Načelo hematološkega analizatorja

Hematološki analizatorji krvi delajo konje kliničnih laboratorijev. Ta orodja z visoko zmogljivostjo zagotavljajo zanesljivo štetje eritrocitov, trombocitov in 5-komponentnih formul levkocitov, ki identificirajo limfocite, monocite, nevtrofile, eozinofile in bazofile. Število jedrnih eritrocitov in nezrelih granulocitov je 6. in 7. indeks. Čeprav je električna impedanca še vedno glavna pri določanju skupnega števila in velikosti celic, so metode pretoka citometrije dokazale svojo vrednost pri diferenciaciji levkocitov in pri pregledovanju krvi na hematološkem analizatorju patoloških celic.

Evolucija analizatorja

Prve avtomatske naprave za kvantitativno študijo krvi, ki se je pojavila v 50. letih prejšnjega stoletja, so delovale na podlagi Coulterjevega načela električnega impedanca, v katerem so celice skozi majhno luknjo zgubile električni tokokrog. So bili "prazgodovinski" analizatorji, ki so samo preštevali in izračunali povprečno količino rdečih krvnih celic, povprečni hemoglobin in njegovo povprečno gostoto. Vsakdo, ki je kdajkoli štel celice, ve, da je to zelo monotoničen proces, dva lab technika pa nikoli ne bo dala enakega rezultata. Tako je pripomoček lahko odpravil to spremenljivost.

Leta 1970 je prišel na trgu avtomatizirano analizatorje sposobnih določiti kazalnike v krvi 7 in 3 sestavni levkocitov (limfocitov, monocitov in granulocitov). Prvič je bilo ročno štetje leukograma avtomatizirano. V osemdesetih letih je eno orodje že izračunalo 10 parametrov. V devetdesetih letih je prišlo do nadaljnjih izboljšav v diferencah levkocitov z metodami pretoka, ki temeljijo na lastnostih električnih impedanc ali razpršenosti svetlobe.

Proizvajalci hematoloških analizatorjev pogosto poskušajo ločiti svoje instrumente od izdelkov konkurentov, s poudarkom na specifičnem paketu tehnologij, ki se uporabljajo za razlikovanje belih krvnih celic ali števila trombocitov. Vendar pa strokovnjaki za laboratorijsko diagnostiko pravijo, da je večina modelov težko razlikovati, ker vsi uporabljajo podobne metode. Preprosto dodajte dodatne funkcije, da bodo izgledali drugače. Na primer, en sam avtomatski hematološki analizator lahko zazna diferenciale levkocitov tako, da v celično jedro postavi fluorescentno barvilo in meri svetlost luminiscence. Drugi lahko spremeni prepustnost in zabeleži stopnjo absorpcije barve. Tretja je sposobna izmeriti aktivnost encima v celici, nameščeni na določenem substratu. Obstaja tudi metoda volumetrične prevodnosti in razpršenja, ki analizira kri v svojem "blizu naravnem" stanju.

Nove tehnologije se razvijajo v smeri tokovnih metod, ko se celice izmenično podvržejo preiskavi s pomočjo optičnega sistema, ki lahko izmeri niz parametrov, ki jih prej niso merili. Težava je v tem, da vsak proizvajalec želi ustvariti lastno metodo za ohranitev svoje identitete. Zato pogosto uspejo na enem področju in zaostajajo v drugi.

Trenutno stanje

Po mnenju strokovnjakov so vsi hematološki analizatorji na trgu praviloma zanesljivi. Razlike med njimi so nepomembne in se nanašajo na dodatne priložnosti, ki bi jih nekdo morda želel, nekateri pa ne. Vendar pa je odločitev o nakupu instrumenta običajno odvisna od njegove cene. Če prejšnji stroški niso bili problem, današnja hematologija postane zelo konkurenčen trg, včasih pa cenitev (in ne najboljša razpoložljiva tehnologija) vpliva na nakup analizatorja.

Najnovejši visoko zmogljivi modeli lahko delujejo bodisi kot ločeno orodje bodisi kot del samodejnega sistema z več napravami. Popolnoma avtomatiziran laboratorij vključuje hematološke, kemične in imunokemične analizatorje z avtomatiziranimi vhodi, izhodi in hladilnimi sistemi.

