close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16805

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2013.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 16805
(13) C1
(19)
G 01N 33/48 (2006.01)
A 61B 5/00 (2006.01)
СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ТИРЕОИДНОЙ
ОПУХОЛИ ФОЛЛИКУЛЯРНОЙ АРХИТЕКТОНИКИ
(21) Номер заявки: a 20101298
(22) 2010.09.03
(43) 2012.04.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный медицинский университет" (BY)
(72) Авторы: Кириллов Владимир Андреевич; Емельянова Ольга Андреевна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный медицинский университет" (BY)
(56) RU 2293524 C2, 2007.
BY 6808 C1, 2005.
RU 2139678 C1, 1999.
КИРИЛЛОВ В.А. и др. Доклады
Национальной академии наук Беларуси, 2008. - Т. 52. - № 1. - С. 97-99.
BY 16805 C1 2013.02.28
(57)
Способ дифференциальной диагностики тиреоидной опухоли фолликулярной архитектоники, включающий забор аспирационного материала щитовидной железы и анализ
BY 16805 C1 2013.02.28
цитологического препарата пациента по наличию или отсутствию качественных признаков
атипии клеток, указывающих на фолликулярный рак или на фолликулярную аденому, с
помощью световой микроскопии, отличающийся тем, что анализ проводят с использованием 35 качественных признаков атипии клеток, указанных в таблицах 1 и 2 описания,
при этом рассчитывают диагностический индекс D для фолликулярного рака и для фолликулярной аденомы в процентах по формуле:
35
D = ∑ k i p,
i =1
где ki - весовой коэффициент i-го качественного признака атипии клеток в процентах, указанный в таблице 1 для расчета D для фолликулярного рака и указанный в таблице 2 для
расчета D для фолликулярной аденомы;
p принимают равным 1, если наличие или отсутствие i-го признака совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, или равным 0, если наличие или отсутствие
i-ого признака не совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, и диагностируют фолликулярный рак, если значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного
рака, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярной аденомы, или
фолликулярную аденому, если получают значение индекса D, рассчитанное для фолликулярной аденомы, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного рака.
Изобретение относится к медицине, в частности онкологии, и предназначено для
дифференциальной диагностики тиреоидной опухоли фолликулярной архитектоники.
Решение проблемы тиреоидной опухоли фолликулярного строения щитовидной железы
весьма важно для адекватного оперативного вмешательства. При проведении хирургического лечения в случае злокачественного заболевания проводится тотальная тиреоидэктомия с двусторонней латеральной шейной диссекцией, а при фолликулярной аденоме гемитериоидэктомия, т.е. органосохраняющая операция. При фолликулярном раке эта
проблема приобретает особое значение. Это обусловлено тем, что цитолог, согласно классификации ВОЗ, при постановке диагноза может только указать на наличие опухоли фолликулярного строения, а решение вопроса о злокачественности возможно только после
гистологического исследования операционного материала [1]. Трудность при постановке
диагноза связана с совпадением значительного числа дифференциально-диагностических
признаков у фолликулярного рака и у фолликулярной аденомы, а также субъективным
фактором их оценки по совокупности этих признаков. Одним из подходов к решению этой
проблемы является преобразование качественных признаков патологических изменений
клеток в количественную форму.
Известен способ дооперационной диагностики злокачественных опухолей щитовидной железы, основанный на кариометрическом исследовании цитологического материала
[2]. Способ включает в себя забор материала опухоли щитовидной железы пациента путем
аспирационной тонкоигольной биопсии; приготовление мазков пунктатов; их фиксацию и
окраску; кариометрию 150 ядер тиреоцитов с помощью компьютерного анализатора изображений, построение исходной базы кариометрических данных; построение гистограмм
распределения площади и определение отношения доли тиреоцитов с площадью ядер, попавших во 2-й (85-145 мкм2) и 1-й (25-85 мкм2) интервалы. При отношении больше 1 судят
о злокачественной патологии, а при отношении меньше 1 - о доброкачественной. Недостатком известного способа является невысокая эффективность, так как он позволяет судить
только о злокачественных (папиллярный и фолликулярный рак) или доброкачественных
заболеваниях в целом (аутоиммунный тиреоидит, фолликулярная аденома, узловой коллоидный и диффузный токсический зоб), не учитывая морфометрические особенности
ядер тиреоцитов при фолликулярном раке и фолликулярной аденоме.
