【CAIVD蓝皮书】血液与体液诊断（三）
编者按
作者简介
郑泽辉
《中国体外诊断产业发展蓝皮书》编委
桂林优利特电子集团有限公司 执行总裁
全国卫生产业企业管理协会医学检验产业分会副会长、常务理事
中国医学装备协会任理事单位理事
本文作者：郑泽辉，粟传军
二、血液与体液诊断领域学术方面的国内外发展情况
尿液有形成分视觉识别标准的专家意见
2016年9月，《尿液与粪便有形成分自动化分析专家共识（讨论稿）》在辽宁省丹东市制订，经过全国多方面征求意见后，于同年12月在江苏省苏州市来自全国的众位专家进行了激烈、认真而严谨的讨论，提出了良好的建议和细化原则，2017年1月在吉林省长春市进行了第三次修订，并一致通过，形成了《YY/T 0996—2015尿液有形成分分析仪（数字成像自动识别）》行业标准。
该行业标准的制定，对于基于自动数字成像并自动识别分类原理的尿液有形成分分析仪的市场推动，具有极大的积极意义。该标准明确了尿液有形成分形态学检查是尿液常规检验不可缺少的组成部分，其中红细胞、白细胞、管型、上皮细胞、结晶、细菌、真菌和寄生虫等有形成分对疾病的鉴别诊断、疗效观察、预后判断及科研与临床教学都具有重要的意义。
临床研究表明，尿红细胞形态学分析对肾性血尿和非肾性血尿的鉴别具有重要参考价值。红细胞形态的变化特征和分类对不同类型肾脏疾病的鉴别诊断有不同的提示作用。以往，由人工通过普通光学显微镜或相差显微镜对尿红细胞的形态进行鉴别，随着数字图像分析技术的成熟，为不同类型肾脏疾病的鉴别诊断提供了更为丰富、更为客观、更为准确的指标。鉴于检验项目的重要临床价值，建议加强此方面的研发和推广。
该标准还提示应重视尿液有形成分分析仪检测结果的复检及审核问题。尿液有形成分复杂且多变，规范的显微镜检查时尿液有形成分检测的金标准。使用非数字图像技术检测的结果为阳性时（特指红细胞、白细胞、管型、上皮细胞、细菌、真菌和寄生虫等结果呈阳性），必须用标准的尿液有形成分检查方法进行镜检复检。当利用数字图像技术检测的结果为阳性时，需要对仪器拍摄的实景图像进行人工审核并确认。拟定该标准众位专家达成如下共识：
1、当干化学结果红细胞（潜血）、白细胞（粒细胞酯酶）、蛋白均为阴性时，有形成分红细胞、白细胞和管型结果在正常参考范围内，可免除样本图像审核。
2、当有形成分红细胞、白细胞、管型、真菌（霉菌）等结果呈阳性时，需进行图像审核，不能提供图像的仪器，需要显微镜镜检。
3、当干化学检查的潜血、粒细胞酯酶检测结果与有形成分检查结果（红细胞、白细胞）出现不符时，需进行图像审核，不能提供图像审核的仪器，需要显微镜镜检。
4、当干化学蛋白检测结果呈阳性时，需要进行实景图像审核，无实景图像的仪器，需要进行显微镜镜检。
5、临床医生要求镜检的样本，如免疫抑制剂的使用、肾病、泌尿系统疾病、孕妇、糖尿病等，需要进行图像审核或显微镜镜检。
从上述专家共识可以看出，镜检法是尿液有形成分分析的金标准，尿液有形成分的自动化检测同样需要重视图像的审核，这就要求尿液有形成分分析仪能够提供标本的实景图，目前国内的众多尿有形成分分析仪的品牌如优利特、迪瑞、爱威等，都是采用图像法进行检测，而某些进口品牌，如Sysmex UF系列尿液有形成分分析仪，无法提供实景图，前期在市场上虽然有一定的占有率，但受其方法学的限制，其占有率呈逐年下降趋势，同时越来越多的三级医院逐步接受能提供实景图的尿液有形成分分析仪，这对国内各尿液有形成分分析仪的制造商无疑是一个利好消息。
在实际工作中，由于尿液标本量大，或检验人员不足，难以做到对每份阳性标本都进行图像审核，更不用说复检，专家共识对复检及审核规则进行了详细规定，以便提高工作效率。URIT系列高性能尿液有形成分分析仪，拥有三大核心专利，确保拍摄出高清晰度的图像，通过提取有形成分多达480维的特征，创造性地运用SVM（Support Vector Machine）识别技术（如图4-14），有效提高对复杂里的模糊识别，提高识别率，辅以超大容量的特征数据库，真正实现有形成分的精确识别与分类。
