血液分析仪的检测原理及临床应用

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作者：CACLP
50年代，美国W.H.Coulter在世界上研发了第一台血液分析仪Automated hematology analyzer(AHA)。现代血液分析仪按功能可分为：全血细胞计数、白细胞分类、血细胞计数和分类功能的扩展。

一、检测原理及技术

①电阻抗法原理



②仪器的组成和功能

• 信号发生器
  
• 放大器
  
• 阈值调节器
  
• 甄别器
  
• 整形器
  
• 计数器
  放大→阈值调节→甄别→整形→计数
  

③电阻抗原理进行血细胞计数和分类原理图（见下）


特点：是最早的血细胞计数理论
缺点：不能对单个细胞进行系统分析，得出的参数为群体平均值。

射频指射频电流，是每秒变化大于10000次的高频交流电磁波。电导性即电的传送性能。高频电流能通过细胞壁,渗入细胞膜脂质层可测定细胞的导电性，提供细胞内部化学成分、细胞核和细胞质、颗粒成分等特征性信息。
用途：特别有助于鉴别体积虽相同、但内部结构性质不同的细胞（或相似体积的颗粒）。

激光散射法
①原理：处理细胞（稀释、染色、球形化）→ 通过石英毛细管（激光束照射）→ 细胞产生与其特征相应的各种角度的散射光 → 周围有不同角度的信号检测器
不同结果角度代表的意义如下：

• 前向散射光（FSC）:数量和表面体积大小
  
• 侧向散射光（SSC）:颗粒、细胞核等复杂性
  
• 散射荧光（FL）:FL1绿色，FL2橘红色，FL3红色
  

激光散射法是现代五分类血液分析仪的主要检测原理之一。



②基本组成

• 光源：气体激光（氦-氖、氩气等）、固体激光（半导体）、钨光源（多色光）
  
• 鞘流：维持颗粒于液流中央，顺序、单个、恒速向前流动，即流体动力学聚焦
  
• 细胞悬液：被检测细胞（颗粒）的悬液，由气压导入流动池
  
• 光检测器：接受来自各种角度的散射光或吸收光信号，并转换成相应特征的电信号
  

功能水平上对单个细胞进行定量分析，可高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数，是最先进的细胞定量分析技术。
③网织红细胞检测原理
利用流式细胞仪（flow cytometer,FCM）的方法进行网织红细胞计数。因网织红细胞的胞质中尚残留RNA,可与丫啶橙、哌若宁-Y、噻唑橙等染料结合，应用FCM测量发出的特定颜色荧光，进行RNA定量。



分光光度法
①原理：遵循Lambert-Beer比色定律，即吸光度A与液体物质浓度C成正比。
②组成：单色光源、检测池和比色容器、光检测器。
③血红蛋白测定：溶血剂→ 红细胞溶解 → Hb → 与溶血剂中某些成分结合 → 稳定的血红蛋白衍生物 → 530～550nm → 比色。

血液分析仪常用检验参数的原理和技术



白细胞五分类计数及相关参数检测
①过氧化物酶（peroxidase）染色通道检测原理





②体积、电导和光散射（VCS）法
VCS：Volume，Conductivity，lightScatter
电阻抗技术 →细胞体积、数量
电导技术→ 内部结构性质不同的细胞
光散射技术 →细胞内的颗粒性、核分叶性、核表面结构



VCS技术下各种白细胞群的特征
③多角度偏振光散射法（MAPSS）



血标本经鞘液稀释后→WBC近似自然状态→Hb溢出，鞘流水分子则进入RBC →不干扰白细胞检测→多角度偏振光散射法分4个角度检测

• 0°：反映细胞大小，同时检测细胞数量
  
• 7°：反映细胞内部结构及核染色质的复杂性。
  
• 90°：反映细胞内部颗粒及分叶状况。
  
• 90°D：在光散射过程中，嗜酸性粒细胞颗粒丰富，可去偏振光，与中性粒细胞鉴别。
  

优点：可鉴别白细胞亚群、异常细胞类型；白细胞分类不受有核红细胞、血小板凝聚、不溶解红细胞和细胞碎片等干扰物质影响。
成熟红细胞系列参数检测原理

• 电阻抗法
  
• 流式细胞术、鞘流电阻抗法
  
• 流式细胞术激光散射法
  
• 电阻抗法和光散射法
  

血小板系列参数检测原理

• 电阻抗法
  
• 流式细胞激光核酸荧光染色和电阻抗法
  
• 激光散射法
  
• 固体激光散射法、电阻抗法和单克隆抗体荧光染色散射法
  

网织红细胞系列参数检测原理

• 非荧光染料染色法：新亚甲蓝
  
• 荧光染料染色法：噁嗪、碱性槐黄O、聚次甲基、噻唑橙、氧氮杂芑750等。
  

有核红细胞系列参数检测原理

• VCS法
  
• 流式激光/荧光染色法
  
• 白细胞计数和分类通道衍生法
  
• 阻抗法和噻唑橙荧光染色流式细胞术
  

二、结果显示



血细胞直方图:
即细胞体积分布图形，横坐标为细胞体积大小，纵坐标为一定体积的细胞数目。
①白细胞直方图







②红细胞直方图









③血小板直方图



散点图：
平面散点图只显示2维（X、Y轴）图像，在坐标系，X轴和Y轴分别表示一种检测原理或检测角度的细胞信息，在坐标象限中的任何一个散点反映的就是X轴和Y轴的综合信息。
在不同的检测原理下，坐标上散点的位置如：上下（高低）、左右、前后（可重叠）或散点群的疏密，均与相应类别的细胞外形、体积大小、内部结构、胞核胞质、颗粒数量等理化特性密切相关。
异常散点图包括病理性和非病理性干扰物质的影响，散点图需要结合临床和检验分析前、中、后仔细分析，作出合理的解释。

红细胞参数
①红细胞体积分布红细胞参数宽度（RDW）



②红细胞血红蛋白分布宽度（HDW）
HDW反映红细胞内HGB含量异质性的参数，HDW和RDW明显增高，见于遗传性球形红细胞增多症，属于小细胞不均一性高色素性贫血。HDW对镰形细胞贫血、β-轻型珠蛋白生成障碍性贫血也有一定诊断意义。
③有核红细胞（NRBC）
新生儿、胎儿可见，健康成人不见
网织红细胞参数
①未成熟网织红细胞比率IRF

• 概念：是指幼稚的或未成熟的网织红细（即含高RNA的网织红细胞）与总的网织 红细胞的比值，既IRF= （MFR+HFR）/（LFR+MFR+HFR)
  
• 意义：骨髓抑制时，HFR、MFR减低（IFR）早于LFR、N、PLT；恢复时HFR、MFR （IFR）迅速增高。
  

②网织红细胞成熟指数RMI

• 公式：RMI=（MFR+HFR)/LFR
  
• 评价：增高：常见于溶血性贫血、特发性血小板减少性紫癜、白血病、真性红细胞增多症和多发性骨髓瘤。
  
• 减低：常见于与骨髓衰竭或无效造血有关，如巨幼细胞性贫血、再生障碍性贫血。
  

③网织红细胞血红蛋白量RET-He

• 概念：指网织红细胞内血红蛋白的含量
  
• 公式：CHr=MRV × CHCMr
  
• 评价：反映网织红细胞的质量变化，Ret-He达30.5pg为患者需要补充铁的最佳临界值，其灵敏度和特异性高，与CHr有很好的相关性。
  

④网织红细胞平均血红蛋白量CHr

• 概念：平均每个网织红细胞所含血红蛋白的量
  
• 公式：CHr=MRV × CHCMr，单位：pg
  
• 评价：反映网织红细胞内的铁含量，可实时评价骨髓红系的功能状态。
  

白细胞参数
①中间细胞群
MID是三分群血液分析仪指标，一般包括正常时的Mon、E、B；病理时的各种原始幼稚细胞、异型淋巴细胞、浆细胞等。MID计数异常或报警，需特别注意进行血涂片复查。由于各种仪器使用的稀释液和溶血剂白细胞膜作用不一，因此，中间细胞群的确切细胞组成并不明确。
②未成熟粒细胞
IG主要包括St、早幼粒细胞、中幼粒细胞、晚幼粒细胞，但不包括原始粒细胞。有助于筛检、监测白血病反应、严重或慢性感染、炎症、肿瘤、MDS、组织坏死。血培养阳性、IG%高于血培养阴性者，但灵敏度尚不足以用于预测感染或菌血症，IG超过3%，对指示败血症非常特异，有助于微生物检测评价。
③造血祖细胞
HPC是反映以CD34阳性的造血祖细胞为主的参数，特别适合于外周造血干细胞移植过程，监测供体在接受药物作用后外周血中造血干细胞的变化，便于选择采集时机。




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