Princip hematologického analyzátoru

Hematologické krevní analyzátory pracují s koněmi klinických laboratoří. Tyto vysoce výkonné nástroje poskytují spolehlivé počítání erytrocytů, krevních destiček a 5-složkových leukocytů, které identifikují lymfocyty, monocyty, neutrofily, eozinofily a bazofily. Počet nukleárních erytrocytů a nezralých granulocytů je 6. a 7. index. Ačkoli elektrická impedance je stále hlavní pro stanovení celkového počtu a velikosti buněk, metody průtokové cytometrie prokázaly svou hodnotu při diferenciaci leukocytů a při vyšetřování krve na hematologickém analyzátoru patologických buněk.

Evoluce analyzátoru

První automatické nástroje pro kvantitativní studium krve zaveden v roce 1950, působí na základě elektrické impedance Coulter, kde buňky průchodem přes malý otvor, snižuje elektrický obvod. Byly to "prehistorické" analyzátory, které pouze počítaly a vypočítaly průměrný objem červených krvinek, průměrný hemoglobin a jeho průměrnou hustotu. Každý, kdo někdy počítá buňky, ví, že je to velmi monotónní proces a dva laboratorní technici nikdy nedosáhnou stejného výsledku. Přístroj tak umožnil eliminovat tuto variabilitu.

V roce 1970 přišel do tržních analyzátorech schopných určit ukazatele, hladin v 7 a 3 komponent leukocytů (lymfocyty, monocyty a granulocyty). Poprvé bylo manuální počítání leukogramu automatizováno. V osmdesátých letech jeden nástroj již mohl vypočítat 10 parametrů. 90. léta vedla k dalšímu zlepšení leukocytárních diferenciálů pomocí průtokových metod založených na vlastnostech elektrické impedance nebo rozptylu světla.

Výrobci hematologické analyzátory často tendenci oddělovat svá zařízení od konkurenčních výrobků, se zaměřením na konkrétní balík technologií používaných diferenciaci bílých krvinek nebo počet krevních destiček. Nicméně, odborníci na laboratorní diagnostiku tvrdí, že většina modelů je obtížné rozlišit, protože všichni používají podobné metody. Stačí přidat další funkce, aby vypadaly jinak. Například, jeden automatický analyzátor hematologie může stanovit leukocyty rozdíly od pokojové fluorescenčního barviva do buněčného jádra a měření jasu. Jiný může měnit průchodnost a zaznamenat rychlost absorpce barviva. Třetí je schopen měřit aktivitu enzymu v buňce umístěné v určitém substrátu. Existuje také metoda objemové vodivosti a rozptylu, která analyzuje krev v jeho "blízkém stavu".

Nové technologie se vyvíjí ve směru průtokového způsobu, kdy jsou buňky střídavě vystaveny studii optického systému, který může měřit více parametrů, nikdy dříve měřena. Problémem je, že každý výrobce chce vytvořit svůj vlastní způsob, jak zachovat svou identitu. Proto se často v jedné oblasti podaří a zaostávají za druhým.

Aktuální stav

Podle odborníků jsou všechny hematologické analyzátory na trhu zpravidla spolehlivé. Rozdíly mezi nimi jsou zanedbatelné a týkají se dalších příležitostí, které by se někdo mohl líbit, ale některé ne. Rozhodnutí o nákupu nástroje však obvykle závisí na jeho ceně. Pokud by starší náklady nebyly problémem, dnes se hematologie stává velmi konkurenčním trhem a někdy také cenová (a nikoliv nejlepší dostupná technologie) ovlivňuje nákup analyzátoru.

Nejnovější vysoce výkonné modely mohou pracovat buď jako samostatný nástroj, nebo jako součást automatického systému s několika zařízeními. Plně automatizovaný laboratoře, včetně hematologie, chemické a imunochemické analyzátory s automatickými vstupů, výstupů a chladicích systémech.

Laboratorní přístroje závisí na testované krvi. Pro různé typy jsou vyžadovány speciální moduly. Hematologický analyzátor ve veterinární medicíně je naladěn na práci s tvarovými prvky různých živočišných druhů. Idexx ProCyte Dx například může vyšetřit krevní vzorky od psů, koček, koní, býků, fretek, králíků, gerbilů, prasat, morčat a trpasličích prasat.

