ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА (греч, diagnostikos способный распознавать) — раздел клинической диагностики, изучающий методы оценки физиологических и распознавания и оценки патологических состояний и заболеваний, основанный на исследованиях клеточного и химического состава, физико-химических и биологических свойств тканей и жидкостей организма, а также методы обнаружения возбудителей заболеваний.

В совр, медицине лаб. информация занимает одно из ведущих мест среди объективных диагностических данных. Отражая метаболические и клеточные процессы, лаб. данные позволяют выявить наиболее ранние отклонения от нормы, иногда задолго до появления субъективных ощущений, клин, проявлений и видимых изменений структуры пораженных органов.

Научной основой Л. д. является мед. научная дисциплина, называемая в СССР клинической Л. д., за рубежом — клинической биологией, клинической патологией, лабораторной медициной. В ее задачи входит изучение закономерностей и установление пределов нормальных индивидуальных колебаний каждого исследуемого параметра состава биол, тканей и жидкостей; изучение закономерностей взаимосвязи патол, отклонений этих параметров с конкретными формами патологии (клиническая патобиология и патобиохимия); разработка методов исследования химического и клеточного состава биол, жидкостей; разработка требований к качеству выполнения аналитических методов и средств обеспечения этих требований (клиническая аналитика); установление диагностической ценности отдельных лаб. тестов и их комбинаций, разработка оптимальных способов их применения в диагностике болезней (собственно Л. д.).

В клин, медицине методы Л. д. применяют гл. обр. для установления диагноза болезни, для характеристики тяжести, периода и срока заболевания, иногда для определения его прогноза, а также для контроля за результатами лечения.

История

Указания на значение исследования мочи при распознавании болезней, в частности сахарного диабета, содержатся в древних источниках индийской (см. Аюрведа) и китайской медицины. Древнеегипетские жрецы прибегали к исследованию мочи для диагностики беременности. Предпосылки создания научной Л. д. появились в 15—16 вв.: в трудах Кузанциса (Gusancis) и Парацельса отмечалось возможное клин, значение взвешивания и хим. исследования крови и мочи. Развитию Л. д. способствовали такие события, как изобретение микроскопа и колориметра, открытие строения клетки, а также успехи химии, биохимии и клин, медицины. Основоположниками клинической химии принято считать химика Р. Бойля (R. Boyle), опубликовавшего в 1684 г. статью о программе исследования человеческой крови, и врача Лангриша (В. Langrish), напечатавшего результаты хим. и физ. анализа крови больных с различными видами лихорадки. В 18—19 вв. определенный вклад в формирование основ клин, химии внесли М. В. Ломоносов, А. Лавуазье, И. Берцелиус, Ж. Геи-Люссак и др. Р. Брайт, показал значение исследования мочи для диагностики поражений почек. В 1821 г. Праут (W. Prout) предложил простейшие устройства для проведения лаб. исследований у постели больного при диабете, поражениях мочевыводящих органов, отложении камней в выделительных органах. Л. д. испытала влияние идей Дж. Листера, Л. Пастера, Р. Вирхова, Г. Менделя, И. П. Павлова.

Микроскопия в медико-лабораторных исследованиях была применена в 30—40-х гг. 19 в. В 1838 г. появились таблицы микроскопических картин осадков мочи, в 1844 г. Донне (А. Donne) опубликовал курс микроскопии для мед. исследований, с" 1843 г. под редакцией Симона (J. F. Simon) издается один из первых журналов по лаб. исследованиям и в том же году опубликовано одно из первых руководств по Л. д.— монография Шерера (J. J. Scherer) «Химические и микроскопические исследования при патологии». В 50-х гг. 19 в. в практику Л. д. внедрена колориметрия. Крупный вклад в развитие Л. д. в 19—20 вв. внесли Ван-ден-Берг (А. А. Н., Van den Bergh), Кьельдаль (J. Kjeldahl), Бурхард (H. Burchard), Фолин (О. Folin), Банг (I. Ch. Bang), Ван-Слайк (D. D. Van Slyke), Конвей (E. J. Conway), Аструп (P. Astrup).

