Способ диагностики природы опухоли щитовидной железы фолликулярного строения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПРИРОДЫ ОПУХОЛИ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ФОЛЛИКУЛЯРНОГО СТРОЕНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный медицинский университет(72) Авторы Емельянова Ольга Андреевна Кириллов Владимир Андреевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный медицинский университет(57) Способ диагностики природы опухоли щитовидной железы фолликулярного строения,заключающийся в том, что проводят забор биопсийного материала щитовидной железы,подготавливают цитологический препарат, измеряют в нем площади ядер тиреоцитов,распределяют полученные значения по классам с шагом 40 мкм 2, определяют количество классов и количество тиреоцитов, попавших в каждый класс, в процентах от общего количества тиреоцитов, а также отношение количества тиреоцитов, попавших во второй класс,к количеству тиреоцитов, попавших в первый класс, и диагностируют фолликулярный рак, если количество классов равно 3-5 и указанное отношение больше 1, или фолликулярную аденому, если количество классов равно 1-2 и указанное отношение меньше 1. Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии, и предназначено для диагностики злокачественной или доброкачественной природы опухоли щитовидной железы фолликулярного строения. 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, а при доброкачественной патологии - гемитиреоидэктомия, 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 с субъективным фактором их оценки по совокупности этих признаков. Одним из подходов к решению этой проблемы является преобразование 16585 1 2012.12.30 качественных признаков патологических изменений клеток в количественную форму с помощью метода компьютерной морфометрии. Известен способ дифференциальной диагностики фолликулярного рака и фолликулярной аденомы щитовидной железы, основанный на использовании компьютерной программы типа нейронные сети 2. 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 можно назвать его сложность и трудоемкость. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ дооперационной диагностики злокачественных опухолей щитовидной железы, основанный на кариометрическом исследовании цитологического материала 3. 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 мкм 2) и 1-й (25-85 мкм 2) интервалы. При отношении больше 1 судят о злокачественной патологии, а при отношении меньше 1 - о доброкачественной. Указанный способ является прототипом по отношению к заявляемому. Общими признаками для заявляемого способа и прототипа являются кариометрический анализ цитологического материала щитовидной железы и построение гистограмм распределения площади ядер тиреоцитов. 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 в зависимости от природы опухоли фолликулярного строения,т.е. при фолликулярном раке и фолликулярной аденоме. Задачей заявляемого способа является разработка способа диагностики природы опухоли щитовидной железы фолликулярного строения для повышения эффективности способа. 2 16585 1 2012.12.30 Поставленная задача достигается за счет того, что в способе диагностики природы опухоли щитовидной железы фолликулярного строения проводят забор биопсийного материала щитовидной железы, подготавливают цитологический препарат, измеряют в нем площади ядер тиреоцитов, строят гистограмму, распределяют полученные значения по классам с шагом 40 мкм 2, определяют количество классов и количество тиреоцитов, попавших в каждый класс, в процентах от общего количества тиреоцитов, а также отношение количества тиреоцитов, попавших во второй класс, к количеству тиреоцитов,попавших в первый класс, и диагностируют фолликулярный рак, если количество классов равно 3-5 и указанное отношение больше 1, или фолликулярную аденому, если количество классов равно 1-2 и указанное отношение меньше 1. Изобретение иллюстрируется фигурами, где на фиг. 1 изображена гистограмма распределения площади ядер тиреоцитов при фолликулярном раке, а на фиг. 2 - гистограмма распределения площади ядер тиреоцитов при фолликулярной аденоме. Сущность изобретения заключается в следующем. После забора биопсийного материала пациента с гистологическим диагнозом фолликулярный рак или фолликулярная аденома проводят кариометрическое исследование цитологических препаратов и строят исходную базу кариометрических данных. Затем по базе данных строят гистограмму распределения площади ядер тиреоцитов и находят число классов, а также отношение доли ядер во втором (80-120 мкм 2) и первом (40-80 мкм 2) классах. Было выявлено, что к фолликулярному раку можно достоверно отнести случаи,когда данное отношение больше 1, а число классов колеблется в диапазоне 3-5. К фолликулярной аденоме - когда отношение доли ядер в классах меньше 1, а число классов - 1-2. В процессе постановки диагноза параметры гистограммы (число классов и отношение доли ядер во втором и первом классах), рассчитанные для ядер тиреоцитов исследуемого цитологического препарата, сравниваются с приведенными выше граничными значениями параметров