблизительно 100%. Однако следует понимать, что проведение дифференциальной диагностики в данном случае возможно при анализе совокупности данных, полученных в отношении различных заболеваний ЛОР-органов и других органов головы и шеи, то есть, это не только спектральные характеристики самой ткани, но и соответствующие метаболиты в плазме крови пациентов, микробный состав патологического очага, концентрация на грамм ткани микробных тел в данный промежуток времени на соответствующей стадии заболевания, клинические, цитологические и гистологические данные, а также данные осмотра. Системный подход с анализом вышеперечисленных показателей в динамике на различных стадиях заболевания позволит судить также о происходящих в тканях физиологических процессах, таких как кровоток и микроциркуляция, пролиферативная активность клеток, различие метаболитов и другие особенности. Также является ценным при проведении диагностики определение характерных особенностей с использованием метода главных компонент, линейного дискриминантного анализа, метода проекции на латентные структуры и др., так как они позволяют выделить наиболее информативные критерии при анализе спектральных данных.Differential diagnosis of inflammatory and neoplastic diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck is one of the most important tasks facing otorhinolaryngologists, oncologists and other clinicians. Using the method of Raman fluorescence spectroscopy on the studied sample of histological and cytological samples, it was possible to analyze the spectral data. The separation between these classes was carried out with a specificity close to 100%, a sensitivity of about 100%) and an accuracy of approximately 100%. However, it should be understood that the differential diagnosis in this case is possible when analyzing the totality of data obtained in relation to various diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck, that is, it is not only the spectral characteristics of the tissue itself, but also the corresponding metabolites in the blood plasma patients, the microbial composition of the pathological focus, the concentration per gram of tissue of microbial bodies in a given period of time at the corresponding stage of the disease, clinical, cytological and histological data, as well as examination data. A systematic approach with the analysis of the above indicators in dynamics at various stages of the disease will also allow us to judge the physiological processes occurring in the tissues, such as blood flow and microcirculation, proliferative activity of cells, the difference in metabolites and other features. It is also valuable in diagnostics to determine characteristic features using the principal component method, linear discriminant analysis, the projection method on latent structures, etc., since they allow you to select the most informative criteria when analyzing spectral data.

Таким образом метод раман-флюоресцентной спектроскопии может быть использован в дополнение к существующим методам для проведения дифференциальной диагностики (в том числе ранней диагностики) различных воспалительных и опухолевых заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи. Раман-флюоресцентная спектрометрия основана на явлении аутофлюоресценции биологических тканей и эффекте рамановского рассеяния света, при котором при воздействии на ткань лазерного излучения в спектре рассеянного света регистрируются характерные молекулярные колебания веществ, входящих в ее состав. Известно, что воспалительные и опухолевые заболевания ЛОР-органов и других органов головы и шеи являются актуальной проблемой современного населения и занимают важное место в структуре заболеваний верхних отделов дыхательных путей (El-NaggarAK., 2009; 1:O9). Необходимо учитывать, что термин «диагностика», используемый в представленной работе, подразумевает не только установление диагноза заболевания, но и скрининг пациентов для выявления и дифференцировки различных патологических состояний, выявление этиологического фактора, выбор тактики и метода лечения, оценку его эффективности, выбор предпочтительного лечебного препарата, выявление показаний и противопоказаний для его применения, мониторинг процесса лечения, выявление осложнений и объективное определение сроков реабилитации пациентов.Thus, the method of Raman fluorescence spectroscopy can be used in addition to the existing methods for differential diagnosis (including early diagnosis) of various inflammatory and tumor diseases of ENT organs and other organs of the head and neck. Raman fluorescence spectrometry is based on the phenomenon of autofluorescence of biological tissues and the effect of Raman scattering of light, in which, when a tissue is exposed to laser radiation, characteristic molecular vibrations of the substances in its composition are recorded in the spectrum of scattered light. It is known that inflammatory and neoplastic diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck are an urgent problem of the modern population and occupy an important place in the structure of diseases of the upper respiratory tract (El-NaggarAK., 2009; 1: O9). It must be borne in mind that the term “diagnosis” used in the present work implies not only a diagnosis of the disease, but also screening of patients to identify and differentiate various pathological conditions, identify the etiological factor, choose a tactic and treatment method, evaluate its effectiveness, choose the preferred treatment the drug, identifying indications and contraindications for its use, monitoring the treatment process, identifying complications and objectively determining the timing of patient rehabilitation.

При анализе спектральных данных разделение методом PLS-DA проводилось между классами опухоли и воспаления, также проводилось сравнение с нормой. За норму принимали интактную область, не пораженную воспалением или опухолевым процессом. Модель обработки и анализа данных включает в себя сглаживание, центрирование и нормирование данных и метод выделения сигнала на общем фоне (избавление от флюоресценции).When analyzing spectral data, separation by the PLS-DA method was carried out between the tumor and inflammation classes, and a comparison was also made with the norm. An intact region not affected by inflammation or tumor process was taken as the norm. The model of data processing and analysis includes smoothing, centering and normalization of data and a method for isolating a signal against a general background (getting rid of fluorescence).

Результаты проведения экспресс-диагностики вида патологического процесса (воспалительного или опухолевого) представлены на соответствующих фигурах (рисунках), расположенных ниже.The results of the rapid diagnosis of the type of pathological process (inflammatory or tumor) are presented in the corresponding figures (figures) below.

Изобретение относится к области медицины, а именно оториноларингологии и онкологии, и может использоваться для диагностики воспалительного и опухолевого процесса при заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи.The invention relates to medicine, namely, otorhinolaryngology and oncology, and can be used to diagnose the inflammatory and tumor process in diseases of the ENT organs and other organs of the head and neck.

Для выявления и подтверждения диагностической информативности раман-флюоресцентной спектроскопии было проведено сравнение нескольких групп тканей: интактной, ткани, вовлеченной в воспалительный процесс при хроническом тонзиллите, аденоидах, хроническом риносинусите, хроническом гнойном среднем отите, а также ткани, пораженной опухолевым процессом (как доброкачественным, так и злокачественным, включая переходные формы метаплазии) при плоскоклеточном раке, аденокарциноме, злокачественной меланоме различных локализаций, в том числе гортани, глотки, шеи, лимфатических узлов, околоушных слюнных желез, при плеоморфной аденоме, липоме и других заболеваниях ЛОР-органов и других органов головы и шеи. Всего было проанализировано свыше 1200 спектров. Полученные результаты частично представлены на рисунках, описание которых приведено ниже (см. приложение «Чертежи и рисунки»):To identify and confirm diagnostic informativeness of Raman fluorescence spectroscopy, several groups of tissues were compared: intact tissue involved in the inflammatory process in chronic tonsillitis, adenoids, chronic rhinosinusitis, chronic suppurative otitis media, and tissue affected by the tumor process (as benign, and malignant, including transient forms of metaplasia) in squamous cell carcinoma, adenocarcinoma, malignant melanoma of various locations, including the larynx, pharynx, neck, lymph nodes, parotid salivary glands, with pleomorphic adenoma, lipoma and other diseases of ENT organs and other organs head and neck. In total, over 1200 spectra were analyzed. The results obtained are partially presented in the figures, the description of which is given below (see the Appendix “Drawings and Drawings”):

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1-60 представлены следующие условные обозначения на английском языке (поменять их невозможно), поскольку в использованном программном обеспечении заложены именно такие условные обозначения, какими они изображены на фиг. 1-60, а именно:In FIG. Figures 1-60 show the following conventions in English (it is impossible to change them), since the conventions used in the software used are exactly as they are depicted in FIG. 1-60, namely:

Tumor-опухоль, inflammation-воспаление; variables- переменные (фиг. 1); correct-правильные, false negative- ложно отрицательные, false positive-ложно положительные, excluded NMC-исключенные спектры, accuracy-точность, Spec.-специфичность, Sens.-чувствительность; Y Observed-наблюдаемые фактически; Y predicted- прогнозируемые значения (фиг. 2).Tumor tumor; inflammation inflammation; variables- variables (Fig. 1); correct-correct, false negative- false negative, false positive-false positive, excluded NMC excluded spectra, accuracy-accuracy, Spec.-specificity, Sens.-sensitivity; Y Observed-observed in fact; Y predicted- predicted values (Fig. 2).

На фиг. 3 - Value-значение, variables- переменные, варианты- измеряются, в данном случае, в обратных сантиметрах (волновые числа).In FIG. 3 - Value-value, variables- variables, options- are measured, in this case, in inverse centimeters (wave numbers).

На фиг. 4 OGPKK4, ПКК- плоскоклеточная карцинома глотки, F 1-хронический тонзиллит, компенсированная форма. XT КФ- хронический тонзиллит, компенсированная форма.In FIG. 4 OGPKK4, PAC - squamous cell carcinoma of the pharynx, F 1-chronic tonsillitis, compensated form. XT CF - chronic tonsillitis, compensated form.

Условные обозначения, приведенные на фиг. 5, были представлены при описании фиг 1-4.The legend shown in FIG. 5 were presented in the description of FIGS. 1-4.

Условные обозначения на фиг. 7: OGPKK4, ПКК- плоскоклеточная карцинома глотки, F2; XT ДФ- хронический тонзиллит, декомпенсированная форма.The legend in FIG. 7: OGPKK4, PAC-squamous pharyngeal carcinoma, F2; XT DF - chronic tonsillitis, decompensated form.

На фиг. 1-60 (за исключением фиг. 2, фиг. 5, фиг. 8) по оси абсцисс обозначены величины волновых чисел (единица измерения- обратные сантиметры-1/см), по оси ординат-относительные единицы интенсивности флюоресценции (ОЕ).In FIG. 1-60 (with the exception of Fig. 2, Fig. 5, Fig. 8), the abscissa axis indicates the wave numbers (unit of measurement is inverse centimeters-1 / cm), the ordinate axis represents relative units of fluorescence intensity (OE).

Определение наиболее важных спектральных полос на различных значениях волновых чисел является важной задачей для интерпретации морфометрических, метаболических и функциональных характеристик ткани, принадлежащих различных классам: воспаление, доброкачественная опухоль, злокачественный процесс. Данные рамановские линии характеризуют не только тип выделяемых метаболитов при различных диагнозах, но и структурные изменения ткани. С использованием метода рамановской спектроскопии в перспективе станет возможным малоинвазивным путем и ускоренно определять зону перехода доброкачественного процесса в злокачественный.The determination of the most important spectral bands at different wave numbers is an important task for interpreting the morphometric, metabolic and functional characteristics of tissue belonging to different classes: inflammation, benign tumor, malignant process. These Raman lines characterize not only the type of metabolites secreted in various diagnoses, but also structural changes in the tissue. Using the method of Raman spectroscopy in the future it will become possible to minimally invasively and quickly determine the transition zone of a benign process to a malignant one.

Также нами было проведено сравнительное исследование спектральных данных плоскоклеточной карциномы глотки и хронического тонзиллита, компенсированной формы (по классификации Солдатова И.Б., 1975 г.) для выявления наиболее значимых диагностических критериев.We also conducted a comparative study of the spectral data of squamous cell carcinoma of the pharynx and chronic tonsillitis, compensated form (according to the classification of Soldatov IB, 1975) to identify the most significant diagnostic criteria.

