Одной из актуальных проблем современной медицины является создание новых наукоемких технологий, предназначенных для решения насущных проблем медицины и здравоохранения. В рамках этой проблемы особо важное место занимает разработка импортозамещающей лабораторной техники. Наиболее доступным и высокоинформативным методом оценки состояния здоровья человека, в том числе больших контингентов людей, является лабораторное исследование крови. Однако эффективное использование всего многообразия информационных свойств системы крови в диагностическом процессе в известной степени сдерживается ограниченными точностными и аналитическими возможностями современной техники. Основанные на косвенных принципах измерений современные гематологические анализаторы, например, регистрируют отклонения в показателях крови лишь в случае острофазных патологических состояний организма, не способны фиксировать тонкие морфо-функциональные изменения форменных элементов, которые могут быть первыми доклиническими проявлениями начальных стадий развития болезни.
В настоящем сообщении приведены краткие сведения о разработанном в России новом поколении анализаторов «АСТеД» - приборов, предназначенных для многопараметрового исследования клеток крови и других биологических жидкостей. Технология «АСТеД» создана на стыке двух направлений: традиционной оптической микроскопии и голографии. В разработке использованы последние достижения в области кибернетики, телевидения, оптико-электронного приборостроения, экспериментальной и клинической медицины, математики и ряда других смежных областей.
Принцип действия анализаторов «АСТеД»:
В процессе измерений импульсный источник излучения освещает исследуемые микрообъекты, свободно движущиеся в пространстве. Попадая в поле зрения прибора, микрообъекты вносят искажения в световой поток осветителя, идущий к регистратору. В результате этого на светочувствительном слое регистратора формируются изображения частиц - микроголограммы, по которым создается «электронный образ» каждой из них. Регистратор - телевизионная CCD-камера, преобразует изображения в видеосигнал. В параметрах видеосигнала содержится полная информация о зарегистрированных микрообъектах, например, об их размерах, форме, агрегатном состоянии, оптических характеристиках и т.д.
Входящая в состав анализатора система автоматики в реальном времени обрабатывает «электронный образ» каждого изображения, учитывая особенности его структуры, накапливает в памяти ЭВМ данные о всех микрообъектах, попадающих в процессе измерения в поле зрения прибора. По окончании измерений прибор выдает оператору информацию в том виде и в том объеме, которые предусмотрены заданной программой обработки. В процессе работы оператор имеет возможность оценивать результаты анализа, представленные в обобщенной форме либо детализированные по различным направлениям, фиксируя малейшие отклонения в параметрах крови.
Составляющие элементы технологии: анализирующий блок; видеопроцессор реального времени; видеомонитор; система обработки, хранения и вывода информации на базе ПЭВМ.
Анализаторы «АСТеД» обладают исключительно широкими функциональными и информационно-аналитическими возможностями, базирующимися на их способности давать комплексную оценку системы гомеостаза организма человека и животных, определять морфологические, оптические и другие свойства клеток крови и различного рода микроорганизмов, включая характер их ответа на электромагнитные, химические, тепловые, механические и иные виды внешних воздействий.
Объекты исследований: кровь, костный мозг, лимфа, выделения, суспензии микроорганизмов.
Анализируемые элементы: форменные элементы крови, бактерии, вирусы.
Виды исследований: гематологические, цитохимические, иммунологические, микробиологические.
Диапазон размеров визуализируемых микрообъектов, мкм 0,1 - 1000
Диапазон концентрации микрообъектов в объеме, ml-1 1,00 - 109
Максимальное количество параметров, определяемых при одном измерении (для эритроцитов, например) до 100
Стандартное время измерения и набора информации, с 30
Погрешность измерения контролируемого параметра, % менее 5
Количество рабочих мест операторов до 4
Гематологические исследования, выполняемые с помощью приборов «АСТеД», включают:
- общий анализ крови с определением до 120 параметров, диаграмм и распределений форменных элементов;
- исследования тромбоцитарного звена гемостаза, определение адгезивной и агрегационной способности тромбоцитов с регистрацией концентрации, размеров, а также формы PLT и их агрегатов, выявление склонности к агрегации (спонтанной и наведенной) различных морфологических фракций тромбоцитов;
- тесты на кислотную резистентность эритроцитов, обеспечивающие детальный анализ динамики изменения концентрации, размеров, площадей поверхности, объемов, формы и других параметров клеток в процессе гемолиза.
Тесты на резистентность с помощью анализаторов «АСТеД» позволяют выявить тонкие морфо-функциональные изменения клеток крови, которые нередко являются первичными, доклиническими проявлениями болезни. По данным «АСТеД»-диагностики в большинстве случаев удается дифференцировать нарушения, связанные с системой кроветворения либо приобретенные в кровяном русле.
