Hematologické krevní analyzátory jsou tahouny klinických laboratoří. Tyto vysoce výkonné přístroje poskytují spolehlivé počty červených krvinek, krevních destiček a 5složkových WBC, které identifikují lymfocyty, monocyty, neutrofily, eozinofily a bazofily. Počet jaderných erytrocytů a nezralých granulocytů jsou 6. a 7. ukazatelem. Přestože elektrická impedance je stále zásadní pro stanovení celkového počtu a velikosti buněk, techniky průtokové cytometrie se ukázaly jako cenné při diferenciaci leukocytů a při vyšetření krve na hematologickém patologickém analyzátoru.
Vývoj analyzátoru
První automatické kvantifikátory krve představené v 50. letech byly založeny na Coulterově principu elektrické impedance, ve kterémčlánky, které prošly malým otvorem, přerušily elektrický obvod. Jednalo se o "pravěké" analyzátory, které pouze počítaly a počítaly průměrný objem erytrocytů, průměrný hemoglobin a jeho průměrnou hustotu. Každý, kdo někdy počítal buňky, ví, že jde o velmi monotónní proces a dvě laborantky nikdy nepodají stejný výsledek. Zařízení tedy tuto variabilitu eliminovalo.
V 70. letech 20. století vstoupily na trh automatické analyzátory, schopné určit 7 krevních parametrů a 3 složky leukocytárního vzorce (lymfocyty, monocyty a granulocyty). Poprvé bylo manuální počítání leukogramů automatizováno. V 80. letech už jeden nástroj uměl vypočítat 10 parametrů. V devadesátých letech došlo k dalšímu zlepšení v diferenciálech leukocytů pomocí průtokových metod založených na elektrické impedanci nebo vlastnostech rozptylu světla.
Výrobci hematologických analyzátorů se často snaží oddělit své přístroje od produktů konkurence tím, že se zaměřují na konkrétní sadu používaných technologií pro diferenciaci bílých krvinek nebo počítání krevních destiček. Odborníci na laboratorní diagnostiku však tvrdí, že většinu modelů je obtížné rozlišit, protože všechny používají podobné metody. Jen přidávají další funkce, aby vypadaly jinak. Například jeden automatický hematologický analyzátor může určit rozdíly v leukocytech umístěním fluorescenčního barviva do jádra.buněk a měření jasu záře. Druhý může měnit propustnost a registrovat rychlost absorpce barviva. Třetí je schopen měřit aktivitu enzymu v buňce umístěné ve specifickém substrátu. Existuje také metoda volumetrického vedení a rozptylu, která analyzuje krev v jejím „téměř přirozeném“stavu.
Nové technologie se posouvají směrem k průtokovým metodám, kde jsou buňky postupně zkoumány optickým systémem, který dokáže měřit mnoho parametrů, které nebyly dosud měřeny. Problém je v tom, že každý výrobce si chce vytvořit vlastní metodu, aby si zachoval svou identitu. Proto často vynikají v jedné oblasti a zaostávají v jiné.
Aktuální stav
Podle odborníků jsou všechny hematologické analyzátory na trhu obecně spolehlivé. Rozdíly mezi nimi jsou malé a týkají se dalších funkcí, které se někomu mohou líbit, ale někomu ne. Rozhodnutí o koupi nástroje však obvykle závisí na jeho ceně. Zatímco v minulosti nebyla cena problémem, dnes se hematologie stává velmi konkurenčním trhem a někdy nákup analyzátoru ovlivňuje cena (spíše než nejlepší dostupná technologie).
Nejnovější vysoce výkonné modely lze použít jako samostatný nástroj nebo jako součást automatizovaného systému s více nástroji. Plně automatizovaná laboratoř zahrnuje hematologické, chemické a imunochemické analyzátory s automatickými vstupy, výstupy a chlazenímnastavení.
Laboratorní přístroje závisí na testované krvi. Jeho různé typy vyžadují speciální moduly. Hematologický analyzátor ve veterinární medicíně je konfigurován pro práci s jednotnými prvky různých druhů zvířat. Například ProCyte Dx společnosti Idexx může testovat vzorky krve psů, koček, koní, býků, fretek, králíků, pískomilů, prasat, morčat a miniprasat.
