自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座

CellAVisionDM96自动化数字图像分析系统进行白细胞分类临床应用自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第1页对CellAVisionDM96自动化数字图像分析系统（简称DM96）临床性能进行验证及评价。目标自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第2页方法1.选取422例外周血样本经自动涂片染色后，采取DM96进行白细胞分类，利用线性回归方法分析仪器结果与人工镜检结果相关性；2.计算基于自带参考细胞库和扩充参考细胞库DM96分析软件预分析识别细胞符合率；3.计算检出率，分析采集110、210、310、410个细胞时仪器识别含有主要临床意义细胞能力；4.统计仪器分类与人工镜检所花费时间。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第3页结果1.经过线性回归分析，中性粒细胞和淋巴细胞仪器分析结果与人工镜检结果相关系数较大（r=0.91、r=0.88），而单核细胞相关系数较小（r=0.31）;自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第4页2.DM96分析软件预分析识别早、中、晚幼粒细胞、原始细胞和变异淋巴细胞符合率从基于自带参考细胞库27.56%、37.96%、41.85%、45.12%、29.76%提升到基于扩充参考细胞库33.23%、56.86%、48.33%、58.08%、31.25%;分析110、210、310、410个细胞中含有主要临床意义细胞检出率分别为87.50%、92.65%、94.85%、97.59%;自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第5页3.人工镜检花费（2.50±0.41）min/例，而仪器分析花费（1.98±0.20）min/例，人工审查确认预分析结果花费（0.91±0.14）min/例；使用初始参考细胞库和扩充参考细胞库分析所需时间分别为（2.01±0.39）和（2.09±0.54）min/例，而伴随系统分析细胞数量增多分析所花费时间显著延长。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第6页结论DM96对白细胞分类自动化和标准化含有很好临床应用价值自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第7页序言1.白细胞分类计数已经发展了100多年，至今仍是试验室惯用含有主要临床价值检验方法。伴随各种新血液分析计数仪器和方法不停产生，对于正常或仅有细胞数量异常样本，血液分析仪已能给临床提供足够可靠结。但对于有形态异常细胞或者原始幼稚细胞样本，检测结果需依赖于显微镜检验。所以，显微镜检验仍是当前白细胞分类无可替换经典方法。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第8页2.DM96自动化数字图像分析系统（简称DM96）采取与血液分析仪流式细胞术完全不一样技术，是一个结合传统显微镜检验和当代神经网络技术新型细胞分析技术，用于血细胞形态分析。该仪器当前在我国临床应用较少，我们对DM96临床使用做了评定。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第9页DM96优势1.仪器能经过标准化工作辅助人工镜检，筛查异常血涂片，甚至经完善后能够替换人工镜检。2.其细胞图像完整保留于数据库，有利于满足后期复查、教学等多方面需求。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第10页一、材料和方法一、材料1．样本：随机选取健康体检血常规样本200例、门诊或住院患者血常规样本222例，共422例。包含急慢性炎症、细菌或病毒感染、寄生虫或过敏性疾病、再生障碍性贫血、急慢性白血病及严重贫血患者外周血样本。2．仪器：DM963．试剂：各仪器均使用原装配套试剂（日本Sysmex企业生产）和质控物；瑞氏-吉姆萨染液自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第11页二、方法1．样本准备样本统一编号，采取SP-1000i自动化涂片染色仪涂片及染色。整个样本搜集和准备过程应在4h内完成。自动化涂片染色仪采取空气干燥和瑞氏-吉姆萨染色。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第12页2.DM96工作原理及方法DM96由涂片扫描装置和装有CellAVision血细胞分析软件计算机组成。外周血涂片装载到该系统后，仪器开始扫描涂片，先在10×物镜下以城垛跟踪方式找到白细胞单细胞层并锁定，再于100×物镜下经过自动对焦进行细胞分割和提取，拍摄数码照片，用基于人工神经网络系统（ArtificiAlneutrAlnetworks，ANN）软件进行分析，识别各种白细胞，得到白细胞分类计数预分析结果。预分析白细胞数码照片经过电脑显示器展现在操作者面前，操作者能够选择接收或修改结果，经过人工审查后输出DM96最终止果（下称“仪器最终止果”）。见图1自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第13页自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第14页3．人工镜检人工镜检由2位具备资格检验人员（工作年限超出15年，中级或以上技术职称），按照美国临床试验室标准化协会（CLSI）H20-2A要求方法步骤，分别对同一血涂片在显微镜下分类100个白细胞，共分类200个细胞。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第15页4．扩充参考细胞库

