hematology analyzers final full - Ελληνική Εταιρία Κλινικής ... hematology...
Transcript of hematology analyzers final full - Ελληνική Εταιρία Κλινικής ... hematology...
-
Τεχνολογία Αιµατολογικών Αναλυτών και
Ανιχνευτών Πηκτικότητας Αίµατος
∆ρ. Βασίλης Σπυρόπουλος
Καθηγητής Τµήµατος Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων
Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυµα Αθήνας
Email: [email protected] URL: www.bmtl.bme.teiath.gr
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
2
Τα κλάσµατα του αίµατος
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
3
Η διαστρωµάτωση της ενδιάµεσης στιβάδας
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
4
H σύνθεση του κλάσµατος των έµµορφωνσυστατικών τού αίµατος σε φυσιολογικά άτοµα
Τύπος κυττάρων Αριθµός ανά mm3 Μέσος όγκος σε µm3 Ποσοστό Λευκών
Ερυθροκύτταρα
4.8 - 5.5 x 106 90 -
Λευκοκύτταρα
5000-10000 100
α. Ουδετερόφιλα
2000-7500 450 40-75
β. Λεµφοκύτταρα
1500-4000 250 20-45
γ. Ηωζινόφιλα
40-400 450 1-6
δ. Βασεόφιλα
10-100 450 0-1
ε. Μονοκύτταρα
200-800 600 2-10
Θροµβοκύτταρα
1.5 - 4.0 x 105 8 -
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
5
Εγχάρακτοι θάλαµοι µέτρησης Αιµοσφαιρίων
σε αντικειµενοφόρους πλάκες
α) Neubauerβ) Buerkerγ) Tuerkδ) Schilling.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
6
Τετραγωνίδια θαλάµων µέτρησης
Καταµετρούνται τα εντός του εµβαδού των τετραγωνιδίων και τα
εφαπτόµενα µε δύο τουλάχιστον εξωτερικές πλευρές τους κύτταρα.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
7
Wallace H. Coulter (1913 – 1998)
� Κατά το πρώτο µισό του 20ου Αιώνα έλαβανχώρα σηµαντικές πρόοδοι στην Αιµατολογία.
� Ο Άγγλο - Αυστριακός Maxwell Myer Wintrobe (1901 – 1986)το 1929 περιέγραψετη µέθοδο προσδιορισµού του αιµατοκρίτη µετη φυγοκέντρηση του αίµατος σε γυάλινο
σωλήνα και εισήγαγε τους ερυθροκυτταρικούςδείκτες (MCV, MCH και MCHC).
� Ο Αµερικανός Wallace H.Coulter επινόησεκαι ανέπτυξε τη διάταξη για τηναυτοµατοποιηµένη µέτρηση των παραµέτρων
όλων των κυττάρων του αίµατος, δίνοντας µιαπολύ σηµαντική ώθηση στην εργαστηριακή
Αιµατολογία.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
8
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
9
Το δίπλωµα Ευρεσιτεχνίας και το πρωτότυπο
του Αναλυτή Coulter
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
10
Αρχή λειτουργίας του απαριθµητή Coulter(Mέθοδος Αγωγιµότητας - Αρχή Coulter)
� Η µέθοδος βασίζεται στην µεταβολή της αγωγιµότητας ενός αγώγιµουδιαλύµατος, κατά την διέλευση ενός κυττάρου, διαµέσου ενός στοµίου[Coulter, 1956].
� Αραιωµένο αίµα διέρχεται µέσω ενός στοµίου διαµέτρου D:D/50 < d < D/2
όπου d η µέγιστη διάµετρος του υπό ανίχνευση κυττάρου. � Το στόµιο ευρίσκεται ανάµεσα σε δύο ηλεκτρόδια, διαµέσου των
οποίων ρέει ένα σταθερό ρεύµα. � Καθώς ένα κύτταρο διέρχεται µέσω του στοµίου, λόγω της
χαµηλότερης αγωγιµότητάς του, δηµιουργείται µία στιγµιαία αύξησητης αντίστασης, της στήλης του αγώγιµου υγρού, ανάµεσα σταηλεκτρόδια και παράγεται ένας παλµός (πτώση τάσης), ανάλογος τουόγκου του κυττάρου [Adams, 1967].
� H παλµοσειρά η οποία προκύπτει ενισχύεται, ταξινοµείται καιαποτελεί το µέτρο του αριθµού των διερχοµένων κυττάρων (ανάµονάδα όγκου).
