CN102539300B - 低值样本粒子测量方法及粒子分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低值样本粒子测量方法及粒子分析仪，所述方法包括：制样步骤，将低值样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育；检测步骤，使孵育后的样本在设定的低值样本检测时间内通过检测系统，所述低值样本检测时间比正常样本检测时间长设定时间段ΔT；信息处理步骤，对检测系统输出的检测信号进行处理，输出粒子分析结果。本发明通过增加粒子的测量时间从而提高了粒子的统计数目，提高了低值样本检测结果的准确性。

Description

低值样本粒子测量方法及粒子分析仪

技术领域

本发明涉及一种医疗领域的粒子分析仪，尤其涉及对于低值样本的粒子测量方法。

背景技术

粒子分析仪用于对采集的体液(例如血液、尿液等)进行分析统计，得到体液中各种粒子或特定粒子的散点图，从而统计粒子(例如细胞)数量。用于分析统计血液细胞或其它体液细胞的粒子分析仪通常也称为细胞分析仪。以下以分析血液细胞为例说明细胞分析仪的基本测量流程，如图1所示。

首先是采样分血环节，通过采样装置1将血样样本或者其他样本采集到仪器中，然后将采集到的样本通过分血装置2按照测试的目的分为几份血样，比如分血装置分别定量出20ul的样本供白细胞总数和嗜碱白细胞的测量；另外20ul的样本供白细胞其他四个子类的测量。

分血和采样环节后是孵育环节，在这个环节，各自专用的试剂把分好的血样注入到反应装置3中进行孵育。

然后是测量环节，具体包括白细胞总数和嗜碱细胞测量环节、白细胞分类测量环节等等，具体为：当到达一定的反应时间后，系统将孵育完毕的20ul样本和1ml专用试剂的混合物通过注射器4注入到光学系统5中进行白细胞总数和嗜碱细胞的测量，比如，在测量过程中注射器总共推了50ul的量。这些样本通过光学系统5后，经过信息处理环节6，将输出白细胞总数的散点图，算法也会根据注射器推的总量、测量的样本量以及试剂的稀释倍数得到最终样本中白细胞总数的浓度，输出白细胞总数散点图。然后，系统将另外孵育完毕的20ul样本和1ml专用试剂的混合物通过注射器4注入到光学系统5中进行白细胞其他四个分类的测量，在测量过程中注射器总共推了一定的量，这些样本通过光学系统5后，经过信息处理环节6，将输出白细胞分类的散点图，算法也会根据注射器推的总量、测量的样本量以及试剂的稀释倍数得到最终样本中白细胞分类的结果，输出白细胞分类散点图。对于白细胞的分类图，在一定范围内，图上的点越多越有利于分类效果的提升，即统计的细胞数量越多越有利于分类效果的提升。正常样本的白细胞浓度大于4000个/ul，那么对于白细胞性能测量最好统计数目大于3000个。

血液细胞分析仪的样本来源有全血、末梢血甚至体液，如果样本的来源是末梢血样本，医院的采集量往往低于40ul，而血液细胞分析仪的用血量往往在100ul以上，为了达到检测的目的，往往需要预先用稀释液对样本进行4倍以上的稀释，然后进行测量；对于体液样本，采集的样本体积虽然可以达到了用血量的要求，但是体液样本本身细胞的浓度就非常低。比如，正常样本测量的时候，注射器推样50ul，统计其中40ul的体积，如果稀释比是50倍的稀释，那么相当于统计了40/50＝0.8ul体积的血样，对于白细胞浓度是6000/ul的血样来说，相当于统计了4800个白细胞。如果同样的这个样本是末梢血样本，由于用血量的原因事先经过了4倍稀释，那么如果还是按照正常的测量模式在机器内进行测量，相当于统计了1200个白细胞。由于统计数目少，就会缺乏统计学意义，影响结果的可重复性和准确性。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种低值样本粒子测量方法及粒子分析仪，增加被测粒子的统计量，从而提高测量结果的准确性。

根据本发明的一方面，提供一种低值样本粒子测量方法，包括：

制样步骤，将低值样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育；

检测步骤，使孵育后的样本在设定的低值样本检测时间内通过检测系统，所述低值样本检测时间比正常样本检测时间长设定时间段ΔT；

信息处理步骤，对检测系统输出的检测信号进行处理，输出粒子分析结果。

在一种实施例中，在制样步骤之前还包括：

样本分配步骤，样本分配系统按照设定的份量将低值样本分出至少两份；

在制样步骤中按照所需孵育时间从短到长的排序，控制排序中的后一份样本开始孵育的时间比其前一份样本开始孵育的时间至少延后设定时间段ΔT，在检测步骤中，经过孵育的样本依次通过光学检测系统。

根据本发明的另一方面，提供一种粒子分析仪，包括：

制样系统，用于将低值样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育；

检测系统，对孵育后的样本在设定的低值样本检测时间内进行检测，所述低值样本检测时间比正常样本检测时间长设定时间段ΔT；

信息处理系统，对检测系统输出的检测信号进行处理，输出粒子分析结果。

在一种实施例中，所述检测系统包括：

光学检测装置，包括检测室，用于在光照下对流过检测室的样本进行检测；

限流器：用于在设定的低值样本检测时间内将孵育后的样本输入光学检测装置。

在一种实施例中，所述限流器包括注射器和作用于注射器的步进电机，所述步进电机按照低值样本检测时间驱动注射器将孵育后的样本推入光学检测装置。

在一种实施例中，所述粒子分析仪还包括样本检测时间确定装置，所述样本检测时间确定装置接收用户输入的被测样本属于低值样本或正常样本的选择信息，根据预先设置的样本和检测时间对应关系确定该被测样本的检测时间。

在另一种实施例中，粒子分析仪还包括：

样本分配系统，用于按照设定的份量将低值样本分出至少两份；

所述制样系统控制按照所需孵育时间从短到长的排序中的后一份样本开始孵育的时间比其前一份样本开始孵育的时间至少延后设定时间段ΔT。

本发明通过增加粒子的测量时间从而提高了粒子的统计数目，提高了低值样本检测结果的准确性。

附图说明

图1为粒子分析仪测量流程图；

图2为一种实施例中粒子分析仪的结构框图；

图3为一种实施例中粒子分析是流程图；

图4为另一种实施例中粒子分析仪的结构框图；

图5为正常血样样本的测量流程图；

图6为低值血样样本的测量流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明的具体实施例中，低值样本是指对于待分析的粒子来说，该样本中的待分析粒子的浓度比正常样本中的要小，例如对于需要分析血液细胞时，白细胞是待分析粒子，正常全血样本中白细胞的浓度为4000～10000/ul，如果样本中白细胞的浓度低于4000/ul，则可称为低值样本，当然根据具体情况也可以定义为样本中白细胞的浓度低于5000/ul或其它值时称为低值样本。对于需要分析其他粒子时，例如尿液中的某种细胞，如果被分析的样本中的该种细胞的浓度低于一定值也可以成为低值样本。当待检测的样本为低值样本时，延长低值样本的测量时间，使流过检测系统的样本量增加，从而增加测量的粒子数目。

在一种实施例中，以分析血液细胞的粒子分析仪(也称为细胞分析仪)为例进行说明，分析其它粒子的原理相同。

粒子分析仪的结构框图如图2所示，主要包括制样系统22、检测系统23和信息处理系统24。在有些实施例中，还需要有样本分配系统21。

样本分配系统21用于按照设定的份量将待检测样本分出至少一份或若干份。

制样系统22用于将一定量的待检测样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育。在一种实施例中，制样系统22包括反应池，待检测样本和试剂混合后在反应池中孵育一定的时间。

检测系统23对孵育后的样本在设定检测时间内进行检测。在一种实施例中，检测系统23包括光学检测装置和限流器。在一种实施例中，光学检测装置包括光信号发射/接收器件和检测室，光信号发射/接收器件用于发射光信号和/或接收光信号，检测室位于光照射范围内，当需要检测时，样本流在鞘液的包裹下通过检测室，样本流中的粒子经光照射产生不同的光信号，光信号发射/接收器件接收光信号并转换成相应的电信号后输出。限流器用于将孵育后的一定量的样本输入检测室。在一种实施例中，限流器包括注射器和作用于注射器的步进电机，步进电机按照检测时间驱动注射器工作，不断将孵育后的样本推入光学检测装置，使样本在鞘液的包裹下通过检测室进行检测。样本的驱动是注射器驱动的，注射器通过步进电机来驱动，通过控制步进电机的转速(步/秒)和测量时间，可以得到测量样本的总体积，因为转速和时间的乘积就得到了测量时候注射器运行的总步数，对于固定的注射器，每走1步就对应固定的液体体积，通过固定系数换算，就可以得到注射器测量样本的总体积。本实施例与通过提高步进电机的转速或增加注射器单位时间推样量来提高注射器的注射量的方案相比，不会改变样本流的宽度，从而减小对测量结果的影响。

在另外的实施例中，限流器还可以包括气压源或真空室，气压源产生气压将一定量的孵育后的样本推入光学检测装置，或真空室形成真空，产生负压，将一定量的孵育后的样本在负压的作用下导入光学检测装置，从而使样本在鞘液的包裹下通过检测室进行检测。

信息处理系统24用于对检测系统输出的检测信号进行处理和运算，根据被测样本的总量、试剂的稀释倍数输出粒子分析结果。

分析血液细胞时，粒子分析仪的样本来源有全血、末梢血甚至体液。如果样本的来源是末梢血样本，医院的采集量往往低于40ul，而血液细胞分析仪的用血量往往在100ul以上，为了达到检测的目的，往往需要预先用稀释液对末梢血样本进行4倍以上的稀释，然后进行测量。对于体液样本，采集的样本体积虽然可以达到了用血量的要求，但是体液样本本身细胞的浓度就非常低。因此，当末梢血样本和体液样本到达检测系统进行检测时血液细胞的浓度较低，为低值样本。

当检测样本为低值样本时，检测系统对孵育后的样本在设定的低值样本检测时间内进行检测，为提高粒子测量数目，设定的低值样本检测时间比正常样本检测时间要长出一个设定时间段ΔT。

对于采用低值样本进行粒子分析时，分析流程如图3所示，包括以下步骤：

制样步骤S11，将低值样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育。

检测步骤S12，使孵育后的样本在设定的低值样本检测时间内通过检测系统，所述低值样本检测时间比正常样本检测时间长设定时间段ΔT，ΔT大于0。设定时间段ΔT为经验值，可根据正常样本与低值样本中的被测粒子的浓度差和该被测粒子的最小统计数目等因素确定。例如，对于白细胞性能测量最好统计数目大于3000个，当正常样本中的被测粒子的浓度是低值样本的4倍时，低值样本检测时间可以是正常样本检测时间的2.5倍以上。对于低值样本，检测时间越长越好，但考虑到检测效率，可将低值样本检测时间设置为正常样本检测时间的2～6倍。

信息处理步骤S13，对检测系统输出的检测信号进行处理，输出粒子分析结果。粒子分析结果可以是白细胞总数的散点图和/或白细胞分类散点图。

本实施例中，由于限流器单位时间内可输入的样本的体积是确定的，工作时间也确认，所以在一定工作时间内能够输入到光学检测装置中的样本的总体积也是确定的，如果工作时间越长，则在工作时间内能够输入到光学检测装置中的样本的总量也越多，光学检测装置检测到的粒子数目也越多，从而提高了粒子的统计数量，提高粒子分析仪检测结果的准备性。

在另一实施例中，如图4所示，所述粒子分析仪还包括样本检测时间确定装置25，所述样本检测时间确定装置25接收用户输入的被测样本属于低值样本或正常样本的选择信息，根据预先设置的样本和检测时间对应关系确定该被测样本的检测时间。然后限流器开始工作，将该确定的检测时间作为工作时间，在工作时间内，不断将孵育后的样本输入光学检测装置中进行检测。例如，步进电机按照该确定的检测时间驱动注射器工作，将孵育后的样本推入光学检测装置中。

用户检测的样本可能是正常样本，也可能是低值样本，这种情况下，允许用户通过输入设备(例如按键或显示屏上的输入界面)输入样本类型，仪器系统会根据不同的样本选择不同的测量方法，当用户选择正常样本时，样本检测时间确定装置接收到用户的选择信息，根据样本和检测时间对应关系确定该被测样本的检测时间为正常样本检测时间，粒子分析仪按照正常样本的测量流程执行，如图5所示。为了提升类似低值样本测量性能指标，当样本是预稀释样本或者是体液等低值样本的时候，用户会选择低值样本模式进行测量。当用户选择低值样本时，样本检测时间确定装置接收到用户的选择信息，根据样本和检测时间对应关系确定该被测样本的检测时间为低值样本检测时间，粒子分析仪按照低值样本的测量流程执行，如图6所示。

下面以血样样本为例进行说明两个流程的不同。

图5为正常血样样本的测量流程。

按照时间顺序，S1为采样分血阶段，包括采样和分血两个子环节，样本分配系统包括采样装置和分血装置。采样环节主要是采用采样装置将样本吸入到血液细胞分析仪中，比如吸入150ul血样，并且将血样储存于分血装置中，一般来说，分血装置为分血阀。采样完毕后将进行分血，通过分血阀的动作将吸入的血样分为若干子份，比如分为血样一和血样二，血样一为白细胞总数测量的血样，体积是20ul，血样二为白细胞分类测量的血样，体积是20ul。

在分血环节后进入孵育阶段，对应的试剂将分血阀分出的血样一同打入对应的反应池中进行孵育。比如：试剂一把血样一打入反应池一中进行孵育，试剂二把血样二打入反应池二中进行孵育。在这个过程中，可能有其它的试剂单独注入反应池一和反应池二。

阶段S21是血样一和试剂一对应的孵育过程，阶段S22是血样二和试剂二对应的孵育过程。T1是血样一的孵育时间；T2是血样二的孵育时间，对于系统来说，T1和T2这两个孵育时间是固定的，否则，就会影响仪器系统结果的一致性。

当血样一和试剂一孵育时间达到T1时，血样一进入测量阶段S31。当血样二和试剂二的孵育时间达到T2时间时，血样二进入测量环节S32。因血样一和血样二的测量共同在一个光学系统中完成测量，所以S31和S32必须顺序完成，这里，假设S31先于S32完成。T3为血样一的测量时间，T4为血样二的测量时间。

S31和S32阶段结束后，分别进入各自的清洗阶段S41和S42。

如果样本是末梢血，医院一般采集的体积不是很多，比如低于40ul，通常达不到吸样量的要求，比如吸样量是150ul。那么，往往通过预先稀释的方法来达到吸样的要求，比如：用稀释液将血样稀释4倍，从而体积变为160ul，成为低值样本。

对于末梢血样本或体液样本等低值样本，其经过检测系统的检测时间要比正常样本的检测时间要长。例如将对应的样本一的测量时间由原先的T3增加到T3+Δt1的时间，对应的样本二的测量时间由原先的T4增加到T4+Δt2的时间。比如，T3为5秒，Δt1为10秒，T4为5秒，Δt2为10秒，那么，对于血样一和血样二，测量时间由正常流程的5秒增加到15秒，是正常流程测量时间的3倍，那么对于前面的血样，就可以统计3600个粒子，从而提高了测量性能。

图6为低值血样样本的测量流程。

在采样分血阶段S1中，通过分血阀的动作将吸入的血样分为若干子份，比如分为血样一和血样二。

然后血样一和血样二分别进入各自的孵育阶段S21、S22，血样一和血样二分别和对应的试剂进行混合，在各自的反应池中进行孵育。

由于血样一的测量和血样二的测量共用一个光学系统，所以必须等到血样一测量完毕后才能进行血样二的测量。在这种情况下，如果不改变试剂二的加入时间，其对应的血样二的孵育时间就会对应增加，时间会比T2长，那么就会影响血样二测量结果的准确性。在改进的实施例中，为了避免上述现象，保证血样二的孵育时间不变并且增加血样一的测量时间，试剂二的加入时刻比对应于正常样本模式延后Δt，其中Δt≥Δt1，也就是说采样分血过程S1延后Δt，使血样二开始孵育时间比血样一开始孵育时间延后Δt，部分时间和血样一的孵育动作同时进行，这样就可以保证在低值样本模式的时候，血样二的孵育时间和正常样本模式血样二的孵育时间一致。对应血样二，同样需要增加测量时间，那么如果后续还有血样三要经过光学检测系统检测，为了保证血样三的孵育时间，同样需要把血样三开始孵育时间比血样二开始孵育时间延后Δt。

先孵育完成的血样一进入测量阶段S31，血样一的测量时间为T3+Δt1，比正常样本的测量时间T3长Δt1。通过控制限流器的工作时间来控制血样一的测量时间，例如在一种实施例中，通过控制步进电机驱动注射器的时间来控制血样一的测量时间。因血样二的孵育时间至少延后了后Δt1，所以在血样一完成测量后血样二孵育完成，进入血样二的测量阶段S32。同样血样二的测量时间为T4+Δt2，比正常样本的测量时间T4长Δt2。

S31和S32阶段结束后，分别进入各自的清洗阶段S41和S42。

本发明在不需要改变样本稀释比的情况下通过增加粒子的测量时间从而提高了粒子的统计数目，提高了低值样本的性能指标，且不需要增加额外的器部件，成本较低，实现简单。

以上是以细胞分析仪为例进行说明，本领域技术人员应当理解，适用本发明的粒子分析仪还可以是分析其它粒子的仪器，例如分析尿液的粒子分析仪。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低值样本粒子测量方法,其特征在于包括：

样本分配步骤，样本分配系统按照设定的份量将低值样本分出至少两份；

制样步骤，将分出的至少两份低值样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育，其中，在制样步骤中按照所需孵育时间从短到长的排序，控制排序中的后一份样本开始孵育的时间比其前一份样本开始孵育的时间至少延后设定时间段ΔT；

检测步骤，使孵育后的低值样本依次在各自设定的低值样本检测时间内通过光学检测装置检测，所述低值样本检测时间比正常样本检测时间长设定时间段ΔT；

信息处理步骤，对光学检测装置输出的检测信号进行处理，输出粒子分析结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测步骤包括：

按照低值样本检测时间驱动注射器，使注射器将孵育后的样本推入光学检测系统；

被推入的样本在光照射下流过检测室，检测系统输出检测信号。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：所述低值样本检测时间为正常样本检测时间的2-6倍。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当进行血液细胞分析时，所述低值样本为稀释后的全血样本或体液样本，所述正常样本为全血样本，将低值样本分出的至少两份中第一份用于白细胞总数测量，第二份用于白细胞分类测量。

5.粒子分析仪，其特征在于包括：

样本分配系统，用于按照设定的份量将低值样本分出至少两份；

制样系统，用于将分出的至少两份低值样本和其对应的试剂按照设定稀释比例进行混合后开始设定时间的孵育，且所述制样系统控制按照所需孵育时间从短到长的排序中的后一份样本开始孵育的时间比其前一份样本开始孵育的时间至少延后设定时间段ΔT；

光学检测装置，所述光学检测装置包括检测室，所述光学检测装置当孵育后的低值样本依次在各自设定的低值样本检测时间内流过检测室时，在光照下对流过检测室的样本进行检测，所述低值样本检测时间比正常样本检测时间长设定时间段ΔT；

信息处理系统，对光学检测装置输出的检测信号进行处理，输出粒子分析结果。

6.如权利要求5所述的粒子分析仪，其特征在于，还包括:

限流器：用于在设定的低值样本检测时间内将孵育后的样本输入光学检测装置。

7.如权利要求6所述的粒子分析仪，其特征在于，所述限流器包括注射器和作用于注射器的步进电机，所述步进电机按照低值样本检测时间驱动注射器将孵育后的样本推入光学检测装置。

8.如权利要求5所述的粒子分析仪，其特征在于，所述粒子分析仪还包括样本检测时间确定装置，所述样本检测时间确定装置接收用户输入的被测样本属于低值样本或正常样本的选择信息，根据预先设置的样本和检测时间对应关系确定该被测样本的检测时间。

9.如权利要求5至8中任一项所述的粒子分析仪，其特征在于，将低值样本分出的至少两份中第一份用于白细胞总数测量，第二份用于白细胞分类测量。