Laboratorijski instrumenti so odvisni od testirane krvi. Za svoje različne vrste so potrebni posebni moduli. Hematološki analizator v veterinarski medicini je zasnovan za delo s oblikovanimi elementi različnih živalskih vrst. Na primer, Idexx ProCyte Dx lahko preiskuje vzorce krvi pri psih, mačkah, konjih, bikih, belih dihurjih, kuncih, gerbilih, prašičih, morskih prašičih in pritlikavih prašičih.

Uporaba principov toka

Analizatorji so primerljivi na določenih področjih, in sicer pri določanju ravni levkocitov in eritrocitov, hemoglobina in trombocitov. Ti so tipični, značilni kazalniki, so v veliki meri enaki. Ali so hematološki analizatorji popolnoma identični? Seveda ne. Nekateri modeli temeljijo na načelih impedance, nekateri uporabljajo lasersko razsvetljavo, medtem ko drugi uporabljajo fluorescentno pretočno citometrijo. V slednjem primeru se uporabljajo fluorescentna barvila, ki barvajo edinstvene značilnosti celic, tako da jih je mogoče ločiti. Tako lahko formulam levkocitov in eritrocitov dodamo dodatne parametre, vključno s štetjem števila jedrnih eritrocitov in nezrelih granulocitov. Nov indikator je raven hemoglobina v retikulocitih, ki se uporablja za spremljanje eritropoeze in nezrele trombocitne frakcije.

Napredek v tehnologiji se začne upočasniti, ko se pojavijo celične hematološke platforme. Kljub temu pa je še vedno veliko izboljšav. Skoraj standard je zdaj splošni test krvi s štetjem nukleiranih rdečih krvnih celic. Poleg tega se je povečala natančnost števila trombocitov.

Druga standardna funkcija analizatorjev na visoki ravni je določitev števila celic v bioloških tekočinah. Štetje števila levkocitov in eritrocitov je težek postopek. Ponavadi se ročno izvaja na hemocitometru, traja veliko časa in zahteva razpoložljivost usposobljenega osebja.

Naslednji pomemben korak v hematologiji je opredelitev formule levkocitov. Če bi prej analizatorji lahko označili samo blastne celice, nezrelih granulocitov in atipičnih limfocitov, je bilo zdaj potrebno njihovo štetje. Številni analitiki jih omenjajo v obliki raziskovalnega kazalnika. Toda večina velikih podjetij dela na tem.

Sodobni analizatorji zagotavljajo dobre kvantitativne, a ne kakovostne informacije. Dobre so za štetje delcev in jih lahko nanašajo na določeno kategorijo: eritrocite, trombocite, bele krvničke. Vendar pa so pri kvalitativnih ocenah manj zanesljivi. Analizator lahko na primer ugotovi, da gre za granulocit, vendar pri določanju stopnje zorenja ne bo tako natančen. Naslednja generacija laboratorijskih instrumentov bi morala bolje oceniti ta kazalnik.

Danes so vsi proizvajalci izpopolnili tehnologijo, povezano z načelom impedance Coulterja, in programsko opremo nastavili do te mere, da lahko čim bolj pridobijo podatke. V prihodnosti bodo uvedene nove tehnologije, ki bodo uporabljale funkcionalnost celice, pa tudi sintezo površinskih beljakovin, kar kaže na njegovo funkcijo in stopnjo razvoja.

Meja s citometrijo

Nekateri analizatorji uporabljajo metode pretoka citometrije, zlasti markerje CD4 in CD8 antigenov. Hematološki analizatorji Sysmex najbližji so pristopili k tej tehnologiji. Konec koncev ne bi smelo biti nobene razlike med njimi, vendar je za to potrebno, da nekdo vidi to prednost.

