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                        血细胞分析仪的检测技术及发展

                        好医生2008年5月13日 21:37 点击:7702

                        谈到血细胞计数仪的发展史,不得不提到在这个领域首开先河的人。他是1912 年出生在美国阿肯色州一个小城的人Wallance H. Coulter,最初是一位广播电台的电器工程师,后来做过X光机的销售员和维修工程师,在亚洲许多国家包括我国的上海工作过。1948年他在芝加哥一家公司工作时,在一间地下室建立了自己的实验室,他发现了微小粒子通过特殊的小?#36164;?#21487;产生电阻变化这一现象,并根据这种电阻变化特点将其应用于微小粒子的粒度测量和计数上。科技界为表彰他的发明,将其称为库尔特原理(Coulter principle ),Coulter 先生将这个原理引入到血液细胞计数上,在1953 年获得美国发明专利,同年和他的兄弟约瑟夫(Joseph )开创了自己的公司,并成功的设计和制造出了可以计数血细胞的专用仪器,然后开始了在这一领域的商业运作。

                        近年来,随着先进仪器的普及应用和技术人员素质的提高,我国的检验医学事业有了飞速的发展。近10年来,各种类型的血液分析仪在国内迅速普及。血液分析仪的应用,不但提高了检验结果的质量和工作效率,而且为临床提供了更多更可靠的试验指标,?#32422;?#30149;的诊断和鉴别诊断起了重要的作用。同时也取得了较好的经济效益和社会效益。
                        1.血液分析仪的发展
                        传统的血液学检查:显微镜手工检验法。血细胞计数、白细胞分类结果准确性、可靠性受到一定影响,检验人员费时费力。
                        1947年美国科学家库尔特(W.H.Coulter)发明了用电阻法计数粒子的专利技术。1956年他又将这一技术应用于血细胞计数获得成功,其原理是根据血细胞非传导的性质,以电解质溶液中悬浮血细胞在通过计数小?#36164;?#24341;起的电阻变化进行检测为基础,进行血细胞计数和体积测定,这种方法称为电阻法或库尔特原理。
                        60年代末血细胞分析仪除可进行血细胞计数外,还可以同时测定HBG血红蛋白。
                        70年代计算机技术快速发展,将血小板计数的繁琐?#20013;?#25163;工分离富血小板血浆后在进行血小板计数),改进成血小板与红细胞同时计数。
                        80年代,发展迅速,在8项检测基础上加上红细胞指数、三个直方图的报告,不仅提供是否贫血,且可对贫血的类型和原因进行分析;血小板参数对止血和血栓疾病的诊断及一些疾病的疗效观察?#20804;?#35201;价值。开发了白细胞3分群血细胞分析仪。
                        90年代,开发出五分类血液分析仪和可对网状红细胞进行计数的血细胞分析仪,同时,将激光、射频、化学染色计数应用于对细胞检测更成熟,发展成为血细胞分析流水线。
                        2.白细胞分类技术的进展
                        最早进行白细胞分类的设备仅根据白细胞的体积分布情况将淋巴细胞单独划分出来。在1970年起Coulter公司开始设计对白细胞进行分类的仪器,并首先推出了两分类的S-PLUS系列仪器,然后在1980年又推出了T系列,都是可进行白细胞两分群的仪器,大家比较熟悉并仍在使用的SysmexF800和F820型也是根据白细胞体积分布直方图进行粗略两分类的仪器。目前半自动或全自动型具有18参数含白细胞三分类的血细胞分析仪已经成为我国医院检验科的主流血细胞分析仪。
                        仅仅根据简单的体积分析法就将血细胞进行分类,无论是三分类(3-partdifferential)还是两分类(2- partdifferential),其实是将细胞按照体积大小进行了简单的分群处理,实际上是不科学的,因此国内专?#21307;?#35758;将此分类统一称呼为分?#28023;╣roup),即两分群型或三分群型血细胞分析仪。

                         

                             90年代中期以来,国外许多厂家已不满足于三分类型的血细胞分析仪,应用不同原理?#20804;?#24320;发出具有五分类或更多项白细胞分析技术的全自动型血液分析仪器。

                         

                        2.1三分群血液分析仪的检测原理
                        2.1.1电阻抗法血细胞计数
                        利用血细胞通过微?#36164;彼布?#30340;电阻变化产生脉冲电流而计数。白细胞、红细胞的稀释标本在一个负压的控制下,分别通过各自的计数微孔,流入各自通道,然后通过两个光电传感器,将细胞信号甄别、放大、计数。
                         
