Принцип на хематологичния анализатор

Хематологични кръвни анализатори работят коне на клинични лаборатории. Тези средства осигуряват висока надеждност преброяване на еритроцити, тромбоцити и левкоцити 5-компонентни формули идентифициращи лимфоцити, моноцити, неутрофили, еозинофили и базофили. Броят на ядрените еритроцити и незрелите гранулоцити е 6-и и 7-ми индекс. Въпреки електрически импеданс остава основа за определяне на общия брой и размер на клетки, поточна цитометрия методи са доказали своята стойност в диференциацията на левкоцити и хематология анализатор кръв за изследване патологични клетки.

Еволюция на анализатора

Първите автоматични устройства за количествено изследване на кръвта, които се появяват през 50-те години на миналия век, работеха на базата на принципа на електрическото съпротивление на Coulter, в който клетките, през малка дупка, разкъсаха електрическата верига. Те са били "праисторически" анализатори, които отчитат и изчисляват само средния обем на червените кръвни клетки, средния хемоглобин и средната му плътност. Всеки, който някога е преброил клетките, знае, че това е много монотонен процес и два лабораторни техници никога няма да дадат същия резултат. По този начин устройството е допуснало да премахне тази променливост.

През 70-те години на 20-ти век на пазара са пуснати автоматизирани анализатори, способни да откриват 7 броя кръвни клетки и 3 компонента на левкоцитната формула (лимфоцити, моноцити и гранулоцити). За първи път ръчното отчитане на левкограмата беше автоматизирано. През 80-те години един инструмент вече може да изчисли 10 параметъра. 1990-те години доведоха до по-нататъшни подобрения в левкоцитните диференции, използвайки методи на потока, базирани на свойствата на електрически импеданс или разсейване на светлината.

Производителите на хематологични анализатори често се стремят да разделят своите инструменти от продуктите на конкурентите, като се съсредоточат върху специфичен пакет от технологии, използвани за диференциране на белите кръвни клетки или броя на тромбоцитите. Въпреки това експертите по лабораторна диагностика твърдят, че повечето модели са трудни за разграничаване, защото всички използват подобни методи. Просто добавете допълнителни функции, за да изглеждате по-различно. Например, един автоматичен хематологичен анализатор може да открие левкоцитни диференции чрез поставяне на флуоресцентно багрило в клетъчното ядро ​​и измерване на яркостта на луминисценцията. Друг може да промени пропускливостта и да регистрира скоростта на абсорбция на боята. Третият е способен да измерва активността на ензима в клетка, поставена в определен субстрат. Съществува и метод на обемна проводимост и разсейване, който анализира кръвта в състояние "близко до естествено".

Разработват се нови технологии в посоката на поточните методи, когато клетките са подложени на разследване от оптична система, която може да измери набор от параметри, които никога преди не са били измерени. Проблемът е, че всеки производител иска да създаде свой собствен метод за запазване на самоличността си. Следователно, те често успеят в една област и изостават в друга.

Текущо състояние

Според експерти всички хематологични анализатори на пазара като правило са надеждни. Разликите между тях са незначителни и се отнасят до допълнителни възможности, които някой може да хареса, но някои не го правят. Решението за закупуване на инструмент обаче обикновено зависи от неговата цена. Ако по-ранните разходи не са проблем, днес хематологията става много конкурентен пазар и понякога ценообразуването (а не най-добрата налична технология) засяга закупуването на анализатора.

Най-новите модели с висока производителност могат да работят или като отделен инструмент, или като част от автоматична система с няколко устройства. Пълно автоматизирана лаборатория включва хематологични, химични и имунохимични анализатори с автоматизирани входове, изходи и хладилни системи.

Лабораторните инструменти зависят от изследваната кръв. За различните типове са необходими специални модули. Хематологичният анализатор във ветеринарната медицина е настроен да работи с профилни елементи от различни животински видове. Например, Idexx ProCyte Dx може да изследва кръвни проби от кучета, котки, коне, бикове, порове, зайци, гербили, прасета, морски свинчета и прасета.

