Российский медицинский информационный ресурс rosmedic.ru
Главная arrow Приборные медицинские методы диагностики и лечения arrow Объект для диагностич. медицинских исследований arrow Основные подходы к получению информации о биологических объектах с помощью технических средств
Основные подходы к получению информации о биологических объектах с помощью технических средств

При диагностических исследованиях биологического организма с помощью технических средств наибольшее значение отводится методам функциональной диагностики.

Функциональными методами исследования называется группа специальных методов, используемых для характеристики функций организма человека. Основным приемом, характерным для них, является сопоставление состояния функции в условиях минимума предъявляемых к ней требований с состоянием в условиях предъявления к ней определенных повышенных требований или нагрузки. Определение состояния функции заключается в оценке ее полноценности. Это есть следствие того, что затруднительно количественно охарактеризовать качество функционирования объекта с помощью конкретного значения параметра или "коридора" его возможных значений.

Под недостаточностью функции понимается такое ее нарушение, в результате которого функция системы может осуществляться за счет компенсации или возмещения этого нарушения со стороны сохранившихся элементов осуществляющей ее системы или со стороны других систем. Если система обнаруживает неспособность отвечать на предъявляемые требования должной реакцией, ее функции признаются недостаточными

По интенсивности развития явлений недостаточности той или иной функции различают три степени.

При I степени недостаточности неспособность осуществлять функцию не обнаруживается в покое и проявляется лишь изредка при предъявлении требований к системе, превосходящих повседневные.

При II степени недостаточности нарушение способности осуществлять функцию не обнаруживается в покое, но проявляется постоянно при выполнении любой повседневной нагрузки, в том числе и умеренной.

При III степени недостаточности - неспособность осуществлять функцию не только при нагрузке, но и в покое. Эта степень недостаточности системы исключает возможность предъявления к ней каких-либо требований.

В соответствии с вышесказанным, исследование каждого показателя при функциональных исследованиях выполняется в покое и в момент нагрузки, причем в ряде случаев оценивается и способность системы восстанавливать свое исходное состояние после нагрузки.

Различают две формы физиологического покоя:

  • покой, как минимум физиологической функции (достичь на практике достаточно сложно);
  • оперативный покой, то состояние, которое имеется при отсутствии ощутимых внешних воздействий.

На практике обычно оцениваются изменения функции от уровня оперативного покоя. При функционально диагностических исследованиях с помощью технических средств результаты, полученные в лабораторных исследованиях, не вполне совпадают с результатами наблюдения той же системы в привычных производственных или домашних условиях.

Важнейшим при функциональных исследованиях является выбор характера проб (внешних воздействий на систему), их количественная характеристика, воспроизводимость уровней воздействия. Нагрузка, используемая при функциональных исследованиях, должна воспроизводить и качественные, и количественные особенности выполняемой работы .

Используется множество нагрузочных проб для исследования состояния функциональных систем. Одни из них воспроизводят требования, предъявляемые к организму в связи с условиями физического труда (работа мышц верхних или нижних конечностей при пробах с подъемом тяжестей; мышц спины и брюшного пресса при пробах с присоединениями и т.д.).

Другие воспроизводят требования, предъявляемые к организму при интеллектуальном труде (речевые пробы, чтение текстов различной сложности; устный счет и т.д.). Ряд проб позволяет установить реакцию функциональных систем на определенные тепловые условия труда (холодовые и тепловые пробы, суховоздушные ванны и т.д.). При отдельных пробах имитируются нарушения питьевого режима или режима питания.

Пробные нагрузки можно разделить на статические и динамические.

К статическим относят те пробы, при которых неизменная нагрузка воздействует на организм в течение определенного времени, например, удержание груза в определенном положении. При динамических нагрузках воспроизводится динамическая компонента физического труда, например, маршевые пробы, нагрузка на велоэргометре и пр.

При проведении проб важным является не только вид нагрузки, но и положение тела при выполнении работы.

В связи с развитием средств электронной техники, наверное, целесообразно поставить вопрос о создании новой группы приборов, в которых будут оцениваться быстрые изменения физических параметров организма в ответ на статическое или динамическое стандартизированное внешнее энергетическое воздействие. Эта группа приборов позволит выполнить оценку качества работы подсистем регулирования.

При проведении измерительных операций на получаемый информационный сигнал всегда накладываются сигналы наводок (помех) и шумов. Наводки возникают в измерительной аппаратуре вследствие действия внешних физических полей, не имеющих прямого отношения к объекту исследований. Они оказывают влияние на чувствительный элемент первичного измерительного преобразователя или датчика (сенсора) или на отдельные узлы или цепи устройства преобразования информационного сигнала.