                        有关?#24471;鰨?/div>
                        (1) 微孔管:在其下端镶有一个标准尺寸大小的红宝石孔。RBC管道孔;80微米;WBC管道孔径:100微米。易堵塞,防止堵孔和维护。
                        (2) 微粒计数:细胞以外的杂质将被误认为细胞计数。保证稀释液的质量和环境的洁净。
                        (3) 细胞?#19978;?#20114;重叠通过微孔,产生偏差:血样要充分稀释(WBC1:256,RBC1:5056),设计上要有纠正偏差的技术。
                        2.1.2直方图的产生
                        直方图是由测量通过感应区的每个细胞脉冲累积得到,是反映细胞大小异质性的资料。
                        计算机将白细胞体积从30~450fl分为256个通道,每个通道1.64微升,样本中的白细胞依照大小被分别放在不同的通道中,由此,就产生了按照大小,数量绘制得直方图,将各个通道的峰值点用曲线相连产生报告。
                        由三种细胞的直方图,经仪器内存程序可进一步分析的出:平均红细胞体积、红细胞分布宽度、平均血小板体积以及白细胞三分群的结果。
                        2.1.3细胞的三分群
                        成熟的白细胞包括中性粒细胞、淋巴细胞及?#20154;?#24615;细胞、嗜碱性细胞、单核细胞。其中中性粒细胞最多,其次为淋巴细胞,其它三种细胞加起来不超过10%。各种细胞在稀释液中,经溶血剂的作用,溶解白细胞的膜,仅留下核与颗粒并使细胞缩小,原来最大的单核细胞经溶血及作用后,体积就落在了淋巴和中性之间,这样就按照体积大小,将白细胞分成三群。
                        2.2白细胞五分类法原理
                        进入90年代中期以来,国外许多厂家已经不满足于三分类型的血细胞分析仪,逐步开始?#20804;?#21644;推出具有五分类或更多项白细胞分析技术的全自动型血液分析仪器。著名的厂家有:Coulter、Sysmex、ABBOTT、Bayer、ABX?#21462;?#21508;厂家使用的白细胞分类技术多样化、复杂化,使得白细胞分类技术更加成熟和可靠。而技术的提高也带来了仪器和消耗品(?#32422;粒?#20215;格的增加。进人2000年以来,国内许多医院已经把购买血细胞分析仪的目光瞄向了此类仪器。
                        2.2.1采用 VCS技术进行五分类的仪器
                        这种技术集?#20808;?#31181;测定方法于一体,同时对一个细胞进行多参数分析的方法,是coulter公司推出的专有方法。其中V代表体积测量,也就是传统的电阻法原理,?#23665;?#20307;积大小差异显著的淋巴细胞和粒细胞分开;C代表高频电导性,该技术可直接测量细胞内部结构间的差异,了解细胞内部核浆比例和细胞内化学成分,可辨别细胞体积相同而内部性质不同的细胞,?#23665;?#20307;积相近的淋巴细胞和嗜碱性细胞区分开,因为他们的核质比例明显不同。S代表激光散射,它可穿透细胞,探测细胞内核分叶状况和颗粒情况,通过分析光散射信息对细胞内颗粒性进行分析,细胞内颗粒粗的光反射强,因此可以用于单核细胞和三种粒细胞的区分。通过综合处理三个参数的特性,可全面对白细胞的各种特征进行综合评价分析,得到五项白细胞分类结果。应用VCS技术的血液细胞分析仪主要有MAXM、STKS、HMX等型号。
                        2.2.2采用阻抗、激光散射和荧光染色技术进行五分类的仪器
                        这种技术主要应用在Sysmex?#20804;?#21644;开发的SF-3000、SE-9000、SE-9500、XE-2100、XT-1800等系列血液分析仪?#23567;?#30452;流电阻抗法(DC)用于测量细胞体积大小。激光散射产生的前向散射光、侧向散射光可用于探测白细胞体积大小、细胞内含物的情况(细胞核以及颗粒情况),侧向荧光则可以反应细胞内脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的含量,特有的?#20154;?#24615;粒细胞检测溶血剂 Strmatolyzer-EO?#23665;?#38500;了?#20154;?#32454;胞以外的所有细胞溶解或萎缩,含有完整?#20154;?#32454;胞的液体通过小孔可以按照电阻法计数技术进行计数。在嗜碱细胞通道中,使用特殊溶血剂Strmatolyzer-BA?#23665;?#38500;了嗜碱细胞以外的所有细胞溶解或萎缩,含有完整嗜碱细胞的液体通过小孔可以按照电阳法计数技术进行计数,幼稚细胞检查通道(IMI)可以根据幼稚细胞膜比成熟细胞膜表面含?#20804;?#36136;较少的现象,在细胞稀释悬液中加入硫化氨基酸,由于占位不同,结合在幼稚细胞表现氨基酸较多,对溶血剂有抵抗作用,当加人溶血剂后成熟细胞易被溶解,而幼稚细胞不易被破坏,可通过电阻法检测出来。综?#32454;?#20010;测量方法,得到白细胞五分类的图形和数据。
                        2.2.3激光散射和细胞化学染争色技术
                        采用这项技术的为TechniconH1、H2、H3型,?#32654;?#22411;仪器的最新型号为Bayer公司的Advial20型和新近推出的AdVia2120型。
                        仪器在白细胞分类上采用了白细胞过氧化酶测定通道和嗜碱粒细胞测定通道。根据细胞化学染色的特征进行白细胞分类。各类白细胞对过氧化物酶的反应是这样的:早期的原始粒细胞为阴性,原始粒细胞以下各阶段?#24049;?#26377;过氧化物酶,并随着细胞的成熟而增强。不同的粒细胞过氧化物酶含量不同,?#20154;?#24615;粒细胞具有最强的过氧化物酶,中性粒细胞含有较强的过氧化物酶,嗜碱粒细胞不含此?#28014;?#21333;核细胞除早期原始阶段外,均含有?#20808;?#30340;过氧化物?#28014;?#28107;巴细胞不含过氧化物?#28014;?#26681;据激光法散射光强度进行的细胞体积测量同时?#19981;?#24471;了细胞大小的信息,在白细胞过氧化物酶散点图上,X轴表示过氧化物酶强度,过氧化物酶强阳性细胞位于右端;Y轴表示散射光强度信号,位于上方的表示散射光信号强,细胞体积大。除了嗜碱细胞外每个类型的细胞根据它们的特点被记录于特定的位置,在设定的门的?#27573;?#20869;形成分类。嗜碱细胞则是通过嗜碱细胞和分叶通道测定的,因淋巴与嗜碱细胞都无过氧化物酶,因此需要通过嗜碱细胞通道,特殊嗜碱细胞?#32422;量山?#38500;嗜碱细胞以外的其他白细胞膜破坏,胞浆溢出,仅剩裸核。被激光照射后仍然保持正常体积的嗜碱细胞位于Y轴上方,体积小的其他裸核白细胞分布在下方。
                        2.2.4多角度偏振光散射法应用于白细胞五分类(MAPSS技术)
                        该技术的基本原理是标本在水动力聚焦系统的作用下进入检测部,在激光束的照射下,细胞在多个角度部产生散射光。仪器特别设置了四个角度来收集散射光的信号。0度为前角散射,用于粗略判断细胞体积大小;10度为?#20004;?#25955;射,用于检测细胞结构及其内部复?#26377;?#30340;指标;90度为垂直光散射,用于对细胞内部颗粒及细胞核分叶情况的分析;90度偏振光散射基于颗粒可以将垂直角度的激光消偏振的特性,将?#20154;?#24615;细胞从中性粒细胞和其他细胞中分离出来,根据散射光的角度和位置,仪器内部的四个检测器可以接收到相应的信号,由仪器内部的微处理器进行分析处理。
                        不同的细胞将被安置在散点图上的相应的位置,根据计算将得到白细胞分类结果。开发和采用这种技术的为ABBOTT公司生产CD-3200.CD377.CD400等型号血细胞分析仪。

