CN104755905A - 具有凝集块校准的血小板计数的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例涵盖基于从个体的血液获得的生物样品来分析所述个体中的血小板参数的自动化系统和方法。示例性技术涉及将从所述生物样品获得的直流(DC)阻抗和/或光测量数据的各方面与对所述个体中的血小板条件的评价相关联。

Description

具有凝集块校准的血小板计数的系统和方法
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求提交于2012年12月31日的美国临时申请No.61/747,655；和提交于2013年12月31日的美国非临时申请No.14/145,608的提交日期的权益，所述专利申请的每一份均全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
背景技术
本发明涉及医学诊断领域，并且更具体地讲，涉及用于对来自患者的生物样品中的血小板进行计数的系统和方法。
血小板在机体中有着重要的生理功能。例如，血小板活性关系到血液凝结和伤口修复。各种疾病状态会影响个体血液内存在的血小板的量。因此，血小板计数测试可提供患者健康状态的重要指示。例如，血小板计数可用于监测或诊断涉及过度出血或凝血的疾病。
有时，在将样品提交到血小板计数仪器中进行分析之前，测试样品瓶中可能会形成血小板凝集块。因此，所获得的血小板(PLT)计数可能人为地偏低。为解决该问题，一些电流分析仪会发出警报，警告使用者可能因凝集而计数错误，使用者进而可采取人工涂片镜检对PLT进行计数。
因此，尽管血小板分析系统和方法当前可供使用，并且能向对它们有需求的患者提供实际益处，但仍可取得多种进展以提供用于评估个体中的血小板状态的改进设备和方法。本发明的实施例提供了解决这些问题的方案，因此对这些尚未解决的需求中的至少一些提供了解答。
发明内容
本发明的实施例提供用于分析个体中的血小板条件或参数的改进技术。例如，某些实施例涵盖用于修正血小板计数以便考虑血小板凝集块所引起的损失的系统和方法。此类技术可以采用除体积电导率散射(VCS)参数之外的全血细胞计数(CBC)参数的各种组合，以便提供评估患者或普通人群中的个体的血小板条件的可靠筛选方法。例如，诊断系统和方法可提供关于个体是具有正常的血小板计数或参数、还是具有异常的血小板计数或参数的早期准确预测。此类血小板分析技术可涉及直接计算某些血小板量度，诸如血小板计数以及血小板凝集块中所含的血小板数量。
在某些实施例中，可结合从CBC和NRBC模块获得的输出以得出血小板计数，该血小板计数补偿了可能原本因血小板凝集块的存在而损失的血小板计数事件。例如，可将如由CBC模块报告的血小板计数(例如，单一非凝集血小板的计数)与基于来自NRBC模块的数据估算的损失血小板计数(例如，出现于凝集块中的血小板的计数)结合，以便提供修正的血小板计数。用于获得修正的血小板计数的各种技术可使用不同方法来计算出现于单一凝集块中的血小板的数量。例如，一些方法可涉及计算每个凝集块的平均血小板数量。其他方法可涉及基于概率分布对不同凝集块尺寸计算凝集块中最可能的血小板数量，并将整个凝集块尺寸范围相加而得出结果。
可使用被装配为获得多个光角度检测参数的血液学系统，诸如血液学分析仪，对从接受内科医生治疗的患者取得的血样进行评价。通过采用本文公开的技术，血液病理学家和临床医生可以更好地预测每一位个体患者的疾病预后、评估将来出现并发症的可能性，并且快速准确地定制为患者提供的疗法。
血液学分析仪能够直接识别指示血液组分类型(诸如白血细胞、红血细胞和血小板)的形态特征。如本文别处所讨论，该技术同时收集有关与细胞形态或某些细胞事件直接相关的各种参数的数据。在分析细胞组分时，可将这些组分绘制成直方图，同时它们的位置由各种参数限定。例如，由于血小板凝集块和其他细胞粒子可能具有不同特征，可将它们绘制或分割成直方图中的不同区域，从而形成细胞群体。可使用每个群体中的事件数来生成计数。除此类计数之外，可分别地计算各种形态学参数(体积、电导率，以及五个光散射角度)中每一者的多个点的平均值和标准偏差值。因此，生成了与细胞事件直接相关的大量数据。这种信息可称为VCS数据，其不但可以在仪器的屏幕上查看，还可以被自动地导出为Excel文件。本发明的实施例可包括通过如下方式评价来自个体的生物样品：获得涉及任选地与CBC数据结合的VCS数据的生物样品分布(profile)，以及基于所述数据将诸如血小板计数或血小板凝集块计数的血小板参数指定给生物样品。某些实施例也可包括输出血小板相关计数指示。这些步骤中的一个或多个可通过血液学分析仪执行。
本发明的实施例提供快速准确的血小板筛选结果。使用本文公开的方法，可以使用从多参数细胞分析系统获得的信息来评价和预测个体中的血小板条件。如本文所公开的，示例性的细胞分析系统可同时测量诸如体积、电导率和/或多个光散射角度之类的参数。此类系统提供高程度的分辨率和灵敏度来实施细胞分析技术。在一些情况下，细胞分析系统检测三个、四个、五个或更多个角范围内的光散射。另外，细胞分析系统还可以检测与入射光成介于0°至约1°之间的角度的信号，该信号与称为轴向光损失的消光参数对应。作为非限制性实例，血液学分析仪提供多个角度(例如，对于AL2而言介于0°-0.5°之间，对于LALS而言为约5.1°，对于LMALS而言介于9°-19°之间，并且对于UMALS而言介于20°-43°之间)的光散射检测数据。这些技术允许对具有异常血小板参数的患者进行快速准确的诊断和治疗，尤其是在不易获得更现代的检验的情况下。
