Большая энциклопедия нефти и газа

Методы исследования в медицине. Чувствительность и специфичность метода. Что такое скрининг-тест? Степень риска диагностической манипуляции. Обзор современных методов исследования и их диагностическая ценность. Диагностика по методу Фолля. Квантовая и биорезонансная диагностика.

Современная медицина располагает большими возможностями для детального изучения строения и функционирования органов и систем, быстрой и точной диагностики каких-либо отклонений от нормы или заболеваний. Методы лабораторной диагностики в большей степени отражают проблемы на клеточном и субклеточном уровне (глава 1.4), но в то же время позволяют судить о “поломках” в конкретном органе. Чтобы увидеть, что происходит в данном органе, используют, в частности, инструментальные методы диагностики.

Некоторые исследования применяют только для выявления тех или иных специфических заболеваний. Однако многие диагностические процедуры универсальны и используются врачами разных специальностей (). Для выявления заболеваний, симптомы которых еще не проявились или проявились слабо, проводят скрининг-тесты . Примером скрининг-теста является флюорография, позволяющая обнаружить болезни легких на ранних стадиях. Скрининг-тест должен быть точен, относительно недорог, а его проведение не должно вредить здоровью и сопровождаться сильными неприятными ощущениями для обследуемого. К скрининг-тестам можно отнести некоторые лабораторные методы диагностики - анализы крови и мочи. Самое распространенное исследование - клинический анализ крови , который является основным методом оценки форменных элементов крови. Кровь для исследования обычно получают из капилляров пальца. Кроме числа эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, определяют процентное содержание каждого вида лейкоцитов, содержание гемоглобина, размер и форму эритроцитов, число ретикулоцитов (незрелых эритроцитов, еще имеющих ядро). Клинический анализ крови (таблица 2.1.1) позволяет диагностировать большинство заболеваний крови (анемии, лейкозы и другие), а также оценить динамику воспалительного процесса, эффективность проводимого лечения, вовремя обнаружить развивающийся побочный эффект препарата.

Таблица 2.1.1. Клинический анализ крови
Показатель Что показывает Норма
Гемоглобин Количество этого несущего кислород белка в эритроцитах Мужчины: 140-160 г/л
Женщины: 120-140 г/л
Число эритроцитов Число эритроцитов в указанном объеме крови Мужчины: 4-5·10 12 /л
Женщины: 3,9-4,7·10 12 /л
Гематокритное число Объемное соотношение плазмы крови и ее форменных элементов Мужчины: 42-50%
Женщины: 38-47%
Средний объем эритроцита Общий объем эритроцитов, деленный на их общую численность 86-98 мкм 3
Число лейкоцитов Число лейкоцитов в указанном объеме крови 4-9·10 9 /л
Лейкоцитарная формула Процентное соотношение лейкоцитов Сегментоядерные нейтрофилы: 47-72%
Палочкоядерные нейтрофилы: 1-6%
Лимфоциты: 19-37%
Моноциты: 3-11%
Эозинофилы: 0,5-5%
Базофилы: 0-1%
Число тромбоцитов Число тромбоцитов в указанном объеме крови 180-320·10 9 /л
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) Скорость, с которой эритроциты оседают на дно пробирки Мужчины: 2-10 мм/ч Женщины: 2-15 мм/ч

Биохимический анализ крови (таблица 2.1.2) позволяет оценить содержание в ней электролитов (ионов натрия, калия, хлоридов, бикарбонат-ионов и других), ферментов, характеризующих состояние того или иного органа (щелочная фосфатаза, аланинаминотрансфераза и другие). Во время исследования определяют количество белка, глюкозы и токсических продуктов обмена, которые в норме выводятся почками (креатинин, мочевина). Кровь для биохимического анализа получают из вены. Существует еще множество анализов крови, позволяющих контролировать состояние различных органов и систем, а также косвенно оценивать состояние организма в целом.

Таблица 2.1.2. Биохимический анализ крови

Данные приведены из книги “Современная медицинская энциклопедия” под редакцией Р. Беркоу, 2001 г.

Определяемый компонент Нормальные значения в рекомендуемых единицах
Адреналин 1,91-2,46 нмоль/л
Аммиак 17,85-35,7 ммоль/л (кровь)
11,0-32,0 мкмоль/л (сыворотка)
Остаточный азот 7,14 -21,42 мкмоль/л (плазма)
14,3-28,6 ммоль/л (кровь)
Альбумины:
солевое фракционирование

электрофорез


32-45 г/л
0,49-0,86 ммоль/л
32-56 г/л
цАМФ 7,6-30,4 нмоль/л
Ацетон 0-516,5 мкмоль/л
Белок общий

Белковые фракции

относительное содержание:
преальбумины
альбумины
альфа 1 -глобулины
альфа 2 -глобулины
бета-глобулины
гамма-глобулины

концентрация:
альбумины
альфа 1 -глобулины
альфа 2 -глобулины
бета-глобулины
гамма-глобулины

60-85 г/л

2,0-7,0%
52,0-65,0%
2,5-5,0 %
7,0-13,0%
8,0-14,0%
12,0-22,0%

0,49-0,86 ммоль/л
32-56 г/л
1,0-4,0 г/л
4,0-12,0 г/л
5,0-11,0 г/л
5,0-16,0 г/л

Билирубин:
прямой
непрямой
общий

0,86-4,3 мкмоль/л
1,7-17,1 мкмоль/л
1,7-20,5 мкмоль/л
Витамин А 0,52-2,1 мкмоль/л
Витамин В 1 30,0-45,0 нмоль/л
Витамин В 2 328,0 нмоль/л
Витамин В 12 0,44-1,03 нмоль/л
Витамин С 34,1-90,8 мкмоль/л (плазма)
39,7-113,6 мкмоль/л (кровь)
Витамин Н (биотин) 36,8-65,5 нмоль/л
Витамин В 6 59,0-106,0 нмоль/л
Карбоксигемоглобин
Метгемоглобин
0,5-10,0% общего гемоглобина
0,4-1,5% общего гемоглобина
Гистамин 18,0-71,9 нмоль/л
Гликоген 16,2-38,7 мг/л
Глюкоза 3,88-6,1 ммоль/л
(сыворотка или плазма)
3,33-5,55 ммоль/л (кровь)
Глюкозамин:
у взрослых
у детей

3,4-4,35 ммоль/л
2,9-3,85 ммоль/л
Глюкуроновая кислота 61,8-67,0 мкмоль/л
Желчные кислоты 0-76,4 мкмоль/л
0-30 мг/л
Железо 11,6-31,3 нмоль/л
Железосвязывающая способность сыворотки 44,8-80,6 мкмоль/л
Иммуноглобулин G 50-112,5 мкмоль/л
8-18 г/л
Иммуноглобулин А 5,62-28,12 мкмоль/л
0,9-4,5 г/л
Иммуноглобулин М 0,6-2,5 мкмоль/л
0,6-2,5 г/л
Иммуноглобулин D 0,26 мкмоль/л
0,05 г/л
Иммуноглобулин Е 0,3-30,0 нмоль/л
0,06-6,0 мг/л
Индикан 1,1 9-3,1 8 мкмоль/л
Йод:
белково-связанный
бутанол-экстрагируемый

315,2-630,4 нмоль/л
275,8-512,2 нмоль/л
Калий 3,8-4,6 ммоль/л (плазма)
79,8-99,3 ммоль/л (эритроциты)
Кальций:
ионизированный
общий
у детей

1,05-1 ,30 ммоль/л 2,25-2,64 ммоль/л
2,74-3,24 ммоль/л
Кетоновые тела < 30 мг/л
Кислотно-основное равновесие (рН):

Стандартный бикарбонат (SB)
Избыток оснований (BE)
Парциальное давление углекислого газа (рСО 2)

Парциальное давление кислорода (pO 2)

4,76-6,2 кПа (артериальная кровь)
6,1-7,7 кПа (венозная кровь)
12,6-13,3 кПа (артериальная кровь)
5,3-6,0 кПа (венозная кровь)
23-33 ммоль/л

Кортизол:
от 8 до 10 ч
от 16 до 18 ч

137,9-689,7 нмоль/л
55,2-496,6 нмоль/л
Креатинин 53,0-106,1 мкмоль/л
Клиренс эндогенного креатинина:
у мужчин
у женщин

0,107-0,139 л/мин
0,087-0,107 л/мин

Лизоцим 0,3-1 ,0 мкмоль/л
5-15 мг/л
Липиды общие 4,0-8,0 г/л
Жирные кислоты:
общие
свободные натощак
после приема пищи

9-15 ммоль/л
640-880 мкмоль/л
780-1 180 мкмоль/л
Триглицериды 0,59-1,77 ммоль/л
0,5-1,5 г/л
Фосфолипиды:
общие
по фосфору (Р)

1,52-3,62 г/л
1,97-4,68 ммоль/л
Холестерин общий 2,97-8,79 ммоль/л
Липопротеины:

альфа-липопротеины:
у мужчин
у женщин

бета-липопротеины:
очень низкой плотности (пре-бета-ЛП)
низкой плотности (бета-ЛП)
высокой плотности (альфа-ЛП)
хиломикроны