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
11
Τεχνικές λεπτοµέρειες (Ι)
� Το εναιώρηµα των κυττάρωναναρροφάται µέσω του στοµίου, ελεγχόµενο µέσω υδραργυρικούµανοµέτρου.
� Η επαναληψιµότητα του αναρ-ροφούµενου όγκου, εξασφαλίζεταιµέσω δύο ηλεκτροδίων επαφής µετον υδράργυρο, τα οποία καιδίδουν το σήµα έναρξης και λήξηςτης δειγµατοληψίας, καθορίζονταςτον όγκο του δείγµατος.
� Η διάκριση του µεγέθους τωνµετρουµένων κυττάρων επιτυγ-χάνεται µέσω τάσης κατωφλίου ήπαραθύρου, για το ύψος τωνπαλµών (π.χ. µέσω συγκριτώντάσης).
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
12
Τεχνικές λεπτοµέρειες (ΙΙ)
� Αν ο απαριθµητής Coulter εφoδιασθεί µε ένα µετατροπέα Α/D και καταχωρητές, είναι δυνατή η ταξινόµηση των υψών των παλµών και κατ' αναλογία, η κατά µεγέθηκατανοµή των υπό ανίχνευση κυττάρων [Mc Gann, 1982].
� Συνεπώς, οι σύγχρονοι απαριθµητές Coulter, είναι σε θέση να προσδιορίζουν και τιςδιαφορικές κατανοµές των Λευκοκυττάρων, των Ερυθροκυττάρων και τωνΘροµβοκυτάρων και να τις παρουσιάζουν (σε οθόνη ή/και σε εκτυπωτή) υπό τηνµορφή καµπυλών ή ιστογραµµάτων.
� Ο συντελεστής βαθµονόµησης του Απαριθµητού Coulter, είναι σταθερός γιαδεδοµένα:� Την διάµετρο του στοµίου (συνήθως 100 µm).� Το µήκος του (συνήθως 200 µm,).
µε αντίστοιχη αντίσταση της σχηµατιζόµενης στήλης ηλεκτρολύτη 25 kΩ καιχωρητικότητα 120 pF).
� Επίσης επηρεάζεται σηµαντικά από:� Την σύνθεση του ισότονου ηλεκτρολυτικού διαλύµατος (φυσιολογικός ορός
ρυθµιζόµενος µε φωσφορικά άλατα).� Το κέρδος του συστήµατος προενισχυτή / ενισχυτή, το οποίο θα πρέπει να έχειαπόκριση συχνοτήτων µεγαλύτερη από 70 kHz (χρόνος ανόδου παλµού τηςτάξης των 5 µs) και χαµηλό θόρυβο.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Το σύστηµα αναρρόφησης και
υδροδυναµικής εστίασης
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
14
Τεχνικές λεπτοµέρειες (ΙΙΙ)
� Ταυτόχρονα, απορρίπτεται και ο ηλεκτρονικός θόρυβος, ο οποίοςτυχόν εισάγεται στο σύστηµα.
� Οι απαριθµητές κατά Coulterσυνήθως διαθέτουν και µία οθόνη στηνοποία εµφανίζονται οι παλµοσειρές και γίνεται δυνατός ο έλεγχος τηςαξιοπιστίας του συστήµατος, άµεσα ή έµµεσα, µέσωµικροεπεξεργαστή.
� Χρησιµοποιούνται τρεις διαφορετικές αραιώσεις και δοχεία καθώς καιΛυσοζύµη, για τη λύση των µεµβρανών των Ερυθροκυττάρων.
� Οι σύγχρονοι αυτόµατοι αιµατολογικοί αναλυτέs κατά Coulter, εκτόςαπό τις παραµέτρους οι οποίες προσδιορίζονται άµεσα µέσωµέτρησης, δηλαδή αριθµός Λευκο -, Ερυθρο - και Θροµβοκυττάρωνκαι της συγκέντρωσης Αιµοσφαιρίνης (φωτοµετρικά), προσδιορίζουνέµµεσα µέσω υπολογισµών, µέχρι συνολικά 14 - 24 παραµέτρους, οιοποίες αφορούν µορφολογικά χαρακτηριστικά, τον αιµατοκρίτη κλπ.
