Главная Калькуляторы 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 сегодня 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.

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. При этом 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 сегодня 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.

2. Клеточный (тромбоцитарный) компонент

В крови постоянно циркулируют мелкие клетки или кровяные пластинки -- тромбоциты, от которых зависит начальный и конечный этап тромбообразования. При повреждении сосуда тромбоциты прикрепляются к месту разрыва, распластываются по поврежденной поверхности, склеиваются друг с другом, образуя комок из клеток -- первичную гемостатическую пробку. Этот этап называется первичным или тромбоцитарным гемостазом, вслед за которым развивается каскад реакций, обеспечивающих уплотнение и прочное закрепление тромба в сосуде (вторичный гемостаз). Кроме этого, тромбоциты играют существенную роль в дальнейшем восстановлении целостности сосуда.

3. Плазменный компонент

Это большая группа белков, ферментов, ионы кальция, которые содержатся в плазме и функционально объединяются в: а) свертывающую плазму (коагуляционную); б) противосвертывающую (антикоагуляционную); в) фибринолитическую (плазминовую) систему.

Подробное описание системы гемостаза определяется не только ее сложностью, но и тем большим количеством лабораторных исследований, которые отражают ее состояние.

Исследования эндокринной системы

Железы внутренней секреции или эндокринные железы -- гипофиз, эпифиз, щитовидная и паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочная железа, мужские и женские половые железы -- получили свое название в связи с тем, что выделяют синтезируемые ими вещества -- гормоны -- непосредственно в кровь. Это обеспечивается очень развитой сосудистой сетью желез.

Гормоны обладают высокой биологической активностью и способны в очень малых концентрациях оказывать значительное влияние на обмен веществ в клетках и через него на функции систем и органов, массу тела и, в определенной степени, на поведение. Гормоны действуют на ткани избирательно, что связано с неодинаковым количеством рецепторов и чувствительностью тканей к разным гормонам.

Продукция гормонов находится под контролем нервной системы, которая через гипоталамус осуществляет регуляцию синтеза гормонов в гипофизе. Гипоталамические гормоны либерины (кортиколиберин, соматолиберин и др.) оказывают активирующее влияние на гипофиз, а статины (соматостатин, меланостатин и др.) -- тормозящее. Гипофиз секретирует большую группу так называемых тропных гормонов, каждый из которых регулирует синтез соответствующего гормона в периферической железе. Гормоны периферических желез, в частности мозгового слоя надпочечников, в свою очередь, контролируют секрецию гипоталамических гормонов. Благодаря такому тесному взаимному влиянию и контролю железы внутренней секреции образуют единую эндокринную систему. Поэтому повышение или снижение содержания гормона в организме может возникать не только из-за изменений в самой железе (опухоль, атрофия, склероз и др.), но и в результате нарушения регуляции со стороны других систем.

Лабораторные исследования играют важную роль в диагностике нарушений гормонального статуса, поскольку окончательный диагноз большинства эндокринных заболеваний может быть установлен только после проведения специальных тестов и функциональных проб. Получить информацию об активности эндокринной железы можно путем непосредственного определения уровня соответствующего гормона, промежуточных продуктов его синтеза или превращения, а, также, определяя биохимические, физиологические и другие параметры процессов, на которые влияет тот или иной гормон. Некоторые эндокринные нарушения возникают из-за образования антител к гормонам и веществам, участвующим в их образовании. В таких случаях определение уровня (титра) антител позволяет точно определить механизмы гормонального нарушения. В современных специализированных лабораториях широко используются радиоиммунологические методы определения гормонов, которые очень точны, специфичны, хотя и дороги.

Исследования иммунной системы

Человек постоянно находится в окружении огромного количества различных патогенных бактерий и вирусов, которые содержатся в воздухе, воде, почве, на окружающих предметах, продуктах питания и теле самого человека. Они могут вызывать множество заболеваний, но происходит это в течение жизни относительно редко, так как в организме имеется сложная система защиты от чужеродных агентов -- иммунная система. Организм человека можно сравнить с государством, располагающим большой хорошо вооруженной армией -- иммунитетом. Огромное число «солдат» -- иммунокомпетентных клеток -- циркулирует в крови, «патрулируя» все органы и ткани и ликвидируя не только инфекционные агенты (микробы, их токсины, вирусы и т.д.), но и очищая организм от патологически измененных, злокачественных, отмирающих и пересаженных клеток (органов). Таким образом, основной функцией иммунной системы является распознавание и уничтожение тел и веществ чужеродной природы.

Центральными органами иммунной системы являются костный мозг и тимус (вилочковая железа), основными периферическими -- лимфатические узлы, миндалины, селезенка. В иммунной системе выделяют клеточное и гуморальное звено, которые в организме тесно взаимосвязаны.

Клеточное звено иммунитета включает лимфоциты и их производные - плазматические клетки, а также макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и тучные клетки. Их количество определяется по общему количеству лейкоцитов в крови и по лейкоцитарной формуле (лейкограмме). Выявление иммунокомпрметированных лиц основывается на анализе данных анамнеза, результатов клинико-лабораторного и иммунологического обследования. Определение иммунного статуса человека включает комплекс анализов, дающих качественную и количественную характеристику клеточного и гуморального звена иммунитета. Частые инфекционно-воспалительные заболевания, их затяжное течение и возникающие после осложнения свидетельствуют о функциональных или структурных дефектах иммунной системы человека.

Исследования функции почек

Почка -- парный орган, расположенный по обе стороны позвоночника в поясничной области. Функция почек многообразна. Почки участвуют в удалении конечных продуктов обмена веществ, чужеродных и ядовитых веществ, поступающих в организм из внешней среды, поддерживают постоянство в крови осмотически активных веществ, кислотно-щелочное равновесие, участвуют в регуляции водного баланса, продуцируют вещества, регулирующие артериальное давление, эритропоэз и т.д. В конечном итоге, основная функция почек -- образование мочи. Механизм образования мочи сосредоточен в сложной почечной структуре, называемой нефроном.

Нефрон состоит из клубочка и извитых канальцев. Кровь, поступающая в клубочек, фильтруется и в извитых канальцах образуется первичная моча, по своему составу соответствующая сыворотке крови. При этом через этот фильтр крупномолекулярные белки не проходят. Из первичной мочи вода и некоторые растворенные в ней вещества всасываются и возвращаются в кровь. Оставшаяся сконцентрированная жидкость выводится из организма в виде мочи.

Таким образом, процесс образования мочи состоит: из фильтрации сыворотки крови, обратного всасывания воды и растворенных в ней веществ (реабсорбция) и канальцевой секреции.

Пробы, используемые для изучения функции почек, в одних случаях позволяют оценивать их способность концентрировать мочу и выводить воду, в других -- характеризовать отдельные процессы, связанные с мочеобразованием (функцию клубочков, извитых канальцев, исследовать почечный кровоток и т.д.

Вместе с тем, исследования функциональной способности почек ничуть не умаляют диагностическое значение результатов, полученных при химическом и микроскопическом изучении мочи.

Исследования функции печени

Печень занимает центральное место в процессах обмена веществ организме человека. Большое количество крови, проходящее через печень, позволяет этому органу выделять в кровоток и извлекать из него многие биологические вещества. Выделение желчи -- лишь одна из функций печени.

Печень участвует в синтезе белков, углеводов, жиров, в пигментном обмене, образовании мочевины, креатина и целого ряда других соединений. Велика роль печени в обезвреживании различных токсических веществ путем образования безвредных комплексов, удаляемых из организма через почки. Функции печени определяются с помощью проведения проб (проба с нагрузкой сахарами, проба на синтез гиппуровой кислоты, бромсульфалеиновая проба).

Маркеры опухолей

Маркеры опухолей -- белки с углеводными или липидными компонентами, которые выявляются в опухолевых клетках или сыворотке крови, являются показателем злокачественного процесса в организме. Эти белки обладают равной степенью специфичности -- одни могут появляться при нескольких видах опухолей разной локализации, другие -- только при каком-то одном определенной злокачественном новообразовании. Различна частота их обнаружения и диагностическая значимость, так как в 10-15% случаев (для разных опухолей эти величины различны) белок-маркер может не выявляться при наличии опухоли.

Опухолевые маркеры используются для контроля за течением заболевания и эффективности проводимой химиотерапии, хирургического и биологического лечения. Динамическое наблюдение за уровнем опухолевого маркера позволяет делать заключение о полной остановке или прогрессировании процесса, появлении метастазов. Нередко повышение концентрации опухолевого маркера отмечается значительно раньше каких-либо клинических признаков заболевания. Определение маркеров опухолей хотя и дорогой, но очень важный метод исследования, без которого в ряде случаев обойтись просто невозможно.

Большинство лабораторных методов исследования требуют специального оборудования.

Так, для подготовки и сохранения проб при заданной температуре, а также проведения бактериологических и серологических исследований используют термостаты, а также холодильники (криостаты). Для поддержания температуры выше температуры окружающей среды пользуются жидкостными и воздушными термостатами. Теплоносителем в жидкостных термостатах является вода или масло, в воздушных -- воздух. Водяные термостаты позволяют поддерживать температуру от 10 до 100°, масляные и воздушные -- до 300°. Термостаты снабжены подогревающим и терморегулярующим устройствами, имеют внутреннюю камеру, куда помещают исследуемый материал или биологическую пробу. Камера заключена в рубашку, в которой циркулирует теплоноситель, подогреваемый электронагревательным элементом или охлаждаемый холодильной машиной. В медицине используют главным образом термостаты, поддерживающие более высокую температуру, чем в помещении. В практике заготовки крови, хранения органов и тканей для трансплантации, различного биологического материала используют криостаты, обеспечивающие сохранность материалов при пониженных температурах.

Для иммунобиологических исследований используют приспособления для разлива и разведения проб и реактивов, обеспечивающие одновременный разлив исследуемых проб в многоячейковые планшеты однократного применения.

При гистологических исследованиях применяют автоматы для гистологической обработки и окраски тканей, микротомы для получения тонких срезов препаратов, автоматы для фиксации и окраски мазков крови.

Технические средства для количественных и качественных исследований

К ним относят оптические визуальные и фотометрические приборы для регистрации колориметрических, поляриметрических и других световых характеристик различных растворов, суспензий и эмульсий: колориметры, фотоколориметры, нефелометры, поляриметры, фотометры, спектрофотометры и др. Колориметры служат для определения светопоглощения в различных участках светового спектра. Визуальные колориметры позволяют исследователю сравнить проходящий через исследуемый объект световой поток с эталоном в определенном световом диапазоне; подбирая наиболее близкий по окраске эталон, определяют концентрацию данного вещества в пробе. Современные колориметрические приборы (фотометры, спектрофотометры) принципиально устроены так же, но в них световой поток, проходя через исследуемый раствор, улавливается не визуально, а фоточувствительным элементом, в котором возникшая электродвижущая сила прямо пропорциональна силе светового потока. По заранее построенному графику зависимости светопоглощения от концентрации исследуемого вещества определяют его содержание в исследуемой пробе. Для выделения необходимого участка светового диапазона в фотоколориметрах используют светофильтры, в спектрофотометрах с целью более строгого определения участков светового диапазона применяют, кроме того, монохроматоры, выделяющие очень узкий участок спектра. Эти методы основываются на том, что различные вещества имеют максимум светопоглощения в определенных участках спектра. Применение спектрофотометров, где более строго выделена опорная длина волны, обеспечивает возможность работы в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что значительно расширило возможности фотометрических методик. Наибольшее распространение в мед. практике получили фотоэлектроколориметры, фотоэлектроколориметры-нефелометры, микроколориметры. Фотоколориметры в качестве измерительных приборов встраивают в биохимические автоанализаторы, которые обеспечивают определение многих показателей в автоматическом режиме.

