Введение к работе
Актуальность проблемы.
Согласно принятой в 2004 году Концепции развития службы клинической лабораторной диагностики в Российской Федерации одним из стратегических направлений является замена трудоемких ручных методов на автоматизированные, совместно с всесторонней информатизацией и интеграцией на основе компьютерных технологий. Другим направлением признано совершенствование всего спектра лабораторных технологий в отношении их аналитической надежности, клинической информативности и экономической рациональности с учетом требований «доказательной медицины» (Концепция..., 2004-2010).
Применение полностью автоматизированных высокопроизводительных систем ограничено тем, что они эффективны и экономически целесообразны только в условиях крупных централизованных лабораторий. С другой стороны, спектр выполняемых тестов для таких комплексов часто весьма ограничен из-за того, что в большинстве своем эти приборы являются «закрытыми системами». Малые и средние лаборатории, составляющие подавляющую часть от всего количества лабораторий, оснащаются узкоспециализированными приборами, используемыми с небольшой нагрузкой. Одновременно, в этих лабораториях используется значительное число исследований, где учет результатов проводится визуально. К таким тестам относятся агглютинационные и преципитационные анализы, тесты «сухой химии» и иммунохроматографические тест-полоски, дот-анализ (Клиническая лабораторная аналитика, т.1, 2002).
Для повышения аналитической надежности массово применяемых иммунохимических тестов с визуальной регистрацией, таких как тесты латекснои агглютинации, пассивной гемагглютинации, изосерологические исследования (определение групп крови) и некоторые другие, чрезвычайно перспективным представляется использование в качестве регистрирующих устройств современных высокоточных цифровых сканеров и камер с соответствующим программным обеспечением. Другими словами, применение видеоцифровой регистрации. Возможности документирования, объективизации, получения количественной информации поднимает эти тесты на принципиально новый уровень достоверности.
Важно, что большинство таких исследований может быть проведено в распространенном формате 96-луночного планшета. Использование такого формата для агглютинационньис методов, совмещенное с видеоцифровой регистрацией, повышает эффективность исследований за счет одновременного исследования многих образцов, позволяет снизить расход реагентов, стандартизирует проведение исследований.
Таким образом, разработка компьютерных лабораторных методологий проведения различных тестов в формате 96-ти луночного планшета, с реализацией этих разработок в виде экономически доступных для малых и средних лабораторий многофункциональных комплексов представляется весьма актуальной.
Цель исследования - оценить диагностическую эффективность агглютинационных тестов и иммуноферментных исследований при оптимизации их аналитических характеристик на основе видеоцифровой регистрации.
Задачи исследования:
-
Разработать лабораторную систему регистрации результатов тестов латексной агглютинации, пассивной гемагглютинации, изосерологических исследований (определение групп крови), иммуноферментного анализа в формате 96-луночного планшета и определить критерии для разработки медико-технических требований к программному обеспечению видеоанализатора.
-
Обосновать алгоритмы оценки выраженности результатов реакции с учетом особенностей протекания реакций специфического связывания.
-
Создать стандартизованные методики проведения агглютинационных тестов с автоматической регистрацией результатов.
-
Провести сравнительный анализ разработанных методов и аппаратуры на клиническом материале в сопоставлении с референсными лабораторными методами.
Научная новизна работы.
Доказана высокая аналитическая чувствительность и специфичность новой видеоцифровой системы для широкого круга иммунохимических реакций, используемых для диагностики различных заболеваний.
Предложены не имеющие аналогов варианты проведения реакции латексной агглютинации, а так же определения групп крови системы АВО и резус-фактора с автоматической регистрацией.
Впервые создана многофункциональная лабораторная регистрирующая система с обеспечением метрологической корректности получаемых результатов агглютинационных тестов.
Практическая значимость работы.
Предложены методики проведения латекс- и гемагглютинационных тестов (реакция пассивной гемагглютинации и изосерологические исследования) в формате 96-луночного планшета с автоматической регистрацией, которые рассчитаны на внедрение в практических клинико-диагностических лабораториях.
Продемонстрирована возможность использования видеоцифровой системы на основе сканера для регистрации результатов иммуноферментного анализа.
Создан базовый комплекс для малых и средних лабораторий, обеспечивающий регистрацию результатов практически всего спектра проводимых иммунохимических исследований.
Внедрение в практику.
Многофункциональная сканерная регистрирующая система «Эксперт-Лаб» . с соответствующим пакетом программного обеспечения зарегистрирована и внедрена в производство на ОАО "ЛОМО" (г. Санкт-Петербург).
Положения, выносимые на защиту.
-
Разработанная универсальная лабораторная система регистрации позволяет получать достоверные результаты иммунохимических исследований с возможностью документирования и объективизации получаемых данных.
-
Использование стандартизованных методов проведения агглютинационных тестов (экспресс латекс - тесты, реакция пассивной гемагглютинации, изосерологические исследования) повышает качество лабораторного обследования за счет формализации критериев оценки результатов реакции, снижения числа ошибок, связанных с «человеческим фактором», сохранения первичного документа теста (ретроспективный и инспекционный контроль), наличия точных количественных данных о результатах реакций.
Личный вклад автора.
Автор лично принимала участие в выполнении исследований по всем разделам диссертации: разрабатывала медико-технические требования к программным алгоритмам оценки результатов иммунохимических реакции и конструкции лабораторного комплекса, определяла параметры интерфейса рабочих программ видеоанализатора, выполняла сбор материала, осуществляла проведение иммунохимических исследований, оценку пригодности программного обеспечения разработанной системы для целей и задач лабораторного анализа, статистическую обработку получаемых данных, разработку практических рекомендаций для внедрение в КДЛ. Теоретическая значимость исследования.
Предложен новый автоматический метод регистрации результатов латекс-агглютинационных исследований, повышающий диагностическую эффективность метода.
Программными методами охарактеризовано протекание
агглютинационных реакций, что служит основой для разработки критериев автоматической дискриминации результатов.
Апробация работы.
Результаты исследования докладывались на всероссийских съездах, симпозиумах и семинарах, в том числе на III съезде Научного общества специалистов клинической лабораторной диагностики (Москва, 2005), семинаре «Аналитические методы в медицинской диагностике» в рамках Международной специализированной выставки аналитического и лабораторного оборудования, технологий и материалов «AnalyticaExpo-2006» (Москва, 2006), симпозиуме «Ключевые проблемы совершенствования лабораторного обеспечения медицинской помощи» (Москва, 2007), итоговой конференции по результатам выполнения мероприятий в рамках приоритетного направления «Живые системы» ФЦП (Москва, 2007).
Присужден Диплом биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2007» (Москва, 2007) за разработку и внедрение программно-аппаратного комплекса «Эксперт-Лаб».
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 статьи в
журналах по перечню ВАК.
Структура и объем диссертации.
