Диагностика

Методы и приборы диагностики тесно интегрированы в повседневную медицинскую практику. Они создают основу для общего процесса медицинского обслуживания: Они помогают определять, необходимо ли лечение, и если да, то какое? Кроме того, диагностика также все чаще сопровождает само лечение.

Под термином "диагностика" подразумевается совокупность методов, которые используются для определения и классификации заболеваний. Медицинские устройства необходимы, например, для визуального отслеживания процессов или патологических изменений внутри организма. Кроме того, с использованием in vitro диагностики (IVD) выполняется обнаружение заболеваний с помощью анализа крови или тканей.

Основу медицинской диагностики составляют медицинские приборы и оборудование. Ассортимент используемых продуктов велик, врачи уже давно используют некоторые измерительные приборы для контроля жизненно важных признаков для выявления заболеваний и нарушений. Среди наиболее известных измерительных приборов стетоскопы, термометры и тонометры. Более глубокое понимание функционирования организма дают приборы, которые измеряют электрическую активность сердца (электрокардиограмма или ЭКГ), мозга (электроэнцефалография или ЭЭГ) или мышц (электромиография или ЭМГ). Сюда также относятся исследования с нагрузкой или функциональные исследования, такие как исследования функций легких.

Диагностическая визуализация

Для того, чтобы можно было увидеть процессы или патологические изменения внутри тела, используются так называемые методы визуализации. В рамках данных методов используют различные средства - лучи, которые проникают в тело, или контрасты, которые возникают в тканях при взаимодействии. Самым старым методом, используемым в медицине, является рентген, который был обнаружен в 1895 году в Германии.

До сих пор, например, при компьютерной томографии (КТ) используют рентгеновские лучи для диагностики различных заболеваний. Кроме того, существуют методы радиоизотопной медицинской диагностики, такие как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) или однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ). В некоторых процессах, дополнительно, используются контрастные средства. Например, в случае с КТ, но также и для атомных молекулярных диагностических процедур. При сцинтиграфии или эмиссионной компьютерной томографии вводят маркеры, которые затем накапливаются в определенных органах и определяются с помощью специальных камер.

Также контрастные вещества все чаще используются в магнитно-резонансной томографии (МРТ). Другие методы визуальной диагностики включают ЯМР-томографию (томографию на основе ядерного магнитного резонанса), ультразвуковые исследования (УЗИ), эндоскопию, термографию или оптическую томографию. Кроме того, методы визуализации могут комбинироваться, как в случае ПЭТ и КТ.

Разнообразие методов визуализации, в основном, объясняется тем, что в их основе лежат различные физические свойства частей тела. Они, в свою очередь, соответствуют различным физиологическим характеристикам. Инструменты и приборы, используемые для различных методов, называются медицинскими устройствами, они несут в себе значительный экономический фактор.

Диагностика «in vitro» Диагностика тканей и клеток в лабораторных условиях

Не каждый диагноз может быть поставлен непосредственно на человеке (в естественных условиях), благодаря научному прогрессу в сфере биомедицины все чаще используются методы, с помощью которых можно определить паталогические изменения в лабораторных условиях, основываясь на полученных из тела образцов крови, ткани или клеток. Вся эта область называется диагностикой «in vitro» (IVD) и является одним из самых динамичных сегментов современной диагностики. Это особенно актуально в контексте того, что разрабатываются все более персонализированные стратегии лечения. Диагностика "in vitro" применяется как на этапе профилактики, так и всё чаще параллельно используется при лечении и реабилитации.

Исследования в фокусе

В свете огромного прогресса в области биомедицины исследования с сфере диагностики являются чрезвычайно динамичными. С одной стороны, особое внимание уделяется тому, чтобы диагностические методы использовались как можно быстрее и без особых проблем, а прежде всего, независимо от стационарной лаборатории.

С другой стороны, визуальные методы диагностики позволяют получать всё более детальные и точные результаты, а также поддерживать врачей при обследованиях и оперативных вмешательствах в режиме реального времени. Кроме того, все чаще объединяются диагностические и терапевтические меры. В рамках персонализированной медицины они позволяют проводить индивидуальное лечение каждого пациента и сокращать количество побочных эффектов.

ИВД: Мобильная современная диагностика.

