一、学习目标

掌握血液分析仪的电阻抗原理;血液分析仪的光学检测原理;血液分析仪的可报告参数及其临床意义;血细胞直方图的分析应用。

熟悉五分类血液分析仪的检测技术;血液分析仪散点图的分析应用;血液分析仪的研发参数及其临床意义;血液分析仪性能评价和性能验证的常用要素;血涂片显微镜复检规则。

了解血液分析仪的发展历史;了解血液分析仪的校准、性能评价和质量保证流程。

二、重点和难点内容

(一)血液分析仪检测原理

血液分析仪主要组合应用电学和光(化)学两大原理。电学原理有电阻抗法和射频法;光学原理包括光散射法和分光光度法。不同厂家组合应用电学、光(化)学技术主要有:激光与细胞化学法、光散射法(VCS技术)、电阻抗/射频法及多角度偏振光散射法。

  1. 电阻抗原理又称为库尔特原理,依据单位时间内出现脉冲信号的强弱和多少来反映细胞体积的大小及数量,其检测的三要素是检测小孔负压和电极。三分类血液分析仪多采用电阻抗原理。

  2. 激光散射法鞘液流中的细胞单个排列通过检测区,被激光束照射时可阻挡或改变激光束的方向,产生与其特征相应的各种角度的散射光,可被不同角度的信号监测器接收,如低角度散射光又称前向角散射光,其反映细胞(颗粒)的数量和表面体积;高角度散射光又称侧向角散射光,其反映细胞内部颗粒、细胞核等复杂性。

(二)血液分析仪参数

血常规报告单,数据已脱敏处理

血液分析仪为临床提供了大量有价值的检验参数,主要分为临床可报告参数和研发参数。应了解、熟悉这些参数的临床价值,并遵循循证医学原则和循证检验医学诊断性能指标评价进行临床应用。

1.可报告参数是经美国FDA批准可用于临床的参数,包括全血细胞计数(红细胞、白细胞和血小板计数及其相关的计算参数);白细胞分类功能(3分群或5分群白细胞百分率和绝对值);血细胞计数和分类功能的扩展功能,如有核红细胞计数、网织红细胞计数及其相关参数检测、未成熟粒细胞、造血干细胞计数、未成熟血小板比率、淋巴细胞亚型计数等。

2.研发参数是尚处于研究阶段的参数,随着检验原理、技术发展和临床应用证据的建立,研发参数有可能转为临床应用参数。

电阻抗法血细胞分析参数及检测原理

分析参数 英文缩写 原理 单位
红细胞计数 RBC 电阻抗法 1012/L
血红蛋白 HGB 光电比色法 g/L
红细胞比容 HCT 计算:RBC×MCV %或L/L
红细胞平均体积 MCV 电阻抗法 fl
红细胞平均血红蛋白含量 MCH 计算:HGB÷RBC fg
红细胞平均血红蛋白浓度 MCHC 计算:HGB÷HCT g/L
红细胞体积分布宽度 RDW 计算:红细胞体积CV值
白细胞计数 WBC 电阻抗法 109/L
淋巴细胞百分比 LY% 体积分类法
淋巴细胞计数 LY# 计算:WBC×LY% 109/L
单核细胞百分比 MO% 体积分类法
单核细胞计数 MO# 计算:WBC×MO% 109/L
粒细胞百分比 GR% 体积分类法
粒细胞计数 GR# 计算:WBC×GR% 109/L
血小板计数 PLT 电阻抗法 109/L
血小板平均体积 MPV 电阻抗法 fl
血小板比容 PCT 计算:PLT×MPV %或L/L
血小板体积分布宽度 PDW 计算:血小板体积CV值

(三)血液分析仪相关图形

直方图

横坐标为血细胞体积大小,纵坐标为不同体积细胞的相对频率,用以表示细胞群体分布情况的曲线图形为直方图,有白细胞、红细胞和血小板直方图。白细胞直方图中将细胞分为小细胞群(淋巴细胞)、中间型细胞群(嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞及幼稚细胞或其他异常细胞)和大细胞群(中性粒细胞)病理情况下当细胞的数量和种类发生变化时,直方图的面积和位置也会发生相应的改变。

血细胞直方图及临床应用

细胞直方图是用于表示细胞体积分布情况的曲线图形,横坐标为细胞体积,纵坐标为不同体积细胞的相对频率,它可以显示出某一特定细胞群的平均细胞容积、细胞分布情况及有无明显异常细胞群的存在。

直方图观察内容

  1. 峰的位置:反映主细胞群位置有无异常。

  2. 峰的高低:反映主细胞群数量的多少。

  3. 峰底的宽度:反映细胞群体积大小的不均一性或离散程度大小。

  4. 有无异常峰出现:有多提示血液中有异常细胞群或干扰因素存在。

  5. 峰的起始处或结尾处有无异常:若有多提示有干扰因素。

  6. 波谷的位置高或低:多提示细胞比例有变化或有异常细胞群或有干扰因素存在。

白细胞直方图

电阻抗法白细胞三分群

细胞区 体积(fl) 主要细胞 脱水后特点
小细胞区 35~90 淋巴细胞 单个核细胞,颗粒少,细胞小
中间细胞区 60~160 单核细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、核左移的各阶段幼稚细胞、白血病细胞 单个核细胞或核分叶少,细胞中等大小
大细胞区 ﹥160 中性粒细胞 核分叶多,颗粒多,细胞大