经过具备资质2位检验人员讨论确认经典形态细胞方可加入参考细胞库。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第16页5．性能评价（1）仪器最终止果与人工镜检结果相关性；（2）基于自带参考细胞库和扩充参考细胞库DM96预分析识别细胞能力；（3）增加分析细胞数量后DM96识别含有临床主要意义细胞能力；（4）DM96分析所需时间统计。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第17页三、统计学方法

统计分析采取Excel（MicrosoftOffice，MicrosoftInc．.Redmond，US）和SPSS（SPSS18．0，SPSSInc．.IBM，Chicago，US）软件。计量资料采取x±s表示。人工结果与仪器结果相关性采取线性回归分析，预分析识别细胞能力采取符合率（人工同意DM96预分析结果细胞数/预分析细胞数）.DM96对含有主要临床意义细胞检出能力采取检出率（人工镜检阳性且DM96结果也为阳性样本数/人工镜检阳性样本数）、漏检率（人工镜检阳性而DM96结果为阴性样本数/人工镜检阳性样本数）等指标。采取双侧检验，P

＜0.05表示差异有统计学意义。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第18页四、结果一、仪器最终止果与人工镜检结果相关性将422例仪器分类最终止果与人工镜检分类结果进行相关分析和线性回归分析，结果见图.其中中性粒细胞和淋巴细胞相关系数较大（r=0.91r=0.88，P

<0.01），而单核细胞相关系数较小（r=0.31，P

<0.01）.见图2自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第19页自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第20页二、基于自带和扩充参考细胞库DM96预分析识别细胞能力在使用自带参考细胞库对200名健康体检者和222例患者样本进行预分析后，检验人员审查全部细胞数字图片，人工同意预分析结果百分比见表1，总符合率为88.38%，其中淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和有核红细胞预分析符合率均在90%以上，中性粒细胞和单核细胞预分析符合率也较高（＞70%），原始、幼稚阶段粒细胞及变异淋巴细胞预分析符合率较低（＜50%）。该仪器在本室运行期间，发觉采取初始细胞库预分析结果不能满足我室工作需要，尤其是对一些含有主要临床意义细胞。结合我室临床标本实际情况，我们在使用最初3～4个月里，不停充实参考细胞库内参考细胞，当前每类参考细胞数量由最初约10个增加到当前30～80个.自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第21页