Наиболее широко распространенными приборами для морфологических исследований (определения формы, размеров, строения тканей, клеток и других структур живого организма) являются различные микроскопы (см. Микроскоп).

В гематологических исследованиях применяются различные счетчики клеток крови, например, для измерения концентрации эритроцитов и лейкоцитов в суспензиях крови - кондуктометрические гемоцитометры, для определения концентрации гемоглобина в крови - фотоэлектрические гемоглобинометры, автоанализаторы морфологические и др. Эти и аналогичные им приборы в крупных лабораториях диагностических центров заменили трудоемкие процессы подсчета клеток крови и определения содержания гемоглобина, распределения клеток по размерам и т. д. Для определения групповой и резус-принадлежности крови, проведения серологических реакций используют различные автоматизированные устройства. Для исследования свертывающей системы крови применяют самопишущий переносной коагулограф, а для определения минерального состава биологических проб -- пламенные фотометры. В небольших лабораториях для исследования крови часто пользуются простейшими устройствами: камерой Горяева для счета форменных элементов крови, лабораторным счетчиком для подсчета различных клеток крови (лейкоцитарной формулы) при микроскопическом исследовании, штативом и пипетками для определения СОЭ, капиллярным гемовискозиметром для определения вязкости крови и др.

Оснащение современных лабораторий автоматизированными и механизированными устройствами постепенно вытесняет ручные и визуальные методы исследования, обеспечивает более высокую точность и воспроизводимость результатов определений, увеличивает производительность труда лаборантов, что особенно важно в связи с постоянным ростом числа выполняемых в лабораториях анализов, появлением новых методик и расширением количества исследуемых показателей.

ГЛАВА 4. Наблюдательные исследования

С.А.Шальнова, Е.К. Бутина

В зависимости от подхода к изучению взаимосвязей между признаками выделяют два вида клинических исследований: наблюдательные и экспериментальные. Наблюдательные исследования, в которых изучается естественное течение процесса, и характеристика или изменения признака изучаются в зависимости от изменений или характеристик другого. В экспериментальных исследованиях исследователь активно вмешивается, изменяет признак и наблюдает, как изменяется другой, вследствие этого вмешательства. При этом исследователь пытается как можно сильнее предотвратить влияние других признаков, которые могут повлиять на исходы. Примером такого вида исследований являются клинические исследования по изучению методов лечения и профилактики, рассмотренные в 5 главе.

Наблюдательные исследования можно разделить на две основные категории: описательные и аналитические. Описательные исследования используется как для описания болезни, так и для описания (определения) распространенности или смертности от определенного заболевания (признака) в больших популяциях в соответствие с ее основными характеристиками, такими как пол, возраст, раса или географическое положение.

Другая категория наблюдательных исследований – аналитическая используется для выявления причинных или этиологических факторов в возникновении исходов (заболеваний). Началом или первым этапом аналитического исследования часто являются описательные данные, которые поднимают определенный вопрос или позволяют формулировать гипотезу, требующую дальнейшего исследования. В аналитическом исследовании исследователь пытается ответить на определенный вопрос или группу вопросов. Различия между описательным и аналитическим исследованиями не всегда выражены. В большом описательном исследовании может (иногда неожиданно) получить впечатляющие данные, которые позволят получить ясный ответ на специфический вопрос. Данные аналитического исследования могут представлять весьма значительный описательный интерес и поднимать новые вопросы для дальнейших исследований.

Несмотря на отсутствие резких различий, часто бывает полезным разделять исследования подобным образом. Описательные исследования часто

ОСНОВЫ ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

отражают более поверхностные или общие взгляды на проблему заболевания. Аналитические суживают ее до специфического вопроса, что может потребовать более строгого дизайна исследования и анализа данных.

В зависимости от длительности исследования подразделяются на поперечные (одномоментные или исследования распространенности) и продольные (когортные исследования или исследования так называемых конечных точек).

4.1. Одномоментные исследования или исследования распространенности

Одномоментные исследования изучают взаимосвязь между заболеванием и другими характеристиками или факторами в определенной популяции

в определенное время. Наличие или отсутствие заболевания, а также изучаемых факторов определяется у каждого участника популяции или представительной выборки. Необходимо помнить, что одномоментное исследование выполняется за весьма короткий промежуток времени, в течение которого изучаемые показатели (заболеваемость, изучаемые факторы) остаются неизменными. Иными словами, исследователь делает «моментальный снимок» ситуации.

Распространенность и инцидент – важные характеристики наблюдательных одномоментных исследований. Оба понятия являются частотами, которые помогают определить вклад болезни в популяции

Инцидент рассматривает только вновь диагностированные случаи заболевания (состояния) среди всех пациентов, имеющих риск развития этого заболевания за определенный период времени и используется при изучении влияния новых случаев заболевания.

Распространенность или общее число случаев используется при оценке бремени болезни в обществе или популяции. Этот показатель относится ко всем лицам в популяции или выборке, у которых имеется данное заболевание, включая как новые случаи, так и уже имеющиеся. Таким образом, распространенность – это число лиц, имеющих болезнь, деленное на число лиц

в выборке, обследованных в определенный период времени

Основной клинический вопрос в одномоментном исследовании может быть сформулирован, например, так: определить распространенность заболевания и изучить взаимосвязи (ассоциации) между наличием или отсутствием исследуемого заболевания и интересующими исследователя факторами.

Не менее важный вопрос – выбор адекватной популяции (выборки) для исследования. Если популяция достаточно мала и финансирование достаточно (например, учащиеся одной школы, студенты одного вуза, факультета или население небольшого городка), можно взять в исследование всю популяцию. Если же популяция велика (страна, большой город и пр.), то необходимо сформировать представительную выборку из этой популяции. Для лучшего понимания таких важных терминов как выборка и популяция остановимся на них подробнее.

ГЛАВА 4. Наблюдательные исследования

Популяция – это совокупность населения, обладающего данным признаком.Выборка – часть популяции, полученная путем отбора по одному или нескольким признакам.

Методы для формирования адекватной (подходящей) выборки весьма важны. Мы предлагаем основные виды выборок, которые чаще других используются в одномоментных исследованиях.

Виды выборки:

Простая случайная – наиболее элементарный тип, в которой каждый имеет одинаковый шанс быть отобранным из популяции. Для этого вся популяция нумеруется последовательно 1,2,3 и т. д. Затем номера выбираются случайно или генерируются компьютером с учетом необходимого объема.

Стратифицированная случайная – получается при делении популяции на четкие подгруппы (страты) соответственно некоторым важным характеристикам: возраст, социально-экономическое положение. Затем отбирается случайная выборка из каждой страты. Например, возрастная группа 40-59 лет составляет 20% во всей популяции. И в выборке эта возрастная группа, также будет составлять 20%. Это представительно и упрощает анализ.

Систематическая, когда сначала решают, какую часть популяции обследовать, половину, одну десятую, и т. д. Затем выборку нумеруют и отбирают каждого десятого, или каждого сотого и т. д. Однако нужно быть совершенно уверенным, что при этом не будет смещения. Список избирателей, например, построен так, первым идет фамилия мужа, затем жены и есть вероятность, что могут быть отобраны женщины или мужчины.

Кластерная: 1) разделение популяции на группы не обязательно такие гомогенные как страты, 2) выбирается случайная выборка из кластеров, 3) случайная выборка из лиц, составляющих кластер. Этот тип выборки особенно полезен при проведении национальных обследований домохозяйств.

Примером такой выборки может служить представительная выборка на-

селения России, которая формировалась для исследования RLMS (Russian Longitudinal Monitoring Survey).

Территориальное районирование в России дает весьма большой разброс по численности населения, однако численность переписных округов или избирательных участков весьма постоянна – около 3000 чел. взрослого (после 18 лет) населения в городах и 2500 чел. – в сельской местности. С учетом фактора урбанизации в России выделяют 8 социально-экономических зон с соотношением город/село 3:1

На первой ступени был отобран 21 район (6 городов-областных центров, 7 небольших городов и 6 сельских районов. Внутри каждого из отобранных районов тем же методом из географически упорядоченного списка избирательных участков отбиралась выборка из 10 избирательных участков (вторая ступень). Таким образом, всего было отобрано 220 избирательных участков. На третьей ступени отбора из верифицированных избирательных списков систематически отбирались по 36 домохозяйств (адресов), которые и подлежали

ОСНОВЫ ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

обследованию. Таким образом, для обследования была сформирована представительная выборка из населения России, включающая 7400 домохозяйств (семей), соответствующая генеральной совокупности.

Еще одна важная характеристика одномоментного исследования – отклик на обследование. Известно, что население неодинаково участвует в обследовании. Часто первыми приходят более больные люди, или напротив, здоровые, но более озабоченные своим здоровьем. Для того чтобы не было смещения при отборе участников исследования, необходимо, чтобы были обследованы не менее 70% от сформированной выборки. Например, отклик в RLMS составил 87,8%. Учитывая правильность выборки и высокий отклик, полученные данные можно экстраполировать на все население страны. Иными словами, исследование обладает высокой обобщаемостью.

4.2. Когортные исследования

Вместо измерения вклада в уже существующее заболевание (или его отсутствие), как это делается в одномоментном исследовании, когортные исследования изучают вклад факторов в развитие или прогрессирование заболевания. Когорта – римский термин для группы солдат, которые маршировали вместе. В клиническом исследовании когорта – это группа обследуемых, прослеженных в течение времени. В когортном исследовании исследователь выбирает или формирует выборку пациентов (обследуемых), а также измеряет показатели (переменные, факторы) у каждого обследуемого, например физическая активность, которые могут повлиять на исходы.

Когда когорта формируется для изучения, в основном, одного заболевания (или фактора риска), исследователи часто исключают людей, которые уже имеют событие (и это называется inception cohort). При исключении лиц, о которых известно, что они имеют уже интересующий исход (в данном случае, заболевание или фактор риска), исследователь уверен, что переменные, которые измеряются в начале исследования, не влияют на исходы. Однако некоторые состояния могут присутствовать и продуцировать симптомы до постановки диагноза. Потенциальные проблемы, связанные с тем, что некий фактор может влиять на возникновение события, например питание, могут быть минимизированы двумя путями. Во-первых, при скрининге должны быть использованы чувствительные тесты и исключены потенциальные обследуемые с субклиническими формами интересующей болезни. Во-вторых – исследователь может увеличить временные рамки, спрашивая на скрининге о прошлых привычках питания или увеличивая длительность наблюдения так, чтобы период от измерения фактора риска до возникновения события был дольше, чем преклиническая фаза болезни.