Шумы характерны как для измерительной аппаратуры, так и для объекта измерений. Под шумами будем понимать те сигналы, которые появляются на выходе вследствие особенностей функционирования и параметров измерительной аппаратуры, а также вследствие работы других подсистем и наличия процессов в организме, в результате которых возникают сигналы, не имеющих прямого отношения к определяемым показателям или характеристикам.

Так, например, если при измерении малых разностей потенциалов между участками кожного покрова электроды будут непрерывно колебаться из-за колебаний кожи, то при больших переходных сопротивлениях в месте контакта электродов с кожей и при нестабильности контактных явлений аппаратура покажет наличие переменного сигнала. Он появился в результате взаимодействия чувствительного элемента (электродов) с объектом измерений и не характерен для объекта, находящегося в нормальном состоянии.

В медицине шумы организма, вызванные процессами, не имеющими прямого отношения к определяемым параметрам или характеристикам, называют влиянием артефактов.

Очень часто трудно различить между собой шумы объекта и сигналы, появившиеся вследствие взаимодействия с ним чувствительного элемента измерительного преобразователя. Вследствие этого, даже располагая аппаратурой с гарантированными метрологическими характеристиками, нельзя с полной уверенностью утверждать, что погрешность результатов измерений не превышает значений, нормированных для технического измерительного средства.

Для того чтобы можно было сравнивать между собой результаты, полученные с помощью технических средств, выпускаемых отдельными фирмами, необходимо провести унификацию параметров чувствительных элементов.

Под этим понимается одинаковый характер их взаимодействия с объектом измерения и идентичность внешних возмущений, вносимых в объект при выполнении измерительных операций. Так как это пока не сделано, то исследователи, применяющие разную аппаратуру одинакового назначения, получают у одного и того же объекта, находящегося в одинаковом состоянии, существенно различные результаты. При этом оказывается совершенно недостаточной гарантия на значения метрологических характеристик измерительной аппаратуры. Из-за разного взаимодействия чувствительных элементов с объектом, полученные при измерениях результаты могут существенно различаться.

Для ряда измерительных средств пока не созданы качественные эталоны или образцовые меры, по которым можно было бы вести поверку и калибровку средств измерений. Поэтому достоверность многих биофизических измерений не достаточно высокая и их результаты используются врачом как дополнительные, при диагностической оценке состояния пациента.

Кроме функциональной диагностики, технические средства широко используются при анализе выделений из биологического организма и проб, взятых из него. К числу выделений можно отнести мочу, выдыхаемый воздух, кал и пот, т.е. те субстанции, которые могут быть получены без травматических воздействий на биологический организм.

Получение проб, подвергаемых исследованиям, связано с проведением травматических операций, например, забор крови, взятие проб мозга, в результате проведения пункции, соскобы ткани кожи, эпителия и пр.

Анализ продуктов выделений организма и проб чаще всего проводится химическими методами, которые в настоящее время дополняются техническими средствами, позволяющими автоматизировать процессы получения требуемой информации.

Ряд технических средств позволяет проводить непосредственную оценку тех показателей организма, которые остаются квазипостоянными в течение значительных промежутков времени.

При этих исследованиях оценивается не функциональное состояние систем организма, а выявляются результаты процессов, которые идут достаточно долго. Эта группа приборов реализует методы оценки квазистатических показателей и позволяет выявить приборно различимый факт отклонений от нормы функционирования организма, направленного на поддержание его гомеостаза. Чем раньше установлено нарушение квазистатических показателей и начато соответствующее лечение, тем больше вероятность получения положительного результата.

К этой группе технических средств можно отнести рентгеновские приборы, позволяющие установить наличие изменений в органах и тканях по степени пропускания ими рентгеновского излучения; ультразвуковые сканеры, с помощью которых устанавливают наличие неоднородностей, от которых отражаются акустическая ультразвуковая волна, ЯМР (ядерно-магнитный резонанс) томографы и др.

Таким образом, технические средства, используемые в медицине, несколько условно и грубо можно разбить на три группы:

  1. технические средства для проведения функциональной диагностики, при использовании которых оцениваются статические и динамические показатели и их изменения при воздействии дозированными пробами определенного вида;
  2. технические средства для анализа выделений организма и его субстанций, полученных в результате проведения, в том числе и травматических операций. Как правило, они используются для выявления наличия патологии и установления факта и характера заболевания;
  3. технические средства для анализа изменений свойств или показателей, возникающих вследствие медленно идущих процессов нарушения гомеостаза.

Из-за многообразия показателей, параметров и характеристик у живого организма, наличия взаимного влияния между ними и неясностей относительно их значений и "коридоров" их возможных отклонений мнения относительно их важности расходятся. Поэтому оценки, сделанные по результатам исследований одного и того же органа или функциональной системы, проведенных разными методами, не всегда коррелированны между собой.

по материалам сайта www.konf.ru

 
« Пред.   След. »
 
 
Rambler's Top100