Мой путь в немецкую клинику
Немецкая медицина является для многих врачей одним из эталонов качества, надежности и мастерства. Это и неудивительно - мне, как хирургу, в своей повседневной клинической деятельно..
| ПСИХУШКА ЗА ПОБЕГ ИЗ ДЕТДОМА
Две недели назад в Гражданскую комиссию по правам человека поступило очередное сообщение по поводу того, что 15-летнего подростка поместили из обычного детского дома в психиатриче..
| Как сдавать PLAB экзамены
лицензии на работу врачом в Великобритании. Однако ему должна предшествовать успешная (с проходным баллом 7) сдача теста по английскому языку (IELTs)...
| Новые горизонты терапевтического ультразвука
Наибольшие ожидания связаны c тромболизисом. Ультразвуковое воздействие на тромбированные сосуды инициирует и усиливает деполимеризацию тромба с повышением взаимодействия тромболит..
| Охота на фармацевтов и врачей
Две трети судебных юристов США, зарабатывающих на процентах от отсуженных компенсаций пострадавшим, специализируются на "медицинских" процессах - исках к производителям лекарств и..
| Каким быть ногтям медицинского работника
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) обращает внимание на то, что искусственные акриловые ногти способствуют сохранению контаминации рук после использования мыла или содержа..
| Клонирован мочевой пузырь
Клонирование человека - дилемма. Клонирование отдельных органов - мечта. Возможность менять старые, отработавшие, больные органы на новые будоражит умы и врачей, и пациентов. Актуа..
|
| Современная гистология
Гистология гистопатология микроскопы Роберт Гук Левенгук Поляризационная световая микроскопия иммуноокрашивание протеинов выявление генов в тканях Руска трансмиссионный электронный микроскоп Архитектура кровеносных сосудов Компьютерные технологии цифровое фотографирование Виртуальный микроскоп
Современная гистология
Вольфганг Г.Арнольд Университет Виттен/Хердекке, Германия
Специально для Medicus Amicus
Гистология и гистопатология являются важнейшими предметами для студентов медицинских ВУЗов. Фундаментальное понимание гистологии является предпосылкой для понимания гистопатологии, а гистопатология является фундаментом для понимания патологических процессов в организме человека. Поэтому со времен изобретения микроскопа гистология стала одним из главных предметов медицинского образования.
Простые микроскопы позволяли получить небольшое увеличение и слабое разрешение объекта. Все же Роберт Гук в 1655 описал впервые клетку и в 1683 Левенгук открыл бактерии с помощью простого микроскопа. В последующих столетиях были развиты методы окрашивания для различных тканей. Эти методы окрашивания до сих пор применяются сегодня, такие как гематоксилин-эозин и окрашивание серебром. Во второй половине 19 столетия были разработаны усовершенствованные методы окраски бактерий для микроскопического исследования. Дальнейшее развитие было связано с оптикой микроскопов. Использование лучшего стекла для линз повышало увеличение и разрешение объектов. Поляризационная микроскопия применяется для определения изотропных и анизотропных кристаллических структур, которые используются в минералогии, геологии и стоматологии ( Рис.1).
Рис.1. Поляризационная световая микроскопия кариесного поражения моляра человека. Различные зоны кариесного поражения могут быть обнаружены с помощью поляризационной световой микроскопии ( Арнольд и др. 2003) Другой возможностью является иммуноокрашивание протеинов и даже выявление генов в тканях. С помощью иммуногистохимии специфические протеины могут быть локализованы в тканях (Рис.2). Таким образом, мы получаем знания о функции протеинов в тканях и клетках.
Рис.2. Локализация калликреина, выявленного иммуногистохимическим методом в исчерченном протоке околоушной железы обезьяны (Macaca fascicularis).
Человеку свойственно желание развивать более совершенные методы видения природы и организмов. В 1931 году Руска построил первый трансмиссионный электронный микроскоп. Это позволило детально видеть клеточные структуры. Трансмиссионный электронный микроскоп имеет такую же принципиальную конструкцию, как и световой, но вместо света используются электроны. В результате получается изображение с высоким разрешением и увеличением (Рис. 3).
Рис.3. Трансмиссионная электронная микрофотография клеток исчерченного протока поднижнечелюстной железы крысы. Можно видеть детали клеточных структур, таких как клеточные мембраны, митохондрии и секреторные пузырьки.
После изобретения трансмиссионного электронного микроскопа последовало изобретение сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), который имеет больше методических возможностей. С помощью СЭМ можно исследовать не только поверхностные структуры (Рис.4), но и различные структурные элементы исследуемого препарата.