Прилагане на принципите на потока

Анализаторите са сравними в определени области, а именно при определянето на нивото на левкоцитите и еритроцитите, хемоглобина и тромбоцитите. Това са типични типични показатели, до голяма степен идентични. Но дали хематологичните анализатори са напълно идентични? Разбира се, че не. Някои модели се основават на принципите на импеданс, някои използват лазерно разсейване на светлината, докато други използват флуоресцентна поточна цитометрия. В последния случай се използват флуоресцентни багрила, които оцветяват уникалните характеристики на клетките, така че да могат да се разделят. По този начин става възможно да се добавят допълнителни параметри към формулите на левкоцитите и еритроцитите, включително броене на броя на ядрени еритроцити и незрели гранулоцити. Новият индикатор е нивото на хемоглобина в ретикулоцитите, което се използва за мониториране на еритропоезата и незрелата фракция на тромбоцитите.

Напредъкът в технологиите започва да се забавя, тъй като възникват цели хематологични платформи. Въпреки това, все още има много подобрения. Почти стандартно е общото изследване на кръвта с броене на зародишни червени кръвни клетки. Освен това се увеличава точността на броя на тромбоцитите.

Друга стандартна функция на анализаторите на високо ниво е да се определи броят на клетките в биологичните течности. Преброяването на броя на левкоцитите и еритроцитите е труден процес. Обикновено се прави ръчно на хемоцитометър, отнема много време и изисква наличието на квалифициран персонал.

Следващата важна стъпка в хематологията е дефиницията на левкоцитната формула. Ако по-рано анализаторите можеха само да маркират бластични клетки, незрели гранулоцити и атипични лимфоцити, сега имаше нужда от тяхното броене. Много анализатори ги споменават под формата на показател за изследване. Но повечето големи компании работят по този въпрос.

Съвременните анализатори предоставят добра количествена, но не и висококачествена информация. Те са полезни за броене на частици и могат да ги отнасят към определена категория: еритроцити, тромбоцити, бели кръвни клетки. Те обаче са по-малко надеждни при качествените оценки. Например, анализаторът може да определи, че е гранулоцит, но няма да бъде толкова точен при определянето на етапа на нейното узряване. Следващото поколение лабораторни инструменти трябва да оценят по-добре този показател.

Днес всички производители са усъвършенствали технологията, свързана с принципа на импеданса на Coulter, и са настроили софтуера си така, че да могат да извлекат колкото е възможно повече данни. В бъдеще ще бъдат въведени нови технологии, които ще използват функционалността на клетката, както и синтеза на повърхностния й протеин, което показва нейната функция и етап на развитие.

Граница с цитометрия

Някои анализатори използват методи на поточна цитометрия, по-специално маркери на CD4 и CD8 антигени. Хематологичните анализатори Sysmex най-близко до тази технология. В крайна сметка между тях няма да има разлика, но за това е необходимо някой да види това предимство.

Индикация за възможната интеграция е, че изпитванията, които се считат за стандартни, са предавани на поточна цитометрия, връщаща се към хематологията. Например, няма да бъде изненадващо дали анализаторите могат да извършват изчисляването на червените кръвни клетки на плода, като заменят ръчната техника на теста Kleinhauer-Betke. Тестът може да се извърши с поточна цитометрия, но завръщането му в лабораторията по хематология ще му даде повече признание. Вероятно в края на краищата този ужасен анализ от гледна точка на точността ще бъде в по-голяма степен в съответствие с това, което може да се очаква от диагностиката през 21-ви век.

Границата между хематологичните анализатори и поточните цитометри вероятно ще се промени в обозримо бъдеще, когато технологията или методологиите се развият. Пример за това е преброяването на ретикулоцитите. Първоначално се произвежда ръчно, след това - на поточен цитометър, след което се превръща в хематологичен инструмент, когато техниката е автоматизирана.

Перспективи за интеграция

Според експерти някои прости цитометрични тестове могат да бъдат адаптирани за хематологичен анализатор. Очевиден пример е идентифицирането на редовни подгрупи на Т-клетки, директна хронична или остра левкемия, където всички клетки са хомогенни с много ясен фенотипен профил. В анализаторите на кръвта е възможно точно да се определят характеристиките на разсейване. Случаите на смесени или наистина малки популации с необичайни или по-анормални фенотипни профили могат да бъдат по-сложни.

Съществуват обаче съмнения, че хематологичните кръвни анализатори ще станат потокови цитометри. Стандартният тест е много по-евтин и трябва да остане прост. Ако в резултат на поведението му се определи отклонение от нормата, тогава е необходимо да се подложат на други тестове, но клиниката или кабинета на лекаря не трябва да правят това. Ако сложните тестове се извършват отделно, те няма да увеличат цената на конвенционалните тестове. Експерти изразяват съмнения, че изследване на сложна остра левкемия или големи панели, които се използват в поточната цитометрия, бързо ще се върне в лабораторията по хематология.

