Файл: В. Гете Глава организация и управление медикобиологическими исследованиями.doc

Существенные отличия имеют и образцы медицинской техники, использующиеся для однотипных процедур в разных условиях. К аппаратуре, предназначенной для выполнения диагностических исследований в условиях специализированных медицинских центров, предъявляются повышенные требования к точности, надежности и достоверности получения диагностической информации, удобству эксплуатации и обслуживания. В них должны быть хорошо развиты средства обработки и представления информации, информационные базы данных по различным аспектам проведения лечебно-диагностических мероприятий. Эти требования значительно ослаблены для технических средств, применяемых в иных условиях. Например, в производственных условиях достаточно отображать интегральный показатель состояния, для повседневного контроля состояния можно ограничиться небольшим набором показателей, характеризующих состояния наиболее важных систем организма. Аналогичная ситуация возникает и при медицинских обследованиях пострадавших людей в условиях военных конфликтов и катастроф техногенного или природного происхождения. В этих условиях основными критериями применения тех или иных медицинских технологий являются оценка текущего состояния человека и прогнозирование скорости ухудшения этого состояния за время перемещения пострадавшего в клиническое учреждение. Столь же разнообразна сфера применения биологических исследований и технических средств их выполнения, которые близки по принципам построения и методическим приемам работы к медицинской технике. Важными для развития биологической науки являются задачи:- оценка процессов жизнедеятельности в разных условиях существования организма;- изучение предельных возможностей живого организма различного уровня сложности; особенно важным это становится для организма человека в связи с ростом нагрузок и усложнением условий его работы (космические, подводные, высокогорные исследования, работа в “горячих” цехах, в условиях монотонии и др.);- поиск оптимальных условий для жизнедеятельности и ускоренного развития различных организмов;- разработка методов выявления интеллектуальных способностей у человека и методик их быстрого развития, связанных с профессиональной подготовкой;- исследование влияния факторов внешней среды на состояние организма человека, животных, представителей растительного мира;- разработка и исследования последствий использования новых перспективных методов диагностики и лечения, а также лекарственных препаратов и пищевых добавок и т.п.

---

Биологические исследования также имеют разное методическое обеспечение, если они проводятся в лабораторных или полевых условиях, различных климатических зонах, на популяциях одних и тех же представителях биологического мира, но выращенных на разных биологических станциях.Особое место в практике медико-биологических исследований занимают аналитические исследования. Общим для этого вида исследований в медико-биологической практике является изучение веществ, так или иначе вовлеченных в биологические процессы. Эти вещества либо непосредственно связаны с функционированием организмов, т. е. являются продуктами их жизнедеятельности (так называемая Внутренняя Среда организма - ВС), либо являются внешними по отношению к организму, но способствующими поддержанию в нем физиологических процессов (эта среда воспринимается как Окружающая организм Среда - ОС). Само исследование выполняется с относительно небольшим количеством исходного материала, взятого из исследуемой среды, которое называется биологической пробой (биопроба, БП). Для того чтобы исследование было репрезентативным, компоненты, содержащиеся в пробе, должны отражать в полной мере все особенности основной массы изучаемого материала, поэтому выбор оптимального объема БП - одна из сложных задач таких исследований. Часто для получения достоверных результатов приходится исследовать несколько биопроб, взятых из различных областей исходного материала, т. е. проводить “серийный” эксперимент, или по специальной методике готовить так называемую “усредненную биопробу”. Основными типами решаемых в лабораторных условиях задач являются:- анализ химического состава БП;- определение концентрации компонентов в БП;- изучение структурного состояния самого широкого спектра компонентов, содержащихся в разнообразных биоматериалах;- оценка ряда физических и физико-химических характеристик БП.В связи с этим в аналитических исследованиях различают: элементный, функциональный, молекулярный и фазовый анализы вещества. Решения этих задач осуществляется путем проведения качественного или количественного анализа. Решив в комплексе задачи указанных типов, можно получить полное представление о любой биопробе при данных условиях. Проводятся подобные исследования в аналитических лабораториях (поэтому часто такие исследования называют лабораторным анализом (ЛА)) различного профиля, в которых создаются оптимальные условия для экспериментов с БП - они обеспечены специальной аналитической техникой и оборудованием. Разработаны стационарные лаборатории и подвижные комплексы, исследования в которых можно проводить в полевых условиях. Значительную часть

---

аналитических исследований составляют исследования, проводимые в здравоохранении, медицинской промышленности, микробиологии, для научно-исследовательских учреждений биологического и медицинского профилей, лабораторий судебно-медицинской экспертизы.

Много общего с задачами, характерными для медико-биологических клинических исследований, имеют задачи, решаемые в аптечном деле и фармацевтической и косметической промышленности, в биотехнологическом производстве и экологических центрах.

В аптечном деле при подготовке лекарств приходится смешивать исходные компоненты в точных пропорциях и оценивать качество получаемых смесей. В фармацевтическом и косметическом производстве важно определять качество исходного сырья, давать оценку биологической ценности тех или других продуктов, прогнозировать дальние последствия их применения. Для биотехнологического производства важно оценивать качество белка, витаминов, аминокислот и других синтезируемых веществ. Во всех этих задачах приходится иметь дело с пробами соответствующих веществ и их лабораторным анализом.