2
BY 16805 C1 2013.02.28
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ дифференциальной диагностики фолликулярной аденомы и фолликулярного рака щитовидной железы, основанный на использовании компьютерной программы типа
"нейронные сети" [3]. Реализация данного способа включает такие этапы, как забор материала опухоли щитовидной железы пациента путем аспирационной тонкоигольной биопсии; приготовление мазков пунктатов; их фиксацию и окраску; исследование не менее 120
клеток в трех и более мазках пациента с помощью системы анализа изображения; оценку
качественных цитологических признаков - наличия атипичных фолликулов, наслоения
ядер клеток, наличия неравномерной структуры хроматина, определение суммарной частоты встречаемости каждого качественного цитологического признака в мазках пациента, и при превышении пороговой величины, установленной путем экспертных оценок,
присвоение ему финальной величины 1 - наличие признака, в остальных случаях 0 - отсутствие признака; оценку количественных цитологических признаков - площади ядра
клетки, оптической плотности ядра клетки по шкале градаций "серого", определение доли
клеток, величина площади ядра которых находится в интервале между средней величиной
плюс 2 средних квадратических отклонения и максимальной величиной, доли клеток, у
которых величина оптической плотности ядра по шкале градаций "серого" находится в
интервале между средней величиной плюс 2 средних квадратических отклонения и максимальной величиной; анализ величин качественных цитологических признаков пациента
с помощью компьютерной программы типа "нейронные сети", предварительно обученной
различать фолликулярный рак и фолликулярную аденому щитовидной железы по указанным качественным цитологическим признакам мазков пациента с гистологически установленным диагнозом, заключение компьютерной программы о наличии у пациента
фолликулярной аденомы или фолликулярного рака щитовидной железы, заключение компьютерной программы типа "нейронные сети" о наличии у пациента фолликулярной аденомы или фолликулярного рака щитовидной железы.
Недостатком данного способа является его сложность и трудоемкость верификации
диагноза на дооперационном этапе.
Задачей заявляемого способа является разработка способа дифференциальной диагностики тиреоидной опухоли фолликулярной архитектоники для снижения сложности и
трудоемкости верификации диагноза на дооперационном этапе.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе дифференциальной диагностики тиреоидной опухоли фолликулярной архитектоники, включающем забор аспирационного материала щитовидной железы и анализ цитологического препарата пациента
по наличию или отсутствию качественных признаков атипии клеток, указывающих на
фолликулярный рак или фолликулярную аденому, с помощью световой микроскопии, цитологический препарат исследуют по 35 признакам атипии клеток, приведенным в табл. 1 и 2
описания, при этом рассчитывают диагностический индекс D для фолликулярного рака и
для фолликулярной аденомы в процентах по формуле:
n
D = ∑ k i pi ,
i =1
где ki - весовой коэффициент i-го качественного признака атипии клеток в процентах, указанный в табл. 1 для расчета D для фолликулярного рака и указанный в табл. 2 для расчета
D для фолликулярной аденомы;
p принимают равным 1, если наличие или отсутствие i-го признака совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, или равным 0, если наличие или отсутствие
i-го признака не совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, и диагностируют фолликулярный рак, если значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного
рака, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярной аденомы, и фолликулярную аденому, если значение индекса D, рассчитанное для фолликулярной адено3
BY 16805 C1 2013.02.28
мы, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного рака. Сущность
изобретения заключается в следующем.
Фолликулярный рак и фолликулярную аденому щитовидной железы предложено характеризовать совокупностью качественных признаков атипии, которые систематизированы
по группам: клеточный состав, внеклеточные структуры, структура агрегатов, структура
ядер и характеристика цитоплазмы (графа 1 табл. 1 и 2). В свою очередь каждая группа
разбита на подгруппы (графа 2 табл. 1 и 2). В частности, клеточный состав, кроме тиреоцитов,
описывается следующими типами неспециализированных клеток: лимфоидные клетки
(лимфоциты, пролимфоциты, лимфобласты), многоядерные гигантские клетки, клетки
Гюртля, макрофаги и плазматические клетки. Внеклеточные структуры включают в себя
диффузный коллоид, несвязанный агрегированный коллоид, частично связанный агрегированный коллоид, связанный агрегированный коллоид и псаммомные тельца. Структура
агрегатов характеризуется их организацией (фолликулярная, пластовая или папиллярная),
типом (двухмерный или трехмерный), расположением ядер в скоплении (правильное, неправильное с частичным нагромождением ядер или атипичное с нагромождением ядер),
четкостью границ и наличием изолированных клеток. Структура ядер клеток различается
по форме (округлые или неправильной формы), контуру (ровный или неправильный извилистый), распределению хроматина (равномерный грубозернистый, равномерный мелкозернистый или неравномерный грубоглыбчатый), степени гиперхромности, наличию
инклюзий, борозд и атипичных ядрышек. Характеристика цитоплазмы включает наличие
базофильной окраски и вакуолизации (пенистая, септированная или периферическая). Всего
было выделено 35 качественных признаков атипии клеток (табл. 1 и 2).