Navedba možne integracije je, da so preskusi, ki so bili obravnavani kot standardni, preneseni na pretočno citometrijo, ki se vračajo v hematologijo. Na primer, ne bo presenetljivo, če lahko analizatorji izvede izračun rdečih krvnih celic ploda, ki nadomešča ročno tehniko testa Kleinhauer-Betke. Preizkus se lahko opravi s pretočno citometrijo, vendar ga bo njegovo vrnitev v laboratorij hematologije dal večjemu prepoznavnosti. Verjetno bo ta grozljiva analiza s stališča natančnosti bolj v skladu s tem, kar bi pričakovali od diagnostike v 21. stoletju.

Meja med hematološkimi analizatorji in pretočnimi citometri se bo v bližnji prihodnosti verjetno spremenila, ko se bo razvila tehnologija ali metodologija. Primer je štetje retikulocitov. Prvič je bilo proizvedeno ročno, nato - na pretočnem citometru, po katerem je postalo hematološko orodje, ko je bila tehnika avtomatizirana.

Možnosti integracije

Po mnenju strokovnjakov je mogoče za preprost citometrićni preizkus prilagoditi hematolośki analizator. Očitni primer je identifikacija rednih podskupin T celic, neposredne kronične ali akutne levkemije, kjer so vse celice homogene z zelo jasnim fenotipskim profilom. V analizatorjih krvi je mogoče natančno določiti značilnosti razprševanja. Primeri mešanih ali zelo majhnih populacij z nenavadnimi ali bolj odmaknjenimi fenotipskimi profili so lahko bolj zapleteni.

Vendar pa nekateri dvomijo, da bodo hematološki analizatorji krvi postali pretočni citometri. Standardni test je veliko cenejši in bi moral ostati preprost. Če se zaradi njegovega ravnanja ugotovi odstopanje od norme, potem je potrebno opraviti druge teste, vendar to ne bi smela opraviti klinik ali zdravniški urad. Če se kompleksni testi opravijo ločeno, ne bodo zvišali stroškov konvencionalnih testov. Strokovnjaki izražajo dvome, da se bo preiskava kompleksne akutne levkemije ali velikih plošč, ki se uporabljajo v pretočni citometri, hitro vrnila v laboratorij za hematologijo.

Pretočna citometrija je draga, vendar obstajajo načini za zmanjšanje stroškov z združevanjem reagentov drugače. Drug dejavnik, ki zavira integracijo testa v hematološki analizator, je izguba dohodka. Ljudje ne želijo izgubiti tega posla, ker je njihov dobiček že zmanjšal.

Pomembno je tudi upoštevati zanesljivost in obnovljivost rezultatov analize pretoka. Metode, ki temeljijo na impedanci, delajo konje v velikih laboratorijih. Morajo biti zanesljivi in ​​hitri. In morate biti prepričani, da so ekonomsko izvedljivi. Njihova moč je v natančnosti in ponovljivosti rezultatov. Ker se pojavljajo nove aplikacije na področju celične citometrije, jih je treba dokazati in izvajati. Tehnologija pretoka zahteva dobro kontrolo kakovosti in standardizacijo orodij in reagentov. Brez tega so možne napake. Poleg tega je treba imeti usposobljeno osebje, ki ve, kaj počne in kaj deluje.

Po mnenju strokovnjakov bo prišlo do novih kazalnikov, ki bodo spremenili laboratorijsko hematologijo. Ti instrumenti, ki lahko merijo fluorescenco, so v veliko boljši situaciji, saj imajo višjo stopnjo občutljivosti in selektivnosti.

Programska oprema, pravila in avtomatizacija

Medtem ko vizionarji iščejo prihodnost, so se proizvajalci že prisiljeni boriti s konkurenti. Poleg opozorila na razlike v tehnoloških podjetij razlikuje svoje izdelke s pomočjo programske opreme, ki upravlja podatke in omogoča samodejno preverjanje normalnih celic, ki temelji na nizu pravil, določenih v laboratoriju, ki močno pospeši pregled in daje zaposlenim več časa, da se osredotoči na nenavadnih primerov .

Na ravni analizatorja je težko razlikovati prednosti različnih izdelkov. Do neke mere razpoložljivost programske opreme, ki ima ključno vlogo pri pridobivanju rezultatov analize, omogoča, da se izdelek izstopa na trgu. Prvič, diagnostična podjetja vstopijo na trg programske opreme, da zaščitijo svoje poslovanje, vendar potem razumejo, da so sistemi za upravljanje informacij potrebni za njihovo preživetje.