1,25-4,25 г/л
2,5-6,5 г/л

1,5-2,0 г/л
3,65-7,25 г/л
2,7-3,8 г/л
0-0,5 г/л

Марганец 9,1-12,7 нмоль/л (сыворотка)
73,0-255 нмоль/л (кровь)
Молибден 3,85-8,23 нмоль/л
Мочевая кислота:
у мужчин
у женщин

старше 60 лет:
у мужчин
у женщин


125-464 мкмоль/л
119-381 мкмоль/л

250,0-470,0 мкмоль/л
190,0-430,0 мкмоль/л

Мочевина 3,33-8,32 ммоль/л (кровь)
2,5-8,3 ммоль/л (сыворотка)
Натрий 1,34-1,69 ммоль/л (плазма)
13,4-21, 7 ммоль/л (эритроциты)
Норадреналин 38,4-47,9 нмоль/л
17-Оксикортикостероиды:
у мужчин

у женщин


193,1-524,2 нмоль/л
70-190 мкг/л
248,3-579,4 нмоль/л
90-210 мкг/л
Пировиноградная кислота 34,1-102,2 мкмоль/л
Плазминоген 1,4-2,8 мкмоль/л
200-400 мг/л
Преальбумин 1,64-6,56 мкмоль/л
100-400 мг/л
Продукты деградации фибриногена 10 мг/л
Протромбин 1,4-2,1 мкмоль/л
a 1 -Серомукоид 12,5-31 ,7 мкмоль/л
0,55 -1,4 г/л
Серотонин 0,3-1,7 мкмоль/л
Сиаловые кислоты 550-790 мг/л
Сульфат неорганический (в форме SO 4) 0,1-0,65 ммоль/л
Тестостерон:
у мужчин
у женщин

13,8-41,6 нмоль/л
1,04-4,16 нмоль/л
Тиреоглобулин 100-260 мкг/л
Тироксин (общий) 64,4-141,6 нмоль/л
Трансферрин 19,3-45,4 мкмоль/л
1,7-4,0 г/л
Фенилаланин:
у взрослых
у новорожденных

< 180 мкмоль/л
73-212 мкмоль/л
Фибриноген 5,9-14,7 мкмоль/л
2-4 г/л
Фибрин-стабилизирующий фактор (фактор XIII) 34,5-137,9 нмоль/л
10-40 мг/л
Фосфор неорганический:
у взрослых
у детей

0,64-1 ,29 ммоль/л
1,29-2,26 ммоль/л
Хлориды 83,2 ммоль/л (кровь)
95-103 ммоль/л (сыворотка)

Исследование мочи (таблица 2.1.3) состоит из химического анализа, с помощью которого можно выявить белок, глюкозу и кетоновые тела, и микроскопического исследования, позволяющего обнаружить эритроциты и лейкоциты, эпителиальные клетки и некоторые патологические микроорганизмы. Определение концентрации мочи (удельный вес, или относительная плотность мочи) крайне важно для диагностики нарушения функции почек. При подозрении на инфекционно-воспалительный процесс в мочевыделительной системе проводят посевы мочи, а затем исследуют полученный материал, определяя возбудителя заболевания. Напомним, что в норме моча стерильна.

Таблица 2.1.3. Общий анализ мочи
Показатель Нормальные значения
Относительная плотность в утренней порции 1020-1026 г/л
Максимальная осмотическая концентрация 910 мосм/л
Цвет Соломенно-желтый
Прозрачность Полная
Реакция Нейтральная или слабокислая*
Белок Отсутствует**, следы (25-70 мг/сут)
Глюкоза Отсутствует***, следы (не более 0,02%)
Ацетон Отсутствует
Кетоновые тела Отсутствуют
Уробилиновые тела Отсутствуют
Билирубин Отсутствует
Аммиак 36-78 мкмоль/сут
Осадок мочи
Эпителиальные клетки 0-3 в поле зрения
Лейкоциты 0-2 в поле зрения
Эритроциты Единичные в препарате
Цилиндры Отсутствуют
Слизь Отсутствует
Неорганический осадок при кислой реакции Мочевая кислота, ураты, оксалаты
Неорганический осадок при щелочной реакции Аморфные фосфаты, мочекислый аммоний, трипельфосфаты

* в нормальных условиях щелочная реакция появляется при овощной диете, щелочном питье, на высоте пищеварения;

** белок в моче в физиологических условиях появляется при мышечной работе, в условиях эмоционального напряжения;

*** глюкоза в моче определяется в физиологических условиях при избытке сахара в пище, эмоциональном напряжении, введении адреналина, а также при определении сахара неспецифическими методами.

Ни одно исследование не является абсолютно точным. Кроме того, возникает вопрос: что считать нормой? Нормальные значения какого-либо показателя находятся в диапазоне, определяемом на основании обследования большого числа здоровых людей.

Диапазон нормы определяют, ориентируясь на контрольную группу, состоящую из практически здоровых людей. Подбор испытуемых нередко диктуется соображениями удобства: часто такую группу составляют студенты-медики или сотрудники лаборатории. Результаты тестирования заносят в таблицу, и центральные 95% полученных значений используют как диапазон нормы. Другими словами, 5% результатов (2,5% минимальных и 2,5% максимальных значений), полученных у практически здоровых испытуемых, по определению выходят за границы нормы.

Фактически диапазон нормы отражает параметры системы, находящейся в зоне устойчивости (глава 1.4). Отклонение каких-либо параметров от нормальных значений в сочетании с клиническими проявлениями нарушения функций органа или системы органов позволяет диагностировать заболевание - сдвиг системы за пределы зоны устойчивости ( , рубрика “Саморегуляция организма в процессе самолечения”).

Ценность диагностической процедуры (степень информативности) определяется ее чувствительностью и специфичностью. Чувствительность метода - вероятность того, что результат исследования будет положительным при наличии заболевания. Специфичность - вероятность того, что результат будет отрицательным при отсутствии заболевания.

Очень чувствительный анализ, как правило, будет положительным у людей, имеющих заболевание, однако может ложно указывать на наличие заболевания и у здоровых людей. Высокочувствительные методы используются как скрининг-тесты, позволяющие “отсекать” больных от здоровых. Например, скорость оседания эритроцитов (СОЭ; люди старшего возраста знают этот показатель как РОЭ - реакцию оседания эритроцитов) увеличена у пациентов со многими заболеваниями, а у здоровых, как правило, нормальна.

Высокоспецифичный анализ вряд ли даст положительный результат у здорового человека, но при его использовании можно пропустить заболевание у некоторых больных. Зато чем более специфичен метод, тем надежнее подтверждение заболевания с его помощью. Высокоспецифичные методы используются на заключительном этапе диагностики, так как они достаточно дороги. Проблемы, связанные с чувствительностью и специфичностью, удается в значительной степени преодолеть, используя для диагностики несколько различных исследований. Если, например, высокочувствительный тест для диагностики ВИЧ-инфекции (ВИЧ - вирус иммунодефицита человека) дал положительный ответ, врач может назначить другую, более специфичную диагностическую процедуру.

Если у здорового человека обнаружены отклонения от нормы - это так называемый ложноположительный результат . Ложноположительные результаты нередки при использовании автоматизированных способов регистрации данных (биохимические анализы крови, мочи и другие). Кроме того, такие результаты часто выявляются при неправильной подготовке к анализу : белок и бактерии в моче обнаружат, если пациент пренебрег необходимыми гигиеническими мероприятиями, повышенное число лейкоцитов, СОЭ и уровень глюкозы в крови - если анализ был сдан не натощак и так далее.

Редко, но все же бывает, что у пациента, страдающего определенным заболеванием, не удается выявить его признаки в результате проведенного исследования (ложноотрицательный результат ). Так, у больного, буквально погибающего от тяжелейшей легочной формы туберкулеза, реакция Манту будет отрицательной: это обусловлено ярко выраженными нарушениями в иммунной системе.

В тех случаях, когда симптомы той или иной болезни уже стали заметны, используют разнообразные анализы, пробы, тесты и другие исследования. Например, если врач выявил у пациента тяжелое заболевание сердца, требующее проведения аортокоронарного шунтирования, он может рекомендовать катетеризацию сердца - об этом и других исследованиях будет рассказано чуть позже. Катетеризацию сердца не используют в качестве скрининг-теста, поскольку она дорога, иногда сопровождается развитием осложнений и связана с большими неудобствами для пациента, но диагностическая ценность получаемых таким путем сведений перекрывает все эти недостатки.

Проведение многих исследований связано с определенным риском, так как потенциально может нанести ущерб здоровью пациента. Врач назначает какую-либо диагностическую процедуру лишь в том случае, если информация, которую она дает, действительно необходима, то есть по строгим показаниям и с учетом противопоказаний .

Показания в медицине - особенности характера, локализации, течения патологического процесса и вызванных им расстройств, служащие основанием для проведения определенного лечебного или диагностического мероприятия.

  • Абсолютные - показания, требующие безусловного проведения данного лечебного или диагностического мероприятия.
  • Витальные (жизненные) - показания, требующие немедленного проведения данного лечебного мероприятия в связи с наличием непосредственной угрозы для жизни больного.
  • Относительные - показания, не исключающие возможности замены данного лечебного или диагностического мероприятия другим.

Противопоказания - особенности характера, локализации, течения патологического процесса и вызванных им расстройств, препятствующие применению определенного метода лечения или исследования больного.

