Хематологичните кръвни анализатори са работните коне на клиничните лаборатории. Тези високоефективни инструменти осигуряват надежден брой на червените кръвни клетки, тромбоцитите и 5-компонентните бели кръвни клетки, които идентифицират лимфоцити, моноцити, неутрофили, еозинофили и базофили. Броят на ядрените еритроцити и незрелите гранулоцити са 6-ти и 7-ми индикатор. Въпреки че електрическият импеданс все още е от основно значение за определянето на общия брой и размера на клетките, техниките на поточната цитометрия се оказаха ценни при диференциацията на левкоцитите и при изследването на кръвта на анализатор за хематологична патология.
Еволюция на анализатора
Първите автоматизирани количествени измерители на кръвта, въведени през 50-те години на миналия век, се основават на принципа на Coulter за електрически импеданс, при койтоклетки, преминавайки през малка дупка, скъсаха електрическата верига. Това бяха "праисторически" анализатори, които само брояха и изчисляваха средния обем на еритроцитите, средния хемоглобин и неговата средна плътност. Всеки, който някога е броил клетки, знае, че това е много монотонен процес и двама лаборанти никога няма да дадат същия резултат. По този начин устройството елиминира тази променливост.
През 70-те години на миналия век на пазара навлизат автоматизирани анализатори, способни да определят 7 кръвни параметъра и 3 компонента на левкоцитната формула (лимфоцити, моноцити и гранулоцити). За първи път ръчното преброяване на левкограма беше автоматизирано. През 80-те години един инструмент вече можеше да изчисли 10 параметъра. През 90-те години на миналия век се наблюдават по-нататъшни подобрения в диференциалите на левкоцитите, използвайки методи на поток, базирани на електрически импеданс или свойства на разсейване на светлина.
Производителите на хематологични анализатори често се стремят да отделят своите инструменти от продуктите на конкурентите, като се фокусират върху определен пакет от диференциация на белите кръвни клетки или използвани технологии за броене на тромбоцити. Експертите по лабораторна диагностика обаче твърдят, че повечето модели са трудни за разграничаване, тъй като всички използват подобни методи. Те просто добавят допълнителни функции, за да изглеждат различно. Например, един автоматизиран хематологичен анализатор може да определи левкоцитните диференциали чрез поставяне на флуоресцентно багрило в ядрото.клетки и измервания на яркостта на светене. Другият може да промени пропускливостта и да регистрира скоростта на усвояване на багрилото. Третият е в състояние да измерва активността на ензима в клетка, поставена в специфичен субстрат. Съществува и обемен метод на проводимост и разсейване, който анализира кръвта в нейното „почти естествено“състояние.
Новите технологии се движат към преходни методи, при които клетките се изследват на свой ред от оптична система, която може да измерва много параметри, никога досега не измервани. Проблемът е, че всеки производител иска да създаде свой собствен метод, за да запази своята идентичност. Следователно те често се отличават в една област и изостават в друга.
Текущо състояние
Според експертите, всички хематологични анализатори на пазара като цяло са надеждни. Разликите между тях са незначителни и се отнасят до допълнителни функции, които някои може да харесат, но някои не. Въпреки това, решението за закупуване на инструмент обикновено зависи от неговата цена. Докато цената не беше проблем в миналото, днес хематологията се превръща в много конкурентен пазар и понякога ценообразуването (вместо най-добрата налична технология) влияе върху покупката на анализатор.
Последните модели с висока производителност могат да се използват като самостоятелен инструмент или като част от автоматизирана система с множество инструменти. Напълно автоматизирана лаборатория включва хематологични, химически и имунохимични анализатори с автоматизирани входове, изходи и охлажданенастройки.
Лабораторните инструменти зависят от кръвта, която се изследва. Различните му типове изискват специални модули. Хематологичният анализатор във ветеринарната медицина е конфигуриран да работи с униформени елементи от различни животински видове. Например ProCyte Dx на Idexx може да тества кръвни проби от кучета, котки, коне, бикове, порове, зайци, джербили, прасета, морски свинчета и мини прасета.
