DI-60型全自動數(shù)字化細(xì)胞形態(tài)識別分析系統(tǒng)的臨床應(yīng)用

曾素根， 毛志剛， 朱新勤， 郭曼英， 莊利芳， 韓秀華， 左永太， 李 倚， 江 虹

（四川大學(xué)華西醫(yī)院實驗醫(yī)學(xué)科臨檢血液室，四川 成都 610041）

眾所周知，血液細(xì)胞分析是最為重要和普及的臨床檢驗項目之一，對許多疾病的預(yù)防、診斷、鑒別診斷及預(yù)后判斷起著重要作用。其血細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢驗對于某些疾病的診斷和治療也同等重要，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全自動數(shù)字化細(xì)胞形態(tài)識別分析系統(tǒng)是未來形態(tài)學(xué)檢驗發(fā)展的趨勢，有利于檢測流程自動化，提高檢測時效性[1-3]。

瑞典CellaVision AB公司生產(chǎn)的DI-60型全自動數(shù)字化細(xì)胞形態(tài)分析系統(tǒng)（簡稱DI-60系統(tǒng)）是模擬人工在顯微鏡下對外周血涂片進(jìn)行鏡檢的閱片系統(tǒng)，由成像采集系統(tǒng)和細(xì)胞識別軟件2個部分組成。DI-60系統(tǒng)的細(xì)胞分類識別原理為：該系統(tǒng)從單細(xì)胞層定位到細(xì)胞預(yù)分類的操作模仿人工鏡檢流程，在10×物鏡下掃描血涂片，找到白細(xì)胞（white blood cell，WBC）單細(xì)胞層并定位對焦，再以城垛方式跟蹤掃描、記錄每個WBC的位置，然后于100×油鏡下對各種細(xì)胞進(jìn)行圖像采集，再通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（artificial neural network，ANN），對細(xì)胞進(jìn)行識別（預(yù)分類）分析，將采集的圖像和細(xì)胞預(yù)分類的結(jié)果顯示在計算機顯示屏上，操作者只需要對顯示屏上的結(jié)果逐項復(fù)核。本研究對DI-60系統(tǒng)的檢測結(jié)果進(jìn)行了評價，以了解DI-60系統(tǒng)的臨床適用性。

1 材料和方法

1.1 標(biāo)本來源

隨機選取四川大學(xué)華西醫(yī)院臨床血液標(biāo)本322份，其中急診患者血液標(biāo)本22份、門診患者血液標(biāo)本100份、住院患者血液標(biāo)本100份、體檢者血液標(biāo)本100份，均采用乙二胺四乙酸二鉀抗凝，標(biāo)本量為2 mL。

1.2 儀器與試劑

DI-60系統(tǒng)由瑞典CellaVision AB公司生產(chǎn)，SYSMEX XN-9000全自動血液細(xì)胞分析流水線、SP-10自動涂片染色儀、檢測試劑及質(zhì)控液均由日本Sysmex公司生產(chǎn)；瑞氏—吉姆薩染液由珠海貝索生物技術(shù)有限公司提供。

1.3 方法

檢測血液標(biāo)本前先對XN-9000全自動血液細(xì)胞分析流水線進(jìn)行校準(zhǔn)并檢測質(zhì)控品。質(zhì)控在控后檢測322份血液標(biāo)本，隨后采用SP-10自動涂片染色儀進(jìn)行自動推片、染色，使用DI-60系統(tǒng)對已染色的血涂片進(jìn)行血細(xì)胞預(yù)分析識別，再由有豐富形態(tài)學(xué)經(jīng)驗的主管技師對預(yù)分類的細(xì)胞進(jìn)行復(fù)核。

1.4 計算公式

預(yù)分類細(xì)胞正確率=預(yù)分類正確細(xì)胞總數(shù)/預(yù)分類細(xì)胞總數(shù)×100%。預(yù)分類細(xì)胞差錯率=預(yù)分類錯誤細(xì)胞總數(shù)/預(yù)分類細(xì)胞總數(shù)×100%。未識別率=未分類細(xì)胞總數(shù)/預(yù)分類細(xì)胞總數(shù)×100%。

