Методы магнитно-резонансной спектроскопии и магнитно-резонансной томографии обладают высокой точностью и воспроизводимостью, а их чувствительность и специфичность для выявления гистологического стеатоза выше, чем у ультразвука. Однако низкая доступность и высокая стоимость ограничивают использование методов магнитного резонанса в рутинной клинической практике. Одним из наиболее перспективных методов данной области является транзиентная эластография (Transient Elastography, TE) - метод неинвазивного измерения жесткости печени путем передачи поперечной волны, а затем ультразвуковой волны через датчик, накладываемый на кожу, покрывающую паренхиму печени. Скорость прохождения поперечной волны через паренхиму печени рассчитывается с помощью допплеровского метода. Различают точечную и многомерную сдвиговолновую и магнитно-резонансную эластографию. Роль всех этих неинвазивных оценок переходит от диагностической к прогностической. Методы эффективны в прогнозировании различных осложнений, связанных с печенью, таких как портальная гипертензия, варикозное расширение вен пищевода и гепатоцеллюлярная карцинома [ 19, 20].
К неинвазивным методам, широко применяемым в гастроэнтерологии, относят дыхательный тест с мочевиной (UBT), тест на антиген стула (SAT), серологические методы, включающие использование сыворотки, слюны или мочи, и другие подходы, используемые в диагностике широко распространенной инфекции Helicobacter pylori. Данные методы являются быстрой диагностической процедурой с точностью, сравнимой с точностью при методах, основанных на биопсии, и служат методами выбора в условиях тестирования и лечения. неинвазивный патологический скрининг
Относительно новым методом является полимеразная цепная реакция (ПЦР), при неинвазивном варианте которой исследуют слюну и кал. Данный метод обладает высокой чувствительностью и специфичностью (>95%) [8, 21]. В диагностике заболеваний легочной системы среди неинвазивных методов диагностики, помимо широко распространенных методов лучевой диагностики, таких как флюорография, КТ и МРТ органов грудной клетки, также применяются микробиологическая диагностика мокроты и эндотрахеального аспирата, исследования легочной микроциркуляции и другие современные неинвазивные методы [9, 22]. В последние годы было введено несколько неинвазивных методов визуализации для облегчения диагностики и мониторинга терапии в дерматологии. К таким методам относят методы микроскопической визуализации, которые, однако, ограничены по глубине проникновения, а также мезоскопические методы, которые обеспечивают проникновение в более глубокие слои кожи, но предоставляют только морфологическую, а не функциональную информацию.
Новый метод визуализации - оптоакустическая мезоскопия с растровым сканированием - позволяет сочетать глубокое проникновение с контрастом на основе поглощения света и предоставляет морфологическую, молекулярную и функциональную информацию [23].
Немаловажную роль на современном этапе развития медицины неинвазивные методы исследований играют в диагностике онкологических заболеваний. Меланома кожи является одним из наиболее распространенных злокачественных новообразований, заболеваемость которой за последние несколько десятилетий увеличилась, что делает ее серьезной проблемой общественного здравоохранения.
Ранняя диагностика меланомы является важным фактором в улучшении выживаемости пациентов. В последнее время для повышения точности неинвазивной диагностики меланомы были разработаны многочисленные инновационные методы, основанные на оптических технологиях, включая дерматоскопию, отражательную конфокальную микроскопию, оптическую когерентную томографию, многофотонно- возбуждаемую флуоресценцию и ступенчатую двухфотонно-возбуждаемую флуоресценцию (дерматофлюороскопию) [4].
Современные методы неинвазивной диагностики злокачественных новообразований часто являются ключом к эффективному лечению пациентов. Различные биологические образцы, такие как слюна, пот, моча, слеза и мокрота, содержат биомаркеры, сигнализирующие об онкологическом процессе. Эти среды обладают большим потенциалом в диагностике рака на ранней стадии благодаря экономичному и простому сбору, хранению, транспортировке и обработке. Разрабатываются и активно применяются различные биосенсоры с повышенной специфичностью и чувствительностью к целым клеткам, микроорганизмам, ферментам, антителам и генетическим материалам. Различают иммуносенсоры (электрохимические, оптические, пьезоэлектрические), сенсоры на основе ДНК, аптасенсоры и биотесты на основе пептидов. При этом в последнее время потребность в неинвазивных, экспресс- и экономичных методах анализа обострилась в связи с модернизацией внедрения средств самодиагностики и миниатюрных форм приборов [ 10, 24].
