Классификация основных методов медицинских исследований. Лабораторные методы исследований

Классификация основных методов медицинских исследований. Лабораторные методы исследований

Классификация методов медицинских исследований

Современные методы медицинских исследований могут быть разделены на две основные группы – лабораторные и инструментальные. Основные методы, относящиеся к двум этим группам, представлены на схеме. Кроме того, к инструментальным методам относится особая группа методов, названная хирургические методы. Отдельное рассмотрение этой группы связано с особенностями этих методов, заключающимися в том, что инструментальные методы сочетаются в них с хирургическими вмешательствами.

Дадим краткую характеристику основных методов, представленных на схеме. В последующих лекциях все эти методы будут рассмотрены достаточно подробно.

Лабораторные методы состоят в исследовании химических и физических свойств биологических жидкостей и тканей, проб окружающей среды (смывы с поверхностей, пробы воды, почвы, воздуха и др.). Кроме того, к лабораторным методам относятся исследование и идентификация микроорганизмов (бактериология и вирусология), с целью выявления патогенных и условно-патогенных для человека и животных микроорганизмов и разработки методов специфической профилактики и лечения инфекционных болезней. В микробиологии широко применяют микроскопические методы исследования, методы культивирования микроорганизмов, генетической инженерии, хроматографии, масс-спектрометрии, изотопных индикаторов, электрофореза, цитологические, иммунохимические, биохимические и другие. Инструментальные методы диагностики могут быть, как инвазивными, так и неинвазивными. Инвазивные методы – это методы, основанные на проникновении каких-либо датчиков или агентов в организм обследуемого. Например, введение контрастных веществ в кровь или различные полости организма, использование зондов и датчиков, вводимых в организм. К этим методам относятся ангиография, гастрофиброскопия, пневмоэцефалография, радиационные методы и др. Неинвазивные методы – методы не связанные с проникновением в организм. К ним относятся рентгеновские, электрические, ультразвуковые, оптические, тепловидение.

Клинико-диагностическая лаборатория (КДЛ) - обязательное отделение любой поликлиники или больницы, и, чем крупнее лечебное учреждение, тем более многопрофильна его лаборатория. Современный врач, практически любого профиля, не может работать без точных качественных показателей состояния систем и органов, обмена веществ, защитных резервов организма и т.д., так как на их основе устанавливается и объективизируется диагноз, контролируется течение заболевания и эффективность терапии.

Выделяют 3 основных группы объективных методов исследования организма человека:

1. Структурная диагностика — методы, выявляющие изменения в строении органов и тканей (рентгенологические, ультразвуковые исследования, тепловидение, эндоскопия — гастроскопия, бронхоскопия, колоноскопия и т.д.).

2. Функциональная диагностика — методы изучения функционирования органов и систем по их электрическим проявлениям (электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография и др.), звуковым (фонокардиография), механическим (сфигмография) и другим проявлениям.

3. Лабораторная диагностика — методы выявления изменений клеточного и химического состава биожидкостей и других биоматериалов.

Не уменьшая значимости методов структурной и функциональной диагностики, следует отметить, что 70-80% объективной диагностической информации врач получает на основе лабораторных анализов, а состояние некоторых систем, в частности, иммунной, свертывающей систем крови можно определить только с помощью лабораторных методов. Кроме того, некоторые лабораторные исследования позволяют выявить патологический процесс на доклинической стадии, когда никаких субъективных ощущений и выраженных изменений органов и тканей нет, а также оценивать степень риска развития того или иного заболеваний для здорового человека.

В настоящее время лабораторная медицина представляет собой комплекс многих субдисциплин, каждая из которых исследует определенные компоненты биологического материала, используя собственные специфические методы.

 

Клинико-лабораторная гематология (гемоцитология и коагулогия)

Гемоцитология — раздел лабораторной медицины, изучающий клетки крови и костного мозга. Это звено лабораторной службы традиционно связано с клинической гематологией, так как диагностика заболеваний крови обязательно включает подсчет количества, выявление структурных аномалий и степени созревания клеток крови, а также определение миелограммы. Для этого используется не только традиционная микроскопия, но и люминисцентный, сканирующий, электронный микроскоп. Для качественного и количественного определения популяций клеток, находящихся на разных стадиях пролиферации и дифференцировки в настоящее время применяют методы цитохимии, моноклонального типирования, радиоизотопного исследования. Традиционные рутинные определения количества эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, лейкограммы в современных лабораториях проводятся на автоматических анализаторах с высокой производительностью и точностью.

Коагулогические исследования — комплекс анализов, характеризующих свертывающую систему крови (гемостаз). Современные автоматизированные коагулографы позволяют одновременно определять 5-9 показателей в течение нескольких минут.

