Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

В системе образования в настоящее время уделяется большое внимание практико-ориентированному обучению, целью которого является формирование у обучающихся общепрофессиональных и профессиональных компетенций практической деятельности и понимания того, для чего полученные компетенции необходимы в будущей профессии. Медицинское образование направлено на формирование профессиональных компетенций будущих специалистов, что требует регулярного обновления и совершенствования форм, способов и педагогических приемов.

На основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования обучающиеся по специальности 30.05.01 «Медицинская биохимия» готовятся к осуществлению профессиональной деятельности в следующих областях: образование и наука (профессиональное образование, научные исследования), здравоохранение (в сферах клинической лабораторной диагностики, медико-биологических исследований) [1].

Общепрофессиональная компетенция ОПК-1 «Способен использовать и применять фундаментальные и прикладные медицинские, естественно-научные знания для постановки и решения стандартных и инновационных задач профессиональной деятельности» формируется при освоении дисциплин на протяжении всего периода обучения у студентов по специальности «Медицинская биохимия» в ФГБОУ ВО СГМУ (г. Архангельск) Минздрава России: «Математический анализ» (1-й курс), «Механика, электричество» (1–2-й курсы), «Оптика» и «Атомная физика» (2-й курс), «Физиология» (2–3-й курсы), «Общая и медицинская биофизика» и «Общая биохимия» (3-й курс), «Общая патология: патологическая анатомия, патофизиология» (3–4-й курсы), «Медицинская биохимия: принципы измерительных технологий, патохимия, диагностика, биохимия злокачественного роста» и «Клиническая лабораторная диагностика: лабораторная аналитика, менеджмент качества, клиническая диагностика» (5–6-й курсы).

Дисциплины, преподаваемые на старших курсах, в основном, это профильные клинические дисциплины, освоение которых направлено на формирование у студентов-биохимиков профессиональных компетенций, в частности ПК-1 «Способен выполнять общеклинические, биохимические, иммунологические, микробиологические, гематологические и молекулярно-генетические лабораторные исследования», ПК-8 «Способен проводить научные исследования в области молекулярной биологии, медицинской биохимии и клинической лабораторной диагностики», и трудовых функций, которые определены в профессиональном стандарте «Специалист в области клинической лабораторной диагностики». Основной обобщенной трудовой функцией является «Выполнение, организация и аналитическое обеспечение клинических лабораторных исследований третьей категории сложности» (код A/03.7) [2].

Большинство методов клинической лабораторной диагностики основаны на физических законах и закономерностях. Изучение таких дисциплин, как «Механика, электричество», «Оптика», «Атомная физика» и «Общая и медицинская биофизика», важно при обучении студентов специальности «Медицинская биохимия». В медицине очень активно используются результаты теоретических и экспериментальных достижений из области физики [3, с. 106]. В основе физиологических процессов в организме человека лежат физические закономерности. Поэтому изучение дисциплины «Физиология» базируется на знаниях дисциплин физического профиля. А при изучении дисциплины «Общая патология» необходимы знания, умения и навыки, формируемые при освоении дисциплины «Физиология».

Следовательно, получение фундаментальных, естественно-научных и прикладных медицинских знаний является основой в реализации профессиональной деятельности будущего врача лабораторной диагностики.

В данной статье рассмотрена преемственность в преподавании дисциплин «Общая и медицинская биофизика» и «Клиническая лабораторная диагностика: лабораторная аналитика, менеджмент качества, клиническая диагностика» на примере изучения вязкости жидкости.

Дисциплины «Общая и медицинская биофизика» и «Клиническая лабораторная диагностика: лабораторная аналитика, менеджмент качества, клиническая диагностика» относятся к обязательной части. При изучении дисциплины «Общая и медицинская биофизика» наибольшее количество часов отводится на изучение раздела «Биофизика органов и систем», который включает изучение значимых биофизических процессов, происходящих в организме человека, таких как реологические свойства крови, которые определяются ее составом. Различный состав крови приводит к изменению ее вязкости в сосудистой системе, что имеет существенное диагностическое значение. Полученные знания необходимы при изучении последующих дисциплин, в частности «Клиническая лабораторная диагностика». Данная дисциплина базируется на нескольких модулях, один из которых – «Гематологические исследования». Среди лабораторных гематологических исследований наиболее часто назначают общий анализ крови с определением доли эритроцитов в цельной крови (гематокрит), который показывает реакцию кроветворных органов при воздействии различных физиологических и патологических факторов.

Актуальным является осуществление междисциплинарного подхода в процессе обучения, основанного на поэтапности получения теоретических знаний и практических умений студентами, преемственности между дисциплинами и формировании профессиональных компетенций.

Цель исследования – продемонстрировать преемственность преподавания дисциплин «Общая и медицинская биофизика» и «Клиническая лабораторная диагностика: лабораторная аналитика, менеджмент качества, клиническая диагностика» на примере изучения вязкости жидкости.