Uplatnění principů toku
Analyzátory jsou v určitých oblastech srovnatelné, zejména ve stanovení hladiny leukocytů a erytrocytů, hemoglobinu a krevních destiček. To jsou běžné, typické ukazatele, do značné míry stejné. Jsou ale hematologické analyzátory úplně stejné? Samozřejmě že ne. Některé modely jsou založeny na impedančních principech, některé využívají rozptyl laserového světla a jiné využívají fluorescenční průtokovou cytometrii. V druhém případě se používají fluorescenční barviva, která barví jedinečné vlastnosti buněk, takže je lze oddělit. Je tedy možné přidat další parametry k leukocytárním a erytrocytárním vzorcům, včetně počítání počtu jaderných erytrocytů a nezralých granulocytů. Novým indikátorem je hladina hemoglobinu v retikulocytech, který se používá ke sledování erytropoézy a nezralé frakce krevních destiček.
Pokrok v technologii se začíná zpomalovat, protože se objevují celé hematologické platformy. Stále existujíčetná vylepšení. Téměř standardní je nyní kompletní krevní obraz s počtem jaderných erytrocytů. Navíc se zvýšila přesnost počtu krevních destiček.
Další standardní funkcí vysokoúrovňových analyzátorů je stanovení počtu buněk v biologických tekutinách. Počítání počtu leukocytů a erytrocytů je pracný postup. Obvykle se provádí ručně na hemocytometru, je časově náročný a vyžaduje kvalifikovaný personál.
Dalším důležitým krokem v hematologii je stanovení vzorce leukocytů. Jestliže dřívější analyzátory dokázaly označit pouze blastické buňky, nezralé granulocyty a atypické lymfocyty, nyní je potřeba je počítat. Mnoho analytiků je zmiňuje ve formě výzkumného ukazatele. Ale většina velkých společností na tom pracuje.
Moderní analyzátory poskytují dobré kvantitativní, ale ne kvalitativní informace. Jsou dobré pro počítání částic a lze je kategorizovat jako červené krvinky, krevní destičky, bílé krvinky. Jsou však méně spolehlivé v kvalitativních odhadech. Analyzátor může například určit, že se jedná o granulocyt, ale nebude tak přesný při určování stupně zrání. Příští generace laboratorních přístrojů by měla být schopna toto měřit lépe.
Dnes všichni výrobci zdokonalili technologii principu impedance Coulter a vyladili svůj software do bodu, kdy mohou extrahovat co nejvíce dat. V budoucnu novétechnologie, které využívají funkčnost buňky, stejně jako syntézu jejího povrchového proteinu, který ukazuje její funkce a stupeň vývoje.
hranice cytometrie
Některé analyzátory používají metody průtokové cytometrie, zejména markery antigenu CD4 a CD8. Této technologii se nejvíce blíží hematologické analyzátory Sysmex. Nakonec by mezi těmito dvěma neměl být žádný rozdíl, ale to vyžaduje, aby někdo viděl výhodu.
Příznakem možné integrace je, že to, co bylo považováno za standardní testy, které se přesunulo do průtokové cytometrie, se vrací do hematologie. Nebylo by například překvapivé, kdyby analyzátory mohly provádět počty fetálních červených krvinek, které by nahradily manuální techniku testu Kleinhauer-Bethke. Vyšetření lze provést průtokovou cytometrií, ale jeho návrat do hematologické laboratoře přinese širší přijetí. Je pravděpodobné, že z dlouhodobého hlediska bude tato hrozná analýza z hlediska přesnosti více v souladu s tím, co by se mělo očekávat od diagnostiky v 21. století.
Hranice mezi hematologickými analyzátory a průtokovými cytometry se bude v dohledné budoucnosti pravděpodobně posouvat s pokrokem technologie nebo metodologie. Příkladem je počet retikulocytů. Nejprve byla provedena ručně, poté na průtokovém cytometru, poté se stala hematologickým nástrojem, když byla technika automatizována.
Vyhlídky na integraci
Podle odborníků některé jednoduchécytometrické testy mohou být přizpůsobeny pro hematologický analyzátor. Zjevným příkladem je detekce pravidelných podskupin T buněk, přímá chronická nebo akutní leukémie, kde jsou všechny buňky homogenní s velmi jasným fenotypovým profilem. V analyzátorech krve je možné přesně určit rozptylové charakteristiky. Případy smíšených nebo skutečně malých populací s neobvyklými nebo odchylnějšími fenotypovými profily mohou být složitější.