                         

                             经过多年的发展,特别是近年电子计算机技术的发展,血细胞分析仪无论在技术上、形式上、功能上、参数上、用户界面上等许多方面?#21152;?#24456;大的改观和进步。
                        3.血细胞分析仪发展中的技术进步
                        随着各种技术的不断进步以及实验室工作对仪器设备需求的不?#26174;?#21152;,血细胞分析仪的各项用途和用法也有不断的进展,这首先体现在仪器应用的方便性\准确性和尽可能增加的参数上。
                        3.1稀释技术的进步
                        早期的仪器一般要求在测定前先进行人工稀释,因此许多操作要求直接取20~40ul的末梢血加到稀释液?#23567;?#30333;细胞稀释比例多在1:251和1:501倍,红细胞则需要进行二次稀释,稀释倍数在 6.25~25万倍之间,然后再将稀释好的标本放人计数杯内进行计数,而且需要在白细胞稀释悬液中加入溶血剂。由于人工稀释费时费力且精确性差,随后的一些血细胞计数仪增加配置了专用的稀释器,专供该型号的仪器进行机外稀释,这样减少了人工稀释带来的误差和麻?#24120;?#25552;高了效率。这类仪器的典型例子有国内应用非常普遍的Sy-amexF820型,此型号仪器到目前仍有市场需求并在广泛使用。现代的血细胞分析仪则更加先进,已经将自动稀释技术、自动进样方式全部添加到仪器本体内,既提高了技术含量和取样、稀释的精确度,使得进样的速度和可操作性更加方便,同时使得检测速度加快。
                        3.2分析参数的增加
                        前面谈到早期的血球计数仪仅能进行红白细胞计数,而且是需要通过切换分别进行红白细胞计数,所以将其称为血细胞计数器是恰当的。由于血常规检验对血红蛋白测定的需求增加,沙利比色法精度和操作不便不能满足临床需求,已有经单独的血红蛋白比色计配备,将加入专用的溶血剂后的样本进行白细胞计数后再将其倒入血红蛋白比色计,即可得到比色法测定的血红蛋白结果。此时期国内使用最多的血细胞计数仪是CoulterZF型和血红蛋白计。由于对血红蛋白测定要求的增加,因此在仪器内增加一套比色装置,就可方便的测定血红蛋白。电阻法测定细胞数量的同时还可对细胞体积进行测定,因此对红细胞平均体积(MCV)、红细胞压积(HCT)、平均红细胞血红蛋白量(MCH)、平均红细胞血红蛋?#30528;?#24230;(MCHC)测定和计算也成为血球计数仪的标准参数。1975年日本东亚公司(Sysmex的前身)推出了包含以上7个参数的全自动血细胞计数仪器CC一710和 CC—720型。
                        3.3血小板计数功能的增加
                        血小板是血细胞中最小的粒子,早期的血细胞计数仪均不包含血小板计数。60年代起国外开始?#20804;?#34880;小板计数仪,70年代已经有比较成熟的产品,这类仪器一般需使用PRP血浆进行,?#35789;?#29992;特殊的离心速度将红细胞和白细胞进行沉淀,使上层血浆中尽量保存最为丰富的血小板,然后应用这种 PRP血浆进行血小板计数,例如 SySmexPA-701型和CONTRAVI000型,此类仪器多配有专用PRP离心机。使用全血方式?#36864;?#21160;力聚集方式计数血小板的仪器如 Clay-Adams的Ultra-Flo100型以及80年代后出现在我国的BayerS-810型血小板分析仪,该仪器设定了单独血小板分析测量通道,根据红细胞和血小板体积的显著差异将他们区分开,将血小板按体积大小划分到64个通道,分别累加体积大小不同的血小板数量。它通过直接吸入稀释好的血细胞悬液进行测定,除了给出血小板数量外,还提供了两个新的参数,平均血小板体积(MPV)和血小板体积分在宽度(PDW)。在这之后血细胞分析仪将血小板计数这一重要功能合并到全血细胞计数(CBC)?#27573;?#20869;。
                        3.4定量部的改进
                        为了准确进行细胞计数,除了要准确稀释血?#21644;猓?#23545;直接进入计数小孔的液体量也要进行定量控制,因此仪器对定量部的要求是非常?#32454;?#30340;。在血细胞计数仪开始阶段,人们设计了U?#36864;?#38134;管压力计,通过水银的重量和在两个电极间的距离来控制吸人的标本量。后来人们通过两只光电管来了解液体通过一个固定距离所需实的时间和容积来控制标本的吸入量,还有一些公司设计并使用了微量注射器技术以及浮球定量技术来控制计数样本的量。最新的光电计时容量控制技术控制标本进入计数区的量,可以使得进入计数区域的细胞悬液定量更加准确和无污染,同时还可判断小孔是否出现堵塞或半堵塞问题,?#21592;?#20110;维护。
                        3.5自动取样技术
                        由于仪器需要对全血进行自动取样和稀释,因此取样量也同样需要精确控制。最初的仪器是需要进行手工取样和稀释的,后来逐渐有了外置式专用取样稀释器。再后来仪器内部设置了内置式负压取样稀释器,根据负压量的大小来吸取血液样品,这对控制负压的精确度要求很高,此外还有微量注射器取样技术,依靠光电管控制血液取样量的技术?#21462;?#30446;前认为采用旋转阀取样技术是比较精确的方法,旋转阀内部有多个按一定体积设计的小孔,当血液进入后,旋转阀从吸入的小孔转向排出的小孔,此时血液不能再进入,而孔内保留的固定量的血液进入仪器的稀释部,然后清洗,再进入下一次循环。目前许多更加先进的血液分析仪均采用陶瓷制的旋转阀来分配血液标本。