  • Абсолютные - противопоказания к данному методу лечения или диагностическому мероприятию, полностью исключающие возможность их применения.
  • Относительные - противопоказания к данному методу лечения или диагностическому мероприятию, указывающие на его значительную в данном случае опасность и на необходимость принятия особых мер предосторожности, либо выбор хотя и менее эффективного, но более безопасного метода.

Известно, что понятия “показания” и “противопоказания” можно отнести не только к диагностической или лечебной процедуре, но и к лекарственному препарату. В качестве примера рассмотрим одноименные разделы в описании всем известного нитроглицерина . Вот что написано о нем в “РЛС-Энциклопедии лекарств”: “Показания: стенокардия, острый инфаркт миокарда, застойная сердечная недостаточность, контролируемая артериальная гипотензия во время хирургических манипуляций, отек легких, окклюзия центральной артерии сетчатки глаза. Противопоказания: гиперчувствительность, гипотензия, коллапс, инфаркт миокарда с выраженной гипотензией или коллапсом, кровоизлияние в мозг, повышенное внутричерепное давление, церебральная ишемия, тампонада сердца, токсический отек легких, выраженный аортальный стеноз, закрытоугольная форма глаукомы.”

Большинство диагностических исследований сопряжено с очень незначительным риском, но он возрастает по мере увеличения сложности процедуры и тяжести заболевания. Что в худшем случае может произойти, к примеру, во время исследования остроты зрения? Даже если пациент уронит себе на ногу пластиковую заслонку, которой прикрывал необследуемый в тот момент глаз, вероятность повреждений минимальна (психические отклонения с намеренным нанесением увечий не в счет). При катетеризации сердца и ангиографии вероятность серьезных осложнений - инсульта, инфаркта и некоторых других - составляет 1:1000. При радионуклидных исследованиях практически единственным фактором риска является та микродоза радиации, которую получает пациент. А она значительно меньше, чем при обычной рентгенографии.

Теперь рассмотрим основные инструментальные методы диагностики, использующиеся в настоящее время.

Электрокардиография (ЭКГ) - быстрое, простое и безболезненное исследование, при котором электрические импульсы сердца усиливаются и записываются на движущейся ленте бумаги. Каждая зафиксированная кривая отражает электрическую активность различных отделов и структур сердца. Это исследование позволяет врачу выявить целый ряд разных болезней сердца, в первую очередь нарушения ритма, недостаточное кровоснабжение сердца, последствия перенесенного инфаркта миокарда и так далее. Диагностическую ценность представляют также суточное мониторирование ЭКГ, регистрация ЭКГ на фоне приема определенных лекарственных средств или во время физической нагрузки.

- это безболезненная и безопасная процедура, которая создает изображение внутренних органов на мониторе благодаря отражению от них ультразвуковых волн. При этом различные по плотности среды (жидкость, газ, кость) на экране изображаются по-разному: жидкостные образования выглядят темными, а костные структуры - белыми. УЗИ позволяет определять размер и форму многих органов, например печени, поджелудочной железы, и увидеть структурные изменения в них. Широко применяется УЗИ в акушерской практике: для выявления возможных пороков развития плода на ранних сроках беременности, состояния и кровоснабжения матки и множества других немаловажных деталей. Этот метод, однако, не подходит и поэтому не используется для исследования желудка и кишечника.

Эхокардиография (ЭхоКГ) - это модификация УЗИ, применяющаяся для исследования сердца. Изменяя положение и угол наклона датчика, врач видит сердце и крупные кровеносные сосуды в различных плоскостях, что дает точное представление о строении и функции сердца. ЭхоКГ может обнаружить нарушения в движении стенок сердца, изменение объема крови, которая выбрасывается из сердца при каждом сокращении, изменения сердечных клапанов, плотность их смыкания и многое другое. В настоящее время ЭхоКГ - метод выбора для диагностики пороков сердца. Это безболезненный, безопасный, высокоинформативный метод, который хорошо переносят даже дети младшего возраста.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) - это регистрация электрической активности головного мозга. Процедура проста и безболезненна: к голове пациента прикрепляют около 20 маленьких электродов и регистрируют мозговую активность в нормальных условиях. Затем человека подвергают воздействию различных стимулов (например, вспышек яркого света), или предлагают глубоко и часто дышать. Запись имеет вид ломаных линий, одновременно зафиксированных с разных участков головного мозга. ЭЭГ помогает подтвердить различные формы эпилепсии, а иногда и выявить редкие болезни мозга, связанные с нарушением обмена веществ.

Эндоскопическое исследование - исследование полых органов и полостей с использованием гибкого волоконно-оптического инструмента - эндоскопа. Диаметры трубки эндоскопа бывают от 0,8 до 1,5 см, а длина от 30 см до 1,5 м. Эндоскоп дает возможность получать качественное изображение слизистой оболочки пищеварительного тракта, бронхов и других органов. Многие эндоскопы снабжены устройством, которым можно взять образцы тканей для дальнейшего исследования, и электрическим зондом для разрушения патологической ткани. Эндоскопия применяется во многих областях медицины: гастроэнтерологии, кардиологии, пульмонологии, гинекологии, урологии, онкологии, хирургии и так далее.

Рентгенография основана на получении изображения органов и систем путем пропускания пучка рентгеновского излучения. При этом на пленке получают негативное изображение исследуемого объекта: светлые участки соответствуют структурам, максимально поглощающим излучение (кость), а темные - более прозрачным для рентгеновского излучения участкам (мышцы, подкожная клетчатка, кожа). Рентгенография широко применяется для исследования костных структур, в первую очередь в травматологии, желудочно-кишечного тракта (в частности, исследование с контрастным веществом), легких, в меньшей степени - сердца и крупных сосудов.

Рентгеноскопия - исследование, в процессе которого производится непрерывная рентгеновская съемка, - позволяет увидеть на экране биение сердца, дыхательные движения легких, продвижение контрастного вещества по пищеводу, перистальтику кишечника и тому подобное. Во время этого исследования пациент получает относительно высокую дозу радиации, поэтому оно в настоящее время по возможности заменяется другими методами диагностики. Рентгеноскопия все еще используется как составная часть обследования при катетеризации сердца и электрофизиологических исследованиях.

Флюорография - метод рентгенологического исследования, использующийся в качестве скрининг-теста, чаще для определения состояния органов грудной клетки. При этом фотографируется рентгеновское изображение с экрана на пленку с размером кадра от 24х24 мм до 110х110 мм. Основная задача флюорографии - раннее выявление скрыто протекающих заболеваний, в частности легочной формы туберкулеза и онкологических заболеваний. Архив флюорограмм и картотека позволяют выделить группы пациентов для диспансерного наблюдения.

Компьютерная томография (КТ) - разновидность рентгенологического исследования, которое отличается высокой разрешающей способностью и точностью. При проведении КТ аппарат делает серию рентгеновских снимков по заданным критериям (плоскость, толщина “среза” и другие), которые затем анализирует компьютер. Двухмерные изображения характеризуются четкостью и напоминают анатомические срезы, что особенно важно при исследовании головного мозга и других паренхиматозных органов (печени, поджелудочной железы, легких, почек).

, или ядерно-магнитный резонанс (ЯМР) - метод обследования, в котором для получения точных изображений органов используется мощное магнитное поле. Это очень точный, но в то же время чрезвычайно дорогой и сложный метод диагностики. Пациента помещают внутри большого электромагнита, который вызывает вибрацию атомных ядер в организме. В результате они испускают характерные сигналы, которые преобразуются в двух- и трехмерное изображения структур органа. МРТ - метод выбора для диагностики заболеваний головного и спинного мозга, ни одно исследование структур мозга не приближается по информативности к МРТ! Но МРТ имеет и ряд недостатков по сравнению КТ. Во-первых, требуется больше времени для получения каждого изображения. Во-вторых, - это касается только исследования сердца - в связи с его сокращениями изображения получаются более размытыми. Надо учитывать, что людям с выраженной патологической боязнью замкнутых пространств (клаустрофобией) этот метод не подходит, так как при исследовании пациент находится в узком пространстве внутри гигантской машины.

Радионуклидное исследование . При этом исследовании незначительные количества специфичных для конкретных органов радиоактивно меченых веществ (индикаторов) вводят в вену. Этот метод подвергает человека меньшему облучению, чем большинство видов рентгенологических исследований. Диагностический “конек” метода - исследование кровоснабжения какого-либо органа и, в частности, злокачественных опухолей. Радиоактивные индикаторы быстро распределяются по организму, затем их излучение регистрируется гамма-камерой. Изображение воспроизводится на экране и фиксируется на компьютерном языке для дальнейшего анализа. Компьютер способен генерировать трехмерное изображение, например, так называемых “холодных” или “горячих” узлов в щитовидной железе. Это дорогое исследование, поэтому применяется оно при дифференциальной диагностике схожих заболеваний по строгим показаниям: для выявления нарушений кровоснабжения органов, онкологических заболеваний и метастазов и так далее.

Краткие характеристики большинства лабораторных и инструментальных методов исследования, применяющихся в медицинской практике, представлены в таблице 2.1.4 (для удобства поиска они расположены в алфавитном порядке). Более подробную информацию, в частности касающуюся цели проведения конкретного исследования и ожидаемых результатов, вам обязан предоставить лечащий врач при назначении исследования.

