Фотогалерея

ВОЗМОЖНОСТИ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С НОВООБРАЗОВАНИЯМИ ТОЛСТОЙ КИШКИ.

Е.Г.Яковлева, Е.Д.Федоров, С.С.Белоносов, Т.В.Зарубина,  К.Г.Коротков,

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет                информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия,
Российский национальный исследовательский медицинский университет         
имени Н.И.Пирогова, Москва, Россия                                                               

Абстракт

Цель: Оценка возможности выявления пациентов с новообразованиями толстой кишки с помощью метода газоразрядной визуализации.
Задачи: Между собой сравнивались:Контрольная группа и группа пациентов со всеми новообразованиями толстой кишки.  Контрольная группа и группа пациентов с полипами толстой кишки.Контрольная группа и группа пациентов с раком толстой кишки. Пациенты с полипами и раком толстой кишки между  собой.
Материал и методы: С помощью ГРВ-графии было проведено обследование 68  человек(25 мужчин, 43 женщины). Возраст испытуемых варьировал от 45 до 86  лет.Исследовались указательные пальцы рук. Анализировались как изображения пальцев целиком, так и отдельные сектора: нисходящая кишка, сигмовидная кишка, прямая кишка, слепая кишка, восходящая кишка,  поперечно-ободочная кишка, а также отделы позвоночника: поясничный отдел, крестец, копчик.
Результаты: Получилось большое количество различий между контрольной группой и группой пациентов с новообразованиями толстой кишки.Основными разделяющими параметрами явились следующие ГРВ параметры: радиус вписанного круга, нормализованная площадь, процент внутреннего шума и коэффициент формы. Изучена динамика параметров при изменении степени неоплазии опухоли толстой кишки.  
Выводы: Выявлены достоверные различия между контрольной группой и группами с полипами и раком толстой кишки. Это делает возможным использование ГРВ-метода при диагностике новообразований толстой кишки. 
 
Введение
По данным Международного агентства по изучению рака (МАИР)   (International Agency forResearchonCancer (IARC)), рак толстой кишки стоит на третьем месте по заболеваемости, а по числу умерших пациентов занимает 4 место в мире [1].  
Колоректальный рак является третьим наиболее распространенным видом рака, диагностируемым у мужчин и женщин в Соединенных Штатах.  По оценкам Американского онкологического общества в США на 2014 год прогнозируется 96830 новых случаев рака толстой кишки и 40000 новых случаев рака прямой кишки. В целом, пожизненный риск развития колоректального рака составляет примерно 1 на 20 (5%). Этот риск у женщин несколько ниже, чем у мужчин.  Ожидается, что этот рак  будет причиной более 50 000 смертей в течение 2014 года [2].  
В России изо всех видов рака заболеваемость раком толстой кишки занимает третье место, а смертность второе. Распространенность злокачественных новообразований толстой кишки в 2011 году составила 200 человек на 100 тысяч населения[10]. Несмотря на то, что более 50% всех случаев рака выявляется у людей в возрасте 60 лет и старше, все чаще это заболевание диагностируют в молодом возрасте, особенно его семейные и наследственные формы. Таким образом, проблема диагностики и лечения рака толстой кишки приобретает важное социальное значение.
Применение эндоскопических методов исследования наряду с рентгеноконтрастными и клинико-лабораторными методами значительно расширило диагностические возможности и позволяет проводить более рациональную лечебную тактику. Несмотря на эти достижения, процент запоздалой диагностики малигнизации полипов и их рецидивов все еще очень велик и по данным различных авторов достигает более 30%.
Фактор раннего выявления рака является главенствующим в определении продолжительности жизни больного и от него же зависят успех или неудача проводимого лечения. Наиболее актуальными в борьбе с раком являются скрининговые программы по выявлению заболеваний на ранней стадии до развития классической картины болезни.Сегодня все большее внимание уделяют различным неинвазивным, в том числе электрофизиологическим методам. Применение компьютерных технологий в обработке электрофизиологической информации позволяет значительно ускорить получение результатов исследования, стандартизировать методику, а также снизить влияние субъективного фактора. Одним из перспективных электрографических методов оценки функционального состояния организма является метод газоразрядной визуализации (ГРВ) или электрофотоники.ГРВ  это регистрация с помощью программно-аппаратного комплекса газоразрядного изображения объекта, полученного фотографированием в токах высокой частоты. Снятие информации производится с пальцев рук пациента[7].
Этот метод обладает следующими достоинствами: быстрота проведения исследования (5-10 минут), неинвазивность, доступность технических средств, небольшая утомительность для пациента, дешевизна метода, простота выполнения всех методических приемов по подготовке объекта исследования возможность слежения за развитием процессов во времени при видео регистрации свечения; наглядность получаемых результатов; удобство хранения и обработки информации; отсутствие какихлибо особых требований к помещению, условиям окружающей среды, квалификации исполнителя. [7];
Проведенный анализ литературы показывает, что изменения ГРВ-грамм тождественны изменениям в организме пациентов [8, 17]. Наиболее интересные исследования были проведены с целью изучения взаимосвязи между параметрами ГРВ и клиническими признаками состояния больных с заболеваниями легких,  сердечнососудистой системы [3, 4, 15].  Метод ГРВ нашел свое применение в оценке функционального состояния системы «мать – плацента – плод» [Ошибка! Источник ссылки не найден.], при функциональном обследовании больных в пред- и послеоперационном периодах [11], для оценки аллергии [14], диагностике аутизма [9] и высших корковых (когнитивных) функций [12]. Имеются работы, связанные с выявлением онкологических заболеваний [5,13, 16].
В связи со всем вышеизложенным, целью исследования было: Изучение возможности применения ГРВ-графии для выявления лиц с новообразованиями толстой кишки.  
Для достижения этой цели между собой сравнивались 4 группы пациентов: контрольная группа, пациенты со всеми новообразованиями толстой кишки,с доброкачественными новообразованиями толстой кишки (далее полипами),со злокачественными новообразованиями толстой кишки (далее с раком). 
 