                        进样方式也从最初的单一预稀释方式,演化为预稀释和全血方式两者兼?#23567;?#29616;在许多先进的五分类血液分析仪还采取了更多种进样方式,如末梢血方式、开盖手工进样、闭盖手工进样、急诊检验进样、全自动进样?#30830;?#24335;以及连接到全自动流水线的自动进样技术?#21462;?#36827;样设备有的采用旋转式进样盘,如MEDONICCA 570和SWELA-BAC 920/970,这?#20013;?#36716;式进样器多是选立件。更多的血液分析仪采用了平推式的自动进样系统,即将待检样品插在专用试管架上,仪器将试管架一步步送入仪器的取样口,测定完毕后自动推出。平推式自动进样系统在?#34892;?#21378;家的仪器上是可选择的配件,而在某些仪器?#26174;?#26159;必备件。
                        3.6仪器的清洗技术
                        最初的仪器清洗靠人工浸泡或使用毛刷清洗,如果测定完一个很高值的标本,则需要用空白液清洗一下,以防止对下一个标本的携带污染。而现在许多仪器在完成一个标本的检测后可自动对计数小孔、管道进行冲洗,还可同时对取样器、稀释器、取样针内外进行全面清洗,减少交叉污染的机会。许多仪器在开机和关机时可自动执行清洗程序或?#35789;?#20808;设定的清洗程序进行定时清洗,保证仪器正常工作。
                        3.7小孔管技术的改进
                        小孔管是血细胞分析仪进行计数的关键部件,早期的仪器一般仅有一个?#26412;?#20026;100μ的小孔管,多使用宝石经过激光精确打孔,然后镶嵌在玻璃支撑物上。现在多数电阻法仪器的小孔管在白细胞检测上使用?#26412;?#20026;100μ的小孔管,在红细胞和血小板检测上使用?#26412;?#20026;60~80μ的小孔管,材料有宝石和特殊陶瓷等构成。例如经典的COULTER外置式小孔管,当发生堵?#36164;?#21487;用毛刷清理或直接拆下来清?#30784;?#26089;期的小孔管一般暴露在外边,其主要目的是便于人工清洗,多为单管方式,进行白细胞到红细胞计数转换时最好清洗一下。
                        后来发展为红细胞和白细胞各自独立的两个暴露在外的小孔管,一般20秒即可同时完成红细胞和白细胞的计数,需人工使用加样器或定量吸管从白细胞稀释悬液中进行红细胞的二次稀释或使?#38376;?#22871;的稀释器。目前的仪器小孔一般采用内置式,减少了污染的机会并同时提供了自动清洗功能,使得?#30475;?#35745;数后都能提供自动冲洗,减少了交叉污染的机会同时计数的速度也有了很大提高。
                        为了更加准确的对细胞计数和防止各种干扰发生,各公司在小孔管的改进和设计上使用了不同的处理方?#28014;?#36825;些技术有力的保证细胞计数准确,特别是血小板计数的准确性。
                        3.7.1扫流技术(SweepFlow)
                        为减少已通过计数小孔后由于液流的回流而重新返回计数区造成重复计数,在小孔后面增加一个扫流液系统,将计数过的细胞通过扫流液冲进废液管道。
                        3.7.2防反流装置(VonBehrens)
                        为防止细胞返回到计数敏感区,在小孔后面加一个带孔的挡板,用负压将已经计数过的细胞阻挡后直接收集到废液管道?#23567;?/div>
                        3.7.3水动力聚集技术(HydrodinamicFocusing)
                        是目前认为最为?#34892;?#30340;方法,也叫鞘流技术。它利用流体动力学原理,既可保证细胞位于?#23460;?#20013;心并排成一列通过检测孔中心或通过激光束中心,又保证它不会返回敏感区,目前许多高级的血液分析仪一般采用此种技术。
                        3.8其他用于保证计数精确性的技术
                        3.8.1脉冲编辑功能(PulseEdit)
                        可防止因细胞?#21019;?#23567;孔中心通过而产生的脉冲改变并对其进行技术性修正,以得到准确细胞计数和体积测定结果。
                        3.8.2三次计数技术或多段计数技术(Voting)
                        采用同时进行三次计数取平均值的做法或将总体计数时间分为多段进行统计,如果各段之间差异不大,可直接给出准确结果,如果差异稍大则进行提示或报警,如果差异明显则不给出结果,因而保证了计数结果的质量和准确。
                        3.8.3重叠校正技术(Coincidence Corretion)
                        通过仪器的逻辑电路和数学计算以及按照计算公式将重叠校正公式编入仪器的测定程序中,当出现两个细胞同时通过小孔的现象时,仪器就会很容易进?#20449;?#26029;、运算处理后将结果校正过来。
                        3.8.4浮动界标技术(Floating Threshold)