Таблица 2.1.4. Лабораторные и инструментальные диагностические исследования
Исследование Объект
исследования
Описание исследования
Амниоцентез Амниотическая (околоплодная) жидкость Анализ жидкости, получаемой путем прокола плодного пузыря, для обнаружения патологии развития плода
Анализ ворсин хориона Плацента Исследование материала под микроскопом для выявления патологии развития плода
Анализ мочи (различные виды) Моча Химический и микроскопический анализ мочи для обнаружения ряда веществ (белка, глюкозы, кетоновых тел, клеток крови и других)
Анализы крови (различные виды) Кровь, обычно из пальца или вены Измерение содержания в крови форменных элементов и ряда веществ для оценки функции органов, диагностики и контроля лечения различных заболеваний
Ангиография (артериография) Любая артерия организма, обычно аорта или артерии головного мозга, сердца, почек и ног Рентгенологическое исследование для обнаружения закупорки или сужения артерии
Аспирация костного мозга Костный мозг, который берут из бедренной кости или грудины Отсасывание шприцем костного мозга и исследование под микроскопом для выявления патологии клеток крови и костного мозга
Аудиометрия Слух Оценка с помощью специального аппарата способности слышать и различать звуки определенной частоты и громкости
Аускультация Сердце, легкие, крупные сосуды Выслушивание стетоскопом или фонендоскопом с целью обнаружения физиологических и патологических звуков, возникающих при работе сердца и легких, при движении крови по сосудам
Биопсия Любая ткань организма Иссечение фрагмента ткани для приготовления гистологического препарата и микроскопического исследования с целью диагностики злокачественных опухолей и других заболеваний
Бронхоскопия Дыхательные пути Осмотр для выявления опухолей или другой патологии с помощью волоконно-оптического инструмента (бронхоскопа)
Венография (флебография) Вены Рентгенологическое исследование для обнаружения закупорки вены
Внутривенная урография Почки, мочевыводящие пути Рентгенологическое исследование почек и мочевыводящих путей после внутривенной инъекции рентгеноконтрастного вещества
Гистероскопия Матка Осмотр полости матки с помощью волоконно-оптического инструмента (гистероскопа)
Измерение артериального давления Артериальное давление, измеряемое обычно на руках Регистрация с помощью тонометра для выявления повышенного или пониженного артериального давления
Исследование сухожильных рефлексов Сухожилия Исследование с помощью неврологического молоточка для выявления нарушений функции нервов
Катетеризация полостей сердца и коронарных сосудов Сердце, коронарные сосуды Обнаружение патологических образований, дефектов клапанов сердца, оценка степени сужения коронарных сосудов
Кожные пробы Кожа, обычно на руке, животе или спине Исследования с помощью нанесения реактивов на кожу для диагностики аллергических реакций
Колоноскопия Толстая кишка Осмотр внутренней поверхности кишки для выявления опухолей или другой патологии с помощью колоноскопа
Кольпоскопия Шейка матки Осмотр шейки матки с помощью кольпоскопа (увеличительной линзы)
Компьютерная томография (КТ) Любая часть тела Рентгенологическое исследование с применением компьютера для диагностики различных заболеваний
Конизация Шейка матки Иссечение конусообразного фрагмента ткани для микроскопического исследования
Кюретаж (раздельное диагностическое выскабливание) Шейка матки и матка Исследование под микроскопом образца ткани, полученного методом соскоба, для выявления патологии слизистой оболочки матки и шейки матки
Лапароскопия Брюшная полость Осмотр брюшной полости для диагностики и лечения заболеваний органов брюшной полости с помощью лапароскопа, вводимого через разрез в брюшной стенке
Люмбальная пункция Спинномозговая жидкость, которую берут из позвоночного канала Исследование для выявления патологии спинномозговой жидкости, которую получают путем прокола специальной иглой тканей на уровне поясничных позвонков
Магнитно-резонансная томография (МРТ) Любая часть тела, чаще головной и спинной мозг Инструментальное исследование с применением эффекта магнитного резонанса для диагностики ряда заболеваний
Маммография Молочные железы Рентгенологическое исследование для дифференциальной диагностики рака молочной железы
Медиастиноскопия Полость грудной клетки Осмотр области грудной клетки между легкими с помощью медиастиноскопа, вводимого в грудную полость
Миелография Позвоночник и спинной мозг Рентгенологическое исследование или КТ спинного мозга и позвоночника после введения рентгеноконтрастного вещества
Нагрузочный ЭКГ-тест Сердце Исследование функции сердца путем регистрации ЭКГ при повышенной физической нагрузке, например на велоэргометре
Офтальмоскопия прямая Глаза (сетчатка) Осмотр для обнаружения аномалий и оценки сосудов глазного дна с помощью офтальмоскопа
Парацентез Брюшная полость Введение иглы в брюшную полость и взятие жидкости для последующего микроскопического исследования
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) Головной мозг и сердце Радионуклидное инструментальное исследование для выявления нарушений функции органов
Проба Папаниколау (Пап-мазок) Шейка матки Исследование под микроскопом клеток, полученных при соскобе слизистой оболочки шейки матки, для обнаружения злокачественной опухоли и предраковых заболеваний
Пункция плевральной полости Плевральная жидкость Введение иглы в плевральную полость и взятие жидкости для диагностики ряда заболеваний
Радионуклидное исследование Многие органы Радионуклидное инструментальное исследование для выявления нарушений кровотока и строения органов
Ректороманоскопия Прямая и сигмовидная кишка Осмотр нижнего отдела кишечника (прямая и сигмовидная кишка) для обнаружения полипов и злокачественных опухолей с помощью ректоскопа
Рентгенография Многие органы Получение фиксированного на фотоматериале рентгеновского изображения органа для выявления структурных аномалий
Рентгенологическое исследование с барием Пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка и кишечник Рентгенологическое исследование после введения бариевой взвеси для обнаружения язв, опухолей или другой патологии
Рентгеноскопия Пищеварительная система, сердце, легкие Непрерывное получение изображения на рентгеновском экране для выявления аномалий строения органа и оценки его функции
Ретроградная урография Мочевой пузырь, мочеточники, почечные лоханки Рентгенологическое исследование этих органов после введения рентгеноконтрастного вещества через эндоскоп или катетер
Спирометрия Легкие Оценка функции легких с помощью спирометра при обычном дыхании, максимальном вдохе и после наибольшего выдоха
Тимпанометрия Уши Измерение импеданса (сопротивления давлению) барабанной перепонки для определения причины понижения слуха
Торакоскопия Легкие Осмотр легких и плевры с помощью специального оптического инструмента (торакоскопа), вводимого в плевральную полость
Ультразвуковое исследование (УЗИ) Многие органы Ультразвуковое исследование для обнаружения аномалий строения и нарушения функций органов
Хромосомный анализ Кровь, околоплодная жидкость Исследование клеток под электронным микроскопом для обнаружения генетических заболеваний или определения пола плода
Чрескожная чреспеченочная холангиография Печень, желчные пути Рентгенологическое исследование печени и желчных путей после введения в печень рентгеноконтрастного вещества
Эзофагогастродуоденоскопии (ЭГДС) Пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка Осмотр слизистой оболочки этих органов с помощью волоконно-оптического инструмента (эндоскопа)
Электрокардиография (ЭКГ) Сердце Исследование электрической активности сердца
Электромиография Мышцы Регистрация электрической активности мышц
Электроэнцефалография (ЭЭГ) Головной мозг Исследование электрической активности мозга
Эндоскопическая ретроградная холангиопанкреатография (ЭРХПГ) Желчные пути Рентгенологическое исследование желчных путей после введения рентгеноконтрастного вещества с помощью волоконно-оптического инструмента (эндоскопа)
Эхокардиография (ЭхоКГ) Сердце Исследование строения и функции сердца с использованием ультразвуковых волн

В завершение раздела, хочется познакомить вас с некоторыми новыми перспективными методами диагностики. Начнем, пожалуй, с тепловидения . В некотором смысле тепловизор делает то же самое, чем много лет с переменным успехом занимаются экстрасенсы и восточные целители - он регистрирует тепловое поле пациента. Но вместо кустарных методик, когда врачеватель на ощупь пытается определить аномально горячие точки организма и по их расположению поставить диагноз, тепловизор обеспечивает компьютерную точность, опирающуюся на солидный фундамент теплофизики и математической статистики.

Тепловидением называется получение видимого изображения объекта на основании его собственного инфракрасного (теплового) излучения. Инфракрасные лучи невидимы для глаз человека. Для их изучения нужны специальные приборы - тепловизоры (термографы). Они улавливают излучение, усиливают его и превращают в видимую для глаз картинку. Общий принцип устройства всех тепловизоров отчасти напоминает устройство приборов ночного видения, которые широко применяются в военном деле и спецоперациях. Инфракрасное излучение концентрируется при помощи системы специальных линз и попадает на фотоприемник, который имеет избирательную чувствительность к определенной длине волны инфракрасного спектра. Принятое излучение вызывает изменение электрических свойств фотоприемника. Это регистрируется и усиливается электронным прибором. Полученный сигнал подвергается цифровой обработке и это значение передается на блок отображения информации. После этого на экране монитора появляется изображение, цвет точек которого соответствует численному значению температуры в данной области источника.