4.3. Исследование случай-контроль

В данных исследованиях, прежде всего, определяется случай, например больной с определенным заболеванием и подбирается контрольная группа или группа лиц без заболевания. Взаимосвязь заболевания изучается

ГЛАВА 4. Наблюдательные исследования

сравнением больных и «здоровых», в соответствие с тем, как часто изучаемый фактор присутствует или если речь идет о количественной переменной, то уровень фактора обеих подгруппах. Исследование случай-контроль может быть подобно одномоментному исследованию, если в нем оценивается взаимосвязь уже имеющегося заболевания и других факторов или переменных. Или может быть подобно когортному исследованию, если речь идет об изучении развития новых случаев заболевания или другой конечной точки. Последний подход предпочтительнее.

Особенности проведения исследования случай-контроль. В таких исследованиях, как и в любых других, необходима ясная постановка цели, определение методов исследования, критерии диагностики и включения случаев. Важны объективные доказательства заболевания, даже если это уменьшает группу. Так, для исследования мочекаменной болезни лучше всего включать лиц, имеющих документированные случаи с помощью рентгено-радиодиаг- ностических методов или наличие данных в анамнезе операции по поводу удаления камней, а не только наличие почечной колики. Выбирая менее документированные случаи можно «обогатить» группу не-случаями и, таким образом, нивелировать различия между группами случаев и контролей. Группа случаев обычно ограничивается временем постановки диагноза. Например, можно решить, что будут исследованы все случаи мочекаменной болезни в некоторой больнице с 1 января 2001г по 31 декабря 2002г.

Обычно не все больные, имеющие подходящий диагноз, могут быть включены в исследование. Кто-то уехал, некоторые умерли, кто-то отказался, а кто-то не хочет сотрудничать. Исследователь должен продемонстрировать все подходящие случаи и сообщить, сколько же включено в исследование. Но, в каждом случае причина не включения должна быть зарегистрирована. Решить, кто будет контролем, пожалуй, самая тяжелая задача при планировании исследования случай-контроль. Это требует настоящего искусства. В одномоментном или когортном исследовании эта проблема не столь актуальна, потому что случай можно сравнить с остальными участниками исследования. Идеально контроли должны быть частью популяции, из которой выбраны случаи. Если это невозможно необходимо, что подобрать наиболее близкие подходы.

Примеры использования различных типов исследований для ответа на один клинический вопрос

Предположим, вы хотите изучить, предрасполагает ли ожирение к дегенеративному артриту коленных суставов.

При использовании дизайна одномоментного исследования вы делаете рентген коленных суставов в определенной популяции (выборке), например, всем взрослым и определяете степень ожирения, измеряя рост и вес или кожную складку. Затем вы сравниваете распространенность артрита в зависимости от степени ожирения, или степень ожирения у лиц с артритом и без него.

В исследовании случай–контроль вы формируете группу лиц с артритом коленного сустава, диагностированного врачами в течение последнего года. Для контроля вы должны подобрать каждому случаю-контролю из популяции

ОСНОВЫ ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

того же пола и возраста, но без артрита. Затем необходимо измерить степень ожирения в обеих группах и посмотреть, действительно ли в группе с артритом чаще встречается ожирение.

В когортном исследовании вы снова возвращаетесь к популяции (выборке) взрослых, которым делали рентген для выявления уже имеющегося артрита и исключения больных с артритом из изучаемой когорты. Затем вы измеряете рост, вес, кожные складки для получения информации об ожирении. Наблюдаете эту популяцию в течение 10 лет, например, и снова делаете рент ген для выявления уже новых случаев артрита, и сравниваете группы в зависимости от степени ожирения.

Учитывая, что основной клинический вопрос звучал: «Предрасполагает ли ожирение к артриту коленных суставов?», очевидно, что когортный подход является наиболее адекватным, так как вы наблюдаете развитие артрита у лиц с различной степенью ожирения. Одномоментное исследование и слу- чай-контроль дают лишь непрямые доказательства, поскольку оба состояния (артрит и ожирение) наблюдаются в одно и то же время. Однако время можно нивелировать, если в этих исследованиях вы получите у пациентов сведения об анамнезе и лекарственной терапии. Например, можно узнать, какой вес был у обследуемых 10 лет назад или в возрасте 25 лет или до того, как возникли жалобы на боль в коленных суставах. Конечно, эти сведения не будут столь корректны, как в когортном исследовании, однако, это позволит получить доказательства в одномоментном и случай-контроль исследованиях, не используя длительный временной период.

Подведем итог. В качестве преимущества исследований случай-контроль следует отметить, что это лучший тип исследования для изучения редких заболеваний или событий (исходов). Такое исследование относительно быстрое и недорогое; может быть небольшим по объему. К недостаткам таких исследований относят:

– смещение при отборе – контроли должны быть как можно более подобны случаям;

– смещение при измерении болезни – лица, отобранные как случаи, могут лучше помнить симптомы, так как их значимость для пациентов выше, или исследователь может более настойчиво спрашивать о симптомах;

– смещение при оценке выживаемости – умершие не включаются в исследование случай-контроль; а если включаются, то об этих случаях всегда меньше информации.

Кроме того, исследования случай-контроль не дают информации о распро-

страненности и ограничены изучением одного события.

Пути преодоления недостатков: правильное сопоставление (matching ) – для каждого случая необходимо найти контроль, аналогичный по всем другим возможным признакам, исключая искомое состояние (тот же возраст, пол, социальное положение, etc.) и ослепление: индивидуальная оценка влияния должна быть слепой, то есть тот, кто проводит анализ исследования не должен знать, случай или контроль он анализирует.

ГЛАВА 4. Наблюдательные исследования

4.4. Проспективное и ретроспективное исследования

Вернемся еще раз к когортным исследованиям. В зависимости от того, когда были собраны данные по отношению к началу наблюдения, исследования подразделяются на проспективные и ретроспективные. В ретроспективном исследовании используются данные (записи), сделанные в прошлом. Напротив, проспективное включает сбор данных в начале исследования.

4.4.1. Проспективные исследования

В проспективном исследовании исследователь может планировать и контролировать методы проведения обследования, имея в виду цель исследования. В ретроспективном исследовании данные уже собраны и могут быть не полными или собраны не совсем в том плане, который предусматривается данным исследованием. Соответственно, ретроспективные исследования часто имеют существенные проблемы.

Рассмотрим исследование по изучению исходов лечения больных с хронической сердечной недостаточностью в больнице за несколько лет. В случае ретроспективного исследования, исследователь должен принять во внимание, что критерии диагностики ХСН за эти годы могли измениться и варьировать от врача к врачу. Измерение центрального венозного давления, давления заклинивания легочной артерии (wedge ), и фракции выброса улучшили диагностические возможности этого состояния, и случаи, диагностированные много лет назад, могут отличаться по характеру и тяжести от тех, которые были диагностированы в последние годы. Таким образом, изменения в исходах могут объясняться скорее различной тяжестью заболевания, чем эффектом лечения.

Если это исследование будет проводиться проспективно, исследователь может с самого начала установить критерии диагностики ХСН и набор объективных диагностических методов, который будет использоваться в исследовании для оценки улучшения состояния. Кроме того, он может контролировать, чтобы все необходимые процедуры проводились всем обследуемым, включенным в исследование. Таким образом, преимущества (superiority ) проспективного исследования по этому вопросу несомненны.

Примером проспективного когортного исследования может служить изучение влияние факторов риска на смертность мужчин среднего возраста, проведенного в Москве. Основные стадии проведения исследования:

1. Формирование когорты. В 1974 году исследователи сформировали случайную представительную выборку мужчин 40-59 лет из избирательных списков одного из районов г. Москвы и послали им приглашения на обследование.

2. Согласившиеся принять участие в исследовании мужчины были опрошены по стандартной анкете, им было проведено ЭКГ исследование в покое, измерены основные факторы риска – артериальное давление, частота сердечных сокращений, антропометрические показатели, показатели липидного обмена. Было обследовано 3908 человек. Отклик составил 80%.

ОСНОВЫ ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

3. Прослеживание когорты и измерение исходов. Один раз в два года определялся жизненные статус включенных в исследование, и причины смерти умерших. Период наблюдения в среднем составил 25 лет.

Проспективный подход позволил исследователям планировать число из-

мерений, сделанных в начале исследования, а когортный дизайн позволил им собрать данные о последующих исходах. Большой объем когорты и длительный период наблюдения обеспечил возможность исследовать вклад факторов риска в смертность от различных заболеваний: сердечно-сосудис- тых, онкологических и другие неинфекционных заболеваний, а также общую смертность.

В другом исследовании исследователи проверяли гипотезу о том, что частый прием пищевых волокон ассоциируется со снижением рака толстого кишечника. Потребление волокон оценивалось в 1980г, и в период между 1980-1994гг было выявлено и подтверждено 787 случаев рака. Частота рака толстого кишечника у женщин, находящихся в верхней децили распределения потребления волокон, была аналогичны таковому у женщин, находящихся в нижней децили распределения этого показателя (ОР=1,0; 95%ДИ 0,7-1,4). Исследователи сделали поправку на возможные вмешивающиеся факторы, которая не изменила результат. Значительное число случаев рака толстого кишечника и качество методов поддерживает заключение о том, что частое потребление пищевых волокон не предупреждает возникновение рака кишечника.

Преимущества проспективного когортного дизайна.

Проспективное когортное исследование – мощная стратегия для определения возникновения события (состояния) и исследования потенциальной причины их развития. Так как потенциальные причинные факторы измеряются до возникновения событий, в когортном исследовании можно установить их вклад в развитие изучаемого исхода (состояния).

Проспективное исследование дает исследователю возможность измерить важные переменные аккуратно и в полном объеме. Это может быть, в частности, важно для исследований определенного типа прогностических факторов, как например, привычки питания, которые трудно вспомнить точно. Измерение уровней факторов до возникновения исхода вообще производится более аккуратно, чем попытка реконструировать прошлое после того, как событие уже произошло.

Проспективное когортное исследование уникально для изучения прогностических факторов фатальных случаев заболеваний. Когда такие случаи изучаются ретроспективно, прогностические факторы, которые привлекают внимание исследователей, могут быть представлены не полностью, и потребуется восстановление этих факторов в прошлом – из истории болезни, у родственников, друзей и т. д. больного.

Недостатки проспективного когортного дизайна.

Проспективный когортный дизайн дорогой и неэффективный путь для изучения редких состояний. Даже те заболевания, которые, как

ГЛАВА 4. Наблюдательные исследования

мы думаем, встречаются достаточно часто, например, рак кишечника, на самом деле встречаются так редко, что должно быть прослежено достаточно много людей в течение длительного времени, чтобы выявить необходимое число событий для получения достоверных результатов.

Использование проспективного когортного дизайна станет более эффективным, если изучаемые исходы будут встречаться более часто. Поэтому проспективное когортное исследование факторов риска, влияющих на возникновение рецидивов после лечения больных раком кишечника, будут меньше по объему и менее зависимыми от времени, чем такое же исследование по изучению влияния факторов риска на возникновение рака кишечника у здоровой популяции.