此类血液学分析仪器能够在几秒内评价8,000多个细胞，并且可以定量地评价细胞体积、细胞质粒度、细胞核复杂度和内部密度的形态特征。可生成数值决策规则，并可使用该规则来实施用于预测个体中的血小板条件状况或状态的策略。例如，血小板条件状况或状态可能与个体的血小板计数(任选地通过存在于凝集块中的血小板的估算计数来校准)相关联。在一些情况下，血小板条件或状况可以指个体的计算血小板计数或总血小板计数(修正值)。
因此，本发明的实施例涵盖使用用于疾病分类的多参数模型来诊断或监测与血小板相关联的病症的系统和方法。可通过将来自各种测量参数的信息加以组合来分析形态变化的模式。因此，本发明的实施例非常适合用于分析血小板参数，以便评价与低于正常血小板计数相关联的疾病或病症(例如，血小板减少症)诸如弥散性血管内凝血(DIC)、溶血性贫血、脾机能亢进、特发性血小板减少性紫癜(ITP)、白血病、血栓性血小板减少性紫癜(TTP)、乳糜泻和维生素K缺乏症，以及与高于正常血小板计数相关联的疾病或病症(例如，血小板增多症)诸如贫血、慢性髓细胞性白血病(CML)、真性红细胞增多症和原发性血小板增多症。如本文所公开的血小板分析系统和方法也可用于提供化疗和干细胞移植后患者中的骨髓恢复的指标。
在一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体的血液获得的生物样品来估计个体中的血小板状态的系统和方法。示例性系统包括具有细胞询问区的光学元件、被配置成朝细胞询问区递送生物样品的流体动力学聚焦料流的流动路径、被配置成测量生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的直流(DC)阻抗的电极组件、被取向为将光束沿着光束轴引导以照射生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的光源，以及光学耦合到细胞询问区以便测量由生物样品的被照射细胞散射并且透射穿过所述被照射细胞的光的光检测组件。根据一些实施例，光检测组件被配置成测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第一范围内的第一传播光、来自被照射细胞的在相对于光束轴的第二角度范围内的第二传播光，以及来自被照射细胞的沿着光束轴传播的轴向光，其中所述第二范围不同于所述第一范围。在某些实施例中，所述系统被配置成将来自生物样品的细胞的DC阻抗、第一传播光、第二传播光和轴向光测量结果的子集与对个体中的血小板状态的估计相关联。在一些情况下，对个体中的血小板状态的估计包括基于观察的血小板计数与计算的损失凝集血小板计数所修正的血小板计数。计算的损失凝集血小板计数可基于测量结果的子集，并且测量结果的子集可经由有核红血细胞模块获得。在一些情况下，观察的血小板计数基于从全血细胞计数模块获得的数据。在一些情况下，对个体中的血小板状态的估计包括基于观察的血小板计数与计算的损失凝集血小板计数所估计的血小板计数。在一些情况下，DC测量结果经由有核红血细胞模块获得，并且所述系统被配置成将DC阻抗测量结果与对个体血小板状态的估计相关联。在一些情况下，对个体中的血小板状态的估计包括基于观察的血小板计数与计算的损失凝集血小板计数所估计的血小板计数。观察的血小板计数可基于从全血细胞计数模块获得的数据，并且计算的损失凝集血小板计数可基于从有核红血细胞模块获得的数据。在一些情况下，所述系统包括全血细胞计数模块。在一些情况下，DC阻抗测量结果经由有核红血细胞模块获得，并且所述系统被配置成将DC阻抗测量结果与对个体血小板状态的估计相关联。在一些情况下，所述子集的光测量结果经由有核红血细胞模块获得，并且所述系统被配置成将经由有核红血细胞模块获得的光测量结果与个体血小板状态的估计相关联。在一些情况下，所述子集的光测量结果经由有核红血细胞模块获得，DC阻抗测量结果经由有核红血细胞模块获得，并且所述系统被配置成将经由有核红血细胞模块获得的DC阻抗测量结果、经由有核红血细胞模块获得的光测量结果和经由全血细胞计数模块获得的血小板计数与个体血小板状态的估计相关联，其中血小板状态对应于修正的血小板计数。在一些情况下，经由有核红血细胞模块获得的所述子集的光测量结果包括旋转低角光散射(rotated lower angle light scatter，RLALS)测量结果、扩展低中间角光散射(ELMALS)测量结果、旋转上中间角光散射(RUMALS)测量结果或轴向光损失(ALL)测量结果。在一些情况下，生物样品包括个体的血样。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体的血液获得的生物样品来估计个体中的血小板状态的系统和方法。