Поточната цитометрия е скъпа, но съществуват начини за намаляване на разходите чрез комбиниране на реагентите по различен начин. Друг фактор, който възпрепятства интегрирането на теста в хематологичен анализатор, е загубата на доходи. Хората не искат да губят този бизнес, защото печалбата им вече е намаляла.

Достоверността и възпроизводимостта на резултатите от анализа на потока също са важни за разглеждане. Методите, основаващи се на импеданс, са работещи коне в големи лаборатории. Те трябва да бъдат надеждни и бързи. И трябва да сте сигурни, че те са икономически жизнеспособни. Тяхната сила е в точността и възпроизводимостта на резултатите. И тъй като се появяват нови приложения в областта на клетъчната цитометрия, те трябва да бъдат доказани и приложени. Технологията на потока изисква добър контрол на качеството и стандартизиране на инструментите и реагентите. Без това са възможни грешки. Освен това е необходимо да имаш обучен персонал, който да знае какво прави и какво работи.

Според експерти, ще има нови показатели, които ще променят лабораторната хематология. Тези инструменти, които могат да измерват флуоресценцията, са в много по-добра ситуация, тъй като те имат по-висока степен на чувствителност и селективност.

Софтуер, правила и автоматизация

Докато визионерите търсят бъдещето, производителите вече са принудени да се борят с конкурентите си. В допълнение към подчертаване на разликите в технологични компании се разграничат продуктите си с помощта на софтуер, който управлява данните и осигурява автоматична проверка на нормалните клетки на базата на набор от правила, установени в лабораторията, което значително ускорява проверката и дава персонал повече време, за да се съсредоточи върху аномални случаи ,

На нивото на анализатора е трудно да се разграничат предимствата на различните продукти. До известна степен наличието на софтуер, който играе ключова роля за постигането на резултатите от анализа, позволява продуктът да се откроява на пазара. На първо място диагностичните компании навлизат в пазара на софтуер, за да защитят бизнеса си, но след това разбират, че системите за управление на информацията са необходими за оцеляването им.

С всяко поколение анализатори софтуерът значително се подобрява. Новата мощност на обработка осигурява много по-добра селективност за ръчно изчисляване на левкоцитната формула. Възможността за намаляване на обхвата на работа с микроскоп е много важна. Ако има точен инструмент, тогава е достатъчно само да се изследват патологичните клетки на хематологичния анализатор, което повишава ефективността на работата на специалистите. И съвременните инструменти могат да постигнат това. Именно това е нужно на лабораторията: лекота на използване, ефективност и намален обем изследвания под микроскоп.

Загрижено е, че някои клинично-лабораторни диагностични лекари концентрират усилията си върху подобряването на технологията, вместо да ги оптимизират, за да вземат правилните медицински решения. Можете да си купите най-странния лабораторен инструмент в света, но ако резултатите непрекъснато се проверяват, това ще изравни възможностите на технологията. Аномалиите не са грешки, а лабораториите, които автоматично одобряват само резултата от хематологичния анализатор "Патологичните клетки не се откриват" са нелогични.

Всяка лаборатория трябва да определи критериите, за които тестовете трябва да бъдат преразгледани и с които трябва да се работи. По този начин се намалява общото количество на ръчния труд. Има време за работа с абнормни левкограми.

Софтуерът позволява на лабораториите да установят правила за автоматично разпознаване и откриване на подозрителни проби въз основа на местоположението на извадката или анкетираните групи. Например, ако една лаборатория обработва голям брой проби от пациенти с рак, системата може да бъде настроена автоматично да изследва кръвта върху хематологичен анализатор на патологични клетки.

Важно е не само автоматично да потвърдите нормалните резултати, но и да намалите броя на фалшивите положителни резултати. Ръководният анализ е технически най-трудно. Това е най-отнемащият време процес. Необходимо е да се съкрати времето, което лабораторията извършва с микроскоп, като се ограничава само до необичайни случаи.

