CN104458541A - 红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪，首先对血液样本经试剂处理所得样本液进行照射，收集因照射产生的样本液中粒子的光学信号，然后依据每个粒子的光学信息，从血液样本中区分出待检测的红细胞粒子群，由待检测的红细胞粒子群中每个粒子的散射光强度确定其中单个红细胞粒子的血红蛋白含量，从而根据单个红细胞粒子的血红蛋白含量就可以确定红细胞粒子血红蛋白含量分布宽度，也能由此确定红细胞粒子群的平均血红蛋白含量。其中可依据粒子的光学信息从血液样本中区分出网织红细胞群，由区分所得单个网织红细胞的散射光强度可以确定其血红蛋白含量，因而进一步确定网织红细胞血红蛋白含量分布宽度。

Description

红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪

技术领域

本申请涉及样本分析领域，尤其涉及一种红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪。

背景技术

红细胞是血液中数量最多的一种血细胞，作为脊椎动物体内运送氧气的重要媒介。红细胞的增生发育过程主要是从多能干细胞依次发育成单能干细胞、原始红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞、网织红细胞，最后形成成熟红细胞。网织红细胞是有核红细胞刚刚失去核的阶段，属于刚从骨髓释放到血液中的未完全成熟的红细胞。因此正常人血液中的红细胞包括网织红细胞和成熟红细胞。

由于现有技术的比色法无法从红细胞中区分出网织红细胞，因此，无法单独采用比色法来检测网织红细胞中血红蛋白含量。因此，美国专利号为US7283217的专利文献提供了一种表征网织红细胞血红蛋白含量的方法，其主要揭露了如下方法：首先，用试剂对血液样本进行处理，通过一个光学检测装置获取每一个细胞的前向散射光信号和荧光信号。然后，利用前向散射光信号及荧光信号组成的二维散点图，将网织红细胞群和其他细胞群进行区分。再者，计算网织红细胞群前向散射光信息的平均值，并利用前向散射光信息的平均值计算网织红细胞血红蛋白含量等价值。

由于上述美国专利文献的方法只能先计算网织红细胞群前向散射光信息的平均值，然后才能由网织红细胞群前向散射光信息的平均值计算出网织红细胞血红蛋白含量。这样，由于其无法获取单个网织红细胞血红蛋白含量，因而无法获得网织红细胞群血红蛋白含量分布。

发明内容

本申请提供一种红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪，以测定网织红细胞中血红蛋白含量。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种血液样本的分析方法，包括：

对血液样本经试剂处理后所得的样本液进行光照射；

收集样本液中各粒子因光照射所产生的光学信息；

根据所述光学信息，从各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群；

由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种用于血液细胞分析仪的血红蛋白含量分析装置，包括：

接收单元，用于接收由血液样本经试剂处理后所得的样本液在光照射后各粒子产生的光学信息；

分类单元，用于根据所述光学信息，从各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群；

计算单元，用于由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种血液细胞分析仪，包括：

反应池，用于为被测血液样本和试剂提供反应场所，以制备成样本液；

光学检测装置，用于对样本液进行光照射，收集样本液中各粒子因光照射所产生的光学信号，并输出与各粒子的光学信号对应的电信号；

输送装置，用于将反应池中的样本液输送到光学检测装置中；

处理器，所述处理器包括血红蛋白含量分析装置，所述血红蛋白含量分析装置用于接收光学检测装置输出的电信号，根据电信号所反映的光学信息，从血液样本中区分出待检测的红细胞粒子群，由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量。

本申请的有益效果是：

通过提供一种红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪，首先对血液样本经试剂处理所得样本液进行照射，收集因照射产生的样本液中粒子的光学信号，然后依据每个粒子的光学信息，从血液样本中区分出待检测的红细胞粒子群，由待检测的红细胞粒子群中每个粒子的散射光强度确定其中单个红细胞粒子的血红蛋白含量，从而根据单个红细胞粒子的血红蛋白含量就可以确定红细胞粒子血红蛋白含量分布宽度，也能由此确定红细胞粒子群的平均血红蛋白含量。其中可依据粒子的光学信息从血液样本中区分出网织红细胞群，由区分所得单个网织红细胞的散射光强度可以确定其血红蛋白含量，因而进一步确定网织红细胞血红蛋白含量分布宽度。