На фиг. 4 показаны модель (сглаживание, выделение рамановского сигнала на общем фоне, нормирование, центрирование) и данные после предобработки при дифференциации плоскоклеточной карциномы глотки (ПКК глотки- обозначено стрелкой) и хронического тонзиллита, компенсированной формы (XT КФ; обозначено стрелкой). По оси абсцисс указаны величины волновых чисел, по оси ординат- относительные единицы интенсивности сигнала.In FIG. Figure 4 shows the model (smoothing, isolating the Raman signal against the general background, normalization, centering) and data after pre-processing for differentiation of squamous cell carcinoma of the pharynx (PAC pharynx - indicated by an arrow) and chronic tonsillitis of compensated form (XT CF; indicated by an arrow). The abscissa axis shows the values of the wave numbers, the ordinate axis shows the relative units of signal intensity.

На фиг. 5 мы видим результат построения данной модели. Обозначения: 0 - хронический тонзиллит, компенсированная форма, 1 -плоскоклеточная карцинома глотки, NMC - non missed classified, то есть неправильно определенные спектры. Разделение проведено со специфичностью 100%, чувствительностью 100%, точностью 100%.In FIG. 5 we see the result of building this model. Designations: 0 - chronic tonsillitis, compensated form, 1-squamous cell carcinoma of the pharynx, NMC - non missed classified, that is, incorrectly defined spectra. The separation was carried out with a specificity of 100%, a sensitivity of 100%, an accuracy of 100%.

Обозначения на английском в правом верхнем углу «Correct»-правильно определенные, False positives и False Negatives-ложно положительные и ложно отрицательные, соответственно, значения, которые в данном случае были равны 0.The designations in English in the upper right corner “Correct” are correctly defined, False positives and False Negatives are false positive and false negative, respectively, values that in this case were 0.

Таким образом, дифференцировка ткани при плоскоклеточной карциноме глотки (по результатам гистологического исследования ткани) от таковой при хроническом тонзиллите проводится с использованием заявленного способа со специфичностью 100%, чувствительностью 100%, точностью 100%, что является крайне важным в клинической практике, в частности, при проведении быстрой интраоперационной диагностики или скрининга во время обследования.Thus, the differentiation of tissue in squamous cell carcinoma of the pharynx (according to the results of histological examination of the tissue) from that in chronic tonsillitis is carried out using the claimed method with a specificity of 100%, sensitivity of 100%, accuracy of 100%, which is extremely important in clinical practice, in particular during a quick intraoperative diagnosis or screening during the examination.

На фиг. 6 отмечены наиболее информативные полосы (VIP показатели модели PLS-DA): 573, 1094, 1162, 1520, 2932 см-1 In FIG. 6 the most informative bands are marked (VIP indicators of the PLS-DA model): 573, 1094, 1162, 1520, 2932 cm -1

По оси абсцисс указаны величины волновых чисел, по оси ординат- относительные единицы интенсивности сигнала. Было отмечено разделение данных классов ткани со специфичностью 100%, чувствительностью 100% и точностью 100%, что говорит в пользу возможности применения данного метода (раман-флюоресцентной спектроскопии) в дифференциальной диагностике воспалительного процесса в глотке при хроническом тонзиллите, компенсированной форме и опухолевого процесса при плоскоклеточной карциноме глотки. При сравнении двух групп: ткани небных миндалин при хроническом тонзиллите, декомпенсированной форме и плоскоклеточной карциноме глотки отмечалась воспроизводимость полученных результатов, однако с меньшей специфичностью, что говорит в пользу схожести воспалительного (при декомпенсации) и опухолевого процессов на некоторых стадиях патогенеза. Также были проанализированы спектры: плоскоклеточная карцинома глотки и хронический тонзиллит, декомпенсированная форма (по классификации Солдатова И.Б., 1975 г.)The abscissa axis shows the values of the wave numbers, the ordinate axis shows the relative units of signal intensity. A separation of these classes of tissue with a specificity of 100%, a sensitivity of 100% and an accuracy of 100% was noted, which speaks in favor of the possibility of using this method (Raman fluorescence spectroscopy) in the differential diagnosis of the inflammatory process in the pharynx with chronic tonsillitis, a compensated form and a tumor process with squamous cell carcinoma of the pharynx. When comparing two groups: tissue of the tonsils with chronic tonsillitis, decompensated form and squamous cell carcinoma of the pharynx, reproducibility of the results was noted, but with less specificity, which speaks in favor of the similarity of the inflammatory (during decompensation) and tumor processes at some stages of pathogenesis. The spectra were also analyzed: squamous cell carcinoma of the pharynx and chronic tonsillitis, decompensated form (according to the classification of Soldatov IB, 1975)

На фиг. 7 отмечены модель (сглаживание, выделение рамановского сигнала на общем фоне, нормирование, центрирование) и данные после предобработки при дифференциации плоскоклеточной карциномы глотки (ПКК глотки- обозначено стрелкой) и хронического тонзиллита, декомпенсированной формы (XT ДФ; обозначено стрелкой). По оси абсцисс указаны величины волновых чисел, по оси ординат- относительные единицы интенсивности сигнала.In FIG. Figure 7 shows the model (smoothing, highlighting of the Raman signal against the general background, normalization, centering) and data after pre-processing for the differentiation of squamous cell carcinoma of the pharynx (PAC pharynx - indicated by an arrow) and chronic tonsillitis, decompensated form (XT DF; indicated by an arrow). The abscissa axis shows the values of the wave numbers, the ordinate axis shows the relative units of signal intensity.

А результат построения модели изображен на фиг. 8. Обозначения (фиг. 8): 0 - хронический тонзиллит, декомпенсированная форма, 1 - плоскоклеточная карцинома глотки, NMC - поп missed classified, то есть неправильно определенные спектры. Разделение было проведено со специфичностью 95,8%, чувствительностью 90%, точностью 94,1%. В данном случае, на фиг. 9, отмечены наиболее информативные полосы для дифференциации (VIP показатели модели PLS-DA): 488, 1149, 1358, 1516, 1575, 1627, 2861, 2931 см-1. По оси абсцисс указаны величины волновых чисел, по оси ординат- относительные единицы интенсивности сигнала.And the result of building the model is depicted in FIG. 8. Designations (Fig. 8): 0 - chronic tonsillitis, decompensated form, 1 - squamous cell carcinoma of the pharynx, NMC - pop missed classified, that is, incorrectly defined spectra. The separation was carried out with a specificity of 95.8%, a sensitivity of 90%, an accuracy of 94.1%. In this case, in FIG. 9, the most informative bands for differentiation are noted (VIP indicators of the PLS-DA model): 488, 1149, 1358, 1516, 1575, 1627, 2861, 2931 cm -1 . The abscissa axis shows the values of the wave numbers, the ordinate axis shows the relative units of signal intensity.

На фиг. 10 изображен спектр новообразования глотки- плеоморфной аденомы (по результатам гистологического исследования). По оси абсцисс указаны величины волновых чисел (единица измерения- обратные сантиметры- 1/см, по оси ординат- относительные единицы интенсивности сигнала- ОЕ. Отмечаются характерные рамановские линии на величинах волновых чисел 1150, 1500, 2900/см, причем последний пик имеет трапециевидную форму. Подобных изменений не наблюдается в случае воспалительного или злокачественного процесса в глотке. Также спектр характеризуется зазубренностью кривой-мелкими пиками на всем протяжении в диапазоне от 900 до 3100/см.In FIG. 10 shows the spectrum of neoplasm of the pharynx-pleomorphic adenoma (according to the results of histological examination). The abscissa axis shows the values of wave numbers (the unit of measurement is inverse centimeters - 1 / cm, the ordinate axis shows the relative units of signal intensity - OE. Typical Raman lines are noted on the values of the wave numbers 1150, 1500, 2900 / cm, and the last peak is trapezoidal similar changes are not observed in the case of an inflammatory or malignant process in the pharynx.

На фиг. 11 отмечен спектр интактной ткани глотки, окружающей опухолевую ткань. Характерный пик на 2950/см, отсутствие дополнительных пиков позволяет отличить данную кривую от спектров при воспалении или опухолевом процессе.In FIG. 11 shows the spectrum of intact pharyngeal tissue surrounding the tumor tissue. A characteristic peak at 2950 / cm, the absence of additional peaks makes it possible to distinguish this curve from the spectra in case of inflammation or tumor process.

На фиг. 12 изображен спектр ткани небных миндалин при хроническом тонзиллите, компенсированной форме (классификация Солдатова И.Б., 1975 г.) отмечается гладкая кривая, высокий сигнал флюоресценции, за которым не визуализируются соответствующие пики, однако их можно легко вычислить, как это показано на рисунках выше, с использованием метода главных компонент, линейного дискриминантного анализа и принципа наименьших квадратов.In FIG. Figure 12 shows the tissue spectrum of the tonsils with chronic tonsillitis, compensated form (classification by I. Soldatov, 1975). There is a smooth curve, a high fluorescence signal, beyond which the corresponding peaks are not visualized, but they can be easily calculated, as shown in the figures. above using the principal component method, linear discriminant analysis, and the least squares principle.

На данном рисунке- фиг. 13- изображен спектр небных миндалин при хроническом тонзиллите, декомпенсированной форме (гиперпластическом и фиброзирующем процессе). 1050, 1150, 1510, 2950/см, что отличает данную ткань от интактной и ткани, пораженной опухолевым процессом.In this figure, FIG. 13- shows the spectrum of tonsils with chronic tonsillitis, decompensated form (hyperplastic and fibrosing process). 1050, 1150, 1510, 2950 / cm, which distinguishes this tissue from intact and tissue affected by the tumor process.

На фиг. 14 изображен спектр ткани небной миндалины при р16-позитивном типе высоко дифференцированной орофарингеальной карциномы. По сравнению со спектром ткани при хроническом тонзиллите, декомпенсированной форме отсутствует промежуточный подъем флюоресценции, интенсивность флюоресценции значительно ниже, некоторые пики, характерные для воспаления, в частности, пик на 1050/см не регистрируется.In FIG. Figure 14 shows the tissue spectrum of the tonsils with the p16-positive type of highly differentiated oropharyngeal carcinoma. Compared with the spectrum of tissue in chronic tonsillitis, a decompensated form, there is no intermediate increase in fluorescence, the fluorescence intensity is much lower, some peaks characteristic of inflammation, in particular, a peak at 1050 / cm is not recorded.

На фиг. 15 изображен спектр низко дифференцированного низкоороговевающего плоскоклеточного р16-позитивного типа орофарингеальной карциномы. Регистрируется зазубренность кривой со множеством пиков на различных длинах волн, пики сливаются, не отчетливы, отсутствует промежуточный подъем сигнала флюоресценции, как это наблюдается при хроническом воспалении.In FIG. 15 shows a spectrum of a low differentiated low keratinized squamous p16-positive type of oropharyngeal carcinoma. The serration of the curve with many peaks at different wavelengths is recorded, the peaks merge, are not distinct, there is no intermediate rise in the fluorescence signal, as is observed in chronic inflammation.