� Όλες οι µετρήσεις γίνονται εις τριπλούν, για τον περιορισµό τυχαίων(στατιστικών) σφαλµάτων.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
15
∆ευτερογενείς υπολογισµοί άλλων
διαγνωστικά σηµαντικών παραµέτρων
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
16
Βασικά σφάλµατα τα οποία εµφανίζονται
στους Απαριθµητές Coulter
� Απόφραξη της οπής του στοµίου.� Αβεβαιότητα του κατωφλίου του διαχωριστή (discriminator), µε
συνέπεια µη µέτρηση ισοµεγεθών κυττάρων.� Σφάλµα σύµπτωσης (coincidence), λόγω ταυτόχρονης εισόδου
περισσοτέρων κυττάρων στην οπή.� Σφάλµα καθίζησης των κυττάρων στο αραιωµένο δείγµα.� Στατιστικό σφάλµα (επαναληψιµότητα).� Σφάλµα διακύµανσης της θερµοκρασίας.� Βιολογικές παραµορφώσεις κυττάρων λόγω επίδρασης του
διαλύµατος.� Σφάλµα προσδιορισµού όγκου µέτρησης.� Σφάλµα αραίωσης.� Σφάλµα εξωτερικών ηλεκτροµαγνητικών επιδράσεων.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
17
Παραλλαγές των απαριθµητών Coulter
� Στην αγορά εµφανίσθηκαν κατά καιρούς πολλές παραλλαγές συσκευώναπαρίθµησης αιµοσφαιρίων, οι οποίες βασίζονται στην µεταβολήαγωγιµότητας, αλλά διαφοροποιούνται:� στο σύστηµα αναρρόφησης, στην σχετική θέση ηλεκτροδίων - στοµίου
αναρρόφησης, � στην µέθοδο προσδιορισµού του µετρουµένου σταθερού όγκου
αραιωµένου δείγµατος, � στο αν εισάγεται προς µέτρηση αραιωµένο δείγµα ή πλήρες αίµα, µε
εσωτερική διαδικασία αραίωσης κλπ.� Επίσης, έχει χρησιµοποιηθεί ως παραλλαγµένη αρχή µέτρησης:
� Η ανίχνευση της διαφοράς της διηλεκτρικής σταθεράς, ανάµεσα στοηλεκτρολυτικό διάλυµα και τα κύτταρα.
� Η ανίχνευση της µεταβολής της χωρητικότητας, ανάµεσα σταηλεκτρόδια - οπλισµούς ενός πυκνωτή.
� Η µεταβολή της χωρητικότητας, ανιχνεύεται µέσω της µεταβολής τηςσυχνότητας ενός συντονιζόµενου κυκλώµατος [Helleman & Benjamin, 1969].
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
18
Η εξέλιξη των Απαριθµητών Coulter
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
19
Φασµατοµετρία Αιµοκυττάρων µε βάση
την αρχή Coulter
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
20
Ιστόγραµµα συχνότητας όγκου κυττάρων
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
21
Ιστόγραµµα συχνότητας όγκου Αιµοπεταλίων
και Ερυθροκυττάρων σκύλου (normal)
MCV
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
22
Ιστόγραµµα συχνότητας όγκου Αιµοπεταλίων
και Ερυθροκυττάρων γάτας (normal)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Αιµατολογικοί αναλυτές σκεδαζόµενου
ασύγχρονου ή συγχρόνου (LASER) φωτός
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
24
Οπτική µέθοδος απαρίθµησης κυττάρων
� Η µέθοδος βασίζεται στην συλλογή και µέτρηση, του σκεδαζόµενουπάνω στα κύτταρα φωτός, ασύγχρονου ή συγχρόνου (LASER) φωτός.
� Ένα αραιωµένο δείγµα αίµατος (1:500 για τα λευκά και 1:50000 γιατα ερυθρά αιµοσφαίρια) αναρροφάται, µε µεγάλη ταχύτητα, µέσωστενής κυλινδρικής κυψελίδας µέτρησης.
� Ένα οπτικό σύστηµα, παρέχει µία φωτεινή ζώνη εντός σκοτεινούπεδίου και το σκεδαζόµενο κατά την πρόσθια διεύθυνση φως, συλλέγεται στη κάθοδο ενός φωτοπολλαπλασιαστή.
� Οι παραγόµενοι ηλεκτρικοί παλµοί, αντιστοιχούν στα ανιχνευόµενακύτταρα.
� Τα σήµατα ενισχύονται µέσω ενισχυτή υψηλής σύνθετης αντίστασηςεισόδου και διαχωρίζονται µέσω διαχωριστή µεταβλητού παραθύρου.