4.4.2. Ретроспективное когортное исследование

Дизайн ретроспективного когортного исследования по сути такой же, как и проспективного когортного исследования: группа лиц прослеживается во времени с измерением потенциальных прогностических факторов в начале и затем определяются последующие исходы. Различие в том, что отбор когорты, исходные характеристики наблюдение и исходы все случились в прошлом. Этот тип исследования возможен в том случае, если можно собрать адекватные данные о факторах риска и исходах в данной когорте лиц, которые были отобраны для других целей.

Пример. Ретроспективное когортное исследование

Для описания естественной истории аневризмы грудной аорты и факторов риска разрыва аорты, Clouse и соавторы анализировали данные историй болезни 133 пациентов, имевших аневризму.

Основные стадии проведения исследования.

1. Выбор подходящей когорты. Исследователи использовали базу данных жителей графства Олмстед, Миннесота. Они искали больных, которым в период между 1980 и 1995 годами был поставлен диагноз аневризмы аорты, было найдено 133 пациента.

2. Сбор прогностических факторов. Для определения пола, возраста, размеров аневризмы и факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний в момент постановки диагноза были просмотрены истории болезни пациентов.

3. Сбор данных об исходах. Исследователи собирали данные из историй болезни 133 пациентов, чтобы определить, был ли разрыв аневризмы или аневризма была оперирована.

4. Было показано, что 5-летний риск разрыва аневризмы аорты составил 20%, и что женщины имели в 6,8 раза меньшую вероятность разрыва по сравнению с мужчинами (95% ДИ составил 2,3-20). Исследователи также показали, что 31% больных с исходным диаметром аорты более чем 6 см, имели разрывы аневризмы, тогда как при диаметре менее 4 см не было зарегистрировано ни одного разрыва.

ОСНОВЫ ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

Преимущества ретроспективного когортного дизайна.

Ретроспективные когортные исследования имеют, в принципе, ту же силу, что проспективные. С помощью такого дизайна также можно установить, что прогностические факторы предшествуют событию.

Кроме того, эти исследования имеют преимущество перед проспективным, так как они менее дороги, и затратны по времени проведения. В таких исследованиях пациенты уже обследованы, измерения сделаны исходно, и период наблюдения уже завершился.

Недостатки.

Основные недостатки ретроспективных когортных исследований заключаются в том, что исследователь имеет ограниченное влияние на выбор популяции и качество измерений. Имеющиеся данные могут не включать пациентов и информацию, которая важна для ответа на клинический вопрос, поставленный в исследовании. Даже в том случае, когда имеющиеся данные включают информацию о ключевых переменных, они могут быть неполными, неточными или измерены таким образом, что нельзя получить ответ на вопрос исследования.

Итак, вы познакомились с наиболее часто используемыми видами наблюдательных исследований, оценили их преимущества и недостатки, а также осознали, что выбор того или иного вида исследования должен определяться тем клиническим вопросом, на который вы хотите получить ясный и недвусмысленный ответ.

4.5. Тестовые задания

Выберите один или несколько правильных ответов. I. ОПРЕДЕЛИТЕ ТИП ВЫБОРКИ:

А. Выборка учащихся школы, сформированная следующим образом: из каждой классной комнаты выбирались по два ученика. Один – первый из родившихся в январе и второй – последний из родившихся в декабре

1. Простая случайная

2. Стратифицированная случайная

3. Кластерная

4. Систематическая

Б. ЦЕЛЕВАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ДЛЯ ТЕЛЕФОННОГО ОПРОСА ОТБИРАЛАСЬ ПУТЕМ ВЫБОРА 10 СТРАНИЦ ИЗ ТЕЛЕФОННОЙ КНИГИ ПО ТАБЛИЦЕ СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ И ВКЛЮЧЕНИЯ КАЖДОГО, ФАМИЛИИ КОТОРЫХ НАХОДИЛИСЬ НА ЭТИХ 10 СТРАНИЦАХ

1. Простая случайная

2. Стратифицированная случайная

3. Кластерная

4. Систематическая

В. ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗДОРОВЬЯ ИЗ ВРАЧЕБНОГО УЧАСТКА, НАХОДЯЩЕГОСЯ В РАЙОНЕ НОВОСТРОЕК (ГДЕ ПРЕОБЛАДАЮТ

Научные исследования в медицине

Научные исследования в медицине, как и в сфере других наук, могут проводить только люди честные и принципиальные, истинно преданные делу, которому они служат. Безнравственен и такой поступок научного руководителя, когда он соглашается или сам настаивает на том, чтобы в научной публикации (монография, статья, тезисы, доклады и др.) в той части, где значится фамилия истинного автора научной работы, рядом ставились фамилии лжесоавторов, то есть лиц, которые не участвовали в научном исследовании. Научные эксперименты на человеке (в том числе и врачей на самих себе), явно опасные для жизни, недопустимы, как и исследования, причиняющие страдания подопытному лицу. Находящиеся рядом с ребенком родители или другие близкие люди очень внимательно следят за выражением лица, каждым словом и движением врача. Иногда его тяжелый вздох, внезапное покачивание головой, озадаченное выражение лица вызывает у них страх, состояние тревоги и даже паники. Совершенно недопустимо в присутствии детей и подростков обсуждать симптомы их болезни, результаты обследования, назначаемое лечение, возможные прогнозы и другие вопросы, имеющие отношение к болезни.

Научные исследования, проведенные в последнее десятилетие, значительно расширили представление о болезнях, в течении которых возникают обструктивные расстройства функции легких; позволили сформировать более эффективные лечебные программы и оказание помощи больным на этапе развития хронической дыхательной недостаточности; высоких результатов удалось достичь при ведении больных, когда сочетались социальные и образовательные программы. Принципиальное положение в этой проблеме занимают профилактические программы, направленные на снижение уровня внешних и внутренних поллютантов. Однако сегодня необходимо констатировать факт дальнейшего распространения ХОБЛ и возрастающей значимости этой проблемы как с медицинской, так и с социально-экономической стороны. Исторический период научного познания болезней, которые рубрифицированы под названием ХОБЛ, охватывает более двух столетий.

Методология планирования научных исследований в медицине

Научное исследование включает в себя несколько блоков взаимосвязанных этапов. Первый - предплановые исследования, составление и утверждение плана НИР. Второй включает собственно процесс исследования (сбор материалов, характеризующих изучаемую проблему, накопление фактических данных о ней, их систематизация, выработка определенных представлений о проблеме). Третья часть исследования - оформление результатов научного поиска (интерпретация, отчет, публикация).

Первой и, возможно, важнейшей составной частью научно-исследовательской работы является предплановое исследование, которое включает выбор темы, выдвижение рабочей гипотезы, патентно-информационную проработку планируемой НИР, составление рабочего плана НИР, освоение методик.

Выбор темы исследования - крайне сложный творческий процесс, во многом обеспечивающий успех научной деятельности. Тема исследования должна быть актуальной, отличаться новизной, иметь научно-практическое значение. Поскольку выполнение научных исследований требует больших материально-технических и временных затрат, творческих усилий, выбор научной темы представляется важнейшим этапом НИР.

Выбор темы исследования целесообразно начинать с изучения опыта предшествующих поколений ученых. С этой целью необходимо изучить исследуемую проблему не только по источникам литературы, но и овладеть современной методической базой, знать, какие исследования проводятся в ведущих научных школах мира. Таким образом, на первом этапе планирования главное - исключить возможность дублирования и обеспечить достаточно высокий уровень собственных знаний по определенной проблеме. На втором этапе планирования следует найти оригинальный подход в постановке задачи исследования, а затем и в ее решении, используя новые методические подходы, области их использования и т.д.

В качестве приемов, позволяющих осуществлять поиск новых решений в научных исследованиях, можно использовать:

1. Ознакомление р текущей и ретроспективной информацией, преимущественно обзорно-аналитического характера.

2. Ознакомление с новейшими достижениями науки и техники в смежных областях знания и перенос в них методов и методических приемов из своей области знания или, наоборот, заимствование их из смежных областей.

3. Разработку новых, более совершенных методов исследования, технологий, приборов или композиционных материалов, открывающих широкие перспективы их использования в научных исследованиях.

4. Методы системного анализа, наукометрические методы и т. д.

Тема НИР должна отличаться: 1) новизной исследуемого вопроса и получаемых результатов; 2) актуальностью; 3) научно-практической значимостью; 4) доказательностью выдвигаемых исследователем положений, вытекающих из полученных результатов.

Таким образом, бездоказательные утверждения исследователя, равно как и отсутствие новизны, актуальности и научно-практической значимости полученных результатов, не могут расцениваться как результаты научных исследований.

Научно-исследовательские работы подразделяют на инициативные и заказные, индивидуальные и коллективные (комплексные). Инициативные исследования чаще всего носят поисковый характер и, как правило, финансируются за счет внутренних средств научного учреждения, полученного гранта и т. д. Заказная тематика входит в состав различных государственных программ или выполняется по договору с другими НИИ (ведомством) и соответственно финансируется Минздравом, научными фондами и другими заказчиками. Индивидуальные НИР, как правило, являются фрагментами кандидатских или докторских диссертаций, разделом комплексного исследования или хоздоговора. Комплексные (коллективные) исследования формируются в рамках программно-целевого планирования для решения крупных научных проблем и призваны ликвидировать мелкотемье, более рационально использовать имеющиеся ресурсы. Каждая научно-исследовательская работа подлежит обязательной государственной регистрации как при планировании, так и при ее завершении для исключения дублирования и параллелизма в работе.

Процесс выбора темы НИР зависит от того, является ли тема заказной или инициативной. В первом случае тема НИР, цели, задачи, сроки и ресурсы должны определяться заказчиком. Исполнитель и научный руководитель лишь представляют заказчику предложения по решению поставленной задачи с указанием своих квалификационных и ресурсных возможностей для проведения конкурсного отбора.

План НИР (может быть оформлен в виде договора между заказчиком и исполнителем) включает в себя обоснование, календарный план, калькуляцию стоимости, штатное расписание, отчет о проведенном патентно-информационном исследовании с заключением об исключении дублирования и целесообразности планирования НИР.

При составлении плана НИР и его экспертизе важно определить требуемую материально-техническую базу (объем предполагаемого эксперимента (наблюдения)), число исполнителей и их квалификационный состав, сроки выполнения темы. Все это в конечном счете определяет требуемый объем финансирования. В соответствии с этим в приложении к плану НИР (договору) - калькуляции сметной стоимости - перечисляются все планируемые затраты: заработная плата, начисления в фонд заработной платы и отчисления в фонд занятости, затраты на спецоборудование, материалы, командировочные и накладные расходы. Объективность сроков исследования определяется по календарному плану работы, который должен включать перечисление всех этапов и видов работы с указанием сроков и конкретных исполнителей. Срок выполнения можно рассчитать с помощью сетевого графика, обычно он не превышает 3 года.

Тема НИР, как правило, планируется на научную группу или лабораторию. Это и определяет численность исследователей и фонд заработной платы. Соотношение численности научного и вспомогательного состава зависит от характера планируемой работы и может колебаться от 1:1 до 1:4.

Тема НИР должна широко обсуждаться коллективом лаборатории, Ученого совета, экспертных Советов на всех этапах планирования, выполнения и завершения темы.