Рис.4. Архитектура кровеносных сосудов поднижнечелюстной железы крысы
(Арнольд 1984). Стрелка = артерия, Ас = капилляры ацинуса.
Во время удара пучка электронов о препарат излучаются вторичные электроны и рентгеновские лучи. Рентгеновские лучи являются специфическими для каждого элемента периодической таблицы Менделеева, анализ полученного спектра позволяет определить элементы в иссоледуемом препарате (Рис. 5).
Рис.5. EDX анализ элементов стоматологического материала, содержащего различные элементы.
EDX анализ (дисперсионный анализ рентгеновских лучей) элементов позволяет определить элементы, распределяющиеся вдоль заданной линии в препарате (Рис.6), или определить распределение элементов в целом препарате (Рис.7).
Рис.6. Линия сканирования через зоны кариесного поражения моляра человека. Содержание Са и Р уменьшается в участке поражения.
Рис.7. Карта элементов Са, Р и С в области кариеса моляра человека. Желтый = Са, голубой = Р, красный = С.
Однако до сих пор обычная микроскопия находится в ранге искусства в патологической диагностике. Обязанность преподавателя -научить студентов медиков этому искусству. Возникают новые проблемы, когда при выполнении этой обязанности повышаются требования руководства Университета уменьшить стоимость образования. Современный микроскоп нуждается в обслуживающем персонале для изготовления срезов и в дополнительных деталях для микроскопов. Студенты нуждаются в дополнительном времени для просмотра микроскопических препаратов. Альтернативой стали компьютерные технологии. Компьютерные технологии и цифровое фотографирование позволяют показывать срезы на экране компьютера. Однако существуют ограничения цифрового фотографирования, которые ведут к некоторым сложностям. С цифровым фотографированием не возможно сделать обзор всего препарата в одном единственном фото, для этого необходимо делать несколько фотографий и соединять их (Рис.8 и 9).
Рис.8. Одиночные фотографии одного препарата, которые должны быть смонтированы вместе.
Рис.9. Соединенная картинка, которая может быть конвертирована для использования в виртуальном микроскопе.
Проблема, связанная с ограничением разрешения цифровых изображений, может быть преодолена современными цифровыми камерами. Разрешение в 5 мега пикселей достаточно для получения необходимого качества. Однако одна картинка в 5 мега пикселей имеет размер 1.4 МВ. Если монтировать 9 картинок в одну - общий размер будет 12.6 МВ. Иногда соединяется даже большее число картинок, в таком случае проблемой становится объем информации. Следовательно, данные необходимо хорошо сжимать без потери качества. Одним из таких форматов конвертации является sid - метод сжатия без потери данных. Картинка размером 12.6 МВ сжимается до 3.3 MB. Sid файл впервые был использован Американскими Воздушными Силами для анализа фотографий, сделанных с искусственного спутника и является сейчас общепринятыми для просмотра и увеличения фотографий. Эта техника является идеальной для использования в виртуальном микроскопе. Эта программа позволяет увеличивать фотографии или перемещаться по препарату как в реальном микроскопе. Преимущество виртуального микроскопа - каждый студент может использовать СD для изучения препаратов дома или где он хочет. Нет необходимости обеспечивать студента микроскопом и гистологическими препаратами.
Несколько экземпляров виртуальной микроскопии:
Рис.10. Виртуальный микроскоп с гистологическим препаратом желчного пузыря. Обзор. Виртуальный микроскоп легок в применении. Имеется только несколько кнопок для его использования.
Рис.11. Большое увеличение некоторых препаратов. Конечное увеличение даже лучше, чем в обычном микроскопе.
Будущее развитие:
Виртуальный микроскоп может также быть интегрирован с другими цифровыми технологиями, такими как Macromedia Flash - это дает возможность создавать целые учебники гистологии и гистопатологии c использованием виртуального микроскопа для просмотра препаратов. В настоящее время студенты Университета Виттен/ Хердекке и Харьковского национального университета им.В.Н.Каразина используют виртуальный микроскоп для изучения гистологических препаратов с использованием компьютеров.
Литература:
Arnold, WH (1984). Zur fuktionellen Bedeutung des Kallikrein-Kinin-Systems in den Speicheldr?sen. (Vergleichende morphologische, histochemische und experimentelle Untersuchungen bei verschiedenen S?ugern und Primaten). PhD Thesis of the Medical Faculty of the University of Erlangen-N?rnberg, Germany.
Arnold, WH, Konopka, S, Kriwalsky, MS, Gaengler, P (2003). Morphological analysis and chemical content of natural dentin carious lesion zones. Ann Anat 185: 419-424.
|
|
Новости 