Первые отечественные публикации по Л. д. относятся к 1843 г. В 1851 г. публикуется работа С. А. Смирнова «О мочевой кислоте», а годом позже — брошюра «Уроскопия». С 1885 г. в Петербургском ин-те усовершенствования врачей проф. М. И. Афанасьев читает курс клин, микроскопии и бактериологии, а с 1895 г. А. В. Поль — курс лекций по лаб. исследованиям.

Выдающийся научный вклад в развитие различных разделов Л. д. внесли А. Я.Данилевский, М. В. Ненцкий, А. В. Палладии, А. Я. Альтгаузен, С. Р. Мардашев, А. А. Покровский, И. И. Иванов, В. С. Ильин, С. Е. Северин, Г. Е. Владимиров, В. Н. Орехович, И. А. Кассирский, а также авторы отечественных руководств и монографий по лаб. диагностике (В. Е. Предтеченский, Е. А. Кост и др.).

Содержание и отраслевая структура лабораторной диагностики

Теоретической основой клин. Л. д. являются фундаментальные науки — химия и биология, прогресс которых наряду с использованием достижений физики и техники определяет совр, возможности Л. д. В соответствии с объектами и методами исследований, а также выделением мед. дисциплин клин. Л. д. формирует свои отрасли — клин, биохимию, клин, лаб. токсикологию, клин, иммунологию, клин, микробиологию, клин, паразитологию, клин, цитологию, в к-рой самостоятельное значение имеют клин. лаб. гематология и клин, цитология опухолей. Отрасли клин. Л. д. развиваются в определенной степени самостоятельно и в соответствии с развитием базовых для них теоретических (напр., иммунологии, токсикологии) и клин, дисциплин. Так, напр., интенсивное развитие клин, иммунологии в 60— 70-х гг. 20 в. было обусловлено как успехами теоретической иммунологии, так и повышением практической значимости иммунол, проблем в связи с развитием методик трансплантации органов и тканей, изучением аутоиммунных болезней, иммунодефицитных состояний. Несмотря на относительную самостоятельность каждой из отраслей клин. Л. д., между ними существуют тесные связи, объединяющие их в единую комплексную научную дисциплину на основе общности задач исследования и единства исследуемой среды и самого исследуемого организма. Разные виды исследований объединяются в рамках диагностических программ, относящихся к определенным видам патологии, методы исследования, развивающиеся в каждой из отраслей, взаимно используются. Так, хим. методы используются в иммунологии (иммунохимия), в цитологии (цитохимия), в микробиологии (биохим, методы дифференциации микроорганизмов) и т. д. Иммунол, методы вошли в клин, биохимию, паразитологию, микробиологию, гематологию. На определенных уровнях оказания медпомощи разные виды лаб. исследований выполняются одними и теми же работниками, в рамках единой лаборатории.

Возможности современной Л. д. характеризуются номенклатурой лаб. исследований, т. е. количеством видов исследований и числом определенных компонентов (параметров) в изучаемом субстрате, а также повышением их качества в связи с внедрением более точных или более специфичных методов, что повышает информативность лаб. данных.

Основные принципы применения методов лабораторной диагностики. В зависимости от клин, задач лаб. исследования могут проводиться однократно и многократно (в динамике наблюдения за течением болезни, напр, при кризе и в межприступном периоде, для изучения суточного ритма, для контроля за влиянием лечения, при проведении функц, или фармакол, тестов с нагрузкой или торможением изучаемой системы), для характеристики одной или многих сторон клеточного или хим. состава биожидкостей (так наз. общие анализы, комплексное обследование, констелляция лаб. тестов).

Одномоментное многостороннее лаб. обследование может иметь либо общепоисковый характер (при первом контакте с больными, при поступлении в стационар, при профилактическом осмотре), либо быть целенаправленным (обследование групп риска, исследование для уточнения диагноза). Очень перспективен метод дифференциально-диагностических программ, которые нацелены на дифференциацию в рамках группы близких по клин, проявлениям болезней.

