История становления и развития лабораторной диагностики

Clinical laboratory diagnostics is a medical diagnostic specialty that provides a set of studies of the biomaterial of the human body with the aim of further comparing the results with the data of a clinical examination and establishing a diagnosis. Thanks to laboratory research, practical healthcare has the opportunity to receive about 70% of the volume of objective diagnostic information necessary for the timely adoption of the correct clinical decision, the appointment of appropriate treatment, and subsequently ensuring control over the effectiveness of its implementation. The object of research in laboratory diagnostics is an individual, and the subject of research is the biomaterial obtained from him (saliva, urine, semen, blood, serum, cerebrospinal fluid, exudate, etc.) [3]. The history of the development of laboratory diagnostics has more than one hundred years. The earliest information that has come down to us, which can be considered a prototype of laboratory diagnostics, refers to Ancient Egypt…

Clinical laboratory diagnostics is a medical diagnostic specialty that provides a set of studies of the biomaterial of the human body with the aim of further comparing the results with the data of a clinical examination and establishing a diagnosis. Thanks to laboratory research, practical healthcare has the opportunity to receive about 70% of the volume of objective diagnostic information necessary for the timely adoption of the correct clinical decision, the appointment of appropriate treatment, and subsequently ensuring control over the effectiveness of its implementation. The object of research in laboratory diagnostics is an individual, and the subject of research is the biomaterial obtained from him (saliva, urine, semen, blood, serum, cerebrospinal fluid, exudate, etc.) [3]. The history of the development of laboratory diagnostics has more than one hundred years. The earliest information that has come down to us, which can be considered a prototype of laboratory diagnostics, refers to Ancient Egypt. In the “Surgical Papyrus”, the information was found on the possible conduct of a visual analysis of biological fluids – this paper provides a description of the state of cerebrospinal fluid in injured patients. At the same time, the first mentions of parasitology appeared – there is an assumption that Muslims do not eat pork, as many years ago they discovered the presence of parasites in it. The work “Forecast”, which belongs to the pen of Hippocrates, contains a rather detailed description of the properties and macroscopic characteristics of urine, feces and sputum in normal conditions and in various diseases. However, the emergence of laboratory diagnostics as an independent branch of medicine occurred much later, at the turn of the 19th and 20th centuries.

«Народ, не знающий своего прошлого, не имеет будущего» (М.В. Ломоносов). Без осознания «Кто мы?», «Откуда?», «Куда идем?» мы не сможем понять перспективы развития общества, медицины, лабораторной службы.

Прогресс человечества осуществляется по сложной парадигме, включающей длительные этапы плавной эволюции, сменяющиеся стремительными социальными и гуманитарными переходами. На эволюционном этапе укрепляются государственные и социальные институты; складываются устойчивые социально-политические группы населения; из индивидуальных открытий вызревают масштабные школы в науке и искусстве; аккумулируются общепринятые теории и концепции. Вместе с тем на этом этапе в человеческом сообществе накапливаются научные вопросы и общественные проблемы, разрешение которых реализуется в период социально-гуманитарных переходов. Сутью этих переходов является внезапное пассионарное движение, выражающееся в широкомасштабном и разностороннем постижении и использовании природы и информации. Научные открытия, разрешающие вопросы и проблемы, накопившиеся в эволюционный период, совершаются массово, серийно; рушатся сложившиеся теории и стереотипы о мироустройстве; формируются новые направления и стили в науке, культуре и искусстве. На основе социально-гуманитарных переходов могут развиваться революционные изменения в устройстве государств и социальной организации общества, ломаться традиционные устои и догмы, появляться новые лидеры и общественные ориентиры. На возникающем в результате новом социально-гуманитарном базисе развивается следующий период плавной эволюции. Движущей силой социально-гуманитарных переходов служат революционные прорывы различного генеза. В истории нашей цивилизации принято выделять шесть информационных и четыре индустриальных революции.

