Микроволновая (СВЧ) радиометрия:
ее значение для обнаружения раковых опухолей.
(сокращенный перевод с английского)

Аннотация.

В настоящее время всячески приветствуется развитие СВЧ-техники применительно к решению проблем медицины, в частности, для обнаружения и лечения раковых опухолей.

При лечении рака, например, СВЧ-гипертермия используется в качестве дополнительной процедуры при лечении радиоактивным облучением в случае неглубоко лежащих опухолей. Не являясь пока широкоизвестным фактом, использование СВЧ-радиометрии в качестве неинвазивной, пассивной техники для раннего обнаружения рака является весьма многообещающим. Однако более широкое применение этих методов потребует фундаментальных усовершенствований в возможности фокусирования энергии в глубине тканей человеческого тела, решения важных и нетривиальных проблем антенной техники. Требуется дальнейшее развитие техники антенн и антенных решеток, чтобы СВЧ-техника смогла обеспечить практическое решение задачи обнаружения и лечения рака.

В настоящей статье обсуждается развитие областей медицины, где используется СВЧ-радиометрия, особенно применительно к ранней диагностике рака, а также значение для медицины и прогресс антенной техники.

I. Введение

Американские статистические данные по раковым заболеваниям [1] показывают, что в 1981 г. было зарегистрировано 30000 смертных случаев (летальных исходов), и 111000 новых заболеваний, связанных с раком молочной железы. В течение 50-летнего периода с 1930 по 1980 гг. не произошло заметного изменения в доле (проценте) смертельных исходов и, к сожалению, примерно у одной из 11 женщин в США в течение жизни обнаруживается рак молочной железы. В 1987 г. зарегистрировано 40000 смертей и 119000 новых заболеваний.

Считается установленным фактом, что выживаемость пациентов зависит от стадии развития болезни of discase к моменту начала лечения. Таблица 1 иллюстрирует очень заметное увеличение процента выживаемости как результата ранней диагностики [2]. (В 1930 г., например опухоль матки была основной причиной смерти от рака для женщин США. По сравнению с этим временем наблюдается снижение числа случаев рака матки отчасти благодаря улучшению гигиены, но главным образом благодаря развитию ранней диагностики, (например, тест Папаниколау). В настоящее время 95 % всех случаев рака молочной железы обнаруживается путем физического обследования либо самим пациентом, либо врачом. В результате задолго до того, как опухоль молочной железы может быть обнаружена современными техническими методами, может произойти появление новых очагов болезни, [3],[4].

Рис. 1 иллюстрирует длительное доклиническое наличие (существование) карциномы молочной железы [5],[6].

Кривая построена путем измерения роста опухоли в течение некоторого периода времени и в предположении, что скорость роста постоянна - в этом случае, используя “ время удвоения” опухоли, равное 100 дням, экстраполируют прямую, чтобы установить время зарождения опухоли. В соответствии с этим, видимая или клиническая фаза опухоли, (т.е. когда диаметр опухоли достигает 1 см), наступает в среднем через 8 лет после ее зарождения. К сожалению, средний диаметр опухоли, когда ее впервые обнаруживают и ставят диагноз о злокачественности, равен примерно 2 -2,5 см, и болезнь уже не локализована.

Во время роста опухоли раковые клетки могут отделяться от нее, и чем больше опухоль, тем больше число отделившихся клеток. Согласно данным Джуллино (Gullino) [7]: “Мы знаем, что преобладающее большинство циркулирующих клеток новообразования (опухли) разрушается, однако, чем больше их число, тем выше частота появления метастаз. На основании этого делается вывод: ранняя диагностика и удаление первоначальной опухоли весьма важно (существенно).

Таблица 1.

Процент выживания за 20 лет - рак молочной железы

* * *

Схематическое представление жизненного цикла раковой опухоли молочной железы с временем удвоения, равным 100 дней. График демонстрирует, что когда опухоль достигает размера 0,2 мм (что может длиться 4 года), потребуется еще 4 года, прежде чем ее масса (размер), достигнет 1,0 см. Однако видимая, или клиническая, фаза опухоли молочной железы может составлять короткий период в ходе ее жизненного развития.

Маммография останется тем стандартным методом, с которым будут сравнивать новые методы обследования и диагностики. Согласно Ландгрену [6], однако, средний диаметр опухоли, регистрируемый маммографией, составляет 75% от среднего диаметра, обнаруживаемого при пальпации. Это неадекватно времени упреждения (то время, которое предположительно выгадывается при постановке диагноза рака молочной железы путем обследования всех женщин, кажущихся здоровыми, известно как “время упреждения”, или “время опережения”).

В данной статье мы будем обсуждать СВЧ-термографию, или, более точно, радиометрию, которую определяют, как измерение естественного электромагнитного излучения от тела человека в СВЧ-диапазоне с целью обнаружения и диагностики патологических условий, при которых возникает разность температур, вызванная болезнью. В большинстве случаев применение радиометрии направлено на раннее обнаружение и диагностику рака молочной железы. Существующие методы обнаружения опухоли, в отличие от радиометрии, требуют, чтобы опухоль имела локальную массу и была контрастной относительно окружающих тканей, (например, пальпация или физическое обследование, маммография, ултразвуковое сканирование и диафонография - просвечивание). Несмотря на спасительные для жизни возможности маммографии и прогресс, наблюдающийся при хирургическом лечении менее радикальных форм рака молочной железы, только около 5 процентов женщин в возрасте старше 50 лет проходят ежедневное обследование методом маммографии. Только около одной трети этих женщин, которые получили право на маммографию в Амереканском Институте Радиологии и Американском Обществе борьбы с раком, прошли хотя бы одно обследование. Причины, приводящие к столь низкому проценту обследуемых пациентов, сложны и разнообразны и не вполне понятны. Из-за запоздалого обнаружения опухоли, примерно в 85 % всех случаев диагноза о заболевании молочной железы требуется обширное хирургическое вмешательство (например, обнаружение опухоли обычно означает потерю груди, и в связи с этим вызывает отрицательное отношение к диагностике). Ранняя диагностика позволила бы обойтись более консервативными методами лечения и привела бы к более положительному отношению пациентов к обследованию с целью диагностики опухоли. В тех случаях, когда методом СВЧ-радиометрии будут обнаружены подозрительные результаты, можно будет направить пациента на маммографию.

Метод радиометрии представляет собой пассивную, неинвазивную, неионизационую процедуру определения тепловой активности тканей, а не массы опухоли. Этот метод, применяемый в сочетании с одним или несколькими другими методами, может обеспечить раннее распознавание опухоли. Определение тепловой активности - это измерение активности опухоли, или скорости ее роста [8], что дает дополнительную информацию помимо физических параметров, например, размера и глубины залегания опухоли, определяемых маммографией.

Литература.