При использовании в медицине тепловизор позволяет получить своеобразный тепловой портрет человека или отдельного органа. По участкам тела с аномально высокой или низкой температурой можно распознать симптомы более 150 заболеваний на самых ранних стадиях их возникновения.

Вы, наверное, слышали о так называемой диагностике по методу Фолля . Рождение метода датируется 1953 годом, хотя, как известно, все новое - это хорошо забытое старое... На чем же основана эта методика?

Много столетий назад китайские целители открыли на теле человека “волшебные” - биологически активные - точки. Так возникло иглоукалывание. Они составили карту активных точек, дали каждой затейливое китайское имя, установили, какая за что “отвечает”. Долгие столетия китайцы успешно занимались иглоукалыванием, и никого не интересовало, как это “работает”. Было вполне достаточно объяснения, например, что у пациента “нарушилось равновесие инь и янь в меридиане сердца”. Потом в дело вмешались пытливые европейцы. Они установили, что строение кожи в местах расположения этих точек имеет аномалию: там больше, чем на других участках, нервных окончаний. Окончания эти ведут к спинному мозгу, причем к тем его сегментам, которые “отвечают” за деятельность отдельных органов. А полвека назад немец Рейнгольд Фолль задумался: если биологически активные точки кожи воздействуют на внутренние органы, то, может быть, и внутренние органы воздействуют на эти точки? Оказалось, воздействуют. Ученый понял это и поставил на современную техническую базу интуитивные находки древних китайских врачей.

Так что же придумал немец Фолль? Нервные импульсы - это электрические разряды. Так почему нельзя измерить электрический потенциал кожи, где оканчиваются разветвления нервов? Выяснилось, что потенциал отличается как раз в тех местах, где китайцы отметили свои “волшебные” точки. Дальше дело было за малым: построить чувствительный прибор с двумя электродами. Один электрод закрепляется на коже, он называется неподвижным, другой - в виде толстой ручки со “стержнем” - активный электрод. Врач осторожно перемещает его по коже пациента вблизи предполагаемой активной точки, внимательно глядя на показания прибора. Когда стрелка отклонится, значит, есть “попадание”. Далее Фолль проградуировал шкалу - отметил сто условных единиц. Если стрелка показывает пятьдесят - шестьдесят пять, значит, орган, за который точка “отвечает”, в порядке или, как говорят последователи Фолля, в энергетическом равновесии. Стрелка прибора колеблется между семьюдесятью и ста условными единицами? Налицо воспалительные изменения “подведомственного” органа. Показания прибора меньше пятидесяти? Скорее всего, орган “лишился сил”. Может быть, он уменьшился в размерах или нарушена его внутренняя структура, или что-то мешает органу нормально функционировать. Бывает так, что во время измерения стрелка вдруг начинает опускаться - с высоких цифр почти до нуля. Что это значит - прибор неисправен? Прибор в порядке, а вот у исследуемого либо хронический воспалительный процесс, либо серьезное органическое поражение. Чтобы узнать точнее, используют общепринятые диагностические методы - УЗИ, рентгенографию, клинические анализы, - и находят точный ответ. Но ведь вопрос-то поставила диагностика по Фоллю!

В нашей стране эта тема долгое время находилась под запретом, в основном по идеологическим соображениям - в частности, из-за того, что свои безопасные в общем-то эксперименты Фолль проводил в том числе в немецких концлагерях на больных заключенных...

А что такое биорезонансная диагностика ? Ознакомившись с принципами диагностики по Фоллю, нетрудно догадаться, что гораздо информативней регистрировать более широкий спектр электрических характеристик, что становится доступным при использовании переменного тока. Из этого предположения в 1978 году (Х. Шиммель, Германия) родился новый метод, внешней атрибутикой напоминающий оригинальный метод Фолля, но значительно превосходящий последний по универсальности - метод вегетативно-резонансного тестирования (ВРТ) , использующий для диагностики измерение общего сопротивления органа при подаче на него возмущающего воздействия в виде синусоидального переменного напряжения в широком диапазоне частот - от 5 Гц до десятков килогерц. Во время исследования измеряются параметры всего одной (!) биологически активной точки на коже пациента (вместо 500-1000 точек, исследуемых по Фоллю). В зависимости от параметров колебаний резонирующего органа, метод позволяет исследовать состояние иммунной и эндокринной систем, определять недостаток витаминов или минералов, проверить наличие доброкачественных или злокачественных опухолей и многое другое. Кроме того, ВРТ позволяет для каждого пациента индивидуально подобрать лекарственные препараты: их можно протестировать на совместимость с организмом больного, заранее узнать о возможных побочных действиях и точно рассчитать оптимальную дозировку.

Квантовая медицина . “То, что создали русские в области квантовой медицины, просто потрясает. Эти успехи сделали бы честь любой стране мира, и я снимаю перед ними шляпу” - эти слова принадлежат французскому специалисту, доктору медицины Даниэлю Бобину. Давайте познакомимся с еще одним новшеством, вызвавшим восторг французского ученого, и попробуем разобраться, насколько он уместен.

Квантовая медицина основана на синтезе достижений квантовой физики, современных знаний о природе живого и тысячелетнего опыта восточной медицины. Идея о квантовой природе живой материи была высказана еще в 1943 году физиком В. Шредингером (Германия). Но для ее подтверждения, а тем более научно обоснованного использования в медицине, потребовалось свыше 45 лет. Правда, лечение некоторых заболеваний различного вида излучениями люди применяли давно. Скажем, для исцеления от туберкулеза пациентов отправляли в южные края (лечебный фактор - солнечное излучение), при ЛОР-заболеваниях прогревали больной орган синей лампой (ультрафиолетовое излучение), для скорейшего снятия отеков, заживления травм, ушибов прикладывали магниты и так далее. И лишь в начале 80-х годов профессор А.К. Полонский разработал теоретические основы комплексного использования низкоэнергетического лазерного, ультрафиолетового и электромагнитного излучений. В итоге появилась и стала бурно развиваться квантовая, или волновая медицина. Одно из ее направлений - магнитно-резонансная терапия (лечебно-профилактическое действие аппаратов “Витязь” и “Рикта” основано на квантовой технологии).

В квантовой медицине применяют малые дозы (близкие к природным) электромагнитного излучения (кванты) для диагностики, лечения, профилактики заболеваний и реабилитации больных. Поток квантов запускает скрытые резервные адаптационные возможности организма как на уровне клетки, так и всей биологической системы в целом, чем переводит организм в стабильное генетически заданное “состояние здоровья” - на этом основывается лечебный эффект метода. А регистрация электрических параметров поверхности тела пациента (вариация на знакомую тему, не правда ли?) позволяет не только диагностировать уже имеющееся конкретное заболевание, но и выявить болезнь на самой начальной (доклинической, бессимптомной) стадии, а также предупредить пациента о предрасположенности к тем либо иным видам заболеваний. Реакция “официальной” российской медицины более сдержанна и осторожна. Вот как говорит об этом доктор медицинских наук, профессор В. Сокрут: “Современная ситуация с магнитно-резонансной терапией прекрасно вписывается в схему внедрения любого нового лечебного метода - на первом этапе им восхищаются и лечат все и вся, затем наступает этап бурного отрицания и исправления перегибов, и только после этого он занимает свое долженствующее место в наборе средств и методов терапии...”

Литература
  1. Денисов И.Н., Мовшович Б.В. Общая врачебная практика: внутренние болезни - интернология. Практическое руководство. - М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. - 496 с.
  2. Мерта Дж. Справочник врача общей практики: Пер. с англ. - М.: Практика, 1998. - 888 с.
  3. Ригельман Р. Как избежать врачебных ошибок. Книга практикующих врачей: Пер. с англ. - М.: Практика, 1994 - 208 с.
  4. Современная медицинская энциклопедия/ Под ред. Р. Беркоу, М. Бирса, Р. Боджина, Э.Флетчера; Пер. с англ. под общей ред. Г.Б. Федосеева. - СПб.: Норинт, 2001. - 1264 с.: ил.
  5. Справочник терапевта / Н.П. Бочков, А.И. Воробьев, В.А. Насонова и др.; под ред. Н.Р. Палеева: В 2-х томах. - М.: Медицина, 1995.
  6. Юсупов Г.А. Энергоинформационная медицина. Гомеопатия. Электропунктура по Р. Фоллю. - М.: Издательский дом “Московские новости”, 2000. - 335 с.

Cтраница 1


Инструментальный метод основывается на использовании технических средств измерений. Измерения могут выполняться по любой из измерительных шкал, но чаще всего используется шкала отношений. Инструментальный метод является наиболее распространенным во всех отраслях народного хозяйства, особенно в промышленности. В силу объективности, высокой точности и возможности автоматизации измерений, вплоть до создания гибких измерительных установок и систем, этот метод является предпочтительным и должен применяться всегда, когда это возможно и экономически оправдано.  

Инструментальный метод активационного анализа значительно сокращает время, затрачиваемое на анализ, устраняет ошибки, вносимые при химической обработке, и является единственным методом идентификации короткоживущих радиоактивных изотопов. Однако селективная регистрация излучений затрудняется, если в том же энергетическом интервале имеется фон, образуемый другими входящими в образец радиоактивными элементами. В этом случае спектрометрический метод активационного анализа обеспечивает чувствительность меньшую, чем активационный анализ с использованием химических методов разделения. Чувствительность спектрометрического метода активационного анализа можно повысить, применяя технику счета совпадений.  

