Hematologické krvné analyzátory sú ťahúňmi klinických laboratórií. Tieto vysokovýkonné prístroje poskytujú spoľahlivé počty červených krviniek, krvných doštičiek a 5-zložkových WBC, ktoré identifikujú lymfocyty, monocyty, neutrofily, eozinofily a bazofily. Počet jadrových erytrocytov a nezrelých granulocytov sú 6. a 7. ukazovateľom. Hoci elektrická impedancia je stále základom pre určenie celkového počtu a veľkosti buniek, techniky prietokovej cytometrie sa ukázali ako cenné pri diferenciácii leukocytov a pri vyšetrovaní krvi na hematologickom patologickom analyzátore.
Vývoj analyzátora
Prvé automatické kvantifikátory krvi zavedené v 50. rokoch 20. storočia boli založené na Coulterovom princípe elektrickej impedancie, v ktoromčlánky, ktoré prešli malým otvorom, prerušili elektrický obvod. Boli to "praveké" analyzátory, ktoré počítali a počítali len priemerný objem erytrocytov, priemerný hemoglobín a jeho priemernú hustotu. Každý, kto niekedy počítal bunky, vie, že ide o veľmi monotónny proces a dvaja laboranti nikdy neposkytnú rovnaký výsledok. Zariadenie teda túto variabilitu eliminovalo.
V 70. rokoch 20. storočia vstúpili na trh automatické analyzátory, ktoré boli schopné určiť 7 krvných parametrov a 3 zložky leukocytového vzorca (lymfocyty, monocyty a granulocyty). Prvýkrát bolo manuálne počítanie leukogramov automatizované. V 80. rokoch už jeden nástroj dokázal vypočítať 10 parametrov. Deväťdesiate roky minulého storočia zaznamenali ďalšie zlepšenia v diferenciáloch leukocytov pomocou prietokových metód založených na elektrickej impedancii alebo vlastnostiach rozptylu svetla.
Výrobcovia hematologických analyzátorov sa často snažia oddeliť svoje prístroje od produktov konkurencie tým, že sa zamerajú na konkrétny balík technológií na diferenciáciu bielych krviniek alebo počítanie krvných doštičiek. Odborníci na laboratórnu diagnostiku však tvrdia, že väčšinu modelov je ťažké rozlíšiť, pretože všetky používajú podobné metódy. Len pridávajú ďalšie funkcie, aby vyzerali inak. Napríklad jeden automatizovaný hematologický analyzátor môže určiť rozdiely v leukocytoch umiestnením fluorescenčného farbiva do jadra.bunky a merania jasu žiary. Druhý môže zmeniť priepustnosť a zaregistrovať rýchlosť absorpcie farbiva. Tretí je schopný merať aktivitu enzýmu v bunke umiestnenej v špecifickom substráte. Existuje aj metóda volumetrického vedenia a rozptylu, ktorá analyzuje krv v jej „takmer prirodzenom“stave.
Nové technológie smerujú k prietokovým metódam, pri ktorých sa bunky postupne skúmajú optickým systémom, ktorý dokáže merať mnoho parametrov, ktoré sa predtým nemerali. Problém je v tom, že každý výrobca si chce vytvoriť vlastnú metódu, aby si zachoval svoju identitu. Preto často vynikajú v jednej oblasti a zaostávajú v inej.
Aktuálny stav
Podľa odborníkov sú všetky hematologické analyzátory na trhu vo všeobecnosti spoľahlivé. Rozdiely medzi nimi sú malé a týkajú sa dodatočných funkcií, ktoré sa niekomu môžu páčiť, ale niekomu nie. Rozhodnutie o kúpe nástroja však zvyčajne závisí od jeho ceny. Zatiaľ čo cena nebola v minulosti problémom, dnes sa hematológia stáva veľmi konkurenčným trhom a niekedy nákup analyzátora ovplyvňuje cena (skôr ako najlepšia dostupná technológia).
Najnovšie vysokovýkonné modely možno použiť ako samostatný nástroj alebo ako súčasť automatizovaného systému viacerých nástrojov. Plne automatizované laboratórium zahŕňa hematologické, chemické a imunochemické analyzátory s automatickými vstupmi, výstupmi a chladenímnastavenia.