Někteří lidé však pochybují, že se z hematologických krevních analyzátorů stanou průtokové cytometry. Standardní test stojí mnohem méně a měl by zůstat jednoduchý. Pokud je v důsledku jeho chování zjištěna odchylka od normy, je nutné podstoupit další testy, ale klinika nebo lékařská ordinace by to neměla dělat. Pokud budou komplexní testy spuštěny samostatně, nezvýší náklady na ty normální. Odborníci jsou skeptičtí, že se screening komplexní akutní leukémie nebo velké panely používané v průtokové cytometrii rychle vrátí do hematologické laboratoře.
Průtoková cytometrie je drahá, ale existují způsoby, jak snížit náklady kombinací reagencií různými způsoby. Dalším faktorem, který zpomaluje integraci testu do hematologického analyzátoru, je ztráta příjmů. Lidé nechtějí o tento obchod přijít, protože jejich zisky se již snížily.
Je také důležité zvážit spolehlivost a reprodukovatelnost výsledků analýzy průtoku. Metody založené naimpedance, jsou dříči ve velkých laboratořích. Musí být spolehlivé a rychlé. A musíte se ujistit, že jsou nákladově efektivní. Jejich síla spočívá v přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků. A jak se objevují nové aplikace v oblasti buněčné cytometrie, je stále třeba je ověřovat a implementovat. In-line technologie vyžaduje dobrou kontrolu kvality a standardizaci přístrojů a činidel. Bez toho jsou možné chyby. Kromě toho je nutné mít vyškolený personál, který ví, co dělá a s čím pracuje.
Podle odborníků přibudou nové indikátory, které změní laboratorní hematologii. Přístroje, které dokážou měřit fluorescenci, jsou v mnohem lepší pozici, protože mají vyšší stupeň citlivosti a selektivity.
Software, pravidla a automatizace
Zatímco vizionáři hledí do budoucnosti, výrobci jsou dnes nuceni bojovat s konkurencí. Kromě zdůraznění rozdílů v technologii společnosti odlišují své produkty pomocí softwaru, který spravuje data a poskytuje automatickou validaci normálních buněk na základě sady pravidel stanovených v laboratoři, což značně urychluje validaci a dává zaměstnancům více času soustředit se na abnormální případy..
Na úrovni analyzátoru je obtížné rozlišit výhody různých produktů. Software, který hraje klíčovou roli při získávání výsledků analýzy, do určité míry umožňuje produktu vyniknout na trhu. Za prvé, diagnostické společnosti jdou doprodávají software na ochranu svého podnikání, ale pak si uvědomí, že systémy pro správu informací jsou nezbytné pro jejich přežití.
S každou generací analyzátorů se software výrazně zlepšuje. Nový výpočetní výkon poskytuje mnohem lepší selektivitu při ručním výpočtu vzorce leukocytů. Velmi důležitá je možnost snížení množství práce s mikroskopem. Pokud existuje přesný přístroj, pak stačí pouze vyšetřit patologické buňky na hematologickém analyzátoru, což zvyšuje efektivitu práce specialistů. A moderní zařízení vám to umožňují. To je přesně to, co laboratoř potřebuje: snadné použití, účinnost a méně práce s mikroskopem.
Je znepokojivé, že někteří lékaři z klinických laboratoří zaměřují své úsilí na zlepšování technologie spíše než na její optimalizaci, aby mohli přijímat správná lékařská rozhodnutí. Můžete si koupit ten nejbizarnější laboratorní přístroj na světě, ale pokud neustále kontrolujete výsledky, pak to eliminuje možnosti technologa. Abnormality nejsou chyby a laboratoře, které automaticky ověřují pouze výsledek „Nebyly nalezeny žádné abnormální buňky“z hematologického analyzátoru, jednají nelogicky.
Každá laboratoř by měla definovat kritéria, podle kterých by měly být testy přezkoumány a které by měly být ručně zpracovány. Tím se snižuje celkové množství neautomatizované práce. Je čas pracovat s abnormálnímleukogramy.
Software umožňuje laboratořím nastavit pravidla pro automatickou validaci a identifikaci podezřelých vzorků na základě umístění vzorku nebo studijní skupiny. Pokud například laboratoř zpracovává velké množství vzorků rakoviny, systém lze nakonfigurovat tak, aby automaticky analyzoval krev na hematologickém patologickém analyzátoru.