附图说明

图1为本申请实施例一的血液细胞分析仪的结构图；

图2为本申请实施例一的处理器104的结构图；

图3为本申请实施例一中提及的散点图；

图4为本申请实施例一的红细胞血红蛋白含量的分析方法的流程图；

图5为对于同一血液样本本申请实施例一的血液样本分析仪所得网织红细胞群的平均血红蛋白含量RHE与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得网织红细胞群的平均血红蛋白含量CHr的测量结果对比图；

图6为对于同一血液样本本申请实施例二的血液样本分析仪所得网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr的测量结果对比图；

图7为对于同一血液样本本申请实施例四的血液样本分析仪所得红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW的测量结果对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例的血液细胞分析仪主要包括如图1所示的结构：

反应池101，用于为被测血液样本和试剂提供反应场所，以制备成样本液。具体地，可对采血所得血液样本经稀释并用荧光染色试剂进行标记，得到样本液。常用的荧光染色试剂可以是派若宁、吖啶橙、噻唑橙等。

光学检测装置102，用于对反应池101的鞘流流动室1022中所得样本液进行光照射，收集样本液中各粒子因光照射所产生的光学信号，光学信号包括散射光及荧光，并输出与各粒子的散射光及荧光对应的电信号。具体地，光学检测装置102可包括光源1021及包括孔口10221的鞘流流动室1022等，血液样本中的粒子可在鞘流流动室1022内流动，并逐个经过孔口10221，光源1021所发出的光可照射到孔口10221中的粒子并对应产生散射光及荧光。光学检测装置102还包括分别在孔口前方和侧向设置的透镜组1023、光电感应器1024（如光电二极管、光电倍增管等）及A/D转换器，A/D转换器可设置在下述处理器104中或单独形成一个元件，从而透镜组1023可捕捉对应散射光和荧光，光电感应器1024可将捕捉到的光转换为电信号，再A/D转换器将电信号经A/D转换处理得到数字信号。

输送装置103，用于将反应池101中的样本液输送到光学检测装置102中。

处理器104，包括血红蛋白含量分析装置，其用于根据光学检测装置102输出的电信号进行后续分析处理，包括根据电信号所反映的光学信息，从血液样本中区分出待检测的红细胞粒子群，再由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，光学信号包括散射光及荧光，那么光学信息对应包括散射光强度及荧光强度。血红蛋白含量分析装置包括如图2所示的结构：

接收单元201，用于接收由血液样本经试剂处理后所得的样本液在光照射后各粒子产生的散射光强度及荧光强度；

分类单元202，用于基于光学信息中的散射光强度及荧光强度，从样本液各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群；

计算单元203，用于由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，并对区分出的红细胞粒子群中的红细胞粒子进行统计，由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，由统计所得红细胞粒子的计数值以及单个红细胞粒子的血红蛋白含量，确定红细胞粒子群的平均血红蛋白含量。

具体地，根据上述A/D转换处理所得数字信号就能得到对应的每一个粒子的散射光强度和荧光强度。建立粒子的散射光强度及荧光强度之间的对应关系，就可以根据该对应关系从样本液各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群。可参考图3，粒子的散射光强度及荧光强度之间的对应关系可表示为一散点图，横坐标为粒子的荧光强度，纵坐标为粒子的前向散射光强度，样本液中每一个粒子根据其荧光强度及前向散射光强度会映射到这张散点图中，很明显，成熟红细胞位于散点图左上方形成成熟红细胞群，网织红细胞位于散点图右上方形成网织红细胞群，而血小板位于散点图下方形成血小板群。当区分出待检测的红细胞粒子群后，可对该红细胞粒子群中的红细胞粒子进行标记并计数，得到计数值。单个网织红细胞的血红蛋白含量HGBcell可由如下公式计算得到：

HGB_cell=K×e^(a×SC)

其中，K与a均为配置参数，SC为单个网织红细胞的散射光强度，即前向散射光强度。一般的，由于测量器件的差异，如光电感应器、A/D转换器件的不同，测量得到的前向散射光强度差异较大，导致上述公式中的a值可能会存在较大差异。其中一种取值是：K取8.7491，a取0.00061。