Материал и методы
С помощью ГРВ-графии было проведено обследование 78  человек(25 мужчин, 43 женщины). Возраст испытуемых варьировал от 45 до 86  лет(ср. 64,6±1,2г.).. В контрольной группе было 22 человека, 45 пациентов с полипами толстой кишки и 11  с раком.
Компьютерная регистрация и анализ ГРВ-грамм проводились с помощью программно-аппаратного комплекса «GDV-Camera», использовались программы  «GDVCapture», «GDV-EnergyFields» «GDV-ScientificLaboratory». Группы  были проверены на нормальность распределения с помощью критерия Колмагорова-Смирнова, и на наличие 
различий, с помощью Т-критерия Стьюдента. Использовалась программа «SPSS Statistics17.0».
В рассмотрение брались указательные пальцы левой и правой руки, так как на них располагаются сектора, характеризующие состояние разных отделов толстой кишки (см. рис 1). Анализировались как изображения указательных пальцев целиком, так и отдельные сектора: нисходящая кишка, сигмовидная кишка, прямая кишка, слепая кишка, восходящая кишка,  поперечно-ободочная кишка. А также отделы позвоночника, которые имеют отношение к иннервации толстой кишки: поясничный отдел, крестец, копчик. Всего исследовалось 216 показателей. 



Рис.1. Разбиение на сектора ГРВ-грамм левого и правого указательного пальцев. 
 
Анализировались такие параметры ГРВ-грамм, как  Площадь и Нормализованная площадь свечения, Средняя интенсивность свечения, Коэффициент формы,  Радиус вписанного круга,  Процент внутреннего шума, а также  характеристики  по изолинии, которыехарактеризуют свечение объекта исследования: Длина, Энтропия, Фрактальность, Среднееквадратическоеотклонение (СКО) фрактальности, Средний радиус, Нормализованное СКО радиуса изолинии.  
 
Результаты исследования
В соответствии с первой задачей нашей работы были выявлены различия между контрольной группой и всеми пациентами с новообразованиями толстой кишки. 76 из 216 показателей имели статистически значимые различия (р<0,05), из них у21 параметраразличия имели очень высокий уровень значимости (р<0,001). Различия в большей степени были характерны для секторов: «Поперечно-ободочная кишка» и «Восходящая кишка».  Это можно объяснить тем, что большинство обследованных нами пациентов имели патологию в этих отделах толстой кишки.
Так как у нас получилось большое количество различий между контрольной группой и группой пациентов с новообразованиями толстой кишки, мы их представили в процентном соотношении по частоте встречаемости параметров (см.рис. 3 )


Рис 3. Встречаемость параметров, значения которых значимо отличают (р<0,05) контрольную группу от группы пациентов с новообразованиями толстой кишки (без использования фильтра). Где: РВК  - радиус вписанного круга,  ПВШ - процент внутреннего шума, НП - нормализованная площадь, К-тФ - коэффициент формы, СрИ - средняя интенсивность свечения, СрР  - средний радиус изолинии,Фр - фрактальность по изолинии, НСКОР - нормализованное среднеквадратическое отклонение (СКО) радиуса изолинии, СКОФр  - СКО фрактальности, ДИ - длина изолинии,  П - площадь свечения. 
 
