Методы анатомических исследований

Все анатомические методы можно условно разделить на макроскопические, которые изучают весь организм целиком, системы органов, отдельные органы или их части, и на микроскопические, объектом которых являются ткани и клетки организма человека и клеточные органеллы. В последнем случае анатомические методы смыкаются с методами таких наук, как гистология (наука о тканях) и цитология (наука о клетке).

В свою очередь, макроскопические и микроскопические исследования состоят из набора различных методических приемов, позволяющих изучать различные аспекты морфологических образований в нервной системе в целом, в отдельных участках нервной ткани или даже в отдельном нейроне. Соответственно, можно выделить набор макроскопических и микроскопических методов исследования морфологии ЦНС.

Основные группы методов исследования морфологии ЦНС:

Макроскопические методы исследования нервной системы:

Рентгеногра́фия (англ. projection radiography, plain film radiography, roentgenography,) — исследование внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку или бумагу. Наиболее часто термин относится к медицинскому неинвазивному исследованию, основанному на получении суммационного проекционного изображения анатомических структур организма посредством прохождения через них рентгеновских лучей и регистрации степени ослабления рентгеновского излучения.

Компью́терная томогра́фия — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта, был предложен в 1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями.

Компьютерная томография (КТ) — в широком смысле, синоним термина томография (так как все современные томографические методы реализуются с помощью компьютерной техники); в узком смысле (в котором употребляется значительно чаще), синоним термина рентгеновская компьютерная томография, так как именно этот метод положил начало современной томографии.

Рентгеновская компьютерная томография — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения.Магнитно-резонансная томография

ЯМР – общепризнанное сокращение словосочетания «ядерный магнитный резонанс». ЯМР – томография (или МРТ) – это относительно новый вид получения изображения внутренних органов, который начал входить в медицинскую практику в 80-х годах прошлого столетия.

ЯМР-томография принципиально отличается от рентгеновской компьютерной томографии, но тоже относится к лучевой диагностике.

Позитро́нно-эмиссио́нная томогра́фия (позитронная эмиссионная томография, сокращ. ПЭТ), она же двухфотонная эмиссионная томография — радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного. Метод основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции позитронов. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который вводится в организм перед исследованием.

. В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами. Потенциал ПЭТ в значительной степени определяется арсеналом доступных меченых соединений — радиофармпрепаратов (РФП). Именно выбор подходящего РФП позволяет изучать с помощью ПЭТ такие разные процессы, как метаболизм, транспорт веществ, лиганд-рецепторные взаимодействия, экспрессию генов и т. д. Использование РФП, относящихся к различным классам биологически активных соединений, делает ПЭТ достаточно универсальным инструментом современной медицины. Поэтому разработка новых РФП и эффективных методов синтеза уже зарекомендовавших себя препаратов в настоящее время становится ключевым этапом в развитии метода ПЭТ.

На сегодняшний день в ПЭТ в основном применяются позитрон-излучающие изотопы элементов второго периода периодической системы:

• углерод-11 (T _½= 20,4 мин.)
• азот-13 (T _½=9,96 мин.)
• кислород-15 (T _½=2,03 мин.)
• фтор-18 (T _½=109,8 мин.)

Фтор-18 обладает оптимальными характеристиками для использования в ПЭТ: наибольшим периодом полураспада и наименьшей энергией излучения. С одной стороны, относительно небольшой период полураспада фтора-18 позволяет получать ПЭТ-изображения высокой контрастности при низкой дозовой нагрузке на пациентов. Низкая энергия позитронного излучения обеспечивает высокое пространственное разрешение ПЭТ-изображений. С другой стороны, период полураспада фтора-18 достаточно велик, чтобы обеспечить возможность транспортировки РФП на основе фтора-18 из централизованного места производства в клиники и институты, имеющие ПЭТ-сканеры (т. н. концепция сателлитов), а также расширить временны́е границы ПЭТ-исследований и синтеза РФП.

Микроскопические методы весьма разнообразны. К ним относятся методы световой и электронной микроскопии, гистохимии, иммугистохимии, радиоавтографии, методы прижизненных исследований клеток и тканей. Эта группа методов подробно описывается в пособиях по гистологии и цитологии.

Микроскопические методы исследования нервной системы:

Электронная микроскопия позволяет с помощью электронного микроскопа исследовать микроструктуру тел при увеличениях до многих сотен тысяч раз (вплоть до атомно-молекулярного уровня), изучить их локальный состав и локализованные на поверхностях или в микрообъёмах тел электрические и магнитные поля (микрополя).

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ, англ. STM — scanning tunneling microscope) — вариант сканирующего зондового микроскопа, предназначенный для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким пространственным разрешением. В СТМ острая металлическая игла подводится к образцу на расстояние нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно образца небольшого потенциала возникает туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. Типичные значения 1—1000 пА при расстояниях около 1 Å. Сканирующий туннельный микроскоп первый из класса сканирующих зондовых микроскопов; атомно-силовой и сканирующий ближнепольный оптический микроскопы были разработаны позднее.

В процессе сканирования игла движется вдоль поверхности образца, туннельный ток поддерживается стабильным за счёт действия обратной связи, и показания следящей системы меняются в зависимости от топографии поверхности. Такие изменения фиксируются, и на их основе строится карта высот. Другая методика предполагает движение иглы на фиксированной высоте над поверхностью образца. В этом случае фиксируется изменение величины туннельного тока и на основе данной информации идет построение топографии поверхности.

Таким образом сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) включает следующие элементы:

• зонд (иглу),
• систему перемещения зонда относительно образца по 2-м (X-Y) или 3-м (X-Y-Z) координатам,
• регистрирующую систему.

Регистрирующая система фиксирует значение функции, зависящей от величины тока между иглой и образцом, либо перемещения иглы по оси Z. Обычно регистрируемое значение обрабатывается системой отрицательной обратной связи, которая управляет положением образца или зонда по одной из координат (Z). В качестве системы обратной связи чаще всего используется ПИД-регулятор. Ограничения на использование метода накладываются, во-первых, условием проводимости образца (поверхностное сопротивление должно быть не больше 20 МОм/см²), во-вторых, условием «глубина канавки должна быть меньше её ширины», потому что в противном случае может наблюдаться туннелирование с боковых поверхностей. Но это только основные ограничения. На самом деле их намного больше. Например, технология заточки иглы не может гарантировать одного острия на конце иглы, а это может приводить к параллельному сканированию двух разновысотных участков. Кроме ситуации глубокого вакуума, во всех остальных случаях мы имеем на поверхности осаждённые из воздуха частицы, газы и т. д. Технология грубого сближения также оказывает колоссальное влияние на действительность полученных результатов. Если при подводе иглы к образцу мы не смогли избежать удара иглы о поверхность, то считать иглу состоящей из одного атома на кончике пирамиды будет большим преувеличением.

Атомно-силовая микроскопия — один из видов сканирующей зондовой микроскопии, основанный на ван-дер-ваальсовских взаимодействиях зонда с поверхностью образца. Принцип действия атомного силового микроскопа (АСМ) основан на использовании сил атомных связей, действующих между атомами вещества. На малых расстояниях между двумя атомами действуют силы отталкивания, а на больших – силы притяжения. Совершенно аналогичные силы действуют и между любыми сближающимися телами. В сканирующем атомном силовом микроскопе такими телами служат исследуемая поверхность и скользящее над нею острие. Обычно в приборе в качестве зонда используется игла с площадью острия в один или несколько атомов, закрепленная на кантилевере, который плавно скользит над поверхностью образца. На выступающем конце кантилевера (над шипом) расположена зеркальная площадка, на которую падает и от которой отражается луч лазера. Когда зонд опускается и поднимается на неровностях поверхности, отраженный луч отклоняется, и это отклонение регистрируется фотодетектором, а сила, с которой шип притягивается к близлежащим атомам – пьезодатчиком. Данные фотодетектора и пьезодатчика используются в системе обратной связи, которая может обеспечивать, например, постоянную величину силу взаимодействия между микрозондом и поверхностью образца. В результате, можно строить объёмный рельеф поверхности образца в режиме реального времени. Разрешающая способность данного метода составляет примерно 0,1-1 нм по горизонтали и 0,01 нм по вертикали.
Так как задачей анатомического исследования (с точки зрения психологии) является выявление связей анатомических структур с психическими процессами, то к методам исследования морфологии (структуры) ЦНС можно подключить несколько методов из арсенала физиологии (рис.).

Общие методы для физиологии и анатомии ЦНС:

Выделяют методы описательные, сравнительно-анатомические и экспериментальные. Наиболее старым является метод препарирования или рассечения. От названия этого метода появился термин "анатомия" (от греч. anatomia – рассекаю, расчленяю). С его помощью изготавливаются анатомические макропрепараты (например, мышц или нервов руки и др.).

Метод инъекции или наливки применяется при приготовлении препаратов для выявления и изучения строения полых структур, например, сосудистой системы органа. Его можно применять совместно с методом коррозии, когда орган после наливки полых структур окрашенной массой погружают в кислоту или щелочь для растворения всех остальных тканей. В результате остается только цветной слепок сосудов органа.

Наибольшую ценность представляют методы, позволяющие исследовать строение органов живого человека при различных функциональных состояниях. Таков метод компьютерной томографии. С помощью специального аппарата получают снимки органа, или их группы, например, головного мозга или органов брюшной полости живого человека. Таким образом можно оценить полноценность кровоснабжения или целостность органов (при травмах). Широко используется в медицине метод рентгеноскопии, например, при исследовании костей скелета, органов желудочно-кишечного тракта, почек и т.д.

Все виды морфологических исследований сопровождаются количественной обработкой данных, проводимой с помощью специальных устройств.

Некоторые специальные термины, принятые в анатомии. Анатомия, как и любая другая наука, использует свою терминологию (номенклатуру). Терминология имеет большое значение для правильного толкования строения любой структуры при ее изучении и описании. Международная анатомическая номенклатура была принята в г. Базеле (Швейцария) в 1885 г. (BNA). Она изменялась и дополнялась в Париже в 1955 г. (PNA), Ленинграде (1970), Ташкенте (1974) и Токио (1975). В анатомии традиционно используются латинские термины.

Для точного представления о топографии органа или его отдела условно выделяют различные плоскости сечения тела человека

Так, сагиттальная плоскость (от лат. sagitta – стрела) проходит через середину тела, рассекая его на правую и левую половины.

Фронтальная плоскость (от лат./rons – лоб) параллельна плоскости лба и делит тело на брюшную или вентральную (от лат. venter – живот), и спинную, или дорсальную (от лат. dorsum – спина), половины. Третья плоскость – перпендикулярная обеим предыдущим – горизонтальная. Она рассекает тело на поперечные отрезки – сегменты.

В анатомии приняты следующие обозначения: anterior – передний, posterior – задний, inferior – нижний, superior – верхний, dexter – правый, sinister – левый и т.д. Участки органов, обращенные к срединной плоскости называются медиальными, к периферии – латеральными.

Положение органов ближе к головному концу тела называется краниальным (cranium – череп) или оральным (or – рот), ближе к заднему концу – каудальным (cauda – хвост). На конечностях ближайшую к туловищу часть называют проксимальной, удаленную от него – дистальной (distantio – расстояние).

«Афферентный» – приносящий (употребляется применительно к нейрону, по которому импульсы поступают в ЦНС);

«Эфферентный» – выносящий (употребляется применительно к нейрону, по которому импульсы покидают ЦНС)

Дата добавления: 2014-01-07