图4-14 SVM智能识别模拟示意图
URIT系列高性能尿液分析系统中的尿有形分析模块具有阴性过筛功能（如图4-15），对尿干化学检测阴性标本选择性地免除有形成分的检测，一方面完全符合上述专家共识审核规则的要求，另一方面大大地提高了工作效率，缩短了发放报告的时间，并有效降低临床检测成本。URIT系列尿液有形成分分析仪以精湛的工艺设计理念，倡导解放检验人员的双手和双眼，为临床提供尿液分析的整体解决方案。
图4-15 URIT高性能尿液分析系统
鉴于尿液、粪便及其他体液（胸腹水、脑脊液、精液、分泌物）涂片中可出现形态变异的成分、少见罕见病例中的难于辨认的细胞，甚至可能是肿瘤细胞等情况，而且目前我国高水平的形态学检验医生或技师匮乏，使得我国细胞形态学检验面临新的课题。与会专家一致认为，研发各类形态学检验数字图像技术的设备应逐步增加使用互联网+云端技术、大数据分析与处理的功能，远程会诊功能，在线质量管理和帮助服务功能，促进我IVD事业的发展，为提高我国检验医学形态学诊断水平多做贡献。
在全新的互联网+时代，形态学检测也要与时俱进，利用创新技术来提高形态学的诊断水平。例如建立形态学图片共享及交流平台，加强检验人员的交流，提高有形成分的识别能力。打造远程会诊与健康服务系统，通过网络进行远程会诊，提高服务质量与诊疗水平，改善基层就医环境。建立居民电子健康档案，实现网络内病人资料共享及检查结果互认互通，便于患者就医，避免不必要的检查。
三、血液及体液诊断的前景展望
1血细胞分析仪的发展前景展望
血常规是临床上常见的三大常规之一，应用最为广泛，三分类血细胞分析仪受其检测方法学的单一，已逐渐淘汰，向五分类血细胞分析仪升级发展。五分类血细胞分析仪的分类原理众多，不同厂商研发生产的仪器都存在不同的特点，但都朝着一个明确的方向发展，即更加智能化、自动化、精巧化、信息化。血细胞分析仪的发展归因于多因素的推动和促进。一方面是临床诊断工作对血液分析更准确、快速和更多参数等的要求，另一方面是科学技术的发展，尤其是电子科技、计算机技术、激光等光源开发和生物化学及染色标记技术的进步奠定了检测仪器发展的基础。同时，随着人们生活水平的提高、健康意识的增强，对疾病的预测、预防、治疗和监控有了更全面深入的认识提升，临床检验的工作强度也快速增加，为顺应这一发展，一代接一代更加高速、便捷、智能的产品不断推陈出新。回顾过去，展望未来，血细胞分析仪的发展有如下趋势：
1、检测样本类型的多样化
传统的血细胞分析仪只能对抗凝全血进行血细胞的计数与分类，随着微量检测技术和信号处理能力的突破，一方面新推出的一些血细胞分析仪所能检测的样本种类不再限于血液，而扩展至体液，比如脑脊液、胸腹水和关节腔滑液等检测样本中的细胞，可以对这些体液中的细胞数目包括红细胞、白细胞、有核细胞、单个核细胞核多个核细胞进行快速和高精度的检测。另一方面，血细胞和血浆检测项目的分界正在被模糊化，随着全血样本免疫反应技术的突破，一些传统的免疫项目被整合到血细胞分析仪中，如前述的带CRP检测功能的五分类血细胞分析仪，不仅可以在短短的时间内完成血常规的检测，还可以完成C反应蛋白的检测。未来如降钙素原（procalcitonin，PCT）等参数整合到血细胞分析仪中也极有可能。
此外，利用单克隆抗体和免疫荧光标记技术，在细胞计数的同时，利用针对白细胞分化抗原（cluster of differentiation，CD）的抗体对血细胞进行免疫表型分析，从而更准确地得到细胞亚群的信息和计数。CELL-DYN Sapphire 产品已经尝试检测CD4淋巴细胞计数，在艾滋病特别是非洲地区的诊断、监测中发挥了不可替代的作用。
2、检测报告参数的丰富化
