用于确定白血细胞计数的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例涵盖基于从个体的血液获得的生物样品来分析所述个体中的白血细胞参数的自动化系统和方法。示例性技术涉及将从所述生物样品获得的直流(DC)阻抗、射频(RF)电导率、和/或光测量数据的各方面与对所述个体中的白血细胞条件的评价相关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定白血细胞计数的方法和装置相关专利申请的交叉引用本申请要求2012年7月5日提交的美国临时专利申请No.61/668,377的优先权的权益。本申请还涉及美国专利No.6,744,245。以上提交文档中的每一者的内容均以引用方式并入本文。
技术介绍
本专利技术的实施例整体涉及医学诊断领域，且更具体地讲，涵盖无需使红血细胞(RBC)裂解并且无需进行重叠校正而生成白血细胞(WBC)计数的方法和设备。用于确定患者健康状况的常见医学检验为全血细胞计数(CBC)，其确定每单位体积患者血液的各种类型血细胞的数量。所计数的一种类型的血细胞为白血细胞。白血细胞，又称为白血球，是由免疫系统释放以对抗感染并且对体内的外来物质作出响应的细胞。存在多种类型的白血细胞，包括嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞。这些细胞一般根据它们吸收的染色剂的类型进行命名。在健康成人体内，白血细胞构成血细胞的约1％，其对应于每微升血液4×103个至1×104个细胞。从该范围偏离可能指示疾病状态。一些疾病，诸如白血病或感染，导致白细胞增多，即白血细胞计数上升。一些疾病导致白细胞减少，即白血细胞计数下降。这些疾病包括病毒性感染或骨髓障碍。另一种血细胞类型为网织红细胞。网织红细胞是未成熟的红血细胞。网织红细胞包括核糖核酸(RNA)的网状组织，在所述细胞成熟为红血细胞时核糖核酸会消失。通常，网织红细胞占成人体内红血细胞的0.5％-1.5％。网织红细胞的数量可由于例如受伤处的失血、或例如某些类型的贫血中的红血细胞破坏而增加。低网织红细胞计数可能是其他类型的贫血、暴露于辐射、或影响骨髓的某些药物所导致的。示例性的目前使用的血液学分析仪利用流动池(flowcell)对血样进行计数和表征。这些设备包括多个样本处理模块，这些模块为用于选择性地识别样品中的血细胞的程序。例如，网织红细胞模块能够对红血细胞和网织红细胞进行计数。然而，当患者的白血细胞计数显著升高时，要获得准确的WBC计数可能存在问题。在这些情况下，由于白血细胞重叠，所以血液学分析仪通常使用的基于阻抗的WBC计数模块难以直接区分各个白血细胞。当某一细胞类型的浓度足够高以使得分析仪无法区分个体细胞并且将两个或更多个细胞计为一个细胞时，会出现重叠问题。重叠校正将影响所有WBC计数，但对浓度增大的WBC具有较大影响。如果不进行校正，结果是白血细胞浓度可能被低估。现有方法尝试在算法上校正这些问题以便对重叠进行调整。因此，尽管WBC计数系统和方法当前可供使用，并且能向对它们有需求的患者提供实际益处，但仍可取得多种进展以提供用于评估个体中的WBC状态的改进设备和方法。本专利技术的实施例提供了解决这些问题的方案，因此对这些尚未解决的需求中的至少一些提供了解答。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供用于分析个体中的白血细胞条件或参数的改进技术。此类技术可以采用除体积电导率散射(VCS)参数之外的全血细胞计数(CBC)参数的各种组合，以便提供评估患者或普通人群中的个体的WBC条件的可靠筛选方法。例如，诊断系统和方法可提供关于个体是具有正常的WBC计数或参数、还是具有异常的WBC计数或参数的早期准确预测。此类WBC分析技术可涉及使用血液学分析仪的网织红细胞模块来计算某些RBC量度。可使用被装配为获得多个光角度检测参数的血液学系统，诸如贝克曼库尔特公司(BeckmanCoulter)的DxHTM800细胞分析系统(DxHTM800CellularAnalysisSystem)，对从接受内科医生治疗的患者取得的血样进行评价。通过采用本文公开的技术，血液病理学家和临床医生可以更好地预测每一位个体患者的疾病预后、评估将来出现并发症的可能性，并且快速准确地定制为患者提供的疗法。DxH800血液学分析仪能够直接识别指示血液组分类型(诸如白血细胞、红血细胞和血小板)的形态特征。如本文别处所讨论，该技术同时收集有关与细胞形态或某些细胞事件直接相关的各种参数的数据。在分析细胞组分时，可将这些组分绘制成直方图，同时它们的位置由各种参数限定。例如，由于不同的血细胞类型可能具有不同的特征，因此它们可被绘制或分割在直方图的不同区域中，从而形成细胞群体。可使用每个群体中的事件数来生成计数。除此类计数之外，可分别地计算各种形态学参数(体积、电导率，以及五个光散射角度)中每一者的多个点的平均值和标准偏差值。因此，生成了与细胞事件直接相关的大量数据。这种信息可称为VCS数据，其不但可以在仪器的屏幕上查看，还可以被自动地导出为Excel文件。本专利技术的实施例可包括通过如下方式评价来自个体的生物样品：获得涉及任选地与CBC数据结合的VCS数据的生物样品分布(profile)，以及基于所述数据将诸如WBC计数或WBC值的WBC参数指定给生物样品。某些实施例还可以包括输出WBC计数。这些步骤中的一个或多个可由血液学分析仪诸如贝克曼库尔特公司的DxHTM800细胞分析系统执行。本专利技术的实施例提供快速准确的WBC筛选结果。使用本文公开的方法，可以使用从多参数细胞分析系统获得的信息来评价和预测个体中的WBC条件。如本文所公开，示例性的细胞分析系统可同时测量诸如体积、电导率和/或多个光散射角度的参数。此类系统提供高度的分辨率和灵敏度来执行细胞分析技术。在一些情况下，细胞分析系统检测三个、四个、五个或更多个角范围的光散射。另外，细胞分析系统还可以检测与入射光成0°至约1°之间的角度的信号，该信号与称为轴向光损失的消光参数对应。作为非限制性例子，贝克曼库尔特公司的DxHTM800细胞分析系统提供针对多个角度(例如，对于AL2，介于0°-0.5°之间；对于LALS，为约5.1°；对于LMALS，介于9°-19°之间；且对于UMALS，介于20°-43°之间)的光散射检测数据。这些技术允许对具有异常WBC参数的患者进行快速准确的诊断和治疗，尤其是在不易获得更现代的检验的情况下。此类血液学分析仪器能够在几秒内评价8,000多个细胞，并且可以定量地评价细胞体积、细胞质粒度、细胞核复杂度和内部密度等形态特征。可制定数值决策规则，并可使用该规则来实施用于预测个体中的WBC条件状况或状态的策略。例如，WBC条件状况或状态可能与个体的WBC计数相关联。在一些情况下，WBC条件或状况可指针对个体计算的WBC计数。因此，本专利技术的实施例涵盖使用用于疾病分类的多参数模型来诊断或监测与WBC相关联的病症的系统和方法。可通过将来自各种测量参数的信息加以组合来分析形态变化的模式。因此，本专利技术的实施例非常适合用于分析WBC参数以评价血液疾病(如白血病)，并且非常适合对与白血细胞计数升高或下降相关联的病症的进程和治疗进行监测。可使用如本文所公开的WBC分析系统和方法来提供对接受白血病、感染(例如，病毒感染)和骨髓障碍治疗的患者的治疗进展的指示。如本文所公开的示例性技术涵盖无需使红血细胞裂解并且无需进行重叠校正而生成正确的白血细胞计数的方法和系统。在一个方面，本专利技术的实施例涉及一种用于在白血细胞计数较高时使用血液学分析仪的网织红细胞模块来测量白血细胞计数的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：在血液学分析仪中使血样暴露于光；使用血液学分析仪测量多个散射角度处的散射量；使用计算机计算所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定生物样品中的白血细胞状态的自动化系统，所述系统包括：第一模块，所述第一模块被配置成确定所述生物样品的第一红血细胞浓度；第二模块，所述第二模块被配置成确定所述生物样品的白血细胞和有核红血细胞的组合浓度，以及所述生物样品的第二红血细胞浓度，以及数据处理模块，所述数据处理模块被配置成基于第一因子和第二因子的乘积来确定所述白血细胞状态，所述第一因子包括所述第一红血细胞浓度，并且所述第二因子包括所述白血细胞和有核红血细胞的组合浓度与所述第二红血细胞浓度的比率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.05 US 61/668,377;2013.07.03 US 13/935,1541.一种用于确定生物样品中的白血细胞状态的自动化系统(700a,700b)，所述系统包括：第一模块(720a)，所述第一模块被配置成确定所述生物样品的第一红血细胞浓度；第二模块(720b)，所述第二模块被配置成确定所述生物样品的白血细胞和有核红血细胞的组合浓度，以及所述生物样品的第二红血细胞浓度，其特征在于，数据处理模块，所述数据处理模块被配置成基于第一因子和第二因子的乘积来确定所述白血细胞状态，所述第一因子包括所述第一红血细胞浓度，并且所述第二因子包括以下比率中的一个比率：i)所述白血细胞和有核红血细胞的组合浓度与所述第二红血细胞浓度的比率；或ii)所述白血细胞和有核红血细胞的组合浓度与所述第二红血细胞浓度以及所述白血细胞和有核红血细胞的组合浓度之和的比率。2.根据权利要求1所述的系统，还包括第三模块，所述第三模块被配置成确定所述生物样品的有核红血细胞百分比，其中所述数据处理模块被配置成基于所述第一红血细胞浓度、所述白血细胞和有核红血细胞的组合浓度、所述第二红血细胞浓度、以及所述有核红血细胞百分比来确定经调节的白血细胞状态。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述经调节的白血细胞状态基于所述生物样品的所述白血细胞状态与所述有核红血细胞百分比的比率。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二模块(720b)被进一步配置成确定所述生物样品的估计白血细胞浓度，并且其中所述数据处理模块被配置成基于所述第一红血细胞浓度及所述估计白血细胞浓度与所述第二红血细胞浓度的比率的乘积来确定经调节的白血细胞状态。5.根据权利要求1所述的系统，还包括：(a)光学元件(410)，所述光学元件具有细胞询问区(412)；(b)流动路径(420)，所述流动路径被配置成朝所述细胞询问区(412)递送所述生物样品的流体动力学聚焦料流(422)；(c)电极组件(430)，所述电极组件(430)被配置成测量所述生物样品的逐个穿过所述细胞询问区(412)的细胞的直流(DC)阻抗；(d)光源(440)，所述光源(440)被取向为将光束(442)沿着光束轴(444)引导以照射所述生物样品的逐个穿过所述细胞询问区(412)的所述细胞；(e)光检测组件(450)，所述光检测组件(450)光学耦合到所述细胞询问区(412)以便测量由所述生物样品的所述被照射细胞散射并且透射穿过所述被照射细胞的光，所述光检测组件(450)被配置成测量：(i)来自所述被照射细胞的在相对于所述光束轴(444)的第一范围内的第一传播光(452s)；(ii)来自所述被照射细胞的在相对于所述光束轴(444)的第二角度范围内的第二传播光(454s)，所述第二角度范围不同于所述第一范围；以及(iii)来自所述被照射细胞的沿着所述光束轴传播的轴向光(458t)；以及(f)孔浴槽(723a)，所述孔浴槽被配置成确定所述生物样品的所述第一红血细胞浓度；其中所述数据处理模块被配置成将来自所述生物样品的所述细胞的所述DC阻抗、所述第一传播光(452s)、所述第二传播光(454s)和所述轴向光(458t)测量结果的第一子集关联，以确定所述白血细胞和有核红血细胞的组合浓度，并且其中所述数据处理模块被配置成将来自所述生物样品的所述细胞的所述DC阻抗、所述第一传播光(452s)、所述第二传播光(454s)和所述轴向光(458t)测量结果的第二子集关联，以确定所述第二红血细胞浓度。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述白血细胞状态的所述确定包括白血细胞浓度的确定。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述数据处理模块被配置成按照每体积血液的白血细胞计数来确定所述白血细胞浓度。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述生物样品未裂解。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一红血细胞浓度为总红血细胞浓度，所述总红血细胞浓度包括成熟红血细胞和网织红细胞的组合浓度。10.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一子集包括所述第一传播光(452s)和所述轴向光(458t)测量结果，所述第一传播光(452s)测量结果包括小角光散射(L...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里西奥·韦多，克里斯托佛·戈德弗里，派西·丘普塔纳谷，陆久留，
申请(专利权)人：贝克曼考尔特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US