В процессе выбора темы НИР и ее планирования исполнитель должен критически оценивать свои реальные технические, кадровые, финансовые, квалификационные и иные возможности. Соответствие ресурсной, квалификационной, информационной и методологической базы исполнителя поставленным целям и задачам исследования позволяет выполнить план НИР в полном объеме и в срок.

Патентно-информационные исследования являются одним из основных разделов предплановых исследований. Они проводятся с целью определения научно-технического уровня и тенденций развития в планируемой области знания, патентоспособности предлагаемой к планированию НИР и исключения дублирования. Патентно-информационные исследования осуществляются на основе анализа патенгной, научно-технической, коммерческой и других видов информации. В соответствии с Законом Республики Беларусь "О патентах на изобретения" предметом патентной защиты на территории РБ являются устройства, способы, вещества, штаммы микроорганизмов, а также применение ранее известных устройств, способов, веществ и штаммов микроорганизмов по новому назначению. НИОКР, результаты которых могут быть предметом патентной защиты, признаются охраноспособными. Тематика, посвященная проблемам эпидемиологии, вопросам медицинской демографии, организации здравоохранения, не является охраноспособной. В этом случае проводятся исследования только научно-медицинской информации.

Патентно-информационные исследования осуществляются разработчиком совместно с сотрудниками патентно-информационного подразделения. Патентно-информационное исследование проводится в следующем порядке: определяется охраноспособность планируемой НИР, разрабатывается план и регламент исследования, осуществляются поиск, отбор, систематизация и анализ информации, составляется отчет о проведенном патентно-информационном исследовании с перечнем выявленных информационных источников-аналогов, оформляется заключение о целесообразности планирования (с обоснованием новизны, актуальности, технического уровня, отличительных особенностей по сравнению с аналогами) и исключении дублирования. По завершении темы НИР патентно-информационное исследование проводится в более углубленном виде: определяются новизна, технический уровень, патентная чистота разработанного объекта, целесообразность его правовой защиты за рубежом и продажи лицензий.

Особенность научных исследований в области медицины заключается в том, что исследователю часто доступна лишь косвенная информация о состоянии функций органов и систем человеческого организма, а любое инструментальное исследование может представлять определенную угрозу здоровью. Вот почему выдающийся клиницист И. А. Кассирский предупреждал: "Никогда инструментальное исследование не должно быть горше (опаснее) болезни".

Поскольку жизнедеятельность человека определяется сложнейшими биохимическими и нейрофизиологическими процессами, зависящими от многочисленных эндогенных и социальных факторов, условий внешней среды, результаты искусственно воспроизводимых исследований и экспериментов носят порой сугубо индивидуальный характер и устанавливаются лишь посредством статистического их восприятия. Кроме того, в процессе медицинского эксперимента можно уяснить далеко не все стороны жизнедеятельности целостного организма. Комплексно оценить изучаемые экспериментальным путем явления такого рода возможно только путем накопления большого количества фактов, их сопоставления и статистической обработки, причем очень часто приходится пользоваться результатами других исследователей, опубликованных в научных изданиях.

И, наконец, многочисленные медицинские исследования и эксперименты невозможно проводить на человеке из-за их опасности для жизни и здоровья, а моделирование патологии человека на животных и эксперименты на них не всегда дают адекватные результаты при дальнейших клинических испытаниях.

Результаты НИР во многом определяются правильностью выбранных методов исследования. Наиболее широко применяемым в медицине эмпирическим методом является натурное наблюдение в естественных, клинических или лабораторных условиях. Объектами этого наблюдения могут быть здоровые или больные люди, продукты выделения и ткани живого организма, трупный материал, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности и т. д. Натурное наблюдение включает всевозможные методики исследования - гистологические, психофизиологические и т. д. Отличительной особенностью методов натурного наблюдения является то, что они осуществляются только в отношении самого объекта научного изучения и только в обычных, естественных условиях его существования. Никакие модели, замещающие объект изучения, изменения условий его обитания не допускаются.

В отличие от натурного наблюдения экспериментальное исследование ставит перед собой задачу изучения явления в строго контролируемых и воспроизводимых условиях при активном воздействии экспериментатора на объект изучения.

УДК 614.2:167

КЛАССИФИКАЦИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЗДРАВООХРАНЕНИИ

Неверный государственный медицинский университет, г. Архангельск, Россия; 2Арктический университет Норвегии, г. Тромсе, Норвегия; Национальный институт общественного здравоохранения, г. Осло, Норвегия; Международный казахско-турецкий университет им. Х. А. Ясави, г. Туркестан, Казахстан; 5Северо-Восточный федеральный университет, г. Якутск, Россия

Настоящей статьей мы открываем серию публикаций об основных методологических принципах планирования исследований в здравоохранении, характеристиках основных типов эпидемиологических исследований, разобранных на практических примерах с представлением методов расчета выборки и проведения статистического анализа данных. В данной статье представлена подробная классификация научных исследований, а также даны основы доказательной медицины.

Ключевые слова: классификация научных исследований, методология исследований, дизайн исследования, доказательная медицина

TYPES OF RESEARCH IN HEALTH SCIENCES

1K. K. Kholmatova, 12O. A. Kharkova, 13-5A. M. Grjibovski

Northern State Medical University, Arkhangelsk, Russia; 2Arctic University of Norway, Troms, Norway; 3Norwegian Institute of Public Health, Oslo, Norway; International Kazakh - Turkish University, Turkestan, Kazakhstan; 5North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russia

This is an introductory article about the main methodological principles of research design in health sciences, characteristics of basic types of study designs using practical examples with the description of the methods of sample size calculation and statistical analysis of data. Detailed classification of research designs and basic principles of evidence-based medicine are presented in the article. Key words: classification of study designs, research methodology, study design, evidence-based medicine.

Холматова К. К., Харькова О. А., Гржибовский А. М. Классификация научных исследований в здравоохранении // Экология человека. 2016. № 1. С. 57-64.

Kholmatova K. K., Kharkova O. A., Grjibovski A. M. Types оf Research in Health Sciences. Ekologiya cheloveka . 2016, 1, pp.57-64.

В последние десятилетия в российской медицинской науке прослеживается значительный рост числа проводимых научных исследований. Вместе с тем подвергаются заметному ужесточению требования, предъявляемые к методологии реализованных исследований и качеству опубликованных данных. С целью интеграции в международное научное сообщество материалы, представляемые в журналах, рекомендуемых ВАК для печати результатов исследований, и журналах, индексируемых в Scopus и других международных базах данных, должны не только обладать признаками новизны с научной точки зрения, но и быть представлены в соответствии с международными стандартами. При этом важную роль играет грамотное описание методологии проведенного исследования и методов анализа полученной информации. В связи с этим в большинстве вузов для аспирантов и докторантов введены обязательные дисциплины по эпидемиологии и статистическому анализу данных, призванные сформировать необходимый базис для продуманного поэтапного осуществления запланированных научных изысканий. Именно тщательное планирование будущего исследования с формулировкой его цели и задач, формированием репрезентативной выборки, уточнением дизайна исследования, решением этиче-

ских аспектов, и определение методов анализа данных может выступать гарантом его успешной реализации с практической и научной точки зрения.

Данная статья является первой в цикле публикаций, главной целью которых будет описание основных типов исследований в здравоохранении, перечисление их преимуществ и недостатков, выделение научных вопросов, которые могут решить эти исследования, а также представление основ для анализа данных, полученных в результате проведения исследований различного дизайна. В этом выпуске мы представим подробную классификацию научных исследований. В литературе при изучении эпидемиологических исследований чаще всего можно встретить классификацию, подразделяющую их по типам: поперечное, экологическое, случай-контроль, когортное, экспериментальное. Однако на настоящий момент есть достаточно много различных подходов для классификации научных исследований, и даже приведенная выше классификация не является исчерпывающей, так как в последние годы были выделены новые гибридные типы исследований. Поэтому в опубликованных материалах научных работ, особенно зарубежных авторов, можно встретить широкий перечень терминологии, используемой при описании проведенных

исследовании, иногда схожие по сути исследования могут быть представлены по-разному. Для того чтобы иметь возможность свободно ориентироваться в этоИ тематике, мы приводим подробную обобщенную характеристику исследовании, построенную на различных основаниях для их классификации, которые были почерпнуты из различных источников.

Классификация научных исследовании по основаниям .

1. Гипотеза/цель исследования: поисковые и проверяющие / описательные и аналитические (рис. 1). Как можно заметить, это довольно схожие классификации относительно различных по смыслу основании.

Поисковые или разведывательные исследования (exploratory studies) применяются для предварительного изучения какого-либо вопроса, выявления актуальноИ с научноИ точки зрения области для его изучения и формулировки научноИ гипотезы, для расширения знаний по уже изучавшейся ранее проблеме, описания существующего порядка вещей по какому-либо вопросу. Примерами данного типа исследования могут служить качественные исследования, описательные количественные исследования.

Описательные исследования (descriptive studies) являются наиболее ранним вариантом проведения исследований, позволяют нам ответить на вопросы «Кто? Где, Когда?». Для них характерно общее представление какой-либо проблемы в какой-либо популяции в определенный момент или интервал времени, без сравнения по группам. При этом используется представление данных в виде среднего значения или пропорций (доли, проценты), статистический анализ не применяется. К описательным исследованиям относятся:

Описание клинического случая - первый из существующих типов исследований, описание клинической ситуации у одного или нескольких (до 10) пациентов. На настоящий момент используется для представления редких клинических ситуаций, случаев

сочетанной патологии, применения нового метода лечения;

Описание серии случаев - аналогичный представленному выше вариант исследования, используется для представления информации в группе пациентов, численностью 10-100 человек, без выделения группы сравнения.

Проверяющие или подтверждающие исследования (confirmatory studies) призваны анализировать рабочую гипотезу, подтверждая или опровергая ее (любые типы аналитических исследований (analytical studies), например, когортные исследования, «случай-контроль», экспериментальные и др.). Суть гипотезы чаще всего в выявлении причинно-следственных связей между каким-либо воздействующим фактором и исходом.

2. Объект исследования: доклинические, клинические.

Объектами доклинических исследований (preclinical studies) выступают животные или биологические модели. Клинические исследования (clinical studies) - любые исследования с участием человека. Клинические испытания (clinical trials) организовываются с целью изучения свойств, характеристик и клинического действия фармакологических препаратов .

3. Методология, используемая для сбора и анализа информации: количественные, качественные, смешанные .

Количественные исследования (quantitative studies) позволяют дать количественную оценку изучаемым явлениям или процессам (найти средние показатели, сравнить группы по признакам, выявить силу связи между воздействующим фактором и исходом) на основании формализованного подхода к сбору и статистическому анализу информации, получения точных данных у достаточно большого количества объектов, выраженных в цифровой форме. Примерами являются описательные количественные и все аналитические исследования.