                        为保证血小板计数的准确,浮动界标将根据红细胞和血小板分布曲线的交界处寻找最低点,将此点作为红细胞和血小板计数的分界线,这样可以很好的处理过多小红细胞对血小板计数的干扰问题。
                        3.8.5拟合曲线技术(Fitting Curve)
                        Coulter公司设计的血小板计数?#27573;?#26159;2~20fl,为排除噪音干扰和小红细胞干扰,根据正常人血小板体积分布呈对数正态分布的理论,通过电子曲线拟合将没有被计数的大血小板计算在内,得到既无噪音干扰又无小红细胞影响的准确血小板计数结果。
                        3.8.6延时计数技术(Extended Count)
                        当细胞数少于特定值时,仪器自行重复计数,?#21592;?#35777;获取更多的细胞数,?#32422;?#23569;统计学误差得到更加正确的结果和直方图形。
                        3.9各种?#25910;?#22788;理功能的进展
                        任何一台血液分析仪都会有?#25910;希?#32780;简单的?#25910;?#22788;理方法和程序将给用户带来方便。
                        3.9.1堵孔的处理
                        堵孔为最常见原因,在没有处理程序前,人们是通过毛刷来清洗小孔的。后来仪器设置了自动排堵功能,通过负压或正压,使用清洗剂对小孔的内外进行强力冲洗来排除堵孔。后来发展为燃烧电路,对小孔局部增加高电压,使得堆积在小孔周围的蛋白质?#20173;?#36136;变质和灼烧,然后用清洗液冲洗干净。
                        3.9.2自动报警功能
                        仪器可在开机或运行期间对仪器本身的温度、压力、液流系统、?#32422;痢?#30005;子系统、光路系统等各个需要控制的部件进行监控,一旦超过标准或出现?#25910;希?#20202;器可以显示这个?#25910;?#21644;记录这个?#25910;希?#24182;在手册或软件中增加排除?#25910;?#30340;方法介绍。
                        3.9.3远程诊断系统
                        更加先进的设备可以通过Internet网络和仪器生产厂家在网络上建立联系,可以将你的?#25910;?#21644;问题直接传送到仪器厂家的技术支持部门,由他们在网上对仪器进行诊断,提供解决方案,甚至工程师可以通过网络遥控的方式直接排除?#25910;稀?/div>
                        3.9.4帮助方式
                        许多仪器设计了很多?#25910;?#33258;动诊断和帮助方式。早期的仪器一般是将仪器可能出现的各种?#25910;?#21644;解决方法通过用户手册的方式提供,目前更先进的方法是仪器可自动提供诊断报警,用符号表达或用文?#31181;?#25509;表达,或按帮助键后自动列出并提供解决?#25910;?#30340;参考方法。而BAYERADVIA120型血液分析仪更将整个操作?#24471;?#21644;?#25910;?#35786;断等各项帮助程序存入系统中,可以方便的使用检索方式或链接方式找到各项目地?#24471;?#21644;帮助,甚至提供动画方式对原理和仪器维护进行演示,提供各种散点图的模式和介绍。
                        3.10质控程序的进展
                        血液分析仪需要进行日常质量控制,?#32422;?#25511;其测定结果的准确性。早期的血液分析仪一般没有质控程序,是依靠人工记录质控数据,人工绘制质控图。90年代以来由于微机技术的发展,使得包括质控程序在内的许多功能得以在血细胞分析仪上实现。例如浮动均值质控法,自动将符合条件的每20个样本的MCV、MCH、MCHC数?#30331;?#20986;均值并储存,最后绘制为浮动均值质控图,如Sebia的 Hemalyser3型就有这个功能。近年来的许多仪器都增加了多种质控程序,例如 ADVIA120型血液分析仪和SYSMEXXE-2100型血液分析仪,可以将日常质控的多达20组的质控数据储存在机内,或传入相连的电脑处理,甚至通过网络直接发送到厂家的服务器,设备厂商可通过网络直接了解每台设备每天的质控情况,必要时对用户进行指导和对仪器进行校正和检修。
                        病例分析
                        3.11仪器校正功能的进展
                        任何一台血细胞分析仪都需要校正。最早人们需要通过调整设定域值的轮盘,找到域?#30331;?#32447;最为平坦的部位。随后改进为根据?#20804;?#21644;测定值人工计算出校正因子,将校正因子输入仪器,?#37096;?#20197;在现有的校正系数?#26174;?#21152;或减少一定的百分?#21462;O中?#30340;校正方法更为方便,可直接将?#20804;?#36755;入仪器,让仪器测定该校正品后自己计算出校正系数井保存,当然这种仪器?#37096;?#20197;通过人工直接调整的方法进行校正。
                        3.12用户界面的改进
