血细胞分析仪培训课件_1

血液细胞分析仪 基础知识讲座 1 . . 血液细胞分析仪原理与关键技术 讲座大纲 血液检验的地位。 血液的常识。 血细胞分析仪的知识。 血液细胞分析仪示例。 血液细胞分析仪的展望 本次讲座重点内容 1. 血液细胞分析仪的基本原理 2. 白细胞的分类 3. 如何保证产品的质量 4. PE6000液路分析 血球仪的发展史 42年美国科学家库尔特发明了用电阻法计数 粒子的专利技术。56年他又将这一技术应用于 血液细胞计数获得成功。62年我国第一台血细 胞计数仪在上海研制成功。60年代未血球仪除 完成血球计数外增加了血红蛋白测试（HGB） ，70年代血小板计数问世。80年代开发了血细 胞3分类、5分类。90年代开发出可对网织红细 胞计数的分析仪，同时5分类及幼稚细胞检测 更成熟，并发展成为血细胞分析流水线。 医学检验包括：临床生物化学、临床微 生物学、临床免疫学、临床血液学和临 床基础检验学（临床检验）。 临床检验学着重对人体血液、尿液 、粪便及其它体液和分泌物进行检查。 血液检验是临床检验中最常用、最有效 的基本内容。 血液检验的作用 对各种系统疾病的诊断和鉴别。 是诊断各种血液病的主要依据。 一. 血液的基本知识 血液的组成 血液的概况 血液是由血细胞和血浆组成，血细胞包括红 细胞、血小板和白细胞。血浆中包括各种蛋白 （抗体、酶类等）、无机盐、激素、维生素和 代谢产物。水分占91%92%。 理化特征：红色（血红蛋白）不透明，含量占 体重的7-9%，约5L。Ph值为7.357.45，比重 为1.051.06，相对粘度为45，渗透压为 2.63.9kPa。 血液的功能 通过循环系统与全身各个组织器官密切联系。 参与机体呼吸：携氧和排出二氧化碳。 运输：将营养物质运送到器官组织，将体内代 谢废物运往肾、肺等器官排出体外。 防御：血液中白细胞和抗体参与机体抗感染和 其他免疫反应。 调节：调节体液渗透压、酸碱平衡和体温平衡 。 将正常血液抗凝离心后得到沉淀的血液。 液体的血浆占50-60% 血细胞占40-60%（白细胞、血小板、红细胞 ）。 血液的基本组成血液的基本组成 血浆 白细胞和血小板 红细胞 血细胞的分类和形态 寿命：7天 120天 8天 直径：60120fl 1201000fl 230fl (20um) (6.77.7um) (23um) 功能：抗感染，免疫 携氧，代谢产物 凝血功能 白细胞 红细胞 血小板 白细胞的种类 中性粒细胞（75%） 单核细胞（5%） 淋巴细胞（25%） 嗜酸性粒细胞 嗜碱性粒细胞 经过瑞氏染色后的各种白细胞 血细胞的发育过程 共同的母细胞：造血多能干细胞 单核细胞 原单核细胞 幼单核细胞 单核细胞 白细胞的发育 原始粒细胞 早幼粒细胞 嗜酸性中 幼粒细胞 嗜酸性晚 幼粒细胞 嗜酸性杆 状核 嗜酸性分叶核 嗜碱性中 幼粒细胞 嗜碱性晚 幼粒细胞 嗜碱性杆状核 嗜碱性分叶核 中性中 幼粒细胞 中性晚 幼粒细胞 中性杆状核 中性份叶核 红细胞的发育 原红细胞 早幼红细胞 中幼红细胞 晚幼红细胞 成熟红细胞 血细胞分析仪的知识 手工法检验的过程 1、细胞计数（红细胞、白细胞、血小 板等血细胞的镜下计数） 2、定量血红蛋白 3、白细胞分类（瑞氏染色） 4、其它：血细胞比积、红细胞形态、 嗜酸球计数等 血球仪发展 50年代80年代（半自动）：需 将样本经机外稀释后才能检测，易 受干扰，随机误差也大。 