Z vsako generacijo analizatorjev programska oprema bistveno izboljša. Nova procesna moč zagotavlja veliko boljšo selektivnost pri ročnem izračunu formule levkocitov. Zelo pomembno je zmanjšati obseg dela z mikroskopom. Če obstaja natančen instrument, potem je dovolj le preučiti patološke celice na hematološkem analizatorju, kar povečuje učinkovitost dela strokovnjakov. To lahko dosežemo s sodobnimi instrumenti. To je točno tisto, kar laboratorij potrebuje: enostavnost uporabe, učinkovitost in manjši obseg raziskav pod mikroskopom.

Zaskrbljujoče je, da nekateri klinično-laboratorijski diagnostični zdravniki osredotočajo svoja prizadevanja na izboljšanje tehnologije, ne pa na optimizacijo, da bi lahko prišli do pravilnih zdravstvenih odločitev. Na svetu lahko najdete najbolj bizaren laboratorijski instrument, vendar če rezultate neprestano preverjate, bo to izenačilo možnosti tehnologije. Anomalije niso napake in laboratoriji, ki samodejno odobravajo le rezultat hematološkega analizatorja "Patološke celice niso našli", so nelogične.

Vsak laboratorij mora določiti merila, za katera je treba pregledati in jih je treba obravnavati. Tako se zmanjša skupni znesek ročnega dela. Obstaja čas za delo z nenormalnimi levkogrami.

Programska oprema omogoča laboratorijem, da določijo pravila za samodejno prepoznavanje in odkrivanje sumljivih vzorcev, ki temeljijo na lokaciji vzorca ali na anketirani skupini. Na primer, če laboratorij obdeluje veliko število primerkov bolnikov z rakom, se lahko sistem prilagodi, da samodejno pregleda kri na hematološkem analizatorju patoloških celic.

Pomembno je, da ne samo avtomatično potrdite normalne rezultate, temveč tudi zmanjšate število lažnih pozitivnih rezultatov. Ročna analiza je najbolj tehnično težka. To je najbolj zamuden proces. Treba je skrajšati čas, ki ga laboratorijski tehnik izvaja z mikroskopom in se omeji samo na nenormalne primere.

Proizvajalci opreme ponujajo visoko zmogljive sisteme za avtomatizacijo velikih laboratorijev, ki pomagajo pri obvladovanju pomanjkanja osebja. V tem primeru laboratorijski tehnik postavlja vzorce v avtomatsko linijo. Nato sistem pošlje epruvete analizatorju, nato pa za dodatne preskuse ali v "skladišče" z nadzorovano temperaturo, kjer lahko vzorce hitro vzamete za dodatno preskušanje. Avtomatizirani barvni moduli in črnila tudi zmanjšajo čas osebja. Na primer hematološki analizator Mindray CAL 8000 uporablja modul za razmastitev SC-120, ki pri nalaganju 180 drsnih očal omogoča obdelavo vzorcev z volumnom 40 μl. Vsa očala segrevamo pred in po barvanju. To optimizira kakovost in zmanjša tveganje okužbe osebja.

Povečala se bo stopnja avtomatizacije v laboratorijih hematologije, število osebja pa se bo zmanjšalo. Obstaja potreba po zapletenih sistemih, v katerih lahko položite vzorce, preklopite na drugo delo in se vrnite samo, da pregledate resnično nepravilne vzorce.

Večina sistemov za avtomatizacijo je prilagojena potrebam vsakega laboratorija, v nekaterih primerih pa so na voljo tudi standardizirane konfiguracije. Nekateri laboratoriji uporabljajo svojo programsko opremo s svojim informacijskim sistemom in algoritmi za izbiro nenormalnih vzorcev. Toda za avtomatizacijo se je treba izogibati avtomatizaciji. Velike naložbe v robotski projekt sodobnega in dragega visokotehnološkega avtomatiziranega laboratorija so zaman zaradi elementarne napake - ponavljajočega krvnega testa za vsak vzorec z neobičajnim rezultatom.