Инструментальный метод активационного анализа позволяет определить бром в присутствии других элементов без разрушения образца.  

Основным инструментальным методом для получения данных с подводного склона служит батиметрическая съемка, которая выполняется с помощью эхолотов или сонаров бокового обзора. Регистрация данных съемки производится на магнитные носители или ПЭВМ. Для обеспечения плановой привязки изысканий используются радиогеодезические системы, береговые станции. Судовождение по профилям, вывод судна осуществляются с помощью интегральных навигационных геодезических комплексов. При снятии глубин необходимо вводить поправки на уровень, для этого во время съемки необходимо проводить уровенные наблюдения.  

Важным инструментальным методом количественного анализа в ряде отраслей промышленности (получение сахара, душистых веществ, лекарственных препаратов) является поляриметрический метод-определение оптического вращения с помощью поляриметров.  

Поэтому инструментальный метод сейсмического микрорайони - рования должен предусматривать постановку двух параллельных исследований: регистрацию слабых - местных землетрясений и искусственных взрывов; регистрацию сильных землетрясений. Ыаблюг-дения при землетрясениях и взрывах следует начинать параллельно с сейсмбразведочными. В зонах со сложными геологическими строениями и пересеченным рельефом наблюдения за слабыми землетрясениями и удаленными взрывами следует пронюдить в первук очередь.  

Разработан экспрессный инструментальный метод определения содержания гигроскопической, ди - и полугидратной воды в образцах гипса и фосфогипса.  


Существует еще инструментальный метод определения концентрации взвешенных веществ в воде - численный счет нерастворенных частиц. Метод использован в поточных ультрамикроскопах ФПУ-1 (НПО Аналитприбор), предназначенных для анализа фазового состава суспензий в лабораторных условиях. Для этой же цели служит аппаратура, основанная на методе кондуктометрического анализа дисперсного состава взвесей (метод Коула), выпускаемая зарубежными фирмами.  

Среди инструментальных методов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности, используются методы рентгеноспектральяого анализа.  

Из инструментальных методов стирол можно определять газохроматографи-чески, однако это требует наличия в лаборатории дорогостоящего прибора - хроматографа, эксплуатация которого требует также специальных навыков. Поэтому в данном случае метод кулонометрического титрования престо незаменим. От титрования в обычном понимании этот метод отличается тем, что здесь производится электролитическое генерирование титранта, причем в большинстве случаев непосредственно в том же растворе, в котором находится и определяемое вещество. Электрогенерированный реагент вступает во взаимодействие с определяемым веществом, и появление малейшего его избытка, свидетельствующего о конце титрования, мгновенно фиксируется специальной индикаторной системой. Необходимо, чтобы титрующее вещество реагировало с определяемым быстро и количественно, не взаимодействуя с другими, присутствующими в данной пробе.  

Применение инструментальных методов создает предпосылку к разработке автоматических методов анализа.  

Большинство инструментальных методов, описанных в этой книге, немыслимы без приборов, включающих различные электрические схемы. За исключением простейших случаев, во всех схемах используется электроника. Чтобы лучше понять устройство этих приборов, их возможности и ограничения, необходимы знания основ электроники. Эту и следующую главу следует рассматривать лишь как краткий обзор.  

Из инструментальных методов для определения Y-гексахлорциклогексана используют методы ИКС, газожидкостной хроматографии с детектором электронного захвата, адсорбционной хроматографии.  

Развитие инструментальных методов - газо-жидкостной хроматографии и ЯМР-спектроскопии - позволило создать принципиально новый подход к определению энантиомерной чистоты, не требующий оптически активного эталона сравнения. Именно этим методам, их основам и конкретным применениям посвящена главная часть настоящей книги. Впервые в одном издании обстоятельно изложены все современные методы, применяемые для этой цели, что делает эту книгу интересной и полезной не только для тех, кто работает с оптически активными соединениями, получает их выделением из природных соединений, расщеплением рацематов или асимметрическим синтезом, но и для тех, кто не имеет дела с оптической изомерией, а работает со смесями диастереомеров. А это относится практически к любому химику-органику.  

Фактически любые способы получения информации о здоровье человека с помощью специальных приспособлений (инструментов, аппаратов, устройств) - это методы, которым и посвящен данный материал. Принципиальное отличие инструментальной диагностики от лабораторной состоит в том, что информацию получают при непосредственном контакте инструмента с телом обследуемого. Методы инструментальной диагностики позволяют дать ответ на два важнейших диагностических вопроса:

«Что там внутри?» или «Как это устроено?» - такие методы называют структурными.

«Как это работает?» - такие методы называют функциональными.

Какие бывают инструментальные методы обследования организма?

Простейшие методы инструментальной диагностики хорошо известны каждому человеку, их применение не требует никаких особых специальных навыков. К таким методам можно отнести измерение температуры тела (термометрию) или измерение артериального давления. Некоторые чуть более специальные методы используют в повседневной практике врачи: аускультацию (прослушивание) посредством особого инструмента - стетоскопа, отоскопию (осмотр уха) посредством специального фонарика - отоскопа и т.д.

Вариантов структурной и функциональной диагностики существует несколько сотен, и это количество постоянно увеличивается. Поэтому в нашем справочнике мы позволим себе лишь очень краткий обзор основных, наиболее известных и распространенных в практической медицине методов, делая акцент на их диагностических возможностях.

Рентгеновское излучение - разновидность проникающего радиационного излучения. Проникшие через организм человека рентгеновские лучи можно уловить и оценить. Поскольку органы разной плотности по-разному проницаемы, полученная информация позволит не только увидеть сам орган, но и выявить изменения в его структуре.

Рентгенография - самое стандартное исследование. Рентгеновские лучи попадают на чувствительную рентгеновскую пленку. Далее как в классической фотографии: пленку проявляют, фиксируют, высушивают. Сухая пленка с готовым изображением - это рентгеновский снимок. Снимок рассматривает врач и делает его (снимка) описание. Рентгенографию не проводят с ног до головы. Исследованию подвергают совершенно определенную часть человеческого тела. Какую именно часть - это решает ваш лечащий врач. Как сделать снимок - как расположить пациента, как настроить аппарат - это задача врача-рентгенолога. В результате - конкретное исследование: рентгенография органов грудной клетки, рентгенография органов брюшной полости, рентгенография коленного сустава и т. д.

Наличие пленки совсем не обязательно. Прошедшие сквозь человеческое тело лучи могут сформировать изображение на экране. В результате врач имеет возможность видеть внутренние органы в движении: как расправляются во время вдоха легкие, как сокращается сердце и т. д. Такое динамическое наблюдение называется рентгеноскопия (греч. skopeo - рассматривать, наблюдать).

Возникшее на экране изображение можно сфотографировать. На этом построен метод флюорографии. Можно получить послойное Изображение конкретного органа, такой вариант обследования называется томографией. Современная рентгенодиагностическая техника может создавать Цифровое изображение, т. е. отличаться от традиционных аппаратов примерно так, как цифровой фотоаппарат отличается от пленочного. Особое место в рентгенодиагностике занимают методы рентгеноконтрастного исследования. Суть всех этих методов состоит в том, в организм человека вводится относительно безопасное вещество (например, растворы бария или йода), плохо проницаемое для рентгеновских лучей.

В подавляющем большинстве случаев контрастные вещества вводятся в полые органы (желудок, кровеносный или лимфотический сосуд, мочеиспускательный канал и т. д.). Таким образом можно узнать, как (с какой скоростью, насколько полно) этот орган заполняется, а после заполнения - оценить его форму и размеры.

К разновидностям ренттеноконтрастного исследования относятся:

  • ангиография - исследование сосудов;
  • ангиокардиография - исследование сосудов и полостей сердца;
  • урография - исследование почек и мочевыводящих путей;
  • холецистография - исследование желчного пузыря и желчевыводящих путей;
  • бронхография - исследование бронхов и т.д.

Рентгеноконтрастное вещество может быть выпито, на этом построено исследование пищевода, желудка, кишечника. Рентгеноконтрастное вещество может быть введено посредством клизмы, на этом построено исследование толстого кишечника (ирригоскопия). Рентгеноконтрастное вещество может быть введено в мочеиспускательный канал, на этом построено исследование мочевыводящих путей (ретроградная урография). Рентгеноконтрастное вещество может быть введено внутривенно, а само исследование будет проведено после того, как оно (контрастное вещество) достигнет конкретного органа и начнет выделяться. Именно так обследуют желчные протоки (холеграфия) или органы мочевой системы (экскреторнаяурография).

Способность радиации приводить к повреждению клеток, к мутациям, к онкологическим заболеваниям хорошо известна. С этим фактом связана вполне объяснимая настороженность населения по отношению к рентгенологическому обследованию. Тем не менее опасность определяется дозой облучения - количеством лучей, поглощенных организмом человека. Доза облучения зависит, прежде всего, от качества рентгенодиагностической аппаратуры, вида рентгенологического обследования и количества исследований в единицу времени.

