El procedimiento diagnóstico consiste en la demostración directa del agente causal. Es casi siempre preciso en los resultados y puede ser logrado por:
Examinación al microscopio, buscando la motilidad del parásito en la sangre no-coagulada del paciente, lo que es posible solo en la fase aguda cerca de 2 semanas después de la picadura. Detecta más de 60% dos casos en esta fase. El parásito puede ser también visualizado microscópicamente en un frote sanguíneo bajo la tinción de Giemsa. Puede ser confundida en un 50% de los casos de infección por Trypanosoma rangeli, el cual no ha demostrado patogenicidad en los humanos.
En el diagnóstico basado en la detección indirecta del organismo por xenodiagnóstico donde el paciente es intencionalmente picado por el insecto transmisor no contaminado y, cuatro semanas después, su intestino es examinado en la búsqueda de parásitos; o por la inoculación de la sangre del enfermo en animales de laboratorio (ratones, por ejemplo) y verificación se desarrollan la enfermedad aguda. Existen también medios de cultivo especializados (NNN y LIT, por ejemplo) para el crecimiento y multiplicación de posibles parásitos que estén en sangre.
El examen físico puede confirmar los síntomas y mostrar señales de insuficiencia cardíaca (o miocardiopatía) en la forma crónica.
El frotis de sangre periférica muestra tripanosomas móviles en la forma aguda.
El hemocultivo muestra Tripanosoma cruzi en la forma aguda.
El ELISA puede mostrar infección previa con Tripanosoma cruzi en la forma crónica
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