гистограммы для фолликулярного рака и фолликулярной аденомы. Если исследуемые значения попадают в интервал для фолликулярного рака, то диагностируют опухоль злокачественной природы, в случае их попадания в диапазон для фолликулярной аденомы опухоль считается доброкачественной. Способ реализуется следующим образом. Производят забор аспирационного материала щитовидной железы, готовят цитологические препараты, которые фиксируют и окрашивают по Май-Грюнвальду-Гимза, проводят кариометрическое исследование тиреоцитов с помощью компьютерного анализатора изображения. После обсчета 150 ядер по полученной базе исходных данных строят однопараметрическую гистограмму площади. По оси абсцисс откладывается площадь ядер тиреоцитов в мкм 2, значения которой разбиты на интервалы с шагом 40 мкм 2 (1-й интервал 40-80 мкм 2 2-й - 80-120 мкм 2). По оси ординат - относительная частота встречаемости доли клеток, попадающей в определенный класс, в . При анализе гистограмм был выявлен куполообразный характер распределения для фолликулярного рака, а отношение доли ядер во втором (80-120 мкм 2) и первом (40-80 мкм 2) классах на гистограммах больше 1. Число классов на гистограммах при фолликулярном раке варьирует от 3 до 5. Для фолликулярной аденомы была характерна экспоненциальноподобная зависимость и отношение доли ядер во втором и первом классах меньше 1, число классов на гистограммах варьирует от 1 до 2. Способ подтвержден приведенными ниже примерами. 1. Больная П., 55 лет. 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. Анализ гистограмм распределения площади ядер тиреоцитов (фиг. 1) показал, что число классов на гистограмме равно 4, а отношение доли ядер в классах - 7,07. 3 16585 1 2012.12.30 Следовательно, опухоль фолликулярного строения злокачественной природы. Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярный рак. 2. Больная К., 46 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. Анализ гистограмм распределения площади ядер тиреоцитов показал, что число классов на гистограмме равно 4, а отношение доли ядер в классах - 9,36. Следовательно, опухоль фолликулярного строения злокачественной природы. Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярный рак. 3. Больная С., 63 года. С помощью пальпации выявлено наличие узлового образования в перешейке щитовидной железы. Ультразвуковое исследование (УЗИ) подтвердило наличие узлового образования. Был проведен забор цитологического материала методом тонкоигольной аспирационной биопсии. Цитологический диагноз - опухоль фолликулярного строения. Анализ гистограмм распределения площади ядер тиреоцитов (фиг. 2) показал,что число классов на гистограмме равно 2, а отношение доли ядер в классах - 0,35. Следовательно, опухоль фолликулярного строения доброкачественной природы. Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярная аденома. 4. Больная П., 55 лет. 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. Анализ гистограмм распределения площади ядер тиреоцитов показал, что число классов на гистограмме равно 2, а отношение доли ядер в классах - 0,19. Следовательно, опухоль фолликулярного строения доброкачественной природы. Послеоперационный гистологический диагноз - фолликулярная аденома. Граничные значения параметров гистограммы распределения площади ядер тиреоцитов (числа классов на гистограммах и отношения частот на гистограммах) находились по 10 цитологическим препаратам аспирационного материала больных фолликулярным раком и 10 цитологическим препаратам аспирационного материала больных фолликулярной аденомой с гистологически подтвержденным диагнозом. Оценка информативности использованных параметров в диагностике фолликулярного рака и фолликулярной аденомы проводилась путем расчета по известным формулам точности, чувствительности и специфичности. Все эти 3 показателя составили 100 как для числа классов на гистограммах, так и для отношения доли ядер во 2-м и 1-м классе. Для проверки эффективности и надежности разработанного способа были проведены клинические испытания, в которых были задействованы 19 цитологических препаратов рака и 20 - аденомы с гистологически подтвержденным диагнозом. Клинические испытания показали 100 -ное попадание значений параметров гистограммы у образцов с фолликулярным раком в интервал данных параметров для фолликулярного рака и 100 -ное попадание значений параметров гистограммы у образцов с фолликулярной аденомой в интервал для фолликулярной аденомы. Таким образом, разработанный способ позволит объективно проводить диагностику природы опухоли щитовидной железы фолликулярного строения. Способ прост и удобен в использовании и не требует особых экономических затрат. Источники информации 1.,,,.//. 2004. - . 67-72. 4 16585 1 2012.12.30 2. Патент РФ на изобретение 2293524 Способ дифференциальной диагностики фолликулярной аденомы и фолликулярного рака щитовидной железы, МПК А 61 В 10/00, 01 33/48, опубл. 20.02.2007. 3. Патент РБ на изобретение 1668 Способ диагностики злокачественных опухолей щитовидной железы, МПК 01 33/48, опубл. 30.03.97. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5