Неинвазивная экспресс-диагностика и мониторинг онкологических рисков по ритмограммам сердца

Громов А.И. Данилов А.Д, Дмитриев И.А. Миронов Я.С.

Автономная Некоммерческая Организация по развитию методов ритмодиагностики рака "Антиканцер ТАДа 2003 Санкт-Петербург, Россия

По данным Всемирной Организации Здравоохранения онкологические заболевания являются второй по значимости причиной смертности населения во всем мире. Причем, в последнее время во многих странах, в том числе в России, отмечается рост онкологической заболеваемости. За последние 15 лет число больных с впервые установленным диагнозом злокачественного новообразования увеличилось в России почти на 30%.

В 2001 году раком заболело 454 тыс.чел., а умерло - 337 тыс. чел. К 2005 году ожидается рост числа новых случаев раковых заболеваний до 500 тыс.чел., а смертей - до 350,0 тыс.чел. Сегодня в России риск заболеть раком в течение предстоящей жизни имеет каждый пятый мужчина и каждая шестая женщина. В Санкт-Петербурге по данным Популяционного ракового регистра, обнародованного в 1999 году, наибольшее число новых случаев опухоли пришлось на рак легких, молочной железы, и желудка. За последние шесть лет возросла заболеваемость раком щитовидной железы (на 60%), предстательной железы (на 50%), почек (на 45%), крови (35%) и др.

Одна из главных причин таких высоких показателей заболеваемости и смертности кроется в выпадении первичной профилактики и ранней диагностики из комплекса противораковых мероприятий. Неблагоприятная экологическая обстановка в большинстве регионов России, отсутствие средств у государственной медицины (например, по СПб коечный фонд, оставшийся на уровне двадцатилетней давности, может сегодня обеспечить лечение лишь половине нуждающихся); недостаток аппаратных средств и методов экспресс-диагностики, позволяющих неинвазивно, в реальном времени проводить выявление признаков онкологического процесса как у лиц группы риска, так и на ранней асимптоматичной стадии онкологических заболеваний приводят к дальнейшему росту числа заболеваний.

Только в Санкт-Петербурге на учете состоит 70,0 тыс. онкологических больных, тогда как в группы повышенного риска (профессиональный контакт с канцерогенами; пострадавшие в результате аварий на АЭС; курильщики; лица старшего и пожилого возраста, отягощенные онкологической наследственностью; лица с предраковыми заболеваниями и т.д.) можно отнести, как минимум, в 10 раз большее количество людей.

Ведущая роль в ранней диагностике отводится скрининг-методам, которые должны отвечать следующим требованиям: эффективность, отсутствие вредных воздействий, невысокая стоимость, возможность выполнения процедуры врачами общей практики, однозначность интерпретации полученных результатов и др.

Оценка наиболее популярных в настоящее время методов скриниг-диагностики онкологических заболеваний позволяет сделать вывод о том, что в клинической практике отсутствуют универсальные, недорогие скринниг-методы.

Одним из возможных путей решения этой проблемы стал метод

оценки степени риска развития онкологических заболеваний, разработанный на основе многолетних исследований, проведенных авторами с целью обнаружения признаков онкологического процесса в волновых структурах кардиоритмограммы.

Теоретическими предпосылками научных исследований послужили современные представления об организме человека как открытой, нелинейной, саморегулирующейся системе, функционирование которой обеспечивается скоординированной, мультивариантной и многопараметрической деятельностью всех его подсистем (находящихся в иерархическом соподчинении) в пределах, обеспечивающих достижение оптимального адаптивного эффекта в каждой конкретной ситуации. Способом существования и важнейшей характеристикой биологической системы являются периодические процессы (биоритмы). На основе этой концепции был сделан вывод о том, что любое изменение параметров жизнедеятельности или структуры, произошедшее в какой либо подстистеме организма распространяется по всем другим подсистемам, вызывая отклик в каждой из них. Ритмические процессы отдельных функций организма с периодами от миллисекунд до нескольких месяцев имеют свою иерархическую организацию, определяемую различными уровнями управления. Закономерности ритмической организации подобны для всех уровней и функциональных систем. В результате наложения различных колебательных процессов биосигналы характеризуются сложной ритмической структурой. Сердечно-сосудистая система управляется нервными и гуморальными механизмами и обеспечивает жизнедеятельность организма и всех его структурных подсистем.

На основании множества экспериментально подтвержденных данных показано, что наблюдаемое уже на ранних стадиях злокачественной трансформации тканей, уменьшение содержания железо-сернистых белков было характерным критерием развития патологии, которое обусловливает уменьшение эффективности окислительных процессов и укорачивание (деградацию) дыхательной цепи митохондрии злокачественных клеток.

Используя принцип транспозиции, от подобного к подобному, не нарушая гармонии процессов саморегуляции, обеспечивающих устойчивое функционирование самоорганизованной системы, можно было предположить деградацию колебательных процессов на дыхательном уровне организма в целом при канцерогенном воздействии и развитии злокачественного процесса.

И, действительно, при наблюдении пациентов, имеющих верифицированные злокачественные новообразования, были обнаружены специфические отклонения в периодах модуляции R-R-интервалов, в волнах первого порядка и в волнах следующих, более высоких порядков.

Длительность R-R интервала ритмограмм, снятых у здоровых пациентов, не имеющих онкологических заболеваний, на фазе вдоха обычно монотонно возрастает до максимума и, затем, монотонно убывает до минимума, (рис1).

