Микроволновая радиотермометрия – национальное достояние России

• С.Г.Веснин, к.т.н, начальник отдела радиоприемных систем Всероссийского НИИ радиотехники

Сейчас уже все понимают, что государство сильно своими технологиями и Россия не может прожить только на нефти и газе. К сожалению, наша страна в настоящее время не является лидером научно-технического прогресса. Компьютеры, телефоны, телевизоры, процессоры, принтеры, мониторы, видеомагнитофоны, автомашины, – практически все, что нас окружает, изготовлено за рубежом. Опыт многих стран показывает, что потребуется долгие годы работы и огромные инвестиции для того, чтобы вывести Россию на передний край научно-технического прогресса. Очевидно, что в настоящий момент важно понять, в каких областях мы сохраняем передовые позиции. Микроволновая радиотермометрия является той уникальной областью, в которой Россия сейчас занимает лидирующие место и специалисты со всех стран мира приезжают в Москву, чтобы познакомиться с этой технологией.

История развития микроволновой радиотермометрии

Микроволновая радиотермометрия основана на измерении слабого электромагнитного излучения тканей человека. Прием излучения тканей в микроволновом диапазоне позволяет неинвазивно выявлять тепловые изменения на глубине до 7 см. Микроволновая радиотермометрия первоначально использовалась в радиоастрономии. В 1976 выдающийся американский ученый А. Баррэтт продемонстрировал возможности этого метода в медицине. Эти работы дали импульс к созданию ряда научных школ в США, России, Германии, Японии и Франции. В России наибольшие успехи были достигнуты научным коллективом, возглавляемой членом-корреспондентом АН СССР В. С. Троицким, и учеными Академии Наук СССР под руководством академика АН СССР Ю. В. Гуляева.

В конце 90 годов, группе ученых российской компании «Фирма РЭС», организованной на базе Всероссийского НИИ радиотехники, удалось создать компьютеризированный микроволновый радиометр нового поколения РТМ-01-РЭС. Отличительной особенностью прибора является наглядность представления результатов в виде полей температур, высокая надежность, отсутствие органов регулировки и калибровки, высокая помехозащищенность, позволяющая использовать прибор без специальной экранировки помещения. РТМ-01-РЭС привлек внимание специалистов многих стран мира. В 1999 году более сорока членов конгресса США во время своего визита в Москву детально знакомились с возможностями РТМ метода в медицине. Сейчас крупнейший медицинский центр США Национальный институт здравоохранения (NIH) проводит исследования в этом направлении. Высокий уровень российских разработок был отмечен на рабочем совещании, проводившемся в рамках международной конференции по терморегуляции в 2005 году в Аризоне (США). Международные корпорации, такие как Самсунг и Алока проводят исследования в этой области, используя российскую аппаратуру, в настоящее время проводятся клинические испытания РТМ в нескольких университетских клиниках Японии. Национальный орган по сертификации медицинской аппаратуры США в 2005 выдал сертификат FDA 510K на упрощенную версию прибора РТМ-02-РЭС. Сейчас проводятся работы по сертификации полной версии РТМ комплекса. Продолжается сертификация РТМ приборов в других странах мира. Получен СЕ сертификат в Словакии и TGA-сертификат в Австралии. В настоящее время прибор используется в США, Англии, Японии, Германии, Канаде, Швейцарии, Австралии, Ю.Корее, Индии, Португалии, Словакии, Венгрии, Словении, Израиле, Австрии, Турции, Казахстане и на Украине.

В 2005 году РТМ был удостоен медали на международной выставке в Женеве (Швейцария), а в 2006 году РТМ-01-РЭС получил ГранПри и золотую медаль на международной выставке в Нюрнберге (Германия).

Уникальность ситуации состоит в том, что Россия сейчас - единственная страна, выпускающая медицинские микроволновые радиотермометры. Поэтому все специалисты, которые занимаются неинвазивным измерением внутренней температуры, приезжают в Москву, для проведения обучения и приобретения аппаратуры. Москва в настоящее время становится естественным центром развития этого направления. Научные центры по развитию микроволной радиометрии существуют в большинстве индустриально развитых стран. В 2000 году кооперация ряда японских и европейских центров позволила создать микроволновый радиотермометр для неинвазивного измерения температуры головного мозга. В США государство выделило 9 млн. долларов на развитие микроволновой технологии американским компаниям.

В настоящее время Европейский Союз начал подготовку к разработке европейской модели микроволнового радиометра. С этой целью был создан концерн, в который вошли 8 компаний из 6 стран Европы (Англия, Дания, Россия, Швеция, Греция, и Турция). Российская компания «Фирма РЭС», разработчик РТМ-01-РЭС, также была приглашена в этот концерн для участия в разработке европейской модели. Ее разработку планируют завершить в 2010 году.

Возможности РТМ метода

Неинвазивное измерение температуры может использоваться в различных областях медицины. В настоящее времени опубликовано более 150 работ по использованию микроволновой радиотермометрии в медицинской практике. Имеется ряд интересных диссертаций по неинвазивному измерению температуры головного мозга, выпущена монография по использованию РТМ-технологии в урологии, существует интересный опыт использования РТМ метода в гинекологии, невропатологии, в онкологии для выявления меланом и в других областях медицины.