Меньше, быстрее и удобнее - это текущие требования, предъявляемые к современной диагностике. Таким образом, в центре внимания биоаналитических исследований в области диагностики стоит так называемая система «места оказания медицинских услуг», при которой, например, забор и анализ крови может быть произведен на месте. Над такой системой среди прочих работает общество Фраунхофера. Под руководством института по биомедицинской технике Фраунгофера (ИБМТ) в рамках консорциума совместно с семью другими институтами была разработана технологическая платформа IVD, с помощью которой образцы ткани или крови могут быть на месте и за короткое время протестированы на 500 различных параметров. "Система особенно подходит для использования в чрезвычайных ситуациях и интенсивной терапии, и значительно дешевле по сравнению с проведением анализов в стационарных лабораториях", - говорит исследователь из ИБМТ Сёрен Шмахер. 

Диагностическая визуализация: Наблюдение в операционной в режиме реального времени

Еще одной тенденцией в сфере исследований является молекулярная визуализация, которая используется, например, с целью оптимизации операций у больных раком. Особенно в случае сильно рассеянных опухолей, таких как глиомы, даже опытным хирургам сложно отличить доброкачественную ткань от злокачественной или распознать отдельные разбросаные гнезда раковых клеток. В случае, если частицы опухолевой ткани останутся после операции, то позже может возникнуть рецидив с фатальными последствиями. Хирурги уже давно мечтали о системах, работающих в режиме реального времени, которые надежно показывают рассеяные остаточные опухоли во время операции и обеспечивают полное удаление ткани опухоли. Ученые проектной группы Фраунхофера «Биомедицинская оптика» делают ставку на специальную оптическую систему для обнаружения раковых клеток: мультиспектральную флуоресцентную камеру, разработанную исследователями университетской клиники г. Маннгейм, которая помогает хирургам во время удаления опухолей и служит в качестве второго значительно улучшенного глаза. "Система камеры отображает на экране в режиме реального времени окрашенные различными цветами опухолевые клетки,"- объясняет физик Николас Димитриадис из рабочей группы Делиоланиса. Система камеры рабочей группы из Маннгейма, которая в 2011 году участвовала в проекте по автоматизации в медицине и биотехнологии (ПАМБ), финансируемом в размере 9,3 млн евро из государственных средств, совместно с проектной группой Фраунхофера, в отличие от предыдущих систем диагностики может одновременно определять несколько красителей. То, что их система работает, ученые продемонстрировали с помощью уже известного красителя 5- аминолевулиновой кислоты (5-АЛК), который избирательно окрашивает опухоли головного мозга. Теперь камера должна доказать свою эффективность в клинических испытаниях.

Подъем персонифицированной медицины

Прогресс в изучении причин заболеваний и новые технологии диагностики позволяют приблизиться к цели - максимально персонифицировать лечение для каждого пациента и в то же время уменьшить нежелательные побочные эффекты. Целью индивидуализированной медицины является ранняя диагностика заболевания, эффективная профилактика и эффективное лечение. В данном случае диагностика играет решающую роль. Уже сегодня существует целый ряд генетических исследований, с помощью которых можно обнаружить наиболее подходящий для лечения пациента способ. Целый ряд исследователей разрабатывает новые концепции, например, под эгидой Федерального министерства образования и научных исследований (ФМОИ) финансируется на сумму 40 миллионов евро Пиковый кластер"m4 - персонализированная медицина и терапия целенаправленного действия - Новое измерение в разработке лекарственных средств". Более 100 партнеров из средних и крупных промышленных предприятий, научных учреждений и клиник в районе Мюнхена сотрудничают и работают над более чем 40 отдельными проектами в области онкологии, сердечно-сосудистых и аутоиммунных заболеваний. Финансируемые проекты распределены на пять тематических направлений: персонализированная медицина, современные терапевтические препараты, инновационные процессы производства, доклинические животные модели и структурные проекты. Кроме того, существует пять межведомственных структурных проектов по таким темам, как биобанк, клинические исследования, обработка данных, подготовки кадров и передача технологий, что должно способствовать повышению эффективности в развитии диагностики и лечения.

Соответствующие проекты разрабатываются в рамках специализированных медицинских кластеров "Медицинская долина" в Европейском регионе метрополии Нюрнберг (EMN), которые также финансируются на сумму 40 миллионов евро от ФМОИ. В общей сложности в системе принимают участие 180 компаний из сферы медицинской техники, в том числе в основном малые и средние предприятия, а также крупные компании и 43 клиники, насчитывающие 21 000 больничных коек, 18 университетов и 22 других научно-исследовательских института. Во многих врачебных центрах прежде всего должны разрабатываться инновационные технологии в сферах визуализационной диагностики, интеллигентной сенсорной техники, системах лечения и офтальмологии, чтобы в долгосрочной перспективе улучшить эффективность и продуктивность системы здравохранения с помощью продуктов медицинской техники.