На фиг. 16 изображен спектр фрагмента опухоли основания языка (плоскоклеточной карциномы). В данном случае регистрируются мелкие отрицательные пики на 1400, 3250/см, отсутствуют пики, характерные для данного гистологического диагноза другой локализации (например, небной миндалины- фиг. 13), отмечается гладкая кривая, интенсивность флюоресценции намного выше по сравнению с ПКК глотки и достигает практически 35000 отн. ед.In FIG. 16 shows the spectrum of a fragment of a tumor of the base of the tongue (squamous cell carcinoma). In this case, small negative peaks at 1400, 3250 / cm are recorded, there are no peaks characteristic of this histological diagnosis of a different location (for example, palatine tonsil, Fig. 13), a smooth curve is noted, the fluorescence intensity is much higher compared to the PAC of the pharynx and reaches almost 35,000 rel. units

На фиг. 17 изображен спектр ткани лимфатического узла с метастазами P-16-позитивного типа орофарингеальной карциномы. Отмечаются характерные пики на 1050, 1150, 1350, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2950/см, последний пик имеет трапециевидную форму, подобных изменений при ПКК другой локализации не отмечается. Соответственно, ПКК различной локализации отличают различные спектры в пределах изучаемого класса ткани, что можно также учитывать при проведении дифференциальной диагностики.In FIG. 17 shows a tissue spectrum of a lymph node with metastases of a P-16 positive type of oropharyngeal carcinoma. Characteristic peaks at 1050, 1150, 1350, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2950 / cm are noted, the last peak has a trapezoidal shape, similar changes with PAC of a different localization are not noted. Accordingly, PACs of different localization are distinguished by different spectra within the studied class of tissue, which can also be taken into account when conducting differential diagnostics.

На фиг. 18 проиллюстрирован спектр аденоидной ткани, кривая имеет мелкую зазубренную форму с соответствующим «плато» от 2000 до 2950/см, которое отсутствует при хроническом тонзиллите или опухолях глотки.In FIG. 18, the spectrum of adenoid tissue is illustrated, the curve has a small jagged shape with a corresponding “plateau” from 2000 to 2950 / cm, which is absent in chronic tonsillitis or pharyngeal tumors.

На фиг. 19 изображен спектр опухоли шеи- низко дифференцированной плоскоклеточной карциномы. В данном случае также отмечаются соответствующие пики на 1050, 1150, 1510, 2950/см, однако они имеют большую интенсивность по сравнению с таковыми в случае других локализаций, также отмечается низкая интенсивность флюоресценции- около 1900 отн. ед., регистрируются дополнительные мелкие пики на 1300, 1650, 1700, 2700/см, пик на 1510/см - двузубый, а пик на 2950/см имеет трапециевидную зубчатую форму, что является также характерной особенностью.In FIG. 19 shows a tumor spectrum of a shearly differentiated squamous cell carcinoma. In this case, the corresponding peaks at 1050, 1150, 1510, 2950 / cm are also noted, however, they have a higher intensity compared to those in the case of other localizations, and a low fluorescence intensity is also noted — about 1900 rel. units, additional small peaks at 1300, 1650, 1700, 2700 / cm are recorded, the peak at 1510 / cm is two-tooth, and the peak at 2950 / cm has a trapezoidal dentate shape, which is also a characteristic feature.

На фиг. 20 изображен спектр опухоли глотки при интраэпителиальной неоплазии. Отмечается невысокая интенсивность флюоресценции- около 1250 отн. ед. И на 3450/см регистрируется высокий трапециевидный зубец, с интенсивностью флюоресценции около 2100 отн. ед, значительно превышающей основной сигнал флюоресценции, что и является характерной особенностью в данном случае и позволяет регистрировать ранние предопухолевые изменения по спектральным кривым.In FIG. 20 shows the pharyngeal tumor spectrum for intraepithelial neoplasia. Noted a low fluorescence intensity of about 1250 Rel. units And at 3450 / cm a high trapezoidal tooth is recorded, with a fluorescence intensity of about 2100 rel. units, significantly exceeding the main fluorescence signal, which is a characteristic feature in this case and allows you to register early pretumor changes in the spectral curves.

На фиг. 21 изображен спектр липомы шеи, который имеет характерный вид: высокоамплитудные пики на 1000, 1200, 1500, 2950/см и низкоамплитудные на 900, 990, 1300, 1600, 2350, 2600/см, отмечается невысокая интенсивность флюоресценции- около 7000 отн. ед., на фоне высокой амплитуды основных пиков- около 15000 отн. ед. Однако несмотря на характерный вид кривых, следует использовать методы главных компонент, линейного дискриминантного анализа, принципа наименьших квадратов и метода проекции на латентные структуры для получения индивидуальных рамановских полос в соответствующем диапазоне, характеризующих конкретный вид ткани и ее состав.In FIG. Figure 21 shows the spectrum of neck lipoma, which has a characteristic appearance: high-amplitude peaks at 1000, 1200, 1500, 2950 / cm and low-amplitude peaks at 900, 990, 1300, 1600, 2350, 2600 / cm, a low fluorescence intensity of about 7000 rel. units, against the background of a high amplitude of the main peaks, about 15,000 rel. units However, despite the characteristic appearance of the curves, the methods of principal components, linear discriminant analysis, the principle of least squares and the projection method on latent structures should be used to obtain individual Raman bands in the corresponding range characterizing the specific type of fabric and its composition.

На фиг. 22 изображен спектр опухоли пищевода- высокодифференцированной плоскоклеточной карциномы. На рис. видно, что кривая более гладкая по сравнению со спектрами ПКК другой локализации, имеет мелкозубристую поверхность низкоамплитудными пиками, трапециевидный пик, регистрировавшийся при ПКК других локализаций сдвинут вправо и имеет форму горба в диапазоне от 3100 до 3500/см.In FIG. 22 shows a spectrum of a tumor of the esophagus, a highly differentiated squamous cell carcinoma. In fig. it can be seen that the curve is smoother in comparison with the PAC spectra of another localization, has a fine-toothed surface with low amplitude peaks, the trapezoidal peak recorded with the PAC of other localizations is shifted to the right and has a hump shape in the range from 3100 to 3500 / cm.

На фиг. 23 проиллюстрированы индивидуальные спектральные особенности ткани гломусной опухоли среднего уха. Кривая имеет характерный вид: сначала повышение интенсивность флюоресценции до 9000 отн. ед., затем резкий спад. На 1050, 1150, 1500/см регистрируются низкоамплитудные пики, также пик на 2950/см сглажен и теряет трапециевидную форму. Исходя из полученных данных следует отметить, что сравнивать спектры нужно лишь в пределах одного класса ткани: то есть, опухоли уха- доброкачественные со злокачественными и интактными, а также с тканями, пораженными воспалительным процессом. Если мы изучаем спектральные особенности глотки, то, соответственно, нужно сравнивать вышеперечисленные виды патологического процесса в пределах тканей глотки, так как ткань также имеет свои особенности, которые вносят дополнительный вклад индивидуальные особенности спектральных кривых.In FIG. 23 illustrates the individual spectral features of the tissue of a middle ear glomus tumor. The curve has a characteristic appearance: first, increasing the fluorescence intensity to 9000 rel. units, then a sharp decline. At 1050, 1150, 1500 / cm, low-amplitude peaks are recorded, also the peak at 2950 / cm is smoothed and loses its trapezoidal shape. Based on the data obtained, it should be noted that spectra should be compared only within the same tissue class: that is, ear tumors are benign with malignant and intact, as well as with tissues affected by the inflammatory process. If we study the spectral features of the pharynx, then, accordingly, it is necessary to compare the above types of the pathological process within the tissues of the pharynx, since the tissue also has its own characteristics, which make an additional contribution to the individual characteristics of the spectral curves.

На фиг. 24 изображена спектральная кривая слизистой оболочки среднего уха при хроническом гнойном среднем отите. Кривая отличается резким подъемом интенсивности флюоресценции и, по сравнению со спектром интактной слизистой оболочки не имеет соответствующих пиков на различных длинах волн (см. рис. ниже).In FIG. 24 shows a spectral curve of the mucous membrane of the middle ear in chronic suppurative otitis media. The curve is characterized by a sharp increase in fluorescence intensity and, in comparison with the spectrum of the intact mucosa, does not have corresponding peaks at different wavelengths (see figure below).

На фиг. 25 отмечена спектральная кривая рубцовой ткани при адгезивном отите. В данном случае, по сравнению с хроническим воспалением, отмечается сначала повышение и плавное снижение интенсивности флюоресценции, также не отмечается пиков, характерных для нормальной слизистой оболочки среднего уха, на 2990/см отмечается соответствующий пик. Кривая имеет зазубренную форму и отрицательные пики.In FIG. 25 shows the spectral curve of scar tissue with adhesive otitis media. In this case, in comparison with chronic inflammation, an increase and a gradual decrease in the fluorescence intensity are noted at first, there are also no peaks characteristic of the normal mucous membrane of the middle ear, a corresponding peak is noted at 2990 / cm. The curve has a jagged shape and negative peaks.

Фиг. 26 иллюстрирует отличия спектральной кривой свежей грануляционной ткани в среднем ухе от спектров рубцовой ткани придлительном адгезивном процессе в среднем ухе. Снижение интенсивности флюоресценции имеет более крутой спад, положительных пиков не регистрируется.FIG. Figure 26 illustrates the differences in the spectral curve of fresh granulation tissue in the middle ear from the spectra of scar tissue in the pre-adhesion process in the middle ear. A decrease in fluorescence intensity has a steeper decline; no positive peaks are recorded.

На фиг. 27 продемонстрированы спектральные особенности хронического воспаления в среднем ухе с формированием полипов. Сначала отмечается постепенный подъем интенсивности флюоресценции свыше 9000 отн. ед., затем отмечается резкий ее спад и «плато» от 2400 до 3500/см с характерным пиком на 3000/см, который имеет сглаженную форму.In FIG. 27 shows the spectral features of chronic inflammation in the middle ear with the formation of polyps. First, a gradual increase in fluorescence intensity of over 9000 rel. units, then there is a sharp decline and a “plateau” from 2400 to 3500 / cm with a characteristic peak at 3000 / cm, which has a smooth shape.

Фиг. 28 иллюстрирует, что в отличие от всех процессов в среднем ухе, отмеченных выше, при холестеатоме среднего уха регистрируется кривая, характеризующаяся высокой интенсивностью флюоресценции (свыше 70000 отн. ед.). Кривая относительно гладкая, не имеет положительных пиков.FIG. Figure 28 illustrates that, in contrast to all the processes in the middle ear noted above, a curve characterized by high fluorescence intensity (over 70,000 rel. Units) is recorded in the middle ear cholesteatoma. The curve is relatively smooth, has no positive peaks.

На фиг. 29 отмечено, что в случае интактной слизистой оболочки среднего уха отмечаются пики на 1050, 1150, 1500, 2950/см, а также второй сигнал повышения интенсивности флюоресценции от 3000 до 3500/см. Интенсивность флюоресценции невысокая и равна приблизительно 1350 отн. ед. Как видно на рисунках, в норме с поверхности слизистой оболочки среднего уха регистриуются кривые с характерными пиками, при патологии такого не наблюдается. В случае же опухолей глотки картина противоположная: в норме данные пики не регистрируются, при опухолях- отмечаются. Данный факт еще раз подтверждает концепцию о том, что необходимо сравнивать норму-воспаление и опухоль лишь в пределах одного класса ткани, для исключения «ошибки» морфометрических характеристик самой ткани.In FIG. 29 it was noted that in the case of an intact mucous membrane of the middle ear, peaks at 1050, 1150, 1500, 2950 / cm, as well as a second signal of increasing fluorescence intensity from 3000 to 3500 / cm, are noted. The fluorescence intensity is low and equal to approximately 1350 rel. units As can be seen in the figures, normally from the surface of the mucous membrane of the middle ear, curves with characteristic peaks are recorded, with pathology this is not observed. In the case of pharyngeal tumors, the picture is the opposite: normally these peaks are not recorded, with tumors, they are noted. This fact once again confirms the concept that it is necessary to compare the rate of inflammation and the tumor only within the same tissue class, in order to eliminate the “error” in the morphometric characteristics of the tissue itself.