Обязательным требованием к диагностическим лаб. исследованиям является достоверность получаемых результатов. Метод не может быть рекомендован, если не проведена оценка его надежности или аналитической пригодности. Надежность метода характеризуется его специфичностью, чувствительностью, а также правильностью и воспроизводимостью результатов исследования.

Специфичность метода характеризуется возможностью с его помощью установления лишь определенного (предназначенного для исследования) свойства исследуемого субстрата. Поэтому при оценке специфичности указывается характер и степень влияния других факторов на результаты исследования определяемого свойства.

Чувствительность метода характеризуется его возможностью измерять (выявлять) изучаемое свойство субстрата при минимальных количествах последнего. Для методов определения концентрации веществ она определяется наименьшим различием между двумя концентрациями исследуемого вещества, к-рое может быть установлено данным методом.

Правильность результатов исследований проверяется соответствием среднего значения результатов измерений с истинной величиной измеряемого параметра. Для методов определения хим. компонентов субстрата правильность измерений определяют, напр., способом добавки в биол, жидкость точно взвешенного количества исследуемого вещества с последующим его определением данным методом или способом смешивания в разных соотношениях проб биожидкостей с низкой и высокой концентрацией вещества, а также референтным способом (сравнением с методом, обладающим установленной ранее правильностью). Степень совпадения результатов оценивают статистически.

Воспроизводимость результатов исследований характеризуется степенью их совпадения при многократном исследовании одной и той же пробы биол, материала. Воспроизводимость выражается величиной, обратной коэффициенту вариации результатов (т. е. отношением средне-квадратического отклонения к средней арифметической). Чем меньше коэффициент вариации, тем выше воспроизводимость. Учитывая клин, назначение методов Л. д., устанавливают также медицински допустимые пределы погрешности, определяемые по изучению мнений экспертов-клиницистов.

Правильную диагностическую информацию с помощью лаб. исследований можно получить, зная специфичность данного лаб. теста для диагностики определенного вида патологии, а также нормальные величины результатов исследований, пределы внутри- и межиндивидуальных колебаний и влияние на них лечебных и диагностических процедур и средств.

Истинно нормальными (референтными) величинами лаб. показателей считают величины, обнаруженные у тщательно обследованной, отобранной группы здоровых лиц в возрасте 20—30 лет. В группах лиц, отличающихся по какому-либо или нескольким признакам (по полу, возрасту, месту обитания, профессии и т. д.), определяют величины лаб. показателей, нормальные для данного контингента. При оценке отклонений величин лаб. показателей в диагностическом процессе имеет значение и знание индивидуальных их величин у данного пациента, установленных ранее при профилактических и диспансерных обследованиях. Сравнивая обнаруживаемые у обследуемого результаты лаб. исследований с нормальными для него (установленными при исследовании в здоровом состоянии) и для соответствующего ему контингента, а также с референтными величинами, можно получить наиболее достоверное суждение о характере обнаруженного отклонения.

При клин, оценке лаб. данных следует учитывать, что существенное и нередко длительное влияние на них оказывают проведенные перед лаб. исследованием процедуры диагностического или леч. характера (введение рентгеноконтрастной массы или красителя, инъекция лекарственного препарата, физиотерапевтические процедуры и т. п.). Так, после введения рентгеноконтрастной смеси невозможно получить адекватные результаты исследования йодного обмена; лечение допегитом, тетрациклином, хинидином искажает результаты флюориметрического исследования катехоламинов и т. д. Большинство современных леч. средств влияет на результаты лаб. исследований за счет фармакологической (в организме) или технологической (при исследовании пробы) интерференции. Нарушения правил взятия материала для лаб. исследования (слишком длительное перетягивание плеча жгутом при взятии крови из вены, чрезмерно травматичная венепункция), неблагоприятные условия его транспортировки в лабораторию также могут вызвать неправильные результаты исследования. Надежность результатов зависит от качества применяемых лабораторией методов, приборов, реактивов, калибровочных материалов, от тщательности работы персонала. Если отклонение лаб. показателей обусловлено патологией, то при повторных исследованиях в большинстве случаев выявляется тенденциозность изменений, т. е. повторяемость отклонений, их направленность. Для некоторых форм патологии характерны содружественные изменения нескольких лаб. показателей; напр., при острых воспалительных процессах одновременно могут изменяться количество лейкоцитов в крови, РОЭ, содержание ряда ферментов и др.

