При цитологической диагностике основное внимание обращают на структурные особенности отдельных клеток. Признаки злокачественности клеток делят на общие, указывающие на злокачественность клетки вообще, и частные, т. е. такие, которые обусловлены гистологической формой опухоли или принадлежностью опухолевой клетки к определенному органу или ткани.
Можно выделить некоторый комплекс изменений, характерный для клеток злокачественных новообразований: полиморфизм размеров и формы клеток, неравномерность восприятия окрасок, смещение ядерно-цитоплазматических отношений в пользу ядра, увеличения размеров и количества ядрышек; отмечаются неправильные фигуры деления (митотические и амитотические), наличие протоплазматических включений и вакуолей. Обращают внимание на взаимное расположение клеток, их связь между собой и т. п.
Выявление цитологических особенностей позволяет диагностировать злокачественное новообразование и установить его природу — эпителиальную (рак) или соединительнотканную (саркома).
Большую помощь оказывает цитологическая диагностика также и в выявлении неспецифического и специфического воспаления. Объектами цитологического исследования являются нормальные и патологические жидкости организма, в которых могут быть клетки, отторгшиеся с поверхности ткани. Этот раздел исследования называется эксфолиативной цитологией (от лат. ехfoliatio — шелушение, слущивание).
Изучение клеток, аспирируемых из глубины патологического очага с помощью прокола инъекционной иглой, называется пункционной цитологией. Этот метод требует от врача правильного выбора места и соблюдения техники пункции; при исследовании пунктата необходимо учитывать ход иглы в направлении патологического очага. При диагностической пункции изучается клеточный состав и клеточные комплексы, а не кусочки тканей, как при биопсии.
Цитологическая диагностика с помощью фазового контраста - метод распознавания под микроскопом подвижных клеток организма и клеток, самостоятельно отторгшихся от тканей или искусственно разобщенных с ними. Для изучения мазков с помощью фазовоконтрастной микроскопии не требуется окраски. Поэтому диагностические мероприятия проводятся практически мгновенно, в течение нескольких минут. Этот метод первоначально применялся как часть клинико-лабораторного анализа преимущественно для диагностики болезней крови, кроветворных органов и воспалительных процессов. Фазово-контрастная микроскопия применяется для исследования живых биологических объектов. Она основана на дифракции луча света в зависимости от особенностей объекта изучения, от которых зависит изменение длины и фазы световой волны. В патологии фазово-контрастная микроскопия находит применение при исследовании, подсчёте и дифференцировке клеток костного мозга и периферической крови, при изучении клеток культуры тканей и др.
Соблюдение правил сбора и обработки материала для цитологического исследования обеспечивает правильный диагноз. Несмотря на то, что цитологические исследования позволяют дать предварительный диагноз в течение 20—30 мин, широкое их применение в поликлинической и хирургической практике, недостаток заключается в том, что при цитологическом исследовании нарушаются взаимоотношения между различными клетками и внеклеточным матриксом. Кроме того, в цитологическом образце могут отсутствовать отдельные типы клеток. Поэтому цитологические данные часто носят предварительный характер, а окончательный диагноз ставят после морфологического исследования биоптата через 4—5 дней. Использование срезов, полученных из замороженной ткани (криостатных срезов), позволяет ускорить обработку материала до 1—2 ч, но за счёт ухудшения морфологической картины. В связи с этим исследование биопсийного материала, заключённого в парафин, остаётся основным подходом в патологоанатомической диагностике. Очень информативна иммуноцитохимия. Используя специфические AT и эффективные системы их визуализации, можно получить данные, определяющие выбор терапии заболевания и его прогноз. Особенно эффективно использование этих методик при диагностике опухолей, иммунных, аутоиммунных и воспалительных процессов.
Перспективность цитологических методов исследования связана с развитием микроскопической техники и совершенствованием её возможностей.