Avtomatsko štetje

Najbolj avtomatizirano hematološke analizatorji izmeriti ali izračunati naslednje parametre: hemoglobin, hematokrit, število in pomeni korpuskularnega volumna, pomeni hemoglobina srednekletochnuyu koncentracija hemoglobina, število in povprečno količino trombocitov in levkocitov formulo.

Hemoglobin izmerimo neposredno iz vzorca polne krvi z uporabo metode, ki temelji na nastanku cianomethragemoglobina.

Pri testiranju na hematološkem analizatorju se lahko šteje število eritrocitov, levkocitov in trombocitov na več načinov. Številni metri uporabljajo metodo električne impedance. Temelji na spremembi prevodnosti, ko celice prehajajo skozi majhne luknje. Velikosti slednjih se razlikujejo za eritrocite, levkocite in trombocite. Sprememba prevodnosti vodi do električnega impulza, ki ga je mogoče zaznati in zabeležiti. Ta metoda omogoča tudi merjenje volumna celice. Določitev formule levkocitov zahteva lizo rdečih krvnih celic. Nato se s pretočno citometrijo identificirajo različne populacije levkocitov.

Hematološki analizator "Mindray BC-6800", na primer, po izpostavitvi vzorcev reagentov preučuje jih na osnovi sipanja laserske svetlobe in podatke fluorescence. Za boljše prepoznavanje in diferenciranje populacij krvnih celic, zlasti za odkrivanje anomalij, ki jih ne zaznavajo druge metode, je izdelan 3D grafikon. poleg standardnih testov hematologije analizator BC-6800 s podatki o nezrelih granulocitov (vključno promyelocytes, myelocytes in metamyelocytes), populacije fluorescentnih celic (kot so eksplozije in atipičnih limfocitov), ​​nezrelih retikulocitov in rdečih krvnih celic, okuženih.

hematologije analizator MEK-9100K podjetje Nihon Kohden krvne celice pred prehodom skozi odprtino za natančen izračun impedance popolnoma usklajena s pomočjo toka hidrodinamično ostrenje. Poleg tega ta metoda popolnoma odpravlja tveganje ponovnega štetja celic, kar močno izboljša natančnost študij.

Laserska optična tehnologija Celltac G DynaScatter vam omogoča pridobitev formule levkocitov v skoraj naravnem stanju. Hematološki analizator MEK-9100K uporablja 3-kotni detektor razpršilnika. Z enim kotom je mogoče določiti število levkocitov, pri drugi pa pridobiti informacije o strukturi celice in zapletenosti delcev nukleotropnega črevesa ter stranskih podatkov o notranji granularnosti in globularnosti. Trodimenzionalne grafične informacije se izračunajo z uporabo izključnega algoritma Nihon Kohden.

Pretočna citometrija

Izvaja se za vzorce krvi, vsako biološko tekočino, razpršeni aspirat kostnega mozga, uničeno tkivo. Pretočna citometrija je metoda, ki omogoča označevanje celic po velikosti, obliki, biokemijski ali antigenski sestavi.

Načelo te študije je naslednje. Celice se premikajo skozi kiveto, kjer so izpostavljene žarku z intenzivno svetlobo. Formalni krvni elementi razpršijo svetlobo v vseh smereh. Neposredno razprševanje zaradi difrakcije je v korelaciji z volumnom celice. Bočno razprševanje (pod pravimi koti) je rezultat refrakcije in približno označuje njegovo notranjo granularnost. Podatki o neposrednem in stranskem razprševanju omogočajo, da ugotovimo, na primer, populacije nevtrofilcev in limfocitov, ki se razlikujejo po velikosti in granularnosti.

