Общая характеристика работы

Актуальность проблемы Важнейшая роль лабораторной диагностики в медицине является общепризнанным фактом, в связи, с чем усовершенствование имеющихся и разработка новых вариантов аналитических лабораторных методов на основе использования современных и постоянно развивающихся компьютерных технологий представляется весьма актуальным. Очевидна направленность этих усовершенствований, призванных обеспечить повышение достоверности, точности, снижение времени выполнения и трудоемкости проведения анализов. («Концепция развития службы клинической лабораторной диагностики Министерства здравоохранения Российской Федерации на 2004;2010 годы»).

Одной из важных зон внедрения новых лабораторных методик, основанных на использовании современных информационных технологий регистрации и обработки результатов, являются малые и средние лаборатории, где и в настоящее время большое количество лабораторных исследований проводится на основе визуальной интерпретации. К таким исследованиям относятся иммунологические агглютинационные и преципитационные анализы, тесты «сухой химии», иммунохроматографические тесты, иммунодоти иммуноблот-анализы.

Важным технологическим направлением развития этих и других лабораторных методов является видеоцифровой компьютерный анализ. Применение видеоцифрового анализа к традиционным тестам с визуальной регистрацией решает задачу документирования и объективизации результатов анализа, что поднимает эти тесты на принципиально более высокий уровень достоверности и аналитической ценности. Видеоцифровой анализ открывает новые возможности и для усовершенствования методов, где применяются обычные варианты фотометрии и рефлектометрии, таких как иммуноферментный анализ, турбидиметрические исследования, тесты «сухой химии».

Другим перспективным направлением усовершенствования лабораторных методик является внедрение микрометодов, обеспечивающих проведение исследований c использованием минимальных количеств реагентов и образцов. Существенные преимущества дает сочетание подходов видеоцифровой регистрации и проведение аналитических процедур в микроматричном формате. Многими научными группами разрабатываются аналитические системы, включающие приспособления для проведения реакций в минимальных объемах и видеоцифровые системы регистрации. Такие системы позволяют создать принципиально новые варианты высокопроизводительных и экономичных методик.

В связи с этим исследования, направленные на разработку и внедрение высокотехнологичных аналитических систем на основе видеоцифрового анализа, обеспечивающих эффективное проведение распространенных клинико-диагностических определений на высоком уровне достоверности, можно считать весьма актуальными.

Цель исследования.

Создать новые и усовершенствовать имеющиеся методы проведения распространенных клинико-диагностических исследований с применением видеоцифровой регистрации и оценить на клиническом материале аналитические характеристики созданных лабораторных комплексов и методов.

Задачи исследования:

• 1. Разработать лабораторные видеоцифровые системы для регистрации результатов латексной агглютинации, пассивной гемагглютинации, изосерологических исследований, иммунохроматографических тестов, иммуноферментного анализа и биохимических тестов «сухой химии».
• 2. Сформулировать медико-технические требования к программному обеспечению видеоанализаторов и обосновать алгоритмы оценки результатов специфических аналитических реакций с учетом особенностей их прохождения.
• 3. Создать стандартизованные методики проведения агглютинационных тестов с документированием, автоматической оценкой результатов, обеспечивающие возможность внутрилабораторного контроля качества исследований.
• 4. Разработать систему регистрации результатов и планшеты для проведения латексных агглютинационных и изосерологических исследований со сниженным расходом реагентов.
• 5. Сконструировать приспособления формирования матриц микрокапель на планарных носителях и создать полные аналитические системы, включающие эти приспособления и программно-аппаратные комплексы для регистрации и интерпретации результатов иммунологических и биохимических исследований в микроматричном формате.
• 6. Провести расширенную апробацию разработанных методов и аппаратуры на клиническом материале в сопоставлении с референсными лабораторными системами и подготовить научно обоснованную методическую базу для внедрения этих методов в практику клинической лабораторной диагностики.

Научная новизна работы Разработана не имеющая аналогов многофункциональная система регистрации результатов иммунологических исследований на основе сканера. видеоцифровой агглютинация иммунохроматографический Впервые разработано программное обеспечение для регистрации результатов латекс — агглютинационных исследований на планарных носителях с количественной оценкой реакций для любых латексагглютинационных тестов.

С применением разработанных подходов видеоцифровой регистрации и микрометодов предложены новые, эффективные варианты проведения серийных исследований латексной агглютинации, изосерологических тестов в различных форматах, позволяющие снизить необходимые для анализов объемы реагентов и проб в 10−30 раз.

