优化用于生物样本视觉测量的目标元素的浓度的方法技术

本发明专利技术涉及一种体液样本成像方法，用于与白细胞相关的视觉测量，其包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优化用于生物样本视觉测量的目标元素的浓度的方法


[0001]本专利技术涉及一种体液的分析以计数和识别目标元素，尤其是在血液学中用于计数细胞和区分白细胞和红细胞。本专利技术涉及一种改进体液样本成像的方法，以及相关方法和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]许多人类或动物疾病与血液中白细胞或红细胞的数量异常有关，或者与白细胞在五个已知亚群(淋巴细胞、单核细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞)中的异常分布有关。例如，血液样本中淋巴细胞的高浓度可能与免疫反应相关。
[0003]血细胞的各种亚群特别是通过其平均大小、膜的复杂性和细胞核的数量(无核、单核和多核细胞)来区分。通过人的视觉分析，可以得到非常可靠的目标元素的分辨结果。然而，我们正在寻求尽可能地限制人为干预以及相关的时间和费用。此外，用肉眼进行分辨的统计能力对于医疗应用来说并不令人满意。
[0004]精确的计数和分辨结果可以通过自动化方法获得。自动化对于高速分析应用来说是不可或缺的。
[0005]大多数已知的自动化方法都依赖于对血液样本进行的光学测量。通常是对样本的电阻率或光学衍射进行测量。专利文献FR 2,883,972描述了(与图4和图5有关)一种光学装置，它可以根据多个角度和多个波长来检测生物样本的衍射光。然后在衍射测量的基础上进行白细胞分辨。专利文献US 5,812,419描述了(例如与图31有关)一种流式细胞仪单元，旨在对生物样本进行光学测量。
[0006]流式细胞仪测量具有速度快的优点。然而，一个主要缺陷是难以验证分析结果。光学信号经计算机处理后，向用户提供目标元素在亚群中的分布结果，用户没有直观的方法来验证结果。
[0007]因此，这些现有技术系统作为一个“暗箱”运行。一些伪影会降低分辨的可靠性。分析结果通常以二维点云的形式呈现，在此基础上进行细分为亚群或“集群”；如果这些集群被部分叠加，对亚群之间分布的估计可能会被扭曲。
[0008]意识到这些系统的局限性，该领域的许多参与者只把它们作为第一步来过滤有问题的样本。随后，他们通常会由操作员对要分析的血液样本中不可忽略的部分进行额外的视觉分析或“涂片镜检”，这部分血液样本可达到样本的30％。
[0009]这种情况在速度上不能令人满意，特别是当病理样本的比例很高时，这在医院或专业实验室进行分析时很可能发生这种情况。
[0010]为了实现“涂片镜检”的自动化，并限制操作员进行额外分析的需要，已经提出通过视觉测量计数和区分目标元素，从血液样本的显微镜图像中突出目标元素。
[0011]专利文献WO 2010/126903描述了一种方法，包括将血液样本涂在玻片上(在白细胞染色后)，并将血液样本沿玻片铺开，以形成一个读取区。例如，在目标元素是白细胞的情况下，读取区包括大约600个细胞。对玻片上的读取区进行拍照并进行自动图像分析。照片
在白细胞水平上被放大，以检测白细胞的大小和形状，从而分辨白细胞。
[0012]视觉成分允许对目标元素进行高级形态学表征。以这种方式进行白细胞分辨(淋巴细胞、单核细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞)是众所周知的。视觉测量也适用于其他类型的目标元素，如未成熟的红细胞，如成红细胞或网织红细胞，甚至检测以红细胞中存在DNA/RNA为特征的寄生虫(疟疾)的存在。红细胞的形态特征也与镰状细胞性贫血或贫血症有关。
[0013]然而，文献WO 2010/126903的视觉测量方法有几个缺点。需要获取并记录大量放大的玻片图像，这需要花费时间来移动玻片以观察每个目标细胞。因此，一个样本的分析时间是相当长的，特别是如果需要对每个样本的多个目标细胞进行计数。
[0014]此外，如果白细胞浓度过低，所得到的分布的统计值就会降低，因为照片中没有足够的白细胞来确定可靠的分布，从而降低了结果的精确度。相反，如果白细胞浓度太高，白细胞会叠加在玻片上，无法正确检测其大小和形状，从而失去可靠性。
[0015]因此，目前自动化“涂片镜检”的方法并不完全令人满意。