新加入细胞主要为幼稚和原始细胞。之后，我们采取新参考细胞库对222例患者样本进行分析，其识别含有主要临床意义细胞能力见表2。与使用初始参考细胞库相比，幼稚粒细胞、原始细胞和变异淋巴细胞分析符合率都有一定程度提升。其中主要分类错误细胞为：将单核细胞分类为早幼粒细胞81个；将中性中幼粒细胞分类为早幼粒细胞53个；将中性分叶核细胞分类为中性晚幼粒细胞35个；将单核细胞分类为中性晚幼粒细胞35个；将早幼粒细胞分类为原始细胞177个；将中性晚幼粒细胞分类为原始细胞101个；将淋巴细胞分类为变异淋巴细胞68个自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第22页表1基于自带参考细胞库DM96预分析识别细胞能力细胞类型DM96分为该类细胞总数人工审查相符合细胞数符合率（%）中性核粒细胞221691975189.09嗜碱性分叶核粒细胞98795696.86嗜酸性分叶核粒细胞38835190.46淋巴细胞129181228995.13单核细胞1529108570.96早幼粒细胞2837827.56中性中幼粒细胞1375237.96中性晚幼粒细胞31313141.85原始细胞（不区分细胞系）91141145.12变异淋巴细胞842529.76浆细胞501122.00有核红细胞37333990.88总计401423547888.38自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第23页表2基于扩充参考细胞库DM96预分析识别细胞能力细胞类型DM96分为该类细胞总数人工审查相符合细胞数符合率（%）符合率提升（%）早幼粒细胞32210733.235.67中性中幼粒细胞1538756.8618.91中性晚幼粒细胞36017448.336.48原始细胞（不区分细胞系）85449658.0812.96变异淋巴细胞802531.251.49浆细胞943132.9810.98有核红细胞319319100.009.12自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第24页三、增加分析细胞数量后DM96识别含有临床主要意义细胞能力我们测试了DM96识别含有临床主要意义细胞能力。含有主要临床意义细胞阳性判断标准为：早幼粒细胞+中性中幼粒细胞>1%、中性晚幼粒细胞>2%、原始细胞>1%、变异淋巴细胞>5%、浆细胞>1%、有核红细胞>1/100个白细胞。将人工镜检作为参考方法，每个标本分析110个白细胞时，222例患者样本中，异常样本检出119例，漏检17例，检出率为87.50%，漏检率为12.50%。深入查找漏检原因，17例样本中，11例仅有2.5%～3.5%中性晚幼粒细胞，且均为感染病例；4例有核红细胞<1个/100个白细胞；2例将原始细胞错误划分到变异淋巴细胞，且比例<1%。而分析细胞数量为210、310、410个时，漏检样本数量分别为10、7、4个，检出率为92.65%、94.85%、97.59%。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第25页四、仪器分析花费时间分析人工镜检花费（2.50±0.41）min/例，而仪器分析（从将血涂片装载入仪器开始至预分析完成为止）花费（1.98±0.20）min/例，人工审查确认预分析结果花费（0.91±0.14）min/例，大大节约检验师所花费时间。使用初始参考细胞库和扩充参考细胞库分析花费时间分别为（2.01±0.39）和（2.09±0.54）min/例。而完成分析110、210、310、410个白细胞花费时间分别为1.98、3.09、4.15、4.68min/例，时间伴随分析细胞数增加而显著延长。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第26页

五、讨论DM96使用标准化分析程序，对于分析区域和路径都预先做好了设定，降低了分析区域不一样造成误差。同时，DM96预分析后全部细胞图像按照预分析结果排列于屏幕上，所以检验人员能够很快确认或对其中认为分析结果有误细胞重新分类。1977年美国病理学家协会（CAP）组织进行白细胞分类研究比较,DM96对淋巴细胞、嗜酸性分叶核细胞分类能力比人工分类能力高或相当，其它类型细胞则稍差。将仪器分析最终止果与检验人员直接在显微镜下分类结果相比较，二者回归系数在不一样类细胞间差距很大（0.3～0.9），在外周血片中出现频率低细胞（单核细胞）相关性较差，在中性分叶核粒细胞、嗜碱性分叶核细胞和淋巴细胞中较高。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第27页

在DM96临床应用中发觉，参考细胞库容量会影响细胞预分析结果符合率。在使用扩充参考细胞库预分析时，含有主要临床意义细胞分析符合率较使用初始参考细胞库时有显著提升。由此提醒，在实际工作中需要不停完善参考细胞库以提升预分析结果符合率。在实际工作中，识别样本出现含有临床主要意义细胞，是各种分类方法可靠性决定性原因之一,怎样提升检出率、降低漏检率发生是各种方法着力探讨问题之一。自动化数字图像分析系统进行白细胞分类的临床应用专家讲座第28页经过试验证实，增加DM96分类细胞数量能够有效地降低漏检发生，不过并不是无限增大细胞后漏检就能完全防止。我们发觉当分类白细胞由110个增加到410个，含有主要临床意义细胞漏检率显著降低（由12.5%降低到2.41%），而仪器分类时间明显延长（由2.89min/例延长到5.59min/例）。这一点提示在临床使用DM96时，应该依据患者情况对系统参数做出调整，如碰到高危科室，如血液科患者时，应该适当增加分类细胞数量，以期提升检出率，防止漏检。自动化数字图像分析系统进行白细胞分