示例性方法可包括朝着光学元件的细胞询问区递送生物样品的流体动力学聚焦料流；利用电极组件测量生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的电流(DC)阻抗；利用具有轴线的电磁光束照射生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞；利用光检测组件测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第一范围内的第一传播光；利用光检测组件测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第二角度范围内的第二传播光，所述第二范围不同于所述第一范围；利用光检测组件测量来自被照射细胞的沿着光束轴传播的轴向光；以及将来自生物样品的细胞的DC阻抗、第一传播光、第二传播光和轴向光测量结果的子集与估计的个体血小板状态相关联。在某些实施例中，个体中估计的血小板状态包括基于观察的血小板计数和计算的损失凝集血小板计数所修正的血小板计数，其中计算的损失凝集血小板计数基于测量结果的子集，并且其中测量结果的子集经由有核红血细胞模块获得。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖用于评价来自个体的生物样品的系统和方法。示例性方法包括获得生物样品的电流光传播数据分布，基于电流光传播数据分布将血小板状态指示指定给生物样品，以及输出指定的血小板状态指示。在某些实施例中，血小板状态指示包括基于观察的血小板计数和计算的损失凝集血小板计数所修正的血小板计数，其中计算的损失凝集血小板计数基于电流光传播数据分布，并且其中电流光传播数据分布经由有核红血细胞模块获得。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体获得的生物样品来估计个体的血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统包括被配置成接纳并引导生物样品移动穿过孔的导管、被配置成在生物样品移动穿过孔时发出穿过该生物样品的光并且收集关于所述光的散射和吸收的数据的光散射和吸收测量设备，以及被配置成在生物样品移动穿过孔时使电流通过该生物样品并且收集关于所述电流的数据的电流测量设备。在某些实施例中，系统被配置成将关于所述光的散射和吸收的数据和关于所述电流的数据与估计的个体血小板状态相关联。在某些实施例中，估计的个体血小板状态包括基于观察的血小板计数和计算的损失凝集血小板计数所修正的血小板计数，其中计算的损失凝集血小板计数基于关于所述光的散射和吸收的数据和关于所述电流的数据，并且其中关于所述光的散射和吸收的数据和关于所述电流的数据经由有核红血细胞模块获得。
在又一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体获得的生物样品来估计个体的血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统包括用于在生物样品穿过孔时获得生物样品的光散射数据、光吸收数据和电流数据的存储介质、处理器和换能器，以及存储介质。存储介质可包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致所述系统使用光散射数据、光吸收数据、电流数据或它们的组合来确定估计的个体血小板状态，以及从处理器输出与估计的血小板状态相关的信息。在某些实施例中，估计的个体血小板状态包括基于观察的血小板计数和计算的损失凝集血小板计数所修正的血小板计数，其中计算的损失凝集血小板计数基于电流数据，并且其中电流数据经由有核红血细胞模块获得。
在再一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体获得的生物样品来估计个体的血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统包括用于在生物样品穿过孔时获得该样品的电流光传播数据的存储介质、处理器和换能器。存储介质可包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致所述系统使用电流光传播数据来确定估计的个体血小板状态，以及从处理器输出与估计的血小板状态相关的信息。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体获得的生物样品来识别个体是否可能具有异常血小板状态的系统和方法。示例性系统包括用于在生物样品穿过孔时获得该样品的光散射数据、光吸收数据和电流数据的存储介质、处理器和换能器。在某些实施例中，存储介质包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致所述系统使用基于光散射数据、光吸收数据或电流数据中的一种或多种量度的参数来确定估计的个体血小板状态，以及从处理器输出与估计的个体血小板状态相关的血小板信息。