Наибольший опыт использования прибора накоплен в маммологии для выявления рака молочной железы. Клинические испытания, продемонстрировавшие высокую эффективность РТМ метода, проводились в 7 ведущих медицинских центрах России и США. И сегодня продолжаются научные исследования в ведущих московских клиниках, Японии и в других странах. Российские ученые, безусловно, являются лидерами в этой области. Академик РАН А.С. Павлов, проф. Н.И.Рожкова, проф. Бурдина, проф. А.М.Сдвижков, к.м.н. Е.Г.Пинхосевич, проф. В.А.Хайленко, проф. А.В. Гейниц, проф. М.Г.Басина, проф. В.П.Авдошин, д.м.н. Р.А.Керимов, д.м.н. В.В.Каневцов, доц. Ч.К.Мустафин, - это неполный перечень ведущих российских специалистов, которые внесли свой вклад в развитие РТМ метода. В 2005 году микроволновая радиотермометрия была включена в Стандарт медицинской помощи больным со злокачественными новообразованиями молочной железы.

Перспективы РТМ метода в маммологии

Почему информация о температуре внутренних органов представляет интерес для специалистов?

В 2003 году японские ученые показали, что температура в области злокачественной опухоли определяется плотностью микрокапиллярной сети (microvessel density (MVD)[8]. Это основной параметр, характеризующий ангеогенез. Плотность микрокапиллярной сети при пролиферации с атипией в несколько раз превышает этот показатель для нормальных тканей и характеризует риск малигнизации. Кроме этого, плотность микрокапиллярной сети характеризует вероятность перехода от неинвазивного рака в инвазивный, скорость роста опухоли и вероятность метастазирования.

Так как внутренняя температура определяется степенью васкуляризации (плотностью микрокапиллярной сети) то можно сказать, что она является показателем ангеогенеза и характеризует вероятность метастазирования, скорость роста опухоли, риск рака молочной железы и перехода из неинвазивного рака в инвазивный. Многочисленные инвазивные и неинвазивные измерения внутренней температуры показали что:

• Температура внутренних тканей, в первую очередь, определяется скоростью роста опухоли [3].
• Температурные изменения наступают на стадии предшествующей злокачественному росту [5].
• У 80% пациентов с пролиферацией и атипией имеют место существенные тепловые изменения[5].
• У 38% пациентов, у которых не было рака молочной железы, но были температурные изменения, в течение 4 лет был гистологически зафиксирован рак молочной железы [4].
• Пятилетняя и десятилетняя выживаемость у пациентов с раком молочной железы, но не имеющих тепловые изменения, на 30% выше, по сравнению с пациентами, у которых были зафиксированы существенные тепловые изменения [9].
• Чувствительность РТМ метода при выявлении рака молочной железы составляет 85%-95% [6,7]
• Совместное использование маммографии и РТМ метода позволяет в 3-4 раза снизить число ложно отрицательных заключений, доведя чувствительность до 98%.[6,7]
• Внутренняя температура характеризует выраженность пролиферативных и воспалительных процессов и является объективным показателем эффективности лечения доброкачественных заболеваний молочных желез.
• Точность метода не зависит от возрастной группы.
• Процедура безвредна и безболезненна для пациента и врача.

Маммография и УЗИ дает врачу информацию о структурных изменениях: размеры образования, локализация, характер границ и т.д. РТМ метод дает дополнительную «энергетическую» информацию о выраженности пролиферативных процессов, риске малигнизации, темпах роста опухоли и т.д.

На сегодняшний день можно выделить три направления, имеющие практическую ценность в маммологии:

• Совместное использование маммографии и РТМ метода в комплексной системе диагностики рака молочной железы, что позволяет в 3-4 раза снизить число ложно отрицательных заключений, доведя чувствительность до 98%[6,7].
• Проведение профилактических осмотром женского населения с целью выделения пациентов, требующих дополнительного комплексного обследования, в тех областях, где нет возможности проводить маммографический скрининг всего женского населения.
• Контроль за эффективностью проводимого лечения доброкачественных заболеваний молочных желез.

Очевидно, что на сегодняшний день практическое применение находит лишь небольшая часть огромного потенциала РТМ метода. Когда речь идет о принципиально новом методе, трудно с позиций сегодняшнего дня дать оценку его практической ценности. Значительная доля информации, которая дает РТМ технология, пока не востребована. Действительно, если тактика борьбы с раком основана на выявлении структурных изменений, то, как информация о тепловой активности тканей может помочь врачам? Если современная наука не дает однозначного ответа, что делать с пациентами, имеющими высокий риск малигнизации, то и ценность их выявления не достаточно высока. Если нет ясности в вопросе лечения доброкачественных заболеваний, и нет единого мнения в опросе «приведет ли это лечение к снижению вероятности малигнизации?», то и необходимость оценивать эффективности проводимого лечения вызывает вопросы. Но жизнь не стоит на месте, и возможно, уже завтра появятся новые технологии лечения, и вопрос оценки риска малигнизации, эффективность проводимого лечения и прогноза могут выйти на передний план. Уже сегодня очевидно, что развитие ингибиторов ангеогенеза дает толчок к развитию методов его оценки.

Опыт индустриально развитых стран, в первую очередь США, показывает, что современная наука еще очень далека от решения проблемы рака молочной железы. Несмотря на использование современной диагностической аппаратуры, и несомненные успехи в выявлении рака in situ, уровень заболеваемости в США в три раза выше, чем в России (120-140 человек в США по сравнения с 42 человека в России). Смертность от рака молочной железы в США составляет 28-30 человек, что сопоставимо с уровнем заболеваемости в России. И это, несмотря на то, что в 2005 году в США было выявлено 58490 пациентов с раком in situ. Очевидно, что ученые всего мира будут продолжать научный поиск в области лечения рака молочной железы, и дополнительная информация об ангеогенезе, о тепловой активности тканей, о времени удвоения представит большой практический интерес для специалистов. Наряду с другими исследованиями, это поможет решить проблему снижения заболеваемости и смертности от рака молочной железы.

105082, Россия, г.Москва,

ул.Большая Почтовая, 22

тел./факс: +7 (495) 261-31-47

тел. +7 (495) 229-41-83

e-mail: [email protected]

https://www.resltd.ru