                        所谓用户界面就是仪器的使用方式、可操作的或可看见的显示界面和程序。最早的仪器?#36127;?#27809;有什么复杂功能,需要用机?#34507;?#38190;的方式选择白细胞计数还是红细胞计数,没有打印和储存,在电子数码管内显示的结果需要手工记录下来,例如 CoulterZF型。后来有了接触式按键和小型液晶显示屏以及小荧光?#26009;?#31034;,使得仪器在功能上和使用程序上有了一定的改观,可以选择不同的程序来操作仪器的各种功能和存储打印结果,如MedonicCA570和 CA610,SwelabAC920?#21462;?#29616;在更有一些仪器采用了触摸?#37327;刂品?#24335;,使得仪器操作界面更加人性化和更加方便,减少了面板表面的各种控制按键和附加的专用键盘,如日本光电的MEK-6108和MEK-6318,Coulter公司的ACT-DIDD系列仪器,都使用了触摸式荧光?#37327;?#21046;技术。
                        ?#20013;?#30340;仪器则使用了更加先进的操作系统化用户界面,对仪器的整个操作可以在电脑上进行,或者直接采用WINDOWS的操作系统。仪器的用户界面更加复杂,功能也更加完善。许多仪器甚至提供中文操作菜单,非常方便国内用户使用,或连接中文操作系统支持的电脑软件例如 SYMEXKX21、日本光电MEK-6318型?#21462;?/div>
                        3.13仪器的打印方式
                        早期的仪器没有打印机,需人工记?#25216;?#21333;的测定结果。当仪器的参数越来越多时,仪器开始配备打印机。?#24515;?#23884;式打印机、外接式卡片式打印机和卷纸式打印机、电脑联网打印等许多方式,并可以选择多种打印格式,?#23665;?#39044;设的参考值和提示字符以及提示语言同?#36125;?#21360;。许多仪器多设有标准的RS-232接口,?#23665;?#27979;定结果的数据传到计算机中心进行处理和打印。有的仪器本身可依靠自带的硬盘存储大量的数据和图形,更多的仪器采用了匹配的电脑系统来存储患者大量的数据和图形。
                        3.14?#20154;?#32454;胞、嗜碱细胞提示或计数功能的加入
                        ?#20154;?#32454;胞和嗜碱细胞提示功能是在白细胞三分群的基础上,应用软件对图形分析后得到的参数,它一般来讲只具有提示含义,例如?#20154;?#32454;胞可能高于参考值?#21462;?#36825;类仪器的代表产品有CoulterJT-IR。而能?#27426;允人?#32454;胞进行计数的SwelabAC920EO系列则采用特殊?#32422;?#23558;?#20154;?#32454;胞保护起来,单独进行?#20154;?#32454;胞计数,这种方法应该是?#26174;?#23454;现仪器对?#20154;?#32454;胞直接计数的方法之一,比提示性结果更加可靠。当五分类血液分析仪进人实验室,单独具有?#20154;?#32454;胞功能的仪器才无开发的必要和市场需求。
                        3.15其他技术的应用
                        多数?#20013;?#30340;血细胞分析仪?#21152;?#26631;?#25216;?#31639;机接口,可与医院信息管理系统进行连接;使用软盘或大硬盘对数据和细胞分析图形进行储存和检索;使用条码技术?#21592;?#26412;进行分类和处理;使用全自动进样装置实现全自动化;通过磁卡或条码技术对?#32422;?#36827;行管理?#27426;?#34880;细胞分析项目进行有规律的组合和选择?#21462;?#36825;些技术的应用给?#36125;?#34880;细胞分析仪提供了更加方便的使用方式和良好的管理方式。现代的许多仪器还增加了包括对?#32422;?#30340;管理,?#32422;料?#32791;、?#32422;劣行?#26399;和温度的管理。
                        3.16红细胞分析技术
                        ?#20013;?#30340;血细胞分析仪一般可对白细胞进行分群或分类,但是对红细胞的体积大小和每个红细胞内血红蛋白含量的多少进行分析和分群则是更加特殊的技术。早在上世纪80年代开始Technicon公司采用激光分析技术制作的血液分析仪就可以做到这些,目前BAYERADVIA120也是唯一可对红细胞的体积和色素含量进行分析的仪器。在测定过程中,仪器的高角度散射光可对每个红细胞内的血红蛋白含量进行测定低角度散射光可对每个红细胞的体积大小进行测定,通过这两个参数组成的矩阵,可以得到红细胞的九分图,并可进一步得到每个分布区域内红细胞的数量和百分?#21462;?#32418;细胞九分图能够更好地表达患者红细胞的体积和色素分布情况,对贫血的诊断和治疗有很大的帮助。
                        值得一提的还有使用UFC板技术的BAYERADVIA120血液分析仪。该板采用集成的液流系统,将多种管道、电磁阀、反应池、电极等全部集成在一个塑料板内,形成仪器的心脏部件,所有?#32422;痢?#26631;本、混?#31232;?#21453;应都在板中进行,省去了大量管道和体积大的电磁阀和反应杯,所以样本流动和稀释过程都可从透明板中看到,是所有血液分析仪中唯一?#26469;?#30340;技术。该集成液流反应板被称为UFC板,主要在ADVIA120和2120仪器上应用。