Laboratórne prístroje závisia od testovanej krvi. Jeho rôzne typy vyžadujú špeciálne moduly. Hematologický analyzátor vo veterinárnej medicíne je nakonfigurovaný na prácu s jednotnými prvkami rôznych druhov zvierat. Napríklad ProCyte Dx spoločnosti Idexx môže testovať vzorky krvi zo psov, mačiek, koní, býkov, fretiek, králikov, pieskomilov, prasiat, morčiat a miniprasiat.
Uplatňovanie princípov toku
Analyzátory sú v určitých oblastiach porovnateľné, a to pri určovaní hladiny leukocytov a erytrocytov, hemoglobínu a krvných doštičiek. Sú to bežné, typické ukazovatele, do značnej miery rovnaké. Sú však hematologické analyzátory úplne rovnaké? Samozrejme, že nie. Niektoré modely sú založené na princípoch impedancie, niektoré využívajú rozptyl laserového svetla a iné využívajú fluorescenčnú prietokovú cytometriu. V druhom prípade sa používajú fluorescenčné farbivá, ktoré farbia jedinečné vlastnosti buniek, aby sa dali oddeliť. Tak je možné pridať ďalšie parametre k leukocytovým a erytrocytovým vzorcom, vrátane počítania počtu jadrových erytrocytov a nezrelých granulocytov. Novým indikátorom je hladina hemoglobínu v retikulocytoch, ktorý sa používa na monitorovanie erytropoézy a nezrelej frakcie krvných doštičiek.
Pokrok v technológii sa začína spomaľovať, pretože vznikajú celé hematologické platformy. Stále existujúpočetné vylepšenia. Takmer štandardom je teraz kompletný krvný obraz s počtom jadrových erytrocytov. Okrem toho sa zvýšila presnosť počtu krvných doštičiek.
Ďalšou štandardnou funkciou vysokoúrovňových analyzátorov je určovanie počtu buniek v biologických tekutinách. Počítanie počtu leukocytov a erytrocytov je náročný postup. Zvyčajne sa vykonáva ručne na hemocytometri, je časovo náročná a vyžaduje si kvalifikovaný personál.
Ďalším dôležitým krokom v hematológii je stanovenie leukocytového vzorca. Ak predchádzajúce analyzátory dokázali označovať iba blastické bunky, nezrelé granulocyty a atypické lymfocyty, teraz je potrebné ich spočítať. Mnohí analytici ich uvádzajú vo forme výskumného ukazovateľa. Ale väčšina veľkých spoločností na tom pracuje.
Moderné analyzátory poskytujú dobré kvantitatívne, ale nie kvalitatívne informácie. Sú dobré na počítanie častíc a možno ich kategorizovať ako červené krvinky, krvné doštičky, biele krvinky. Sú však menej spoľahlivé v kvalitatívnych odhadoch. Analyzátor môže napríklad určiť, že ide o granulocyt, ale nebude taký presný pri určovaní štádia dozrievania. Ďalšia generácia laboratórnych prístrojov by to mala vedieť lepšie merať.
Všetci výrobcovia dnes zdokonalili technológiu princípu impedancie Coulter a vyladili svoj softvér do bodu, kedy dokážu extrahovať čo najviac údajov. V budúcnosti novétechnológie, ktoré využívajú funkčnosť bunky, ako aj syntézu jej povrchového proteínu, čo naznačuje jej funkcie a stupeň vývoja.
Cytometry border
Niektoré analyzátory používajú metódy prietokovej cytometrie, najmä markery antigénu CD4 a CD8. Tejto technológii sa najviac približujú hematologické analyzátory Sysmex. V konečnom dôsledku by medzi nimi nemal byť žiadny rozdiel, ale to si vyžaduje, aby niekto videl tú výhodu.