Разработана, защищенная патентом РФ, полная аналитическая система для проведения матричных дот — иммунологических и биохимических анализов в микро — формате, включающая приспособления нанесения микрокапель образцов и реагентов на планарные носители, видеоанализатор и специализированное программное обеспечение.

Практическая ценность работы Разработана лабораторная многофункциональная регистрирующая система «Эксперт-Лаб» для регистрации результатов латекс — и гемагглютинационных исследований, иммунохроматографических тестов, иммуноферментного анализа. Эта универсальная видеоцифровая система с пакетом программ «Эксперт-Лаб» (Свидетельство о регистрации № 2 007 613 095 в Реестре программ для ЭВМ от 20.07.2007) может рассматриваться как основной лабораторный комплекс, обеспечивающий регистрацию результатов практически всего спектра иммунологических исследований.

За разработку и внедрение системы комплекса «Эксперт-Лаб» присужден Диплом биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2007» (Москва, 2007). Разработка видеоцифровых систем для лабораторной диагностики отмечена золотой медалью «Международного салона инноваций и инвестиций» (Москва, 2009).

На основе разработанного аналитического комплекса для матричных дот — иммунологических и биохимических анализов в микроформате с видеоцифровой регистрацией предложены методы серийного дот — анализа альбумина в моче, глюкозы крови, латексагглютинационного метода определения содержания аналитов ревматоидной тройки (СРБ, РФ, АСЛО) и изосерологических исследований, позволяющие в десятки раз снизить объемы реагентов и проб и повысить производительность.

Внедрение результатов работы Разработанная лабораторная система «Эксперт-Лаб» для регистрации результатов латекс — и гемагглютинационных исследований, иммунохроматографических тестов, иммуноферментного анализа внедрена в серийное производство на предприятии ОАО «ЛОМО» (Санкт-Петербург) (Регистрационное удостоверение № ФС 2 012 006/3617−06 от 10.08.2006). Системы «Эксперт-Лаб» используются в учебном процессе кафедры клинической лабораторной диагностики ГОУ ВПО РГМУ Росздрава, в практике работы КДЛ ФГУЗ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова», НУЗ «ЦКБ № 1 ОАО «РЖД», ГУЗ «Московский областной перинатальный центр», ГУЗ ДЦ № 1 УЗ ЮЗАО.

Положения, выносимые на защиту.

• 1. Разработанные и научно обоснованные подходы усовершенствования лабораторных методов с видеоцифровой регистрацией реализованы и внедрены в практику в виде многофункциональных программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих получение объективных и достоверных результатов широкого спектра биохимических и иммунологических лабораторных исследований.
• 2. На основе сочетания подходов видеоцифровой регистрации и применения микрометодов создана и реализована в виде полного аналитического комплекса технология проведения биохимических и иммунохимических исследований в матричных форматах в микрообъемах реагентов и образцов.
• 3. Использование разработанных видеоцифровых систем регистрации результатов иммунологических и биохимических исследований повышает качество и достоверность лабораторных данных за счет объективизации их оценки, сохранения первичного документа теста для ретроспективного контроля.

Личный вклад автора Автор лично принимала участие в определении направлений, планировании и выполнении исследований: разрабатывала медицинские требования к приборным и аппаратным компонентам программно-аппаратных комплексов и приспособлений для проведения исследований в микроформатах, критерии для алгоритмов регистрации и дискриминации результатов иммунологических исследований, осуществляла оценку разработанных лабораторных методов в сопоставлении с референсными вариантами, сформулировала рекомендации для использования результатов исследований в клинико-диагностических лабораториях.

Апробация работы Результаты исследования докладывались на совместной научно-практической конференции кафедры клинической лабораторной диагностики ФУВ и проблемной научно-исследовательской лаборатории нуклеинового и белкового обмена ГОУ ВПО РГМУ Росздрава 06 октября 2009 года.

Печатные работы По теме диссертации опубликовано 19 публикаций в отечественной и зарубежной печати, из них в изданиях, рекомендуемых ВАК- 9 работ. Получены патент на изобретение № 2 325 644 от 27.05.2008 и свидетельство № 2 007 613 095 «Пакет программ для лаборатории «Эксперт-Лаб» от 20.07.2007.

Структура и объем диссертации

.

Диссертационная работа изложена на 163 стр., состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов и обсуждения, практических рекомендаций, списка литературы, списка сокращений.

Список литературы

содержит 149 работ, из которых 44 отечественные источники. В диссертационную работу включены 11 таблиц и 48 рисунков.