На фиг. 30 видим, что при склеротическом процессе в среднем ухе кривая напоминает кривую при холестеатоме, однако видно, что интенсивность флюоресценции значительно ниже: около 30000 отн. ед., максимальная интенсивность флюоресценции приходится на 1550/см, в отличие от таковой при холестеатоме (1700/см).In FIG. 30 we see that in the sclerotic process in the middle ear, the curve resembles the curve in the case of cholesteatoma, but it is clear that the fluorescence intensity is much lower: about 30,000 rel. units, the maximum fluorescence intensity accounts for 1550 / cm, in contrast to that with a cholesteatoma (1700 / cm).

Фиг. 31 демонстрирует, что акустическая невринома имеет максимальный пик флюоресценции на 1510/см, интенсивность флюоресценции ниже, чем в случае холестеатомы и склеротического процесса (около 20000 отн. ед.). Снижение флюоресценции, начиная с 1510/см, имеет более крутой наклон и более стремительное; не имеет дополнительных небольших подъемов, то есть при снижении интенсивности флюоресценции, кривая приобретает более вогнутую форму.FIG. 31 shows that acoustic neurinoma has a maximum fluorescence peak at 1510 / cm, the fluorescence intensity is lower than in the case of cholesteatoma and sclerotic process (about 20,000 rel. Units). The decrease in fluorescence, starting from 1510 / cm, has a steeper slope and more rapid; it does not have additional small rises, that is, with a decrease in the fluorescence intensity, the curve acquires a more concave shape.

На фиг. 32 видно, что в случае базально -клеточной карциномы наружного слухового прохода отмечается линейное повышение интенсивности флюоресценции приблизительно до 13000 отн. ед.; на величине 1750/см становится максимальным, затем следует резкий ее спад на 2100/см-минимальный, затем отмечается «плато» до 3000/см и постепенное снижение интенсивности флюоресценции. Похожие изменения прослеживались при регистрации спектров с поверхности полипов при хроническом воспалении в среднем ухе, однако в данном случае регистрация спектров проводится с поверхности структур наружного слухового прохода уха при злокачественном процессе в нем.In FIG. 32 shows that in the case of basal cell carcinoma of the external auditory meatus, a linear increase in fluorescence intensity to approximately 13,000 rel. units; at a value of 1750 / cm, it becomes maximum, then its sharp decline by 2100 / cm-minimum follows, then a “plateau” to 3000 / cm and a gradual decrease in fluorescence intensity are noted. Similar changes were observed when recording spectra from the surface of polyps in chronic inflammation in the middle ear, however, in this case, spectra are recorded from the surface of the structures of the external auditory canal of the ear with a malignant process in it.

Фиг. 33 иллюстрирует спектральные особенности ткани околоушной слюнной железы при эпителиоидной злокачественной меланоме. Отмечаются основные пики на 1050, 1150, 1500/см, пик на 2950/см имеет низкую амплитуду, максимальная интенсивность флюоресценции 3250 отн. ед. Максимальная интенсивность флюоресценции приходится на величину 2050/см. Кривая имеет мелкозазубренную форму со множеством мелкоамплитудных пиков.FIG. 33 illustrates the spectral features of the tissue of the parotid salivary gland in epithelioid malignant melanoma. The main peaks at 1050, 1150, 1500 / cm are noted, the peak at 2950 / cm has a low amplitude, the maximum fluorescence intensity of 3250 rel. units The maximum fluorescence intensity is 2050 / cm. The curve has a finely serrated shape with many small amplitude peaks.

На фиг. 34 проиллюстрировано, что при плоскоклеточной карциноме околоушной слюнной железы отмечаются высокоамплитудные пики на 1010, 1150, 1500/см, низкоамплитудный пик на 2650/см, трапециевидный пик на 2950/см. Интенсивность флюоресценции около 3000/см, пиковая интенсивность флюоресценции около 4000 отн. ед., максимальное повышение интенсивности флюоресценции на величине 2050/см.In FIG. 34 it is illustrated that with squamous cell carcinoma of the parotid salivary gland, high-amplitude peaks at 1010, 1150, 1500 / cm, a low-amplitude peak at 2650 / cm, a trapezoid peak at 2950 / cm are observed. The fluorescence intensity of about 3000 / cm, the peak fluorescence intensity of about 4000 rel. units, the maximum increase in fluorescence intensity at a value of 2050 / cm

Согласно фиг. 35, в отличие от спектра при ПКК, при плеоморфной аденоме околоушной слюнной железы, пики становятся низкоамплитудными, регистрируются на 1000, 1100, 1300, 1490, 1510/см, далее следует резкий подъем интенсивности флюоресценции до 5100 отн. ед., затем снижение интенсивности флюоресценции, максимальное значение последней регистрируется на 2100/см, на величине 2950/см отмечается трапециевидный пик, который имеет более высокую амплитуду, по сравнению с таковым пиком при плоскоклеточной карциноме.According to FIG. 35, unlike the spectrum in PAC, with pleomorphic adenoma of the parotid salivary gland, the peaks become low-amplitude, recorded at 1000, 1100, 1300, 1490, 1510 / cm, followed by a sharp increase in fluorescence intensity to 5100 rel. units, then a decrease in fluorescence intensity, the maximum value of the latter is recorded at 2100 / cm, at a value of 2950 / cm there is a trapezoidal peak, which has a higher amplitude compared to that of a squamous cell carcinoma.

В соответствии с фиг. 36, при аденокарциноме околоушной слюнной железы отмечаются следующие особенности спектральной кривой: сначала отмечается постепенный подъем интенсивности флюоресценции, максимальное значение которого приходится на 2010/см, затем следует резкое снижение интенсивности флюоресценции до 2850/см; не регистрируется остроконечных высокоамплитудных пиков, как при плоскоклеточной карциноме околоушной слюнной железы, однако сохраняется трапециевидный пик на 2950/см.In accordance with FIG. 36, with a parotid salivary gland adenocarcinoma, the following features of the spectral curve are observed: first, a gradual increase in fluorescence intensity is observed, the maximum value of which falls at 2010 / cm, then a sharp decrease in fluorescence intensity to 2850 / cm follows; spiky high-amplitude peaks are not recorded, as with squamous cell carcinoma of the parotid salivary gland, however, a trapezoid peak at 2950 / cm remains.

На фиг. 37 отмечено, что при хроническом воспалении в области поднижнечелюстной слюнной железы отмечается постепенное повышение интенсивности флюоресценции до 30000 отн. ед., затем следует постепенное ее снижение до 2850/см, отмечается характерный трапециевидный пик, который имеет более низкую амплитуду по сравнению с подобным пиком при аденокарциноме околоушной слюнной железы. Интенсивность флюоресценции в данном случае также более высокая, кроме того, регистрируются отрицательные пики.In FIG. 37 it was noted that with chronic inflammation in the submandibular salivary gland, a gradual increase in fluorescence intensity to 30,000 rel. units, followed by its gradual decrease to 2850 / cm, a characteristic trapezoidal peak is noted, which has a lower amplitude compared to a similar peak with parotid salivary gland adenocarcinoma. The fluorescence intensity in this case is also higher, in addition, negative peaks are recorded.

Фиг. 38 иллюстрирует, что при хроническом гиперпластическом риносинусите отмечается кривая без характерных пиков, интенсивность флюоресценции около 4500 отн. ед., максимальное ее значение приходится на 1990/см, кривая имеет мелкозубристую форму.FIG. 38 illustrates that with chronic hyperplastic rhinosinusitis, a curve is observed without characteristic peaks, the fluorescence intensity of about 4500 rel. units, its maximum value falls on 1990 / cm, the curve has a finely jagged shape.

Согласно фиг. 39, при полипозном риносинусите отмечаются основные пики на 1200, 1510, 2950/см, максимальная интенсивность флюоресценции на 4100 отн. ед, также отмечается второй подъем интенсивности флюоресценции после регистрации пика на 2950/см. При формировании полипов отмечается появление соответствующих пиков, которые не наблюдаются при хроническом воспалении без формирования полипов.According to FIG. 39, with polypous rhinosinusitis, the main peaks at 1200, 1510, 2950 / cm are noted, the maximum fluorescence intensity at 4100 rel. units, a second rise in fluorescence intensity is also observed after recording a peak at 2950 / cm. During the formation of polyps, the appearance of corresponding peaks is observed, which are not observed in chronic inflammation without the formation of polyps.

В соответствии с фиг. 40, при дисплазии в случае хронического риносинусита отмечается снижение интенсивности флюоресценции, пики сдвигаются влево и регистрируются на 1050, 1150, 1500/см, пик после снижения интенсивности флюоресценции сдвигается немного вправо и регистрируется на величине 3000/см. Вместо постепенного снижения интенсивности флюоресценции наблюдается «плато» от 1900 до 2800/см, которое плавно переходит в пик на 3000/см. Второе повышение интенсивности флюоресценции имеет более высокую амплитуду по сравнению с последним пиком, чего не наблюдается при полипозном процессе и при хроническом воспалении без формирования полипов.In accordance with FIG. 40, with dysplasia in case of chronic rhinosinusitis, a decrease in fluorescence intensity is noted, peaks shift to the left and are recorded at 1050, 1150, 1500 / cm, the peak after a decrease in fluorescence intensity shifts slightly to the right and is recorded at 3000 / cm. Instead of a gradual decrease in the fluorescence intensity, a “plateau” is observed from 1900 to 2800 / cm, which gradually passes into a peak at 3000 / cm. The second increase in fluorescence intensity has a higher amplitude compared to the last peak, which is not observed in the polypous process and in chronic inflammation without the formation of polyps.

Фиг. 41 демонстрирует, что при папилломатозном процессе в верхнечелюстной пазухе отмечается характерный «двугорбый» вид спектральной кривой, интенсивность флюоресценции достигает 11000 отн. ед., затем снижается, второе повышение на 10500 отн. ед. Положительных пиков не регистрируется.FIG. 41 shows that during the papillomatous process in the maxillary sinus there is a characteristic “bumpy” appearance of the spectral curve, the fluorescence intensity reaches 11,000 rel. units, then declining, the second increase of 10500 rel. units Positive peaks are not recorded.

На фиг. 42 видно, что при переходном от хронического воспалительного процесса в плоскоклеточную карциному глотки при метастазах в лимфатические узлы отмечается спектральная кривая, изображенная на рис. Высокоамплитудные пики с пиковой интенсивностью 11800 отн. ед. регистрируются на 1150, 1500/см, также регистрируется пик на 1000/см и трапециевидный пик на 2950/см.In FIG. 42, it is seen that in the transition from a chronic inflammatory process to squamous cell carcinoma of the pharynx with metastases to the lymph nodes, the spectral curve shown in Fig. High amplitude peaks with a peak intensity of 11800 rel. units recorded at 1150, 1500 / cm, also recorded a peak at 1000 / cm and a trapezoidal peak at 2950 / cm.