Aplikovat principy toku

Analyzátory jsou srovnatelné v některých oblastech, zejména při určování úrovně bílých krvinek a červených krvinek, hemoglobin a destičky. Ty jsou typické, typické ukazatele, jsou z velké části totožné. Ale jsou hematologické analyzátory zcela totožné? Samozřejmě že ne. Některé modely jsou založeny na principech impedance, některé používají laserový rozptyl světla, zatímco jiné používají fluorescenční průtokovou cytometrii. V druhém případě se používají fluorescenční barviva, která barví jedinečné vlastnosti buněk tak, aby mohly být odděleny. Tak je možné přidat další parametry do erytrocytů a leukocytů vzorce, ve svazku. H. Určení počtu jaderných červených krvinek a nezralých granulocytů. Nový index je hladina hemoglobinu u retikulocytů, který se používá pro sledování erytropoézu a frakce nezralý krevních destiček.

Pokrok v technologiích se zpomaluje, protože vznikají celé hematologické platformy. Nicméně stále existuje mnoho vylepšení. Téměř standardní je nyní obecný krevní test s počítáním nukleovaných červených krvinek. Kromě toho se zvýšila přesnost počtu krevních destiček.

Další standardní funkcí analyzátorů na vysoké úrovni je stanovení počtu buněk v biologických tekutinách. Počítání počtu leukocytů a erytrocytů je náročný postup. Obvykle se provádí ručně na hemocytometru, trvá hodně času a vyžaduje dostupnost kvalifikovaného personálu.

Dalším důležitým krokem v hematologii je definice leukocytového vzorce. Jestliže před analyzátory mohl označit jen výbuch buňky, nezralé granulocyty a atypické lymfocyty, ale nyní je třeba v jejich počítání. Mnoho analytiků je uvádí ve formě ukazatele výzkumu. Ale většina velkých společností pracuje na tom.

Moderní analyzátory poskytují dobré kvantitativní, ale ne vysoce kvalitní informace. Jsou vhodné pro počítání částic a mohou je odkázat na určitou kategorii: erytrocyty, krevní destičky, bílé krvinky. Nicméně jsou v kvalitativních hodnoceních méně spolehlivá. Například analyzátor může určit, že jde o granulocyt, ale nebude tak přesný při určování stupně jeho zrání. Další generace laboratorních nástrojů by tento ukazatel měla lépe vyhodnotit.

V současné době všichni výrobci zdokonalili technologii spojenou s principem Coulter impedance, a nastavit software do té míry, že mohou získat maximální možné množství dat. V budoucnu bude nová technologie být implementovány pomocí funkce buněk a syntézu proteinů jeho povrchu, což ukazuje na jeho funkci a vývojovém stadiu.

Hranice s cytometrií

Některé analyzátory používají metody průtokové cytometrie, zejména markery CD4 a CD8 antigenů. Hematologické analyzátory Sysmex nejblíže k této technologii. Nakonec by mezi nimi nemělo být žádný rozdíl, ale pro to je nutné, aby někdo viděl tuto výhodu.

Indikace možné integrace spočívá v tom, že testy považované za standardní byly předány do průtokové cytometrie vracející se k hematologii. Například to nebude překvapující, pokud analyzátoři mohou provést výpočet červených krvinek plodu a nahradit manuální techniku ​​testu Kleinhauer-Betke. Test lze provést průtokovou cytometrií, ale jeho návrat do hematologické laboratoře mu poskytne více uznání. Pravděpodobně bude nakonec tato hrozná analýza z hlediska přesnosti více v souladu s tím, co bychom očekávali od diagnostiky v 21. století.

Hranice mezi hematologickými analyzátory a průtokovými cytometry se pravděpodobně v dohledné budoucnosti posune, jak se vyvine technologie nebo metodologie. Příkladem je počítání retikulocytů. Nejprve byla vyrobena ručně, pak - na průtokovém cytometru, po kterém se stala hematologickým nástrojem, kdy byla technika automatizována.

Perspektivy integrace

Podle odborníků mohou být pro hematologický analyzátor přizpůsobeny některé jednoduché cytometrické testy. Zřejmým příkladem je identifikace pravidelných podmnožin T-lymfocytů, přímé chronické nebo akutní leukémie, kde všechny buňky jsou homogenní s velmi jasným fenotypovým profilem. U analyzátorů krve je možné přesně stanovit charakteristiku rozptylu. Případy smíšených nebo skutečně malých populací s neobvyklými a více aberantními fenotypovými profily mohou být složitější.