Рис. 1. Классификация основных типов исследований

Качественные исследования (qualitative studies) дают возможность понять, объяснить суть какого-либо процесса или явления, которые сложно или невозможно измерить; позволяют ответить на вопросы «почему?» или «зачем?». Исследователь собирает информацию о суждениях, убеждениях исследуемых лиц с целью выявления их общего мнения или мотивов поведения, принятых в обществе. Выборка в качественных исследованиях достаточно малая, сбор данных осуществляется путем применения индивидуализированных методов (наблюдение, глубинное интервью, фокус-группа), а результатом интерпретации данных чаще всего бывают не цифровые значения, а слова (выявление теорий, объясняющих мнение или поведение людей). Успешный сбор и интерпретация данных зависят от мастерства самого исследователя, который при этом является активной частью процесса сбора и анализа материалов. Данный вид исследований чаще всего используется при проведении психологических, психиатрических и социологических исследований . Мы посвятим этому виду исследований несколько отдельных статей нашей серии.

В исследованиях со смешанной методологией (mixed studies) одновременно используются оба вида исследований. Могут быть два сценария применения методов: сначала применяются качественные методы для первичного изучения какого-либо вопроса, а затем актуальные аспекты характеризуются количественно; или данные методы используются для изучения различных аспектов какой-либо проблемы. То есть она изучается с психической и клинической сторон.

4. Охват единиц изучаемой совокупности: сплошные, выборочные.

При проведении сплошного исследования в выборку включают всех представителей изучаемой совокупности. Их возможно провести достаточно редко, только если популяция состоит из небольшого числа единиц (например, с наследственными заболеваниями или редкими синдромами). Если исследователь стремится изучить пациентов с распространенными заболеваниями, то включить в исследованию всех пациентов не представляется возможным как с временной, так и финансовой точек зрения, поэтому следует применять выборочные исследования.

Выборочное исследование предусматривает отбор из генеральной совокупности определенного числа представителей, их подробное изучение и формирование заключения, которое затем может быть перенесено (генерализовано) на всю совокупность. Необходимым условием возможной генерализации выводов является адекватное формирование самой выборки, то есть она должна быть репрезентативной (более или менее точно отражать важные для изучения характеристики всей популяции) . Единица выборки (unit sample) - подлежащий изучению в исследовании элемент генеральной совокупности, обладающий всеми признаками данной совокупности. Объем выборки (количество единиц, отобранных

из генеральной совокупности) влияет на степень достоверности обобщений на основании выводов, полученных при ее изучении. До проведения исследования необходимо выявить минимальный объем выборки, который сможет обеспечить возможность дальнейшей генерализации полученных выводов, что достигается с помощью использования специального программного обеспечения (EpiInfo и др.).

Существует несколько методов включения единиц исследования в выборку, которые можно объединить в две группы: неслучайные (non probability sampling) и случайные (probability sampling) методы.

К неслучайным методам относятся: доступный - в выборку включают лиц, о которых у исследователя есть какая-либо информация; стихийный - в выборку включают лиц, которые обратились к исследователю после его обращения к генеральной совокупности с предложением принять участие в исследовании; направленный - включение лиц происходит тремя путями: из совокупности выбирают единиц, обладающих типичными (средними) значениями изучаемых признаков; осуществляется квотный набор в выборку (то есть с соблюдением в выборке пропорций распределения единиц по изучаемому принципу в генеральной совокупности, например по половозрастному составу); методом «снежного кома», когда информацию о потенциальных новых единицах в выборку исследователь получает от уже включенных лиц. Неслучайные методы не затратны по времени и ресурсам, применяются при проведении качественных исследований, однако использование данных методов значительно ограничивает дальнейшую генерализацию выводов, поэтому для формирования выборки рекомендуется использовать методы случайного отбора.

К случайным методам можно отнести: простой случайный отбор (simple random sampling), когда все члены общей совокупности имеют одинаковые шансы попасть в выборку, возможен при использовании жребия, применении таблиц случайных чисел или компьютерных программ-генераторов случайных чисел; систематический (моделированный) случайный отбор (systematic random sampling) может быть механическим (из общего списка представителей генеральной совокупности с использованием определенного шага отбираются единицы в выборку, например каждый десятый из списка); с применением метода Киша (отбор производится на основании списка членов семьи, упорядоченного по полу и возрасту) или с использованием других методов (например, при опросе домохозяйств в выборку попадает тот член семьи, у которого дата дня рождения была последней перед днем проведения интервью); отбор с введением элементов неслучайности: стратифицированный (stratified random sampling) - отбор в выборку с учетом распределения в генеральной совокупности какого-либо признака и гнездовой (cluster sampling) - предусматривает отбор в выборку единиц группами, которые выбирают случайным образом (например, всех представителей определенных палат в стационаре или групп в вузе).

Существуют также более сложные комбинированные методы формирования выборки: многоступенчатый (multi-stage random sampling) - поэтапное использование нескольких методов и многофазный (multi-phase sampling) - формирование выборки из генеральной совокупности, обследование всех представителей в выборке, затем углубленное изучение только представителей с наличием интересующих исследователя признаков .

5. Группа контроля/сравнения: неконтролируемые, контролируемые.

Исследователь может изучать всю выборку в целом без деления ее на группы. В этом случае мы будем говорить об исследовании без группы сравнения или о неконтролируемом исследовании. Подходят для работ, целью которых является описание ситуации по какой-либо проблеме. Не позволяют в достаточной мере оценить степень влияния предикторов на развитие исхода, так как не с чем сравнить эффект присутствия этих факторов. К неконтролируемым исследованиям относятся описательные исследования.

Если при формировании выборки исследователь делит пациентов на группы, при этом выделяя группу сравнения, то такое исследование будет контролируемым. Подходит для изучения причинно-следственных связей и оценки степени воздействия интересующего предиктора на исход, так как мы можем оценить частоту исхода отдельно в группах участников, которые были и не были подвержены действию какого-либо фактора, а затем сравнить эти частоты. В таком случае (при грамотном учете других воздействующих факторов) мы сможем оценить истинное влияние изучаемого фактора на развитие исхода. Случайное распределение участников между группами воздействия и контроля называется рандомизацией. Классическими примерами будут исследования случай-контроль, когортное, рандомизированное контролируемое экспериментальное исследование.

6. Роль исследователя: исследования-наблюдения, экспериментальные.

В ходе наблюдательных исследований (observational studies) исследователь не вмешивается в естественный ход событий, не оказывает воздействия на участников, только фиксирует изучаемые признаки и исходы. Например, поперечные, когортные исследования, исследования случай-контроль.

При проведении экспериментальных исследований (experimental studies) исследователь самостоятельно определяет вариант воздействия (метод/средство, например лекарственный препарат) и его степень (например, дозу) на изучаемую выборку или ее часть. Исследования данного вида в оптимальной степени позволяют выявить причинно-следственные связи. Ограничивающим фактором при проведении экспериментальных исследований является следующее: из этических соображений людей можно подвергать воздействию только защитных факторов (методы лечения, лекарственные средства); при наличии эффективных методов лечения изучаемой патологии в

группе сравнения (той, которой не будет назначена изучаемая терапия) обязательно должно быть назначено существующее альтернативное лечение, что также затрудняет оценку непосредственного влияния изучаемых методов или средств.

Виды экспериментальных исследований: пре-экспериментальные (есть только одна группа, на которой изучают действие фактора, эффект воздействия изучают по изменению состояние участников после воздействия, то есть группа сравнения отсутствует); квази-экспериментальные (есть группа воздействия и группа контроля, но участников распределяют по группам неслучайным образом, то есть без использования рандомизации); истинные экспериментальные исследования (присутствуют группа контроля и случайное (рандомизированное) распределение участников по группам).

Ряд исследователей также выделяют естественный эпидемиологический эксперимент (природный эксперимент) в качестве отдельного варианта экспериментальных исследований. Однако этот вариант достаточно спорный, так как суть его заключается в том, что исследователи наблюдают последствия техногенных и природных катастроф (землетрясения, наводнения, взрывы, аварии на крупных предприятия промышленной области и др.). При этом исследователям отводится пассивная роль, они не определяют вариант воздействия изучаемого фактора, поэтому истинно экспериментальным этот вариант исследования считать нельзя.

7. Время наблюдения участников в исследовании: одномоментные, динамические.

Если исследователь собирает всю информацию об участниках в определенный момент времени и не оценивает их состояние в динамике, то такое исследование называется одномоментным (cross-sectional study). Подходит для выявления распространенности каких-либо заболеваний или факторов риска, характеристики какой-либо патологии, для оценки эффективности диагностических методов, но не для выявления причинно-следственных связей. Примером (часто даже синонимом) может служить поперечное исследование.

В динамических исследованиях (продольные, longitudinal studies) информация об участниках собирается в динамике, то есть на протяжении какого-либо периода. При этом в течение этого периода времени за представителями выборки могут наблюдать постоянно или же собирать информацию по интересующим показателям через один или несколько временных промежутков.

8. Динамические исследования по началу наблюдения: проспективные,ретроспективные, двунаправленные.

В проспективном исследовании (prospective study) на момент начала исследования определяется выборка, а затем этих участников наблюдают на протяжении какого-либо периода времени. То есть период наблюдения закончится в будущем, и исследователь

не может заранее знать его итоги. Примерами могут быть когортные и экспериментальные исследования, а также исследования тренда.

При проведении ретроспективного исследования на момент его начала исследователь уже чаще всего имеет информацию об интересующем его исходе и собирает информацию о событиях, которые имели место в прошлом участников. Для этого используется медицинская документация или опрос участников. В последнем случае возможны ошибки воспроизведения, так как представители выборки могут недостаточно точно помнить события из своего прошлого (это особенно актуально, если неточной будет информация по степени воздействия изучаемого фактора риска), что является главным недостатком таких исследований, хотя безусловным их преимуществом будет экономия финансовых и временных затрат. Классический пример - исследование случай-контроль.

Редким вариантом является двунаправленное исследование (ambidirectional study), когда часть информации собирается ретроспективно, а затем участников наблюдают проспективно в течение какого-либо периода времени. Примером является когортное исследование.

9. Объем исследования: пилотные, полномасштабные.

Когда авторы планируют какое-либо исследование (особенно требующее значительных затрат), перед его проведением часто требуется оценить его методологию, то есть опробовать, насколько приемлемыми для сбора необходимой информации будут разработанные опросники, насколько квалифицированы по методикам обследования сотрудники, насколько хорошо работают новые/сложные методики, реальны ли предполагаемые материальные и временные затраты на осуществление всего проекта. Для этой цели служит пилотное исследование (pilot study) - пробный вариант основного исследования, в который будет включена незначительная часть из предполагаемого количества членов выборки (чаще всего не более 50-100, а иногда достаточным будет и 10 человек).

Полномасштабное (основное, main study) исследование проводится в соответствии с разработанным протоколом, включает в себя полный спектр всех методов набора материала и заканчивается, когда выборка достигнет определенного заранее необходимого объема.

10. Источник используемой информации: исследования, основанные на первичной или вторичной информации.

Исследования признают основанными на первичной информации (primary data studies), если данные, которые будут анализироваться, собираются штатом сотрудников этого проекта и в целях проведения этого исследования согласно протоколу. Сбор первичных данных позволяет в оптимальной степени ответить на вопросы, поставленные исследователем, этот процесс можно контролировать, следить за качеством сбора информации, но он может являться затратным

по времени и финансовым средствам. Например, экспериментальные исследования, проспективные когортные исследования.