Znakom možnej integrácie je, že to, čo sa považovalo za štandardné testy, ktoré sa presunulo do prietokovej cytometrie, sa vracia do hematológie. Napríklad by nebolo prekvapujúce, keby analyzátory mohli vykonávať počty fetálnych červených krviniek, ktoré by nahradili manuálnu techniku Kleinhauer-Bethkeho testu. Vyšetrenie je možné vykonať prietokovou cytometriou, ale jeho návrat do hematologického laboratória mu poskytne širšie uplatnenie. Je pravdepodobné, že z dlhodobého hľadiska bude táto hrozná analýza z hľadiska presnosti viac v súlade s tým, čo by sa malo očakávať od diagnostiky v 21. storočí.
Hranica medzi hematologickými analyzátormi a prietokovými cytometrami sa bude v dohľadnej budúcnosti pravdepodobne posúvať s napredovaním technológií alebo metodológií. Príkladom je počet retikulocytov. Najprv sa to robilo ručne, potom na prietokovom cytometri, potom sa to stalo hematologickým nástrojom, keď bola technika automatizovaná.
Vyhliadky na integráciu
Podľa odborníkov niektoré jednoduchécytometrické testy môžu byť prispôsobené pre hematologický analyzátor. Zjavným príkladom je detekcia pravidelných podskupín T buniek, priamej chronickej alebo akútnej leukémie, kde sú všetky bunky homogénne s veľmi jasným fenotypovým profilom. V analyzátoroch krvi je možné presne určiť rozptylové charakteristiky. Prípady zmiešaných alebo skutočne malých populácií s nezvyčajnými alebo aberantnejšími fenotypovými profilmi môžu byť zložitejšie.
Niektorí ľudia však pochybujú, že z hematologických krvných analyzátorov sa stanú prietokové cytometre. Štandardný test stojí oveľa menej a mal by zostať jednoduchý. Ak sa v dôsledku jeho správania zistí odchýlka od normy, je potrebné podstúpiť ďalšie testy, ale klinika alebo lekárska ordinácia by to nemala robiť. Ak komplexné testy prebiehajú oddelene, nezvýšia náklady na bežné testy. Odborníci sú skeptickí, že skríning komplexnej akútnej leukémie alebo veľké panely používané v prietokovej cytometrii sa rýchlo vrátia do hematologického laboratória.
Prietoková cytometria je drahá, ale existujú spôsoby, ako znížiť náklady kombinovaním činidiel rôznymi spôsobmi. Ďalším faktorom, ktorý spomaľuje integráciu testu do hematologického analyzátora, je strata príjmov. Ľudia nechcú prísť o tento biznis, pretože ich zisky sa už zmenšili.
Je dôležité zvážiť aj spoľahlivosť a reprodukovateľnosť výsledkov analýzy toku. Metódy založené naimpedancia, sú pracanti vo veľkých laboratóriách. Musia byť spoľahlivé a rýchle. A musíte sa uistiť, že sú nákladovo efektívne. Ich sila spočíva v presnosti a reprodukovateľnosti výsledkov. A keďže sa objavujú nové aplikácie v oblasti bunkovej cytometrie, stále je potrebné ich overiť a implementovať. In-line technológia vyžaduje dobrú kontrolu kvality a štandardizáciu nástrojov a činidiel. Bez toho sú možné chyby. Okrem toho je potrebné mať vyškolený personál, ktorý vie, čo robí a s čím pracuje.
Podľa odborníkov pribudnú nové ukazovatele, ktoré zmenia laboratórnu hematológiu. Prístroje, ktoré dokážu merať fluorescenciu, sú v oveľa lepšej pozícii, pretože majú vyšší stupeň citlivosti a selektivity.
Softvér, pravidlá a automatizácia
Zatiaľ čo vizionári hľadia do budúcnosti, výrobcovia sú dnes nútení bojovať s konkurenciou. Okrem zdôrazňovania rozdielov v technológii spoločnosti rozlišujú svoje produkty pomocou softvéru, ktorý spravuje dáta a poskytuje automatickú validáciu normálnych buniek na základe súboru pravidiel stanovených v laboratóriu, čo výrazne urýchľuje validáciu a dáva personálu viac času sústrediť sa na abnormálne prípady..