临床医生期望通过更为丰富的实验室检测参数，为疾病的诊断、治疗和预后判断提供科学依据，这势必要求血细胞分析仪能够更加地多能，提供更加细致的细胞分类和细胞的物理、化学特性不断被发现和挖掘。利用计算机技术加以识别、统计和分析，经过与临床共同研究，血细胞分析仪能够提供给临床的参数和信息量越来越多，从最早的、业已在各种贫血的诊断和治疗中发挥重要作用的红细胞体积分布宽度（red blood cell volume distribution width,RDW），到与网织红细胞相关的网织红细胞数量（reticulocyte number,RET#）、网织红细胞百分比（RET%）、网织红细胞血红蛋白含量（cell hemoglobin content of reticulocytes，CHr）、血红蛋白浓度均值（MCHC）、HDW、血红蛋白含量（hemoglobin content，CH），高荧光（hyper fluorescence，HF）、中荧光（moderate fluorescence，MF）和低荧光（low fluorescence，LF）、网织红细胞百分比（HFR%、MFR%、LFR%），未成熟网织红细胞荧光比例（immature reticulocyte fluorescence，IRF%），再到幼稚粒细胞百分比（IG%）、幼稚粒细胞数量（IG#）和未成熟血小板比率（IPF%）等，当然还有一些参数还仅限于实验研究，尚未运用到临床诊疗实践，对于检验技师和临床医生要明确血细胞分析仪出具的报告参数与研究性参数，应以报告参数为核心参数，研究性参数仅作为参考参数。
3、整体高度自动化与集成化
电子产品的自动化是必然的趋势，血细胞分析仪的自动化步伐从未停止，经过半个多世纪的发展，血细胞分析仪已经从手动、半自动、全自动发展到自动进样、自动推染片甚至自动细胞形态统计分析的由轨道连接的流水线。目前单机的测试速度，最高可达到120个样本以上，采用自动进样器，仪器可自动闭管穿刺、吸样，操作人员打开样本管盖和手动上样的历史即将结束，在节省人力的同时，更提高了操作的安全性。
前述的轨道连接的流水线系统，可以串联4～6台仪器同时工作，当和推片染色机、数字形态分析系统等连接在一起时，根据设定的规格，由控制系统统一进行样本的调度、分配、复检、推片、染色及阅片，更是大幅度提高了工作效率、减少了操作误差和工作人员的劳动强度，有效缩短了样本检测的周转时间（test turn around time，TAT），也因此改善了患者的就诊体验，节约了社会资源。检验人员有更多的时间和精力投入到检验结果审核、检验质量提高和为临床服务。未来随着检验项目的多样化，更多地集成相关联产品如全自动生化分析仪、化学发光分析仪、流式细胞分析仪、血沉仪、糖化血红蛋白分析仪、血型鉴定仪等产品也将可以接入血液分析的自动化检测系统。
同时，血液分析的高度自动化，需要整体系统的统一协调，如标本前处理系统、检测系统、检测后标本的收容系统、质量管理体系、试剂支持系统等，都是今后临床发展的重要方向。
4、凸显信息化和网络化
信息化和网络化是21世纪的主题词，随着人们对移动终端的依赖程度越来越高，血临床检测分析仪器的信息化和网络化的要求也日趋增强，主要体现在通过实验室管理系统（Laboratory Information Management System，LIS），将实验仪器与计算机组成网络，使病人样品登录、实验数据存取、报告审核、打印分发，实验数据统计分析等繁杂的操作过程实现了智能化、自动化和规范化管理。有助于提高实验室的整体管理水平，减少漏洞，提高检验质量。LIS系统通过与医院信息系统（hospital information system，HIS）连接，使得患者检测结果在整个医院的互通，以便于临床医生获取患者的历史数据，还可以对样本结果进行趋势分析，或者获取其他检测项目的结果以便对不同项目的结果综合分析判断。通过对临床诊断路径、样本审核要求等信息的分析和整理，智能的信息管理和审核系统可以快速地筛选异常标本，并可以按照设定的规则对样本进行后续的处理，如重新测量、制作涂片、更换模式确认等操作。随着移动互联网技术和远程医疗业务的发展，未来结果的移动和远程接收、分享和审核及云终端等也将在血细胞分析设备上实现。