В исследованиях, основанных на вторичной информации, используются уже собранные ранее данные относительно участников или факторов риска. Эти данные собирались для других целей и задач, исследователь не участвовал и чаще всего не знает, кем и когда собиралась информация. С учетом этого очевиден ряд недостатков вторичной информации: она может не в полной мере соответствовать цели предполагаемого исследования, может быть собрана некачественно, часть данных может отсутствовать (missing data), что снизит научную ценность исследования. Однако использование данных такого типа позволяет оценить процессы в динамике (например, провести оценку тренда каких-либо событий в течение нескольких лет, а то и десятилетий), а также является малозатратным.

11. Тип исследования: описание отдельных случаев, серии случаев, поперечное, экологическое, исследование тренда, случай-контроль, когортное, панельное, гибридное, пропорциональное, кластерное, преэкспериментальное, квази-экспериментальное, экспериментальное (в том числе рандомизированное клиническое испытание) систематический обзор, мета-анализ.

Описанию представленных типов исследований будут посвящены следующие статьи.

12. Доказательная способность: иерархия типов исследований.

Развитие эпидемиологии как науки привело к появлению значительного числа типов исследований и увеличению количества проводимых исследований, которые необходимо было систематизировать с точки зрения их пользы для практического здравоохранения. В связи с этих в 1990 году D. M. Eddy разработал доктрину доказательной медицины (evidence-based medicine), которая была окончательно оформлена группой ученых (Evidence based medicine working group) в 1993 году как подход к медицинской практической деятельности, согласно которому решения о диагностике и лечении конкретных пациентов принимаются на основании существующих методов с наилучшей доказательной базой относительно их безопасности и эффективности. Для определения этой наилучшей базы необходимо было количественно и качественно проанализировать существующие публикации по каждой конкретной теме с целью систематизации их относительно эффективности различных профилактических, диагностических, лечебных мероприятий .

При этом основные типы исследований были классифицированы согласно степени доказательности, которую имеют полученные в результате их проведения результаты (рис. 2). А также появились два новых типа исследований, главной целью которых является систематизация опубликованных работ по различных узким темам.

/ Мета- \ / анализ \

/ Систематический \ / обзор \

/ Экспериментальное \ / (РКИ) \

/ Когортное исследование \

/ Исследование случай-контроль \

/ Неконтролируемые исследования

/ (поперечные, экологические и др.)

/ Описание отдельных случаев, серии случаев

/ Заключение экспертов

/ Исследования «in vitro», опыты на животных

Рис. 2. Пирамида доказательной способности научных исследований

Систематический обзор представляет собой обобщенный обзор опубликованных работ по конкретной тематике. Начинается с формирования какого-либо проблемного вопроса (например, методы лечения рака щитовидной железы). Затем в соответствии с разработанным протоколом осуществляется систематический поиск всех существующих публикаций по этой теме (в протоколе указывается когда, в каких источниках (название баз данных, библиотек, сайтов), по каким ключевым словам осуществлялся поиск). Все найденные публикации анализируются по их релевантности относительно поставленного вопроса (например, если нас интересуют методы лечения самого опухолевого процесса, а не оказания психологической помощи больных раком щитовидной железы, то такие публикации будут из анализа исключены). У оставшихся оценивается методология, то есть «качество» сбора, анализа материала и их публикации (для чего, естественно, нужны полные тексты публикаций, а не имеющиеся в свободном доступе резюме этих работ). Затем качественные работы распределяются относительно методов лечения (например, хирургические, радиологические и т. д.) и проводится анализ эффективности этих методов для курации пациентов. Это очень сложный процесс, отличающийся от обычных литературных обзоров, которые мы видим в отечественных журналах и диссертационных исследованиях, строгими правилами включения в анализ всех существующих в анализируемых базах источников.

Мета-анализ - тип исследования, подобный систематическому обзору, основным отличием является то, что для обобщения данных исследований применяются методы их статистического анализа и для всех сравнимых исследований, использующих один

метод лечения, в результате анализа приводится один показатель (например, по результатам хирургического лечения пациентов с раком щитовидной железы пятилетняя выживаемость составляет в среднем 80 %. Естественно, приведен упрощенный пример, так как реально требуется конкретизация характеристик самих пациентов, методов хирургического вмешательства, стадии, распространенности, гистологического типа опухоли и т. д.).

Безусловными достоинствами представленных типов исследований является возможность обобщения множества работ с выявлением оптимальных методов диагностики и лечения на основании обследования большого количества участников (обычно десятки или даже сотни тысяч, что чаще всего невозможно при проведении одного исследования), в связи с этим повышается статистическая мощность исследований и появляется возможность статистически значимого выявления даже минимальных различий в эффективности методов, а также значительное сокращение времени, необходимого для анализа отдельных работ. Недостатками будут сложность при обобщении результатов работ, проведенных в разное время, на различных выборках, не абсолютно идентичными методиками, а также систематическая ошибка отбора только опубликованных работ (части работ может не быть в анализируемых базах, избирательность публикаций работ с положительными результатами: опубликовать работу с описанием эффективного метода легче, чем с описанием неэффективного).

Таким образом, в данной статье мы представили подробную классификацию научных исследований, проводимых в сфере здравоохранения. Все типы исследований имеют ряд сильных и слабых сторон, которые приведены в объединенной таблице для

основных типов (таблица). Выбор типа исследования зависит в основном от его главной цели, однако в реальной практике его также определяют возможные затраты ресурсов и времени. Следует также помнить о доказательной силе различных дизайнов, что может влиять на интерпретацию полученных данных и дальнейшее использование результатов исследований в области здравоохранения.

Преимущества и недостатки основных типов исследований

Эко- Слу- Слу- Экспе-

„ Ко- г „

ло- чаи- Гнез- чаи- римен-горт-

гиче- кон- довое когор- таль-ное

ское троль та ное

Преимущества

Короткие сроки + + + - + + +/-

Низкие затраты + + + - + + -

Причинно-следственная связь - - +/- + + + +

Вторичные данные +/- + +/- - +/- +/- -

Этическая безопасность +/- + +/- - +/- +/- -

Множество факторов риска + + + - + - +

Множество исходов + + - + - + +

Новый и/или редкий исход +/- +/- + - + - +/-

Редкий фактор риска - +/- - + +/- +/- -

Выявление частоты встречаемости исхода + + - + - - +

Длительный латентный период - +/- + - +/- - -

Недостатки

Длительность - - - + - - +/-

Высокие затраты - - - + - - +

Истощение выборки - - - + - + +

Ошибка воспроизведения +/- - + +/- +/- +/- +/-

Учет конфаун-деров + + +/- +/- +/- +/- +/-

Ошибка отбора в группы +/- + + + + + +/-

Список литературы

1. Бусыгина Н. П. Методология качественных исследований в психологи: учеб. пособие для студентов вузов. М. : ИНФРА-М, 2013. 302 с.

2. Гринхальх Т. Основы доказательной медицины: [пер. с англ.], 3-е изд. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. 282 с.

3. ГОСТ Р 52379-2005. Надлежащая клиническая практика. Good Clinical Practice (GCP). Введ. 2006-04-01. М. : Изд-во стандартов, 2005. 38 с.

4. Ермолаев А. Выборочный метод в социологии DOC: методическое пособие. М. : СК «Город», 2000. 26 с.

5. Зуева Л. П., Яфаев Р. Х. Эпидемиология: учебник. СПб. : ООО «Издательство Фолиант», 2008. 752 с.

6. Качественные и количественные методы психологи-

ческих и педагогических исследований: учеб. для вузов (уровень бакалавра) / В. И. Загвязинский [и др.] ; под ред. В. И. Загвязинского. М. : Академия, 2013. 237 с.

7. Общая эпидемиология с основами доказательной медицины. Руководство к практическим занятиям: учебное пособие / ред.: В. И. Покровский, Н. И. Брико. 2-е изд., испр. и доп. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. 496 с.

8. Петров В. И., Недогода С. В. Медицина, основанная на доказательствах: учебное пособие. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. 144 с.

9. Улановский А. М. Качественные исследования: подходы, стратегии, методы // Психологический журнал. 2009. № 2. С. 18-28.

10. Филиппенко Н. Г., Поветкин С. В. Методические основы проведения клинических исследований и статистической обработки полученных данных: методические рекомендации для аспирантов и соискателей медицинских вузов. Курск: Изд-во КГМУ, 2010. 26 с.

11. Хенеган К., Баденоч Д. Доказательная медицина. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. 125 с.

13. Creswell J. W. Research Design: Qualitative, Quantitative, and Mixed Methods Approaches. 2nd ed. London: SAGE Publications, 2002. 246 p.

14. Evidence-based medicine. A new approach to teaching the practice of medicine/ Evidence Based Medicine Working Group // JAMA. 1992. Vol. 268, N 17. P. 2420-2425.

15. Flick U. An Introduction to qualitative research. 4th ed. London: SAGE Publications, 2009. 528 p.

16. Hulley S. B., Cummings S. R., Browner W. S., Grady D. G., Newman T. B. Designing clinical research. 4rd ed. Philadelphia: LWW, 2013. 378 p.

17. Patton M. Q. Qualitative research and evaluation methods: Integrating Theory and Practice. 4th ed. London: SAGE Publications, 2014. 832 p.

18. Statistics Applied to Clinical Trials / Cleopas T. J. . 4th ed. Springer, 2009. 559 p.

1. Busygina N. P. Metodologiya kachestvennyh issledovanii v psihologii: ucheb. posobie dlya studentov vusov . Мoscow, INFRA-М Publ., 2013, 302 p.

2. Grinhalh T. Osnovy dokazatelnoi mediciny (perevod s angl.) . 3rd ed. Мoscow, GEOTAR-Media Publ., 2009. 282 p.

3. GOST R 52379-2005. Nadlezhashaya clinicheskaya praktika Good Clinical Practice (GCP). Vvedenie 200604-01 . Мoscow, Standards Publishing House, 2005, 38 p.

4. Ermolaev A. Vyborochnyi metod v sociologii DOC . Мoscow, 2000, 26 p.

5. Zueva L. P. Yafaev R. H. Epidemiologiya Saint Petersburg, Publishing house Volume, 2008, 752 p.

6. Kachestvennye i kolichestvennye metody psihologicheskih i pedagogicheskih issledovanii: uchebnik dlya vuzov (uroven bakalavra) . V. I. Zvyaginskii , ed. by Zvyaginskii V. I. Мoscow, Akademiya Publ., 2013, 237 p.

7. Obshaya epidemiologiya c osnovami dokazatelnoi mediciny. Rucovodstvo k prakticheskim zanyatiyam , ed. by V. I. Pokrovskii, N. I. Briko. 3rd ed. Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2012, 496 p.

8. Petrov V I., Nedogoda S. V Meditsina, osnovannaya na dokazatelstvah: uchebnoeposobie . Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2009. 144 p.

9. Ulanovskii A. M. Qualitative studies: approaches, strategies, methods. Psihologicheskii zhurnal . 2009, 2, pp. 18-28.

10. Filippenko N. G., Povetkin S. V Metodicheskie osnovy provedeniya klinicheskih issledovanii i statisticheskoi obrabotki poluchennyh dannyh: metodicheskie rekomendacii dlya aspirantov i soiskatelei medicinskih vuzov . Kursk, 2010, 26 p.