Производителите на оборудване предлагат високопроизводителни системи за автоматизация за големи лаборатории, които помагат да се справи с недостига на персонал. В този случай лабораторен техник поставя пробите в автоматична линия. След това системата изпраща епруветките към анализатора и след това за допълнителни тестове или към "склад" с контролирана температура, където пробите могат бързо да бъдат взети за допълнително изпитване. Автоматизираните модули за нанасяне на мастило и оцветяване също намаляват времето на персонала. Например, хематологичният анализатор Mindray CAL 8000 използва SC-120 размазващ модул, способен да обработва проби с обем от 40 μl при зареждане на 180 стъкла. Всички стъкла се нагряват преди и след оцветяването. Това оптимизира качеството и намалява риска от инфекция на персонала.

Степента на автоматизация в лабораториите по хематология ще се увеличи и броят на персонала ще намалее. Има нужда от сложни системи, в които можете да поставяте проби, да преминете към друга работа и да се върнете само, за да прегледате наистина ненормалните проби.

Повечето системи за автоматизация са съобразени с нуждите на всяка лаборатория и в някои случаи са налице стандартизирани конфигурации. Някои лаборатории използват собствен софтуер със своята информационна система и алгоритми за избора на необичайни проби. Но автоматизацията трябва да се избягва в името на автоматизацията. Големите инвестиции в роботизиран проект на модерна, скъпа високотехнологична автоматизирана лаборатория са напразни поради елементарна грешка - повторен кръвен тест за всяка проба с ненормален резултат.

Автоматизирано броене

Най автоматизирана хематологични анализатори мярка или изчисляване на следните параметри: хемоглобин, хематокрит, броя и означава обем на еритроцитите, означава концентрацията на хемоглобина srednekletochnuyu хемоглобин, броят и среден обем на тромбоцитите и левкоцитите формула.

Хемоглобинът се измерва директно от проба от цяла кръв, като се използва метод, основаващ се на образуването на цианометагремоглобин.

Когато се изследва хематологичен анализатор, броят на еритроцитите, левкоцитите и тромбоцитите може да се извърши по няколко начина. Много измерватели използват метода на електрически импеданс. Тя се основава на промяна в проводимостта, когато клетките преминават през малки дупки. Размерите на последното се различават за еритроцитите, левкоцитите и тромбоцитите. Промяната в проводимостта води до електрически импулс, който може да бъде открит и записан. Този метод също ви позволява да измервате обема на клетката. Определянето на левкоцитната формула изисква лизирането на червените кръвни клетки. След това, различни популации от левкоцити се идентифицират чрез поточна цитометрия.

Хематология анализатор "Mindray BC-6800", например, след излагане на реагенти проби прави преглед на тях се основава на разсейването на лазерна светлина и данните за флуоресценция. За по-добро идентифициране и разграничаване кръвно клетъчни популации, по-специално за идентифициране на нарушения не са открити от други методи, построена 3D-диаграма. в допълнение към стандартните тестове хематология анализатор BC-6800 предоставя данни за незрели гранулоцити (включително промиелоцити, миелоцити и metamyelocytes), популации от флуоресциращи клетки (като бласти и атипични лимфоцити), незрели ретикулоцити и червени кръвни клетки, инфектирани.

В хематологичния анализатор MEK-9100K на Nihon Kohden, кръвните елементи преди преминаването през дупката за прецизно броене на импеданс са идеално приведени в съответствие с потока с хидродинамично фокусиране. В допълнение, този метод напълно елиминира риска от преброяване на клетките, което значително подобрява точността на изследванията.

Лазерна оптична технология Celltac G DynaScatter ви позволява да получите левкоцитна формула в почти естествено състояние. Хематологичният анализатор MEK-9100K използва 3-ъглов детектор за разсейване. При един ъгъл е възможно да се определи броят на левкоцитите, при други да се получи информация за структурата на клетката и сложността на нуклеохроматиновите частици, както и за страничните данни за вътрешната грануларност и глобуларност. Триизмерната графична информация се изчислява, като се използва изключителният алгоритъм Nihon Kohden.

Поточна цитометрия

Извършва се за кръвни проби, всяка биологична течност, диспергиран аспириран костен мозък, разрушена тъкан. Поточната цитометрия е метод, който позволява да се характеризират клетките по размер, форма, биохимичен или антигенен състав.