При этом каждая из двух нозологических форм тиреоидного заболевания описывается
своим стандартным набором альтернативных ответов да/нет (разработанной нами S-матрицей), характеризующих наличие или отсутствие определенных патологических структур
(табл. 1 и 2). Для каждого признака атипии фолликулярного рака (табл. 1) и фолликулярной аденомы (таблица 2) определяется средняя частота встречаемости (по 10 пациентам),
на основании которой рассчитывается весовой коэффициент ki:
f
k i = n i ⋅100 % ,
(1)
∑ fi
1
где fi - средняя частота встречаемости i-го параметра, рассчитанная по 10 пациентам, n число параметров.
Затем рассчитывают диагностический индекс D для фолликулярного рака и для фолликулярной аденомы в процентах по формуле:
n
D = ∑ k i pi ,
i =1
где ki - весовой коэффициент i-го качественного признака атипии клеток в процентах, указанный в табл. 1 для расчета D для фолликулярного рака и указанный в табл. 2 для расчета
D для фолликулярной аденомы;
p принимают равным 1, если наличие или отсутствие i-го признака совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, или равным 0, если наличие или отсутствие
i-ого признака не совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, и диагностируют фолликулярный рак, если значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного
рака, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярной аденомы, или
фолликулярную аденому D, если получают значение индекса D, для фолликулярной аденомы, больше рассчитанное чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного
рака.
4
BY 16805 C1 2013.02.28
Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой изображен принцип верификации цитологического диагноза с помощью экспертной системы на примере группы
"Структура агрегатов", состоящей из 10 признаков атипии (по примеру 1).
На первом этапе при исследовании цитологических препаратов с помощью световой
микроскопии отвечают на 35 вопросов, касающихся наличия или отсутствия признаков
атипии в полях зрения. Ответы "да" или "нет" заносят в определенную строку и столбец
исследовательской X-матрицы. Затем полученную X-матрицу поочередно сравнивают со
стандартными S-матрицами для фолликулярного рака (табл. 1) и фолликулярной аденомы
(табл. 2) и фиксируют совпадение ответов "да" либо "нет" в соответствующих элементах
этих матриц. Диагностический индекс (D) рассчитывают по сумме весовых коэффициентов качественных параметров, у которых совпадали ответы в соответствующих ячейках Xи S-матриц; при этом несовпадение ответов в соответствующих элементах X- и S-матриц
не дает вклад в величину D:
n
D = ∑ k i pi ,
(2)
i =1
где ki - весовой коэффициент i-го качественного признака атипии клеток в процентах, указанный в табл. 1 для расчета D для фолликулярного рака и указанный в табл. 2 для расчета
D для фолликулярной аденомы;
p принимают равным 1, если наличие или отсутствие i-го признака совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице, или равным 0, если наличие или отсутствие
i-ого признака не совпадает с эталонным ответом в соответствующей таблице.
По результатам сравнения Х-матрицы с S-матрицами для фолликулярного рака и фолликулярной аденомы определяют величину диагностического индекса с процентной вероятностью и диагностируют фолликулярный рак, если значение индекса D, рассчитанное
для фолликулярного рака, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярной аденомы, и фолликулярную аденому, если значение индекса D, рассчитанное для
фолликулярной аденомы, больше, чем значение индекса D, рассчитанное для фолликулярного рака.
Способ реализуется следующим образом.
Производят забор аспирационного материала щитовидной железы, готовят цитологические препараты, которые фиксируют и окрашивают по Май-Грюнвальду-Гимза. Затем с
помощью метода световой микроскопии проводят исследование полученных цитологических препаратов по 35 признакам атипии клеток. Полученные результаты заносят в
X-матрицу в виде ответов "да" или "нет", которую сравнивают со стандартными S-матрицами для фолликулярного рака и фолликулярной аденомы. При этом фиксируют совпадение элементов X-матрицы и S-матриц. После этого рассчитывают диагностический
индекс по сумме весовых коэффициентов параметров, чей ответ да/нет совпал с эталонным. Окончательный диагноз определяется по величине диагностического индекса заболевания, имеющего наибольшее значение D.