В настоящее время остается актуальной проблема неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови людей, больных сахарным диабетом. К одним из таких методов относится окклюзионный спектрофотометрический глюкометр, действие которого основано на явлениях спектроскопии и измерении интенсивности поглощенного света при его прохождении через кровосодержащий орган.
Метод отличается простотой и экономичностью конструкций по сравнению с остальными, не требует дополнительных расходных материалов и длительных процедур измерения [6, 25]. Еще одним методом определения концентрации глюкозы в крови может являться неинвазивный способ, отражающий корреляционную связь между уровнем глюкозы крови и колебаниями параметров артериального давления [26].
В последние годы в связи с распространением коронавирусной инфекции CОVID-19 массовое распространение получил такой метод неинвазивной диагностики, как пульсоксиметрия. Действие пульсоксиметров также основано на явлениях спектроскопии и направлено на определение относительного насыщения гемоглобина крови кислородом в естественных условиях жизнедеятельности человека и при выполнении им различных функциональных проб. Данные приборы удобны в использовании и предназначены для функциональной диагностики состояния сердечно-сосудистой, дыхательной систем и функциональных особенностей системы крови [7].При этом, помимо описанных выше методов, в современной клинической практике представлен большой арсенал методов и средств неинвазивной диагностики, которые применяются с различной целью и в других существующих направлениях медицины, таких как перинатальная диагностика, акушерство и гинекология, офтальмология и др.
Заключение
В современной клинической практике существует широкий спектр методов и средств неинвазивных исследований, которые вносят незаменимый вклад в диагностику и скрининг многих патологических состояний и заболеваний различных органов и систем, таких как сердечно-сосудистые, онкологические заболевания, патологии желудочнокишечного тракта и дыхательной системы и т.д. При этом выбор того или иного метода неинвазивного исследования зависит от конкретной клинической ситуации и базируется на соотнесении ожидаемых результатов, преимуществ и недостатков каждого метода, специфичности, чувствительности, безопасности для пациента, доступности и экономической эффективности. Методы в соответствии с целью своего применения дают всестороннюю оценку строению или функции органов, при этом имеют высокую диагностическую точность и атравматичность, что, несомненно, является ключевым моментом в клинической практике для специалистов разных областей. Некоторые из методов являются рутинными и активно применяются в клинической практике, другие - современные и перспективные методы - находятся еще на стадии разработки и требуют дополнительных исследований.
Список литературы
1. Thalhammer C., Baumgartner I. Nicht invasive Diagnostik bei Manifestationen der Arteriosklerose. Deutsche Medizinische Wochenschrift. 2019. P. 308-314. DOI: 10.1055/a-0657- 1628.
2. Iyngkaran P., Noaman S., Chan W., Mahadavan G., Thomas M.C., Rajendran S. Non-invasive Risk Stratification for Coronary Artery Disease: Is It Time for Subclassifications? Current Cardiology Reports. 2019. P. 87. DOI: 10.1007/s11886-019-1174-0.
3. Титов В. А., Игнатьева Е.С., Митрофанова Л.Б., Рыжкова Д.В., Зверев Д.А., Лебедев Д.С., Моисеева О.М. Сравнительное исследование информативности неинвазивных методов диагностики воспалительных заболеваний сосудов // Российский кардиологический журнал. 2018. № 2. C. 53-59.
4. Meng X., Chen J., Zhang Z., Li K., Li J., Yu Z. Non-invasive optical methods for melanoma diagnosis. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2021. P. 102266.
5. Иванов С.Ю., Бондаренко Б.Б. Неинвазивные методы исследования динамики артериального давления // Артериальная гипертензия. 2018. № 6. C. 637-645.
6. Шаповалов В.В., Дудников С.Ю., Загорский И.Г., Гуревич Б.С. Разработка метода спектроскопического неинвазивного мониторинга концентрации глюкозы в крови человека // Современные технологии в медицине. 2019. № 2. C. 110-114.
7. Исупов И.Б., Затрудина Р.Ш. Электронный модуль для фотоплетизмографии и пульсоксиметрии // Природные системы и ресурсы. 2018. № 3. C. 15-21.
8. Sabbagh P., Mohammadnia-Afrouzi M., Javanian M., Babazadeh A., Koppolu V., Vasigala V.R., Nouri H.R., Ebrahimpour S. Diagnostic methods for Helicobacter pylori infection: ideals, options, and limitations. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 2019. P. 55-66. DOI: 10.1007/s10096-018-3414-4.
9. Ranzani O.T., Senussi T., Idone F., Ceccato A., Li Bassi G., Ferrer M., Torres A. Invasive and non-invasive diagnostic approaches for microbiological diagnosis of hospital-acquired pneumonia. Critical Care Medicine. 2019. P. 51. DOI: 10.1186/s13054-019-2348-2.
10. Takke A., Shende P. Non-invasive Biodiversified Sensors: A Modernized Screening Technology for Cancer. Current Pharmaceutical Design. 2019. P. 4108-4120.
11. Rakisheva A., Marwan M., Achenbach S. The Ischemia trial: Implications for non-invasive imaging. Anatolian Journal of Cardiology. 2020. P. 2-6.
12. Siontis G.C., Mavridis D., Greenwood J.P., Coles B., Nikolakopoulou A., Juni P., Salanti G., Windecker S. Outcomes of non-invasive diagnostic modalities for the detection of coronary artery disease: network meta-analysis of diagnostic randomised controlled trials. British Medical Journal. 2018. P. k504. DOI: 10.1136/bmj.k504.
13. Sadeghi R., Khodaei S., Ganame J. Towards non-invasive computational-mechanics and imaging-based diagnostic framework for personalized cardiology for coarctation. Scientific Reports. 2020. P. 9048. DOI: 10.1038/s41598-020-65576-y.
14. Yilmaz A., Bauersachs J., Bengel F., Buchel R., Kindermann I. Diagnosis and treatment of cardiac amyloidosis: position statement of the German Cardiac Society (DGK). Clinical Research in Cardiology. 2021. P. 479-506. DOI: 10.1007/s00392-020-01799-3.
15. Petek B.J., Erley C.L., Kudenchuk P.J., Carlbom D., Strote J., Gatewood M.O. Diagnostic
yield of non-invasive imaging in patients following non-traumatic out-of-hospital sudden cardiac arrest: A systematic review. Resuscitation. 2019. P. 183-190. DOI:
10.1016/j.resuscitation.2018.09.004.
16. McGregor D., Sharma S., Gupta S., Ahmed S. Emergency department non-invasive cardiac output study (EDNICO): an accuracy studyScandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine Med. 2020. P. 8. DOI: 10.1186/s13049-020-0704-5.
17. Хлынин М.С., Баталов Р.Е., Киселев Н.В., Нам И.Ф., Силиванов В.В. Развитие неинвазивной топической диагностики заболевания ритмом сердца // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2019. № 2. C. 9-20.
18. Shabani Varaki E., Gargiulo G.D., Penkala S., Peripheral vascular disease assessment in the lower limb: a review of current and emerging non-invasive diagnostic methods. BioMedical Engineering OnLine. 2018. P. 61. DOI: 10.1186/s12938-018-0494-4.
19. Moreno C., Mueller S., Szabo G. Non-invasive diagnosis and biomarkers in alcohol-related liver disease. Journal of Hepatology. 2019. P. 273-283.
20. Wong G.L. Non-invasive assessments for liver fibrosis: The crystal ball we long for. Journal of Gastroenterology and Hepatology. 2018. P. 1009-1015.
21. Huh C.W., Kim B.W. Diagnosis of Helicobacter pylori Infection. Korean Journal of Gastroenterology. 2018. P. 229-236. DOI: 10.4166/kjg.2018.72.5.229.
22. Бабарсков Е.В., Шулагин Ю.А., Черняк А.В., Айсанов З.Р., Чучалин А.Г. Неинвазивный метод исследования легочной микроциркуляции // Вестник новых медицинских технологий. 2010. № 2. C. 271-273.
23. Hindelang B., Aguirre J., Schwarz M., Berezhnoi A., Eyerich K., Ntziachristos V., Biedermann T., Darsow U. Non-invasive imaging in dermatology and the unique potential of raster- scan optoacoustic mesoscopy. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 2019. P. 1051-1061. DOI: 10.1111/jdv.15342.
24. Eftekhari A., Hasanzadeh M., Sharifi S., Dizaj S.M., Khalilov R., Ahmadian E. Bioassay of saliva proteins: The best alternative for conventional methods in non-invasive diagnosis of cancer. International Journal of Biological Macromolecules. 2019. P. 1246-1255.
25. Фролов С.С. Метод понижения погрешности измерения концентрации глюкозы неинвазивным спектрофотометром // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2019. № 2. C. 225-235.
26. Эльбаев А.Д., Курданов Х.А., Эльбаева А.Д. Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови // Патент RU 2 368 303 C2. Патентообладател. ФГБОУ ВО "Кабардино-Балкарский государственный университет им Х.М. Бербекова". Опубликовано: 2009.09.27.