Někteří však pochybují, že hematologické krevní analyzátory se stanou průtokovými cytometry. Standardní test je mnohem levnější a měl by zůstat jednoduchý. Pokud je v důsledku jeho chování určena odchylka od normy, je nutné provést další testy, ale klinice nebo lékařská kancelář by neměla dělat toto. Pokud se komplexní testy provádějí odděleně, nezvyšují náklady na běžné testy. Odborníci vyjadřují pochybnosti, že průzkum komplexní akutní leukémie nebo velkých panelů, které se používají v průtokové cytometrii, se rychle vrátí do laboratoře hematologie.

Průtoková cytometrie je drahá, ale existují způsoby, jak snížit náklady kombinací činidel různě. Dalším faktorem, který zabraňuje integraci testu do hematologického analyzátoru, je ztráta příjmu. Lidé nechtějí tento obchod ztratit, protože jejich zisky již klesly.

Spolehlivost a reprodukovatelnost výsledků analýzy průtoku je také důležité vzít v úvahu. Metody založené na impedanci jsou pracovní koně ve velkých laboratořích. Musí být spolehlivé a rychlé. A musíte se ujistit, že jsou ekonomicky životaschopné. Jejich síla je v přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků. A jak se objevují nové aplikace v oblasti buněčné cytometrie, musí být prokázány a implementovány. Technologie průtoku vyžaduje dobrou kontrolu kvality a standardizaci nástrojů a činidel. Bez toho jsou možné chyby. Kromě toho je třeba mít vyškolený personál, který ví, co dělá a co funguje.

Podle odborníků budou existovat nové ukazatele, které změní laboratorní hematologii. Nástroje, které mohou měřit fluorescenci, jsou v mnohem lepší situaci, protože mají vyšší stupeň citlivosti a selektivity.

Software, pravidla a automatizace

Zatímco vizionáři se dívají do budoucnosti, výrobci jsou již nuceni bojovat s konkurenty. Kromě zdůraznění rozdílů v technologických firem odlišit své produkty s pomocí softwaru, který spravuje data a poskytuje automatickou kontrolu normálních buněk na základě sady pravidel stanovených v laboratoři, což značně urychluje kontrolu a poskytuje zaměstnancům více času soustředit se na neobvyklých případech .

Na úrovni analyzátoru je obtížné rozlišit výhody různých produktů. Do jisté míry, dostupnost softwaru, který hraje klíčovou roli při získávání výsledků analýzy, umožňuje, aby se produkt vynikal na trhu. Za prvé, diagnostické společnosti vstoupí na trh softwaru, aby ochránily své podnikání, ale pak chápou, že systémy řízení informací jsou nezbytné pro jejich přežití.

S každou generací analyzátorů se software výrazně zlepšuje. Nový procesní výkon poskytuje mnohem lepší selektivitu pro ruční výpočet vzorce leukocytů. Možnost omezit rozsah práce s mikroskopem je velmi důležitá. Pokud existuje přesný přístroj, stačí pouze vyšetřit patologické buňky na hematologickém analyzátoru, což zvyšuje efektivitu práce odborníků. A moderní nástroje to dokážou. To je přesně to, co laboratoř potřebuje: snadné použití, efektivnost a snížený objem výzkumu pod mikroskopem.

Jedná se o záležitost, že někteří lékaři klinicko-laboratorní diagnostiky soustředí své úsilí na zdokonalování technologie spíše než na jejich optimalizaci při rozhodování o správném lékařství. Můžete si koupit nejbizarnější laboratorní přístroj na světě, ale pokud se výsledky neustále prozkoumají, tím se vylepší možnosti technologií. Anomálie nejsou chyby a laboratoře, které automaticky schvalují pouze výsledek hematologického analyzátoru "Patologické buňky nejsou nalezeny", jsou nelogické.

Každá laboratoř by měla stanovit kritéria, pro která by měly být zkoušky přezkoumány a které by měly být řešeny. Celkové množství manuální práce je tedy sníženo. Je čas na práci s abnormálními leukogramy.

Software umožňuje laboratořím stanovit pravidla pro automatické rozpoznávání a detekci podezřelých vzorků na základě umístění vzorku nebo sledované skupiny. Například, pokud laboratoř zpracovává velké množství vzorků pacientů s rakovinou, může být systém naladěn tak, aby automaticky vyšetřoval krevní obraz na hematologickém analyzátoru patologických buněk.

Je důležité nejen automaticky potvrdit normální výsledky, ale také snížit počet falešně pozitivních výsledků. Manuální analýza je technicky obtížná. Jedná se o nejvíce časově náročný proces. Je třeba zkrátit čas, který laboratorní technik provádí s mikroskopem, a omezuje se pouze na abnormální případy.