Материалы и методы исследования

Эффективность формирования профессиональных навыков будущего врача лабораторной диагностики достигается внедрением в образовательный процесс практических и лабораторных работ. Так, на кафедре медицинской и биологической физики Северного государственного медицинского университета (г. Архангельск) при изучении дисциплины «Общая и медицинская биофизика» в разделе «Биофизика органов и систем» студенты изучают тему «Гемодинамика», в которой рассматривается понятие вязкости жидкости.

Обучающиеся знакомятся с прибором гемовискозиметр Гесса, рассматривают его практическое назначение в медицине. Одно из явлений переноса – вязкость (или внутреннее трение) – свойство газов и жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой части газа или жидкости. Коэффициент динамической вязкости (или вязкость) η показывает, насколько быстро изменяется скорость при переходе от слоя к слою газа или жидкости в направлении, перпендикулярном направлению перемещения слоев. Вязкость зависит от температуры и химических свойств газа или жидкости. Единица измерения в СИ: Па∙с [4, с. 159].

Кровь имеет сложную внутреннюю структуру, определяющую ее вязкие свойства. Кровь рассматривают как суспензию ее форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, находящихся в растворе – плазме крови. В норме вязкость крови составляет 4–5 мПа.с (это 1,5 раза больше вязкости плазмы). При различных патологических процессах значение вязкости крови варьирует от 1,7 до 22,9 мПа.с. Эритроциты составляют примерно 93% от всех форменных элементов крови, тогда упрощенно считают, что кровь – это суспензия эритроцитов в физиологическом растворе, вязкость крови в основном и определяют эритроциты. Вискозиметрией называется метод измерения коэффициента вязкости, а вискозиметр – это прибор для измерения вязкости жидкости. Изучая дисциплину «Общая и медицинская биофизика», студенты выполняют лабораторную работу по определению вязкости жидкости, используя капиллярный гемовискозиметр Гесса. Цель работы – овладение методикой измерения вязкости жидкости и практическими навыками работы с измерительным прибором – гемовискозиметром Гесса. Так как кафедра медицинской и биологической физики не относится к клиническим кафедрам, то работа с биологическими жидкостями (в частности, кровью) не проводится. В качестве исследуемых жидкостей будущие врачи лабораторной диагностики используют спирт различных концентраций, а полученные закономерности переносят на реальные биологические жидкости.

Вискозиметр представляет собой две проградуированные пипетки 1 и 2, которые установлены на общей подставке. Внутри каждой из пипеток находится капилляр одного и того же диаметра. У одной из пипеток находится кран 3. В данную пипетку набирается дистиллированная вода, которая является эталонной жидкостью, и кран перекрывается. Так появляется возможность набрать исследуемую жидкость в другую пипетку, при этом уровень набранной дистиллированной воды не изменяется. Тройник 4 соединяет обе пипетки с резиновой трубкой 5, в которую вставляется стеклянный стерильный наконечник 6 (рис. 1).

Рис. 1 Схема гемовискозиметра Гесса, где 1, 2 – градуированные пипетки, 3 – кран, 4 – тройник, 5 – резиновая трубка, 6 – стерильный наконечник

С целью соблюдения санитарных правил и норм (СанПин 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней») в настоящее время запрещено пипетирование ртом, поэтому авторами используются резиновые груши. Обучающиеся набирают до нулевой отметки дистиллированную воду в капилляр с краном, кран при этом перекрывают, а исследуемую жидкость набирают во второй капилляр. Затем вискозиметр располагают горизонтально. Кран капилляра с эталонной жидкостью открывают и осторожно втягивают грушей воздух из пипеток 1 и 2. Жидкости, находящиеся в капиллярах, двигаются с разными скоростями. Когда дистиллированная вода пройдет путь от половины до трех четвертей первой пипетки, воздух прекращают втягивать, при этом измеряют расстояние, пройденное исследуемой жидкостью (спиртом). Опыт повторяется несколько раз.

В основе капиллярного метода лежит использование закона Пуазейля. Трубки – капилляры вискозиметра – имеют одинаковые длины и радиусы. При этом изменение давлений на концах капилляров будет тоже одинаковым. Используя формулу Пуазейля для капилляров с эталонной и исследуемой жидкостями, получают рабочую формулу (где мПа∙с – динамическая вязкость дистиллированной воды, а – путь, пройденный ею в капилляре 1, – путь, пройденный раствором спирта в капилляре 2) и вычисляют вязкость спирта. Далее строят график зависимости среднего коэффициента вязкости жидкости от ее концентрации и делают вывод о том, что с увеличением концентрации спирта его вязкость увеличивается [5, c. 44].