80年代后（全自动）：血液直接 被吸入血液细胞分析仪后，在机内 自动稀释、自动加溶血素、定时检 测，有较高的精确度和准确性。 血球仪发展 近年（联合型血液细胞分析系统）：将 血细胞分析、涂片机、染片机、网织红 细胞计数仪串联在一起。自动加样系统 和真空采血管的应用，避免实验室的随 机误差，提高工作效率，避免实验环节 造成的血行感染，成为仪器发展和使用 的潮流。 血细胞分析仪的发展 50年代，库尔特发明电阻抗法 l库尔特原理（电阻抗法）：根据血细胞是 不良导体的性质，它通过微孔时就引起电 阻的变化，电信号的变化被检测出来。 血细胞分析仪的现况 国内： 二级医院以上，全自动三分类 二级医院以下，二分类或三分类或没有 国外：全自动五分类，应用其它新技术 ，可检测幼稚血细胞。 手工法 血细胞分析仪 手工法 操作过程的随机误 差，实验器材的系 统误差及检测方法 本身的固有误差， 计数不但费时费力 ，实验结果的精确 性、准确性差。 血细胞分析仪 测量水平不断提高 ，测量参数不断增 加，快速、高效。 为临床提供更多有 用的实验数据。 工作原理 细胞分析原理：阻抗法 血红蛋白测量:光电比色法 氰化高铁血红蛋白(HiCN)测定法。 其它参数：通过计算机内换算 白细胞分析原理 白细胞分析原理 加溶血素后，白细胞大小分布如下： 第一群：小细胞区（3590fl） 淋巴细胞 第二群：中间细胞（90160fl） 嗜碱性、嗜酸性、单核 第三群：大细胞区（160fl以上） 中性粒细胞 血细胞分析原理 血小板分析原理 阻抗法 电阻阻抗法计数原理 血细胞分析仪是利用小孔换能装置实现的,是一个用阻抗法计数 的核心部件-阻抗法测试传感器（见下页示意图），管内充满导 电液体，两电极接上恒流电源，中部为一小孔，小孔孔径与细胞 成比列，在负压的作用下，细胞通过小孔瞬间，排开等体积的电 解液，使电解液的等效电阻瞬间变大，这个变大的电阻在恒流源 作用下引起一个等比例增大的电压。细胞离开小孔电解液的等效 电阻又恢复正常，直到下一个细胞到达小孔，这样细胞连续的通 过小孔，就在电极两端产生一连串的电压脉冲。脉冲的个数与通 过小孔的细胞数相当，脉冲的幅度与细胞的体积成正比。将这些 脉冲经过整形、放大，计算、储存、处理，就得到了细胞分类、 计数的原始数据。 液路的计数实验 二. 血球仪的三分类 2 白细胞的三分类 第一类（3590fL）：淋巴细胞 第二类（90160fL）：嗜碱性 、嗜酸性、单核 第三类（160fL）：中性粒细胞 白细胞直方图 血液细胞分析仪将白细胞按体积大小（电压幅 值的高低）从35450fL分为256个通道，每个 通道1.64fL，细胞按大小放在不同的通道中， 得到白细胞的直方图。 第一群（3590fL）：淋巴细胞 第二群（90160fL）：单核细胞（中间细胞） 第三群（160fL）：中性粒细胞（大细胞） WBC直方图 *各种报警符号 RBC直方图 PLT直方图 氰化高铁血红蛋白(HiCN) 测定法 红细胞溶解后，血红蛋白被氧化成高铁血红蛋 白（Hi），再与CN根结合生成稳定棕红色氰 化高铁血红蛋白（HiCN）。HiCN在540nm有 最大吸收峰。 HiCN法具有操作简单，显色快且稳定，直接 定值等优点。 缺点：氰化物有剧毒(氰化钾） 无氰溶血素：我公司已于03年研制成功，现已 投入批量生产。 血细胞分析的过程 1.标本的采集和运输。 2.稀释标本或用全血上机分析。 3.