2 結(jié)果

2.1 DI-60系統(tǒng)對血液WBC的預(yù)分類結(jié)果

DI-60系統(tǒng)對322份血液標(biāo)本進(jìn)行WBC預(yù)分類，其界面見圖1，共掃描記錄了56 728個細(xì)胞及雜質(zhì)，其結(jié)果與人工復(fù)核結(jié)果進(jìn)行比對，其中正確數(shù)為51 704個，正確率為91.14%；錯誤數(shù)為5 024個，錯誤率為8.86%。DI-60系統(tǒng)進(jìn)行WBC預(yù)分類的正確數(shù)及錯誤數(shù)見表1，人工復(fù)合糾正后的結(jié)果見表2。

圖1 DI-60系統(tǒng)對WBC進(jìn)行預(yù)分類的界面

表1 DI-60系統(tǒng)對322份血液標(biāo)本進(jìn)行WBC預(yù)分類正確及錯誤分析

2.2 對DI-60系統(tǒng)進(jìn)行血液WBC預(yù)分類時的未分類細(xì)胞進(jìn)行人工分析

DI-60系統(tǒng)對322份血液涂片標(biāo)本進(jìn)行WBC預(yù)分類時，共有1 826個細(xì)胞未被分類，未識別率為3.22%。采用人工對未識別細(xì)胞進(jìn)行復(fù)核再分類，其中桿狀核中性粒細(xì)胞100個（5.48%）、分葉核中性粒細(xì)胞319個（17.47%）、嗜酸粒細(xì)胞160個（8.76%）、嗜堿粒細(xì)胞11個（0.60%）、淋巴細(xì)胞239個（13.09%）、單核細(xì)胞372個（20.37%）、早幼粒細(xì)胞5個（0.27%）、中性中幼粒細(xì)胞33個（1.81%）、中性晚幼粒細(xì)胞53個（2.90%）、原始細(xì)胞3個（0.16%）、變異淋巴細(xì)胞9個（0.49%）、有核紅細(xì)胞7個（0.38%）、大血小板76個（4.16%）、血小板聚集5個（0.27%）、涂抹細(xì)胞161個（8.82%）、人造細(xì)胞（雜質(zhì)）273個（14.95%）。

表2 DI-60系統(tǒng)對322份血液標(biāo)本進(jìn)行WBC預(yù)分類后人工復(fù)核結(jié)果分析

3 討論

DI-60系統(tǒng)的優(yōu)勢：（1）操作簡便、速度快，閱片效率為每臺每小時約30張，人工顯微鏡分類一般是每人每小時約10張，工作效率明顯提高，尤其針對WBC計數(shù)低的標(biāo)本，與人工顯微鏡下瀏覽全片相比節(jié)省了大量時間；（2）漏檢率低，可通過設(shè)置DI-60系統(tǒng)增加WBC預(yù)分類數(shù)量（如200～500個）使漏檢率大大減低；（3）細(xì)胞形態(tài)學(xué)更加客觀、標(biāo)準(zhǔn)，人工顯微鏡下細(xì)胞分類存在主觀差異性，不同實驗室、不同人員之間難以做到標(biāo)準(zhǔn)完全一致，但DI-60系統(tǒng)預(yù)分類的細(xì)胞圖像保存在數(shù)據(jù)庫中，便于與同事、專家進(jìn)行交流，對細(xì)胞的識別達(dá)成一致，并有利于結(jié)果的再次復(fù)核、查詢、教學(xué)、培訓(xùn)等[1-3]；（4）DI-60系統(tǒng)采集的細(xì)胞圖像清晰、易于識別，同時可以與同類別的參考細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行比較，提高了人工復(fù)核再分類時的正確率，有CellaVision標(biāo)志為原始細(xì)胞參考形態(tài)，其余為預(yù)分類的原始細(xì)胞形態(tài)；（5）細(xì)胞形態(tài)學(xué)圖像易于永久保存；（6）由于血液涂片、染色、讀片在相對封閉的工作環(huán)境中進(jìn)行，減少了標(biāo)本的污染，條形碼加二維碼的使用也降低了標(biāo)本信息錯誤率。