Как видно из рисунка, основными разделяющими параметрами являются Радиус вписанного круга, Нормализованная площадь, Процент внутреннего шума и Коэффициент формы, характеризующий изрезанность наружного контура ГРВ-изображения.
Аналогичное распределение частоты встречаемости параметров мы наблюдали при сравнении контрольной группы и группы пациентов с полипами, контрольной группы и группы пациентов с раком, группы пациентов с полипами и группы пациентов с раком толстой кишки между собой.
В таблице 1 отражены закономерности изменения параметров в исследуемых группах при увеличении степени неоплазии опухоли. Величина параметров Нормализованная площадь свечения, Процент внутреннего шума, Средний радиус изолинии и Средняя интенсивность свечения  уменьшаются в динамике сравнения контрольная группа – пациенты с полипами – пациенты с раком толстого кишечника.
Значения параметров Радиус вписанного круга, Длина изолинии, Площадь свечения, Фрактальность по изолинии, Энтропия по изолинии, Коэффициент формы увеличиваются в динамике сравнения.  Таблица 1   Закономерности изменения параметров в исследуемых группах при увеличении степени неоплазии опухоли (указаны средние значения параметров).(рак – все виды или ТК?) нужен уровень значимости между группам

ПарамтрКонтрольПолипыРак
Контроль > Полипы > Рак
Нормализованная площадь
свечения
1,41+0,121,27+0,061,09+0,04
Процент внутреннего шума40,90+3,003,11+2,5123,32+2,01
Средний радиус изолинии14,21+0,4511,46+0,3210,45+0,42
Средняя интенсивность свечения86,65+0,1278,04+0,0875,19+0,05
Контроль < Полипы < Рак
Радиус вписанного круга46,05+1,5354,45+1,6359,37+1,04
Длина изолинии950+271025+161105+40
Площадь свечения9620+22510760+21511427+115
Фрактальность по изолинии1,60+0,021,63+0,041,71+0,01
Энтропия по изолинии1,57+0,031,65+0,021,74+0,01
Коэффициент формы11,14+0,5417,4620,52

Мы попытались дать физиологическое объяснение изменению  параметров ГРВграмм.  
По мере развития степени неоплазии Средняяинтенсивность свечения уменьшается. Этот параметр является количественным значением клеточной энергии организма. Чем меньше интенсивность свечения, тем меньше энергии в организме. Поэтому такая закономерность распределения параметра вполне объяснима.
Также уменьшается  и Процент внутреннего шума, который характеризует уровень рассеянного биофотонного излучения от кожного покрова. Чем ниже активность физиологических систем, тем слабее биофотонное излучение. В данном случае у пациентов с развитием патологических изменений в организме уменьшается активность физиологических систем, и вследствие этого уменьшается уровень биофотонного излучения.  
Уменьшается и величина параметра Нормализованная площадь. Она отражает меру адаптации организма. И чем меньше эта величина, тем меньше у организма ресурсов для адаптации.
По мере развития степени неоплазии увеличивается Энтропия, отражающая баланс регуляции. Чем больше энтропия, тем больше хаоса, тем больше дисрегуляции в организме. 

Заключение
Таким образом, проведенное исследование подтвердило возможности статической ГРВ-графии в плане выявления полипов и рака толстой кишки. Наибольшее количество различий получено для секторов: «Поперечно-ободочная кишка» и «Восходящая кишка».  
Это можно объяснить тем, что большинство обследованных нами пациентов имели патологию в этих отделах толстой кишки. Основными разделяющими параметрами  для всех групп явились: Радиус вписанного круга, Нормализованная площадь, Процент внутреннего шума и Коэффициент формы. Так как частота встречаемости параметров с фильтром и без фильтра оказалась примерно одинаковой, в дальнейшем возможно проведение обследования пациентов без применения пленочного фильтра. Изучена динамика параметров при изменении степени неоплазии опухоли толстой кишки. Величина параметров: Нормализованная площадь свечения, Процент внутреннего шума, Средний радиус изолинии и Средняя интенсивность свечения  уменьшаются в динамике сравнения контрольная группа – пациенты с полипами – пациенты с раком толстого кишечника.Значения параметров Радиус вписанного круга, Длина изолинии, Площадь свечения, Фрактальность по изолинии, Энтропия по изолинии, Коэффициент формы увеличиваются в динамике сравнения.  Все это открывает хорошие перспективы методу газоразрядной визуализации в диагностике новообразований толстой кишки.

