1、CellAVision DM96 自動(dòng)化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用 對 CellAVision DM96 自動(dòng)化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)（ 簡稱 DM96） 的臨床性能進(jìn)行驗(yàn)證及評價(jià)。目的方法1.選取 422 例外周血樣本經(jīng)自動(dòng)涂片染色后，采用 DM96 進(jìn)行白細(xì)胞分類，運(yùn)用線性回歸方法分析儀器結(jié)果與人工鏡檢結(jié)果的相關(guān)性； 2.計(jì)算基于自帶參考細(xì)胞庫和擴(kuò)充的參考細(xì)胞庫DM96 分析軟件預(yù)分析識別細(xì)胞符合率； 3.計(jì)算檢出率，分析采集 110、210、310、410 個(gè)細(xì)胞時(shí)儀器識別具有重要臨床意義細(xì)胞的能力；4.統(tǒng)計(jì)儀器分類與人工鏡檢所花費(fèi)的時(shí)間。結(jié)果1.經(jīng)過線性回歸分析，中性粒細(xì)胞和淋

2、巴細(xì)胞的儀器分析結(jié)果與人工鏡檢結(jié)果相關(guān)系數(shù)較大（r=0.91 、），而單核細(xì)胞的相關(guān)系數(shù)較?。?）;2. DM96 分析軟件預(yù)分析識別早、中、晚幼粒細(xì)胞、原始細(xì)胞和變異淋巴細(xì)胞的符合率從基于自帶參考細(xì)胞庫的 27.56% 、37.96%、41.85%、45.12%、29.76%提高到基于擴(kuò)充參考細(xì)胞庫的33.23%、56.86%、48.33%、58.08%、31.25%; 分析 110、210、310、410 個(gè)細(xì)胞中具有重要臨床意義細(xì)胞檢出率分別為 87.50%、92.65%、94.85%、97.59% ;3. 人工鏡檢花費(fèi)（）min /例，而儀器分析花費(fèi)（）min/例，人工審查確認(rèn)預(yù)分析結(jié)

3、果花費(fèi)（）min/例；使用初始參考細(xì)胞庫和擴(kuò)充參考細(xì)胞庫分析所需時(shí)間分別為（） 和（）min /例，而隨著系統(tǒng)分析細(xì)胞數(shù)量增多分析所花費(fèi)的時(shí)間顯著延長。結(jié)論DM96 對白細(xì)胞分類的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值前言1. 白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)已經(jīng)發(fā)展了 100 多年，至今仍是實(shí)驗(yàn)室常用的具有重要臨床價(jià)值的檢查方法。隨著各種新的血液分析計(jì)數(shù)儀器和方法的不斷產(chǎn)生，對于正?；騼H有細(xì)胞數(shù)量異常的樣本，血液分析儀已能給臨床提供足夠可靠的結(jié)。但對于有形態(tài)異常細(xì)胞或者原始幼稚細(xì)胞的樣本，檢測結(jié)果需依賴于顯微鏡檢查。所以，顯微鏡檢查仍是目前白細(xì)胞分類無可替代的經(jīng)典方法。2. DM96 自動(dòng)化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)（

4、簡稱 DM96） 采用與血液分析儀的流式細(xì)胞術(shù)完全不同的技術(shù)，是一種結(jié)合傳統(tǒng)顯微鏡檢查和現(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型細(xì)胞分析技術(shù)，用于血細(xì)胞形態(tài)分析。該儀器目前在我國臨床應(yīng)用較少，我們對 DM96 臨床使用做了評估。DM96的優(yōu)勢1. 儀器能通過標(biāo)準(zhǔn)化的工作輔助人工鏡檢，篩查異常血涂片，甚至經(jīng)完善后能夠替代人工鏡檢。2. 其細(xì)胞圖像完整保存于數(shù)據(jù)庫，有利于滿足后期復(fù)查、教學(xué)等多方面的需求。一、材料和方法一、材料1 樣本： 隨機(jī)選取健康體檢的血常規(guī)樣本 200 例、門診或住院患者的血常規(guī)樣本 222 例，共 422 例。包括急慢性炎癥、細(xì)菌或病毒感染、寄生蟲或過敏性疾病、再生障礙性貧血、急慢性白血病及

5、嚴(yán)重貧血患者的外周血樣本。2 儀器：DM96 3 試劑：各儀器均使用原裝配套試劑（ 日本Sysmex 公司生產(chǎn)） 和質(zhì)控物； 瑞氏-吉姆薩染液二、方法1 樣本準(zhǔn)備 樣本統(tǒng)一編號，采用 SP-1000i自動(dòng)化涂片染色儀涂片及染色。整個(gè)樣本收集和準(zhǔn)備的過程應(yīng)在 4 h 內(nèi)完成。自動(dòng)化涂片染色儀采用空氣干燥和瑞氏-吉姆薩染色。2. DM96 工作原理及方法 DM96 由涂片掃描裝置和裝有CellAVision 血細(xì)胞分析軟件的計(jì)算機(jī)組成。外周血涂片裝載到該系統(tǒng)后，儀器開始掃描涂片，先在 10 物鏡下以城垛跟蹤方式找到白細(xì)胞的單細(xì)胞層并鎖定，再于 100 物鏡下通過自動(dòng)對焦進(jìn)行細(xì)胞分割和提取，拍攝數(shù)碼

6、照片，用基于人工神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ ArtificiAl neutrAl networks，ANN） 的軟件進(jìn)行分析，識別各種白細(xì)胞，得到白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)的預(yù)分析結(jié)果。預(yù)分析白細(xì)胞的數(shù)碼照片通過電腦顯示器展現(xiàn)在操作者面前，操作者可以選擇接受或修改結(jié)果，通過人工審查后輸出 DM96 的最終結(jié)果（ 下稱“儀器最終結(jié)果”） 。 見圖13人工鏡檢 人工鏡檢由 2 位具備資格的檢驗(yàn)人員（ 工作年限超過 15 年，中級或以上技術(shù)職稱） ，按照美國臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ CLSI）H20-2A規(guī)定的方法步驟，分別對同一血涂片在顯微鏡下分類 100 個(gè)白細(xì)胞，共分類 200 個(gè)細(xì)胞 。 4擴(kuò)充參考細(xì)胞庫 經(jīng)過具備

7、資質(zhì)的 2 位檢驗(yàn)人員討論確認(rèn)的典型形態(tài)細(xì)胞方可加入?yún)⒖技?xì)胞庫。5 性能評價(jià)（ 1） 儀器最終結(jié)果與人工鏡檢結(jié)果的相關(guān)性； （ 2） 基于自帶參考細(xì)胞庫和擴(kuò)充的參考細(xì)胞庫的 DM96 預(yù)分析識別細(xì)胞的能力；（ 3） 增加分析細(xì)胞數(shù)量后 DM96 識別具有臨床重要意義細(xì)胞的能力； （ 4） DM96 分析所需時(shí)間的統(tǒng)計(jì)。三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 統(tǒng)計(jì)分析采用 Excel （ Microsoft Office 2010，Microsoft Inc.Redmond，US） 和 SPSS（ SPSS 18 0，SPSS Inc.IBM，Chicago，US） 軟件。計(jì)量資料采用 xs 表示。人工結(jié)果與儀器結(jié)果的

8、相關(guān)性采用線性回歸分析，預(yù)分析識別細(xì)胞能力采用符合率 （ 人工同意 DM96 預(yù)分析結(jié)果的細(xì)胞數(shù) /預(yù)分析細(xì)胞數(shù)）.DM96 對具有重要臨床意義細(xì)胞的檢出能力采用檢出率（ 人工鏡檢陽性且 DM96 結(jié)果也為陽性樣本數(shù) /人工鏡檢陽性樣本數(shù)） 、漏檢率（ 人工鏡檢陽性而 DM96 結(jié)果為陰性樣本數(shù) /人工鏡檢陽性樣本數(shù)） 等指標(biāo)。采用雙側(cè)檢驗(yàn)，P 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。四、結(jié) 果一、儀器最終結(jié)果與人工鏡檢結(jié)果的相關(guān)性 將 422 例儀器分類最終結(jié)果與人工鏡檢分類結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析和線性回歸分析，結(jié)果見圖 .其中中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的相關(guān)系數(shù)較大（ ，P ） ，而單核細(xì)胞的相關(guān)系數(shù)較小（ ，P ）.

9、 見圖2二、基于自帶和擴(kuò)充的參考細(xì)胞庫的 DM96預(yù)分析識別細(xì)胞能力 在使用自帶參考細(xì)胞庫對 200 名健康體檢者和 222 例患者樣本進(jìn)行預(yù)分析后，檢驗(yàn)人員審查所有細(xì)胞數(shù)字圖片，人工同意預(yù)分析結(jié)果的比例見表 1，總的符合率為88.38% ，其中淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和有核紅細(xì)胞的預(yù)分析符合率均在 90% 以上，中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的預(yù)分析符合率也較高（70%），原始、幼稚階段粒細(xì)胞及變異淋巴細(xì)胞的預(yù)分析符合率較低（50%）。該儀器在本室運(yùn)行期間，發(fā)現(xiàn)采用初始細(xì)胞庫的預(yù)分析結(jié)果不能滿足我室的工作需要，尤其是對一些具有重要臨床意義的細(xì)胞。結(jié)合我室臨床標(biāo)本的實(shí)際情況，我們在使用的最初

10、 3 4 個(gè)月里，不斷充實(shí)參考細(xì)胞庫內(nèi)的參考細(xì)胞，目前的每類參考細(xì)胞數(shù)量由最初的約 10 個(gè)增加到目前的30 80 個(gè). 新加入的細(xì)胞主要為幼稚和原始細(xì)胞。之后，我們采用新的參考細(xì)胞庫對 222 例患者樣本進(jìn)行分析，其識別具有重要臨床意義細(xì)胞的能力見表 2。與使用初始參考細(xì)胞庫相比，幼稚粒細(xì)胞、原始細(xì)胞和變異淋巴細(xì)胞的分析符合率均有一定程度的提高。 其中主要分類錯(cuò)誤的細(xì)胞為： 將單核細(xì)胞分類為早幼粒細(xì)胞 81 個(gè)； 將中性中幼粒細(xì)胞分類為早幼粒細(xì)胞 53 個(gè)； 將中性分葉核細(xì)胞分類為中性晚幼粒細(xì)胞 35 個(gè)； 將單核細(xì)胞分類為中性晚幼粒細(xì)胞 35 個(gè)； 將早幼粒細(xì)胞分類為原始細(xì)胞 177 個(gè)；

11、 將中性晚幼粒細(xì)胞分類為原始細(xì)胞 101 個(gè)； 將淋巴細(xì)胞分類為變異淋巴細(xì)胞 68 個(gè) 表 1基于自帶參考細(xì)胞庫 DM96 預(yù)分析識別細(xì)胞能力細(xì)胞類型DM96分為該類細(xì)胞總數(shù)人工審查相符合的細(xì)胞數(shù)符合率（%）中性核粒細(xì)胞221691975189.09嗜堿性分葉核粒細(xì)胞98795696.86嗜酸性分葉核粒細(xì)胞38835190.46淋巴細(xì)胞129181228995.13單核細(xì)胞1529108570.96早幼粒細(xì)胞2837827.56中性中幼粒細(xì)胞1375237.96中性晚幼粒細(xì)胞31313141.85原始細(xì)胞（不區(qū)分細(xì)胞系）91141145.12變異淋巴細(xì)胞842529.76漿細(xì)胞501122.0

12、0有核紅細(xì)胞37333990.88總計(jì)401423547888.38表 2基于擴(kuò)充的參考細(xì)胞庫 DM96預(yù)分析識別細(xì)胞能力細(xì)胞類型 DM96分為該類細(xì)胞總數(shù)人工審查相符合的細(xì)胞數(shù)符合率（%）符合率提高（%）早幼粒細(xì)胞32210733.235.67中性中幼粒細(xì)胞1538756.8618.91中性晚幼粒細(xì)胞36017448.336.48原始細(xì)胞（不區(qū)分細(xì)胞系）85449658.0812.96變異淋巴細(xì)胞802531.251.49漿細(xì)胞943132.9810.98有核紅細(xì)胞319319100.009.12三、增加分析細(xì)胞數(shù)量后 DM96 識別具有臨床重要意義細(xì)胞的能力 我們測試了 DM96 識別具有

13、臨床重要意義細(xì)胞的能力。具有重要臨床意義細(xì)胞的陽性判斷標(biāo)準(zhǔn)為： 早幼粒細(xì)胞 + 中性中幼粒細(xì)胞 1% 、中性晚幼粒細(xì)胞 2% 、原始細(xì)胞1% 、變異淋巴細(xì)胞5% 、漿細(xì)胞1% 、有核紅細(xì)胞1/100 個(gè)白細(xì)胞。將人工鏡檢作為參 考 方 法，每個(gè)標(biāo)本分析110 個(gè)白細(xì)胞時(shí)，222 例患者樣本中，異常樣本檢出 119 例，漏檢 17 例，檢出率為 87.50% ，漏檢率為 12.50% 。進(jìn)一步查找漏檢的原因，17 例樣本中，11 例僅有 2.5% 3.5% 的中性晚幼粒細(xì)胞，且均為感染病例；4例有核紅細(xì)胞 1個(gè)/100個(gè)白細(xì)胞； 2例將原始細(xì)胞錯(cuò)誤的劃分到變異淋巴細(xì)胞，且 比 例1% 。而分析細(xì)

14、胞數(shù)量為210、310、410 個(gè)時(shí)，漏檢的樣本數(shù)量分別為10、7、4個(gè)，檢出率為 92.65% 、94.85% 、97.59% 。四、儀器分析花費(fèi)時(shí)間分析 人工鏡檢花費(fèi)（ ）min /例，而儀器分析（ 從將血涂片裝載入儀器開始至預(yù)分析完成為止） 花費(fèi)（ ）min /例，人工審查確認(rèn)預(yù)分析結(jié)果花費(fèi)（ ）min /例，大大節(jié)省檢驗(yàn)師所花費(fèi)的時(shí)間。使用初始參考細(xì)胞庫和擴(kuò)充的參考細(xì)胞庫分析花費(fèi)的時(shí)間分別為（） 和 （） min /例。而 完 成 分 析110、210、310、410 個(gè) 白 細(xì) 胞 花 費(fèi) 的 時(shí) 間 分 別 為、4.68min /例，時(shí)間隨著分析的細(xì)胞數(shù)的增加而顯著延長。五、討 論

15、DM96 使用標(biāo)準(zhǔn)化分析程序，對于分析的區(qū)域和路徑都預(yù)先做好了設(shè)定，降低了分析區(qū)域不同造成的誤差。同時(shí)，DM96 預(yù)分析后所有細(xì)胞圖像按照預(yù)分析結(jié)果排列于屏幕上，因此檢驗(yàn)人員可以很快確認(rèn)或?qū)ζ渲姓J(rèn)為分析結(jié)果有誤的細(xì)胞重新分類。1977 年美國病理學(xué)家協(xié)會(huì)（ CAP） 組織進(jìn)行的白細(xì)胞分類研究比較, DM96 對淋巴細(xì)胞、嗜酸性分葉核細(xì)胞的分類能力比人工分類的能力高或相當(dāng)，其他類型細(xì)胞則稍差。將儀器分析的最終結(jié)果與檢驗(yàn)人員直接在顯微鏡下的分類結(jié)果相比較，兩者的回歸系數(shù)在不同類細(xì)胞間差距很大（ 0.3 ） ，在外周血片中出現(xiàn)頻率低的細(xì)胞（ 單核細(xì)胞） 相關(guān)性較差，在中性分葉核粒細(xì)胞、嗜堿性分葉核細(xì)

16、胞和淋巴細(xì)胞中較高。 在 DM96 臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，參考細(xì)胞庫的容量會(huì)影響細(xì)胞預(yù)分析結(jié)果的符合率。在使用擴(kuò)充的參考細(xì)胞庫預(yù)分析時(shí)，具有重要臨床意義細(xì)胞的分析符合率較使用初始參考細(xì)胞庫時(shí)有明顯的提高。由此提示，在實(shí)際工作中需要不斷完善參考細(xì)胞庫以提高預(yù)分析結(jié)果的符合率。在實(shí)際工作中，識別樣本出現(xiàn)具有臨床重要意義的細(xì)胞，是各種分類方法可靠性的決定性因素之一,如何提高檢出率、降低漏檢率的發(fā)生是各種方法著力探討的問題之一。經(jīng)過試驗(yàn)證實(shí)，增加 DM96 分類的細(xì)胞數(shù)量可以有效地減少漏檢的發(fā)生，但是并不是無限的增大細(xì)胞后漏檢就能完全避免。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)分類的白細(xì)胞由 110個(gè)增加到 410 個(gè)，具有重要臨床意

17、義的細(xì)胞漏檢率明顯降低（ 由 12.5 % 降低到 2.41% ） ，而儀器分類 的 時(shí) 間 明 顯 延 長 （ 由 2.89 min /例 延 長 到 5.59 min /例） 。這 一 點(diǎn) 提 示 在 臨 床 使 用 DM96時(shí)，應(yīng)該根據(jù)患者的情況對系統(tǒng)的參數(shù)做出調(diào)整，如遇到高?？剖遥缪嚎苹颊邥r(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加分類細(xì)胞的數(shù)量，以期提高檢出率，避免漏檢。目前 DM96 在國內(nèi)應(yīng)用較少，多數(shù)使用過的檢驗(yàn)人員認(rèn)為該儀器拍攝的細(xì)胞圖像與顯微鏡下直接觀察到的細(xì)胞形態(tài)有一定差別，如 DM96 拍攝的單核細(xì)胞圖像較顯微鏡直接觀察到的細(xì)胞顆粒更明顯，而胞核折疊感欠顯著等，這些差別使得檢驗(yàn)人員在初次使用該儀器時(shí)判斷細(xì)胞分類有一定困難。這可能是造成預(yù)分析符合率不盡如人意的原因之一。因此，檢驗(yàn)人員在熟悉 DM96 拍攝的細(xì)胞圖像形態(tài)特征后可進(jìn)一步提高預(yù)分析符合率。另外在實(shí)踐時(shí)間上，人工鏡檢花費(fèi)時(shí)間是使用DM96 花費(fèi)人工時(shí)間的近 3 倍。使用 DM96 時(shí)，在血涂片裝載好后儀器即開始自動(dòng)預(yù)分析，此段時(shí)間內(nèi)，檢驗(yàn)人員可以離開進(jìn)行其他工作。待其預(yù)分析完畢后，檢驗(yàn)人員可以在熒幕上快速對儀器已初步分類的結(jié)果進(jìn)行核對和糾正。對于非急診的樣本，可以集中審查復(fù)片結(jié)果，從而大大節(jié)省了檢驗(yàn)人