Прилагане на принципите на потока
Анализаторите са съпоставими в определени области, а именно при определяне нивото на левкоцити и еритроцити, хемоглобин и тромбоцити. Това са обикновени, типични показатели, до голяма степен еднакви. Но дали хематологичните анализатори са абсолютно еднакви? Разбира се, че не. Някои модели се основават на импедансни принципи, някои използват лазерно разсейване на светлината, а други използват флуоресцентна поточна цитометрия. В последния случай се използват флуоресцентни багрила, които оцветяват уникалните характеристики на клетките, така че да могат да бъдат разделени. По този начин става възможно добавянето на допълнителни параметри към формулите за левкоцити и еритроцити, включително преброяване на броя на еритроцитите с ядра и незрели гранулоцити. Нов индикатор е нивото на хемоглобина в ретикулоцитите, което се използва за наблюдение на еритропоезата и незрялата фракция на тромбоцитите.
Напредъкът в технологиите започва да се забавя с появата на цели хематологични платформи. Все още имамножество подобрения. Почти стандартна вече е пълна кръвна картина с брой на ядрените еритроцити. В допълнение, точността на броя на тромбоцитите се е увеличила.
Друга стандартна функция на анализаторите на високо ниво е да определят броя на клетките в биологичните течности. Преброяването на броя на левкоцитите и еритроцитите е трудоемка процедура. Обикновено се извършва ръчно на хемоцитометър, отнема време и изисква квалифициран персонал.
Следващата важна стъпка в хематологията е определянето на левкоцитната формула. Ако по-ранните анализатори можеха да маркират само бластни клетки, незрели гранулоцити и атипични лимфоцити, сега има нужда да ги преброят. Много анализатори ги споменават под формата на индикатор за изследване. Но повечето големи компании работят върху това.
Съвременните анализатори предоставят добра количествена, но не и качествена информация. Те са добри за преброяване на частици и могат да ги категоризират като червени кръвни клетки, тромбоцити, бели кръвни клетки. Те обаче са по-малко надеждни в качествените оценки. Например анализаторът може да определи, че това е гранулоцит, но няма да бъде толкова точен при определянето на етапа на съзряване. Следващото поколение лабораторни инструменти трябва да може по-добре да измерва това.
Днес всички производители са усъвършенствали технологията на принципа на импеданса на Coulter и са настроили софтуера си до точката, в която могат да извличат възможно най-много данни. В бъдеще новитехнологии, които използват функционалността на клетката, както и синтеза на нейния повърхностен протеин, което показва нейните функции и етап на развитие.
Граница на цитометрия
Някои анализатори използват поточни цитометрични методи, по-специално CD4 и CD8 антигенни маркери. Най-близо до тази технология се доближават хематологичните анализатори Sysmex. В крайна сметка не би трябвало да има разлика между двете, но това изисква някой да види предимството.
Признак за възможна интеграция е, че това, което се смяташе за стандартни тестове, което премина към поточна цитометрия, се завръща в хематологията. Например, не би било изненадващо, ако анализаторите могат да извършват броя на червените кръвни клетки на плода, заменяйки ръчната техника на теста Kleinhauer-Bethke. Тестът може да се направи чрез поточна цитометрия, но връщането му в хематологичната лаборатория ще му даде по-широко приемане. Вероятно в дългосрочен план този ужасен анализ по отношение на точността ще бъде повече в съответствие с това, което трябва да се очаква от диагностиката през 21-ви век.
Границата между хематологични анализатори и проточни цитометри вероятно ще се измести в обозримо бъдеще с напредването на технологиите или методологиите. Пример за това е броят на ретикулоцитите. Първо се извършва на ръка, след това на проточен цитометър, след което се превръща в хематологичен инструмент, когато техниката е автоматизирана.
Перспективи за интеграция
Според експертите, някои простицитометричните тестове могат да бъдат адаптирани за хематологичния анализатор. Очевиден пример е откриването на редовни подгрупи от Т клетки, директна хронична или остра левкемия, където всички клетки са хомогенни с много ясен фенотипен профил. В кръвните анализатори е възможно точно да се определят характеристиките на разсейване. Случаите на смесени или наистина малки популации с необичайни или по-аберантни фенотипни профили може да са по-сложни.