� Οι παρεχόµενοι παλµοί σταθερού πλάτους, οδηγούν ψηφιακά displays. � Η µέτρηση διαρκεί 30 s, απαιτείται δείγµα 1 ml και η ακρίβεια είναι
της τάξης του 2 %.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
25
Αιµατολογικός αναλυτής σκεδαζόµενου
σύµφωνου φωτός (LASER)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Οπτική κα υδροδυναµική εστίαση
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Basophile Analysis System and MethodUS 20120282600 A1 (Νov 8, 2012)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
28
Υβριδικός Αναλυτής (Coulter - LASER)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
29
Ο έλεγχος ποιότητας Αιµατολογικών Αναλυτών
� Εξετάσθηκαν τρεις Αιµατολογικοί Αναλυτές:
� 2 βασισµένοι στην αρχή LASER scattering(Abbott CellDyne Sapphire and Bayer Advia 2120).
� 1 βασισµένος στην αρχή Coulter(Coulter LH 750).
� Ο έλεγχος των επιδόσεων τους για ως 29 παραµέτρουςέγινε µε τη χρήση:
� 3 διαφορετικών controls
� 6 διαφορετικών δειγµάτων αίµατος.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
30
� Hematology AnalyzersABBOTT Cell-Dyn SapphireSIEMENS Advia 2120
� Control materialsCell-Dyn 29 Plus ControlAdvia TESTpoint™ (3 in 1)
Οι Αιµατολογικοί Αναλυτές
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
31
Οι µετρήσεις που πραγµατοποιούνται
Testing procedures Indicative Parameters
Daily monitoring of the CV of controls’ reference values
NEU, MONO, MPV, RBC etc.
Background monitoring and electronic noise (RBC count)
Blanks (residual cells/fragments) Blank Hemoglobin
Reproducibility/Precision LYM, MCH etc.
Accuracy CD-A vs. (CD+A)/2
Carry - over RBC, WBC, HGB, PLT, MCV
Stability (XB-moving average) MCV, MCH, MCHC etc.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
32
Καθηµερνός έλεγχος του CV των τιµών προτύπωνεναιωρηµάτων (NEU, MONO, MPV RBC)
NEU
0
0,5
1
1,5
2
2,5
12-N
ov-2
008
13-N
ov-2
008
17-N
ov-2
008
19-N
ov-2
008
21-N
ov-2
008
25-N
ov-2
008
27-N
ov-2
008
1-D
ec-2
008
3-D
ec-2
008
5-D
ec-2
008
9-D
ec-2
008
10-D
ec-2
008
10-D
ec-2
008
15-D
ec-2
008
16-D
ec-2
008
17-D
ec-2
008
18-D
ec-2
008
23-D
ec-2
008
DATE
NE
U (
10e3
/µl) neu
target
lower
upper
MONO
0
0,5
1
1,5
2
2,5
5-Ma
r-200
910
-Mar
-200
916
-Mar
-200
917
-Mar
-200
918
-Mar
-200
919
-Mar
-200
919
-Mar
-200
920
-Mar
-200
920
-Mar
-200
920
-Mar
-200
923
-Mar
-200
926
-Mar
-200
930
-Mar
-200
931
-Mar
-200
97-
Apr-2
009
DATE
MO
NO
(10
e3/µ
l)
mono
target
lower
upper
MPV
0123456789
10
12-N
ov-2
008
14-N
ov-2
008
18-N
ov-2
008
20-N
ov-2
008
24-N
ov-2
008
25-N
ov-2
008
27-N
ov-2
008
1-De
c-20
081-
Dec-
2008
3-De
c-20
085-
Dec-
2008
5-De
c-20
089-
Dec-
2008
10-D
ec-2
008
15-D
ec-2
008
17-D
ec-2
008
19-D
ec-2
008
DATE
MP
V (f
L) mpv
targetlowerupper
Levey-Jennings graphs of the reference values for Cell-Dyn Sapphire (NEU Low & MONO High)
Levey-Jennings graphs of the reference values for Advia 2120 (MPV Abnormal & RBC Normal)
RBC
3,73,83,9
44,14,24,34,44,54,6
6-Fe
b-20
09
18-F
eb-2
009
5-M
ar-2
009
5-M
ar-2
009
9-M
ar-2
009
10-M
ar-2
009
10-M
ar-2
009
17-M
ar-2
009
17-M
ar-2
009
19-M
ar-2
009
20-M
ar-2
009
23-M
ar-2
009
27-M
ar-2
009
1-Ap
r-200
96-
Apr-2
009
7-Ap
r-200
9
13-A
pr-2
009
28-A
pr-2
009
29-A
pr-2
009
4-M
ay-2
009
7-M