Список литературы.

1. http://www.oncology.ru/specialist/epidemiology/
2. http://www.cancer.org/cancer/colonandrectumcancer/detailedguide/colorectal-cancerkey-statistics
3. Aleksandrova E, Zarubina T., Kovelkova M., Strychkov P, Yakovleva E. Gas Discharge Visualization (GDV) Technique Is New In Diagnostics For Patient With Arterial Hypertension // Journal of New Medical Technologies,  2010. V XVII, N 1. pp.122-125.
4. Alexandrova R., Fedoseev B., Korotkov K., Philippova N., Zayzev S., Magidov M., Petrovsky I. Analysis of the bioelectrograms of bronchial asthma patients. In: Proceedings of conference “Measuring the human energy field: State of the science”. National Institute of Health. Baltimore, MD, 2003: 70-81.
5. Chowhan R.S., Radzharan P., Rao S., Comparison bioelektrograficheskih images of cancer patients and healthy subjects / From Kirlian effect to bioelectrography. St. Petersburg., 1998. - P.133-140.
6. Gimbut V.S. Diagnostic Possibilities Of The Modified Technique In Obstetrics. In: Konstantin G Korotkov (Ed.). Measuring Energy Fields: Current Research. – Baskbone Publishing Co. Fair Lawn, USA, 2004. pp. 65-75.
7. Korotkov K. Human Energy Field: study with GDV bioelectrography. Backbone publishing, NY. 2002. 360 p.
8. Korotkov K.G., Matravers P, Orlov D.V., Williams B.O. Application of Electrophoton Capture (EPC) Analysis Based on Gas Discharge Visualization (GDV) Technique in Medicine: A Systematic Review. \\ J of Alternative and Complementary Medicine. January 2010, 16(1): 13-25.
9. Kostyuk N., Rajendram V., Rajnarayanan R., Raphael D., Isokpehi R., Hari H., Cohly H. Autism from a Biometric Perspective. Int. J. Environ. Res. Public Health 2010, 7, 19841995.
10. Status of cancer care in Russia in 2010, ed. Chissova VI, Starinskiy VV Petrova GV, FGU "MNIOI them. PA Herzen"Health Ministry, 2010.
11. Polushin J., Levshankov A., Shirokov D., Korotkov K. Monitoring Energy Levels during treatment with GDV-Technique. \\ J of Science of Healing Outcome. 2009. 2:5. 5-15.  
12. Rgeusskaja G.V., Listopadov U.I., Medical Technology of Electrophotonics – Gas Discharge Visualization  in Evaluation of Cognitive Functions. \\ J of Science of Healing Outcome. 2009. V.2, N 5, 15-17.  
13. Saeidov W. The Possibility Of Using Electrophotonics In The Early Diagnosis Of Polyps And Colon Cancer. In: Proceedings of XIV International Scientific Congress on Bioelectrography. St Peterburg 2010: 22-23. 
14. Stepanov A, Sviridov L, Korotkina SA, Achmeteli GG, Krizhanovsky EV. Application of the GDV-graphy technique for the estimation of antigen-antibody reaction. In: Korotkov K, editor. Measuring Energy Fields. Fair Lawn: Backbone Publishing, 2004:39-43.  
15. Szadkowska I. , Masajtis J., Gosh J.H. Images of corona discharges in patients with cardiovascular diseases as a preliminary analysis for research of the influence of textiles on images of corona discharges in textiles' users. \\ Autex research journal. 2010. v l. 10, n 1, 26-30.
16. Vepkhvadze R., Gagua R., Korotkov K. et. GDV in monitoring of lung cancer patient condition during surgical treatment // Georgian oncology. Tbilisi. 2003. № 1(4). p. 60.
17. Yakovleva E, Korotkov K.Elektrophotonic applications in medicine. GDV bioelectrography research. 2013. 134 p. Amazon.com Publishing. http://korotkov.org/electrophotonic-analysis-in-medicine/


Вход в систему