Някои хора обаче се съмняват, че хематологичните кръвни анализатори ще се превърнат в проточни цитометри. Стандартният тест струва много по-малко и трябва да остане прост. Ако в резултат на неговото провеждане се установи отклонение от нормата, тогава е необходимо да се подложат на други тестове, но клиниката или лекарският кабинет не трябва да правят това. Ако комплексните тестове се провеждат отделно, те няма да увеличат цената на нормалните. Експертите са скептични, че скринингът за сложна остра левкемия или големите панели, използвани в поточната цитометрия, бързо ще се върнат в хематологичната лаборатория.
Проточната цитометрия е скъпа, но има начини за намаляване на разходите чрез комбиниране на реагенти по различни начини. Друг фактор, който забавя интегрирането на теста в хематологичния анализатор, е загубата на приходи. Хората не искат да загубят този бизнес, тъй като печалбите им вече са намаляли.
Надеждността и възпроизводимостта на резултатите от анализа на потока също е важно да се вземе предвид. Методи, базирани наимпеданс, са работни коне в големите лаборатории. Те трябва да са надеждни и бързи. И трябва да сте сигурни, че те са рентабилни. Тяхната сила е в точността и възпроизводимостта на резултатите. И тъй като се появяват нови приложения в областта на клетъчната цитометрия, те все още трябва да бъдат доказани и приложени. In-line технологията изисква добър контрол на качеството и стандартизация на инструментите и реагентите. Без това са възможни грешки. Освен това е необходимо да има обучен персонал, който знае какво прави и с какво работи.
Според експертите ще има нови показатели, които ще променят лабораторната хематология. Тези инструменти, които могат да измерват флуоресценцията, са в много по-добра позиция, защото имат по-висока степен на чувствителност и селективност.
Софтуер, правила и автоматизация
Докато визионерите гледат към бъдещето, днешните производители са принудени да се борят с конкурентите. В допълнение към подчертаването на разликите в технологиите, компаниите диференцират своите продукти със софтуер, който управлява данни и осигурява автоматично валидиране на нормални клетки въз основа на набор от правила, зададени в лабораторията, значително ускорявайки валидирането и давайки на персонала повече време да се съсредоточи върху необичайни случаи..
На ниво анализатор е трудно да се разграничат предимствата на различните продукти. До известна степен наличието на софтуер, който играе ключова роля при получаването на резултатите от анализа, позволява на продукта да се открои на пазара. На първо място отиват диагностичните фирмипазарен софтуер, за да защитят своя бизнес, но след това разбират, че системите за управление на информацията са от съществено значение за тяхното оцеляване.
С всяко поколение анализатори софтуерът се подобрява значително. Новата изчислителна мощност осигурява много по-добра селективност при ръчното изчисляване на формулата на левкоцитите. Възможността за намаляване на обема на работа с микроскоп е много важна. Ако има точен инструмент, тогава е достатъчно просто да се изследват патологични клетки на хематологичен анализатор, което повишава ефективността на работата на специалистите. И съвременните устройства ви позволяват да постигнете това. Точно от това се нуждае лабораторията: лекота на използване, ефективност и намалена работа на микроскопа.
Притеснително е, че някои клинични лабораторни лекари фокусират усилията си върху подобряване на технологията, вместо да я оптимизират, за да вземат разумни медицински решения. Можете да си купите най-странния лабораторен инструмент в света, но ако постоянно проверявате резултатите, тогава това елиминира възможностите на технолога. Аномалиите не са грешки и лабораториите, които автоматично потвърждават само резултата „Няма открити анормални клетки“от хематологичния анализатор, действат нелогично.
Всяка лаборатория трябва да дефинира критерии, за които тестовете трябва да бъдат прегледани и кои да се обработват ръчно. Така се намалява общото количество неавтоматизиран труд. Има време за работа с ненормалнилевкограми.
Софтуерът позволява на лабораториите да задават правила за автоматично валидиране и идентифициране на подозрителни проби въз основа на местоположението на пробата или проучвателната група. Например, ако лабораторията обработва голям брой проби от рак, системата може да бъде конфигурирана да анализира автоматично кръв на анализатор за хематологична патология.
Важно е не само автоматично да потвърдите нормалните резултати, но и да намалите броя на фалшивите положителни резултати. Ръчният анализ е най-трудният технически. Това е най-трудоемкият процес. Необходимо е да се намали времето, което лаборантът прекарва с микроскопа, ограничавайки го само до необичайни случаи.