Некоторые лабораторные тесты специфичны для нарушений деятельности определенных органов или для определенного вида патологии (напр., органоспецифические изоферменты, Парапротеины при миеломной болезни); однако большая часть тестов дает результаты, которые имеют лишь вероятностный диагностический характер. Так, напр., ускорение РОЭ отмечается и при бактериальном воспалении, и при аутоиммунном процессе, и при опухоли. В оценке пригодности лаб. теста для диагностики определенной формы патологии используют критерии диагностической специфичности, чувствительности, эффективности лаб. теста и применяемого метода исследования. При этом учитывают частоту как истинных, так и ложноположительных и ложноотрицательных результатов.

Диагностическая чувствительность теста при определенной болезни представляет собой процентное выражение частоты только истинно положительных результатов теста у больных данной болезнью. Диагностическая специфичность теста при определенной болезни представляет собой процентное выражение частоты истинно отрицательных результатов теста у лиц, не страдающих данной болезнью. Диагностическая значимость положительных результатов выражается процентным отношением истинно положительных результатов к общему числу положительных результатов, т. е. включающему также и ложноположительные. Диагностическая значимость отрицательных результатов выражается процентным отношением истинно отрицательных результатов к общему числу отрицательных результатов. Диагностическая эффективность теста выражается процентным отношением истинных (и положительных, и отрицательных) результатов теста к общему числу полученных результатов. В расчеты перечисленных характеристик лаб. теста вводится поправка на частоту заболевания данной болезнью среди общего числа обследованных.

Контроль качества лабораторных исследований. Для выявления и оценки систематических и случайных погрешностей результатов измерений, производимых в лаборатории, осуществляют внутрилабораторный и межлабораторный контроль качества лаб. исследований. При этом используют ряд критериев качества: 1) точность измерений, т. е. близость их результатов к истинному значению измеряемой величины; высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематических, так и случайных измерений; 2) сходимость результатов измерений, т. е. отсутствие существенных различий между ними при измерениях, выполняемых в одинаковых условиях; 3) воспроизводимость результатов измерений — отсутствие существенных различий между ними при измерениях, выполняемых в разных условиях (в различное время, в разных местах); 4) правильность измерений, т. е. отсутствие систематических погрешностей в результатах.

Контроль качества лаб. исследований проводят путем сопоставления результатов измерений, производимых в лаборатории, с контрольным и определения величины отклонения. Для контрольных измерений используют контрольные материалы: водные р-ры стандартов, слитую сыворотку крови, приготавливаемую в самой лаборатории, биол, материал, изготовленный производственным путем как с исследованным, так и с неисследованным содержанием компонентов (сыворотка, плазма, моча, цереброспинальная жидкость, клетки крови и т. п.), материалы искусственного происхождения, специфические контрольные средства (мазки, микробиол, культуры, патогенные грибки, суспензии цист и т. п.). Основные требования к контрольным материалам: идентичность по физ.-хим. свойствам анализируемому образцу; стабильность при длительном хранении; минимальная вариабельность состава и свойств внутри серии; пригодность для выявления систематических и случайных погрешностей. Контроль сходимости и воспроизводимости результатов исследований осуществляется с помощью контрольного материала с неисследованным содержанием; для контроля правильности используется только материал с исследованным содержанием компонентов.

Внутрилабораторный контроль включает контроль сходимости, воспроизводимости и правильности измерений. Воспроизводимость считают достаточной, если величина коэффициента вариации результатов для исследований субстратов не превышает 5 %, а для определений активности ферментов 10%, что соответствует процентному выражению отношения примерно 1/8 пределов нормальных колебаний исследуемых параметров к средней величине нормы. Для оценки воспроизводимости результатов удобно использовать контрольные карты, на которых отмечают повседневные результаты контрольных исследований. Для построения карты предварительно в течение 20 дней исследуют контрольный материал одной серии выпуска и результаты ежедневно регистрируют. Из полученных 20 результатов вычисляют среднюю величину и коэффициент вариации. Если коэффициент вариации больше допустимого, проверяют весь ход анализа, устраняют причины неудовлетворительной воспроизводимости и повторяют предварительный этап. Контрольную карту строят для каждого контролируемого показателя и только для данной серии контрольного материала. Результаты ежедневного исследования контрольных проб той же серии в последующие дни наносят на карту в виде точки и используют для оценки воспроизводимости лаб. исследований.