2尿液分析的发展前景展望
1、尿液分析模块化流水线的发展
如前述血液分析朝着流水线方向的发展，同样作为三大常规之一的尿常规也在朝着流水线模块化的方向发展。目前市面上常见的尿液分析流水线基本上是由一台全自动尿液分析仪和一台全自动尿有形成分分析仪通过连接桥联机而成，但由于尿液有形成分分析仪的检测速度远远低于尿液分析仪的检测速度，使得整条流水线的检测速度偏低，不适应大标本的检测工作，所以多台尿液有形成分分析仪与尿液分析仪进行模块化的组合，甚至根据医院标本量的情况进行灵活的定制成为今后尿液流水线的需求热点。Sysmex公司已研发出由两台UF-1000i尿液有形成分分析仪和一台AX-4030全自动尿液分析仪组成的尿液分析系统。优利特致力于尿液分析领域的高端检测设备的研发和生产，目前正在研发由多台尿液有形成分分析仪和多台全自动尿仪联机而成的大型高端模块化尿液分析流水线，仪器配有大容量的待测标本扩容装置及已测标本的收容装置，极大地提高检测效率，并可灵活实现尿有形成分分析速度与尿干化学分析速度的良好匹配，达到个性化定制，期待在不久的将来推向市场。
2、尿干化学检测原理的进步
传统的尿干化学检测原理是基于反射光电比色法，即光源发出的光照射到尿试纸的模块上，尿试纸模块的颜色深浅对光的吸收及反射程度是不一样的，试纸模块反应后的颜色的深浅与尿样中的各种成分的浓度成正比。各模块的反射光进入光电传感器中，将光信号转化为电流信号，完成了光电转换，该电流信号经过转换送入中央处理器CPU进行处理，经过算法处理，输出尿液样本中各检测项目的半定量结果。故而传统的尿干化学结果“无图可依”，不便于结果复检和溯源，在发生医疗纠纷时，医疗机构难以出具有效的实验室证据，保护医务工作者。
近年来许多仪器采用多波长发光二极管进行反射光检测，或者采用CCD相机拍摄或扫描试纸上的颜色变化等方法，一方面提高了检测精度，另一方面提高了检测速度，预想将在临床上得到广泛应用。URIT-1600全自动尿干化学分析仪采用反射光电比色并结合颜色分析的联合分析方法，创造性地采用接触式传感器（Contact Image Sensor，CIS）进行感光，在CIS装置内部，300～1000个光电传感器及特殊的精密透镜紧紧排列在一起，不同波长的LED光源也集成在装置内部并产生检测所需光源。传感器对反应后的尿试纸条进行逐行扫描得到图像，仪器直接对图像进行分析得出各项目结果。CIS工作原理如图4-16。
CIS接触式图像传感技术相对于传统的积分球检测系统具有以下优势：
1、检测系统结构紧凑，体积小，温度特性好，一致性好，具有更高的检测精度和抗干扰能力。
2、可以生成图片并保存，有图可依，对异常结果标本可以很方便的进行复核。
3、检测速度较快，URIT-1600检测速度为300T/H，而传统的全自动尿液分析仪的检测速大多维持在240T/H。
图4-16 CIS工作原理模拟示意图
四、小结
如本章引言所述，人体所有体液约占体重的60%，涵盖了众多的人体成分，所以对血液及体液检测技术的不断进步，对疾病的诊断、治疗、预后判断具有极为重要的意义。在国家全面建设小康社会，提倡全民健康的大环境下，人们对健康有了更高的要求，倡导关爱健康、诊断优先、预防优先。随着科技的发展，血液与体液诊断领域也呈现蓬勃的发展，让我们共同期望科技发展提供更为准确、灵敏的检测手段，为人民的健康保驾护航。
未完待续...
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（编辑：平凡）
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