Производителите на оборудване предлагат високопроизводителни системи за автоматизация за големи лаборатории, за да се справят с недостига на персонал. В този случай лаборантът поставя пробите в автоматична линия. След това системата изпраща епруветките до анализатора и нататък за по-нататъшно тестване или до „склад“с контролирана температура, където могат бързо да бъдат взети проби за допълнително тестване. Автоматизираното нанасяне на намазка и модулите за оцветяване също намаляват времето на персонала. Например, хематологичният анализатор Mindray CAL 8000 използва модула за обработка на тампони SC-120, който може да обработва 40 µl проби с натоварване от 180 предметни стъкла. Всички стъкла се нагряват преди и след оцветяването. Това оптимизира качеството и намалява риска от заразяване на персонала.
Степен на автоматизация вхематологичните лаборатории ще се увеличат, а персоналът ще намалее. Има нужда от сложни системи, в които човек може да поставя проби, да превключва работни места и да се връща само за преглед на наистина аномални проби.
Повечето системи за автоматизация могат да се персонализират за всяка лаборатория, като в някои случаи има стандартизирани конфигурации. Някои лаборатории използват собствен софтуер със собствена информационна система и алгоритми за аномално вземане на проби. Но трябва да избягвате автоматизацията в името на автоматизацията. Големите инвестиции в роботизирания проект на съвременна скъпа високотехнологична автоматична лаборатория са напразни поради елементарната грешка при повтаряне на кръвния тест на всяка проба с ненормален резултат.
Автоматично броене
Повечето автоматични хематологични анализатори измерват или изчисляват следните параметри: хемоглобин, хематокрит, брой червени кръвни клетки и среден обем, среден хемоглобин, средна концентрация на клетъчен хемоглобин, брой на тромбоцитите и среден обем и брой левкоцити.
Хемоглобинът се измерва директно от проба от цяла кръв, като се използва метод на хемоглобинов цианометър.
При изследване на хематологичен анализатор, броят на червените кръвни клетки, белите кръвни клетки и тромбоцитите може да се направи по няколко начина. Много измервателни уреди използват метода на електрическия импеданс. Тойсе основава на промяната в проводимостта, когато клетките преминават през малки дупки. Размерите на последните се различават за еритроцити, левкоцити и тромбоцити. Промяната в проводимостта води до електрически импулс, който може да бъде открит и записан. Този метод също ви позволява да измерите обема на клетката. Определянето на левкоцитната формула изисква лизиране на еритроцитите. След това различните популации от левкоцити се идентифицират чрез поточна цитометрия.
Хематологичен анализатор Mindray VS-6800, например, след излагане на пробите с реагенти, ги изследва въз основа на лазерно разсейване на светлината и данни за флуоресценция. За по-добро идентифициране и диференциране на популациите от кръвни клетки, особено за откриване на аномалии, които не са открити с други методи, се изгражда 3D диаграма. Хематологичният анализатор BC-6800 предоставя данни за незрели гранулоцити (включително промиелоцити, миелоцити и метамиелоцити), флуоресцентни клетъчни популации (като бласти и атипични лимфоцити), незрели ретикулоцити и инфектирани еритроцити в допълнение към стандартните тестове
В хематологичния анализатор MEK-9100K на Nihon Kohden кръвните клетки са идеално подравнени от хидродинамично фокусиран поток, преди да преминат през порта за високо прецизен импеданс за броене. В допълнение, този метод напълно елиминира риска от преброяване на клетките, което значително подобрява точността на изследванията.
Celltac G DynaScatter лазерна оптична технология ви позволява да получите левкоцитна формула в почти естествено състояние. ATХематологичният анализатор MEK-9100K използва 3-ъгълен детектор за разсейване. От един ъгъл можете да определите броя на левкоцитите, от друг можете да получите информация за структурата на клетката и сложността на нуклеохроматиновите частици, а отстрани - данни за вътрешната грануларност и глобуларност. 3D графичната информация се изчислява от изключителния алгоритъм на Nihon Kohden.
Проточна цитометрия
Извършва се за кръвни проби, всякакви биологични течности, диспергиран аспират от костен мозък, унищожена тъкан. Проточната цитометрия е метод, който характеризира клетките по размер, форма, биохимичен или антигенен състав.
