血 涂 片 复 检 仿 真 实 训 系 统 构 建

张士化， 郑 瑞， 华 彤

(1. 宁波卫生职业技术学院 医学技术学院， 浙江 宁波 315100；2. 浙江省台州医院 中心实验室， 浙江 台州 317000； 3. 宁波宝洋网络科技有限公司， 浙江 宁波 315000)

0 引 言

全血细胞计数(complete blood count，CBC)即血液常规检验，简称血常规或血细胞分析，又称血象，其可为临床血液系统及其他全身系统疾病的诊断、鉴别及疗效评估提供重要信息，是临床血液学实验室中最常用的测试项目[1-2]。

血涂片复检(即镜检,以下简称复检)是指临床全血标本经血细胞分析仪检测后的CBC结果达到某实验室规定的显微镜复检基准值以上和(或)仪器显示形态异常提示信息时，检验技师对此类标本进行血涂片制作、染色后的手工光学显微镜检查[1-2]，是血液检验中最重要、最有价值的技术，可进一步提高CBC检验结果的可靠性并能明确多种疾病的性质[3]。

1 相关人员血细胞形态学检验技能现状

目前，在国内各医学院校的医学检验技术专业(以下简称检验专业)教学中，因课时紧张且病理性血涂片难以人手一份，造成绝大多数学生在课堂内对血涂片制作和染色无法熟练掌握，对于后续的镜检内容、方法等也仅停留在初级阶段，至于复检后能给出评价和初步观点的能力更是难以培养[4]。虽然国内个别院校在外周血细胞检验教学上做出了改革尝试[5]，但全国范围则未见更多报道。目前，国内检验专业学生经过2年或3年的在校学习，即进入一年的临床顶岗实习，其中CBC检验岗位的实习基础且重要。在复检技能训练上，各医院检验科大多是带教老师个别指导，这种方法突出的缺点就是缺乏全面性、系统性和持久性且无完善的评价和考核机制，因此获得的经验和技能相对较少，无法满足实际工作的要求。当学生毕业正式成为临床检验行业人员后，其复检技能仍然低下，实际工作中常导致过度依赖自动化仪器，血液检验服务品质可想而知。

随着中国实验室国家认可委员会逐步对医疗系统开展ISO15189认证，检验行业的标准化和规范化不断进步，然而实验室现场评审中不符合项目主要集中在细胞形态学检验方面，其中检验人员的形态学技能低下致使血涂片复检率逐渐降低是其主要原因[6-7]。目前，血细胞形态学检验的重要性已得到公认，检验人员的培训和学习方法主要有4种：① 科室内资深形态学人员的传帮带；② 参加卫生部、省市临床检验中心或检验质量监管部门对于血液细胞形态学检验的室间质评考核；③ 基于互联网环境的形态学微信群、QQ群和公众号中形态学资源的自学；④ 参加每年多地举办的血细胞形态检验继续教育培训班。但这些方法均具有明显的缺点，见表1。

2 血涂片复检技术

2.1 内涵及意义

复检作为一种手工检查技术，其内涵丰富，具体包括[1-2]：涂片镜检(Slide Review)即浏览血涂片，是指将血涂片进行瑞-吉氏染色后，用显微镜观察各种血细胞形态，尤其是CBC自动计数的报警阳性细胞，但无需分类计数；人工白细胞分类计数(Manual White Blood Cell Differential)是指将血涂片进行瑞-吉氏染色后，用显微镜人工分类一定数量的有核细胞(白细胞或白细胞+有核红细胞等非白细胞)，并计算各类有核细胞的比例/数量。本实训系统所采用的“血涂片复检”术语即人工白细胞分类计数与涂片镜检的总称。