На фиг. 43 изображен спектр с поверхности метастазов в регионарный лимфатический узел при первичной локализации опухоли в околоушной слюнной железе (аденокарцинома). На 1100, 1500, 2950/см регистрируются соответствующие пики, 1650 отн. ед.- максимальная интенсивность флюоресценции, максимальная пиковая интенсивность флюоресценции достигает 1900/см, отмечается также второе повышение интенсивности флюоресценции в диапазоне 3050- 3400/см. Амплитуда пиков невысока, по сравнению с пиками при плоскоклеточной карциноме (при метастазировании в лимфатические узлы).In FIG. 43 shows the spectrum from the surface of metastases to the regional lymph node with primary tumor localization in the parotid salivary gland (adenocarcinoma). At 1100, 1500, 2950 / cm the corresponding peaks are recorded, 1650 rel. units - maximum fluorescence intensity, maximum peak fluorescence intensity reaches 1900 / cm, there is also a second increase in fluorescence intensity in the range of 3050-3400 / cm. The amplitude of the peaks is low compared to peaks in squamous cell carcinoma (with metastasis to the lymph nodes).

В соответствии с фиг. 44, при переходном от хронического воспалительного процесса в плоскоклеточную карциному глотки при метастазах в лимфатические узлы отмечается спектральная кривая, изображенная на рис. Высокоамплитудные пики с пиковой интенсивностью 11800 отн. ед. регистрируются на 1150, 1500/см, также регистрируется пик на 1000/см и трапециевидный пик на 2950/см.In accordance with FIG. 44, during the transition from a chronic inflammatory process to squamous cell carcinoma of the pharynx with metastases to the lymph nodes, the spectral curve shown in Fig. High amplitude peaks with a peak intensity of 11800 rel. units recorded at 1150, 1500 / cm, also recorded a peak at 1000 / cm and a trapezoidal peak at 2950 / cm.

Фиг. 45 иллюстрирует, что при злокачественной меланоме (при метастазировании в регионарные лимфатические узлы наблюдаются высокоамплитудные остроконечные пики на 1200, 1500/см, а также низкоамплитудные на 850, 990, 1000, 1300, 1450, 1650, 1750, 2300, 2700/см, также регистрируется трапециевидный пик на 2950/см. Интенсивность флюоресценции невысока и приближается к 6000 отн. ед. Пиковая интенсивность достигает 14000 отн. ед.FIG. 45 illustrates that with malignant melanoma (when metastasizing to regional lymph nodes, high-amplitude peaked peaks at 1200, 1500 / cm, as well as low-amplitude peaks at 850, 990, 1000, 1300, 1450, 1650, 1750, 2300, 2700 / cm, are also observed a trapezoidal peak is recorded at 2950 / cm. The fluorescence intensity is low and approaches 6000 rel.units. The peak intensity reaches 14000 rel.

На фиг. 46 видно, что при плоскоклеточной карциноме языка отмечается гладкая спектральная кривая с максимальной интенсивностью флюоресценции около 24000 отн. ед. на 2100/см.In FIG. Figure 46 shows that with squamous cell carcinoma of the tongue, a smooth spectral curve with a maximum fluorescence intensity of about 24,000 rel. units at 2100 / cm.

Фиг. 47 иллюстрирует, что в отличие от спектральной кривой при плоскоклеточной карциноме языка при отсутствии злокачественного процесса наблюдаются характерные пики на 1200, 1500, 2950 /см. Интенсивность флюоресценции в данном случае ниже и равна приблизительно 14000 отн. ед. Максимальная интенсивность флюоресценции приходится на величину волнового числа 1400/см.FIG. 47 illustrates that, unlike the spectral curve, with squamous cell carcinoma of the tongue, in the absence of a malignant process, characteristic peaks at 1200, 1500, 2950 / cm are observed. The fluorescence intensity in this case is lower and equal to approximately 14000 rel. units The maximum fluorescence intensity falls on the value of the wave number of 1400 / cm.

В соответствии с фиг. 48, злокачественная меланома слизистой оболочки носа характеризуется спектральной кривой, представленной на рис. и отличается наличием пиков на 1200, 1500, 2950/см. Интенсивность флюоресценции около 4000 отн. ед., пиковая интенсивность флюоресценции немного выше, кривая имеет мелкозубристую форму.In accordance with FIG. 48, malignant melanoma of the nasal mucosa is characterized by the spectral curve shown in Fig. and differs in the presence of peaks at 1200, 1500, 2950 / cm. The fluorescence intensity of about 4000 rel. units, the peak fluorescence intensity is slightly higher, the curve has a finely jagged shape.

На фиг. 49 видно, что при синоназальной карциноме отмечается гладкая спектральная кривая, однако, в отличие от спектров при хроническом гиперпластическом риносинусите отмечается интенсивность флюоресценции около 14000 отн. ед., максимальное ее значение приходится на 1990/см, кривая имеет мелкозубристую форму. При снижении интенсивности флюоресценции кривая имеет более выпуклую форму, отмечается положительный пик на 2990/см и отрицательный пик на 3250/см.In FIG. 49 it is seen that a smooth spectral curve is observed with synonasal carcinoma, however, in contrast to the spectra with chronic hyperplastic rhinosinusitis, a fluorescence intensity of about 14,000 rel. units, its maximum value falls on 1990 / cm, the curve has a finely jagged shape. With a decrease in fluorescence intensity, the curve has a more convex shape, a positive peak at 2990 / cm and a negative peak at 3250 / cm.

Согласно фиг. 50, спектральная кривая интактной слизистой оболочки гортани гладкая, не имеет положительных пиков, отличается максимальной интенсивностью флюоресценции свыше 20000 отн. ед на 1650/см.According to FIG. 50, the spectral curve of the intact laryngeal mucosa is smooth, has no positive peaks, and has a maximum fluorescence intensity of over 20,000 rel. units at 1650 / cm.

На фиг. 51 отмечено, что при раке голосовых складок отмечается спектральная кривая, изображенная на рисунке и характеризующаяся максимальной интенсивностью флюоресценции свыше 5000 отн. ед. и с появлением высокоамплитудного широкого трапециевидного зубца со вторичным повышением интенсивности флюоресценции с 3000 до 3500/см, других положительных пиков не регистрируется.In FIG. 51 it was noted that in case of cancer of the vocal folds, a spectral curve is shown, shown in the figure and characterized by a maximum fluorescence intensity of more than 5000 rel. units and with the appearance of a high-amplitude wide trapezoidal tooth with a secondary increase in fluorescence intensity from 3000 to 3500 / cm, other positive peaks are not recorded.

На фиг. 52 отмечено, что при дисплазии в области голосовых складок наблюдается появление пика на 2950/см, а также сглаживание трапециевидного пика в диапазоне от 3000 до 3500/см, отчетливо визуализирующегося при раке голосовых складок, то есть, чем более злокачественный процесс в области голосовых складок в данном случае, тем более отчетливую форму приобретает данный трапециевидный пик.In FIG. 52 it is noted that with dysplasia in the area of the vocal folds, a peak at 2950 / cm is observed, as well as a smoothing of the trapezoidal peak in the range from 3000 to 3500 / cm, clearly visualized with cancer of the vocal folds, that is, the more malignant the process in the area of the vocal folds in this case, the trapezoidal peak takes on a more distinct form.

Фиг. 53 иллюстрирует, что при плоскоклеточной карциноме гортани (низкодифференцированной, некератинизирующей) отмечается характерная двугорбая спектральная кривая без дополнительных пиков. На 1800/см отмечается вторичный подъем интенсивности флюоресценции, однако он менее выражен, по сравнению с первым.FIG. 53 illustrates that with squamous cell carcinoma of the larynx (low-grade, non-keratinizing), a characteristic bumpy spectral curve is observed without additional peaks. At 1800 / cm, a secondary increase in fluorescence intensity is noted, however, it is less pronounced compared to the first.

На фиг. 54 проиллюстрировано, что средне-дифференцированная некератинизирующая плоскоклеточная карцинома с метастазированием в регионарные лимфатические узлы характеризуется гладкой кривой, без дополнительных пиков с максимальной интенсивностью флюоресценции 45000 отн. ед. на 1550/см.In FIG. 54 it is illustrated that the medium-differentiated non-keratinizing squamous cell carcinoma with metastasis to the regional lymph nodes is characterized by a smooth curve, without additional peaks with a maximum fluorescence intensity of 45,000 rel. units by 1550 / cm.

Фиг. 55 демонстрирует, что при плоскоклеточной карциноме гортани (низкодифференцированной, некератинизирующей) отмечается характерная двугорбая спектральная кривая без дополнительных пиков. На 1800/см отмечается вторичный подъем интенсивности флюоресценции, однако он менее выражен, по сравнению с первым. В отличие от спектральной кривой, полученной из области лимфоузла с метастазами, отмечается двугорбый характер кривой.FIG. 55 demonstrates that with squamous cell carcinoma of the larynx (low-grade, non-keratinizing), a characteristic two-humped spectral curve is observed without additional peaks. At 1800 / cm, a secondary increase in fluorescence intensity is noted, however, it is less pronounced compared to the first. In contrast to the spectral curve obtained from the region of the lymph node with metastases, the bumpy nature of the curve is noted.

На фиг. 56 изображены спектральные характеристики крови пациента, не страдающего никакими заболеваниями (здоровый доброволец). Отмечается гладкая кривая, без дополнительных пиков с максимальной интенсивностью флюоресценции 65000 отн. ед. на величине 2100/см.In FIG. 56 shows the spectral characteristics of the blood of a patient not suffering from any disease (healthy volunteer). A smooth curve is noted, without additional peaks with a maximum fluorescence intensity of 65,000 rel. units at a value of 2100 / cm.

В соответствии с фиг. 57, при хроническом тонзиллите отмечаются следующие особенности спектральной кривой, полученной от образца крови: кривая приобретает дополнительные пики на следующих величинах волновых чисел- 500, 1000, 1200, 1250, 1400, 1500, 1600, 1650, 1900/см, то есть имеет мелкозубристую форму; максимальная интенсивность флюоресценции значительно ниже и составляет около 12000 отн. ед., максимум приходится на величину 1150/см.In accordance with FIG. 57, with chronic tonsillitis, the following features of the spectral curve obtained from a blood sample are noted: the curve acquires additional peaks at the following wave numbers: 500, 1000, 1200, 1250, 1400, 1500, 1600, 1650, 1900 / cm, that is, it has fine-toothed form; the maximum fluorescence intensity is much lower and is about 12000 rel. units, the maximum falls on the value of 1150 / cm.

На фиг. 58 видно, что при хроническом тонзиллите, компенсированной форме (классификация Солдатова И.Б., 1975) при регистрации спектров крови отмечается сначала постепенный подъем интенсивности флюоресценции, как показано на фиг. 58, затем отмечается «плато» от 2000 до 2950/см, затем-постепенное снижение интенсивности флюоресценции, дополнительные пики не визуализируются из-за сильного сигнала флюоресценции.In FIG. 58 it can be seen that in chronic tonsillitis, a compensated form (classification of I. Soldatov, 1975), when registering blood spectra, a gradual increase in the fluorescence intensity is first observed, as shown in FIG. 58, then a “plateau” from 2000 to 2950 / cm is noted, then a gradual decrease in the fluorescence intensity, additional peaks are not visualized due to the strong fluorescence signal.

Фиг. 59 демонстрирует, что при хроническом тонзиллите, декомпенсированной форме, как видно на рисунке, отмечается более резкое снижение интенсивности флюоресценции без формирования «плато», однако изменения между данными формами хронического тонзиллита видны лишь при использовании в совокупности методов главных компонент, линейного дискриминантного анализа, принципа наименьших квадратов, метода проекции на латентные структуры, так как сигнал флюоресценции при хроническом тонзиллите достаточно высокий, дополнительных пиков не видно на фоне мощного сигнала флюоресценции.FIG. 59 demonstrates that with chronic tonsillitis, a decompensated form, as can be seen in the figure, there is a sharper decrease in fluorescence intensity without the formation of a “plateau”, however, changes between these forms of chronic tonsillitis are visible only when the main components of the methods are used, linear discriminant analysis, the principle least squares method of projection onto latent structures, since the fluorescence signal for chronic tonsillitis is quite high, additional peaks are not visible against the background of a powerful fluorescence signal.