Výrobci zařízení nabízejí vysoce výkonné automatizační systémy pro velké laboratoře, které pomáhají zvládnout nedostatek personálu. V tomto případě laborant umístí vzorky do automatické linky. Systém pak řídí trubky v analyzátoru a dále pro další testy nebo „depotní“ řízenou teplotou, kde se může vzorek neprodleně se pro dodatečné ověření. Automatizované aplikace pro inkoust a barevné moduly také zkracují dobu zaměstnanců. Například v Mindray CAL 8000 zpracování hematologie analyzátor jednotka používá šmouhy SC-120, který je schopen pracovat se vzorky 40 ul na spouštěcí 180 snímků. Všechny skla se zahřívají před a po zbarvení. To optimalizuje kvalitu a snižuje riziko infekce personálu.

Stupeň automatizace v laboratořích hematologie se zvýší a počet pracovníků se sníží. Existuje potřeba komplexních systémů, ve kterých můžete umístit vzorky, přejít na jinou práci a vrátit se pouze k přezkoumání skutečně neobvyklých vzorků.

Většina automatizačních systémů je přizpůsobena potřebám každé laboratoře a v některých případech jsou k dispozici standardní konfigurace. Některé laboratoře používají vlastní software s informačním systémem a algoritmy pro výběr abnormálních vzorků. Pro automatizaci by se však nemělo zabývat automatizací. Velké investice do robotické konstrukce moderních high-tech drahé automatizované laboratoři jsou marné, protože elementárních chyb - opakuji krevní testy z každého vzorku s abnormální výsledek.

Automatizované počítání

Většina automatizovaných hematologických analyzátorů opatření nebo vypočítat následující parametry: hemoglobin, hematokrit, počet a střední korpuskulární objem, střední koncentrace hemoglobinu srednekletochnuyu hemoglobinu, počtu a průměrný objem destiček a leukocytů vzorce.

Hemoglobin se měří přímo ze vzorku plné krve metodou založenou na tvorbě kyanometragemoglobinu.

Při testování na hematologickém analyzátoru může být počítání erytrocytů, leukocytů a krevních destiček provedeno několika způsoby. Mnoho metrů používá metodu elektrické impedance. Je založen na změně vodivosti, když buňky procházejí malými otvory. Velikost těchto druhů se liší u erytrocytů, leukocytů a krevních destiček. Změna vodivosti vede k elektrickému impulsu, který lze detekovat a zaznamenat. Tato metoda také umožňuje měřit hlasitost buňky. Stanovení leukocytového vzorce vyžaduje lýzu červených krvinek. Poté jsou různými populacemi leukocytů identifikovány průtokovou cytometrií.

Hematology Analyzer „Mindray BC-6800“, například po expozici vzorků činidel zkoumá je na základě rozptylu laserového světla a dat fluorescence. Aby bylo možné lépe identifikovat a rozlišovat populací krvinek, a to zejména k identifikaci abnormality jinými způsoby není detekován, postavený 3D-grafu. kromě standardních zkoušek hematologie analyzátoru BC-6800 poskytuje údaje o nezralých granulocytů (včetně promyelocyty, myelocyty a metamyelocytů), populace fluoreskujících buněk (jako jsou výbuchy, atypické lymfocyty), nezralých retikulocytů a červených krvinek infikovaných.

Tyto hematologie analyzátory MEK-9100K firmy Nihon Kohden krvinky před průchodem otvorem pro přesný výpočet impedance dokonale vyrovnán s průchozím proudem hydrodynamického zaostřování. Navíc tato metoda zcela eliminuje riziko opětovného počítání buněk, což výrazně zlepšuje přesnost studií.

Laserová optická technologie Celltac G DynaScatter vám umožňuje získat vzorec leukocytů téměř v přirozeném stavu. Hematologický analyzátor MEK-9100K používá 3-úhlový detektor rozptylu. Jeden úhel může stanovit počet leukocytů z jiného pro příjem informace o struktuře a složitosti buněk nukleohromatina částic, a stranu - údaje o vnitřní zrnitosti a globulární. Trojrozměrná grafická informace se vypočte pomocí exkluzivního algoritmu Nihon Kohden.

Průtoková cytometrie

Probíhá pro krevní vzorky, jakoukoliv biologickou tekutinu, rozptýlenou aspiraci kostní dřeně, zničenou tkáň. Průtoková cytometrie je metoda, která umožňuje charakterizovat buňky podle velikosti, tvaru, biochemické nebo antigenní kompozice.