Je důležité nejen automaticky potvrdit normální výsledky, ale také snížit počet falešně pozitivních výsledků. Manuální analýza je technicky nejobtížnější. Jedná se o nejnáročnější proces. Je nutné zkrátit dobu, kterou laborantka stráví s mikroskopem, a omezit ji pouze na abnormální případy.
Výrobci zařízení nabízejí vysoce výkonné automatizační systémy pro velké laboratoře, které jim pomohou vyrovnat se s nedostatkem personálu. V tomto případě laborantka umístí vzorky do automatické linky. Systém poté odešle zkumavky do analyzátoru a dále k dalšímu testování nebo do „skladu“s řízenou teplotou, kde lze rychle odebrat vzorky pro další testování. Automatizované moduly nanášení nátěru a barvení také snižují čas personálu. Například hematologický analyzátor Mindray CAL 8000 používá modul pro zpracování výtěrů SC-120, který dokáže zpracovat vzorky o objemu 40 µl při zatížení 180 sklíček. Všechny sklenice jsou před a po barvení vyhřívány. To optimalizuje kvalitu a snižuje riziko infekce personálu.
Stupeň automatizace vpřibudou hematologické laboratoře a ubude personálu. Je potřeba komplexních systémů, do kterých lze vkládat vzorky, přepínat úlohy a vracet se pouze ke kontrole skutečně anomálních vzorků.
Většinu automatizačních systémů lze přizpůsobit každé laboratoři, přičemž v některých případech jsou k dispozici standardizované konfigurace. Některé laboratoře používají vlastní software s vlastním informačním systémem a anomálními vzorkovacími algoritmy. Ale měli byste se vyhnout automatizaci kvůli automatizaci. Velké investice do robotického projektu moderní drahé high-tech automatické laboratoře jsou marné kvůli elementární chybě opakování krevního testu každého vzorku s abnormálním výsledkem.
Automatické počítání
Většina automatických hematologických analyzátorů měří nebo vypočítává následující parametry: hemoglobin, hematokrit, počet a průměrný objem červených krvinek, průměrný hemoglobin, průměrnou koncentraci buněčného hemoglobinu, počet krevních destiček a průměrný objem a počet leukocytů.
Hemoglobin se měří přímo ze vzorku plné krve pomocí hemoglobinové kyanometrové metody.
Při vyšetření hematologickým analyzátorem lze počet červených krvinek, bílých krvinek a krevních destiček provést několika způsoby. Mnoho měřičů používá metodu elektrické impedance. Onje založena na změně vodivosti při průchodu buněk malými otvory. Velikost posledně jmenovaných se liší pro erytrocyty, leukocyty a krevní destičky. Změna vodivosti má za následek elektrický impuls, který lze detekovat a zaznamenat. Tato metoda také umožňuje měřit objem buňky. Stanovení vzorce leukocytů vyžaduje lýzu erytrocytů. Různé populace leukocytů jsou pak identifikovány průtokovou cytometrií.
Hematologický analyzátor Mindray VS-6800 například po vystavení vzorků reagenciím tyto vzorky zkoumá na základě rozptylu laserového světla a údajů o fluorescenci. Pro lepší identifikaci a diferenciaci populací krvinek, zejména pro detekci abnormalit, které nejsou detekovány jinými metodami, je sestaven 3D diagram. Hematologický analyzátor BC-6800 poskytuje kromě standardních testů údaje o nezralých granulocytech (včetně promyelocytů, myelocytů a metamyelocytů), populacích fluorescenčních buněk (jako jsou blasty a atypické lymfocyty), nezralých retikulocytech a infikovaných erytrocytech.
V hematologickém analyzátoru Nihon Kohden MEK-9100K jsou krevní buňky před průchodem přes port pro počítání impedance dokonale vyrovnány hydrodynamicky zaměřeným tokem. Navíc tato metoda zcela eliminuje riziko přepočítávání buněk, což výrazně zlepšuje přesnost studií.
Laserová optická technologie Celltac G DynaScatter vám umožňuje získat formu leukocytů v téměř přirozeném stavu. VHematologický analyzátor MEK-9100K používá 3-úhlový rozptylový detektor. Z jednoho úhlu můžete určit počet leukocytů, z jiného můžete získat informace o struktuře buňky a složitosti částic nukleochromatinu a ze strany - údaje o vnitřní granularitě a globularitě. 3D grafické informace vypočítává exkluzivní algoritmus Nihon Kohden.