Принципиальная особенность современной рентгенодиагностической аппаратуры (особенно цифровой аппаратуры) состоит в том, что доза, необходимая для проведения исследования, совершенно незначительна и принципиально не способна повлиять ни на что. И даже несколько исследований (два-три в течение месяца, четыре-пять в течение года) вполне безопасны, по крайней мере если говорить о самом распространенном варианте рентгенологического обследования - рентгенографии.

Инструментальные методы анализа - количественные аналитические методы, для выполнения которых требуется электрохимическая оптическая, радиохимическая и иная аппаратура. К инструментальным методам анализа обычно относят:

¾ электрохимические методы - потенциометрию, полярографию, кондуктометрию и др.;

¾ методы, основанные на испускании или поглощении излучения,- эмиссионный спектральный анализ, фотометрические методы, рентгеноспектральный анализ и др.;

¾ масс-спектральный анализ;

¾ методы, основанные на измерении радиоактивности.

Все инструментальные (физические и физико-химические) методы основаны на измерении физических величин, характеризующих объект анализа (пробу).

Измеряемая в ходе анализа физическая величина, функционально связанная с содержанием только определяемого компонента Х в исследуемом объекте, называется аналитическим сигналом.

Для каждого метода характерен свой аналитический сигнал. В таблице 1 приведены примеры сигналов и соответствующих им методов, относящихся к двум важнейшим группам – оптическим и электрохимическим методам анализа.

Таблица 1

Примеры инструментальных методов анализа



Зависимость аналитического сигнала от содержания Х называют градуировочной функцией . Ее записывают как уравнение вида I = f (C). В этом уравнении символом С обозначают содержание Х, выраженное в единицах количества вещества (моль), единицах массы (кг, г) или концентрации (моль/л и др.); эти величины прямо пропорциональны друг другу. Величину сигнала в общем случае обозначают символом I , хотя в отдельных методах используют специфические обозначения (таблица 1). В каждом методе градуировочные функции однотипны, но точный вид градуировочной функции для конкретной методики зависит от природы Х и условий измерения сигнала.

Во многих методах зависимость сигнала от концентрации описывается нелинейными функциями, например, в люминесцентном анализе – показательной (I = kC n ), в потенциометрии - логарифмической (I = I 0 + k lgC ), и т.д. Однако все градуировочные функции схожи тем, что по мере возрастания С величина I изменяется непрерывно, а каждому значению С соответствует единственное значение I .

Рисунок 1

Типичные градуировочные графики для некоторых инструментальных методов

lgС
I
С
С
I
I

К наиболее применимым электрохимическим методам анализа относятся потенциометрический, полярографический и кондуктометрический.

§2. Классификация оптических методов

К оптическим методам относятся рефрактометрия, поляриметрия, абсорбционные оптические методы.

Рефрактометрический анализ основан на измерении показателя преломления (рефракции) веществ, по которому следует судить о природе вещества, чистоте и содержании в растворах.

Преломление луча света возникает на границе двух сред, если среды имеют различную плотность. Отношение синуса угла падения (α) к синусу угла преломления (β) называют относительным показателем преломления (п) второго вещества по отношению к первому и является величиной постоянной:

Показатель преломления вещества зависит от его природы, а также от длины волны света и от температуры.

Поляриметрический метод основан на свойстве некоторых веществ изменять направление световых колебаний.

Вещества, обладающие свойством изменять направление колебаний при прохождении через них поляризованного света, называются оптически активными. У поляризованного луча, пропущенного через слой раствора оптически активного вещества, меняется направление колебаний, а плоскость поляризации оказывается повернутой на некоторый угол, называемый углом поворота плоскости поляризации, который зависит от поворота плоскости поляризации, концентрации и толщины слоя раствора, длины волны поляризованного луча и температуры.

Оптические абсорбционные методы - это методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения анализируемыми веществами. Именно оптические абсорбционные методы получили широкое распространение в научно-исследовательских и сертификационных лабораториях. При поглощении света атомы и молекулы поглощающих веществ переходят в новое возбужденное состояние.

В зависимости от вида поглощающих веществ и способа трансформирования поглощенной энергии различают атомно-абсорбционный, молекулярно-абсорбционный анализ, нефелометрию и люминесцентный анализ.

Атомно-абсорбционный анализ основан на поглощении световой энергии атомами анализируемых веществ.

Молекулярный абсорбционный анализ основан на поглощении света молекулами анализируемого вещества и сложными ионами в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра (спектрофотометрия, фотоколориметрия, ИК-спектроскопия).

Фотоколориметрия и спектрофотометрия основаны на взаимодействии излучения с однородными системами, их обычно объединяют в одну группу фотометрических методов анализа.

Нефелометрия основана на поглощении и рассеянии световой энергии взвешенными частицами анализируемого ве-щества.

Люминесцентный (флуорометрический) анализ основан на измерении излучения, возникающего в результате выделения энергии возбужденными молекулами анализируемого вещества.

Люминесценцией называют свечение атомов, ионов, молекул и других более сложных частиц вещества, которое возникает в результате перехода в них электронов при возвращении из возбужденного в нормальное состояния.

§3. Основные законы фотометрического анализа и формулы.

Фотометрический анализ относится к абсорбционным методам, т.е. основан на измерении поглощения света веществом. Он включает спектрофотометрию, фотоколориметрию и визуальную фотометрию, которую обычно называют колориметрией.

Каждое вещество поглощает излучение с определенными (характерные только для него) длинами волн, т.е. длина волны поглощаемого излучения индивидуальна для каждого вещества, и на этом основан качественный анализ по светопоглошению.

Основой количественного анализа является закон Бугера-Ламберта-Бера:

А = e l c

где А = –lg (I / I 0) = –lg T – оптическая плотность;

I 0 и I – интенсивность потока света, направленного на поглощающий раствор и прошедшего через него;

с – концентрация вещества, моль/л;

l – толщина светопоглощающего слоя;

e - молярный коэффициент светопоглощения;

T - коэффициент пропускания.

Для определения концентрации анализируемого вещества наиболее часто используют следующие методы:

1) молярного коэффициента светопоглощения;

2) градуировочного графика;

3) добавок;

4) дифференциальной фотометрии;

5) фотометрического титрования.

Метод молярного коэффициента поглощения . При работе по этому методу определяют оптическую плотность нескольких стандартных растворов А ст, для каждого раствора рассчитывают e = А ст / ( ст) и полученное значение e усредняют. Затем измеряют оптическую плотность анализируемого раствора А х и рассчитывают концентрацию с х по формуле

с х = А х /(el ).

Ограничением метода является обязательное подчинение анализируемой системы закону Бугера-Ламберта-Бера, по крайней мере, в области исследуемых концентраций.

Метод градуировочного графика. Готовят серию разведений стандартного раствора, измеряют их поглощение, строят график в координатах А ст – С ст. Затем измеряют поглощение анализируемого раствора и по графику определяют его концентрацию.

Метод добавок. Этот метод применяют при анализе растворов сложного состава, так как он позволяет автоматически учесть влияние «третьих» компонентов. Сущность его заключается в следующем. Сначала определяют оптическую плотность А х анализируемого раствора, содержащего определяемый компонент неизвестной концентрации с х, а затем в анализируемый раствор добавляют известное количество определяемого компонента (с ст) и вновь измеряют оптическую плотность А х+ст.

Оптическая плотность А х анализируемого раствора равна

А х = e l c х,

а оптическая плотность анализируемого раствора с добавкой стандартного

А х+ст = e l (c х + с ст).

Концентрацию анализируемого раствора находим по формуле:

с х = с ст А х / (А х+ст – А х).

Метод дифференциальной фотометрии. Если в обычной фотометрии сравнивается интенсивность света, прошедшего через анализируемый раствор неизвестной концентрации, с интенсивностью света, прошедшего через растворитель, то в дифференциальной фотометрии второй луч света проходит не через растворитель, а через окрашенный раствор известной концентрации – так называемый раствор сравнения.

Фотометрическим методом можно определять также компоненты смеси двух и более веществ. Эти определения основаны на свойстве аддитивности оптической плотности:

А см = А 1 + А 2 + …+ А n

где А см - оптическая плотность смеси; А 1 , А 2 , А n – оптические плотности для различных компонентов смеси.

Фотометрические методы анализа применяются для контроля разнообразных производственных процессов. Эти методы могут быть применены для анализа больших и малых содержаний, но особенно ценной их особенностью является возможность определения примесей (до 10 -5 ...10 -6 %). Методы абсорбционной спектроскопии используют в химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях, а также в медицине и сельскохозяйственном производстве.

§4. Лабораторная работа

Инструментальные (физические и физико-химические) методы анализа основаны на использовании зависимости между измеряемыми физическими свойствами веществ и их качественным и количественным составом. Так как физические свойства веществ измеряются с помощью различных приборов – «инструментов», то эти методы анализа называют также инструментальными методами.

Общее число физико-химических методов анализа довольно велико – оно составляет несколько десятков. Наибольшее практическое значение среди них имеют следующие:

оптические методы, основанные на измерении оптических свойств веществ;

электрохимические методы, основанные на измерении электрохимических свойств системы;

хроматографические методы, основанные на использовании способности различных веществ к избирательной сорбции.

Среди указанных групп наиболее обширной по числу методов и важной по практическому значению является группа оптических методов анализа .