在又一个方面，本发明的实施例涵盖用于评价从个体获得的生物样品的系统和方法。示例性方法包括：使生物样品通过粒子分析系统的孔；在生物样品通过孔时获得该样品的光散射数据、光吸收数据和电流数据；基于该光散射数据、光吸收数据、电流数据或它们的组合确定生物样品的电流光传播数据分布；基于该电流光传播数据分布将血小板状态指示指定给生物样品；以及输出该指定的血小板状态指示。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖用于评价来自个体的生物样品的自动化系统和方法。示例性方法可包括：使用粒子分析系统，在生物样品通过孔时获得该样品的光散射数据、光吸收数据和电流数据；基于从该粒子分析系统获得的测定结果确定该生物样品的电流光传播数据分布；使用计算机系统，根据参数确定估计的个体血小板状态，其中该参数基于电流光传播数据分布的电流光传播数据量度；以及输出估计的血小板状态。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖用于估计个体血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统包括存储介质和处理器。存储介质包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致该系统访问关于个体的生物样品的信息(包括至少部分与样品的轴向光损失测量结果、样品的光散射测量结果、样品的电流测量结果或它们二者或更多者的组合相关的信息)以及利用至少部分与轴向光损失测量结果、多种光散射测量结果、电流测量结果或它们的组合相关的信息来确定估计的个体血小板状态。计算机应用程序也可被配置成在被处理器执行时，导致所述系统从处理器输出与估计的血小板状态相关的信息。在某些实施例中，电流测量结果包括样品的低频电流测量结果。在某些实施例中，光散射测量结果包括低角光散射测量结果、低中间角光散射测量结果、上中间角光散射测量结果、或它们中的两者或更多者的组合。在某些实施例中，系统可包括电磁光束源和光传感器组件，其中光传感器组件用于获得轴向光损失测量结果。在某些实施例中，系统可包括电磁光束源和光传感器组件，其中光传感器组件用于获得光散射测量结果。在某些实施例中，系统可包括电磁光束源和电极组件，其中电极组件用于获得电流测量结果。
在再一个方面，本发明的实施例涵盖用于估计个体血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统包括存储介质和处理器。存储介质可包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致所述系统访问与个体生物样品有关的电流光传播数据，使用该电流光传播数据来确定估计的个体血小板状态，以及从处理器输出与估计的血小板状态相关的信息。在某些实施例中，处理器被配置成接收电流光传播数据作为输入。在某些实施例中，处理器、存储介质或这两者结合在血液学机器内。在某些实施例中，血液学机器生成电流光传播数据。在某些实施例中，处理器、存储介质或这两者结合在计算机内，并且计算机与血液学机器进行通信。在某些实施例中，血液学机器生成电流光传播。在某些实施例中，处理器、存储介质或这两者结合在计算机内，并且计算机经由网络与血液学机器进行远程通信。在某些实施例中，血液学机器生成电流光传播数据。在某些实施例中，电流光传播数据包括样品的轴向光损失测量结果、样品的光散射测量结果、样品的电流测量结果、或它们的组合。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖评价个体的生理状态的自动化系统和方法。示例性系统包括存储介质和处理器。存储介质可包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致所述系统访问与个体生物样品有关的电流光传播数据，以及使用基于电流光传播数据的量度的参数来确定个体的生理状态，其中所确定的生理状态提供个体是否具有正常血小板状态的指示。计算机应用程序还可被配置成在被处理器执行时，导致所述系统从处理器输出与个体生理状态相关的信息。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖用于由血液学系统数据识别个体是否可能具有异常血小板状态的系统和方法。示例性系统包括存储介质和处理器。存储介质可包括计算机应用程序，该计算机应用程序被配置成在被处理器执行时，导致所述系统访问与个体的血样有关的血液学电流光传播数据，以及使用基于血液学电流光传播数据的量度的参数来确定估计的个体血小板状态。计算机应用程序也可被配置成在被处理器执行时，导致所述系统从处理器输出与估计的个体血小板状态相关的血小板信息。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖用于评价来自个体的生物样品的自动化系统和方法。示例性方法包括：基于从分析生物样品的粒子分析系统获得的测定结果确定该样品的电流光传播数据分布；以及使用计算机系统，根据参数确定个体的生理状态，其中该参数基于电流光传播数据分布的电流光传播数据量度的函数，并且其中该生理状态提供个体是否具有正常血小板状态的指示。方法还可包括输出生理状态。
在又一个方面，本发明的实施例涵盖用于确定患者的治疗方案的系统和方法。示例性方法包括访问与患者的生物样品有关的电流光传播数据分布，以及使用计算机系统基于所述电流光传播数据分布来确定患者的估计血小板状态。方法还可包括基于估计的血小板状态来确定患者的治疗方案。一些方法可包括向患者给予治疗方案。在某些实施例中，估计的血小板状态可包括血小板相关疾病的阳性指示。