技术实现思路

[0016]因此，需要对体液样本进行自动分析，该自动分析能给出目标元素(尤其是白细胞)的非常可靠的计数和分辨结果，以最大限度地减少对人类视觉分析的需要。
[0017]在避免“暗箱”运行的同时获得可靠的结果：白细胞的视觉测量结果应该由人类观察者验证，以便发现处理线上可能会扭曲测量的伪影。
[0018]另外还需要一种对目标元素(包括白细胞)进行成像的方法，该方法可根据样本的初始白细胞浓度进行调整，而初始白细胞浓度是可变的且最初是未知的。然而，测量结果应保持可靠。
[0019]特别是，需要精确的结果，包括最初包含少量或大量白细胞的样本。
[0020]另外还需要一种方法，在高速进行视觉测量的同时，限制涂片镜检的数量，不需要提取太多放大的图像。
[0021]为此，根据第一方面，本专利技术涉及一种对体液样本进行成像的方法，用于与样本的目标元素有关的视觉测量，包括以下步骤：
[0022]获取来自样本的溶液中目标元素的浓度，从而获得样本中目标元素的测量浓度；
[0023]根据作为样本中目标元素的测量浓度的函数而确定的稀释比，对来自样本的测试溶液进行稀释，以使测试溶液中目标元素的浓度达到最佳浓度；
[0024]通过成像装置对转移到光学室中的测试溶液进行成像。
[0025]因此，本专利技术的方法包括基于初始样本中目标元素的浓度对样本特定的自动稀释(调整稀释)，以调节源自样本的测试溶液的浓度。然后对经过调整稀释的测试溶液进行成像。
[0026]这种调整确保了光学室中的测试溶液适合进行视觉测量，并保证了测量的统计精度和可靠性。
[0027]因此，根据本专利技术的方法的一个优点是限制样本中目标元素的初始浓度的变化对视觉测量质量的影响。该方法在目标元素是白细胞的情况下特别有利，因为它们的浓度可以根据疾病的不同而变化高达200倍。在不同人类个体的血液中可观察到的白细胞浓度范
围非常广泛，因此在要观察的目标元素是白细胞的情况下进行调整稀释是特别重要的。
[0028]然后可以从测试溶液成像中快速提取单个目标元素的图像。因此，本专利技术的方法可以通过限制必要的图像获取数量来优化分析速度，因为速度是以每单位时间分析的样本数量来获得的。
[0029]因此，无论目标元素的初始浓度如何，都可以在图像中获得目标元素的最佳密度，同时保持高速。因此，可以将必须由人类操作员进行“涂片镜检”的待分析样本的比例减少到2％。
[0030]本专利技术的方法与调整稀释相结合，也有利于对生物样本进行定性分析。实际上，完成的成像允许对目标元素或图像的其他成分进行定性视觉测量，例如对目标元素和/或其他成分的质量和/或健康状况的表征。
[0031]因此，视觉测量与调整稀释相结合，可以提供相关的临床数据，任选地定量和定性，同时确保最佳分析速度和良好的测量统计精度。
[0032]本专利技术的成像方法的附加和非限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种体液样本的成像方法，用于与所述样本的白细胞相关的视觉测量，所述方法包括以下步骤：
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获取(200)源自样本的溶液的白细胞浓度，从而获得样本中白细胞的测量浓度(WIC)；
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根据作为样本中白细胞的测量浓度(WIC)的函数确定的稀释比(D)由样本稀释(300)测试溶液(ST)，以便使测试溶液(ST)的白细胞浓度达到最佳白细胞浓度；
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将测试溶液(ST)转移到光学室(4)中并通过离心单元使光学室(4)旋转，以便将测试溶液(ST)的白细胞对准光学室(4)中包含的光学平面(PO)，光学平面(PO)垂直于光学室(4)的厚度方向(Z)，将白细胞与光学平面(PO)对准后，对应于光学平面(PO)上目标表面密度的测试溶液(ST)的最佳白细胞浓度为每平方毫米20个白细胞至每平方毫米1000个白细胞，
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通过成像装置(5)对光学室(4)中的测试溶液(ST)进行成像(500)。2.根据权利要求1所述的成像方法，其中稀释比D根据样本中白细胞的测量浓度WIC使用以下公式计算：D＝WIC*h/WPD，其中h是光学室(4)的高度，WPD是光学平面(PO)上的目标表面密度。3.根据权利要求1或2任一项所述的成像方法，其中所述稀释比D包含在10至1000之间。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的成像方法，其中所述光学室(4)旋转持续的时间包含在5秒至5分钟之间，优选地包含在10秒至1分钟之间。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的成像方法，其中所述获取(200)包括对源自所述样本的中间溶液(S1)的非视觉测量，优选地是通过微孔的阻抗测量。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的成像方法，其中所述获取(200)包括在预定波长处对源自所述样本的中间溶液进行吸光度的测量，所述波长优选地为540纳米。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的成像方法，其中所述成像步骤(500)包括在成像装置(5)相对于光学室(4)的不同位置处的多个图像获取，成像装置(5)在两个连续位置之间沿相同方向移动。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的成像方法，所述方法包括制备测试溶液(ST)的额外步骤，所述额外步骤包括细胞分离和/或选择性化学和/或物理裂解(310)，以进行保留白细胞的细胞分选。9.根据权利要求1
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8中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼基尔，
申请(专利权)人：艾尔巴诊断有限公司，
类型：发明
国别省市：