Клиническая биохимия — один из наиболее обширных разделов лабораторной медицины, включающий исследования содержания органических и неорганических веществ, образующихся в процессе биохимических реакций, а также активности ферментов в сыворотке, плазме, крови, моче, ликворе и других биологических жидкостях. Современные приборы для биохимических исследований автоматически определяют одновременно до 20-30 показателей, используя несколько микролитов крови. Широкое внедрение методов «сухой химии» позволяет перенести ряд биохимических анализов из пробирки на специальные тест-полоски и без приборов определять многие показатели почти мгновенно.

Клинико-лабораторная иммунология — относительно молодой и быстро развивающийся раздел лабораторной медицины, обеспечивающий определение на основе комплекса показателей степени противоинфекционной и противоопухолевой защиты организма, а также лабораторную диагностику и контроль эффективности терапии аллергических заболеваний. Определение иммунного статуса человека становится необходимым условием успешного лечения очень многих заболеваний, поэтому иммунологическая лаборатория в ближайшие годы будет обязательным подразделением всех КДЛ.

 

Клиническая микробиология (бактериология, микология, вирусология)

Лабораторные микробиологические исследования проводятся для выявления возбудителей инфекционно-воспалительных процессов, определения их чувствительности к лекарственным препаратам и контроля за эффективностью лечения. Потребность в таких исследованиях постоянно растет; необходимость массового обследования и диагностики ВИЧ-инфекции потребовала создания специализированных лабораторий. В последние десятилетия в этой области достигнут большой прогресс благодаря широкому внедрению иммунологических и молекулярно-генетических методов, позволяющих с высокой точностью определять специфические поверхностные антигены и фрагменты ДНК вирусов, бактерий, грибов, простейших с помощью реакции иммунофлюоресценции (РИФ), иммуноферментного анализа (ИФА), полимеразной цепной реакции (ПЦР), ДНК-зондов. Это дает возможность точно определять возбудителей, которые с помощью культуральных и серологических методов выявлены быть не могут. Автоматизированные анализаторы позволяют индентифицировать возбудителей и определять их чувствительность к антибиотикам за несколько часов.

 

Цитология (эксфолиативная и пункционная)

Цитологическая диагностика заключается в изучении строения и выявлении патологических изменений в структуре клеток, полученных из экссудатов, синовиальной и спинномозговой жидкости, с поверхности слизистых оболочек, а также из тканей и органов при их пункционной биопсии. Пункционная цитология является основным методом дооперационной и операционной диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований. Современные методы автоматизированной цитофотометрии, гистохимии, радиоизотопного исследования делают цитологический анализ оперативным и точным.

 

Клиническая молекулярная биология и диагностическая генетика

Исследует генетический материал - хромосомы, гены, нуклеиновые кислоты для выявления разных типов мутаций, лежащих в основе наследственных заболеваний и пороков развития. Современные методы ДНК-диагностики — гибридизационный анализ, амплификация геномов, полимеразная цепная реакция, ДНК-зонды и другие незаменимы в пренатальной диагностике, а также широко используются для определения вирусов и бактерий.

Клиническая токсикология

Обеспечивает лабораторную диагностику острых и хронических отравлений, вызванных органическими и неорганическими веществами, лекарственными препаратами и т.д.

Высокая степень загрязнения окружающей среды, производства с вредными условиями, техногенные аварии и многие другие факторы определяют современную значимость этой области медицины.

 

Клинико-лабораторная паразитология

Выявляет и идентифицирует возбудителей паразитарных заболеваний — насекомых, гельминтов, простейших. Такие заболевания имеют определенные территориальные и социальные особенности распространения, но в связи с высокой миграционной активностью населения у людей появляются паразитарные заболевания, не характерные для мест постоянного проживания, поэтому лабораторная паразитология в настоящее время сохраняет высокую актуальность и значимость.

 

Лабораторный контроль (мониторинг) лекарственной терапии

Используя комплекс биохимических, физико-химических, цитологических и других методов осуществляет контроль за соотношением дозы и эффекта лекарственных препаратов, их индивидуальной фармакокинетикой. Такой лабораторный контроль распространен еще недостаточно широко, хотя необходим и эффективен при лекарственной терапии опухолей, неотложных состояний, длительных хронических заболеваниях и т.д. Современные автоматизированные системы регистрации обеспечивают высокую скорость и точность анализов.

Общеклинические исследования

Клинические лабораторные исследования относятся к числу самых распространенных методов диагностики заболеваний человека. Эти исследования включают; общие анализы крови и мочи, определение функционального состояния различных органов и систем (почек, печени и др.), изучение состава биожидкостей и выделений организма.

Количество этих исследований в медицинской практике непрерывно растет. Расширяется не только диапазон используемых показателей, но и постоянно совершенствуются сами методы.

Результаты лабораторных исследований не только способствуют выявлению той или иной патологии, но также используются для контроля за динамикой заболевания и эффективностью проводимой терапии. В комплексе с другими лабораторными и инструментальными методами они приобретают еще большее диагностическое значение. Однако целенаправленное назначение лабораторных анализов возможно только с учетом клинической картины заболевания. Стремление использовать как можно больше лабораторных показателей затрудняет их интерпретацию, загружает лабораторию излишней работой, оказывает дополнительную нагрузку на пациента.