Для адекватной верификации диагноза необходимо, чтобы цитологический препарат
содержал не менее 12 информативных полей зрения. Окончательная величина диагностического индекса представляет собой среднеарифметическое значение этого показателя,
рассчитанное по 12 полям зрения.
Способ подтвержден приведенными ниже примерами.
1. Больная Я., 59 лет. С помощью пальпации выявлено наличие узлового образования
в левой доле щитовидной железы. Ультразвуковое исследование (УЗИ) подтвердило
наличие узлового образования. Был проведен забор цитологического материала методом
тонкоигольной аспирационной биопсии. Цитологический диагноз - опухоль фолликулярного строения.
5
BY 16805 C1 2013.02.28
Таблица 1
Стандартная S-матрица (эталонные ответы да/нет и весовые коэффициенты ki)
и средняя частота встречаемости fi качественных признаков атипии клеток
при фолликулярном раке щитовидной железы
Фолликулярный рак
Качественные признаки атипии клеток
Эталонный Средняя часто- Весовой
ответ,
та встречаемо- коэффициГруппа
Подгруппа
да/нет (+/-)
сти fi, %
ент ki, %
Клеточ- Лимфоциты, пролимфоциты, лимфо0,0
0,0±0,0
ный бласты
0,1
0,7±0,3
состав Многоядерные гигантские клетки
Клетки Гюртля
0,2
3,0±2,7
Макрофаги
0,1
0,7±0,3
Плазматические клетки
0,0
0,0±0,0
Струк- Округлая форма
+
6,5
79,4±7,5
тура Неправильная форма
+
8,0
97,0±1,4
ядер Ровный контур
+
7,4
89,3±4,8
Неправильный извилистый контур
+
7,0
86,3±5,8
Равномерный грубозернистый хроматин
+
2,0
24,7±7,2
Равномерный мелкозернистый хроматин
+
8,1
98,0±0,7
Неравномерный грубоглыбчатый
0,3
3,3±1,4
хроматин
Гиперхромность
+
7,0
85,3±3,8
Инклюзии
0,6
7,0±6,2
Борозды
0,3
3,3±1,7
Атипичные ядрышки
+
6,2
74,7±8,6
Струк- Фолликулярная
+
4,6
55,7±4,1
тура аг- Пластовая
+
2,2
26,7±6,8
регатов Папиллярная
0,3
3,7±1,0
двухмерная
+
5,6
67,7±6,5
трехмерная
+
3,7
44,7±7,5
Правильное расположение ядер
0,2
2,3±0,7
Неправильное расположение ядер
+
6,1
73,7±5,1
с частичным нагромождением
Атипичное расположение ядер
+
3,4
41,0±6,9
с нагромождением
Наличие четких границ
0,1
0,7±0,3
Изолированные клетки
+
3,2
39,0±10,3
Характе- Базофильная окраска
+
7,7
93,0±3,4
ристика Пенистая вакуолизация
0,8
9,7±3,1
цито- Септированная вакуолизация
0,5
6,3±6,5
плазмы Периферическая вакуолизация
0,0
0,0±0,0
Внекле- Диффузный коллоид
0,4
4,7±3,1
точные Несвязанный агрегированный коллоид
1,3
16,7±9,6
струк- Частично связанный агрегированный
1,8
23,3±5,8
туры коллоид
Связанный агрегированный коллоид
+
4,2
51,3±8,6
Псаммомные тельца
0,1
0,7±0,3
Итого
17/18
1214,0
100,0
6
BY 16805 C1 2013.02.28
Таблица 2
Стандартная S-матрица (эталонные ответы да/нет и весовые коэффициенты ki) и
средняя частота встречаемости fi качественных признаков атипии клеток при фолликулярной аденоме щитовидной железы
Фолликулярная аденома
Качественные признаки атипии клеток
Эталонный Средняя ча- Весовой
ответ,
стота встре- коэффициГруппа
Подгруппа
да/нет (+/-) чаемости fi, % ент ki, %
Кле- Лимфоциты, пролимфоциты, лимфобласты
0,0
0,0±0,0
точный Многоядерные гигантские клетки
0,0
0,0±0,0
состав Клетки Гюртля
0,5
4,7±1,7
Макрофаги
1,0
8,7±5,5
Плазматические клетки
0,0
0,0±0,0
Струк- Округлая форма
+
11,4
99,3±0,3
тура Неправильная форма
0,1
0,7±0,3
ядер Ровный контур
+
11,4
99,7±0,3
Неправильный извилистый контур
0,0
0,3±0,3
Равномерный грубозернистый хроматин
0,0
0,3±0,3
Равномерный мелкозернистый хроматин
+
11,4
99,3±0,3
Неравномерный грубоглыбчатый хроматин
0,0
0,3±0,3
Гиперхромность
1,3
11,7±3,4
Инклюзии
0,0
0,0±0,0
Борозды
0,0
0,0±0,0
Атипичные ядрышки
0,0