Принципът на това изследване е както следва. Клетките се движат от своя страна през кювета, където са изложени на лъчева светлина. Формалните кръвни елементи разпръскват светлина във всички посоки. Директното разсейване в резултат на дифракция корелира с обема на клетките. Страничното разсейване (под прав ъгъл) е резултат от пречупването и приблизително характеризира вътрешната му зрялост. Данните за директното и страничното разсейване ни позволяват да идентифицираме например популациите на неутрофили и лимфоцити, които се различават по размер и зрялост.

Флуоресценцията се използва също за откриване на различни популации в поточната цитометрия. Моноклоналните антитела, използвани за идентифициране на цитоплазмени и клетъчни повърхностни антигени, най-често се маркират с флуоресцентни съединения. Например, флуоресцеинът или R-фикоеритринът имат различни емисионни спектри, които правят възможно идентифицирането на оформените елементи с цвета на блясъка. Клетъчната суспензия се инкубира с две моноклонални антитела, всяка от които е маркирана с различен флуорохром. Тъй като кръвните клетки с свързани антитела преминават през кюветата, 488 nm лазерно лъчение възбужда флуоресцентни съединения, което води до тяхното излъчване при определени дължини на вълните. Обективът и филтърната система откриват светлина и я превръщат в електрически сигнал, който може да бъде анализиран от компютър. Различните елементи на кръвта се характеризират с различно странично и директно разсейване и с интензитета на излъчваната светлина при определени дължини на вълните. Данните, съставени от хиляди събития, се събират, анализират и намаляват до хистограма. Поточната цитометрия се използва при диагностицирането на левкемия и лимфоми. Използването на различни маркери за антитела позволява точна идентификация на клетките.

В хематологичния анализатор Sysmex се използва натриев лаурил сулфат за изследване на хемоглобина. Това е метод без цианид с много кратко време за реакция. Хемоглобинът се определя в отделен канал, който свежда до минимум интерференцията от високи концентрации на левкоцити.

реагенти

При избора на инструмент за изследване на кръвта трябва да имате предвид колко реагенти са необходими за хематологичния анализатор, както и разходите за тях и изискванията за безопасност. Могат ли да бъдат закупени от всеки доставчик или само от производителя? Например Erba ELite 3 измерва 20 параметъра само с три реагента, които са безвредни за околната среда и без цианиди. В моделите Beckman Coulter DxH 800 и DxH 600 се използват само 5 реагента за всички случаи, включително броене на зародишни червени кръвни клетки и ретикулоцити. ABX Pentra 60 е хематологичен анализатор, който включва 4 реагента и 1 разредител.

Въпросът за честотата на заместване на реагентите също е важен. Например Siemens ADVIA 120 има запас от химикали за аналитични изследвания и измиване, което е достатъчно за провеждане на 1850 теста.

Оптимизиране на автоматизирания анализатор

Според експерти, твърде голямо внимание се обръща на подобряването на лабораторните инструменти и не е достатъчно - за оптимизиране на използването на автоматизирани и ръчни технологии. Част от проблема е, че служителите в хематологичните лаборатории се обучават в анатомична патология, а не в лабораторна медицина.

Много специалисти изпълняват функциите на проверка, а не на устен превод. Лабораторията трябва да има две функции: да отговаря за резултатите от анализа и да ги интерпретира. Следващата стъпка ще бъде практиката основано на доказателства лекарство. Ако след 10 000 теста няма доказателства, че те не могат да бъдат автоматично проверени с точно същите резултати, това не бива да се прави. В същото време, ако 10 000 анализа дават нова медицинска информация, те трябва да бъдат преразгледани, като се вземат предвид новите знания. Докато доказателствата са на първоначалното ниво.

Обучение на персонала

Друг проблем е да се помогне на лабораторните техници да проучат не само инструкциите на хематологичния анализатор, но и да разберат информацията, получена с него. Повечето професионалисти нямат тези познания за технологиите. В допълнение, разбирането на графичното представяне на данните е ограничено. Необходимо е да се подчертае връзката му с морфологичните заключения, за да може да се извлече повече информация. Дори и общият кръвен тест става твърде сложен, генерирайки огромно количество данни. Цялата тази информация трябва да бъде интегрирана. Необходимо е да се претеглят предимствата на по-голям брой данни в сравнение с допълнителната сложност, която тя въвежда. Това не означава, че лабораториите не трябва да предприемат високотехнологични постижения. Необходимо е да ги комбинираме с подобряването на медицинската практика.