Общие клинические исследования часто лишены специфичности, но это нисколько не умаляет их диагностического значения.

 

Клинические анализы крови

Когда говорят об анализах крови, всегда нужно иметь в виду, что собственно кровь является только частью системы, включающей в себя еще органы кроветворения (костный мозг, селезенка, лимфотические узлы, печень) и кроверазрушения (селезенка, ткани). Все звенья в этой системе взаимосвязаны и взаимозависимы.

Костный мозг является органом, в котором рождаются и созревают клетки крови. Через определенное время клетки поступают в кровеносное русло, в котором эритроциты живут около 120 суток, тромбоциты — 10, а нейтрофилы всего около 10 часов. Причем, если эритроциты и тромбоциты функционируют в кровеносном русле, то гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и макрофаги - еще и в тканях.

Подсчет количества клеточных элементов, который может производиться, как в ручную, с помощью микроскопа, так и автоматически, позволяет определить функциональное состояние костного мозга, диагностировать целый ряд заболеваний, связанных с нарушением его деятельности.

Кроме того, определяя количество эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и других элементов, концентрацию гемоглобина и скорость оседания эритроцитов (СОЭ), можно выявить наличие воспалительного заболевания (пневмонии, ревматизма, полиартрита, туберкулеза и др.).

 

Биохимические анализы крови и мочи

Биохимические анализы крови и других биологических жидкостей составляют около 40% всех лабораторных анализов. Они могут характеризовать как состояние всего организма, например, показатели кислотно-щелочного равновесия, так и отдельных органов, например, органоспецифические ферменты. Поскольку обмен веществ между органами и тканями опосредован кровотоком, в плазме крови содержатся в разных концентрациях все вещества, поступающие в организм и синтезирующиеся в нем. Аналитические возможности современных лабораторий практически сняли вопрос «как определить?», так как в настоящее время имеются возможности определять вещества, содержащиеся в биологическом материале в концентрациях 10-⁶-10-⁹ Моль на литр, а их перечень включает несколько сотен органических и неорганических компонентов.

При проведении биохимических анализов биологических жидкостей определяют, прежде всего, суммарную концентрацию всех белков, находящихся в сыворотке крови или в моче. В построении белковых молекул используется 20 различных аминокислот, последовательность и количество которых определяют размеры и свойства белка. В организме постоянно идут процессы «сборки» белковых молекул из аминокислот и «демонтаж» для образования энергии или выведения «ненужных» белков. Скорости этих процессов строго сбалансированы, и поэтому концентрация белков в сыворотке крови, тканях и органах строго сбалансирована. Патологическое снижение концентрации белка возникает при уменьшении его синтеза в печени (гепатит, церроз), нарушениях функции желудка или кишечника (воспаления, опухоли), при часто повторяющихся кровотечениях (желудочных, легочных, маточных и др.), при заболеваниях почек, сопровождающихся значительной потерей белка с мочой, при обширных ожогах, продолжительной рвоте, поносе, лихорадке.

В моче, напротив, белка быть не должно, или только его следы. Обнаружения белка в моче в небольших количествах возможно после длительных физических нагрузок, переохлаждения, преобладания белковой пищи.

Патологическое увеличение количества белка в моче (протеинурия) свидетельствует, в первую очередь, о заболевании почек – пиелонефрит, гломерулонефрит, почечная недостаточность и др., а также возможно при воспалении мочевого пузыря (цистите).

 

Исследования свертывающей системы крови

Кровь — уникальная жидкая ткань, обладающая не только текучестью, но и способностью свертываться (коагулировать), то есть сгущаться и образовывать плотные сгустки (тромбы). Свойство текучести предотвращает слипание клеток, и они легко перемещаются по всем сосудам, включая самые тонкие — капилляры. Благодаря свертывающей способности при повреждении мелких и средних сосудов кровотечение через некоторое время самостоятельно останавливается, так как брешь в сосуде закрывается тромбом. Как текучесть, так и свертываемость крови обеспечивается многими веществами и клетками, которые, взаимодействуя между собой, образуют систему гемостаза.

Расстройства гемостаза могут быть причинами самостоятельных заболеваний, но чаще всего они играют очень серьезную роль в течении, а иногда и в исходе других заболеваний, в первую очередь, травм, хирургических вмешательств, сердечно-сосудистых заболеваний, обширных воспалений, родов. Поэтому определение показателей свертывающей системы крови (гемостаза) является очень информативным для оценки состояния, прогноза и эффективной терапии многих острых и хронических заболеваний.

Система гемостаза включает 3 взаимосвязанных звена:

1. Сосудистый компонент

Слой клеток, выстилающий поверхность сосудов изнутри, — эндотелий — выделяет в кровь много веществ, которые не позволяют клеткам крови склеиваться и прилипать к стенкам сосудов. При повреждении или разрыве сосуда эндотелиальные клетки выделяют вещества, запускающие систему тромбообразования.