                         

                             由于电子计算机技术的飞速发展,在血液分析仪上也采用了最新技术,其前景是广阔的,必将提供更准确、更方便、更实用的血液分析仪。
                        4.细胞分析仪的发展近况和展望
                        近年来由于电子计算机技术的飞速发展,在血液分析仪上也不断采用了最新的电子、光学、化学技术,由于临床工作对于血液细胞分析内容的要求增高,提供更加方便、更加适用、更多功能、更加准确、更加速度和更多参数的血液分析仪,已经是各血液分析仪生产厂商的目标。
                        4.1血常规检验多参数化
                        近年来许多仪器都在增加新的参数?#26376;?#36275;临床在诊断和鉴别诊断方面的需求。最早加入并得到公认的参数是红细胞体积分布宽度(RDW)。目前该参数已经成为许多型号血细胞分析仪的标准参数,在各种贫血的诊断和治疗中起着重要作用,而该参数是很难应用人工方法测定的。以后有关血平均小板体积(MPV)、血小板体验积分布宽度(PDW)、血小板压积(PCT)、大血小板比率、血红蛋?#30528;?#24230;分布宽度、异常淋巴细胞提示、幼稚细胞提?#38236;?#21508;种参数和功能也不断的添加到一些品牌的仪器上,目前有的仪器甚?#37327;?#20197;提供40~50种测量或计算参数。但很多的新参数目前仍不能应用于临床,仅限于实验?#19968;?#20379;研究使用。
                        4.2多功能合成扩展
                        血细胞分析仪已经不仅仅局限在进行常规血细胞分析,它增加了许多扩展功能。例如将网织红细胞的计数和分析功能加人其中,例如 BAYERADVLA120;SYSMEXSE-9000/SE-9500/XE-2100;COULTERMAXM/STKS/HMX 型;ABBOTTCELL-DYN3200/3500R/4000;ABX120等,一些仪器另外增加了幼稚细胞分析和有核红细胞分析功能,例如 SYSMEXSF-3000/SE-9000/SE-9500/XE-2100;BAYETRADVLA120;ABBOTTCELL-DYN/3500/4000?#21462;?#26356;有一些仪器把流式细胞分析仪的某些简单功能进行了合并,这样在常规血液分析仪上就可以得到某些淋巴细胞亚群的分析结果,例如在COULTERSTKS上可以同时测定CD4TCD8,在ADVLAZ120G型血液细胞分析仪上又将?#32422;?#28082;的细胞分析功能加人进来,使用特殊的?#32422;?#21644;程度,可对?#32422;?#28082;中的红细胞、白细胞和分类进行测定。
                        4.3检测速度的提高
                        许多仪器由于增加了自动进样系统,使得测定速度加快,已经不满足于每小时检测60个标本的需求,一般可以达到每小时80~100个样品,在不包含网织细胞检测的情况下,BAYERADVIA120可以达到每小时150个标本。这些仪器都可以在自动成批进样的同时,随时插人急诊检验的标本。
                        4.4方法的改进和进展
                        为了达到更加准确的计数和分析结果,血细胞测定和分析的方法已经不局限于某一种单一的方法,如单一的电阻抗法或激光散射法,而是互相结合,在前面的文章中已有介绍。除了在白细胞分类上采用多种处理方法外,在红细胞和血小板分析上也采用了光学和电阻法结合的处理方法,以期得到更正确的结果。对红细胞体积进行三维空间分析(3D)对红细胞进行体积大小和色素含量的分析?#27426;?#34880;红蛋白测定不仅使用比色法,同时还使用激光散射法进行单个红细胞血红蛋白量的分析,以尽量减少高WBC、乳糜血、高胆红素等对血红蛋白比色的影响等技术的应用。由于方法的改进,这些仪器已经不仅仅采用2~3?#36136;?#22411;来完成测定工作,常常是6种以上的试型联合使用,才能够适应这些方法,例如 BayerAdvial20型需要多达11?#36136;约粒?#32780;这些?#32422;?#30001;于技术含量?#32454;擼?#22240;此还没有替代产品。
                        4.5应用产品的方便性
                        对于操作者来说仪器最大的优越性还应该体现在操作的方便性和自由性上。许多厂家都考虑到了这上一点。例如可以使用静脉血?#28023;部?#20197;使用末梢血?#28023;?#21487;以在标本量很大的情况下选择全自动进样系统,?#37096;?#20351;用单独闭盖或开盖取样系统,要知道闭盖全自动进样或单独进样对操作者是非常安全的操作方式;或对项目可作?#23454;?#30340;组合,以适应临床及患者的需求,例如操作者可以选择 CBC方式(仅计数、不分类)、CBD+DIEF方式(计数加分类)、RET方式(网织红细胞分析)、有核红细胞分析(NRBC)、幼稚细胞分析等项目,还?#23665;?#23427;们?#25105;?#36873;或组合;条码的应用给标本的来?#30784;?#38656;要检测的项目和区分患者,最后根据条码提供的信息将结果返回到临?#19981;?#30149;人?#34507;?#20013;,为检验数据的电子化提供了极大方便,?#24067;?#23569;了编号带来的差错。上述的许多功能已经在许多新型的高端五分类式血液分析式中得到实现。
                        4.6产品的系列化
                        各有实力的公司不断开发系列化产品?#26376;?#36275;不同类型用户的需要。例如 COULTER公司早期的S系?#23567;?#31995;列,近期的AC•T系列仪器,有最简单的AC•T8型只有8个参数到12参数,到含有 18参数三分类的 AC•TDIEF,到具有 5分类的AC•T5-DIEF,甚至还有可增加动物血液分析的型号。日本SYSMEX、美国ABBOTT、日本光电MEK以及ABX?#21152;?#21508;种系列化仪器不断推出,?#26376;?#36275;各种用户的不同需求。
                        4.7流水线化
                        在全自动血液分析仪器的基础上实现全自动流水线化,是血液分析的又一大飞跃,但这需要雄厚的资金支持。SYSMEX的HST小型血液分析流水线将电脑分析仪、SP-100血片?#31185;?#26426;结合在一起,使血液标本从计数开始自动按程度运行到推片和染色结束,全部自动进?#23567;?#36817;年来ABBOTT、COULTER、SYSMEX等许多血液分析仪制造厂商?#21152;?#31867;似小型血细胞分析流水线系统推出。