DI-60系統(tǒng)的應(yīng)用存在的問題：（1）僅為圖像采集及細(xì)胞預(yù)分類工具，仍須人工進(jìn)行復(fù)核，將錯誤預(yù)分類的細(xì)胞進(jìn)行糾錯；（2）對血液涂片、染色的要求較高，染料雜質(zhì)和染色效果均影響對細(xì)胞的正確識別及讀片速度；（3）對WBC總數(shù)＞100×109的血液涂片很難采集到單個細(xì)胞圖像。本研究結(jié)果顯示，DI-60系統(tǒng)對分葉核中性粒細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、大血小板、血小板聚集、涂抹細(xì)胞及人造細(xì)胞（雜質(zhì)）等識別的正確率高，均在95%以上，而對變異淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞等的識別正確率低，需人工確認(rèn)，與文獻(xiàn)報道[4]一致。

從理論上講，相同操作者通過顯微鏡觀察血細(xì)胞形態(tài)分類與在電腦顯示屏上對血細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行復(fù)核分類的結(jié)果應(yīng)該完全一致，但在實際應(yīng)用中，由于采集的細(xì)胞圖像與顯微鏡下觀察的細(xì)胞形態(tài)存在一定差異，如相同WBC在顯微鏡下及在電腦顯示屏上顯示的細(xì)胞大小、核染色質(zhì)粗細(xì)、包漿顆粒大小等有所不同，會導(dǎo)致分析者對WBC的判別有差異，因此需對操作者進(jìn)行培訓(xùn)，以達(dá)到完全一致。

DI-60系統(tǒng)對血液涂片上一些識別存在困難的細(xì)胞或雜質(zhì)歸類為“未被分類細(xì)胞”，這與傳統(tǒng)意義上分類不明細(xì)胞（包括癌轉(zhuǎn)移細(xì)胞、淋巴瘤細(xì)胞）不同，這類細(xì)胞均可通過人工進(jìn)行正確的分類，其中人工分為單核細(xì)胞的占20.37%，可能與單核細(xì)胞比較復(fù)雜的形態(tài)特征有關(guān)。

DI-60系統(tǒng)除了可對WBC進(jìn)行預(yù)分類外，還可以對紅細(xì)胞形態(tài)進(jìn)行定性分析，為臨床貧血的分類及病因分析提供了實驗室依據(jù)；對大血小板和巨大血小板、血小板數(shù)量估計、血小板聚集進(jìn)行分析，尤其是操作者可以在概覽圖像中對血小板數(shù)量進(jìn)行計數(shù)，這有助于判斷血液分析儀對血小板計數(shù)結(jié)果是否準(zhǔn)確。

綜上所述，DI-60系統(tǒng)是血細(xì)胞分析后形態(tài)學(xué)復(fù)檢的輔助工具，有利于血細(xì)胞分析檢測的質(zhì)量及時效性的提高，可在一定程度上降低人工成本、緩解形態(tài)學(xué)檢驗人員匱乏的矛盾，但仍建議對于特殊病例或腫瘤細(xì)胞數(shù)量較高的外周血標(biāo)本進(jìn)行人工顯微鏡檢查。

[1]ROLLINS-RAVAL M A，RAVAL J S，CONTIS L.Experience with CellaVision DM96 for peripheral blood differentials in a large multi-center academic hospital system [J]. J Pathol Inform， 2012，3：29.

[2]黃驥斌， 曾婷婷， 郭曼英， 等．CellaVision DM96自動化數(shù)字圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行白細(xì)胞分類的臨床應(yīng)用[J]. 檢驗醫(yī)學(xué)，2012，27（4）：299-303.

[3]王庚，解宏杰，蔣顯勇，等. 細(xì)胞形態(tài)檢測系統(tǒng)用于白細(xì)胞形態(tài)識別的臨床應(yīng)用評價[J]. 中華檢驗醫(yī)學(xué)雜志，2015，38（3）：168-172.

[4]任穎佳，王悅，劉汝峰，等．CellaVision DM96 血細(xì)胞形態(tài)分析儀外周血細(xì)胞分類結(jié)果評價[J]. 臨床檢驗雜志，2014，32（8）：568-571.