Na úrovni analyzátora je ťažké rozlíšiť výhody rôznych produktov. Softvér, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri získavaní výsledkov analýzy, do určitej miery umožňuje produktu vyniknúť na trhu. V prvom rade idú diagnostické firmy dopredávajú softvér na ochranu svojho podnikania, ale potom si uvedomia, že systémy správy informácií sú nevyhnutné na ich prežitie.
S každou generáciou analyzátorov sa softvér výrazne zlepšuje. Nový výpočtový výkon poskytuje oveľa lepšiu selektivitu pri manuálnom výpočte leukocytového vzorca. Veľmi dôležitá je možnosť zníženia množstva práce s mikroskopom. Ak existuje presný prístroj, potom stačí len preskúmať patologické bunky na hematologickom analyzátore, čo zvyšuje efektivitu práce špecialistov. A moderné zariadenia vám to umožňujú. To je presne to, čo laboratórium potrebuje: jednoduchosť použitia, efektívnosť a menej práce s mikroskopom.
Je znepokojujúce, že niektorí klinickí laboratórni lekári sústreďujú svoje úsilie na zlepšovanie technológie a nie na jej optimalizáciu, aby mohli robiť správne lekárske rozhodnutia. Môžete si kúpiť najbizarnejší laboratórny prístroj na svete, ale ak neustále kontrolujete výsledky, potom to eliminuje možnosti technológa. Abnormality nie sú chyby a laboratóriá, ktoré automaticky overujú iba výsledok „Nenašli sa žiadne abnormálne bunky“z hematologického analyzátora, konajú nelogicky.
Každé laboratórium by malo definovať kritériá, pre ktoré by sa testy mali kontrolovať a ktoré by sa mali spracovávať manuálne. Tým sa zníži celkové množstvo neautomatizovanej práce. Je čas pracovať s abnormálnymileukogramy.
Softvér umožňuje laboratóriám nastaviť pravidlá pre automatickú validáciu a identifikáciu podozrivých vzoriek na základe umiestnenia vzorky alebo študijnej skupiny. Napríklad, ak laboratórium spracováva veľké množstvo vzoriek rakoviny, systém možno nakonfigurovať tak, aby automaticky analyzoval krv na hematologickom patologickom analyzátore.
Je dôležité nielen automaticky potvrdiť normálne výsledky, ale aj znížiť počet falošne pozitívnych výsledkov. Manuálna analýza je technicky najťažšia. Toto je najnáročnejší proces. Je potrebné skrátiť čas, ktorý laborant strávi s mikroskopom, obmedziť ho len na abnormálne prípady.
Výrobcovia zariadení ponúkajú vysokovýkonné automatizačné systémy pre veľké laboratóriá, aby pomohli vyrovnať sa s nedostatkom personálu. V tomto prípade laborant umiestni vzorky do automatickej linky. Systém potom odošle skúmavky do analyzátora a ďalej na ďalšie testovanie alebo do „skladu“s kontrolovanou teplotou, kde možno rýchlo odobrať vzorky na ďalšie testovanie. Automatizovaná aplikácia náteru a moduly farbenia tiež znižujú čas personálu. Napríklad hematologický analyzátor Mindray CAL 8000 používa modul na spracovanie tampónov SC-120, ktorý dokáže spracovať 40 µl vzorky s náplňou 180 sklíčok. Všetky sklá sú pred a po farbení zahrievané. To optimalizuje kvalitu a znižuje riziko infekcie personálu.
Stupeň automatizácie vpribudnú hematologické laboratóriá, zníži sa počet zamestnancov. Sú potrebné komplexné systémy, do ktorých je možné vkladať vzorky, prepínať úlohy a vracať sa len k preskúmaniu skutočne anomálnych vzoriek.
Väčšinu automatizačných systémov je možné prispôsobiť každému laboratóriu, pričom v niektorých prípadoch sú k dispozícii štandardizované konfigurácie. Niektoré laboratóriá používajú vlastný softvér s vlastným informačným systémom a anomálnymi vzorkovacími algoritmami. Mali by ste sa však vyhnúť automatizácii kvôli automatizácii. Veľké investície do robotického projektu moderného drahého high-tech automatického laboratória sú márne kvôli elementárnej chybe opakovania krvného testu každej vzorky s abnormálnym výsledkom.