表1 常见血细胞形态学检验的学习和实训/培训方法比较

自20世纪80年代以来，多种性能优越的5分类血液细胞分析仪已经用于CBC检验，不仅可以快速提供各种血细胞数量，也可对正常白细胞进行准确的自动分类计数，甚至具有异常有核细胞的预分类和提示功能，为提升医疗服务质量做出了巨大贡献[8-9]。临床检验实践证明，即使最先进的血液细胞分析仪的报警和提示功能也并非十分准确[3,9]，在很多情况下则必须进行镜检，倘若医疗实验室不做或极少做镜检，极易造成疾病漏诊和(或)误诊[3,10]，或丢失部分重要病理改变的信息，从而影响临床诊治效果。近10多年来，自动化技术也已延伸到显微镜下的细胞定位和识别领域，已有多种图像分析系统在血细胞分析上体现出极大的优势，但这类仪器只是血细胞分析后形态学复检的辅助工具，其对于各种血细胞分析的结果仍需要人工最终复核和确认[9,11-14]。

因此基于自动化检测的CBC数据和血细胞形态分析对临床疾病诊治是不够的。临床实践表明，CBC检验工作岗位不仅需要外周血液采集、血球仪机台操作、检验报告审核和危急值处理等基本能力，而且需要具有熟练的复检技能，其价值重大[1-3，9，11-14]：CBC数据复核有助于提升血细胞分析仪检测的结果准确性；白细胞分类计数和形态有助于血液及非血液系统疾病的诊断；红细胞形态有助于贫血和其他血液病的诊断；血小板数量和形态有助于出血性疾病的诊断；疟原虫等血液寄生虫有助于感染性疾病的诊断。理想的CBC检验工作模式和岗位能力组成如图1所示。

图1 理想的CBC检验工作模式和岗位能力组成

2.2 方法及报告

实施复检首先要制备出合格的血涂片/血膜。镜检时，检验技术人员应进行系统和全面的血细胞数量和形态观察，具体包括[1,2,15]：调试好显微镜；低倍镜观察(采用10×物镜观察血涂片的质量、评估白细胞数量以及有无红细胞凝集和红细胞缗钱状排列现象，并选择红细胞染色良好、分布均匀的区域即红细胞单层准备进一步镜检，此外需特别留意血膜的两侧和尾部，以防异常细胞漏检)；油镜观察(在红细胞单层区域，滴加香柏油1滴，转换100×物镜，观察白细胞的形态特征，白细胞分类计数时需按照城垛式方式移动镜下视野并连续分类，评价红细胞的大小、形态是否正常，红细胞内有无内容物，以及血红蛋白的充盈度和着色是否正常，验证血小板数量及有无聚集和卫星现象，此外还应注意有无疟原虫、微丝蚴等血液寄生虫)。

镜检结果报告格式如下：白细胞分类计数按百分比报告，有核红细胞按每观察100个白细胞见到的数量n进行报告(n个有核红细胞/100白细胞)[15]。各种血细胞形态异常的科学报告方式参见2015年ICSH发布的血细胞阳性分级系统[16]和国内专家的建议[17-19]。

3 血涂片复检仿真实训系统

3.1 设计理念

本系统的基本理念是“知识与技能并重，学习与训练结合”，目的是让用户摆脱时空限制、高效进行复检知识学习和技能训练，其设计充分体现了真实性、丰富性、实践性和灵活运用性的特点。

(1) 真实性。镜检是为了更好服务临床疾病诊治，因此该技能的实训亦必须以真实的临床疾病为载体；

(2) 丰富性。为了体现复检和临床血液疾病知识的复杂性，系统不仅需对复检相关知识进行全面介绍，而且需收集丰富的临床案例以达到对该技能的系统训练；

(3) 实践性和灵活运用性。从前述镜检的工作内容，不难发现油镜检查是其重点，因此也成为该系统实训功能的设计核心。专业人员从合格血涂片之体尾交界处连续采集100只油镜下的白细胞图像(见图2)并对所有有核细胞进行连续编码，可将实践中油镜下的白细胞分类计数和血细胞形态观察进行再现，每个案例的学习过程即是一次真实的镜检实践。同时，系统通过特定模块不仅解决用户学习血细胞形态学检验中的单细胞识别问题，而且让用户逐步掌握依据血细胞数量和形态变化初步诊断或判断多种典型疾病的高级能力，真正实现学以致用。

图2 系统案例的血细胞油镜图像均从合格血涂片之

3.2 系统组成及预期功能

为实现上述理念，在知识方面，结合临床检验一线的实际工作经验，对复检内涵及意义，血涂片制作、染色、评价及镜检方法和内容，复检规则和常见血细胞形态等内容进行了全面介绍。同时，在技能方面，系统以从临床检验工作中收集的25个案例(病例)为载体，重点体现镜镜检内容、结果分析和学习以及基于血细胞改变的诊断思考等技能训练。系统的内容和结构见图3。

图3 系统内容和结构

该系统的预期功能旨在帮助用户真正掌握复检技能，通过学习复检相关知识、训练系统案例可深刻理解血细胞分析仪检验的不足以及复检的内涵和价值；通过系统训练有核细胞分类计数和血细胞形态观察并学习后续结果比对和专家释疑等内容，彻底解决血细胞形态学检验学习中的基础细胞识别问题；通过学习专家对每个案例判断或诊断的临床思维，找到自身的不足，逐步掌握血细胞形态学检验辅助临床疾病诊治的技能。

3.3 系统实现

目前，本系统共有25个案例。每个案例均提供性别、年龄、临床初步诊断和CBC检验结果。这些案例的血细胞图片(数量高达2 501张)作为系统的关键资源，不仅图片清晰、标记醒目，且均提供准确的参考答案。该系统网页建设完成后，所有案例资料均通过系统后台(本文中未做介绍)导入。目前，该系统已完成国家计算机软件著作权的登记(登记号2019SR0226120)。

本系统前台首页展示了复检相关知识(图4(a))。在登录入口，用户输入账号和密码后，即进入25个案例展示页面，选择某案例并初次查看其基本信息后，鼠标点击该案例后的笔形指示键(此处以案例4为例，见图4(b)红框)即进入该案例的学习页面，用户在此页面可进行案例的系统学习和实训。该页面包括案例的基本信息、有核细胞分类和血细胞形态观察、分类结果及判断和案例分析4个模块，其中分类结果及判断包括3个子模块，案例分析包括2个子模块，如图4(c)所示。

(a) 系统首页

(g) 您对该案例的判断子模块

3.4 各模块功能介绍

3.4.1 有核细胞分类及血细胞形态观察

该模块是系统的第1个核心模块。如图4(d)所示，用户点击该模块后即进入100只白细胞(异常标本尚有有核红细胞等非白细胞存在)的连续分类计数和血细胞形态观察训练，首先是第1张图片中有核细胞的答案选择(若图片中有核细胞仅有1个，则不做标识，如图5所示；若有核细胞超过1个，则用红色箭标对待识别细胞从上到下、从左到右依次进行标识，如图6所示。案例图片下方，设置了中性分叶核粒细胞、中性杆状核粒细胞、嗜酸性粒细胞等15个答案备选项，选择后即出现“保存成功！”弹出框，点击该框中的“确定”按钮即进入第2张图片中有核细胞的答案选择，以此类推。当用户想重新练习此案例时，可通过点击此页面上方的“清空已选答案，再次镜检练习”按钮来实现，如图7所示。

图5 APL(急性早幼粒细胞白血病)第1只待识别的有核

鉴于目前国内血细胞分析(尤其是红细胞方面)存在形态学描述术语和报告极不一致的现状[17-19]，该系统未设计定量判断血细胞形态变化的实训模块。在有核细胞分类计数的同时，用户可同时观察白细胞、红细胞以及血小板的数量和形态变化(每个案例的专家分析均有血细胞形态变化结果作为参照)，为后续判断或诊断案例提供依据。

图6 CML(慢性粒细胞白血病)第1只至第12只待识别的有核细胞(来自图片1至图片12，均用红色箭标进行标识)

图7 点击“清空已选答案，再次镜检练习”按钮可实现案例的再学习

3.4.2 分类计数结果

如图4(e)所示，点击该子模块后则可以看到该界面有3列指标，第1列是“细胞类型”即 15个细胞答案备选项，第2列是“您的结果”，第3列是“正确结果”。在“您的结果”一列下方展示的是用户先前的所有有核细胞分类结果：白细胞分类计数的具体比例和有核红细胞的具体数量(当出现有核红细胞时)，其中红色字体显示的比例和数字表明和正确结果有出入，用户可继续通过后续模块的学习找出错误的原因。

3.4.3 结果比对分析

该子模块是系统的第2个核心模块。如图4(f)所示，点击该子模块后则可以看到该页面出现4列指标，第1列是案例的“图片及序号”，第2列是“您的答案”，第3列是“正确答案”，第4列是“专家释疑”。从前3列结果中，用户可查看到先前所有图片中出现的有核细胞的具体选择以及正确答案(图4(f)和图8显示的是案例4的部分图片的用户答案)，其中第2列内若某些细胞答案显示红色，则表明结果有误，此时可点击对应图片，并在新页面进行该细胞的再次观察(见图8)，然后再学习专家给出的释疑(如果显示的话，典型细胞一般不给出专家解释)，用户可进行再思考。此外，即使用户对某不典型细胞识别正确，但若该细胞显示了专家释疑信息，用户点击对应图片后也可以对该细胞进行再学习(见图9)。

图8 识别错误细胞的再学习

图9 专家释疑细胞(不典型细胞)的形态再学习

3.4.4 您对该案例的判断

如图4(g)所示，在此子模块窗口中用户可输入对该案例的初步判断或(诊断)等文字信息(输入完毕需点击“保存”方可在后续模块中进行查看)。该子模块主要训练用户利用血细胞数量和形态变化初步判断疾病方向和病种的高级技能。

3.4.5 案例分析

如图4(h)所示，点击“您的判断”子模块后用户即可看到先前对该案例的判断结果。此外，本模块中尚有“专家观点”子模块，这是本系统的第3个核心模块，点击后可进一步验证先前判断是否正确，通过学习专家对案例的综合分析达到对专家逻辑思维和判断能力的领会以及对案例的全面掌握(图4(i)和图10)。

图10 点击“返回案例页”按钮后可继续学习其他案例

至此，案例4学习完毕，点击本页面中的“返回案例页”(见图10红框所示)即可返回学习其他案例(图4b)。

4 系统测试效果及教学应用

系统完善后，经临床检验专家和一线专业教师试用，效果满意。主要感受如下：系统网页内容丰富、组织架构合理，网页界面友好、人机互动效果佳；临床案例丰富，基本囊括临床检验常见典型血液病，建议已有病种可以再多增加一些，同时建议增加红细胞疾病(贫血)和血小板疾病；所有案例的图片质量上乘，图片编辑科学，拍摄图片中的有核细胞数量和形态均能准确反映正常血象和疾病血象的特征，此外细胞备选答案有15项，非常全面；系统中的结果比对分析子模块设计科学合理，符合血细胞形态学检验学习的思路和思考过程，用户可以知道对哪些有核细胞识别上有困难和误区，通过专家释疑部分的学习达到不仅知其然，而且可以知其所以然；系统案例学习系统深入(正常细胞识别→正常不典型细胞识别→异常典型细胞识别→异常不典型细胞识别)、循序渐进(检验技能(细胞识别)→临床应用(疾病判断))，真正实现了复检技能的科学、系统训练，有助于指导用户进行临床检验实践。

目前，本系统已在2017级97名检验专业学生和23名卫生检验与检疫专业学生中进行了首次推广应用(见图11)，学生使用后均表示其预期功能顺利实现、教学和实训价值极高。

5 结 语

本研究成功构建出一个模拟镜检过程的仿真实训系统，该系统开发在国内尚属首次，借助互联网技术，以临床案例为载体，将传统血细胞形态学知识和技能的学习由人-人、人-镜互动转变为方便、易用、高效的人-机互动学习模式，相比于目前检验专业教学中使用的虚拟仿真教学平台(设备)[20-21]，本系统真实性和实践性更强，用户可随时随地利用网络提升血涂片复检技能。此外，与上述现有的4种学习方法相比，本系统体现了血细胞形态学检验技能培训的目的、内容和方法的内在统一，具有学习全面、系统、持久、高效的特点，在检验医学教育和临床检验行业中的应用前景广阔。