Контроль правильности результатов измерений проводят при условии хорошей их сходимости. Методами контроля могут быть сравнение результатов собственных определений с номинальным значением контрольных материалов; сравнение результатов с результатами референтного метода; участие в межлабораторном эксперименте по контролю качества; дополнительное исследование пробы материала, к к-рой предварительно добавлено точное количество чистого вещества; исследования проб с различными концентрациями. Полученные результаты обрабатывают статистически. Дополнительно к методу контрольных проб используют метод накопления сумм, принцип к-рого заключается в том, что ежедневно рассчитывают разницу между средней величиной полученных результатов и номинальным значением и складывают с разницей предыдущего дня. На карту наносится алгебраическая сумма положительных и отрицательных отклонений результатов от их ожидаемой величины. Правильные результаты колеблются возле линии постоянного отклонения. При отсутствии контрольного материала используют метод, предложенный Уэйдом (М. E. Waid) и Гоффманом (R. G. Hoffman), который основан на статистическом анализе результатов исследований проб больных. Чувствительность метода зависит от изменения контингента госпитализируемых больных, от условий работы и от фактора времени.

Межлабораторный контроль — это сравнительный контроль качества результатов исследований, полученных в ряде лабораторий при использовании единого контрольного материала. Он включает контроль воспроизводимости и правильности и осуществляется не реже чем один раз в квартал, под методическим руководством контрольных центров, созданных на базе республиканских, краевых и областных б-ц. Контрольные центры определяют цели, задачи и порядок осуществления контрольного эксперимента, собирают и изучают результаты контрольных определений и вырабатывают рекомендации по улучшению качества работы лабораторий.

Библиография: Балаховский И. С. и Ларский Э. Г. Развитие клинической биохимии за годы Советской власти, Лаборат. дело, № 11, с. 643, 1977; Г у б л e р Е. В. Вычислительные методы распознавания патологических процессов, Л., 1970, библиогр.; Меньшиков В. В. Современная клиническая диагностика и лаборатория, Клин, мед.,'т. 55, № 10, с. 39, 1977; M e н ь ш и к о в В. В., Делек-торскаяЛ. Н. и Смирнова Е. Л. О методах и организации контроля качества лабораторных исследований в клинико-диагностических лабораториях, Лаборат, дело, № 1, с. 58, 1973, библиогр.; Мете л к и н А. И. К истории лабораторного дела в отечественной медицине, там ше, № 12, с. 753, 1974; РокицкийП. Ф. Биологическая статистика, Минск, 1973, библиогр.; Савченко М. Г. Краткий очерк истории развития лабораторной клинической диагностики, Ташкент, 1960; С я г а e в С. А., Меньшиков В. В. и М а к а р о в а Н. А. Развитие лабораторной службы за 50 лет существования Союза ССР, Лаборат, дело, № 12, с. 707, 1972- В iittner H. Geschichte der klinischen Chemie, Med. Welt, Bd 28, S. 1238, 1977; Clinical diagnosis by laboratory methods, ed. by I. Davidsohn a. J. B. Henry, Philadelphia a.o., 1974; Dharan M. Total quality control in the clinical laboratory, St Louis, 1977; Galen R. S. a. G a m b i n o S. R. Beyond normality, The predictive value and efficiency of medical diagnoses, N. Y., 1975; International colloquium «Automatisation and prospective biology», ed. by G. Siest, Basel, 1973; L i n e s J. G. A chronicle of the development of clinical chemistry, News letters, v. 18, p. 3, 1977.

В. В. Меньшиков, E. H. Гаранина.