Информационные революции:

— Первая информационная революция — язык и членораздельная речь: создание первых технологий, т. е. знаний и навыков рациональной организации труда и жизнеобеспечения — началась более 2,5 млн лет назад;

— Вторая информационная революция — письменность: разрушила клановый (исключительно изустный) способ хранения и передачи информации, служащий для узкого круга посвященных; создала широкий класс образованных людей, не связанных единой семьей, национальностью, верой; обеспечила накопление информации от поколения к поколению — начало 5—6 тыс. лет назад;

— Третья информационная революция — книгопечатание (1455 г., Иоганн Гутенберг): доступ к информации всех слоев населения, тиражирование знаний — давность чуть больше 560 лет;

— Четвертая информационная революция — электромагнитный телеграф (1832 г., Павел Шиллинг, Россия), телефон (1860 г., Антонио Меуччи, США), радио (1866 г., Малон Лумис, США), телевидение (1928 г., Б.П. Грабовский и И.Ф. Белянский, СССР, 1931 г., В. Зворыкин, США): оперативное накопление и трансляция больших объемов информации на большие расстояния (эффект «сжатия пространства») — давность около 150 лет;

— Пятая информационная революция (70-е годы XX века) — микропроцессорная технология (1968—1971 гг., США), персональный компьютер и Интернет (1969 г., Honeywell, США): информационный обмен в глобальных масштабах — давность около45 лет;

— Шестая информационная революция (начало XXI века) — информатизация общества, социальное применение IT, глобальное информационное пространство: тотальное, персонализированное, открытое — давность около 25 лет.

Индустриальные революции:

— Великая индустриальная революция (индустриализация) — XVII—XIX вв. — инновации в производстве чугуна, паровых двигателей и текстильных изделий. Переход от преимущественно аграрной экономики к промышленному производству. Давность — около 250 лет;

— Технологическая революция — вторая половина XIX и начало XX в. —производство высококачественной стали, распространение железных дорог, электричества и химикатов. Экономика ориентируется на научные достижения, а не просто удачные изобретения. Давность — около 100 лет;

— Цифровая революция — со второй половины ХХ в. по настоящее время — повсеместный переход в производстве к применению информационно-коммуникационных технологий. Формирование постиндустриального общества. Давность — около 50 лет;

— Четвертая промышленная революция — начало XXI в. по настоящее время — внедрение киберфизических систем в производство (индустрия 4.0), быт и досуг. Давность — около 25 лет.

Скорость развития и внедрения революционных этапов развития человечества увеличивается от цикла к циклу и оказывает все большее влияние на все сферы гуманитарной деятельности, работу и быт всех слоев населения. Возникновение и развитие четырех индустриальных революций ярко отразилось и на лабораторной диагностике.

До начала эпохи Просвещения лабораторной диагностики как научного направления медицины не существовало. В рукописных и печатных трактатах (влияние Третьей и Четвертой информационных революций) алхимиков описывались лишь органолептические изменения биологических жидкостей человека — цвета, запаха, вкуса, консистенции.

Лабораторная диагностика как наука родилась в период Великой индустриальной революции XVII—XIX вв. Ее основоположниками следует считать Р. Гука и А. ван Левенгука, разработавших первые медицинские микроскопы и сформировавших принципы микроскопии биологического материала.

Вторая половина XIX в. и начало XX в. — период Технологической революции — гигантский прорыв в различных областях биологии и медицины, созданный работами Ч. Дарвина — «Происхождение видов…» (1859 г.), А.М. Бутлерова — теория строения органических веществ (1861 г.), Г. Менделя — теория наследственности (1865 г.), Д.И. Менделеева — периодический закон химических элементов (1869 г.), Д.И. Ивановского — открытие фильтрующихся вирусов (1892 г.), К. Ландштейнера — группы крови (1901 г.) и многих других. Не случайно, что научные открытия большинства первых лауреатов Нобелевской премии так или иначе связаны с лабораторной диагностикой: 1901 г. — Э. Беринг (сывороточная терапия дифтерии), 1902 г. — Р. Росс (патогенез малярии), 1903 г. — Н. Финзен (лечение волчанки световым излучением), 1905 г. — Р. Кох (открытие возбудителя туберкулеза), 1907 г. — Ш. Лаверан (возбудитель малярии), 1908 г. — И. Мечников и П. Эрлих (работа иммунной системы). Однако наиболее значимая роль в развитии лабораторной диагностики этого периода по праву принадлежит Луи Пастеру — первооткрывателю возбудителей болезней вина и шелковичного червя, создателю вакцины против бешенства, основателю первой антирабической станции (1885 г., Париж).

