Способ неинвазивной дистанционной диагностики онкологического заболевания
Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для диагностики и дифференцирования онкологического заболевания. В способе неинвазивной дистанционной диагностики состояния человека измеряют электромагнитное излучение органов и тканей человека с помощью высокочувствительного приемника с последующей обработкой и анализом результатов измерений. Причем проводят измерение электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах. Обработку результатов измерений осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей. Далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты. Формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых. После этого проводят дополнительные измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием дополнительных диагностических признаков. Из совокупности однородных диагностических признаков строят множество динамических рядов, на основании динамических рядов с использованием статистического и/или нейросетевого классификатора определяют наличие онкологического заболевания, при этом антенну приемника устанавливают так, что продольная ось ее перпендикулярна поверхности тела, затем осуществляют поворот антенны приемника на 90° относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков, для каждого из которых строят второе множество динамических рядов, путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения положения антенны приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание. Способ позволяет объективно и в короткие сроки оценить качественно и количественно функциональную активность всех основных органов и систем организма человека и дифференцировать онкологическое заболевание, если последнее имеет место, установить первичный очаг и метастазы. При обнаружении онкозаболевания особенно важно обеспечить возможность полного исследования нейроэндокринной и иммунной систем как систем управления и контроля за всеми процессами, происходящими в организме человека. Совершенно незаменима предложенная диагностика при профилактических и скрининговых осмотров населения для выявления групп риска и онкозаболеваний на ранних стадиях. 10 ил.
Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для диагностики и дифференцирования онкологического заболевания.
Известен способ неинвазивной дистанционной диагностики состояния организма человека путем измерения его электромагнитного излучения с использованием высокочувствительного приемника, последующей обработки и анализа результатов измерения (Патент США N 4940058, A 61 B 5/00, 1990 г.). Недостатком известного способа является регистрация лишь общей мгновенной амплитудной интенсивности электромагнитного поля пациента и невозможность производить диагностику онкологического заболевания. B последние годы в физиологии все чаще и шире применяется информационный подход к анализу различных функций человека. Учитывая только физико-химические факторы, не всегда удается объяснить процессы, происходящие в организме человека. С позиций информационного подхода, наряду с физико-химическими процессами в организме человека формируются и тесно взаимодействуют, передаются, сохраняются и анализируются процессы информации. Теория функциональных систем, предложенная выдающимся русским физиологом П.К.Анохиным, открывает новые возможности объективной оценки информационной деятельности организма. Функциональные системы по П.К. Анохину - это динамические, саморегулирующиеся организации, все составные компоненты которых тесно взаимосвязаны и взаимодействуют для достижения организмом различных полезных для жизнедеятельности результатов. Именно полезные для организма приспособительные результаты выступают в роли системообразующих факторов организации функциональных систем различного уровня. Деятельностью различных функциональных систем определяются уровни различных показателей гомеостаза, таких как pH, газовый состав, осмотическое и кровяное давление, температура, уровень питательных веществ и т.д. Понятие гомеостаза ввел в физиологию известный американский ученый У. Кэнон. Он понимал под гомеостазом гармоническое взаимодействие во внутренней среде организма человека различные физико-химические факторы жизнедеятельности. Однако, именно информация в живых организмах, тесно связанная с деятельностью различных составляющих его функциональных систем, является как бы общим знаменателем для всех физико-химических процессов, проходящих в организме. Только в саморегулирующихся функциональных системах в процессе длительной эволюции живых организмов может формироваться аппарат оценки информации - акцептор результатов деятельности. Аппарат акцептора результатов деятельности на основе опережающих действительные события механизмов позволяет живым организмам постоянно оценивать различные параметры достигнутых результатов и на информационной основе строить адаптивную деятельность. При этом информационная оценка в функциональных системах гомеостатического уровня выступает в роли информационных сигналов, управляющих процессами в организме человека. Последние исследования в микробиологии в области редокс-систем: возбужденных молекул и ключевых сигналопередающих белков акцепторов электронов (Журнал "Science" 1998 г., N 5, v.280, p. 1723), подтвердили ведущую роль информационных процессов в регуляции гомеостаза. Как правило, живые организмы оценивают объективно и количественно результаты деятельности и функциональных систем, определяющих различные показатели гомеостаза. Техническим результатом заявленного способа неинвазивной дистанционной диагностики является повышение эффективности диагностики за счет измерения электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, а также возможности диагностики онкологического заболевания. Для достижения указанного технического результата в способе неинвазивной дистанционной диагностики состояния человека путем измерения электромагнитного излучения органов и тканей человека с помощью высокочувствительного приемника с последующей обработкой и анализом результатов измерений, согласно изобретению, проводят измерение электромагнитного излучения органов и тканей человека в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, обработку результатов измерений осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей, далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты, формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых, после чего проводят дополнительные измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием дополнительных диагностических признаков, из совокупности однородных диагностических признаков строят множество динамических рядов, на основании динамических рядов с использованием статистического и/или нейросетевого классификатора определяют наличие онкологического заболевания, затем меняют ориентацию приемника на 90o относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков, для каждого из которых строят второе множество динамических рядов, путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения ориентации приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание. Способ неинвазивной дистанционной диагностики и дифференцировки онкологического заболевания осуществляют следующим образом. Пациент располагается в положении лежа на кушетке. Приемную антенну 1 (фиг. 1) высокочувствительного приемника электромагнитного излучения миллиметрового и/или дециметрового диапазона 2 с помощью специального штатива подводят к поверхности тела пациента на расстоянии 5 мм в точке, ближайшей к исследуемому органу (или ткани), располагая продольную ось антенны перпендикулярно поверхности тела. Приемник осуществляет усиление принимаемого с поверхности тела человека высокочастотного шумового сигнала и последующее выделение из этого сигнала низкочастотной модулирующей составляющей. Выделенная низкочастотная составляющая поступает на аналого-цифровой преобразователь 3, с помощью которого осуществляется ее ввод в компьютер 4. Врач производит запуск программы диагностики, которая выполняет следующую последовательность действий: а) Запоминание реализации в течение заданного интервала времени; б) Спектральный анализ с двумя различными окнами (Даниэля - фиг. 2 и Ханна - фиг. 3); в) Определение систематических компонент в оценках спектров (фиг. 2 и 3); г) Выделение остаточных кривых (фиг. 4 и 5); д) Формирование диагностических признаков, в качестве которых используются параметры a1, b1, a2, b2 систематических компонент, min c1, c2 и max d1, d2 остаточных кривых и их размах r1, r2 (фиг. 2, 3, 4, 5); е) Проведение k повторных измерений, их последующей обработки, анализ и формирование дополнительных диагностических признаков в соответствии с п.п. а), б), в), г), д); ж) Построение множества динамических рядов однородных диагностических признаков для первоначального и повторных измерений: a1(k): a1, a1(1),..., a1(k); a2(k): a2, a2(1),..., a2(k); b1(k): b1, b1(1),..., b1(k); b2(k): b2, b2(1),..., b2(k);c1(k): c1, c1(1),..., c1(k); c2(k): c2, c2(1),..., c2(k);
d1(k): d1, d1(1),..., d1(k); d2(k): d2(1),..., d2(k);
r1(k): r1, r1(1),..., r1(k); r2(k): r2, r2(1),..., r2(k);
з) Выработка заключения о наличии онкологического заболевания с помощью статистического и/или нейросетевого классификатора на основании построенных динамических рядов a1(k), a2(k), b1(k), b2(k), c1(k), c2(k), d1(k), d2(k), r1(k), r2(k). Классификаторы предварительно настраиваются (нейросетевой - обучается) на распознавание следующих состояний: "Онкозаболевание отсутствует", "Онкозаболевание имеет место". Далее меняют ориентацию приемника на 90o относительно его продольной оси и повторяют измерения с последующей их обработкой, анализом и формированием диагностических признаков в соответствии с п.п. а), б), в), г), д). Затем осуществляют построение второго множества динамических рядов однородных диагностических признаков аналогично п. ж):
a1(k)*: a1*, а1*(1),..., a1*(k); a2*(k): a2*, a1*(1),..., a2*(k);
b1*(k): b1*, b1*(1),..., b1*(k); b2*(k): b2*, b2*(1),., b2*(k);
c1*(k): c1*, c1*(1),..., c1*(k); c2*(k): c2*, c2*(1),..., c2*(k);
d1*(k): d1*, d1*(1),..., d1*(k); d2*(k): d2*, d2*(1),..., d2*(k);
r1*(k): r1*, r1*(1),..., ri*(k); r2*(k): r2*, r2*(1),..., r2*(k). Путем сопоставления динамических рядов, полученных до и после изменения ориентации приемника, с использованием дополнительного статистического и/или нейросетевого классификатора дифференцируют онкологическое заболевание. Дополнительные классификаторы предварительно настраиваются (нейросетевой - обучается) на распознавание следующих состояний: "доброкачественное объемное образование", "злокачественное объемное преобразование". Пример 1. Больная Е. , 36 лет, обратилась с жалобами на нарушение менструального цикла в течение полугода. В ходе проведенного комплексного обследования при установке антенны в проекции левого яичника с помощью классификатора получено диагностическое заключение "Онкозаболевание имеет место". Обследование было продолжено с целью дифференцирования объемного образования. Установлена доброкачественность объемного образования (заключение дополнительного классификатора "Доброкачественное объемное образование"), впоследствии подтвержденная данными УЗИ и лапароскопической биопсии. Пример 2. Больная К., 40 лет, поступила на амбулаторное обследование с жалобами на самопроизвольное выделение кровянистого типа из соска правой молочной железы. Проведено комплексное обследование, которое выявило наличие объемного образования в верхненаружном квандранте правой молочной железы. (Заключение классификатора - "Онкозаболевание имеет место"). После поворота приемника обследование продолжено: результат классификации - "Злокачественное объемное образование". Диагноз рака правой молочной железы верифицирован в результате маммографии и цитологического исследования пунктата правой молочной железы. Пример 3. Больная Н., 45 лет, поступила на обследование с жалобами на резкую слабость, ощущения перебоев в сердце, нарушения ритма, потерю веса. Проведенное комплексное исследование по вышеупомянутому алгоритму выявило наличие узлового образования в левой доле щитовидной железы (Заключение классификатора "Онкозаболевание имеет место"). Больной было выполнено радиоизотопное сканирование щитовидной железы, которое показало наличие в левой дольке железы признаков, характерных для новообразования. Произведена пункционная биопсия, которая выявила наличие атипичных клеток. Предлагаемая микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма позволяет объективно оценивать отдельные информационные параметры органов и функциональных систем организма человека и при помощи классификатора установить наличие онкологического заболевания. При этом, микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма позволяет в короткие сроки оценить качественно и количественно функциональную активность всех основных органов и систем организма человека и дифференцировать онкологическое заболевание, если последнее имеет место, установить первичный очаг и метастазы. При обнаружении онкозаболевания особенно важна возможность полного исследования нейроэндокринной и иммунной систем, как систем управления и контроля за всеми процессами, происходящими в организме человека. Кроме того, исследование физиологических процессов, проходящих в основных органах и системах организма человека, позволяет комплексно оценивать состояние пациента и предположительно установить первопричину онкологического заболевания. Совершенно незаменима микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма при профилактических и скрининговых осмотрах населения для выявления групп риска и онкозаболеваний на ранних стадиях.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10