ay-2
009
12-M
ay-2
009
13-M
ay-2
009
13-M
ay-2
009
DATE
RB
C (1
0e6/µ
l)
rbc
target
lower
upper
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
33
Επιτήρηση υποβάθρου υπολειποµένων κυττάρων
θραυσµάτων και ηλεκτρονικού θορύβου (HGB)
HGB
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1-O
ct-2
008
10-O
ct-2
008
22-O
ct-2
008
27-O
ct-2
008
7-N
ov-2
008
18-N
ov-2
008
25-N
ov-2
008
2-D
ec-2
008
9-D
ec-2
008
19-D
ec-2
008
7-Ja
n-2
009
19-J
an-2
009
23-J
an-2
009
2-F
eb-2
009
11-F
eb-
2009
20-F
eb-
2009
3-M
ar-
200
9
10-M
ar-
200
9
20-M
ar-
200
9
1-A
pr-2
009
8-A
pr-2
009
28-A
pr-2
009
6-M
ay-2
009
15-M
ay-2
009
27-M
ay-2
009
5-Ju
n-2
009
18-J
un-2
009
23-J
un-2
009
29-J
un-2
009
DATE
HG
B (
g/d
l)
hgb
limit
Levey - Jennings graph HGB blank Cell-Dyn Sapphire (RBC limit ≤ 0,1 g/dL)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
34
Επαναληψιµότητα µετρήσεων (LYM & MCH)
LYM
353637383940414243444546
fnb01 fnb02 fnb03 fnb04 fnb05 fnb06 fnb07 fnb08
ASPIRATIONS
LYM (%) LYM
AVERAGE
LOW
UP
MCH
28,5
29
29,5
30
30,5
31
31,5
32
fnb01 fnb02 fnb03 fnb04 fnb05 fnb06 fnb07 fnb08
ASPIRATIONS
MCH (pg) MCH
AVERAGE
LOW
UP
Bland-Altman graph for Cell-Dyn Sapphire (LYM)
Bland-Altman graph for Advia 2120 (MCH)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
35
Επιτήρηση ακριβείας Αναλυτή
WBC
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
5,65 8,175 21,705 6,395 15,08 13,205 41,765 7,305
(CD+A)/2
CD
-A
(CD+A)/2,CD-A
AVERAGE
LOW
UP
Bland-Altman graph for measurements of the same samples in both analyzers (WBS measurements).
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
36
Η δηµιουργία ενός συστήµατος συνδυασµένης
ανάκτησης εργαστηριακών δεδοµένων
Είναι απαραίτητη η δηµιουργία ενός συστήµατοςσυνδυασµένης ανάκτησης των εργαστηριακώνδεδοµένων από Αυτόµατους ΑιµατολογικούςΑναλυτές, Ψηφιακά Μικροσκόπια κλπ. και ηδηµιουργία µιας Βάσης ∆εδοµένων, η οποία θαεπιτρέπει:�Την αποθήκευση των δεδοµένων των ασθενών.�Την άµεση και γρήγορη αναζήτησή τους.�Την δυνατότητα επικοινωνίας µε άλλες βάσειςδεδοµένων του Νοσοκοµείου.
� Την δυνατότητα στατιστικής επεξεργασίας τους.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
37
«Χειροκίνητη» τεκµηρίωση & ανάκτησηεργαστηριακών δεδοµένων
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
38
Ο Αναλυτές HeCo (Α) και Cell-Dyn 1800 (∆)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
39
Η εικόνα της Γενικής Αίµατος από τουςΑναλυτές HeCo (Α) και Cell-Dyn 1800 (∆)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
40
Η θέση εργασίας του Ψηφιακού
Μικροσκοπίου Nikon Eclipse 50i µε Η/Υ
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
41
Σύνδεση Περιφερειακού Εξοπλισµού του
Ψηφιακού Μικροσκοπίου µε Η/Υ
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
42
Λειτουργίες του συστήµατος
� Το σύστηµα χρησιµοποιείται για την αρχειοθέτηση τωνασθενών του Αιµατολογικού ιατρείου µε βάση:� Τα στοιχεία των ασθενών και τον αριθµό µητρώου τους.� Την ηµεροµηνία εξέτασης, την Κλινική και την Νόσο.
� Αποθηκεύονται στο σύστηµα:�Η Γενική Αίµατος από τον Αιµατολογικό Αναλυτή (Cell
Dynή HeCo).� Τρεις εικόνες από το µικροσκόπιο Nikon 50i, µία από τοεπίχρισµα αίµατος και δύο από το επίχρισµα µυελού.