根据单个网织红细胞的血红蛋白含量，以及统计所得待检测的网织红细胞群中网织红细胞的计数值，可以得到网织红细胞群的平均血红蛋白含量RHE，具体可由如下公式计算得到：

$\mathrm{RHE}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{HGB}}_{\mathrm{cell}}\left(i\right)}{N}$

其中，i取值为{1,2,…,N}，N为网织红细胞群中网织红细胞的计数值。

请参考图4，本实施例的红细胞血红蛋白含量的分析方法主要用于得到网织红细胞群的平均血红蛋白含量，并且基于上述血液细胞分析仪进行，反应的是血液细胞分析仪的内部处理流程，包括：

步骤401，准备样本液。具体地，在反应池中对采血所得血液样本经稀释并用荧光染色试剂进行标记，得到样本液。常用的荧光染色试剂可以是派若宁、吖啶橙、噻唑橙等。

步骤402，收集光信号。具体地，在光学检测装置中对样本液进行光照射，样本液中各粒子会因此产生散射并发出荧光，此时，收集样本液中各粒子因光照射所产生的光信号，光信号包括散射光及荧光。在本实施例中，收集的散射光为前向散射光（Forward Scattered Light，FSL）。利用鞘流原理，将样本液中的粒子包裹在鞘流中逐个经过鞘流流动室的孔口，激光照射到孔口中的粒子上分别会产生散射光和荧光，并且分别通过在孔口前方和侧向设置透镜组，从而捕捉对应散射光和荧光。

步骤403，分类得到红细胞粒子群。具体地，基于上述光信号表征的光信息区分出待检测的红细胞粒子群。根据散射光强度及荧光强度之间的对应关系，从各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群。光学检测装置中，透镜组将捕捉到的光输入到光电感应器（如光电二极管、光电倍增管等），从而将光转换为电信号，再将转换所得电信号经A/D转换处理得到数字信号，处理器根据该数字信号就能得到对应的每一个粒子的光学信号中的光学信息，光学信息包括散射光强度和荧光强度。建立粒子的散射光强度及荧光强度之间的对应关系，就可以根据该对应关系从样本液各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群。仍如图3所示，粒子的散射光强度及荧光强度之间的对应关系可表示为一散点图，横坐标为粒子的荧光强度，纵坐标为粒子的前向散射光强度，样本液中每一个粒子根据其荧光强度及前向散射光强度会映射到这张散点图中，很明显，成熟红细胞位于散点图左上方形成成熟红细胞群，网织红细胞位于散点图右上方形成网织红细胞群，而血小板位于散点图下方形成血小板群。本实施例中以网织红细胞群作为待检测的红细胞粒子群。

步骤404，计算血红蛋白含量。具体地，当处理器区分出待检测的红细胞粒子群后，可对该红细胞粒子群中的红细胞粒子进行标记并计数，得到计数值，并由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，并由统计所得红细胞粒子的计数值以及单个红细胞粒子的血红蛋白含量，确定红细胞粒子群的平均血红蛋白含量。单个网织红细胞的血红蛋白含量HGB_cell可由如下公式计算得到：

HGB_cell=K×e^(a×SC)

其中，K与a均为配置参数，SC为单个网织红细胞的散射光强度，即前向散射光强度。一般的，由于测量器件的差异，如光电感应器、A/D转换器件的不同，测量得到的前向散射光强度差异较大，导致上述公式中的a值可能会存在较大差异。其中一种取值是：K取8.7491，a取0.00061。

根据单个网织红细胞的血红蛋白含量，以及统计所得待检测的网织红细胞群中网织红细胞的计数值，可以得到网织红细胞群的平均血红蛋白含量RHE，具体可由如下公式计算得到：

$\mathrm{RHE}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{HGB}}_{\mathrm{cell}}\left(i\right)}{N}$

其中，i取值为{1,2,…,N}，N为网织红细胞群中网织红细胞的计数值。

相应地，

请参考图5，对于同一血液样本，本申请实施例一的血液样本分析仪所得网织红细胞群的平均血红蛋白含量（Reticulocyte Hemoglobin Express，RHE）与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得网织红细胞群的平均血红蛋白含量CHr有较好的相关性，即本申请实施例一的血液样本分析仪所得网织红细胞群的平均血红蛋白含量RHE与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得网织红细胞群的平均血红蛋白含量CHr实验数据相近，其相关系数达到了0.942，证明本实施例可用于准确得到网织红细胞群的平均血红蛋白含量RHE。