В ритмограммах пациентов, имеющих морфологически подтвержденные злокачественные новообразования, на некоторых участках ритмограммы нарушается монотонность изменения длительности R-R интервала (рис.2). Эти участки 2-х ударных волн первого порядка, их количество и явная выраженность (контрастность) на общем фоне нормальных участков, и были приняты, как специфические признаки злокачественного процесса и названы специфическими признаками риска развития онкологического заболевания. (Громов А.И., Данилов А.Д., Дмитриев И.А., "Способ анализа электрофизиологических сигналов и устройство для его осуществления", патент РФ №2128004, 27-03-1999).

Таким образом, возможно, на организменном уровне проявились нарушения клеточного дыхания при канцерогенной мутации митохондрий. В этих процессах теснейшим образом взаимосвязаны и взаимозависимы гармония (как устойчивость системы), симметрия (как зеркальность и сопряженность разномасштабных процессов управления) и иерархичность систем управления, присущих нелинейным самоорганизованным и саморегулирующимся системам.

Таким образом, анализ ритма сердца дает возможность получения диагностической информации об энергетических и метаболических нарушениях в организме, в том числе и на доклинических стадиях патологического процесса.

График последовательности временных интервалов между соседними сокращениями сердца называется ритмограммой, которая представляет собой совокупность разномасштабных по времени процессов, получивших в специальной литературе названия: дыхательные волны, медленные волны 1-го, 2-го и более высоких порядков. Существующие методы анализа ритмограмм: корреляционные, спектральные, статистические, предполагают усреднение обрабатываемой информации в целом за время анализа. Но наиболее существенным препятствием на пути применения этих методов является то, что они пригодны для анализа аналоговых сигналов. Ритомограмма же представляет собой не сигнал, а искусственно полученный для более наглядного представления график, на котором по оси ординат точками отмечена текущая величина интервала между соседними сокращениями сердца, а по оси абсцисс - текущее время, являющееся суммой этих интервалов. Размерность величин по обеим осям одна и та же - время. И, если физический смысл, например, спектрального анализа, состоит в разделении на отдельные составляющие суммарного процесса, полученного путем сложения или вычитания амплитуд этих составляющих, то применительно к процессам, совместно происходящим во времени и отражающихся на ритмограмме, придется предположить, что они ускоряют или замедляют друг друга или, что то же, суммировать или вычитать время в независимых процессах.

Метод анализа ритма сердца, основанный на динамической обработке ЭКС, в которой значимой является последовательность признаков во времени, а не их статистическая совокупность разработан коллективом авторов и защищен патентом РФ №2128004.

Метод позволяет разделять ритмограмму на отдельные составляющие ее волны и анализировать динамическую структуру каждой из них в отдельности.

Первые клинические испытания метода проводились на основании решения Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ (протокол экспертной комиссии № 5 от 02 декабря 1993 года) на базе Санкт - Петербургского городского онкологического диспансера и показали его высокую эффективность (85%) и достоверность (87%).

По результатам клинических испытаний проведенных во 2-ой туберкулезной больнице С-Пб на пациентах имеющих различные стадии открытой формы туберкулеза были получены результаты, позволяющие говорить о высокой специфичности предлагаемого метода ритмодиагностики. Менее четверти пациентов, имеющих верифицированное заболевание открытой формы туберкулеза попали в группу повышенного и высокого риска развития онкологического заболевания, т.е. имели единичные или групповые специфические признаки риска развития онкологического заболевания

На сайте: www.anticancer.sp.ru организованы процедуры автоматической обработки ритмограмм, поступающих через интернет с целью определения онкологической группы риска по выявленным специфическим признакам риска развития онкологических заболеваний.

Способ и программно-аппаратные комплексы оценки степени риска развития онкологических заболеваний (ПАК ОСРРОЗ) прошли многократные клинические испытания и различные апробации в клиниках России и Германии. Показанные в этих работах чувствительность и специфичность превышали 90%.

Выводы

Предложенный способ выделения специфических признаков онкологического процесса и наркозависимости с одной стороны подтвердил концепцию единства этиопатогенеза целой группы болезней, возникающих в результате нарушения баланса адаптационного, репродуктивного и энергетического постоянства внутренней среды. С другой стороны результаты проверки способа в онкологии показали его высокие специфичность и чувствительность. Исходя из этой концепции предполагается возможность выделения ритмологических маркеров таких заболеваний как: гиперадаптоз, возрастная психическая депрессия, климакс, возрастное ожирение, метаболическая иммунодепрессия, возрастной предиабет, метаболические и аутоиммунные процессы, атеросклероз, гипоталамическая гипертоническая болезнь. Кроме того, метод может применяться для контроля качества лечения этих заболеваний.

Области применения способа.

1. Контроль динамики изменения патологических процессов в организме.

2. Проверка характера воздействия на организм физических, химических и биологических агентов и их комбинаций в быту и на производстве.

3. Контроль эффективности и адекватности лечения онкологических заболеваний, включая послеоперационный период.

4. Оценка адекватности и эффективности лечения наркомании, с учетом индивидуальных особенностей организма, при одновременной экономии количества применяемых дорогостоящих лекарств;

5. Контроль общего функционального состояния организма, его адаптационнных и резервных возможностей.

6. Оценка общего функционального состояния сотрудников спецподразделений, имеющих право на ношение оружия, допуск к работам и объектам повышенной категории сложности (работники АЭС, железнодорожные и авиадиспетчеры, летчики, шоферы, водолазы и т. д.).

7. Массовые профилактические осмотры населения для ранней скрининг-диагностики признаков патологических процессов, с целью формирования групп риска и возможной корректировки на доклиническом этапе развития заболевания.

8. Возможность выявления экологически неблагоприятных районов с точки зрения онкологических заболеваний, иммунодепрессий и аутоиммунных процессов.

Дополнительную информацию можно получить через E-mail: [email protected]