Начало Цифровой индустриальной революции ознаменовалось открытием в 1948 г. Н. Винером основ кибернетики. Дальнейшее развитие медицины и лабораторной диагностики пошло по пути углубленного познания основ природы: 1953 г. — Дж. Уотсон и Ф. Крик — модель строения молекулы ДНК, 1957 г. — Дж. Кендрю и М. Перуц — открытие трехмерной структуры белка, 1961 г. — М.У. Ниренберг, Х.Г. Корана, Р.У. Холли, С. Очоа — структура генетического кода, 1967 г. — К. Бернард — первая пересадка сердца человеку (невозможная без эффективной лабораторной диагностики), 1997 г. — Институт Рослина — успешное клонирование млекопитающего — овечки Долли, 1998 г. — Д. Томпсон и Д. Герзарт — открытие эмбриональных стволовых клеток. На основе принципиально новых электронно-вычислительных и технологических подходов создаются автоматизированные цифровые комплексы для проведения биохимических, гематологических, иммунологических исследований; формируется идеология качества лабораторных исследований 6 сигм, отрабатываются принципиально новые алгоритмы преаналитического и постаналитического этапов лабораторной диагностики. Итогом развития лаборатории на данном этапе является появление высокопроизводительных фабрик выполнения анализов стандартного качества, нарастают процессы централизации лабораторных исследований.

Отличительной особенностью современного этапа развития человечества является сочетание двух типов революций: Шестой информационной и Четвертой индустриальной. В этих условиях меняется многое (если не все). Меняется и лабораторная диагностика.

А что же такое сегодня: лаборатория и лабораторная диагностика?

Лаборатория (средневековая латынь Laboratorium, от лат. Laboro — работаю) — оборудованное помещение, приспособленное для различных специальных исследований (химических, физических, технических и т. д.). Характерно, что в этом определении отсутствуют какие-либо упоминания о сотрудниках, специалистах.

Основной целью лабораторной диагностики является выявление или подтверждение наличия патологии, которую невозможно однозначно подтвердить или опровергнуть органолептическими и/или физикальными методами исследования.

И достижение этой цели осуществляется тремя группами методов:

— усиливающими или заменяющими воспринимающие возможности человека: органолептика (цвет, запах, вкус, консистенция), температура, оптическая микроскопия;

— использующими характерные биологические особенности исследуемого организма: биохимия, серология, цитометрия;

— использующими характерные особенности патологического агента: биологические, культуральные, химико-аналитические.

Представленные дефиниции подчеркивают нежелательность участия человека в проведении исследований.

Из представленных дефиниций следует, что мы уже участвуем в процессах автоматизации и информатизации лабораторной службы. Но что же такое сами эти процессы?

Автоматизация — одно из направлений научно-технического процесса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоемкости выполняемых операций.

Информатизация — политика и процессы, направленные на построение и развитие телекоммуникационной инфраструктуры, объединяющей территориально распределенные информационные ресурсы. Цель информатизации — перенаправление движущих сил общества на получение информационных продуктов и услуг, а не производственных. Информатизация — это не только и не столько технический процесс, сколько социальный и культурный.

В области лабораторной диагностики сочетанное внедрение автоматизации и информатизации лабораторных процессов приводит к значительному расширению доступной для населения номенклатуры исследований, увеличению их точности, воспроизводимости и качества, существенному сокращению времени их проведения. Выполнение исследований строится на основах массового поточного производства либо самотестирования, сопровождается резким сокращением ручного труда и многократным ростом производительности персонала. Лабораторная диагностика все больше переформатируется в различные бизнес-проекты.