Эмиссионный спектральный анализ. В основе метода лежит измерение интенсивности света, излучаемого веществом (атомами или ионами) при его энергетическом возбуждении, например, в плазме электрического разряда. Метод даёт возможности определять микро- и ультрамикроколичества вещества, анализировать за короткое время несколько элементов.

Пламенная фотометрия является разновидностью эмиссионного анализа. Она основана на использовании газового пламени в качестве источника энергетического возбуждения излучения. Метод в основном используют для анализа щелочных и щелочноземельных металлов.

Абсорбционно-спектральный анализ основан на изучении спектров поглощения лучей анализируемыми веществами. При прохождении через раствор свет или его компоненты поглощаются или отражаются. По величине поглощения или отражения лучей судят о природе и концентрации вещества.

Атомно-абсорбционный анализ. В основе метода лежит измерение поглощения монохроматического излучения атомами определяемого вещества в газовой фазе после атомизации вещества.

Нефелометрический анализ. Основан на отражении света твердыми частицами, взвешенными в растворе. Анализ проводится с помощью приборов нефелометров.

Люминесцентный анализ – это совокупность оптических методов анализа, основанных на люминесценции (свечении вещества, возникающем при его возбуждении различными источниками энергии). По способу (источнику) возбуждения различают: рентгенолюминесценцию – свечение вещества под воздействием рентгеновских лучей; хемилюминесценцию – свечение вещества за счет энергии химической реакции.

В аналитической практике из всех видов люминесценции наибольшее распространение получила флуоресценция, возникающая под действием излучения в УФ и видимой области спектра. Большим достоинством рентгенофлуоресцентного метода является возможность анализа образца без его разрушения, что особенно ценно при анализе уникальных изделий.

Электрохимические методы анализа основаны на изучении и использовании процессов, протекающих на поверхности электрода или в приэлектродном пространстве. Аналитическим сигналом может служить любой электрический параметр (потенциал, сила тока, сопротивление и т. д.), который связан с концентрацией анализируемого раствора функциональной зависимостью и поддающийся измерению.

Различают прямые и косвенные электрохимические методы.

В прямых методах используется зависимость силы тока (потенциала и т. д.) от концентрации определяемого компонента. В косвенных методах силу тока (потенциал и т. д.) измеряют с целью нахождения т. к. т. определяемого компонента подходящим титрантом, т. е. используется зависимость измеряемого параметра от объёма титранта.

К наиболее распространенным электрохимическим методам анализа относятся потенциометрический, вольтамперометрический и кондуктометрический.

Потенциометрический метод основан на измерении электродных потенциалов, которые зависят от активности ионов, а в разбавленных растворах – от концентрации ионов.

Для измерений составляется гальванический элемент из двух электродов: электрода сравнения (электродный потенциал которого известен) и индикаторного электрода, на котором происходит главный процесс – обмен ионами и возникает электродный потенциал, который измеряют путем сравнения. Затем по уравнению Нернста находят количество определяемого компонента.

Потенциометрическое титрование основано на определении точки эквивалентности по результатам потенциометрических измерений. Вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение (скачок) потенциала индикаторного электрода.

Для потенциометрического титрования собирают цепь из индикаторного электрода в анализируемом растворе и электрода сравнения. В качестве электродов сравнения чаще всего применяют каломельный или хлорсеребряный.

Вольтамперометрический метод анализа основан на изучении поляризационных или вольтамперных кривых (кривых зависимости силы тока от напряжения), которые получаются, если при электролизе раствора анализируемого вещества постепенно повышать напряжение и фиксировать при этом силу тока. Электролиз следует проводить с использованием легкополяризуемого электрода с небольшой поверхностью, на котором происходит электровосстановление или электроокисление вещества.

Амперометрическое титрование (потенциометрическое поляризационное титрование) – разновидность вольтамперометрического метода (наряду с полярографией). Оно основано на измерении величины тока между электродами электрохимической ячейки, к которым приложено некоторое напряжение, соответствующее величине предельного тока. По этим данным строят кривую амперометрического титрования в координатах «сила тока – объём титранта» и графически находят точку эквивалентности. В качестве индикаторного электрода в амперометрическом титровании обычно используют вращающиеся платиновые, графитовые и другие твердые электроды.

Примеры решения задач

Пример 1. При открытии катионов серебра Ag + реакцией с хлорид-ионами Сl – в водном растворе по образованию белого осадка хлорида серебра AgCl

Ag + + Cl – ® AgCl↓

предел обнаружения катионов серебра равен 0,1 мкг, предельное разбавление V lim = 1∙ 10 4 мл/г. Определите предельную концентрацию С lim и минимальный объём V min предельно разбавленного раствора.

Решение. Найдем предельную концентрацию С min:

C min = = = 1 ∙ 10 –4 г/мл.

Рассчитаем минимальный объём предельно разбавленного раствора:

V min = = = 0,001 мл.

Таким образом, предельная концентрация предельно разбавленного раствора С min = 1 ∙ 10 -4 г/мл и минимальный объём V min = 0,001 мл.

Пример 2. Катионы серебра Ag + можно открыть реакцией с хромат-ионами CrO по образованию красного осадка хромата серебра Ag 2 CrO 4

2 Ag + + CrO → Ag 2 CrO 4

при V min = 0,02 мл в водном растворе нитрата серебра AgNO 3 с молярной концентрацией С (AgNO 3) = 0,0004 моль/л. Определите предел обнаружения g и предельное разбавление V lim для катиона Ag + .

Решение. Найдем вначале предельную концентрацию катионов серебра, учитывая, что в условии задачи дана концентрация нитрата серебра, выраженная в моль/л:

C min = = = 4 ∙ 10 –5 г/мл,

где М (Ag +) – атомная масса серебра.

g = C min V min ∙ 10 6 = 4 ∙ 10 –5 ∙ 0,02 ∙ 10 6 = 0,8 мкг,

V lim = = = 2,5 ∙ 10 –4 мл/г.

Таким образом, предел обнаружения для катиона Ag + g = 0,8 мкг, а предельное разбавление V lim =2,5 ∙ 10 –4 мл/г.

Пример 3

Разделить с помощью группового реагента катионы Al +3 и Mg +2 .

Решение. Al +3 относится к катионам IV группы, а Mg +2 – V группы. Групповым реагентом на катионы IV и V групп является гидроксид натрия. В качестве аналитического сигнала наблюдается выпадение в осадок соответствующих гидроксидов:

Al +3 + 3ОН – ⇄ Al(ОН) 3 ↓;

Mg +2 + 2ОН – ⇄ Mg(ОН) 2 ↓.

Однако при добавлении избытка реагента Al(ОН) 3 растворяется с образованием комплексного соединения, а Mg(ОН) 2 – нет:

Al(ОН) 3 + NаОН ⇄ Nа;

Mg(ОН) 2 + NаОН ¹.

Таким образом, при разделении катион Al +3 будет находиться в фильтрате, а катион Mg +2 – в осадке.

Пример 4

Какой объём раствора AgNO 3 с массовой долей 2 % потребуется для осаждения хлорида из навески СаСl 2 ∙ 6 Н 2 О массой 0,4382 г?

Решение. Массу AgNO 3 вычисляем на основании закона эквивалентов.

m (AgNO 3) = m (СаСl 2 ∙ 6Н 2 О) .

Подставляя числовые значения, получаем

m (AgNO 3) = 0,4382 = 0,67 г.

Плотность 2 %-го раствора AgNO 3 близка к единице, поэтому можно записать пропорцию:

в 100 г (мл) раствора содержится 2 г AgNO 3

в V x (мл) раствора содержится 0,67 г AgNO 3

V x = ≈ 34 мл.

Таким образом, для осаждения хлорида потребуется объём раствора AgNO 3 , равный V x ≈ 34 мл.

Пример 5. Рассчитайте молярную массу эквивалента тетрабората натрия Na 2 B 4 O 7 в реакции с НСl по схеме

Na 2 B 4 O 7 + 2НСl + 5Н 2 О = 4Н 3 BO 3 + 2NaСl.

Решение. Из уравнения реакции следует, что фактор эквивалентности тетрабората натрия равен

f = 1/z = ½.

Следовательно, молярная масса эквивалента тетрабората натрия в данном случае равна

M э(1/2 Na 2 B 4 O 7) = M (Na 2 B 4 O 7)/2=201,219 / 2 =

100,610 г/моль.

Пример 6. Сколько мл 0,035 н раствора гидроксида натрия необходимо для нейтрализации 40 мл 0,2 н раствора соляной кислоты?

Решение. Так как вещества взаимодействуют в эквивалентных количествах, можно применить формулу

С н,к · V к = С н,щ · V щ,

где С н,к, С н,щ – молярные концентрации эквивалента кислоты и щелочи соответственно, V к, V щ – их объемы.

Определяем объем NaOH:

мл.

Таким образом, для нейтрализации 40 мл 0,2 н раствора соляной кислоты потребуется объем щелочи равный V щ = 228,6 мл.

Пример 7. Определить титр гидроксида натрия по уксусной кислоте, если концентрация рабочего раствора (NaOH) равна 0,01 н.

Решение. Находим титр NaOH по CH 3 COOH.

Таким образом, титр гидроксида натрия по уксусной кислоте равен г/мл.