Фиг. 60 иллюстрирует, что при нейросенсорной тугоухости регистрируются множество пиков на всем протяжении, спектральная кривая, как видно на рисунке, имеет «частоколообразный вид», максимальная интенсивность флюоресценции приходится на 2000/см и равна около 1750 отн. ед., максимальная пиковая интенсивность флюоресценции равна 2000 отн. ед., после снижения интенсивности флюоресценции регистрируется 2 дополнительных пика, в отличие от спектров в норме при хроническом тонзиллите.FIG. 60 illustrates that with sensorineural hearing loss, many peaks are recorded throughout, the spectral curve, as can be seen in the figure, has a “frequency-like shape”, the maximum fluorescence intensity falls at 2000 / cm and is about 1750 rel. units, the maximum peak fluorescence intensity is 2000 rel. units, after a decrease in the fluorescence intensity, 2 additional peaks are recorded, in contrast to the normal spectra for chronic tonsillitis.

На фиг. 61 а изображены спектральные кривые, полученные с поверхности небных миндалин пациента с хроническим тонзиллитом, компенсированной формой, до проведения лечения-промывания лакун небных миндалин раствором антисептика- хлоргексидина 0,02%-ного.In FIG. 61 a shows spectral curves obtained from the surface of the palatine tonsils of a patient with chronic tonsillitis, compensated form, before treatment-washing of the gaps of the palatine tonsils with a solution of antiseptic-chlorhexidine 0.02%.

На фиг. 61 а видно, что при воспалительных изменениях в миндалинах при XT на графике появляются дополнительные пики на величинах 6370, 7050

Figure 00000001
что говорит как о регистрации патогенной флоры, так и о повышении концентрации условно патогенной флоры, что может приводить к заболеванию.In FIG. 61 a shows that with inflammatory changes in the tonsils with XT, additional peaks appear on the graph at 6370, 7050
Figure 00000001
which indicates both the registration of pathogenic flora and the increase in the concentration of conditionally pathogenic flora, which can lead to disease.

Показатели спектральных характеристик ткани небных миндалин при XT в графическом виде изображены на фиг. 61 а; в цифровом виде представлены ниже:Indicators of spectral characteristics of the tissue of the tonsils with XT are graphically depicted in FIG. 61 a; digitally presented below:

ИА 3-1,05; ИФ 3-0,381; ИА 2-0,893; ИФ 2-1,29; ИА 1-1,46; ИФ 1-0,188; ИА интакт.- 1,84; ИФ интакт.- 5,63 Е+06, где ИФ=НПФ-нормированный показатель флюоресценции, И А- индекс аэробности в изучаемой точке (точки 1-4, включая интактную).IA 3-1.05; IF 3-0.381; IA 2-0.893; IF 2-1,29; IA 1-1,46; IF 1-0.188; IA intact .- 1.84; IF intact. - 5.63 E + 06, where IF = NPF-normalized fluorescence index, And A - aerobicity index at the studied point (points 1-4, including intact).

Фиг. 61 а иллюстрирует график спектральных характеристик ткани небных миндалин при хроническом тонзиллите до проведенного лечения. Отмечается характерный пик на 6370

Figure 00000002
которого в норме никогда не наблюдается. Данный пик свидетельствует о наличии процесса хронической гипоксии в ткани и выделении протопорфирина IX; в норме подобных изменений не регистрируется (рис. 61 г- графики спектральных характеристик ткани небных миндалин здоровых добровольцев. Интенсивность флюоресценции интактных тканей миндалин, измеренная в разных точках практически одинакова и крайне низка по интенсивности, по сравнению с амплитудно- спектральными показателями области сравнения (кожные покровы)).FIG. 61a illustrates a graph of the spectral characteristics of the tissue of the tonsils in chronic tonsillitis before treatment. A characteristic peak at 6370
Figure 00000002
which normally is never observed. This peak indicates the presence of a process of chronic hypoxia in the tissue and the release of protoporphyrin IX; normal, such changes are not recorded (Fig. 61d graphs of the spectral characteristics of the tissue of the tonsils of healthy volunteers. The fluorescence intensity of the intact tissues of the tonsils, measured at different points, is almost the same and extremely low in intensity, compared with the amplitude and spectral parameters of the comparison area (skin integument)).

Величины индексов аэробности и нормированных показателей флюоресценции в исследуемых точках рассчитываются следующим образом:The values of the aerobic indices and normalized fluorescence indices at the studied points are calculated as follows:

Спектр будем задавать функцией интенсивности от длины волны: F=F(x)The spectrum will be specified as a function of intensity versus wavelength: F = F (x)

Figure 00000003
Figure 00000003

Эти два индекса - интегральные индексы флюоресценции (по всему спектральному диапазону) для функций Intact и Fundus.These two indices are integral fluorescence indices (over the entire spectral range) for the Intact and Fundus functions.

Intact- интактная точка, в данном случае-кожа внутренней поверхности предплечья, Fundus- измерения в точке 1 - у верхнего полюса небной миндалины, Middle-измерения в точке 2- на слизистой оболочке небной миндалины вблизи нижнего ее полюса, Internal-измерения в точке 3- в лакуне небной миндалины. В соответствующих формулах указаны описанные обозначения. Все функции заложены в программном обеспечении аппаратно-программных комплексов, использующихся в заявляемом способе.Intact is an intact point, in this case, the skin of the inner surface of the forearm, Fundus measurements at point 1 are at the upper pole of the palatine tonsil, Middle measurements at point 2 are on the mucous membrane of the palatine tonsil near its lower pole, Internal measurements are at point 3 - in the lacuna of the palatine tonsil. The corresponding formulas indicate the designations described. All functions are embedded in the software of the hardware-software systems used in the claimed method.

Figure 00000004
Figure 00000004

Эти три индекса - нормированные (на интегральный индекс флюоресценции в интактной точке) индексы флюоресценции для функций Fundus, Middle, Internal.These three indices are normalized (by the integrated fluorescence index at the intact point) fluorescence indices for the functions Fundus, Middle, Internal.

Описанные индексы обозначены в описании как «нормированный показатель флюоресценции» (далее в тексте «НПФ» или «ИФ»).The described indices are indicated in the description as “normalized fluorescence index” (hereinafter referred to as “NPF” or “IF”).

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Это четыре индекса аэробности для функций Intact, Fundus, Middle, Internal. Эти индексы обозначены на рисунках 61 а-г как «индекс аэробности» (далее в тексте «ИА»). Также можно рассчитать для каждой точки в динамике до и после проведенного лечения следующие индексы:These are four aerobic indexes for the functions Intact, Fundus, Middle, Internal. These indices are indicated in figures 61 a-d as the “aerobic index” (hereinafter referred to as “IA”). You can also calculate the following indices for each point in the dynamics before and after the treatment:

Figure 00000009
Figure 00000009

Это нормированный индекс отраженного лазерного излучения (центр лазерной линии 637 нм) - он представляет из себя отношение интегральной интенсивности обратно отраженного лазерного света (в диапазоне 630 - 642 нм) для интактной точки (в числителе) и изучаемой точки (в знаменателе). Он показывает, насколько больше отражает интактная ткань по сравнению с точкой 1. По этому индексу можно оценивать состояние ткани небной миндалины в точке 1.This is the normalized index of reflected laser radiation (center of the laser line 637 nm) - it is the ratio of the integrated intensity of the reflected laser light (in the range of 630 - 642 nm) for the intact point (in the numerator) and the studied point (in the denominator). It shows how much more intact tissue reflects compared to point 1. Using this index, you can evaluate the state of the tissue of the palatine tonsil at point 1.

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Эта 2 индекса микробной обсемененности для интактной ткани и ткани небной миндалины. Они показывают отношение интегральной интенсивности флюоресценции протопорфирина IX (который является индикатором бактериальной обсемененности) к интегральной интенсивности флюоресценции тканей в спектральном интервале [665-675 нм], в котором эта линия не наблюдается.These are 2 microbial contamination indexes for intact tissue and palatine tonsil tissue. They show the ratio of the integrated fluorescence intensity of protoporphyrin IX (which is an indicator of bacterial contamination) to the integrated fluorescence intensity of tissues in the spectral range [665-675 nm], in which this line is not observed.

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Это два индекса оксигенации. Чем они выше, тем должна быть больше оксигенация (то есть тем больше в тканях должно содержаться окисленной формы гемоглобина).These are two oxygenation indices. The higher they are, the more oxygenation should be (that is, the more oxidized forms of hemoglobin should be contained in the tissues).

Такие диапазоны интегрирования выбраны из следующих соображений: в точке 660 нм наблюдается наибольшая разница в спектрах поглощения окисленной и обычной форм гемоглобина, а в точке 820 нм их спектры поглощения пересекаются. Таким образом, чем больше будет окисленного гемоглобина в ткани (он поглощает слабее вблизи точки 660 нм), то тем больше будет индекс оксигенации.Such integration ranges are selected from the following considerations: at the point of 660 nm, the greatest difference is observed in the absorption spectra of the oxidized and ordinary forms of hemoglobin, and at the point of 820 nm their absorption spectra intersect. Thus, the more oxidized hemoglobin is in the tissue (it absorbs weaker near the point of 660 nm), the greater the oxygenation index.

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Все вышеперечисленные индексы позволяют судить о физиологических, морфометрических, метаболических изменениях в ткани в норме и при воспалении или опухолевом (доброкачественном и злокачественном процессе). Оценивая данные индексы с использованием специального программного обеспечения, становится возможным проводить моментальную диагностику патологического процесса в тканях ЛОР-органов при опухолях и воспалительном процессе, проводить мониторинг лечения, оценивать его эффективность, проводить дифференциацию тканей на ранних стадиях заболевания.All of the above indices allow us to judge the physiological, morphometric, metabolic changes in the tissue normal and with inflammation or tumor (benign and malignant process). Assessing these indices using special software, it becomes possible to immediately diagnose the pathological process in the tissues of the ENT organs with tumors and the inflammatory process, monitor treatment, evaluate its effectiveness, and differentiate tissues in the early stages of the disease.

Фиг. 61 б иллюстрирует значительное изменение всех вышеперечисленных индексов, а также характера кривой после кратковременного воздействия (около нескольких секунд) антисептика-хлоргексидина 0,02%-ного при промывании лакун небных миндалин, то есть повышается интенсивность флюоресценции, что свидетельствует о гибели микроорганизмов и высвобождении протопорфиринов в массовом количестве. На фиг. 61 б изображены спектральные характеристики ткани небных миндалин в графическом виде, в цифровом виде они представлены ниже:FIG. 61 b illustrates a significant change in all of the above indices, as well as the nature of the curve after short-term exposure (about several seconds) of antiseptic-chlorhexidine 0.02% when washing the lacunae of the tonsils, that is, the fluorescence intensity increases, which indicates the death of microorganisms and the release of protoporphyrins in mass quantity. In FIG. 61 b shows the spectral characteristics of the tissue of the tonsils in graphic form, in digital form they are presented below:

ИА 3-1,88; ИФ3-0,966; ИА2-2,35; ИФ 2- 0,549; ИА 1- 1,9; ИФ1-1,23; ИА интакт.-1,89; ИФ интакт.-7,6 Е+06, где ИА-индекс аэробности в изучаемой точке, ИФ- интенсивность флюоресценции, нормированная на интактную точку, или нормированный показатель флюоресценции (далее НПФ).IA 3-1.88; IF3-0.966; IA2-2.35; IF 2 - 0.549; IA 1 - 1.9; IF1-1.23; IA intact.-1.89; IF intact.-7.6 E + 06, where the IA is the aerobic index at the studied point, IF is the fluorescence intensity normalized to the intact point, or the normalized fluorescence index (hereinafter NPF).

На фиг. 61в видно, что все спектральные характеристики после проведения полного курса консервативного лечения- промывания лакун небных миндалин раствором хлоргексидина 0,02%-ным, возвращаются к нормальных значениям, что свидетельствует об эффективности консервативной терапии: а именно, структура ткани, оксигенация, микроциркуляция нормализовались, индекс аэробности повысился, спектральных данных в пользу патогенной флоры не визуализируется, максимальный пик флюоресценции лежит в нижней трети кривой, зарегистрированной с поверхности интактной точки, интенсивность флюоресценции становится ниже, структурированность спектров восстанавливается, дополнительных пиков не регистрируется, интенсивность флюоресценции, измеренная во всех точках небных миндалин, находится в нижней трети площади под кривой, характеризующей спектральные особенности интактной точки- кожи внутренней поверхности предплечья. Также повышаются индексы аэробности, снижаются нормированные показатели флюоресценции, что говорит об увеличении оксигенации ткани и уменьшении микробной обсемененности и степени воспалительного процесса на фоне проводимой терапии, а также свидетельствует о клиническом улучшении и морфологическом восстановлении ткани небных миндалин.In FIG. It is seen in Fig. 61c that all spectral characteristics after a full course of conservative treatment, washing the lacunae of the tonsils with a chlorhexidine solution of 0.02%, return to normal values, which indicates the effectiveness of conservative therapy: namely, the structure of the tissue, oxygenation, microcirculation are normalized, the aerobicity index increased, spectral data in favor of pathogenic flora are not visualized, the maximum fluorescence peak lies in the lower third of the curve recorded from the surface of the intact point, the fluorescence intensity becomes lower, the structure of the spectra is restored, additional peaks are not recorded, the fluorescence intensity measured at all points of the palatine tonsils, located in the lower third of the area under the curve characterizing the spectral features of the intact point - the skin of the inner surface of the forearm. Aerobic indices also increase, normalized fluorescence indicators decrease, which indicates an increase in tissue oxygenation and a decrease in microbial contamination and the degree of the inflammatory process during therapy, and also indicates a clinical improvement and morphological restoration of tonsil tissue.

На фиг. 61 в изображены спектральные характеристики ткани небных миндалин в графическом виде, в цифровом виде они представлены ниже:In FIG. 61c shows the spectral characteristics of the tissue of the tonsils in graphic form, in digital form they are presented below:

ИА 3-1,74; ИФ 3-0,282; ИА 2-1,74; ИФ 2-0,278; ИА 1-1,8; ИФ 1-0,187; ИА интакт.- 1,85; ИФ интакт.- 9,05 Е+06IA 3-1.74; IF 3-0,282; IA 2-1.74; IF 2-0,278; IA 1-1.8; IF 1-0.187; IA intact .- 1.85; IF intact. - 9.05 E + 06

На графике (фиг. 61 в) видим, что структура ткани, оксигенация, микроциркуляция нормализовались, индекс аэробности повысился, спектральных данных в пользу патогенной флоры не визуализируется, максимальный пик флюоресценции лежит в нижней трети кривой, зарегистрированной с поверхности интактной точки, что свидетельствует о клиническом улучшении и морфологическом восстановлении ткани небных миндалин.On the graph (Fig. 61 c) we see that the structure of the tissue, oxygenation, microcirculation are normal, the aerobicity index has increased, spectral data in favor of the pathogenic flora are not visualized, the maximum fluorescence peak lies in the lower third of the curve recorded from the surface of the intact point, which indicates clinical improvement and morphological restoration of the tissue of the tonsils.

Фиг. 61 г иллюстрирует спектральные характеристики ткани небных миндалин здоровых добровольцев, которые значительно отличаются от таковых при хроническом тонзиллите: интенсивность флюоресценции невысока и находится в нижней трети площади под кривой, описывающей интенсивность флюоресценции в интактной точке- коже внутренней поверхности предплечья, дополнительных пиков не регистрируется, структурированность спектров в норме: в каждой точке спектры совпадают друг с другом, что говорит об отсутствии патологического процесса в ткани.FIG. 61 g illustrates the spectral characteristics of the tissue of the tonsils of healthy volunteers, which differ significantly from those for chronic tonsillitis: the fluorescence intensity is low and is in the lower third of the area under the curve describing the fluorescence intensity at the intact point on the skin of the inner surface of the forearm, no additional peaks are recorded, structured spectra are normal: at each point, the spectra coincide with each other, which indicates the absence of a pathological process in the tissue.

На фиг. 61 г изображены спектральные характеристики ткани небных миндалин в графическом виде, в цифровом виде они представлены ниже:In FIG. 61 g shows the spectral characteristics of the tissue of the tonsils in graphic form, in digital form they are presented below:

ИА 3-1,12; ИФ 3-0,137; ИА 2-1,26; ИФ 2-0,159; ИА 1-1,61; ИФ 1-0,0942; ИА интакт.- 1,97; ИФ интакт.- 4,85 Е+06IA 3-1,12; IF 3-0.137; IA 2-1.26; IF 2-0,159; IA 1-1.61; IF 1-0.0942; IA intact .- 1.97; IF intact .- 4.85 E + 06

После определения чувствительности и специфичности метода были получены индивидуальные спектральные характеристики в цифровом и графическом виде пациентов с хроническим тонзиллитом до и после курса стандартного консервативного лечения (промывание лакун миндалин раствором хлоргексидина 0,02%-ным №8, ежедневная обработка миндалин раствором Люголя, физиотерапия). Индексы аэробности, нормированные показатели флюоресценции у данной группы пациентов до и после лечения значительно отличались - интенсивность флюоресценции стала в 2 раза меньше и практически стала приближаться к показателям интактной ткани небных миндалин и, по сравнению с исходными значениями, составила

Figure 00000018
площади под кривой интактной точки, структурированность спектров практически восстановилась, что говорит об эффективности проведенного лечения. Т.е. все исследуемые показатели качественно и количественно приближаются к показателям интактной ткани небных миндалин, не вовлеченной в воспалительный процесс.After determining the sensitivity and specificity of the method, individual spectral characteristics were obtained in digital and graphical form of patients with chronic tonsillitis before and after a course of standard conservative treatment (washing of tonsil lacunae with chlorhexidine solution 0.02% No. 8, daily treatment of tonsils with Lugol solution, physiotherapy) . The aerobic indices, normalized fluorescence indices for this group of patients before and after treatment were significantly different - the fluorescence intensity became 2 times less and almost began to approach the indices of the intact tissue of the tonsils and, compared with the initial values,
Figure 00000018
the area under the curve of the intact point, the structure of the spectra has practically recovered, which indicates the effectiveness of the treatment. Those. all the studied parameters qualitatively and quantitatively approach the indicators of the intact tissue of the tonsils, not involved in the inflammatory process.

Ниже представлены индексы аэробности (ИА) и нормированные показатели флюоресценции (НПФ) в исследуемых точках 2, 3, 4, а также в интактной точке больного хроническим тонзиллитом до и после стандартного курса консервативного лечения. 1 - те же показатели в интактной области.Below are the aerobic indices (IA) and normalized fluorescence (NPF) at the studied points 2, 3, 4, as well as at the intact point of a patient with chronic tonsillitis before and after the standard course of conservative treatment. 1 - the same indicators in the intact region.

Показатели до лечения:Indicators before treatment:

ИА 3-1,05; НПФ3-0,38; ИА2-0,9; НПФ2-1.29; ИА1-1.46; НПФ1-0,19; ИА интакт.-1,84; ИФ интакт.-5,63 Е+06IA 3-1.05; NPF3-0.38; IA2-0.9; NPF2-1.29; IA1-1.46; NPF1-0.19; IA intact.-1.84; IF intact. -5.63 E + 06

Показатели после лечения:Indicators after treatment:

ИА 3-1,5; НПФ3-0,21; ИА2-1,55; НПФ2-0,14; ИА1-1,79; НПФ1-0,08; ИА интакт.- 2,24; ИФ интакт.- 6,91 Е+06.IA 3-1.5; NPF3-0.21; IA2-1.55; NPF2-0.14; IA1-1.79; NPF1-0.08; IA intact. - 2.24; IF intact .- 6.91 E + 06.

После проведенного курса лечения наблюдается повышение увеличение значений индексов аэробности в изучаемых точках, что говорит о том, что в ткани восстановилась микроциркуляция и повысился уровень оксигенации. Также можно наблюдать снижение НПФ (ИФ) в исследуемых точках, что говорит в пользу уменьшения воспалительного процесса (микробной обсемененности на грамм ткани) и восстановления прежней структуры ткани.After the course of treatment, there is an increase in the increase in the values of aerobic indices at the studied points, which indicates that microcirculation has recovered in the tissue and the level of oxygenation has increased. You can also observe a decrease in NPF (IF) at the studied points, which speaks in favor of reducing the inflammatory process (microbial contamination per gram of tissue) and restoration of the previous tissue structure.

Таким образом, применение раман-флюоресцентной спектроскопии в сочетании с методом главным компонент, линейным дискриминантным анализом и принципом наименьших квадратов при проведении малоинвазивной ускоренной дифференциальной диагностики воспалительного и опухолевого процесса на различных стадиях патогенеза и при различных диагнозах является перспективным направлением клинической оториноларингологии и может служить в дальнейшем не только в качестве экспресс- интраоперационной диагностики, но и скринингового определения стадии патологического процесса в организме и проведения мониторинга и реабилитации пациента. Метод позволяет с высокой точностью, чувствительностью и специфичностью определять принадлежность ткани к интактной, воспаленной либо опухолевой при наличии соответствующей базы спектральных данных по качественной и количественной характеристике метаболитов образцов, а также их морфометрических показателей. Таким образом, подтвердилась концепция о том, что раман-флюоресцентная спектроскопия объективно отражает индивидуальные характеристики ткани в норме и при патологии, позволяет зарегистрировать изменения в ней, происходящие на молекулярном уровне в динамике с высокой чувствительностью и специфичностью. Таким образом, также можно заключить, что с использованием метода раман-флюоресцентной спектроскопии мы можем идентифицировать тип ткани как in vitro, так и in vivo и ускорить процесс диагностики для назначения соответствующего лечения в ранние сроки. Кроме того, после разработки специального алгоритма, данный метод может использоваться в качестве скринингового для регистрации ранних изменений ткани и проведения профилактических мер. Из представленных результатов следует, что выбор метода и его программной реализации в аппаратно-программных комплексах «EnSpectr R532» и ««EnSpectr L405» при патологии ЛОР-органов и других органов головы и шеи, на основе представленных данных, объективно обоснован его высокой чувствительностью и специфичностью. Анализ спектральных и цифровых данных ткани в норме и при патологии является важным аспектом в диагностике и позволяет проводить мониторинг течения патологического процесса как на местном, так и системном уровне. Оптические спектральные методы являются многообещающими в отношении in vivo- диагностики рака различной локализации. С использованием метода раман-флюоресцентной спектроскопиив будущем станет возможным неинвазивным способом определять границу опухоли, тип ткани, зоны проведения резекции при онкологическом процессе. В настоящее время продолжается набор базы данных рамановского рассеяния света и флюоресценции тканей ЛОР-органов и других органов головы и шеи при различных воспалительных и онкологических процессах, в том числе в динамике на фоне проводимого лечения. После доработки методики на репрезентативном клиническом материале с использованием аппаратно-программных комплексов EnSpectr с зондирующим излучением в широком спектральном диапазоне (от 405 нм до 1064 нм) и создании базы данных типичных спектров различных заболеваний ЛОР - органов и других органов головы и шеи, включая воспалительные и опухолевые заболевания, данный способ диагностики может быть использован в широкой клинической практике в интересах больного и врача.Thus, the use of Raman fluorescence spectroscopy in combination with the main component method, linear discriminant analysis and the principle of least squares when conducting minimally invasive accelerated differential diagnosis of inflammatory and tumor processes at various stages of pathogenesis and for various diagnoses is a promising area of clinical otorhinolaryngology and can serve further not only as an express intraoperative diagnosis, but also as a screening determination of the stage of the pathological process in the body and monitoring and rehabilitation of the patient. The method allows one to determine with high accuracy, sensitivity and specificity that a tissue belongs to an intact, inflamed, or tumor tissue if there is an appropriate spectral database on the qualitative and quantitative characteristics of the metabolites of the samples, as well as their morphometric parameters. Thus, the concept was confirmed that Raman fluorescence spectroscopy objectively reflects the individual characteristics of the tissue in normal and pathological conditions, allows you to register changes in it that occur at the molecular level in dynamics with high sensitivity and specificity. Thus, it can also be concluded that using the method of Raman fluorescence spectroscopy, we can identify the type of tissue both in vitro and in vivo and accelerate the diagnostic process to prescribe appropriate treatment in the early stages. In addition, after the development of a special algorithm, this method can be used as a screening method for recording early tissue changes and prophylactic measures. From the presented results it follows that the choice of the method and its software implementation in the EnSpectr R532 and EnSpectr L405 hardware and software systems for pathology of ENT organs and other organs of the head and neck, based on the data presented, is objectively justified by its high sensitivity and specificity. The analysis of spectral and digital tissue data in normal and pathological conditions is an important aspect in diagnosis and allows monitoring of the pathological process both at the local and systemic levels. Optical spectral methods are promising for in vivo diagnosis of cancer of various localization. Using the method of Raman-fluorescence spectroscopy in the future it will become possible non-invasive way to determine the border of the tumor, the type of tissue, the area of the resection during the oncological process. Currently, the database of the Raman scattering of light and fluorescence of tissues of the ENT organs and other organs of the head and neck during various inflammatory and oncological processes, including the dynamics during treatment, is ongoing. After refinement of the technique on representative clinical material using EnSpectr hardware and software systems with probing radiation in a wide spectral range (from 405 nm to 1064 nm) and the creation of a database of typical spectra of various ENT diseases - organs and other organs of the head and neck, including inflammatory and tumor diseases, this diagnostic method can be used in wide clinical practice in the interests of the patient and the doctor.

Claims (1)

Способ дифференциальной диагностики хронического тонзиллита и плоскоклеточной карциномы глотки с использованием раман-флюоресцентной спектроскопии, заключающийся в том, что получают спектральные характеристики ткани небных миндалин и глотки пациента, и при наличии у пациента на спектрах, полученных с поверхности ткани небных миндалин, основных пиков на величинах волновых чисел: 1050, 1150, 1510, 2950 см-1 делают вывод о наличии у пациента хронического тонзиллита; и при наличии на спектрах, полученных с поверхности глотки пациента, дополнительных низкоинтенсивных пиков на величинах волновых чисел 1300, 1650, 1700, 2700 см-1, двузубого пика на 1510 см-1 и трапециевидного пика на 2950 см-1 делают вывод о наличии у пациента плоскоклеточной карциномы, при этом после обработки спектров методами главных компонент, проекции на латентные структуры в совокупности с линейным дискриминантным анализом, Савицкого-Голея и коррекции опорной линии с использованием асимметричных наименьших квадратов для дифференциации хронического тонзиллита компенсированной формы и плоскоклеточной карциномы глотки наиболее информативными полосами рамановского рассеяния являются 573, 1094, 1162, 1520, 2932 см-1, а при дифференциации хронического тонзиллита декомпенсированной формы и плоскоклеточной карциномы глотки наиболее информативными полосами рамановского рассеяния являются 488, 1149, 1358, 1516, 1575, 1627, 2861, 2931 см-1.A method for differential diagnosis of chronic tonsillitis and squamous cell carcinoma of the pharynx using Raman fluorescence spectroscopy, which consists in obtaining spectral characteristics of the tissue of the tonsils and pharynx of the patient, and if the patient has the main peaks on the spectra obtained from the surface of the tissue of the tonsils, wave numbers: 1050, 1150, 1510, 2950 cm -1 conclude that the patient has chronic tonsillitis; and if the spectra obtained from the surface of the pharynx of the patient have additional low-intensity peaks at the wave numbers of 1300, 1650, 1700, 2700 cm -1 , a two-tooth peak at 1510 cm -1 and a trapezoid peak at 2950 cm -1, they conclude that a patient with squamous cell carcinoma, after processing the spectra using the main component methods, projection onto latent structures in conjunction with a linear discriminant analysis, Savitsky-Golei and correction of the reference line using asymmetric least squares to differentiate the compensated chronic tonsillitis and pharyngeal squamous cell carcinoma with the most informative stripes scatterings are 573, 1094, 1162, 1520, 2932 cm -1 , and with differentiation of chronic tonsillitis of the decompensated form and squamous cell carcinoma of the pharynx, the most informative bands of Raman scattering are 488, 1149, 1358, 1516, 1575, 1627, 2861, 2931 cm -1 .
RU2018130130A 2018-08-20 2018-08-20 Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry RU2726062C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130130A RU2726062C2 (en) 2018-08-20 2018-08-20 Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130130A RU2726062C2 (en) 2018-08-20 2018-08-20 Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018130130A RU2018130130A (en) 2020-02-20
RU2018130130A3 RU2018130130A3 (en) 2020-02-20
RU2726062C2 true RU2726062C2 (en) 2020-07-08

Family

ID=69590134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130130A RU2726062C2 (en) 2018-08-20 2018-08-20 Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726062C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752360C1 (en) * 2020-08-06 2021-07-26 Артур Павлович Керосиров Method for monitoring the results of radical treatment of patients with malignant tumors of the mucous membrane epithelium of the mouth

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4832483A (en) * 1987-09-03 1989-05-23 New England Medical Center Hospitals, Inc. Method of using resonance raman spectroscopy for detection of malignancy disease
RU2265218C1 (en) * 2005-01-11 2005-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГОУ ВПО Тверская ГМА Минздрава России) Method for differential diagnostics of both compensated and decompensed forms of chronic tonsillitis in children and teenagers
WO2011149855A2 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Enhanced Spectrometry, Inc. An apparatus and method for detecting raman and photoluminescence spectra of a substance

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4832483A (en) * 1987-09-03 1989-05-23 New England Medical Center Hospitals, Inc. Method of using resonance raman spectroscopy for detection of malignancy disease
RU2265218C1 (en) * 2005-01-11 2005-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГОУ ВПО Тверская ГМА Минздрава России) Method for differential diagnostics of both compensated and decompensed forms of chronic tonsillitis in children and teenagers
WO2011149855A2 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 Enhanced Spectrometry, Inc. An apparatus and method for detecting raman and photoluminescence spectra of a substance

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SINGH S. P. et al., In vivo Raman spectroscopy of oral buccal mucosa: a study on malignancy associated changes (MAC)/cancer field effects (CFE), The Analyst, 2013, 138(14), 4175-4182. doi:10.1039/c3an36761d. HUGHES O. R. et al., Optical and molecular techniques to *
SINGH S. P. et al., In vivo Raman spectroscopy of oral buccal mucosa: a study on malignancy associated changes (MAC)/cancer field effects (CFE), The Analyst, 2013, 138(14), 4175-4182. doi:10.1039/c3an36761d. HUGHES O. R. et al., Optical and molecular techniques to identify tumor margins within the larynx. Head & Neck, 2010, 32(11), P.1544-1553. doi:10.1002/hed.21321. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018130130A (en) 2020-02-20
RU2018130130A3 (en) 2020-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Austin et al. Raman technologies in cancer diagnostics
Kallaway et al. Advances in the clinical application of Raman spectroscopy for cancer diagnostics
Kong et al. Raman spectroscopy for medical diagnostics—From in-vitro biofluid assays to in-vivo cancer detection
Terry et al. Detection of dysplasia in Barrett's esophagus with in vivo depth-resolved nuclear morphology measurements
Guze et al. Pilot study: Raman spectroscopy in differentiating premalignant and malignant oral lesions from normal mucosa and benign lesions in humans
Lovat et al. Elastic scattering spectroscopy accurately detects high grade dysplasia and cancer in Barrett’s oesophagus
Knipfer et al. Raman difference spectroscopy: a non-invasive method for identification of oral squamous cell carcinoma
Feng et al. Raman biophysical markers in skin cancer diagnosis
Yan et al. Tongue squamous cell carcinoma discrimination with Raman spectroscopy and convolutional neural networks
Vila et al. Discrimination of benign and neoplastic mucosa with a high-resolution microendoscope (HRME) in head and neck cancer
Matsui et al. Non-labeling multiphoton excitation microscopy as a novel diagnostic tool for discriminating normal tissue and colorectal cancer lesions
Chernavskaia et al. Beyond endoscopic assessment in inflammatory bowel disease: real-time histology of disease activity by non-linear multimodal imaging
Livermore et al. Raman spectroscopy to differentiate between fresh tissue samples of glioma and normal brain: a comparison with 5-ALA–induced fluorescence-guided surgery
JP5410274B2 (en) How to characterize an organization
Ye et al. A comparison of NBI and WLI cystoscopy in detecting non-muscle-invasive bladder cancer: A prospective, randomized and multi-center study
Shaikh et al. A comparative evaluation of diffuse reflectance and Raman spectroscopy in the detection of cervical cancer
Correia et al. Detection of prostate cancer by Raman spectroscopy: A multivariate study on patients with normal and altered PSA values
Chen et al. Prostate cancer identification via photoacoustic spectroscopy and machine learning
Mehidine et al. Optical signatures derived from deep UV to NIR excitation discriminates healthy samples from low and high grades glioma
Goncalves et al. Probe-based confocal laser endomicroscopy in detecting malignant lesions of vocal folds
Pence et al. Assessing variability of in vivo tissue Raman spectra
Upile et al. Elastic scattering spectroscopy in assessing skin lesions: an “in vivo” study
Abbaci et al. Diagnostic accuracy of in vivo early tumor imaging from probe-based confocal laser endomicroscopy versus histologic examination in head and neck squamous cell carcinoma
Prabitha et al. Detection of cervical lesions by multivariate analysis of diffuse reflectance spectra: a clinical study
RU2726062C2 (en) Method for differential and early diagnosis of diseases of ent organs of inflammatory and tumor aetiology using raman-fluorescence spectrometry