Лабораторное оборудование проектируется с учетом применения в трех сферах:

1. Массовое производство анализов в высокопроизводительных лабораториях. Основой производственного коллектива являются медицинские технологи и инженерно-технические работники.

2. Компактные мини-лаборатории с определенным набором исследований. Персоналу для выполнения исследований не требуется никакое специальное образование.

3. Автоматические компактные измерительные устройства для выполнения ограниченного набора заданных параметров. Обслуживание аппаратуры и персонал не требуются.

При разработке всех типов автоматизированных приборов отмечается устойчивая тенденция: максимальное сокращение (вплоть до полного исключения) в процессе производства анализов наиболее сложно контролируемого компонента — человеческого фактора, и, следовательно, радикальное сокращение фонда оплаты труда персоналу.

В этой связи кардинально меняется кадровая стратегия возникающих лабораторно-диагностических фабрик: сотрудников становится многократно меньше, а остающихся можно разделить на три группы. Первая группа сотрудников обеспечивает работу оборудования: лабораторные технологи (с очень упрощенным образованием), инженерно-технические кадры и программисты. Вторую группу персонала составляют высококлассные специалисты, обеспечивающие трактовку и контролирующие качество выполненных исследователей. Третья группа сотрудников — управленцы фабрикой-лабораторией, менеджеры (ТАТ, продуктивность, эффективность и прочее), экономисты и финансисты.

Высокопроизводительные автоматы являются основой производственных процессов государственных централизованных лабораторий и сетевых частных лабораторных компаний. Компактные мини-лаборатории с определенным набором исследований обеспечивают лабораторной диагностикой медицинские отделения и учреждения, нуждающиеся в экспресс-исследованиях (реанимации, приемное отделение, операционный блок и т. д.), а также ЛПУ, не имеющие возможности проводить исследования по программам централизации. Автоматические компактные измерительные устройства позволяют населению проводить самотестирование на различные заболевания (например, ВИЧ-инфекция), состояния (например, беременность), осуществлять мониторинг некоторых показателей гомеостаза (уровень глюкозы в крови) и т. п. Цифровые технологии создадут условия для непрерывного мониторинга состояния гомеостаза отдельного пациента, уровня здоровья и заболеваемости любой группы населения, эпидемического контроля инфекционных заболеваний, прогнозирования развития генетически детерминированных болезней и многое, многое другое. И все это — современная лабораторная диагностика.

Так что это: закат или рассвет лабораторной диагностики?

Основная цель медицины и лабораторной диагностики — продление жизни человека и повышение ее качества. Реформы в здравоохранении будут происходить постоянно и скорость изменений будет нарастать. Уже сегодня в отечественной лабораторной диагностике необходимо реформировать:

— систему подготовки и повышения квалификации кадров;

— кадровую политику;

— нормативную базу организации лабораторной службы;

— систему и порядок финансирования лабораторной диагностики;

— принципы оплаты труда персонала;

— федеральную систему менеджмента качества;

— организацию системы оборота изделий медицинского назначения;

— принципы и правила использования цифровых технологий.

Рассвет нашей специальности лежит на путях общего развития прогресса человечества: освоения новых цифровых технологий и сокращения физического труда человека, сочетания процессов гуманизации и автоматизации здравоохранения, «медицины 5П» и стандартизации оказания медицинской помощи.

Будущее нашей цивилизации за Человеком думающим. Будущее нашей профессии за Врачом, умеющим назначить объективный комплекс лабораторных исследований и способным понять (расшифровать) его значимость для конкретного пациента. Будущее нашей специальности — предсказание, профилактика и мониторинг патологии. Будущее от слова БУДЕТ. И значит, оно будет! А каким оно будет, во многом зависит от нас.

Будущее принадлежит тому, кто раньше его увидит и поймет. Изменения нарастают стремительно и, по меткому выражению Льюиса Кэррола, «Мы должны очень быстро бежать, чтобы хотя бы оставаться на месте».