在又一个方面，本发明的实施例涵盖用于确定个体的治疗方案的系统和方法。示例性方法可包括：访问与个体生物样品有关的电流光传播数据分布，以及使用计算机系统，根据参数确定个体的生理状态，其中该参数基于电流光传播数据分布的电流光传播数据量度，并且其中该生理状态对应于估计的血小板状态。示例性方法还可包括基于个体的生理状态来确定个体的治疗方案。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体血液获得的生物样品来估计个体的血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统可包括具有细胞询问区的光学元件、被配置成朝细胞询问区递送生物样品的流体动力学聚焦料流的流动路径、被配置成测量生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的直流(DC)阻抗的电极组件、被取向为将光束沿着光束轴引导以照射生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的光源，以及光学耦合到细胞询问区的光检测组件。在某些实施例中，光检测组件可包括设置在相对于细胞询问区的第一位置处用于检测第一传播光的第一传感器区域、设置在相对于细胞询问区的第二位置处用于检测第二传播光的第二传感器区域，以及设置在相对于细胞询问区的第三位置处用于检测轴向传播光的第三传感器区域。在某些实施例中，所述系统被配置成将来自生物样品的细胞的DC阻抗、第一传播光、第二传播光和轴向光测量结果的子集与估计的个体血小板状态相关联。
在再一个方面，本发明的实施例涵盖基于从个体血液获得的生物样品来估计个体中的血小板状态的自动化系统和方法。示例性系统包括具有细胞询问区的光学元件、被配置成朝细胞询问区递送生物样品的流体动力学聚焦料流的流动路径、被配置成测量生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的直流(DC)阻抗的电极组件、被取向为将光束沿着光束轴引导以照射生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的光源，以及光学耦合到细胞询问区以便测量由生物样品的被照射细胞散射并且透射穿过所述被照射细胞的光的光检测组件。光检测组件可被配置成测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第一范围内的第一传播光、来自被照射细胞的在相对于光束轴的第二角度范围内的第二传播光，以及来自被照射细胞的沿着光束轴传播的轴向光，其中所述第二范围不同于所述第一范围。在某些实施例中，所述系统被配置成将与DC阻抗、第一传播光、第二传播光和轴向光测量结果的所述子集结合的来自生物样品细胞的全血细胞计数血小板测量结果的子集与对个体中的血小板状态的估计相关联。在一些情况下，光检测组件包括测量第一传播光的第一传感器区、测量第二传播光的第二传感器区，以及测量轴向传播光的第三传感器区。在一些情况下，光检测组件包括测量第一传播光的第一传感器、测量第二传播光的第二传感器，以及测量轴向传播光的第三传感器。在一些情况下，所述系统被配置成将与DC阻抗、第一传播光、第二传播光和轴向光测量结果的所述子集结合的来自生物样品细胞的全血细胞计数测量结果的子集与对个体中的血小板状态的估计相关联。在一些情况下，生物样品为个体的血样。
在一个方面，本发明的实施例涵盖用于确定生物样品中的血小板状态的血液学系统和方法。示例性系统包括被配置成确定血小板凝集块事件和白血细胞事件的第一模块、被配置成确定观察的血小板计数和白血细胞浓度的第二模块、以及被配置成基于观察的血小板计数和损失的血小板计数之和来确定血小板状态的数据处理模块。损失的血小板计数可包括第一因子与第二因子的乘积，其中第一因子基于血小板凝集块事件和白血细胞事件，并且第二因子包括白血细胞浓度。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]段的系统，其中第一模块为体积电导率散射(VCS)模块。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]或[0032]段的系统，其中第二模块为全血细胞计数(CBC)模块。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0033]段中任一段的系统，其中血小板状态包括估计的修正血小板计数。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0034]段中任一段的系统，其中第一模块包括具有细胞询问区的光学元件、被配置成朝细胞询问区递送生物样品的流体动力学聚焦料流的流动路径、被配置成测量生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的直流(DC)阻抗的电极组件、被取向为将光束沿着光束轴引导以照射生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的光源，以及光学耦合到细胞询问区以便测量由生物样品的被照射细胞散射并且透射穿过所述被照射细胞的光的光检测组件。