全自动数字细胞形态学分析系统CellaVisionTM DM96在外周血白细胞分类的临床应用评价

宋 蓓,张国军,李芬芬，李 虓，康熙雄

(首都医科大学附属北京天坛医院检验科，北京 100050)



·论 著·

全自动数字细胞形态学分析系统CellaVisionTMDM96在外周血白细胞分类的临床应用评价

宋 蓓,张国军△,李芬芬，李 虓，康熙雄

(首都医科大学附属北京天坛医院检验科，北京 100050)

目的 对瑞典CellaVisionTMDM96全自动化数字细胞形态学分析系统(DM96)在外周血白细胞分类应用中的性能进行验证及评价。方法 选取115例患者外周血标本经SP-1000i制备成血涂片后，使用DM96对血涂片进行白细胞预分类，计算DM96预分类与后分类的一致率，以及审核后的分类结果与人工显微镜下白细胞分类结果的相关性，并对该系统的重复性及图像质量进行评价。结果 DM96外周血白细胞分类结果与人工显微镜镜检有较好的一致性，仪器的重复性较好，细胞图像拍摄清晰。结论 使用DM96进行外周血白细胞分类有助于提高实验室形态学报告的一致性及工作效率，具有较好的临床应用价值。

白细胞分类; 细胞形态学; 人工智能神经网络系统; 实验室自动化

外周血白细胞分类是临床医生诊断和治疗疾病的重要参考资料。有学者提出，在形态学检查方面五分类血细胞分析仪只能作为过筛手段，细胞形态学检查应列入常规工作[1-2]。血常规异常时，尤其在病理条件下，必须进行人工显微镜镜检。随着临床实验室血液学复检规则的严格执行以及临床标本量的增加，以自动化仪器进行细胞形态分析是实验室自动化发展的必然趋势[3-6]。瑞典CellaVisionTMDM96全自动数字细胞形态学分析系统(简称DM96)是模拟人工在显微镜下对外周血涂片进行镜检的阅片系统。本研究选取本院30例健康体检和85例需要显微镜复检患者的外周血标本对DM96与人工镜检分类结果进行比对，评价DM96在外周血白细胞分类的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 标本来源 选取2013年11月，北京天坛医院检验科血常规标本115例，其中健康体检标本30份，住院患者血常规(符合本实验室复片规则[7])标本85份。采集静脉血2 mL，乙二胺四乙酸二钾(EDTA-K2)抗凝。

1.2 仪器与试剂 DM96(瑞典CellaVision AB公司)；XE-2100血液分析仪(日本Sysmex公司)；SP-1000i自动涂片染色仪(日本Sysmex公司)；徕卡显微镜(德国Leica公司)。各仪器均使用配套试剂及其质控液(日本Sysmex公司)；瑞氏-吉姆萨染液(珠海贝索生物技术有限公司)。

1.3 标本准备 工作前对XE-2100血液分析仪进行校准、调试及报警(IP)信息设置。对上述115份外周血标本使用SP-1000i自动推染片仪涂片、染色(瑞氏-吉姆萨染液，珠海贝索生物技术有限公司)，标本收集及染色过程在4 h内完成。

1.4 人工显微镜下白细胞分类计数 由本实验室2名具备形态学分析资质的检验技师，按照《全国临床检验操作规程》[8]方法步骤对上述标本进行显微镜镜检。每张血涂片由2名技师分别进行分类计数100个白细胞。

1.5 DM96系统对白细胞自动预分类计数 每日开机登录系统后，进行开机测试(质控血涂片为标本采集当天SP-1000i制备的外周血涂片，以确保涂片制备能被DM96接受)。通过开机测试后，将收集到的血涂片放入DM96，系统自动对标本进行扫描、定位及100个白细胞的分类计数，每张标本在DM96运行两遍，所得即DM96预分类结果。