实施例二：

本实施例与实施例一区别主要在于：

本实施例的红细胞血红蛋白含量的分析方法主要用于得到网织红细胞的血红蛋白含量分布宽度，其在步骤404中：

由单个网织红细胞的散射光强度确定单个网织红细胞的血红蛋白含量；根据网织红细胞群中网织红细胞的血红蛋白含量形成频率直方图；计算频率直方图的标准差；并由标准差确定网织红细胞血红蛋白含量分布宽度。具体地，当计算得到频率直方图的标准差为SD后，网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr可通过如下公式确定：

CHDWr=b×SD

其中，b为系统校正系数，根据仪器的系统偏差，各种仪器所设定的b不尽相同，但可以在系统调试后获得。其中b的一个取值可以为b=1.3。

相应地，本实施例的血液细胞分析仪中：

计算单元203用于由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，并根据网织红细胞群中网织红细胞的血红蛋白含量形成频率直方图；计算频率直方图的标准差；并由标准差确定网织红细胞血红蛋白含量分布宽度。同样，网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr可通过上述公式计算得到，此处不再赘述。

请参考图6，对于同一血液样本，本申请实施例二的血液样本分析仪所得网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr具有较好的相关性，即本申请实施例二的血液样本分析仪所得网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr实验数据相近，其相关系数达到了0.807，证明本实施例可用于准确得到网织红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDWr。

实施例三：

本实施例与上述各实施例不同之处在于：所收集的散射光可以为侧向散射光，从而在后期分类时，可建立网织红细胞的侧向散射光强度与荧光强度之间的对应关系，并根据该对应关系进行分类。计算单个网织红细胞的血红蛋白含量时，SC为侧向散射光强度。

实施例四：

本实施例与上述各实施例不同之处在于：本实施例中待检测的红细胞粒子群包括成熟红细胞群及网织红细胞群，从而在后期分类时，待检测的红细胞粒子群由所有红细胞组成，根据上述实施例同样的方法可以计算得到单个红细胞的血红蛋白含量，从而确定整个红细胞群的平均血红蛋白含量或红细胞血红蛋白含量分布宽度。

请参考图7，对于同一血液样本，本申请实施例四的血液样本分析仪所得所有红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得所有红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW具有较好的相关性，即本申请实施例四的血液样本分析仪所得所有红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW与德国西门子公司ADVIA2120血液样本分析仪所得所有红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW实验数据相近，其相关系数达到了0.952，证明本实施例可用于准确得到红细胞血红蛋白含量分布宽度CHDW。

实施例五：

本实施例与上述各实施例不同之处在于：本实施例中待检测的红细胞粒子群为成熟红细胞群，从而在后期分类时，待检测的红细胞粒子群为成熟红细胞群，根据上述实施例同样的方法可以计算得到单个成熟红细胞的血红蛋白含量，从而确定成熟红细胞粒子群的平均血红蛋白含量或成熟红细胞粒子血红蛋白含量分布宽度。

实施上述实施例的红细胞血红蛋白含量的分析方法、装置及血液细胞分析仪，可依据粒子的光学信息从血液样本中区分出网织红细胞群，由区分所得单个网织红细胞的散射光强度可以确定单个网织红细胞的血红蛋白含量，因而进一步由网织红细胞群的计数值及单个网织红细胞的血红蛋白含量确定网织红细胞群的平均血红蛋白含量，或者由单个网织红细胞的血红蛋白含量形成频率直方图，由该频率直方图标准差确定网织红细胞血红蛋白含量分布宽度，而美国专利号为US7283217的专利文献仅通过网织红细胞群前向散射光信息的平均值确定网织红细胞血红蛋白含量，无法计算出单个网织红细胞的血红蛋白含量，因而无法得到网织红细胞血红蛋白含量分布宽度。可以想到的是，除网织红细胞外，其他待测的红细胞粒子也可以通过同样的方法或设备来检测得到单个待测的红细胞粒子的血红蛋白含量、待测的红细胞粒子群的平均血红蛋白含量以及血红蛋白含量分布宽度。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (13)

1.一种红细胞血红蛋白含量的分析方法，其特征在于，包括：

对血液样本经试剂处理后所得的样本液进行光照射；

收集样本液中各粒子因光照射所产生的光学信息；

根据所述光学信息，从各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群；

由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对区分出的红细胞粒子群中的红细胞粒子进行统计；

由统计所得红细胞粒子的计数值以及单个红细胞粒子的血红蛋白含量，确定红细胞粒子群的平均血红蛋白含量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据红细胞粒子群中红细胞粒子的血红蛋白含量形成频率直方图；

计算频率直方图的标准差；

由标准差确定红细胞粒子血红蛋白含量分布宽度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学信息中包括散射光强度，

单个红细胞粒子的血红蛋白含量HGB_cell：由如下式得到：

HGB_cell=K×e^(a×SC)

其中，K与a均为配置参数，SC为单个红细胞粒子的散射光强度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，基于光学信息中的散射光强度及荧光强度，从样本液中区分出成熟红细胞和/或网织红细胞作为待检测的红细胞粒子。

6.一种用于血液细胞分析仪的血红蛋白含量分析装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收由血液样本经试剂处理后所得的样本液在光照射后各粒子产生的光学信息；

分类单元，用于根据所述光学信息，从各粒子中区分出待检测的红细胞粒子群；

计算单元，用于由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量。

7.如权利要求6所述的血红蛋白含量分析装置，其特征在于，所述光学信息中包括散射光强度，

计算单元采用以下公式计算单个红细胞粒子的血红蛋白含量HGB_cell：

HGB_cell=K×e^(a×SC)

其中，K与a均为配置参数，SC为单个红细胞粒子的散射光强度。

8.如权利要求6或7所述的血红蛋白含量分析装置，其特征在于，散射光为前向散射光或侧向散射光；分类单元用于基于光学信息中的散射光强度及荧光强度，从样本液中区分出成熟红细胞和/或网织红细胞作为待检测的红细胞粒子。

9.一种血液细胞分析仪，其特征在于，包括：

反应池，用于为被测血液样本和试剂提供反应场所，以制备成样本液；

光学检测装置，用于对样本液进行光照射，收集样本液中各粒子因光照射所产生的光学信号，并输出与光学信号对应的电信号；

输送装置，用于将反应池中的样本液输送到光学检测装置中；

处理器，所述处理器包括血红蛋白含量分析装置，所述血红蛋白含量分析装置用于接收光学检测装置输出的电信号，根据电信号所反映的光学信息，从血液样本中区分出待检测的红细胞粒子群，由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量。

10.如权利要求9所述的血液细胞分析仪，其特征在于，血红蛋白含量分析装置还对区分出的红细胞粒子群中的红细胞粒子进行统计，由单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，由统计所得红细胞粒子的计数值以及单个红细胞粒子的血红蛋白含量，确定红细胞粒子群的平均血红蛋白含量。

11.如权利要求9所述的血液细胞分析仪，其特征在于，血红蛋白含量分析装置还根据单个红细胞粒子的散射光强度确定单个红细胞粒子的血红蛋白含量，根据统计的红细胞粒子群中红细胞粒子的血红蛋白含量形成频率直方图；计算频率直方图的标准差；并由标准差确定红细胞粒子血红蛋白含量分布宽度。

12.如权利要求9至11中任一项所述的血液细胞分析仪，其特征在于，所述光学信息中包括散射光强度，血红蛋白含量分析装置采用以下公式计算单个红细胞粒子的血红蛋白含量HGB_cell：

HGB_cell=K×e^(a×SC)

其中，K与a均为配置参数，SC为单个红细胞粒子的散射光强度。

13.如权利要求9至11中任一项所述的血液细胞分析仪，其特征在于，散射光为前向散射光或侧向散射光；血红蛋白含量分析装置用于基于光学信息中的散射光强度及荧光强度，从样本液中区分出成熟红细胞和/或网织红细胞作为待检测的红细胞粒子包括成熟红细胞和/或网织红细胞。