光检测组件可被配置成测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第一范围内的第一传播光、来自被照射细胞的在相对于光束轴的第二角度范围内的第二传播光，以及来自被照射细胞的沿着光束轴传播的轴向光，其中所述第二范围不同于所述第一范围。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0035]段中任一段的系统，其中第二模块包括被配置成确定观察的血小板计数的第一孔浴槽、以及被配置成确定白血细胞浓度的第二孔浴槽。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0036]段中任一段的系统，其中第一孔浴槽包括红血细胞孔浴槽并且第二孔浴槽包括白血细胞孔浴槽。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0037]段中任一段的系统，其中第一模块为有核红血细胞模块。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0038]段中任一段的系统，其中生物样品包括个体的血样。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0039]段中任一段的系统，其中损失的血小板计数包括第一因子、第二因子与第三因子的乘积，并且其中第一模块被配置成确定血小板凝集块体积并且第二模块被配置成确定单一血小板体积，第三因子包括血小板凝集块体积与单一血小板体积的比率，并且第一因子包括血小板凝集块事件与白血细胞事件的比率。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0040]段中任一段的系统，其中第一模块被配置成基于光测量结果来确定血小板凝集块事件，所述光测量结果包括旋转低角光散射(RLALS)测量结果、扩展低中间角光散射(ELMALS)测量结果、旋转上中间角光散射(RUMALS)测量结果、轴向光损失(ALL)测量结果、或它们的任何组合。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0031]至[0039]段中任一段的系统，其中数据处理模块被配置成基于概率分布函数来确定每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量，以及基于每个血小板凝集块的血小板细胞的各自数量之和来确定出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数，并且其中第一因子包括出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数与白血细胞事件的比率。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0042]段的系统，其中每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量基于最大似然估计。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0041]或[0042]段的系统，其中第一模块被配置成基于电流(DC)阻抗测量结果来确定血小板凝集块事件。
在一个方面，本发明的实施例涵盖用于确定生物样品中的血小板状态的自动化系统和方法。示例性自动化方法包括：使用第一模块确定血小板凝集块事件和白血细胞事件，使用第二模块确定观察的血小板计数和白血细胞浓度，以及使用数据处理模块基于观察的血小板计数和损失的血小板计数之和来确定血小板状态。损失的血小板计数可包括第一因子与第二因子的乘积，其中第一因子基于血小板凝集块事件和白血细胞事件，并且第二因子包括白血细胞浓度。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]段的方法，其中第一模块为体积电导率散射(VCS)模块。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]或[0046]段的方法，其中第二模块为全血细胞计数(CBC)模块。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0047]段中任一段的方法，其中血小板状态包括估计的修正血小板计数。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0048]段中任一段的方法，其中使用第一模块确定血小板凝集块事件和白血细胞事件的方法包括朝着光学元件的细胞询问区递送生物样品的流体动力学聚焦料流；利用电极组件测量生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞的电流(DC)阻抗；利用具有轴线的光束照射生物样品的逐个穿过细胞询问区的细胞；利用光检测组件测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第一范围内的第一传播光；利用光检测组件测量来自被照射细胞的在相对于光束轴的第二角度范围内的第二传播光，其中所述第二范围不同于所述第一范围；以及利用光检测组件测量来自被照射细胞的沿着光束轴传播的轴向光。