- тесты на фагоцитарную активность лейкоцитов (нейтрофилов) в отношении корпускулярных агентов позволяют оценивать резервы иммунитета, глубину и динамику патологических сдвигов, эффективность проводимой терапии.
Цитохимические исследования включают тесты на ферменты, липиды, полисахариды, эстеразы, фосфатазы и т.д., проводимые в целях уточнения (подтверждения) различных форм лейкозов. Особенность цитохимических реакций, выполняемых с применением технологии «АСТеД», заключается в том, что анализу «АСТеД» доступны препараты как фиксированных мазков крови, так и суправитально прокрашиваемые суспензии клеток.
Иммунологические исследования направлены на контроль показателей иммунного статуса пациента. Методически в части подготовки проб для анализа они идентичны технологиям, применяемым при работе со специализированными анализаторами-цитофлюориметрами типа FACScan фирмы Becton Dickinson. С помощью «АСТеД» возможно определение до 8 субпопуляций лимфоцитов крови человека.
Микробиологические исследования - под этим названием объединен широкий спектр исследований крови и других биологических жидкостей, которые можно выполнить при помощи приборов «АСТеД» как в чисто научно-исследовательских целях, так и при решении диагностических задач в рамках клинических лабораторных анализов. Анализаторы «АСТеД» представляют собой весьма эффективный инструмент выявления (включая скрытые и неясные формы ) многих инфекционных заболеваний. При этом «АСТеД»-диагностике доступны как специфические морфологические структуры многих микроорганизмов, присутствующих в крови или в моче пациентов, так и выделенные чистые культуры возбудителей. Наиболее эффективно здесь использование так называемого режима «электронного мазка» - режима работы прибора, при котором изображения микрообъектов, попадающих в поле зрения анализатора в процессе набора информации, записываются в память компьютера, систематизируются и выводятся на экран дисплея в форме «синтетического кадра» с выделением характерных морфологических признаков. Дальнейший анализ и статистическая обработка данных может осуществляться по выбору оператора автоматически либо визуально по принципу «да-нет». Использование режима «электронного мазка» весьма полезно и при исследованиях процессов пролиферации популяций клеток различного вида. Наряду с определением параметров митотического цикла и его фаз оператор имеет возможность получать развернутую картину динамики изменения морфологических параметров клеток на разных стадиях митотического цикла, оценивать качество и жизнеспособность культуры.
- Главным достоинством анализаторов «АСТеД» является то, что они позволяют в максимальной степени использовать исключительно широкие информационные возможности системы крови в диагностическом процессе.
В целом данные протоколов специальных тестов отражают качество цитоскелета, цитоплазмы и клеточных мембран эритроцитов (эластичность, склонность к деформации, пределы растяжения без нарушения целостности, электрические свойства и др.). Анализ этих данных дает представление об уровне стресса, характере ответных реакций и степени вовлечения системы крови в патологический процесс; позволяет оценить состояние системы гомеостаза организма и ее резервные возможности.
Важной особенностью технологии является то, что режим «электронного мазка» представляет собой первичный материал лабораторного исследования крови и может храниться длительное время, не требуя специальных условий. Электронный архив легко доступен в любое время для контроля и сравнения.
Анализаторы «АСТеД» имеют широкие перспективы развития. Наиболее актуальные направления модернизации технологии направлены на дальнейшую формализацию данных лабораторных исследований с целью облегчения восприятия и понимания врачом их результатов, упрощения обучения специалистов и использования ими всего многообразия получаемых показателей в диагностическом процессе.
Таким образом, в России создан совершенно новый уникальный класс приборов, способных уже сейчас сыграть значительную роль в улучшении качества диагностического и прогностического процесса, как в условиях стационара, так и при проведении массовых обследований людей в учреждениях районного звена. С появлением приборов "АСТеД" в распоряжение медицины и здравоохранения предоставляется новое поколение диагностической аппаратуры, способной регистрировать уже в процессе скрининговых обследований и рутинных анализов малейшие отклонения в функционировании жизненно важных систем организма пациента. Применение анализаторов позволит существенно сократить временные и материальные затраты на постановку диагноза; благодаря выявлению ранних стадий заболеваний осуществлять своевременную и оптимальную коррекцию жизнедеятельности как отдельных органов, так и организма в целом, перейти на качественно новый объективно обоснованный и индивидуально ориентированный уровень профилактической медицинской помощи широким слоям населения.
Библиографическая ссылка
Хаит С.Е., Цыб А.Ф., Яскевич Г.Ф., Мамонов В.К., Тлепшуков И.К. НОВАЯ РОССИЙСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК КРОВИ И ДРУГИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 2. – С. 79-80;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12294 (дата обращения: 18.04.2024).