Принципът на това изследване е следният. Клетките се движат на свой ред през кюветата, където са изложени на лъч интензивна светлина. Кръвните клетки разпръскват светлина във всички посоки. Разсейването напред в резултат на дифракция корелира с обема на клетката. Страничното разсейване (под прав ъгъл) е резултат от пречупване и приблизително характеризира вътрешната му зърнест. Данните за разсейване напред и отстрани могат да идентифицират, например, популации от неутрофили и лимфоцити, които се различават по размер и грануларност.
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 са белязани с флуоресцентни съединения. Например флуоресцеинили R-фикоеритрин имат различни емисионни спектри, което позволява да се идентифицират образуваните елементи по цвета на сиянието. Клетъчната суспензия се инкубира с две моноклонални антитела, всяко белязано с различен флуорохром. Тъй като кръвните клетки със свързани антитела преминават през кюветата, 488 nm лазер възбужда флуоресцентните съединения, карайки ги да светят при специфични дължини на вълната. Системата за лещи и филтри открива светлина и я преобразува в електрически сигнал, който може да бъде анализиран от компютър. Различните елементи на кръвта се характеризират с различно странично и напред разсейване и интензитета на излъчваната светлина при определени дължини на вълната. Данните, съставени от хиляди събития, се събират, анализират и обобщават в хистограма. Проточната цитометрия се използва при диагностициране на левкемии и лимфоми. Използването на различни маркери за антитела позволява прецизна идентификация на клетките.
Хематологичният анализатор Sysmex използва натриев лаурил сулфат за тестване на хемоглобина. Това е нецианиден метод с много кратко време за реакция. Хемоглобинът се определя в отделен канал, което минимизира интерференцията от високи концентрации на левкоцити.
Реагенти
Когато избирате инструмент за кръвен тест, помислете колко реагенти са необходими за хематологичен анализатор, както и техните изисквания за цена и безопасност. Могат ли да бъдат закупени от всеки доставчик или само от производителя? Например, Erba ELite 3 измерва 20 параметъра само с три екологични и безплатницианидни реагенти. Моделите Beckman Coulter DxH 800 и DxH 600 използват само 5 реагента за всички приложения, включително ядрени еритроцити и брой ретикулоцити. ABX Pentra 60 е хематологичен анализатор с 4 реагента и 1 разредител.
Честотата на смяна на реагента също е важна. Например, Siemens ADVIA 120 има запас от аналитични и измиващи химикали за 1850 теста.
Оптимизация на автоматизиран анализатор
Според експертите се отделя твърде много внимание на усъвършенстването на лабораторните инструменти и недостатъчно - за оптимизиране на използването на автоматизирани и ръчни технологии. Част от проблема е, че хематологичните лаборатории се обучават по-скоро по анатомична патология, отколкото по лабораторна медицина.
Много специалисти изпълняват функциите на проверка, а не на интерпретация. Лабораторията трябва да има 2 функции: да отговаря за резултатите от анализа и да ги интерпретира. Следващата стъпка ще бъде практиката на основаната на доказателства медицина. Ако след провеждане на 10 000 теста няма доказателства, че те не могат да бъдат автоматично проверени с точно същите резултати, тогава това не трябва да се прави. В същото време, ако 10 000 анализа предоставят нова медицинска информация, тогава те трябва да бъдат преразгледани в светлината на новите знания. Досега практиката, основана на доказателства, е на първоначално ниво.
Обучение на персонал
Друг проблем е да се помогне на лаборантите не само да изучават инструкциите за хематологичния анализатор,но и да разбере получената с негова помощ информация. Повечето специалисти нямат такива познания в технологиите. Освен това разбирането за графичното представяне на данните е ограничено. Неговата връзка с морфологичните находки трябва да бъде подчертана, за да може да се извлече повече информация. Дори пълната кръвна картина става твърде сложна, генерирайки огромно количество данни. Цялата тази информация трябва да бъде интегрирана. Предимствата от повече данни трябва да се претеглят спрямо допълнителната сложност, която носи. Това не означава, че лабораториите не трябва да приемат високотехнологични постижения. Необходимо е съчетаването им с подобряването на медицинската практика.