11. Henegan C., Badenoch D. Dokazatelnaya medicina (perevods angl.) . Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2011, 125 p.

12. Beaglehole R., Bonita R. Basic epidemiology. 2nd ed. World Health Organization, Geneva, 2006. 213 p.

13. Creswell J. W. Research Design: Qualitative, Quantitative, and Mixed Methods Approaches. 2nd ed. London, SAGE Publications, 2002, 246 p.

14. Evidence-based medicine. A new approach to teaching

the practice of medicine/ Evidence Based Medicine Working Group. JAMA. 1992, 268 (17), pp. 2420-5.

15. Flick U. An Introduction to qualitative research. 4th ed. London, SAGE Publications, 2009, 528 p.

16. Hulley S. B., Cummings S. R., Browner W. S., Grady D. G., Newman T. B. Designing clinical research. 4rd ed. Philadelphia, LWW, 2013, 378 p.

17. Patton M. Q. Qualitative research and evaluation methods: Integrating Theory and Practice. 4th ed. London, SAGE Publications, 2014, 832 p.

18. Statistics Applied to Clinical Trials. Cleopas T. J. . 4th ed. Springer, 2009, 559 p.

Контактная информация:

Гржибовский Андрей Мечиславович - доктор медицины, магистр международного общественного здравоохранения, старший советник Национального института общественного здравоохранения, г. Осло, Норвегия; руководитель отдела международных программ и инновационного развития ЦНИЛ СГМУ, г. Архангельск, Россия; профессор Международного казахско-турецкого университета им. Х. А. Ясяви, г, Туркестан, Казахстан; профессор кафедры общественного здоровья и здравоохранения Северо-Восточного федерального университета, г. Якутск, Россия

Адрес: INFA, Nasjonalt folkehelseinstitutt, Postboks 4404 Nydalen, 0403 Oslo, Norway.

E-mail: [email protected]

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

2. Клеточный (тромбоцитарный) компонент

В крови постоянно циркулируют мелкие клетки или кровяные пластинки - тромбоциты, от которых зависит начальный и конечный этап тромбообразования. При повреждении сосуда тромбоциты прикрепляются к месту разрыва, распластываются по поврежденной поверхности, склеиваются друг с другом, образуя комок из клеток - первичную гемостатическую пробку. Этот этап называется первичным или тромбоцитарным гемостазом, вслед за которым развивается каскад реакций, обеспечивающих уплотнение и прочное закрепление тромба в сосуде (вторичный гемостаз). Кроме этого, тромбоциты играют существенную роль в дальнейшем восстановлении целостности сосуда.

3. Плазменный компонент

Это большая группа белков , ферментов, ионы кальция, которые содержатся в плазме и функционально объединяются в: а) свертывающую плазму (коагуляционную); б) противосвертывающую (антикоагуляционную); в) фибринолитическую (плазминовую) систему.

Подробное описание системы гемостаза определяется не только ее сложностью, но и тем большим количеством лабораторных исследований, которые отражают ее состояние.
Исследования эндокринной системы
Железы внутренней секреции или эндокринные железы - гипофиз, эпифиз, щитовидная и паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочная железа, мужские и женские половые железы - получили свое название в связи с тем, что выделяют синтезируемые ими вещества - гормоны - непосредственно в кровь. Это обеспечивается очень развитой сосудистой сетью желез.

Продукция гормонов находится под контролем нервной системы, которая через гипоталамус осуществляет регуляцию синтеза гормонов в гипофизе. Гипоталамические гормоны либерины (кортиколиберин, соматолиберин и др.) оказывают активирующее влияние на гипофиз, а статины (соматостатин, меланостатин и др.) - тормозящее. Гипофиз секретирует большую группу так называемых тропных гормонов, каждый из которых регулирует синтез соответствующего гормона в периферической железе. Гормоны периферических желез, в частности мозгового слоя надпочечников, в свою очередь, контролируют секрецию гипоталамических гормонов. Благодаря такому тесному взаимному влиянию и контролю железы внутренней секреции образуют единую эндокринную систему. Поэтому повышение или снижение содержания гормона в организме может возникать не только из-за изменений в самой железе (опухоль, атрофия, склероз и др.), но и в результате нарушения регуляции со стороны других систем.

Исследования иммунной системы
Человек постоянно находится в окружении огромного количества различных патогенных бактерий и вирусов, которые содержатся в воздухе, воде, почве, на окружающих предметах, продуктах питания и теле самого человека. Они могут вызывать множество заболеваний, но происходит это в течение жизни относительно редко, так как в организме имеется сложная система защиты от чужеродных агентов - иммунная система. Организм человека можно сравнить с государством, располагающим большой хорошо вооруженной армией - иммунитетом. Огромное число «солдат» - иммунокомпетентных клеток - циркулирует в крови, «патрулируя» все органы и ткани и ликвидируя не только инфекционные агенты (микробы, их токсины, вирусы и т.д.), но и очищая организм от патологически измененных, злокачественных, отмирающих и пересаженных клеток (органов). Таким образом, основной функцией иммунной системы является распознавание и уничтожение тел и веществ чужеродной природы.

Центральными органами иммунной системы являются костный мозг и тимус (вилочковая железа), основными периферическими - лимфатические узлы, миндалины, селезенка. В иммунной системе выделяют клеточное и гуморальное звено, которые в организме тесно взаимосвязаны.

Исследования функции почек
Почка - парный орган, расположенный по обе стороны позвоночника в поясничной области . Функция почек многообразна. Почки участвуют в удалении конечных продуктов обмена веществ, чужеродных и ядовитых веществ, поступающих в организм из внешней среды, поддерживают постоянство в крови осмотически активных веществ, кислотно-щелочное равновесие, участвуют в регуляции водного баланса, продуцируют вещества, регулирующие артериальное давление, эритропоэз и т.д. В конечном итоге, основная функция почек - образование мочи. Механизм образования мочи сосредоточен в сложной почечной структуре, называемой нефроном.

Нефрон состоит из клубочка и извитых канальцев. Кровь, поступающая в клубочек, фильтруется и в извитых канальцах образуется первичная моча, по своему составу соответствующая сыворотке крови. Однако через этот фильтр крупномолекулярные белки не проходят. Из первичной мочи вода и некоторые растворенные в ней вещества всасываются и возвращаются в кровь. Оставшаяся сконцентрированная жидкость выводится из организма в виде мочи.

Пробы, используемые для изучения функции почек, в одних случаях позволяют оценивать их способность концентрировать мочу и выводить воду, в других - характеризовать отдельные процессы, связанные с мочеобразованием (функцию клубочков, извитых канальцев, исследовать почечный кровоток и т.д.

Исследования функции печени
Печень занимает центральное место в процессах обмена веществ организме человека. Большое количество крови, проходящее через печень, позволяет этому органу выделять в кровоток и извлекать из него многие биологические вещества. Выделение желчи - лишь одна из функций печени.

Маркеры опухолей
Маркеры опухолей - белки с углеводными или липидными компонентами, которые выявляются в опухолевых клетках или сыворотке крови, являются показателем злокачественного процесса в организме . Эти белки обладают равной степенью специфичности - одни могут появляться при нескольких видах опухолей разной локализации, другие - только при каком-то одном определенной злокачественном новообразовании. Различна частота их обнаружения и диагностическая значимость, так как в 10-15% случаев (для разных опухолей эти величины различны) белок-маркер может не выявляться при наличии опухоли.

Большинство лабораторных методов исследования требуют специального оборудования.

Так, для подготовки и сохранения проб при заданной температуре, а также проведения бактериологических и серологических исследований используют термостаты, а также холодильники (криостаты). Для поддержания температуры выше температуры окружающей среды пользуются жидкостными и воздушными термостатами. Теплоносителем в жидкостных термостатах является вода или масло, в воздушных - воздух. Водяные термостаты позволяют поддерживать температуру от 10 до 100°, масляные и воздушные - до 300°. Термостаты снабжены подогревающим и терморегулярующим устройствами, имеют внутреннюю камеру, куда помещают исследуемый материал или биологическую пробу. Камера заключена в рубашку, в которой циркулирует теплоноситель, подогреваемый электронагревательным элементом или охлаждаемый холодильной машиной. В медицине используют главным образом термостаты, поддерживающие более высокую температуру, чем в помещении. В практике заготовки крови , хранения органов и тканей для трансплантации, различного биологического материала используют криостаты, обеспечивающие сохранность материалов при пониженных температурах.

Технические средства для количественных и качественных исследований
К ним относят оптические визуальные и фотометрические приборы для регистрации колориметрических, поляриметрических и других световых характеристик различных растворов, суспензий и эмульсий: колориметры, фотоколориметры, нефелометры, поляриметры, фотометры, спектрофотометры и др. Колориметры служат для определения светопоглощения в различных участках светового спектра. Визуальные колориметры позволяют исследователю сравнить проходящий через исследуемый объект световой поток с эталоном в определенном световом диапазоне; подбирая наиболее близкий по окраске эталон, определяют концентрацию данного вещества в пробе. Современные колориметрические приборы (фотометры, спектрофотометры) принципиально устроены так же, но в них световой поток, проходя через исследуемый раствор, улавливается не визуально, а фоточувствительным элементом, в котором возникшая электродвижущая сила прямо пропорциональна силе светового потока. По заранее построенному графику зависимости светопоглощения от концентрации исследуемого вещества определяют его содержание в исследуемой пробе. Для выделения необходимого участка светового диапазона в фотоколориметрах используют светофильтры, в спектрофотометрах с целью более строгого определения участков светового диапазона применяют, кроме того, монохроматоры, выделяющие очень узкий участок спектра. Эти методы основываются на том, что различные вещества имеют максимум светопоглощения в определенных участках спектра. Применение спектрофотометров, где более строго выделена опорная длина волны, обеспечивает возможность работы в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что значительно расширило возможности фотометрических методик. Наибольшее распространение в мед. практике получили фотоэлектроколориметры, фотоэлектроколориметры-нефелометры, микроколориметры. Фотоколориметры в качестве измерительных приборов встраивают в биохимические автоанализаторы, которые обеспечивают определение многих показателей в автоматическом режиме.

В гематологических исследованиях применяются различные счетчики клеток крови, например, для измерения концентрации эритроцитов и лейкоцитов в суспензиях крови - кондуктометрические гемоцитометры, для определения концентрации гемоглобина в крови - фотоэлектрические гемоглобинометры, автоанализаторы морфологические и др. Эти и аналогичные им приборы в крупных лабораториях диагностических центров заменили трудоемкие процессы подсчета клеток крови и определения содержания гемоглобина, распределения клеток по размерам и т. д. Для определения групповой и резус-принадлежности крови, проведения серологических реакций используют различные автоматизированные устройства. Для исследования свертывающей системы крови применяют самопишущий переносной коагулограф, а для определения минерального состава биологических проб - пламенные фотометры. В небольших лабораториях для исследования крови часто пользуются простейшими устройствами: камерой Горяева для счета форменных элементов крови, лабораторным счетчиком для подсчета различных клеток крови (лейкоцитарной формулы) при микроскопическом исследовании, штативом и пипетками для определения СОЭ, капиллярным гемовискозиметром для определения вязкости крови и др.