检验者对结果的判断和分析。 编辑或修改病人报告。 打印报告。 重做 注意事项 保证采样的规范性。 试剂对实验的影响。（应尽量 采用原装试剂和溶血素） 操作的影响 标准物混匀 样品的混匀 三. 血球仪的质量保证 质控物（Quality Control ） 血球产品“质控物”是用来标定出厂仪器的“标准 ”，也是医院用来定期效准仪器的“标准”。目前 使用的“质控物”大多是进口产品，在“质控物” 包装盒中供应商会提供一个参考“靶值”。 由于不同种类的仪器有其差易，供应商会提供 的“靶值”仅供参考。生产商必须测定出与自己 生产的仪器相符合的“靶值”供生产作标定用。 质控物（Quality Control） 用途：用于对血液细胞分析仪的质量控制，以 保证仪器测定结果的准确性。 用法：与真正血样的操作方式相同，用血液细 胞分析仪对质控物进行检验，通过分析测量质 控物所得到的数值来评估仪器的准确性。 试剂成分：稳定的人类红血球，生物模拟血小 板成分和固化红细胞（用于模拟白血球），以 及含防腐剂的介质。 溯源 “溯源”就是找一台溯源标准机（称靶机 ），目前只有被检验行业公认的“库尔特 ”和“东亚”两家公司销售出的血球仪（它 一定是被定期效准过）。 参数转移（一） 首先准备一台被检产品的“标准机” 取3050只新鲜血，到选中“靶机”上测试 ，将测试报告连同血样在2小时内送到被 检产品的“标准机”进行测试 将测试数据分成35组（每10只为一组） 统计各组在“溯源”的标准机上测试的各 组各参数的均值，计算出总均值，例A 参数转移（二） 统计各组在被检产品的标准机上测试的 各组各参数的均值，计算出总均值，例B 计算血样转移参数K1（K1=A/B） 将质控物到被检产品的标准机上测试35 组，统计均值，例C 计算质控转移参数K2（K2=B/C） 计算靶值 根据质控靶值、K1和K2计算出该批质控 的靶值，提供给生产定标。 每批质控到后都必须这样确定靶值。 定靶值过程是一个精细的工作，一般由 专人负责。 定靶值过程接触新鲜血，要特别提醒， 注意事项！ 定标 1、准备：定标液 （质控液） 本底测试通过 确认重复性好（最少3次） 2、标定过程：设好进血模式 手工法： 新系数=目前系数标定液参考值/ 测量平均值 自动定标：仪器自动换算新的系数。 仪器的定标和质量控制 校准物溯源： 定标：维持仪器的准确性 质控：检测可能存在的系统误差，保证重复性 。 （对操作者的理论及操作水平有较高要求） 血细胞分析仪测试参数 WBC白细胞数目：4.0-10.0 X109/L RBC 红细胞数目：3.5-5.50 X1012/L PLT 血小板数目：100-300 X109/L HGB 血红蛋白：110-160 g/L Lymph# 淋巴细胞数目：0.6-4.1 X109/L Mid# 中间细胞数目：0.1-1.8 X109/L Gran# 粒细胞数目：2.0-7.8 X109/L Lymph% 淋巴细胞百分比：20.0-40.0% Mid% 中间细胞百分比：1.0-15.0% Gran% 粒细胞百分比：50.0-70.0% MCHC 平均红细胞血红蛋白浓度：320-360 g/L MCV 平均红细胞体积：80.0-99.0fL MCH 平均红细胞血红蛋白：26.0-32.0pg RDW-CV 红细胞分布宽度变异系数：11.5-14.5% RDW-SD 红细胞分布宽度标准差：35.0-56.0fL HCT 红细胞压积：36.0-48.0 % MPV 平均血小板体积：7.4-10.4 fL PDW 血小板分布宽度：15.0-17.0% PCT 血小板压积：0.108-0.282 % 临床应用价值 一、诊断临床疾病 WBC HGB和RBC PLT 二、常规检查 判断身体的健康情况和免疫能力 临床应用 血细胞参数的临床意义 红细胞计数： 1. 生理变异：随年龄和性别不同有差异。 新生婴儿、位处高原、情绪激动可使红细胞增加。 2. 病理意义：先天性心脏病、慢性肺疾患、慢性一氧化碳中毒、高原病 等慢性缺氧可刺激红细胞生成引起红细胞增加。严重呕吐、腹泻等引起 脱水时，血液浓缩，红细胞相对增多。反之，慢急性失血缺乏造血原料 ，骨髓造血障碍等引起的贫血时，红细胞数减少。 白细胞计数： 1. 生理变异：随年龄不同时间不同，季节不同，变异较大。早上低、下 午高，饭前较饭后低，冬季较夏季高，激烈运动及体力劳动都可使白细 胞数增多。 2.病理意义：急性化脓性感染，如脓肿、扁桃体炎、肺炎、阑尾炎 、脑 膜炎、败血症等白细胞数增多。外烧伤，手术后，尿毒症等也会增高。 障碍性贫血，部分急性白血病等造血干细胞疾病，某些传染性疾病如伤 寒、黑热病、流感、传染性肝炎等白细胞数减少。 血小板计数： 1. 生理变异：健康人血小板数较稳定，无性别、年龄差别。 2. 病理意义：血小板减少见于脾功能亢进、尿毒症、肿瘤骨 髓转移等。白血病、败血症、障碍性贫血、溶血性贫血、骨 髓增生综合症均可伴有血小板减少。 血小板增多见于原发性血小板增多症，慢性粒细胞白血病， 增多症，脾切除手术后等。骨折、出血也可引起血小板 中性粒细胞增多，急性化脓性感染，粒细胞白血病，急性出 血，溶血，尿、酸、汞、铅中毒。减少，伤寒，流感严重感 染等。 嗜酸细胞增多，慢性粒细胞白血病、癌转移、铅、铋中毒。 减少，伤寒、副伤寒等。 淋巴细胞增多，百日咳、传染性单核细胞增多症、慢性淋巴 细胞白血病、麻疹、腮腺炎、结核、传染性肝炎等。减少， 传染病急性期、放射病、细胞免疫缺陷等。 血液细胞分析仪的特点 电子原理、光学原理、化学原理的综合 光、机、电、生物、化学、流体力学、 液、气的集成 计算技术应用的典范 血液细胞分析仪发展现状 1. 产品品种多样化： 2. 控制智能化： 3. 测试自动化： 4. 检测项目增多： 5. 系统网络化： 6. 先进测试技术在血液细胞分析仪中的应用： 血液细胞分析仪中的先进技术 鞘流技术： 灼烧技术： 扫流技术： 射频技术： 防返流技术： 微孔显影技术： 多次计数： 激光测试技术： 自动进样： 旋转阀： 流式细胞术： 特殊技术在血液分析仪的应用 计数周期的控制：时间控制；容量测定 方法。 标本处理技术：预稀释、静脉血双进样 ；自动进样及清洗；旋转阀；自动涂片 及染片；全自动血液处理及分析系统。 细胞计数准确性控制：重叠校正；脉冲 编辑技术；三次计数表决；扫流技术； 防返流技术；鞘流技术等。 液路的计数实验 扫流 新的方法 容量、电导、光散射（VCS）测导法 阻抗与射频技术联合检测分类法 光散射与细胞化学技术联合应用 其它：多角度偏振光散射白细胞分类技 术（MAPSS） 分血阀 激光法 近十余年来，随着半导体激光器技术的进步， 使用（相关试剂处理加激光加流式细胞术）方 法的白细胞五分类血球仪成为当前的主流。 激光法五分类血球仪使用光散射进行测量都是 基于Mie散射理论 ，如东亚SF3000 通过激光激发产生荧光进行血细胞分析成为高 档机型的基本技术，如东亚XT1800系列， XE2100 激光法检测原理 670nm半导体激光器 五分类血球仪系统构成 试剂 流体 光学 电路 数据分析 多角度激光偏振光散射检测法 90消偏振光散射 将嗜酸性细胞从中性粒细胞和 其它细胞中分离出来 0前角散射光 用来测定细胞的体积 10狭角散射光 用来测定细胞结构 90垂直散射光 对细胞内部颗粒及 细胞质进行测量 鞘流技术 液体流动状态有一个分界点，这是一个常量等 于2300，既称为雷偌数Re。 Re=dv/ d 管内经，- 密度，v 流速，- 粘滞系数 当 Re2300 时液流处于湍流状态。 假设：流体为纯水=1，=1， d=100m 代入公 式计算得： v=23米/秒 此值即是纯水的湍流、层 流分界点。 鞘流技术 鞘流技术 液路的湍流实验 液路的层流实验 液路的激光实验 射频检测原理 细胞壁不能使低频电流通过能通过高频 电流 细胞核的大小和密度不同，它们对高频 电流的阻抗也不同，因此可以用来区分 白细胞 射频与电阻抗联合检测原理 射频与电阻抗联合检测原理 电阻抗和射频电导 这种方法是分别采用四个检测系统来检测不同类型的细胞 淋巴细胞、单核细胞和中性粒细胞检测系统：在细胞悬浮淮中加入溶血剂 使红细胞溶解，而使白细胞保持完整，细胞浆及核形态近似于生理状态 ，当这些细胞通过检测系统时，对白细胞进行电阻抗法（测量细胞体积 ）和射频电导法（检测细胞核和颗粒密度）的联合检测，结果将细胞分 成淋巴细胞、单核细和中性粒细胞三个群体。 嗜酸性细胞和嗜碱性细胞两种检测系统：在细胞悬浮淮中加入特殊的溶血 剂，除嗜酸性细胞和嗜碱性细胞外，其他细胞均被溶解或萎缩，再对保 持完整的嗜酸性细胞或嗜碱性细胞进行计数。 幼稚细胞检测系统：在细胞悬浮淮中加入硫化氨基酸，由于占位不同，结 合在幼稚细胞的氨基酸比成熟细胞多，且对溶血剂有抵抗作用，当加入 溶血剂时，成熟细胞被溶解，只保留着可能存在的幼稚细胞用来计数。 SYSMEX公司的SE9000血细胞分析仪 自动进样 五分类血球仪技术现状 全球只有为数不多的几家公司拥有五分类技术 ，国内还没有。 基本方法都是阻抗、射频、散射和荧光的方法 ，各个公司在使用它们的时候所用的组合与侧 重点不同。 每种方法都与其独特的试剂系统紧密相关。 主流技术是激光散射结合荧光的方法 技术现状双角度散射 Sysmex公司在其产品SF3000 上运用。 低角度散射(15)反映细胞尺 寸信息(Mie理论); 高角度散射(620)反映细胞 的内部形态 血细胞分析仪的基本工作原理 血细胞分析仪的类型 电学型 电阻型：利用血细胞通过微孔时瞬间的电阻变化产生脉冲电流而计数。 电容型：利用电极间加高频，血细胞通过时，静电容量发生变化而计数 光学型 血细胞固定型：利用光散射计数。 血细胞流动型：利用流体力学原理计数 血液细胞分析仪的评价 精确度 携带污染 重复性 线性 可比性 血液细胞分析仪的评价 精确度（准确性） 取低、中、高值标本各十份，每份重复 测定3次。存放2小时，重复上述测试。 将所得结果进行统计学处理，可得到不 同含量的精确度，变异系数CV值应满足 仪器给定的范围。 血液细胞分析仪的评价 携带污染率 当分析仪分析状态稳定后，测试三次高 值质控物（i1、i2、i3），立即测试三 次稀释液（j1、j2、j3） 血液细胞分析仪的评价 重复性 用中值质控物，重复测量10次 Mean-平均值 ；SD-标准差 ； CV-变异系数 ；n-测量次数； Xi-指定参数第i 次测量值 血液细胞分析仪的评价 线性 用稀释液将高值血样稀释为100、 80、60、40、20、10% 六种浓 度的样本。每种浓度样本测量2次，取平 均值作为测量结果，用最小二乘法分别 计算出理论值，理论值与实际测量值的 偏差应满足仪器给定的范围。 血液细胞分析仪的评价 可比性 在新仪器指标的测定尚无参考方法时 ，要对仪器进行评价，只能将仪器测试 的结果与常规方法测试的结果相比较， 如一致既为与常规方法有可比性。 血球分析仪的组成 电路部分： 液路部分： 机械部分： 软件部分： 电路部分 CPU板： 数据采集板：模拟板、 MTB板。 接口板： 功率板（阀、泵、步进 电机控制）、 传感器接口 液路部分 动力元件：泵、注射器 换向元件：二通阀、三通阀 计量元件：注射器、定量泵、计量管 管路：钢管、胶管 储能器件：真空室、压力室、隔离室 、储液室等 其他：过滤器、计数池、采样针等 经济价值 提高医院的技术水平，增强竞争力。 吸引病源。 高回报率。 关注血球仪用户 血液细胞分析仪是医院进行血常规检 查的必备仪器，在世界各地，在国内各 级医院都得到了普及应用。对疾病的诊 断何鉴别诊断起到了重要的作用。 目前国内销售的血液细胞分析仪品牌很 多，有日本东亚、美国库尔特，等等 ，型号、规格也很多，给用户选购代来 诸多不便。 关注血球仪用户 医院在购买血液细胞分析仪时从以下几 个方面考虑： 1. 实用性：医院应根据自身的能力和日 检样本量确定购买何档次的仪器，一味 订高档仪器，会带来购置何实用的浪费 。 2. 仪器性能：至关重要，不能全听供应 商的广告、宣传，要多听专家意见和走 访仪器使用医院。 3. 性价比 现代血球仪的主要进展 随着高科技的引用和基础医学的发展 ，各种先进的血细胞分析测试技术被应 用到血细胞分析仪上。87年Coulter 公司 发明的VCS(Volume-体积;Conductivity- 电导性;scatter-光散射）技术可使血液细 胞未经处理与体内形态完全相同的状态 下进行测试。 而东亚（SYSMEX)的NE- 8000和SF-3000 采用了阻抗与射频技术 联合的血细胞分类法。 现代血球仪的主要进展 90年代后，仪器的自动化程度增高，测 试速度达到120份/小时；可进行多参数 分析（高达30余项）；精度提高（采用 重复计数、微孔清洁、取中段血样、鞘 流技术、流式细胞计数原理等先进技 术）准确性提高，向5分类及鉴别幼稚细 胞发展。 现代血球仪的主要进展 加强全面质量管理，保证仪器检测的可 靠性，具有智能化，可对同一病人诊断 的前后进行对比，提出综合意见，确定 诊断方向，更加注意保护操作人员的安 全（自动进样，自动混匀，吸样针内、 外自动清洗等）；向流水线发展，将血 球仪、网织红细胞计数仪、推片机、染 色机联成流水操作线。 多功能合成化 流式细胞分析仪的某些功能合并到血细胞分析仪上， 这样在进行常规血细胞分析时就可以得到某些淋巴细淋巴细 胞亚群胞亚群的分析结果，如： Coulter STKS上可以同时测定CD4和CD8， Abbott CELL-DYN 4000上可以测定CD3、CD4、CD8 和CD61，使得一机两用。 增加幼稚细胞分析和有核红细胞分析功能，甚至对血 液细胞中的某些寄生虫寄生虫进行提示，如： Sysmex SF-300