                         

                             我国国产血细胞计数仪起步早,虽然发展曾经受阻,但近几年又呈现良好的发展势头。
                        5.国产血细胞计数仪发展情况
                        我国早在60年代就开始进行血细胞计数仪的?#20804;?#24037;作,1965年上海生产了我国的第一代血球计数仪,70年代?#26412;?#20063;有简单的模仿国外品牌的血球计数仪生产,如上海XF503型、?#26412;?#20223;COULTERZF型、南京XF-1型、济南DXJ-l型等一些厂家早期生产的血球计数仪。这些仅仪器能计数红细胞和白细胞。随着改革开放,国内一些厂家与国外合作生产了第二代的血液细胞分析仪,其中最著名的也是应用最为广泛的当属ERMAPC-603和PC-604型,该仪器操作简便,稀?#22270;?#24320;放。仪器的主要参数有红细胞、白细胞和血红蛋白三个参数,而PC-604型在主机的上方增加了特别的计算器,因此可以得到MCV、MCH、MCHC、HCT,并能够打印结果,此外还有专用于血小板计数的PC-601型血小板计数仪。
                        从此以后,由于国外各种带白细胞两分群和三分?#28023;?#24102;自动稀释的血球计数仪大量进人中国市场,大大冲击了国产血球计数仪的地位,同时也由于技术和资金的缺乏,国内生产的血球计数仪没有得到进一步的发展。开发、?#20804;啤?#35774;计和生产血液分析仪的能力逐渐下降,人员流失,处于停滞状态。
                        近几年来,国内的某些高新技术行业投资进行第三代,也就是具有18项参数合白细胞三分群功能的血细胞计数仪。目前市场上见到的?#24515;?#26124;特康公司生产的TEK-2000和TEK-3000型;深圳迈瑞公司生产的BC-3000型血细胞计数仪,采用自动稀释技术,可使用全血和末梢血,全中文化WINDOWS操作界面、中文病人资料管理和中文打印报告,大型液晶显示?#31890;?#20855;有质控程序和数万个数据储存功能,自动清洗和排除堵孔等功能,是国内开发比?#26174;?#30340;三分群式血细胞分析仪。其他如桂林百利特3l00、南昌百特HL-2400等型号的三分群式血球计数仪生产和销售。此外国内厂家也在开始设计和研发五分类式血液分析仪器。期望我国的科技人员和实验室工作人员能有更好的配合,能向家电业和电脑业一样,与国际水准接近,生产出具有先进水平的、现代化的血液细胞分析仪器。
                        6.结束语
                        目前血细胞分析仪越来越普遍的应用于各级医院的常规工作中,但是并不是说所有的结果都是准确无误的。目前在血细胞形态学方面,无论是三分群、五分类还是更多的分类,甚至是具有专门幼稚细胞分析通道的仪器,仍然不能根本解决血液细胞形态学的问题,仍然不能完全以仪器分类结果彻底取代人工分类。此外仪器一些固有的产生误差的因素还没有彻底解决,某些影响仪器、计数准确性的个别因素还存在,或某些仪器具有设计上的?#27605;?#21644;应用上的局限性,因此无论是细胞计数还是多种参数的分析结果仍然会有问题发生。不要总是相信仪器,要认真对待每个实验样品和结果,分析判断这个结果,检验工作者要对仪器的性能、质量控制、局限性、常出现的?#25910;希?#29305;别对三分群的直方图和五分类的散点?#21152;?#28145;刻的了解,善于发现问题和解?#37995;?#39064;。这一切?#21152;?#24453;于通过人们熟练掌握仪器的性能和不断提高自己的知识水平,通过扎实的显微镜下对血细胞形态学认识和临床检验学的基本功来解?#37995;?#39064;。
                        课后总结
                        三分群血液分析仪的检测原理
                        电阻抗法血细胞计数
                        白细胞五分类法原理
                        采用 VCS技术
                         
                        采用阻抗、激光散射和荧光染色技术
                         
                        光散射和细胞化学染争色技术
                         
                        多角度偏振光散射法
                        血细胞分析仪发展中的技术进步
                        稀释技术的进步
                         
                        分析参数的增加
                         
                        血小板计数功能的增加
                         
                        定量部的改进
                         
                        自动取样技术
                         
                        仪器的清洗技术
                         
                        小孔管技术的改进
                         
                        各种?#25910;?#22788;理功能的进展
                         
                        其他用于保证计数精确性的技术
                         
                        质控程序的进展
                        用户界面的改进
                         
                        仪器校正功能的进展
                        仪器的打印方式
                         
                        其他技术的应用
                         
                        红细胞分析技术
                         
                        血常规检验多参数化
                        血细胞分析仪的发展近况和展望
                        多功能合成扩展
                         
                        检测速度的提高
                         
                        方法的改进和进展
                         
                        使用产品的方便性
                         
                        产品系列化
                         
                        流水线化
                        国产血细胞计数仪发展情况
                        三代

                         

                         

                        成都中医药大学附属医院检验科  张朝明

                        (来源: 好医生 )


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