Průtoková cytometrie
Provádí se pro vzorky krve, jakékoli biologické tekutiny, rozptýleného aspirátu kostní dřeně, zničené tkáně. Průtoková cytometrie je metoda, která charakterizuje buňky podle velikosti, tvaru, biochemického nebo antigenního složení.
Princip této studie je následující. Buňky se postupně pohybují kyvetou, kde jsou vystaveny paprsku intenzivního světla. Krevní buňky rozptylují světlo všemi směry. Dopředný rozptyl vyplývající z difrakce koreluje s objemem buňky. Boční rozptyl (v pravém úhlu) je výsledkem lomu a přibližně charakterizuje jeho vnitřní zrnitost. Data dopředného a bočního rozptylu mohou 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 fluoresceinnebo R-fykoerythrin mají různá emisní spektra, která umožňují identifikovat vytvořené prvky podle barvy záře. Buněčná suspenze se inkubuje se dvěma monoklonálními protilátkami, každou značenou jiným fluorochromem. Když krvinky s navázanými protilátkami procházejí kyvetou, 488nm laser excituje fluorescenční sloučeniny, což způsobí, že září na specifických vlnových délkách. Systém čoček a filtrů detekuje světlo a převádí ho na elektrický signál, který může analyzovat počítač. Různé prvky krve se vyznačují různým bočním a dopředným rozptylem a intenzitou vyzařovaného světla na určitých vlnových délkách. Data složená z tisíců událostí se shromažďují, analyzují a shrnují do histogramu. Průtoková cytometrie se využívá v diagnostice leukémií a lymfomů. Použití různých markerů protilátek umožňuje přesnou identifikaci buněk.
Hematologický analyzátor Sysmex používá k testování hemoglobinu laurylsulfát sodný. Jde o nekyanidovou metodu s velmi krátkou reakční dobou. Hemoglobin se stanovuje v samostatném kanálu, což minimalizuje interferenci z vysokých koncentrací leukocytů.
Reagencie
Při výběru přístroje na krevní test zvažte, kolik reagencií je potřeba pro hematologický analyzátor, stejně jako jejich náklady a požadavky na bezpečnost. Dají se koupit od jakéhokoli dodavatele nebo pouze od výrobce? Například Erba ELite 3 měří 20 parametrů pouze se třemi ekologickými a zdarmakyanidová činidla. Modely Beckman Coulter DxH 800 a DxH 600 používají pouze 5 činidel pro všechny aplikace, včetně jaderných erytrocytů a počtu retikulocytů. ABX Pentra 60 je hematologický analyzátor se 4 reagenciemi a 1 diluentem.
Četnost výměny reagencií je také důležitá. Například Siemens ADVIA 120 má zásobu analytických a pracích chemikálií pro 1 850 testů.
Automatická optimalizace analyzátoru
Podle názoru odborníků je příliš mnoho pozornosti věnováno zdokonalování laboratorních přístrojů a málo - optimalizaci využití automatizovaných a manuálních technologií. Část problému spočívá v tom, že hematologické laboratoře jsou školeny v anatomické patologii spíše než v laboratorní medicíně.
Mnoho specialistů provádí funkce ověřování, nikoli interpretace. Laboratoř by měla mít 2 funkce: být odpovědná za výsledky analýzy a interpretovat je. Dalším krokem bude praxe medicíny založené na důkazech. Pokud po provedení 10 000 testů neexistuje žádný důkaz, že by nemohly být automaticky ověřeny s přesně stejnými výsledky, pak by se to nemělo dělat. Pokud zároveň 10 000 analýz poskytlo nové lékařské informace, měly by být revidovány ve světle nových poznatků. Praxe založená na důkazech je zatím na počáteční úrovni.
Školení personálu
Dalším problémem je pomoci laborantům nejen prostudovat návod k hematologickému analyzátoru,ale také porozumět informacím přijímaným s jeho pomocí. Většina specialistů takové znalosti technologie nemá. Navíc porozumění grafickému znázornění dat je omezené. Je třeba zdůraznit jeho korelaci s morfologickými nálezy, aby bylo možné extrahovat více informací. Dokonce i kompletní krevní obraz se stává příliš složitým a generuje obrovské množství dat. Všechny tyto informace musí být integrovány. Výhody většího množství dat je třeba porovnat s přidanou složitostí, kterou přináší. To neznamená, že by laboratoře neměly přijímat pokroky v oblasti špičkových technologií. Je nutné je spojit se zdokonalováním lékařské praxe.