0,0±0,0
Струк- Фолликулярная
+
6,0
52,3±4,5
тура Пластовая
+
6,5
57,0±3,8
агрега- Папиллярная
0,2
2,0±0,7
тов двухмерная
+
10,5
91,7±3,4
трехмерная
+
1,4
12,3±4,1
Правильное расположение ядер
+
5,8
50,7±3,4
Неправильное расположение ядер
+
6,6
57,3±6,5
с частичным нагромождением
Атипичное расположение ядер
0,3
3,0±1,7
с нагромождением
Наличие четких границ
0,2
1,3±0,7
Изолированные клетки
1,1
9,7±3,4
Харак- Базофильная окраска
+
11,5
100,0±0,0
теристи- Пенистая вакуолизация
0,4
3,7±1,4
ка цито- Септированная вакуолизация
0,0
0,3±0,3
цито0,0
0,0±0,0
плазмы Периферическая вакуолизация
Вне- Диффузный коллоид
+
7,4
64,3±8,2
клеточ- Несвязанный агрегированный коллоид
+
0,5
4,3±1,4
ные Частично связанный агрегированный
+
0,3
3,0±1,0
струк- коллоид
туры Связанный агрегированный коллоид
+
4,0
35,0±5,5
Псаммомные тельца
0,0
0,0±0,0
Итого
14/21
873,0
100
7
BY 16805 C1 2013.02.28
Рассчитанные по формуле 2 по 12 полям зрения значения диагностического индекса
составили:
фолликулярный рак - 79,2 %;
фолликулярная аденома - 69,6 %.
Расчет диагностического индекса по формуле 2 на примере группы "Структура агрегатов",
состоящей из 10 признаков атипии агрегатов тиреоцитов, приведен на фигуре.
2. Больная П., 63 года. С помощью пальпации выявлено наличие узлового образования
в правой доле щитовидной железы. Ультразвуковое исследование (УЗИ) подтвердило
наличие узлового образования. Был проведен забор цитологического материала методом
тонкоигольной аспирационной биопсии. Цитологический диагноз - опухоль фолликулярного строения.
Рассчитанные по формуле 2 по 12 полям зрения значения диагностического индекса
составили:
фолликулярный рак - 73,9 %;
фолликулярная аденома - 62,8 %.
Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярный рак.
3. Больная Л., 46 лет. С помощью пальпации выявлено наличие узлового образования
в правой доле щитовидной железы. УЗИ подтвердило наличие узлового образования. Был
проведен забор цитологического материала методом тонкоигольной аспирационной биопсии. Цитологический диагноз - опухоль фолликулярного строения.
Рассчитанные по формуле 2 по 12 полям зрения значения диагностического индекса
составили:
фолликулярная аденома - 76,1 %;
фолликулярный рак - 56,0 %.
Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярная аденома.
4. Больная С., 60 лет. С помощью пальпации выявлено наличие узлового образования
в перешейке щитовидной железы. УЗИ подтвердило наличие узлового образования. Был
проведен забор цитологического материала методом тонкоигольной аспирационной биопсии. Цитологический диагноз - опухоль фолликулярного строения.
Рассчитанные по формуле 2 по 12 полям зрения диагностического индекса составили:
фолликулярная аденома - 82,9 %;
фолликулярный рак - 56,4 %.
Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярная аденома.
Таким образом, разработанный способ позволит достоверно и адекватно проводить
дифференциальную диагностику тиреоидной опухоли фолликулярной архитектоники.
Способ прост в использовании и не требует особых экономических затрат.
Источники информации:
1. DeLellis R.A., Lloyd R.V., Heitz P.U., Eng C. World Health Organization Classification
of Tumours Pathology and Genetics of Tumours of Endocrine Organs // Lyon: IARC Press. 2004. - P. 67-72.
2. Патент РБ на изобретение 1668, МПК G01 N33/48, 1997.
3. Патент РФ на изобретение 2293524, МПК A61B 10/00, G 01N 33/48, 2007.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
159 Кб
Теги
by16805, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа