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CellAVisionDM96自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類臨床應(yīng)用自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第1頁對CellAVisionDM96自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)(簡稱DM96)臨床性能進行驗證及評價。目標(biāo)自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第2頁方法1.選取422例外周血樣本經(jīng)自動涂片染色后,采取DM96進行白細(xì)胞分類,利用線性回歸方法分析儀器結(jié)果與人工鏡檢結(jié)果相關(guān)性;2.計算基于自帶參考細(xì)胞庫和擴充參考細(xì)胞庫DM96分析軟件預(yù)分析識別細(xì)胞符合率;3.計算檢出率,分析采集110、210、310、410個細(xì)胞時儀器識別含有主要臨床意義細(xì)胞能力;4.統(tǒng)計儀器分類與人工鏡檢所花費時間。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第3頁結(jié)果1.經(jīng)過線性回歸分析,中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞儀器分析結(jié)果與人工鏡檢結(jié)果相關(guān)系數(shù)較大(r=0.91、r=0.88),而單核細(xì)胞相關(guān)系數(shù)較小(r=0.31);自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第4頁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)胞符合率從基于自帶參考細(xì)胞庫27.56%、37.96%、41.85%、45.12%、29.76%提升到基于擴充參考細(xì)胞庫33.23%、56.86%、48.33%、58.08%、31.25%;分析110、210、310、410個細(xì)胞中含有主要臨床意義細(xì)胞檢出率分別為87.50%、92.65%、94.85%、97.59%;自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第5頁3.人工鏡檢花費(2.50±0.41)min/例,而儀器分析花費(1.98±0.20)min/例,人工審查確認(rèn)預(yù)分析結(jié)果花費(0.91±0.14)min/例;使用初始參考細(xì)胞庫和擴充參考細(xì)胞庫分析所需時間分別為(2.01±0.39)和(2.09±0.54)min/例,而伴隨系統(tǒng)分析細(xì)胞數(shù)量增多分析所花費時間顯著延長。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第6頁結(jié)論DM96對白細(xì)胞分類自動化和標(biāo)準(zhǔn)化含有很好臨床應(yīng)用價值自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第7頁序言1.白細(xì)胞分類計數(shù)已經(jīng)發(fā)展了100多年,至今仍是試驗室慣用含有主要臨床價值檢驗方法。伴隨各種新血液分析計數(shù)儀器和方法不停產(chǎn)生,對于正?;騼H有細(xì)胞數(shù)量異常樣本,血液分析儀已能給臨床提供足夠可靠結(jié)。但對于有形態(tài)異常細(xì)胞或者原始幼稚細(xì)胞樣本,檢測結(jié)果需依賴于顯微鏡檢驗。所以,顯微鏡檢驗仍是當(dāng)前白細(xì)胞分類無可替換經(jīng)典方法。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第8頁2.DM96自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)(簡稱DM96)采取與血液分析儀流式細(xì)胞術(shù)完全不一樣技術(shù),是一個結(jié)合傳統(tǒng)顯微鏡檢驗和當(dāng)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新型細(xì)胞分析技術(shù),用于血細(xì)胞形態(tài)分析。該儀器當(dāng)前在我國臨床應(yīng)用較少,我們對DM96臨床使用做了評定。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第9頁DM96優(yōu)勢1.儀器能經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化工作輔助人工鏡檢,篩查異常血涂片,甚至經(jīng)完善后能夠替換人工鏡檢。2.其細(xì)胞圖像完整保留于數(shù)據(jù)庫,有利于滿足后期復(fù)查、教學(xué)等多方面需求。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第10頁一、材料和方法一、材料1.樣本:隨機選取健康體檢血常規(guī)樣本200例、門診或住院患者血常規(guī)樣本222例,共422例。包含急慢性炎癥、細(xì)菌或病毒感染、寄生蟲或過敏性疾病、再生障礙性貧血、急慢性白血病及嚴(yán)重貧血患者外周血樣本。2.儀器:DM963.試劑:各儀器均使用原裝配套試劑(日本Sysmex企業(yè)生產(chǎn))和質(zhì)控物;瑞氏-吉姆薩染液自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第11頁二、方法1.樣本準(zhǔn)備樣本統(tǒng)一編號,采取SP-1000i自動化涂片染色儀涂片及染色。整個樣本搜集和準(zhǔn)備過程應(yīng)在4h內(nèi)完成。自動化涂片染色儀采取空氣干燥和瑞氏-吉姆薩染色。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第12頁2.DM96工作原理及方法DM96由涂片掃描裝置和裝有CellAVision血細(xì)胞分析軟件計算機組成。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)胞單細(xì)胞層并鎖定,再于100×物鏡下經(jīng)過自動對焦進行細(xì)胞分割和提取,拍攝數(shù)碼照片,用基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(ArtificiAlneutrAlnetworks,ANN)軟件進行分析,識別各種白細(xì)胞,得到白細(xì)胞分類計數(shù)預(yù)分析結(jié)果。預(yù)分析白細(xì)胞數(shù)碼照片經(jīng)過電腦顯示器展現(xiàn)在操作者面前,操作者能夠選擇接收或修改結(jié)果,經(jīng)過人工審查后輸出DM96最終止果(下稱“儀器最終止果”)。見圖1自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第13頁自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第14頁3.人工鏡檢人工鏡檢由2位具備資格檢驗人員(工作年限超出15年,中級或以上技術(shù)職稱),按照美國臨床試驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CLSI)H20-2A要求方法步驟,分別對同一血涂片在顯微鏡下分類100個白細(xì)胞,共分類200個細(xì)胞。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第15頁4.?dāng)U充參考細(xì)胞庫
經(jīng)過具備資質(zhì)2位檢驗人員討論確認(rèn)經(jīng)典形態(tài)細(xì)胞方可加入?yún)⒖技?xì)胞庫。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第16頁5.性能評價(1)儀器最終止果與人工鏡檢結(jié)果相關(guān)性;(2)基于自帶參考細(xì)胞庫和擴充參考細(xì)胞庫DM96預(yù)分析識別細(xì)胞能力;(3)增加分析細(xì)胞數(shù)量后DM96識別含有臨床主要意義細(xì)胞能力;(4)DM96分析所需時間統(tǒng)計。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第17頁三、統(tǒng)計學(xué)方法
統(tǒng)計分析采取Excel(MicrosoftOffice,MicrosoftInc..Redmond,US)和SPSS(SPSS18.0,SPSSInc..IBM,Chicago,US)軟件。計量資料采取x±s表示。人工結(jié)果與儀器結(jié)果相關(guān)性采取線性回歸分析,預(yù)分析識別細(xì)胞能力采取符合率(人工同意DM96預(yù)分析結(jié)果細(xì)胞數(shù)/預(yù)分析細(xì)胞數(shù)).DM96對含有主要臨床意義細(xì)胞檢出能力采取檢出率(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)。采取雙側(cè)檢驗,P
<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第18頁四、結(jié)果一、儀器最終止果與人工鏡檢結(jié)果相關(guān)性將422例儀器分類最終止果與人工鏡檢分類結(jié)果進行相關(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)胞相關(guān)系數(shù)較大(r=0.91r=0.88,P
<0.01),而單核細(xì)胞相關(guān)系數(shù)較?。╮=0.31,P
<0.01).見圖2自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第19頁自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第20頁二、基于自帶和擴充參考細(xì)胞庫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例患者樣本進行預(yù)分析后,檢驗人員審查全部細(xì)胞數(shù)字圖片,人工同意預(yù)分析結(jié)果百分比見表1,總符合率為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)胞預(yù)分析符合率均在90%以上,中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞預(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)胞預(yù)分析符合率較低(<50%)。該儀器在本室運行期間,發(fā)覺采取初始細(xì)胞庫預(yù)分析結(jié)果不能滿足我室工作需要,尤其是對一些含有主要臨床意義細(xì)胞。結(jié)合我室臨床標(biāo)本實際情況,我們在使用最初3~4個月里,不停充實參考細(xì)胞庫內(nèi)參考細(xì)胞,當(dāng)前每類參考細(xì)胞數(shù)量由最初約10個增加到當(dāng)前30~80個.自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第21頁
新加入細(xì)胞主要為幼稚和原始細(xì)胞。之后,我們采取新參考細(xì)胞庫對222例患者樣本進行分析,其識別含有主要臨床意義細(xì)胞能力見表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)胞分析符合率都有一定程度提升。其中主要分類錯誤細(xì)胞為:將單核細(xì)胞分類為早幼粒細(xì)胞81個;將中性中幼粒細(xì)胞分類為早幼粒細(xì)胞53個;將中性分葉核細(xì)胞分類為中性晚幼粒細(xì)胞35個;將單核細(xì)胞分類為中性晚幼粒細(xì)胞35個;將早幼粒細(xì)胞分類為原始細(xì)胞177個;將中性晚幼粒細(xì)胞分類為原始細(xì)胞101個;將淋巴細(xì)胞分類為變異淋巴細(xì)胞68個自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第22頁表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501122.00有核紅細(xì)胞37333990.88總計401423547888.38自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第23頁表2基于擴充參考細(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)人工審查相符合細(xì)胞數(shù)符合率(%)符合率提升(%)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自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第24頁三、增加分析細(xì)胞數(shù)量后DM96識別含有臨床主要意義細(xì)胞能力我們測試了DM96識別含有臨床主要意義細(xì)胞能力。含有主要臨床意義細(xì)胞陽性判斷標(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個白細(xì)胞。將人工鏡檢作為參考方法,每個標(biāo)本分析110個白細(xì)胞時,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%。深入查找漏檢原因,17例樣本中,11例僅有2.5%~3.5%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/100個白細(xì)胞;2例將原始細(xì)胞錯誤劃分到變異淋巴細(xì)胞,且比例<1%。而分析細(xì)胞數(shù)量為210、310、410個時,漏檢樣本數(shù)量分別為10、7、4個,檢出率為92.65%、94.85%、97.59%。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第25頁四、儀器分析花費時間分析人工鏡檢花費(2.50±0.41)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(1.98±0.20)min/例,人工審查確認(rèn)預(yù)分析結(jié)果花費(0.91±0.14)min/例,大大節(jié)約檢驗師所花費時間。使用初始參考細(xì)胞庫和擴充參考細(xì)胞庫分析花費時間分別為(2.01±0.39)和(2.09±0.54)min/例。而完成分析110、210、310、410個白細(xì)胞花費時間分別為1.98、3.09、4.15、4.68min/例,時間伴隨分析細(xì)胞數(shù)增加而顯著延長。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第26頁
五、討論DM96使用標(biāo)準(zhǔn)化分析程序,對于分析區(qū)域和路徑都預(yù)先做好了設(shè)定,降低了分析區(qū)域不一樣造成誤差。同時,DM96預(yù)分析后全部細(xì)胞圖像按照預(yù)分析結(jié)果排列于屏幕上,所以檢驗人員能夠很快確認(rèn)或?qū)ζ渲姓J(rèn)為分析結(jié)果有誤細(xì)胞重新分類。1977年美國病理學(xué)家協(xié)會(CAP)組織進行白細(xì)胞分類研究比較,DM96對淋巴細(xì)胞、嗜酸性分葉核細(xì)胞分類能力比人工分類能力高或相當(dāng),其它類型細(xì)胞則稍差。將儀器分析最終止果與檢驗人員直接在顯微鏡下分類結(jié)果相比較,二者回歸系數(shù)在不一樣類細(xì)胞間差距很大(0.3~0.9),在外周血片中出現(xiàn)頻率低細(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)胞和淋巴細(xì)胞中較高。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第27頁
在DM96臨床應(yīng)用中發(fā)覺,參考細(xì)胞庫容量會影響細(xì)胞預(yù)分析結(jié)果符合率。在使用擴充參考細(xì)胞庫預(yù)分析時,含有主要臨床意義細(xì)胞分析符合率較使用初始參考細(xì)胞庫時有顯著提升。由此提醒,在實際工作中需要不停完善參考細(xì)胞庫以提升預(yù)分析結(jié)果符合率。在實際工作中,識別樣本出現(xiàn)含有臨床主要意義細(xì)胞,是各種分類方法可靠性決定性原因之一,怎樣提升檢出率、降低漏檢率發(fā)生是各種方法著力探討問題之一。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用專家講座第28頁經(jīng)過試驗證實,增加DM96分類細(xì)胞數(shù)量能夠有效地降低漏檢發(fā)生,不過并不是無限增大細(xì)胞后漏檢就能完全防止。我們發(fā)覺當(dāng)分類白細(xì)胞由110個增加到410個,含有主要臨床意義細(xì)胞漏檢率顯著降低(由12.5%降低到2.41%),而儀器分類時間明顯延長(由2.89min/例延長到5.59min/例)。這一點提示在臨床使用DM96時,應(yīng)該依據(jù)患者情況對系統(tǒng)參數(shù)做出調(diào)整,如碰到高??剖?,如血液科患者時,應(yīng)該適當(dāng)增加分類細(xì)胞數(shù)量,以期提升檢出率,防止漏檢。自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進行白細(xì)胞分
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