Princip této studie je následující. Buňky se postupně pohybují přes kyvetu, kde jsou vystaveny paprsku intenzivního světla. Formální krevní elementy rozptýlí světlo ve všech směrech. Přímý rozptyl vyplývající z difrakce koreluje s objemem buňky. Boční rozptyl (v pravém úhlu) je důsledkem refrakce a přibližně charakterizuje jeho vnitřní zrnitost. Přímá a boční rozptylová data nám umožňují identifikovat například populace neutrofilů a lymfocytů, které se liší velikostí a granularitou.

Fluorescence se také používá k detekci různých populací v průtokové cytometrii. Monoklonální protilátky používané k identifikaci cytoplazmatických a buněčných povrchových antigenů jsou nejčastěji značeny fluorescenčními sloučeninami. Například, fluorescein nebo R-fykoerythrin mají různé emisní spektra, umožňuje identifikaci vytvořených prvků podle barvy luminiscence. Buněčná suspenze se inkubuje se dvěma monoklonálními protilátkami, které jsou označeny různým fluorochromem. Vzhledem k tomu, že krevní buňky s navázanými protilátkami procházejí kyvety 488 nm laserového záření excituje fluorescenční sloučeniny, což způsobuje jejich záře při specifických vlnových délkách. Objektiv a filtrační systém detekují světlo a převedou jej na elektrický signál, který lze analyzovat počítačem. Různé prvky krve jsou charakterizovány různým bočním a přímým rozptylem a intenzitou vyzařovaného světla při určitých vlnových délkách. Údaje, skládající se z tisíců událostí, se shromažďují, analyzují a snižují na histogram. Při diagnostice leukémie a lymfomů se používá průtoková cytometrie. Použití různých markerů protilátek umožňuje přesnou identifikaci buněk.

V hematologickém analyzátoru Sysmex se používá laurylsulfát sodný ke studiu hemoglobinu. Jedná se o metodu bez kyanidů s velmi krátkou reakční dobou. Hemoglobin se určuje samostatným kanálem, který minimalizuje rušivé účinky vysokých koncentrací leukocytů.

Reagencie

Při výběru nástroj pro krevní testy by měly být vzaty v úvahu, jak je vyžadováno činidla pro hematologickém analyzátoru, jakož i jejich bezpečnostní požadavky a náklady. Mohou být zakoupeny od jakéhokoli dodavatele nebo pouze od výrobce? Erba ELite 3 například měří 20 parametrů pouze s třemi reagenty, které jsou šetrné k životnímu prostředí a bez kyanidů. V modelech Beckman Coulter DxH DxH 800 a 600 se používají pouze reakční činidla 5, ve všech případech, včetně sčítání jaderných červených krvinek a retikulocytů. ABX Pentra 60 je hematologický analyzátor, který zahrnuje 4 činidla a 1 ředidlo.

Otázka frekvence výměny činidel je také důležitá. Například Siemens ADVIA 120 má zásobu chemikálií pro analytický výzkum a mytí, což stačí k provedení 1850 testů.

Optimalizace automatizovaného analyzátoru

Podle odborníků se věnuje příliš velká pozornost zdokonalení laboratorních nástrojů a nestačí - optimalizovat používání automatizovaných a ručních technologií. Součástí problému je, že pracovníci hematologických laboratoří jsou vyškoleni v anatomické patologii, ne v laboratorní medicíně.

Mnoho specialistů provádí funkce ověření, nikoli tlumočení. Laboratoř by měla mít dvě funkce: odpovídat za výsledky analýzy a interpretovat je. Dalším krokem bude praxe medicína založená na důkazech. Pokud po 10 000 testech neexistují žádné důkazy o tom, že nemohou být automaticky ověřeny s přesně stejnými výsledky, nemělo by se to dělat. Současně, pokud by 10 000 analýz poskytlo nové lékařské informace, měly by být revidovány s ohledem na nové znalosti. Zatímco důkazy jsou na počáteční úrovni.

Školení personálu

Dalším problémem je pomáhat laboratorním technikům nejenom prostudovat instrukce k hematologickému analyzátoru, ale také porozumět získaným informacím. Většina odborníků nemá tyto znalosti o technologii. Kromě toho je pochopení grafického znázornění dat omezené. Je třeba zdůraznit jeho korelaci s morfologickými závěry, aby bylo možné získat více informací. Dokonce i celkový krevní test se stává příliš komplikovaným a generuje obrovské množství dat. Všechny tyto informace musí být integrovány. Je třeba zvážit výhody většího množství údajů ve srovnání s dalšími složitostmi, které zavádí. To neznamená, že by laboratoře neměly přijímat špičkové výkony. Je třeba je kombinovat se zlepšením lékařské praxe.