1.6 人工审核DM96系统预分类结果 2名技师分别对DM96预分类结果进行审核确认(后分类结果)。

1.7 统计学处理 采用SPSS17.0统计软件对人工显微镜检及DM96分类结果进行线性回归分析，得到两种方法结果的一致性。DM96的批内精密度通过标准偏差(SD)衡量。

2 结 果

2.1 DM96 仪器的重复性 随机选取5例需显微镜镜检的标本使用DM96预分类100个白细胞，重复6次。5例标本的各类细胞预分类结果的平均标准偏差最大为2.7，最小为0.1，均在可接受范围。

2.2 DM96预分类与后分类的一致性 对115例标本的38 136个白细胞使用DM96预分类与后分类结果进行统计分析，DM96整体预分类的一致率为85.8%，见表1。

表1 DM96预分类与后分类比较

注：总计是除上述细胞类别外还包括其他类别。

图1 中性粒细胞DM96(Y)与人工显微镜检(X)相关性

图2 淋巴细胞DM96(Y)与人工显微镜检(X)相关性

图3 嗜酸性粒细胞DM96(Y)与人工显微镜检(X)相关性

2.3 DM96后分类结果与人工镜检结果的相关性 在双盲前提下，两名技师完成血涂片显微镜下白细胞分类及DM96后分类审核。中性粒细胞(分叶核、杆状核中性粒细胞总和)、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞的DM96后分类结果与人工镜检结果相关性见图1～4。

图4 单核细胞DM96(Y)与人工显微镜检(X)相关性

3 讨 论

DM96由数字扫描成像装置和装有CellaVision细胞形态分析软件的计算机组成，是一种全自动细胞形态分析系统。该系统从单细胞层定位到细胞预分类的操作过程与人工镜检流程一致：首先在10×物镜下扫描血涂片找到白细胞单细胞层并定位对焦，再以城垛方式跟踪扫描、记录每个白细胞的位置，然后于100×油镜下拍照并对细胞进行切分、提取特征，最后通过人工神经网络系统(ANN)识别各种白细胞(预分类)。对于DM96的预分类结果，操作者只需在计算机显示屏上进行修改、接受等人工审核操作，然后将审核后的分类结果(后分类)上传至实验室信息管理系统。这种由DM96预分类，再经人工后分类的方法不仅提高了工作效率，也使白细胞分类更加客观、标准。目前，DM96在国内各实验室的应用尚不广泛，可参考借鉴的经验相对较少。为此，本文对DM96在外周血白细胞分类的临床应用性能进行验证评价。

在DM96重复性评价中，5份标本各类细胞预分类结果的平均标准偏差均小于2.7，表明DM96的重复性在可接受范围内。本研究选取115份血常规标本进行白细胞分类计数，共计分析38 136个白细胞。DM96预分类与后分类一致率为85.8%，若将分叶核、杆状中性粒细胞视为一组，一致率为91.0%。其中杆状核中性粒细胞、分叶核中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞预分类一致率较好，分别为66.9%、89.6%、95.0%、94.8%。嗜酸性粒细胞、幼稚细胞预分类一致率偏低分别为59.4%、23.6%，其原因可能因为嗜酸性粒细胞鉴别受血涂片染色质量影响较大，染色偏酸会导致其一致性偏低，而且嗜酸性粒细胞、幼稚细胞在白细胞中所占比例少，标本量不足，会导致其一致性偏低。

DM96后分类与人工镜检(参考标准)分类结果相关性分析显示：中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞两种方法的相关系数较高，r2值分别为0.914 5、0.898 8、0.886 4；单核细胞两种方法的相关系数r2值为0.359 2。单核细胞r2值偏低的原因可能是因为DM96分析软件主要从形态、颜色、颗粒、液泡、函数、纹理6个方面提取细胞特征，而单核细胞形态相对多变，胞质、颗粒受推片、染色以及显示器成像效果影响较大，另外单核细胞数量较少，也影响到相关系数计算。

在检测过程中发现，使用DM96进行细胞分类，对推片、染色的要求较高，尤其预分类受染色质量影响较大。在审核过程中发现因染色偏酸导致部分中性粒细胞被预分类成嗜酸性粒细胞。因此，在实际工作中应尽量将SP-1000i参数设置到最佳状态，以保证两种仪器能匹配的更好，实现检查过程的自动化、标准化[9]。

DM96采用数字扫描拍摄将细胞形态显示在电脑屏幕上，与显微镜相比存在一定的视差，操作人员需要适应在电脑屏幕上观察细胞形态。对DM96细胞成像效果评估表明，DM96能够清晰地呈现细胞形态，包括核仁、胞质、颗粒、内含物等，甚至可观察到急性早幼粒细胞白血病细胞的形态及内含物。

此外，DM96的细胞图库(包括自带的参考细胞图库和日常工作中遇到的有借鉴价值的细胞图像)便于借鉴学习、回顾对比，有利于实验室人员鉴别细胞形态学能力的提高。虽然DM96不能完全取代人工，其预分类结果必须经过人工审核才能发出，但其自动化细胞形态学分析模式有助于降低因工作人员主观倾向或形态学经验不足带来的结果报告的差异。

DM96的优势在于：(1)阅片效率高。据相关资料显示，DM96的阅片效率为每小时30～60张，人工分类为每小时5～8张，尤其针对白细胞数低的标本，DM96通过设置增加白细胞分类数量(如300～500个)使漏检率大大减低[6,10]，与人工显微镜下浏览全片相比节省大量时间。本实验室使用DM96以来，临检组形态学检验工作的效率明显提高。(2)使形态学分析趋于标准化。细胞分类存在主观差异性，不同实验室、不同人员之间，都难以做到标准完全一致，DM96标准化分析过程可降低此类问题的发生。此外，DM96预分类的细胞图像保存在数据库中，便于与同事、专家进行交流，并可用于后期查询、教学培训等方面。

综上所述，通过对DM96的系统评价，表明其具有操作简便、速度快，重复性好，不受主观因素影响等优点，其应用有利于缓解形态学人员紧缺、工作强度大的现状。因此采用标准化工作辅助形态学检查，可以用于外周血白细胞镜检。

(鸣谢瑞典CellaVision AB公司许茜对本文撰写所提供的技术支持及宝贵资料。)

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Performance evaluation of automatic digital cell morphology analysis system-CellaVisionTMDM96

SONGBei,ZHANGGuo-jun△,LIFen-fen,LIXiao,KANGXi-xiong

(DepartmentofClinicalLaboratory，BejingTiantanHospitalAffilatedtoCaptialMedicalUniversity,Beijing100050,China)

Objective To evaluate the performance of automatic digital cell morphology analysis system CellaVisionTMDM96 in white blood cell(WBC)classification.Methods A total of 115 blood smears were made and stained using SP-1000i from 115 selected peripheral blood samples.Each blood smear was run on DM96 and got the pre-classification results,then the pre-classification results were reviewed by two qualified lab technicians and got the post-classification results.Meanwhile,each smear was reviewed under the microscope by those two lab technicians.Calculate the pre-classification and post-classification agreements of DM96.Analyze the correlation between post-classification and the manual differential results among different cell classes.Also,the system repeatability of pre-classification and the quality of the digital cell images were checked.Results The correlation between post-classification and the manual differential results was acceptable,the repeatability of the system was very good,and the cell images captured by the system had high resolution.Conclusion DM96 is helpful to improve the consistency of the morphology of laboratory and working efficiency in peripheral blood leukocyte classification,which has good clinical application value.

white blood classification； cell morphology； artificial neuron network； laboratory automation

宋蓓，女，硕士，主管技师，主要从事临床检验诊断学、血液学方向研究工作。△

,E-mail：tiantanzgj@163.com。

10.3969/j.issn.1672-9455.2015.04.019

A

1672-9455(2015)04-0481-03

2014-07-15

2014-09-18)