� Τέλος καταχωρούνται γενικές παρατηρήσεις πουαφορούν στη ∆ιάγνωση του ασθενούς, τις Εξετάσεις του, την Αγωγή του κλπ.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
43
Τυπικό menu του συστήµατος
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
44
Κατάλογος ασθενών
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
45
Συνδυασµένη ανάκτησης εργαστηριακών
δεδοµένων
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
46
Μέτρηση της πηκτικότητας του Αίµατος
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Coagulation factors and related substances
Number and/or name Function Associated genetic disorders
I (fibrinogen) Forms clot (fibrin)Congenital afibrinogenemia, Familial renal amyloidosis
II (prothrombin)Its active form (IIa) activates I, V, VII, VIII, XI, XIII, protein C, platelets
Prothrombin G20210A, Thrombophilia
III Tissue factor Co-factor of VIIa (formerly known as factor III)
IV CalciumRequired for coagulation factors to bind to phospholipids (formerly known as factor IV)
V (proaccelerin, labile factor) Co-factor of X with which it forms the prothrombinase complex Activated protein C resistance
VI Unassigned– old name of Factor Va
VII (stable factor, proconvertin)
Activates IX, X congenital proconvertin/factor VII deficiency
VIII (Antihemophilic factor A) Co-factor of IX with which it forms the tenase complex Haemophilia A
IX (Antihemophilic factor B or Christmas factor)
Activates X: forms tenase complex with factor VIII Haemophilia B
X (Stuart-Prower factor) Activates II: forms prothrombinase complex with factor V Congenital Factor X deficiency
XI (plasma thromboplastinantecedent)
Activates IX Haemophilia C
XII (Hageman factor) Activates factor XI, VII and prekallikrein Hereditary angioedema type III
XIII (fibrin-stabilizing factor) Crosslink fibrin Congenital Factor XIIIa/b deficiency
von Willebrand factor Binds to VIII, mediates platelet adhesion von Willebrand disease
prekallikrein (Fletcher factor) Activates XII and prekallikrein; cleaves HMWK Prekallikrein/Fletcher Factor deficiency
high-molecular-weight kininogen (HMWK) (Fitzgerald factor)
Supports reciprocal activation of XII, XI, and prekallikrein Kininogen deficiency
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Ο Μηχανισµός της Πήξης του Αίµατος
� Ο µηχανισµός της πήξης του αίµατος, είναι εξαιρετικάπερίπλοκος και βασίζεται σε πολλούς ενεργοποιητικούς
και ανασταλτικούς παράγοντες, οι οποίοι συνεργούν γιατον πολυµερισµό µονοµερών µορίων Ινικής.
� Αυτά απελευθερώνονται από τα µόρια Ινωδογόνου, µέσωτης πρωτεολυτικής δράσης της Θροµβίνης.
� Οι 13 κύριοι παράγοντες πήξης, χαρακτηριζόµενοισυνήθως µε λατινικούς αριθµούς, είναι οι ακόλουθοι:
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΗΞΗΣ
Παράγων Ι :Ινωδογόνο
Παράγων ΙΙ : Προθροµβίνη
Παράγων ΙΙΙ : Θροµβοπλαστίνη
Παράγων ΙV : Ιόντα Ασβεστίου (Ca ++ )
Παράγων V : Προαξελερίνη (Ac - globulin)
Παράγων VI : Ενεργοποιηµένος Παράγων V
Παράγων VII : Προκονβερτίνη, SPCA, Σταθερός Παράγων
Παράγων VIII : Αντιαιµοφιλική Σφαιρίνη, Θροµβοπλαστινογόνο
Παράγων ΙΧ : Παράγων Christmas
Παράγων Χ : Παράγων Stuart Prower
Παράγων ΧΙ : ΡΤΑ
Παράγων ΧΙΙ : Παράγων Hageman
Παράγων ΧΙΙΙ : Σταθεροποιητικός Παράγων του Ινώδους (FSF).
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Ο βασικές παράµετροι εργαστηριακού
προσδιορισµού της πηκτικότητας του Αίµατος
� Για σχεδόν κάθε ένα από αυτούς τους παράγοντες, υπάρχουν προ-παράγοντες και αναστολείς, µερικοί παράγοντες των αιµοπεταλίων κλπ.
� Για την εξέταση πιθανών διαταραχών του µηχανισµού πήξης του αίµατος, χρησιµοποιούνται µια σειρά εργαστηριακών δοκιµασιών, όπως:� Η µέτρηση του αριθµού των αιµοπεταλίων.� Η µέτρηση του χρόνου ροής, δηλαδή του χρόνου επίσχεσης µικρο-
αιµορραγίας, προκαλούµενης στον πήχη, µέσω µικρής τοµής.� Η µέτρηση του µερικού χρόνου θροµβοπλαστίνης (ΡΤΤ).� Η µέτρηση του χρόνου προθροµβίνης (ΡΤ).� Η µέτρηση του χρόνου θροµβίνης (ΤΤ) κλπ.