异常白细胞直方图

(1)中性粒细胞比率增高:中性粒细胞峰明显增大,淋巴细胞峰明显减小。

中性粒细胞比率升高

(2)淋巴细胞比例增高:淋巴细胞峰明显增大,中性粒细胞峰明显减小。

淋巴细胞比例增高

(3)嗜酸性粒细胞比例增高:在150-250fl区域出现一个明显峰,仪器报警(R3)。

嗜酸性粒细胞比例升高

(4)慢性髓细胞性白血病:在100-300fl区域出现一个高大的细胞峰。

慢性髓细胞性白血病

红细胞直方图

仪器的计算机将红细胞体积从35-250fl分为256个计数通道,根据其体积大小,分别放置不同的通道中,从而得到红细胞体积变化的直方图。

正常红细胞直方图

正常红细胞集中在50-150fl范围,基本呈正态分布。右侧不与X轴重合拖尾部分,分布在130-185fl之间的区域,称“足趾部”多为一些白细胞、大红细胞、网织红细胞、两个或两个以上粘合聚集的红细胞所致。

异常红细胞直方图

类型 直方图表现
小细胞不均一性 波峰左移、峰底变宽,RDW增高。
小细胞均一性 波峰左移、峰底变窄,RDW正常。
大细胞不均一性 波峰右移、峰底变宽,RDW增高。
大细胞均一性 波峰右移、峰底基本不变,RDW正常。

红细胞直方图的应用价值

正常情况-正态分布曲线。在某些病理情况下,红细胞直方图会有明显的改变,这些改变是无法用数据来衡量的,因多数贫血患者的红细胞体积,各有其独特的变化,该变化可较直观的反映到直方图上,结合其他参数综合分析,对贫血的诊断与鉴别诊断及疗效观察颇有价值。

红细胞直方图比白细胞直方图的应用价值大。

要注意观察图形峰的位置、峰底的宽度、峰顶的形状及有无双峰现象。

MCV、RDW分类法与直方图、贫血的关系

MCV RDW 直方图 贫血类型 常见疾病或病因
正常 正常 正常 正细胞均一性 部分再生障碍性贫血、急性出血
正常 增高 波底变宽或有双峰 正细胞不均一性 缺铁性贫血、慢性失血早期等
减低 正常 峰左移 小细胞均一性 轻型β-海洋性贫血
减低 增高 峰左移、双峰、底变宽 小细胞不均一性 缺铁性贫血、血红蛋白S病、
增高 正常 峰右移 大细胞均一性 部分再生障碍性贫血、叶酸或VitB12缺乏早期
增高 增高 峰右移、双峰、底变宽 大细胞不均一性 叶酸或VitB12缺乏性贫血

血小板直方图

仪器的计算机将血小板体积从2-30fl分为64个计数通道,依血小板体积大小不同,将其分别储存于不同的计数通道内,打印出相应的血小板体积直方图。

正常血小板直方图

正常情况下血小板主要集中在2-20fl范围内,呈偏态分布,峰顶在5-10fl。

异常血小板直方图

类型 直方图表现
大血小板增多 曲线右移,在35fl处接近X轴,红细胞直方图及MCV正常。
小红细胞干扰 右侧曲线抬高,不与X轴重合,呈拖尾状,红细胞直方图峰明显左移,MCV明显变小。
聚集血小板干扰 右侧曲线抬高,不与X轴重合,红细胞直方图峰异常
其它干扰因素

血小板直方图变化的应用价值

血小板直方图记录的是细胞悬液中2-20fl粒子出现的频率,血小板的测量结果是根据血小板直方图得出的 , 当标本中小红细胞增多或出现细胞碎片,影响结果,血小板直方图均能反映这些变化。

在发出血小板报告前,一定要观察血小板直方图和红细胞直方图,对是否存在异常的干扰因素,确定是否需要做血涂片或人工计数,以减少误差,有较高的应用价值。

散点图

在散点图上的每个点都代表被测定的一个细胞或某种颗粒,此点的横坐标和纵坐标分别代表细胞或某种颗粒的两项特性。目前仪器可提供白细胞分类、幼稚粒细胞、血红蛋白浓度、网织红细胞、有核红细胞、血小板光学法等多种散点图。

散点图

(四)血液分析仪质量保证、仪器校准和性能评价

血液分析仪质量保证、仪器校准和性能评价均有相应国际公认的一系列标准文件(如ISO15189、CLSIH226-A2等),应从检测前、中、后各环节进行把关。血液分析仪的性能由生产厂家进行确认,目前血液分析仪的性能评价要素有:空白限、携带污染、不精密度、分析测量范围、检测下限和定量检测下限、可比性、精密度、稀释效应等。血液分析仪的性能验证由临床实验室完成,内容主要包括本底计数、携带污染、批内精密度、日间精密度、线性、正确度等。

