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.pptx

CellAVision DM96 CellAVision DM96 自动化数字图像自动化数字图像分析系统进行白细胞分类临床应用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 CellAVision DM96 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页方法方法1.1.选取选取 422 422 例外周血样本经自动涂片染色后，采取例外周血样本经自动涂片染色后，采取 DM96 DM96 进行白细胞分类，利用线性回归方法分析仪进行白细胞分类，利用线性回归方法分析仪器结果与人工镜检结果相关性；器结果与人工镜检结果相关性；2.2.计算基于自带参考细胞库和扩充参考细胞库计算基于自带参考细胞库和扩充参考细胞库DM96 DM96 分析软件预分析识别细胞符合率；分析软件预分析识别细胞符合率；3.3.计算检出率，分析采集计算检出率，分析采集 110 110、210210、310310、410 410 个个细胞时仪器识别含有主要临床意义细胞能力；细胞时仪器识别含有主要临床意义细胞能力；4.4.统计仪器分类与人工镜检所花费时间。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页结果结果n n1.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n n2.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n n3.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页结论结论nDM96 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页序言序言n n1.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n n2.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DM96DM96优势优势n n1.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。n n2.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、材料和方法n n一、材料一、材料1 1 样本：样本：随机选取健康体检血常规样本随机选取健康体检血常规样本 200 200 例、例、门诊或住院患者血常规样本门诊或住院患者血常规样本 222 222 例，共例，共 422 422 例。例。包含急慢性炎症、细菌或病毒感染、寄生虫或过敏包含急慢性炎症、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。血患者外周血样本。2 2 仪器：仪器：DM96 DM96 3 3 试剂：各仪器均使用原装配套试剂（试剂：各仪器均使用原装配套试剂（日本日本Sysmex Sysmex 企业生产）企业生产）和质控物；和质控物；瑞氏瑞氏-吉姆萨染液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 4 h 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（ArtificiAl neutrAl networks，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 5 性能评价性能评价（1 1）仪器最终止果与人工镜检结果相关性；仪器最终止果与人工镜检结果相关性；（2 2）基于自带参考细胞库和扩充参考细胞库基于自带参考细胞库和扩充参考细胞库 DM96 DM96 预分析识别细胞能力；预分析识别细胞能力；（3 3）增加分析细胞数量后增加分析细胞数量后 DM96 DM96 识别含有临床主识别含有临床主要意义细胞能力；要意义细胞能力；（4 4）DM96 DM96 分析所需时间统计。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、统计学方法三、统计学方法 统计分析采取统计分析采取 Excel Excel（Microsoft Office Microsoft Office，Microsoft IncMicrosoft Inc.Redmond.Redmond，USUS）和和 SPSS SPSS（SPSS 18SPSS 18 0 0，SPSS IncSPSS Inc.IBM.IBM，ChicagoChicago，USUS）软件。计量资料采取软件。计量资料采取 xs xs 表示。人工结果与仪表示。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胞能力采取符合率 （人工同意人工同意 DM96 DM96 预分析结预分析结果细胞数果细胞数/预分析细胞数）预分析细胞数）.DM96.DM96 对含有主要临对含有主要临床意义细胞检出能力采取检出率（床意义细胞检出能力采取检出率（人工镜检阳性人工镜检阳性且且 DM96 DM96 结果也为阳性样本数结果也为阳性样本数/人工镜检阳性样人工镜检阳性样本数）本数）、漏检率（、漏检率（人工镜检阳性而人工镜检阳性而 DM96 DM96 结果结果为阴性样本数为阴性样本数/人工镜检阳性样本数）人工镜检阳性样本数）等指标。等指标。采取双侧检验，采取双侧检验，P P 0.05 0.05表示差异有统计学意义。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、结四、结 果果一、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=0.91 r=0.88，P 0.01），而单核细胞相关系数较小（r=0.31，P 1%1%、中性晚幼粒细胞、中性晚幼粒细胞 2%2%、原始细胞、原始细胞1%1%、变异淋巴细胞变异淋巴细胞5%5%、浆细胞、浆细胞1%1%、有核红细胞、有核红细胞1/100 1/100 个白细个白细胞。将人工镜检作为参胞。将人工镜检作为参 考考 方方 法，每个标本分析法，每个标本分析110 110 个白细个白细胞时，胞时，222 222 例患者样本中，异常样本检出例患者样本中，异常样本检出 119 119 例，漏检例，漏检 17 17 例，检出率为例，检出率为 87.50%87.50%，漏检率为，漏检率为 12.50%12.50%。深入查找漏检。深入查找漏检原因，原因，17 17 例样本中，例样本中，11 11 例仅有例仅有 2.5%2.5%3.5%3.5%中性晚幼粒中性晚幼粒细胞，且均为感染病例；细胞，且均为感染病例；4 4例有核红细胞例有核红细胞 1 1个个/100/100个白细胞；个白细胞；2 2例将原始细胞错误划分到变异淋巴细胞，且例将原始细胞错误划分到变异淋巴细胞，且 比比 例例1%1%。而。而分析细胞数量为分析细胞数量为210210、310310、410 410 个时，漏检样本数量分别为个时，漏检样本数量分别为1010、7 7、4 4个，检出率为个，检出率为 92.65%92.65%、94.85%94.85%、97.59%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四、仪器分析花费时间分析 人工镜检花费（人工镜检花费（2.50 0.41 2.50 0.41）min/min/例，例，而仪器分析（而仪器分析（从将血涂片装载入仪器开始至预分从将血涂片装载入仪器开始至预分析完成为止）析完成为止）花费（花费（1.98 0.20 1.98 0.20）min/min/例，例，人工审查确认预分析结果花费（人工审查确认预分析结果花费（0.91 0.91 0.140.14）min/min/例，大大节约检验师所花费时间。使例，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（间分别为（2.01 0.392.01 0.39）和和 （2.09 0.542.09 0.54）min/min/例。而例。而 完完 成成 分分 析析110110、210210、310310、410 410 个个 白白 细细 胞胞 花花 费费 时时 间间 分分 别别 为为1.981.98、3.093.09、4.154.15、4.68min/4.68min/例，时间伴随分析细胞数增加而例，时间伴随分析细胞数增加而显著延长。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、讨五、讨 论论n nDM96 DM96 使用标准化分析程序，对于分析区域和路径都预先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，做好了设定，降低了分析区域不一样造成误差。同时，DM96 DM96 预分析后全部细胞图像按照预分析结果排列于屏幕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。误细胞重新分类。1977 1977 年美国病理学家协会（年美国病理学家协会（CAP CAP）组组织进行白细胞分类研究比较织进行白细胞分类研究比较,DM96,DM96 对淋巴细胞、嗜酸性对淋巴细胞、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。细胞则稍差。n n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（相比较，二者回归系数在不一样类细胞间差距很大（0.3 0.3 0.9 0.9），在外周血片中出现频率低细胞（，在外周血片中出现频率低细胞（单核细胞）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。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n n 在在 DM96 DM96 临床应用中发觉，参考细胞库容临床应用中发觉，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，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是各种分类方法可靠性决定性原因之一,怎样提怎样提升检出率、降低漏检率发生是各种方法着力探升检出率、降低漏检率发生是各种方法着力探讨问题之一。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n n经过试验证实，增加经过试验证实，增加 DM96 DM96 分类细胞数量能够有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漏检就能完全防止。我们发觉当分类白细胞由 110110个增加到个增加到 410 410 个，含有主要临床意义细胞漏个，含有主要临床意义细胞漏检率显著降低（检率显著降低（由由 12.5%12.5%降低到降低到 2.41%2.41%），而仪器分类而仪器分类 时时 间间 明明 显显 延延 长长 （由由 2.89 2.89 min/min/例例 延延 长长 到到 5.59 min/5.59 min/例）例）。这。这 一一 点点 提提 示示 在在 临临 床床 使使 用用 DM96 DM96时，应该依据患者情时，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。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类的临床应用专家讲座第29页n n当前当前 DM96 DM96 在国内应用较少，多数使用过检验人员认为该在国内应用较少，多数使用过检验人员认为该仪器拍摄细胞图像与显微镜下直接观察到细胞形态有一定仪器拍摄细胞图像与显微镜下直接观察到细胞形态有一定差异，如差异，如 DM96 DM96 拍摄单核细胞图像较显微镜直接观察到细拍摄单核细胞图像较显微镜直接观察到细胞颗粒更显著，而胞核折叠感欠显著等，这些差异使得检胞颗粒更显著，而胞核折叠感欠显著等，这些差异使得检验人员在首次使用该仪器时判断细胞分类有一定困难。这验人员在首次使用该仪器时判断细胞分类有一定困难。这可能是造成预分析符合率不尽如人意原因之一。所以，检可能是造成预分析符合率不尽如人意原因之一。所以，检验人员在熟悉验人员在熟悉 DM96 DM96 拍摄细胞图像形态特征后可深入提升拍摄细胞图像形态特征后可深入提升预分析符合率。预分析符合率。n n另外在实践时间上，人工镜检花费时间是使用另外在实践时间上，人工镜检花费时间是使用DM96 DM96 花费花费人工时间近人工时间近 3 3 倍。使用倍。使用 DM96 DM96 时，在血涂片装载好后仪时，在血涂片装载好后仪器即开始自动预分析，此段时间内，检验人员能够离开进器即开始自动预分析，此段时间内，检验人员能够离开进行其它工作。待其预分析完成后，检验人员能够在荧幕上行其它工作。待其预分析完成后，检验人员能够在荧幕上快速对仪器已初步分类结果进行查对和纠正。对于非急诊快速对仪器已初步分类结果进行查对和纠正。对于非急诊样本，能够集中审查复片结果，从而大大节约了检验人员样本，能够集中审查复片结果，从而大大节约了检验人员花费时间，提升了员工工作效率。花费时间，提升了员工工作效率。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30页n n总而言之，总而言之，DM96 DM96 作为一个图像分类系统，其分类原作为一个图像分类系统，其分类原理更靠近于人工直接镜检方法。对于外周血中数量理更靠近于人工直接镜检方法。对于外周血中数量和百分比高细胞含有良好辨识度，其分类结果与人和百分比高细胞含有良好辨识度，其分类结果与人工分类相关性良好。即使当前工分类相关性良好。即使当前 DM96 DM96 依然与预期有依然与预期有差距，不过经过参考细胞库完善和分类细胞数调整差距，不过经过参考细胞库完善和分类细胞数调整能够深入提升预分析符合率和含有主要临床意义细能够深入提升预分析符合率和含有主要临床意义细胞检出率。胞检出率。n n所以，我们认为所以，我们认为 DM96 DM96 在白细胞分类自动化和标准在白细胞分类自动化和标准化上含有很好临床应用价值。因为单个试验室样本化上含有很好临床应用价值。因为单个试验室样本及此次研究时间有限，尽管已经进行扩展，所应用及此次研究时间有限，尽管已经进行扩展，所应用参考细胞库仍存在不足，所以多中心联合共享和丰参考细胞库仍存在不足，所以多中心联合共享和丰富细胞库在未来应用中十分必要。富细胞库在未来应用中十分必要。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31页