� Προφανώς, οι µέθοδοι αυτές, είναι εργασιοβόρες και περιέχουν στοιχείαυποκειµενισµού.
� Για τον λόγο αυτόν, έχουν αναπτυχθεί ορισµένες αυτοµατοποιηµένες ήηµιαυτοµατοποιηµένες µέθοδοι, τις οποίες θα παρουσιάσουµε στηνσυνέχεια.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Η µέτρηση του χρόνου που απαιτείται για την
πήξη µείγµατος πλάσµατος
� Πυρήνας της µεθόδου είναι η µέτρηση του χρόνου, ο οποίοςαπαιτείται για την πήξη µείγµατος πλάσµατος, ληφθέντος µε κιτρικόΝάτριο, κατάλληλου αντιδραστηρίου (εναιώρηµα φωσφολιπιδίων, ιστική θροµβοπλαστίνη, θροµβίνη κλπ.) και διαλύµατος CaCl2 .
� Υπάρχουν απλές µέθοδοι µέτρησης του χρόνου αυτού, ο οποίος είναιαπό 12 - 14 sec (TT, PT) µέχρι 30 - 45 sec (PTT), όπως: � Η συνεχής (µε το χέρι) ελαφρά απόκλιση του δοκιµαστικού σωλήνα,
στον οποίο γίνεται η αντίδραση, από την θέση ισορροπίας, και οέλεγχος αλλαγής της στάθµης του µείγµατος.
� Όταν η στάθµη πλέον δεν µετακινείται, έχει επέλθει η πήξη και οαπαιτούµενος χρόνος µετράται µε κοινό χρονόµετρο χειρός.
� Ο συνεχής έλεγχος του µείγµατος, µε ένα άγκιστρο Λευκοχρύσου, µέχρι την δηµιουργία των πρώτων νηµάτων ινικής.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Συνήθεις µέθοδοι ανίχνευσης
52
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Μέθοδος απόκλισης από το σηµείο
ισορροπίας
a) Καµµία αλλαγή της στάθµης του µείγµατος και συνεπώς έχει επέλθειπλήρως η πήξη, b) Η αντίδραση δεν έχει ολοκληρωθεί ακόµη
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Αυτοµατοποιηµένες Μέθοδοι Προσδιορισµού
Παραµέτρων Πήξης
� H ακριβέστερη µέθοδος προσδιορισµού του απαιτούµενου για τηνδηµιουργία πήγµατος χρόνου (PTT, PT, TT κλπ.) είναι η ακόλουθη:� Το υπό εξέταση πλάσµα, τοποθετείται σε µία διαφανή κυψελίδα, η
οποία παρεµβάλλεται ανάµεσα σε µία φωτεινή πηγή, συνήθως µίαφωτοδίοδο υπερύθρων, και ένα φωτοανιχνευτή, συνήθως µίαφωτοκρυσταλλοτριοδο.
� Μέσα στην κυψελίδα, τοποθετείται και ένα τεµάχιο ατσαλονήµατος(µήκους 5 mm και διαµέτρου 1 mm), το οποίο υπό την επίδραση τουµαγνητικού πεδίου ενός περιστρεφόµενου ηλεκτροµαγνήτη, περιστρέφεται και παίζει τον ρόλο αναδευτήρα.
� Το εκπεµπόµενο από την φωτοδίοδο φως, διέρχεται από τηνκυψελίδα και φθάνει στον ανιχνευτή (phototransistor).
� Μόλις προστεθεί το αντιδραστήριο, αρχίζει η αντίδραση πήξης καιταυτόχρονα αλλάζει η οπτική πυκνότητα του περιεχοµένου τηςκυψελλίδας.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Η µεταβολή της οπτικής πυκνότητας λόγω
πήξης καθορίζει τον χρόνο πήξης
� Η αλλαγή της οπτικής πυκνότητας του µείγµατος, προκαλείµεταβολή του ρεύµατος του phototransistor, δίδοντας µήνυµα σεέναν µικροεπεξεργαστή, ο οποίος ελέγχει το σύστηµα και ο οποίοςθέτει σε λειτουργία ένα ηλεκτρονικό χρονόµετρο.
� Μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση πήξης, ανιχνεύεται από τοphototransistor µία ακόµη αλλαγή στην οπτική πυκνότητα τουδείγµατος, και µε το αντίστοιχο σήµα, σταµατά το χρονόµετρο, προσδιορίζοντας µε ακρίβεια, την υπό ανίχνευση χρονική διάρκεια, της αντίδρασης πήξης.
� Τέλος, ο µικροεπεξεργαστής, µπορεί να σχηµατίσει τους τυχόναπαιτούµενους λόγους ή/και ποσοστά ενεργότητας, µε βάσηκάποιο πλάσµα αναφοράς, τα οποία εκτυπώνονται από έναθερµοεκτυπωτή.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Ανίχνευσης της µεταβολής του ιξώδους του
αντιδρώντος µείγµατος, µέσω αναδευτήρα
� Εναλλακτικά, στη θέση του συστήµατος ανίχνευσης οπτικήςπυκνότητας, είναι δυνατόν να χρησιµοποιηθεί ένα σύστηµαανίχνευσης της µεταβολής του ιξώδους του αντιδρώντος µείγµατος, µέσω ενός αναδευτήρα και της παρατήρησης της µεταβολής τουρεύµατος του κινητήρα του αναδευτήρα, λόγω της µεταβολής τηςαντίστασης του υπό ανάδευση µείγµατος, µε την ολοκλήρωση τηςαντίδρασης πήξης.
� Εφόσον η αιµοληψία και επεξεργασία/προετοιµασία των δειγµάτωνγίνει σωστά και εφόσον το pool πλασµάτων αναφοράς ελέγχεται γιατην επαναληψιµότητα των αποτελεσµάτων τα οποία δίδει, η µέθοδοςείναι εξαιρετικά αξιόπιστη και υψηλής επαναληψιµότητας.
� Τα όρια της καθορίζονται από την ποιότητα των αντιδραστηρίων καιόχι από τις τυχόν ηλεκτρικές αστάθειες του hardware.
� Ο προσδιορισµός των συγκεντρώσεων στο πλάσµα επί µέρουςπαραγόντων πήξης π.χ. της προθροµβίνης, γίνεται φωτοµετρικά, µέσωτης ακόλουθης αντίδρασης:
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Μεταβολή της απορρόφησης λόγω παραγωγής
p - Νιτροανιλίνης στα 405 nm (400 - 420 nm)
V, cephalinprothrombin -----------------> thrombin
X a , Ca+ +
thrombinTos-Gly-Pro-Arg-pNA + H2O -------------------> Tos-Gly-Arg-OH +
pNA
Ο ρυθµός µεταβολής της απορρόφησης, λόγω τηςπαραγωγής της p - Νιτροανιλίνης, µετράται στα 405 nm(400 - 420 nm) [Boehringer Mannheim, 1983].
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Σχηµατικό διάγραµµα
συσκευής προσδιορισµού
των PTT, PT, TT κλπ. (Coagulometer), µε βάσητην αλλαγή της οπτικής
πυκνότητας του αντι-δρώντος µείγµατος
(Πηγή: SEAC, Italy).
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Working principles of viscoelastic point-of-care coagulation devices
� Thrombelastograph (TEG ): rotating cup with blood sample (1), coagulation activator (2), pin and torsion wire (3), electromechanical transducer (4), data processing (5).
� Rotation Thrombelastography (ROTEM): Cuvette with blood (1), activator added by pipetting (2), pin and rotating axis (3), electromechanical signal detection via light source and mirror mounted on axis (4), data processing (5).
� Sonoclot: Blood sample in cuvette (1) containing activator (2), disposable plastic probe (3) oscillating in blood sample mounted on electromechanical transducer head (4), data processing (5)
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
DC Fully Automated 2 Channel Analyzer
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
TEG® 5000 Thrombelastograph®Hemostasis System
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
International Normalised Ratio (INR)
INR = (prothrombintest / prothrombincontrol)ISI
63
ISI is a numerical value representing the responsiveness of any given commercial system relative to the international standard.
It takes into account the variability in results obtained using different commercial systems in calculating the result. In this way, results from different laboratories and countries can be compared more readily.
People who require long-term anticoagulant therapy are usually given Warfarin, an anticoagulant that can be taken in the form of a tablet instead of injection. This is often referred to as oral anti-coagulant therapy.
INR values over 4.5 increase the risk of major haemorrhage (bleeding), and an INR less than 2 increases the risk of thromboembolism (formation of blood clots within the blood vessels) and associated conditions such as heart attack and stroke.
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας
Κατ’ οίκον µετεγχειρητική επιτήρηση του INR
-
Τµήµα Τεχνολογίας Ιατρικών ΟργάνωνΕργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας