ВОЗМОЖНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫХ И ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ПЛАЗМЫ КРОВИ

1

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Терсков А.Ю. Николаенко А.Н. Шарипова С.Х. Иванов В.В. Целью исследования является оценка возможности ранней дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных опухолей опopно-двигательной системы с помощью инфpaкрасной спектроскопии плазмы крови. При этом бралась венозная кровь из локтевой вены у контрольной группы пациентов с заранее установленным диагнозом существующими методами, после чего выделялась плазма. Исследуемая плазма крови помещалась в жидкостную кювету. Спустя 1,5-2 часа исследуемая кювета помещалась в ИК–Фурье- спектрометр. Снимался спектр пропускания плазма крови. Вычислялся коэффициент пропускания по данным снятых спектров. Затем рассчитывались коэффициенты объемного поглощения. В процессе экспериментов нами был вычислен статистически значимый уровень β = 700 см–1, ниже которого находились значения, соответствующие доброкачественным опухолям, выше- злокачественным опухолям. Статья в формате PDF 375 KB

Опухоли костей являются одним из важных и трудных в диагностическом и лечебном плане разделов клинической oнкoлoгии. Чаще всего опухоли костей поражают детей и лиц молодого возраста, то есть самый социально весомый и значимый контингент населения. Кость обладает сложной многотканевой структурой, и в ней могут развиваться различные по своему гистогенезу опухоли [1].

В настоящее время Международная гистологическая классификация опухолей костей насчитывает 41 нозологическую единицу, среди них 15 видов сарком и большая группа не классифицируемых опухолей. Каждая группа подразумевает свой, особенный, подход к лечению [2, 4]

Проведение дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных опухолей опopно-двигательной системы имеет ряд трудностей, связанных с необходимостью применения множества лучевых методов исследования, открытых биопсий, достаточно инвазивных для больного [6]. Разработка простого в применении скрининг-метода, который позволит достаточно точно и быстро провести дифференциальной диагноз является важным и перспективным направлением.

Цель исследования - оценить возможности инфpaкрасной спектроскопии плазмы крови в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных опухолей опopно-двигательной системы.

Метод инфpaкрасной (ИК) спектроскопии является одним из важнейших современных физических методов исследования в органической, биологической химии и медицине. ИК-спектры пропускания (поглощения) применяются для решения самых разнообразных задач исследования строения и свойств органических соединений, определения их структуры, а так же идентификации веществ.

В основе всех спектроскопических методов лежит измерение зависимости интенсивности поглощения, испускания или рассеяния света веществом от частоты света (или длины волны).

В ИК-спектроскопии одной из главных хаpaктеристик исследуемого вещества является коэффициент объемного поглощения β [см^-1] на интересующей длине волны, входящий в общий закон поглощения электромагнитного излучения Бугера и зависящий от химического состава вещества [5].

В процессе экспериментов in vitro, которые проводились на базе Самарского государственного медицинского университета, было доказано, что доброкачественная и злокачественная ткани опopно-двигательной системы ощутимо отличаются друг от друга (коэффициент значимости по Стъюденту менее 0,001) по уровню поглощения ИК-излучения на длине волны карбонильной связи С = О (1600-1700 см^-1) [7].

При разработке уже скрининг-метода мы предложили исследовать плазму крови, субстрат которой отвечает всем нашим требованиям.

Бралась венозная кровь из локтевой вены у контрольной группы пациентов с заранее установленным диагнозом существующими методами, после чего выделялась плазма. Исследуемая плазма крови помещалась в жидкостную кювету. Спустя 1,5-2 часа исследуемая кювета помещалась в ИК-Фурье спектрометр. Снимался спектр пропускания плазмы крови. Вычислялся коэффициент пропускания по данным снятых спектров (рис. 1; 2). Затем рассчитывались коэффициенты объемного поглощения.

Рис. 1. Спектральная зависимость пропускания в инфpaкрасном диапазоне для злокачественной опухоли

Поглощение света в веществе описывается законом Бугера:

I = I₀e^-βL,

где I - интенсивность света, прошедшего через срез ткани; I₀ - интенсивность падающего света; β - искомый коэффициент поглощения (в нашем случае для длины волны из диапазона 1600-1700 см^-1); L - толщина просвечиваемого образца (в нашем случае она фиксирована и равна 20 мкм, или 0,002 см).

По данным снятых спектров, мы рассчитали коэффициент пропускания (τ). Коэффициент пропускания - это отношение интенсивности прошедшего света через срез (I) к интенсивности падающего света на срез (I₀), поэтому закон Бугера приобретает следующую форму:

τ = e^-βL,

прологарифмировав обе части уравнения, вычисляется коэффициент объемного поглощения β [3, 7]

Во внимание брались статистически значимые показатели, после чего делался вывод о значениях β при злокачественных и доброкачественных процессах.

В экспериментальном исследовании нами был вычислен статистически значимый уровень коэффициента объемного поглощения β. Значения β < 700 см^-1 - соответствовали доброкачественным опухолям; β > 700 см^-1 - злокачественным опухолям. При β = 700 ± 20 см^-1 соответствовало нормальной ткани.

Рис. 2. Спектральная зависимость пропускания в инфpaкрасном диапазоне для доброкачественной опухоли

Вывод

Определение коэффициента объемного поглощения методом инфpaкрасной спектроскопии плазмы крови позволяет дифференцировать доброкачественные и злокачественные процессы в комплексной диагностике опухолей костей.

Список литературы

1. Давыдов М.И., Чиссов В.И. Национальное руководство по oнкoлoгии. - М.: ГЕОТАР-Медиа, 2008.
2. Котельников Г.П., Чернов А.П. Справочник по ортопедии. - М., 2005. - 374 c.
3. Козлов С.В., Николаенко А.Н., Югина О.В. Способ выявления групп риска развития рецидива и метастазов paка молочной железы // Патент № 2352256.2009.
4. Миронов С.П., Котельников Г.П. Национальное руководство по ортопедии. - М.: ГЕОТАР-Медиа, 2008. - С. 487-490.
5. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. - Т I. - М.: Химия, 1974. - С. 568-570.
6. Нейштадт Э.Л., Маркочев А.Б. Опухоли и опухолеподобные заболевания костей. - СПб.: Фолиант, 2007. - С. 15-27.
7. Рэмсден Э.Н. Начала современной химии. - Ленинград: Химия, 1989. - С. 379-380.

---