Развитие индустриальных государств привело к значительному влиянию промышленных производств на природную среду, загрязняя атмосферный воздух, воду, почву. Это, в свою очередь, приводит к нарушениям природного баланса, возникновению вредных для живых организмов условий жизнедеятельности и, как следствие, появлению новых патологических факторов, влияющих на их здоровье. Поэтому появились представления о медико-экологических причинах возникновения многих заболеваний человека и необходимости тщательного изучения состояния ОС. Необходимость экологической экспертизы промышленных районов, изучение влияния ОС на здоровье населения Земли, анализ демографических факторы и ряд других причин заставляют разрабатывать специальные методы контроля состояния самой ОС. Исследования, проводимые для определения концентраций вредных веществ и последующего сопоставления их с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), являются наиболее эффективными для подобной экспертизы. Эти исследования также проводятся с небольшим объемом вещества – пробой, взятой из ОС, поэтому все проблемы, связанные с ее выбором и сохранением свойств, аналогичны проблем БП.

Приведенный анализ возможных задач медико-биологических исследований убедительно показывает широту и разнообразие методов, методик и технических средств, необходимых для их выполнения. Грамотное и эффективное применение всего арсенала средств возможно только при глубоком понимании особенностей биологических объектов как объектов исследования, учете условий выполнения исследований, решаемых задач и ясном представлении того, для чего такое исследование поставлено.

---

1.2. Оценка и управление состоянием биологического объекта

Использование различных методов и способов получения и обработки информации, поступающей от объекта, позволяет исследователю формировать информативные показатели, делать заключения о состоянии исследуемого организма и принимать решения по лечебным процедурам, определять результат воздействий и принимать рекомендации по дальнейшим мероприятиям. Так как на процесс исследования влияет большое количество трудно учитываемых факторов, то всегда возникает необходимость в оценке соответствия полученных количественных и качественных характеристик действительному состоянию объекта исследования. Оценка этого соответствия для живых систем становится особенно важной, так как состояние организма часто определяет дальнейший ход исследований, диагностики, терапевтических или хирургических вмешательств. В сложных кибернетических системах, предназначенных для поддержания физиологических условий существования организма, показатели его жизнедеятельности выступают как управляющие, командные; возрастают требования к объективности результатов медико-биологических исследований. Однако изменчивость и индивидуальный разброс параметров объектов, их взаимосвязанность, нелинейность этих связей, наличие значительных помех - все это делает задачу объективной оценки состояния биологического объекта очень сложной [10].Для биологических и медицинских методов исследования характерно разнообразие физических принципов, на которых они основаны. Любое достижение науки и техники, так или иначе, используется для исследования биологических объектов, дает основания для предложения новых методов исследования, ранее не используемых. При этом традиционные методы не исчезают, хотя их роль и значение изменяются. Хорошо известно, что при исследовании биообъектов ни один из имеющихся методов изолированно, вне связи с другими, не могут дать исчерпывающих результатов при изучении многосторонних явлений и процессов, присущих организму. Однозначность описания процесса, функции, ответной реакции требует проведения комплексных исследований, выполняемых при одновременном использовании нескольких методов и позволяющих измерить как отдельные медико-биологические показатели, так и регистрировать набор характеристик изучаемых процессов. Однако не все методы хорошо согласуются друг с другом. Часто наиболее диагностически эффективные методы не могут быть задействованы одновременно, либо их применение связано с высокими затратами средств и труда обслуживающего персонала, а получаемая экспериментальная информация отстает от момента времени, когда она необходима для принятия решения об управлении состоянием объекта. Следовательно, приходится искать компромиссное решение, использовать может быть и менее эффективные методы, но такие, которые в совокупности позволяют получить необходимую информацию за более короткий срок обследования.

---

До недавнего еще времени считалось, что исследования и количественные измерения в области биологии и медицины являются особыми процессами, не подчиняющимися принципам проведения исследований в других областях науки и техники. Поэтому и к приборостроению для этих исследований предъявлялись особые мерки. Однако справедливо определить место такого приборостроения не как отдельной обособленной области техники, а как части общего приборостроения, развивающегося совместно со смежными областями техники. В то же время медико-биологические исследования характеризуются рядом специфических особенностей, связанных, прежде всего, с биологической природой исследуемых объектов, что заставляет предъявлять к техническим средствам для медико-биологических исследований особые требования. Обычно для выбора метода исследования и оценки надежности результатов большое значение имеет предварительное представление об особенностях объектов исследования. Оно позволяет изучать возможные источники ошибок, выявлять причины различий в результатах, получаемых в разных сериях экспериментов, скорректировать эти результаты и т. п. Так поступают в технических приложениях при получении необходимых для практики результатов. Однако с исследованием биологического объекта дело обстоит значительно сложнее.1. Как показано выше, разнообразие биологических объектов очень велико, причем их свойства, особенности поведения, условия существования сильно различаются для каждого вида.2. Известно огромное количество факторов, влияющих на их параметры жизнедеятельности, которые трудно учесть и, тем самым, предсказать возможные реакции на внешние воздействия. 3. Устройство и особенности проявлений жизнедеятельности для различных представителей биологического мира также различны, и получать достоверные знания по этим проблемам очень сложно. 4. Изучение особенностей биологических объектов дополнительно осложняется тем, что многие вопросы, связанные с происхождением и становлением этого объекта еще недостаточно обоснованы. Существуют различные точки зрения по этим вопросам, различные гипотезы происхождения человека, предсказания его дальнейшего развития и совершенствования. Можно было бы привести и другие аргументы, подтверждающие, что формулировка особенностей биологического объекта как объекта изучения и управления, а, следовательно, и требований к техническим средствам, обеспечивающим исследования, затруднена. В то же время накопленные человечеством знания позволяют составить представление как об этом виде объектов исследования, так и о приемах работы с ним. Сделать это возможно на базе системной методологии, позволяющей учесть разнообразные факторы, которые оказывают влияние на биологический объект.

---