Automatické počítanie
Väčšina automatických hematologických analyzátorov meria alebo vypočítava nasledujúce parametre: hemoglobín, hematokrit, počet a priemerný objem červených krviniek, priemerný hemoglobín, priemernú koncentráciu bunkového hemoglobínu, počet krvných doštičiek a priemerný objem a počet leukocytov.
Hemoglobín sa meria priamo zo vzorky plnej krvi pomocou hemoglobínovej kyanometrovej metódy.
Pri vyšetrovaní hematologického analyzátora je možné počet červených krviniek, bielych krviniek a krvných doštičiek vykonať niekoľkými spôsobmi. Mnoho meračov používa metódu elektrickej impedancie. Onje založená na zmene vodivosti, keď bunky prechádzajú malými otvormi. Veľkosti týchto sa líšia pre erytrocyty, leukocyty a krvné doštičky. Výsledkom zmeny vodivosti je elektrický impulz, ktorý je možné detegovať a zaznamenať. Táto metóda tiež umožňuje merať objem bunky. Stanovenie leukocytového vzorca vyžaduje lýzu erytrocytov. Rôzne populácie leukocytov sa potom identifikujú prietokovou cytometriou.
Hematologický analyzátor Mindray VS-6800 napríklad po vystavení vzorkám s činidlami ich skúma na základe rozptylu laserového svetla a údajov o fluorescencii. Na lepšiu identifikáciu a diferenciáciu populácií krviniek, najmä na detekciu abnormalít, ktoré neboli zistené inými metódami, je vytvorený 3D diagram. Hematologický analyzátor BC-6800 poskytuje okrem štandardných testov aj údaje o nezrelých granulocytoch (vrátane promyelocytov, myelocytov a metamyelocytov), populáciách fluorescenčných buniek (ako sú blasty a atypické lymfocyty), nezrelých retikulocytoch a infikovaných erytrocytoch.
V hematologickom analyzátore Nihon Kohden MEK-9100K sú krvné bunky dokonale zarovnané hydrodynamicky zameraným prietokom predtým, ako prejdú cez vysoko presný port na počítanie impedancie. Okrem toho táto metóda úplne eliminuje riziko prepočítavania buniek, čo výrazne zlepšuje presnosť štúdií.
Laserová optická technológia Celltac G DynaScatter vám umožňuje získať zloženie leukocytov v takmer prirodzenom stave. ATHematologický analyzátor MEK-9100K používa 3-uhlový rozptylový detektor. Z jedného uhla môžete určiť počet leukocytov, z iného získať informácie o štruktúre bunky a zložitosti častíc nukleochromatínu a zo strany - údaje o vnútornej zrnitosti a globularite. 3D grafické informácie vypočítava exkluzívny algoritmus Nihon Kohden.
Prietoková cytometria
Vykonané na odber vzoriek krvi, akejkoľvek biologickej tekutiny, rozptýleného aspirátu kostnej drene, zničeného tkaniva. Prietoková cytometria je metóda, ktorá charakterizuje bunky podľa veľkosti, tvaru, biochemického alebo antigénneho zloženia.
Princíp tejto štúdie je nasledujúci. Bunky sa postupne pohybujú cez kyvetu, kde sú vystavené lúčom intenzívneho svetla. Krvné bunky rozptyľujú svetlo všetkými smermi. Dopredný rozptyl vyplývajúci z difrakcie koreluje s objemom bunky. Bočný rozptyl (v pravom uhle) je výsledkom lomu a približne charakterizuje jeho vnútornú zrnitosť. Údaje o prednom a bočnom rozptyle môžu identifikovať napríklad populácie neutrofilov a lymfocytov, ktoré sa líšia veľkosťou a zrnitosťou.
Fluorescencia sa tiež používa na detekciu rôznych populácií v prietokovej cytometrii. Monoklonálne protilátky používané na identifikáciu cytoplazmatických a bunkových povrchových antigénov sú najčastejšie značené fluorescenčnými zlúčeninami. Napríklad fluoresceínalebo R-fykoerytrín majú rôzne emisné spektrá, čo umožňuje identifikovať vytvorené prvky podľa farby žiary. Bunková suspenzia sa inkubuje s dvoma monoklonálnymi protilátkami, z ktorých každá je označená iným fluorochrómom. Keď krvinky s naviazanými protilátkami prechádzajú cez kyvetu, 488 nm laser excituje fluorescenčné zlúčeniny, čo spôsobuje ich žiaru pri špecifických vlnových dĺžkach. Systém šošoviek a filtrov deteguje svetlo a premieňa ho na elektrický signál, ktorý môže analyzovať počítač. Rôzne prvky krvi sa vyznačujú rôznym bočným a dopredným rozptylom a intenzitou vyžarovaného svetla pri určitých vlnových dĺžkach. Údaje zložené z tisícok udalostí sa zhromažďujú, analyzujú a sumarizujú do histogramu. Prietoková cytometria sa využíva v diagnostike leukémií a lymfómov. Použitie rôznych markerov protilátok umožňuje presnú identifikáciu buniek.
Hematologický analyzátor Sysmex používa na testovanie hemoglobínu laurylsulfát sodný. Ide o nekyanidovú metódu s veľmi krátkym reakčným časom. Hemoglobín sa stanovuje v samostatnom kanáli, čo minimalizuje interferenciu z vysokých koncentrácií leukocytov.
Reagenty
Pri výbere prístroja na krvné testy zvážte, koľko činidiel je potrebných pre hematologický analyzátor, ako aj ich náklady a bezpečnostné požiadavky. Dajú sa kúpiť od akéhokoľvek dodávateľa alebo len od výrobcu? Napríklad Erba ELite 3 meria 20 parametrov len s tromi ekologickými a zadarmokyanidové činidlá. Modely Beckman Coulter DxH 800 a DxH 600 používajú iba 5 činidiel pre všetky aplikácie vrátane jadrových erytrocytov a počtu retikulocytov. ABX Pentra 60 je hematologický analyzátor so 4 činidlami a 1 riedidlom.
Frekvencia výmeny činidla je tiež dôležitá. Napríklad Siemens ADVIA 120 má zásobu analytických a umývacích chemikálií na 1 850 testov.
Automatická optimalizácia analyzátora
Podľa názoru odborníkov sa príliš veľa pozornosti venuje zdokonaľovaniu laboratórnych prístrojov a málo – optimalizácii používania automatizovaných a manuálnych technológií. Časť problému spočíva v tom, že hematologické laboratóriá sú vyškolené v anatomickej patológii a nie v laboratórnej medicíne.
Mnoho odborníkov vykonáva funkcie overovania, nie interpretácie. Laboratórium by malo mať 2 funkcie: byť zodpovedné za výsledky analýzy a interpretovať ich. Ďalším krokom bude prax medicíny založenej na dôkazoch. Ak po vykonaní 10 000 testov neexistuje dôkaz, že by sa nedali automaticky overiť s presne rovnakými výsledkami, potom by sa to nemalo robiť. Zároveň, ak 10 000 analýz poskytlo nové medicínske informácie, mali by byť revidované vo svetle nových poznatkov. Prax založená na dôkazoch je zatiaľ na počiatočnej úrovni.
Školenie personálu
Ďalším problémom je pomôcť laborantom nielen preštudovať si návod na hematologický analyzátor,ale aj s jej pomocou porozumieť prijatým informáciám. Väčšina špecialistov takéto znalosti technológie nemá. Okrem toho je obmedzené pochopenie grafického znázornenia údajov. Je potrebné zdôrazniť jeho koreláciu s morfologickými nálezmi, aby bolo možné extrahovať viac informácií. Dokonca aj úplný krvný obraz sa stáva príliš zložitým a vytvára obrovské množstvo údajov. Všetky tieto informácie musia byť integrované. Prínosy väčšieho množstva údajov musia byť porovnané so zložitosťou, ktorú prináša. To neznamená, že laboratóriá by nemali akceptovať pokroky v oblasti špičkových technológií. Je potrebné spojiť ich so skvalitnením lekárskej praxe.