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0049]段中任一段的方法，其中使用第二模块确定观察的血小板计数和白血细胞浓度的方法包括用被配置成确定观察的血小板计数的第一孔浴槽和被配置成确定白血细胞浓度的第二孔浴槽来分析生物样品。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0050]段中任一段的方法，其中第一孔浴槽包括红血细胞孔浴槽并且第二孔浴槽包括白血细胞孔浴槽。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0051]段中任一段的方法，其中第一模块为有核红血细胞模块。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0052]段中任一段的方法，其中生物样品包括个体的血样。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0053]段中任一段的方法，所述方法还包括使用第一模块确定血小板凝集块体积和使用第二模块确定单一血小板体积的方法，其中损失的血小板计数包括第一因子、第二因子与第三因子的乘积，其中第三因子包括血小板凝集块体积与单一血小板体积的比率，并且其中第一因子包括血小板凝集块事件与白血细胞事件的比率。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0054]段中任一段的方法，其中第一模块被配置成基于光测量结果来确定血小板凝集块事件，所述光测量结果包括旋转低角光散射(RLALS)测量结果、扩展低中间角光散射(ELMALS)测量结果、旋转上中间角光散射(RUMALS)测量结果、轴向光损失(ALL)测量结果、或它们的任何组合。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0045]至[0053]段中任一段的方法，其中数据处理模块基于概率分布函数来确定每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量，并且基于每个血小板凝集块的血小板细胞的各自数量之和来确定出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数，并且其中第一因子包括出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数与白血细胞事件的比率。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0056]段的方法，其中数据处理模块基于最大似然估计来确定每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量。
在另一个方面，本发明的实施例涵盖根据第[0056]或[0057]段的方法，其中第一模块基于电流(DC)阻抗测量结果来确定血小板凝集块事件。
当结合附图来考虑时通过参考下文的具体实施方式，本发明实施例的上述特征和许多其他特征以及伴随的优点将会变得显而易见和得到进一步地理解。
附图说明
图1A至1C示出根据本发明实施例的血小板计数和分析的各方面。
图2示意性地示出根据本发明实施例的细胞分析系统的各方面。
图3提供了示出根据本发明实施例的细胞分析系统的各方面的系统框图。
图4示出根据本发明实施例的用于评价个体血小板状态的自动化细胞分析系统的各方面。
图4A示出根据本发明实施例的细胞分析系统的光学元件的各方面。
图5描绘根据本发明实施例的用于评价个体血小板状态的示例性方法的各方面。
图6提供了根据本发明实施例的示例性模块系统的简化框图。
图7描绘根据本发明实施例的计数分析技术的示例性屏幕截图。
图7A至7J示意性地示出根据本发明实施例的用于获得血细胞参数的技术的各方面。
图8示出根据本发明实施例的基于从个体获得的生物样品来确定血小板状态信息的方法的各方面。
图9、10A和10B示出根据本发明实施例的血细胞分析系统和方法的各方面。
具体实施方式
出于阐述和简要概述目的，本发明的实施例涵盖涉及使用血液学分析仪中的有核红血细胞(NRBC)模块获得对血小板凝集进行修正的血小板计数的系统和方法。示例性血液学细胞分析仪可包括光源，该光源朝着流动池中的窗口生成一束较窄的定向光。在各种非限制性实施例中，光源是激光器或激光二极管，并且载流体携带来自血样的个体细胞穿过流动池，从而允许每个个体细胞与光束相互作用。可使用位于流动池附近的多个光传感器来记录由穿过流动池的细胞以各种角度散射的光的强度。在某些实施例中，一个光传感器直接定位在光束的路径中，并且三组光传感器被定位成收集由细胞散射的在如从光束路径测量的预定角度范围中的光。来自这些检测器的信号可被传输至处理器，被数字化，被分析，并显示结果。
根据一些实施例，可使用NRBC模块来分析从个体获得的生物样品的血细胞。某些NRBC处理技术涉及稀释全血样的一部分并用裂解试剂处理该稀释液，该裂解试剂选择性地移除无核红血细胞，同时保持可能存在的NRBC、WBC和任何血小板或细胞碎片的完整性。示例性NRBC处理技术也在美国专利No.7,208,319中有所讨论，该专利的内容以引用的方式并入本文。