Fluorescenca se uporablja tudi za odkrivanje različnih populacij v pretočni citometriji. Monoklonska protitelesa, ki se uporabljajo za identifikacijo citoplazemskih in celičnih površinskih antigenov, so najpogosteje označena s fluorescenčnimi spojinami. Na primer, fluorescein ali R-phycoerythrin imajo različne emisijske spektre, ki omogočajo prepoznavanje oblikovanih elementov po barvi sijaja. Celično suspenzijo inkubiramo z dvema monoklonalnima protitelesoma, vsaka z različnim fluorochromom. Ker krvne celice z vezanimi protitelesi potekajo skozi kiveto, 488-nm lasersko sevanje vzbuja fluorescenčne spojine, ki povzročajo njihovo emisijo pri določenih valovnih dolžinah. Sistem objektiva in filtra zazna svetlobo in jo pretvori v električni signal, ki ga lahko analizira računalnik. Za različne elemente krvi je značilno drugačno stransko in neposredno razprševanje ter intenzivnost oddajane svetlobe na določenih valovnih dolžinih. Podatki, ki jih sestavlja več tisoč dogodkov, se zbirajo, analizirajo in prikažejo na histogram. Pretočna citometrija se uporablja pri diagnozi levkemije in limfomov. Uporaba različnih označevalcev protiteles omogoča natančno identifikacijo celic.

V hematološkem analizatorju Sysmex se za preučevanje hemoglobina uporablja natrijev lavril sulfat. To je ne-cianidna metoda z zelo kratkim reakcijskim časom. Hemoglobin se določi v ločenem kanalu, kar zmanjšuje motnje zaradi visokih koncentracij levkocitov.

Reagenti

Pri izbiri orodja za testiranje krvi morate upoštevati, koliko reagentov potrebujete za hematološkega analizatorja, pa tudi stroške za njih in varnostne zahteve. Ali jih lahko kupite od katerega koli dobavitelja ali samo od proizvajalca? Na primer, Erba ELite 3 meri 20 parametrov s samo tremi okolju prijaznimi in brez cianidnih reagentov. V modelih Beckman Coulter DxH 800 in DxH 600 se v vseh primerih uporabljajo samo 5 reagentov, vključno s štetjem nukleiranih rdečih krvnih celic in retikulocitov. ABX Pentra 60 je hematološki analizator, ki vključuje 4 reagente in 1 razredčilo.

Pomembno je tudi vprašanje pogostosti zamenjave reagentov. Na primer, Siemens ADVIA 120 ima zaloge kemikalij za analitične raziskave in pranje, kar je dovolj za izvajanje 1850 testov.

Optimizacija avtomatskega analizatorja

Po mnenju strokovnjakov se preveč pozornosti posveča izboljšanju laboratorijskih instrumentov in ni dovolj - optimizirati uporabo avtomatskih in ročnih tehnologij. Del problema je, da se zaposleni v hematoloških laboratorijih usposobijo za anatomsko patologijo in ne za laboratorijsko medicino.

Mnogi strokovnjaki opravljajo funkcije preverjanja in ne interpretacije. Laboratorij mora imeti dve funkciji: odgovoren je za rezultate analize in jih razlagati. Naslednji korak bo praksa medicina, ki temelji na dokazih. Če po 10 000 testih ni dokazov, da jih ni mogoče samodejno preveriti s točno enakimi rezultati, potem tega ne bi smeli storiti. Istočasno, če je 10.000 analiz podalo nove zdravstvene podatke, jih je treba revidirati ob upoštevanju novega znanja. Medtem ko so dokazi na začetni ravni.

Usposabljanje osebja

Drug problem je, da laboratorijski tehniki ne le preučujejo navodila za hematološki analizator, temveč tudi razumeti informacije, pridobljene z njim. Večina strokovnjakov nima tega znanja o tehnologiji. Poleg tega je razumevanje grafične predstavitve podatkov omejeno. Treba je poudariti njeno povezavo z morfološkimi zaključki, tako da je mogoče pridobiti več informacij. Tudi splošni preizkus krvi postane preveč zapleten in ustvarja veliko količino podatkov. Vse te informacije je treba vključiti. Potrebno je pretehtati prednosti večjega števila podatkov v primerjavi z dodatno kompleksnostjo, ki jo uvaja. To ne pomeni, da laboratoriji ne bi smeli sprejeti visokotehnoloških dosežkov. Kombinirati jih je treba z izboljšanjem medicinske prakse.