В дальнейшем будущие врачи-лаборанты дополняют свои знания по вязкости крови в процессе изучения дисциплины «Клиническая лабораторная диагностика» с использованием современного оборудования. Исследование крови имеет большое значение в клинической диагностике, так как пробу крови легко получить, а ее состав и свойства при многих заболеваниях изменяются характерным образом. Изменение вязкости крови оценивается при определении гематокрита.

Гематокрит представляет собой объемную фракцию эритроцитов в цельной крови (показывает соотношение объемов эритроцитов и плазмы). Величина гематокрита зависит от объема и количества эритроцитов. У здоровой взрослой женщины гематокрит составляет в среднем 42%, а у мужчины – 47%. В крупных сосудах с большой скоростью кровотока и при нормальном гематокрите вязкость крови составляет 3–4 мПа∙с, вязкость плазмы – 1,2 мПа∙с, что близко к соответствующим значениям для дистиллированной воды (1 мПа∙с). С увеличением гематокрита увеличивается вязкость крови, при этом происходит снижение доставки кислорода к тканям с развитием различных патологических процессов [6]. Определение гематокрита входит в общий анализ крови, в настоящее время его определяют на автоматических гематологических анализаторах. В гематологических современных счетчиках гематокрит считается вторичным расчетным параметром, получаемым из количества и объема эритроцитов. Расчет гематокрита вместе с количеством эритроцитов и гемоглобина необходим для определения таких состояний, как анемия, заболеваний сердечно-сосудистой системы. Существует и противоположная ситуация (эритроцитоз), когда количество гематокрита, эритроцитов и гемоглобина повышено. Как ответ эритроцитоз может возникнуть на какое-нибудь патологическое или физиологическое состояние, при котором содержание кислорода в крови будет меньше, чем в норме. Данное состояние может наблюдаться при повышенной физической нагрузке, пребывании на больших высотах и ожирении, а также при заболеваниях легких и пороках сердца [7].

В процессе изучения дисциплины «Клиническая лабораторная диагностика» (модуль «Гематологические исследования») студенты выполняют практические работы по определению основных показателей общего анализа крови, в частности количества эритроцитов, гемоглобина и гематокрита, на гематологическом анализаторе Medonic M-series M20. Проводится анализ полученных результатов с формированием клинико-лабораторного заключения.

Были рассмотрены лабораторные методы исследования: вискозиметрия, определение гематокрита с использованием гематологического анализатора и метод анкетирования обучающихся по удовлетворенности изучения вопросов, связанных с понятием вязкости жидкости (крови) в преподаваемых дисциплинах «Общая и медицинская биофизика» и «Клиническая лабораторная диагностика».

Результаты исследования и их обсуждение

На примере изучения вязкости жидкостей (спирт, кровь) данные практические работы демонстрируют важность поэтапного изучения материала обучающимися по специальности «Медицинская биохимия» с получением профессиональных знаний и умений.

По окончании изучения дисциплин проводится анкетирование обучающихся. В 2021–2023 учебных годах среди обучающихся 6-го курса специальности «Медицинская биохимия» было проведено анкетирование по удовлетворенности данной формой преподавания, в котором принял участие 31 человек. 93% анкетируемых оценили важность модуля «Гемодинамика», входящего в раздел «Биофизика органов и систем» дисциплины «Общая и медицинская биофизика», для решения профессиональных задач будущего врача-лаборанта. Знание закономерностей вязкости жидкости (в частности, крови), помогло обучающимся (82% анкетируемых) в изучении модуля «Гематологические исследования» дисциплины «Клиническая лабораторная диагностика». На вопрос: «Какую тему Вы считаете наиболее значимой с точки зрения применения в последующей практической деятельности?» – 87% респондентов отметили тему «Эритроцитарные показатели». Для улучшения качества преподавания данных дисциплин студенты предложили разработать междисциплинарные рабочие тетради по специальности «Медицинская биохимия» с подробным описанием практических и лабораторных работ, в которых была бы отражена связь изучения физических методов и их применения в клинической лабораторной диагностике.

Заключение

В заключение отметим, что в статье рассматривается опыт преемственности преподавания фундаментальной дисциплины «Общая и медицинская биофизика» и клинической дисциплины «Клиническая лабораторная диагностика: лабораторная аналитика, менеджмент качества, клиническая диагностика» студентам, обучающимся по специальности 30.05.01 «Медицинская биохимия». Получение фундаментальных знаний и выполнение экспериментальных практических работ на моделях на первых курсах обучения позволяют подготовить студента к решению профильных задач на старших курсах и формировать профессиональные компетенции. Такая организация преподавания демонстрирует междисциплинарный подход и профессионально ориентированный характер обучения, что способствует подготовке высококвалифицированного специалиста. В дальнейшем авторами планируется детально проанализировать содержание других разделов и модулей дисциплин с целью усиления междисциплинарной связи и разработать учебно-методическое пособие.