(五)显微镜复检规则

目前血液分析仪主要用于健康筛查,其对于异常标本的检出仍存在不足,同时血液分析仪除了检测技术上存在的局限性,还受到疾病时标本中多种因素的干扰如脂血标本、溶血标本、细胞碎片及团块等,所以在分析检测结果时要综合考虑,才能得到合理、正确的结论。为保证检测结果的可靠性,当仪器检测结果出现报警或异常图形,应进行该标本血涂片手工复检。若患者经确诊或怀疑为血液病、发热待查的标本,亦应进行血涂片检查。2005年国际血液学组织提出了血液分析仪的显微镜复检41条规则,具有重要指导意义,各临床实验室可在此基础上根据情况建立满足自身临床要求的复检标准。

三、习题

名词解释

  1. 血细胞直方图:自动血液分析仪采用电阻抗法计数细胞数量的同时,能提供细胞体积分布图形,横坐标为血细胞体积大小,纵坐标为不同体积细胞的相对频率,这些用以表示细胞群体分布情况的曲线图形,称作细胞直方图
  2. VC技术:包括应用电阻抗原理测量细胞体积(volume,v)技术、应用电导性(conduc-tivity,C)测量细胞内部结构技术及接收每一个细胞经激光源照射后产生的不同角度的光散射(scatter,s)技术
  3. 临床可报告参数:是指经国家认可或美国FDA批准可用于临床报告的血液分析仪参数,如血细胞计数、白细胞分类及有核红细胞计数、未成熟粒细胞计数等。
  4. RDW:即红细胞体积分布宽度(redbloodcellvolumedistributionwidth),是反映红细胞体积异质性的参数,通常采用RDW-CV和RW-SD表示其与MCV结合,有助于贫血分类诊断和鉴别。
  5. 携带污染:指由测量系统将一个检测样品反应携带到另一个检验样品反应的分析物不连续的量,由此错误地影响了另一个检测样品的表现量。
  6. 精密度:又称为重复性,是指在相同的检测条件下,对同一被测物进行连续测量所得结果间的一致程度,以变异系数作为评价指标。
  7. 准确度:指单次检测结果与参考值间的一致程度,以误差作为评价指标,用相对偏差表示。
  8. 空白检测限:血液学中的空白限通常被称为本底”是由于试剂或电子噪音所致,表现为检测出假性的标本成分。
  9. 可比性:指使用不同的检测程序测定某种分析物获得的检测结果间的一致性。结果间的差异不超过规定的可接受标准时,可认为结果具有可比性。

简答题

简述电阻抗型血液分析仪计数和分类的原理。

电阻抗原理:仪器的小孔管有内外两个电极。当注入等渗缓冲液并加载低频直流电后,内、外电极与缓冲液即构成电流回路。当细胞悬液经负压吸引通过小孔管上的宝石计数小孔时,由于血细胞具有相对非导电的特性,使电路中小孔感应区内的电阻突然增大,引起瞬间电压变化而形成脉冲信号。脉冲信号的强弱反映细胞体积的大小,脉冲信号的多少反映细胞的数量。

干扰血小板直方图的因素有哪些?

干扰因素有:血小板聚集、巨大血小板、白细胞碎片、红细胞碎片、冷球蛋白、小红细胞等。

干扰白细胞直方图的因素有哪些?

干扰因素有:白细胞团块或破坏、冷球蛋白单克隆蛋白、有核红细胞、血小板团块、未溶解红细胞等。

自动血液分析仪器能为临床提供哪些参数?

血液分析仪检验参数主要分为临床可报告参数和研发参数。①可报告参数:是经美国FDA批准可用于临床的参数,包括全血细胞计数红细胞、白细胞和血小板计数及其相关的计算参数);白细胞分类功能(3分群或5分群白细胞百分率和绝对值)血细胞计数和分类功能的扩展功能,如有核红细胞计数、网织红细胞计数及其相关参数检测、未成熟粒细胞、造血干细胞计数、未成熟血小板比率、淋巴细胞亚型计数等②研发参数:是尚处于研究阶段的参数,随着检验原理、技术发展和临床应用证据的建立,研发参数有可能转为临床应用参数。

何时需要进行血涂片显微镜复检?复检的目的是什么?

当仪器检测结果出现报警或异常图形,应进行该标本血涂片手工复检若患者经确诊或怀疑为血液病、发热待查的标本,亦应进行血涂片检查。其目的是保证患者不会因错误报告或可导致漏诊的结果(假阴性结果)而承受风险的前提下,最大限度地减少不必要的复检(假阳性)的样品数量

实验室对血液分析仪进行性能验证主要包括哪些项目?

目前临床实验室对血液分析仪性能验证的内容主要包括本底计数、携带污染、批内精密度、日间精密度、线性、正确度、不同吸样模式的结果可比性、实验室内的结果可比性、准确度等。