因此，本文描述了被配置成基于从个体获得的生物样品来评估个体的血小板状态条件的血液学系统和方法。图1A提供了血细胞的扫描电子显微图，所述血细胞包括红血细胞(左，人红血球)、血小板(中，凝血细胞)和白血细胞(右，白血球)。这三种血细胞类型均在骨髓中生成。血小板衍生自巨核细胞，即骨髓中的大细胞。巨核细胞延伸到骨髓的小血管中，并释放巨核细胞细胞质的碎片而形成未成熟血小板。血小板在释放到血液循环中后成熟。血小板具有约7-10天的生命周期，并且血小板形成和更换是一个连续的周期。血小板在止血和血块形成中起到重要作用。
图1B提供了凝集块可如何存在或不存在于生物样品中的示意图。例如，样品I不含血小板凝集块，而样品II中存在血小板凝集。如此处所示，当用自动化系统分析血液时，血小板测量中可能损失凝集块伪差(例如，这样的仪器仅检测非凝集血小板)，从而提供不准确计数，或需要耗时的人工测量来获得真实的血小板计数。
如图1C中所描绘，可评价各种血小板参数以评估个体的血小板状态。例如，示例性评价技术可涉及获得血液中的血小板的观察计数，以及样品中的凝集块内所含的血小板的估计数量。因此，本发明的实施例涵盖使用粒子分析仪计数和区分血样中的血小板的系统和方法。某些分析技术可用于通过如下方式估计修正的血小板计数：估计血小板凝集块中所含的血小板数量，然后将该估计值与计数的血小板的实际数量相加，从而得到总血小板计数(修正值)。相关地，本文所述的血液学系统和方法可以基于与个体的生物样品的某些阻抗、电导率和角度光传播测量结果相关的数据来评估个体是呈现正常的还是异常的血小板参数。
可使用对多个角度处的光散射进行检测的细胞分析系统来分析生物样品(例如，血样)并且输出个体的预测血小板状态。示例性系统配备有传感器组件，该传感器组件除获得与消光或轴向光损失量度相关联的光透射数据之外，还获得针对三个或更多个角度范围的光散射数据，由此在不需要使用某些染料、抗体或荧光技术的情况下提供准确、灵敏和高分辨率的结果。在一种情况下，血液学分析仪被配置成基于多个光散射角度对生物样品(例如，血样)进行分析并且输出个体的预测血小板状态。血液学分析仪包括被配置成识别指示血液内细胞组分的形态特征的各种信道处理模块。例如，血液学分析仪包括被配置成分析某些血细胞组分的NRBC信道处理模块。血液学分析仪被配置成基于对样品的分析来生成大量数据，在本文中详细描述的这种数据可称为CBC数据或VCS数据。
在一些实施例中，VCS数据是基于所分析样品的每个细胞的不同参数的确定，此类参数与每个细胞的形态相关联。具体地讲，可通过阻抗直接测量与细胞大小对应的体积参数。另外，可通过射频波穿过细胞的电导性直接测量与内部细胞密度对应的电导率参数。而且，可利用各种光检测机构测量与例如细胞质粒度和细胞核复杂度对应的五个不同的光散射角度(或角度范围)。
图2示意性地示出了细胞分析系统200。如此处所示，系统200包括制备系统210、换能器模块220和分析系统230。虽然在此结合三个核心系统区块(210、220和230)以非常高的程度描述了系统200，但技术人员将易于理解，系统200包括许多其他系统部件，诸如中央控制处理器、显示系统、射流系统、温度控制系统、用户安全控制系统等等。在操作中，可将全血样品(WBS)240呈递给系统200以进行分析。在一些情况下，WBS 240被抽吸到系统200内。示例性抽吸技术是技术人员已知的。在抽吸之后，WBS 240可被递送到制备系统210。制备系统210接收WBS 240，并且可以执行与制备WBS 240以供进一步测定和分析有关的操作。例如，制备系统210可将WBS 240分成预定的等分试样，以便呈递给换能器模块220。制备系统210还可以包括混合室，使得适当的试剂可被添加到等分试样。例如，如果为了区分白血细胞子集群体而要测试等分试样，则可以将裂解试剂(例如，ERYTHROLYSE，一种红血细胞裂解缓冲液)添加到该等分试样以便分解和除去RBC。制备系统210还可以包括温度控制部件以便控制试剂和/或混合室的温度。适当的温度控制可以提高制备系统210的操作的连贯性。
在一些情况下，预定的等分试样可从制备系统210被传送到换能器模块220。如下文进一步详细描述的，换能器模块220可对逐个穿过其中的来自WBS的细胞执行直流(DC)阻抗、射频(RF)电导率、光透射和/或光散射测量。测得的DC阻抗、RF电导率和光传播(例如，光透射、光散射)参数可被提供或传输至分析系统230用于数据处理。在一些情况下，分析系统230可包括计算机处理特征结构和/或一个或多个模块或部件，诸如本文结合图6中描绘的系统所述且在下文进一步描述的那些，它们可评价测得的参数、对血液细胞成分进行识别和计数，并且将表征WBS各成分的数据的子集与个体的血小板状态相关联。如此处所示，细胞分析系统200可生成或输出报告250，该报告包含针对个体的预测血小板状态和/或诊断治疗方案。在一些情况下，来自换能器模块220的过量生物样品可被引向外部的(或可选地为内部的)废料系统260。
出于对患者的病症进行治疗的目的，治疗方案可涉及向个体施用一种或多种药物或治疗剂。可使用多种治疗模式中的任一种对被识别为具有如本文所述的异常血小板计数的个体进行治疗。
图3更详细地示出了换能器模块和相关联部件的更多细节。如此处所示，系统300包括换能器模块310，该换能器模块具有光源或照射源，诸如发出光束314的激光器310。激光器312可以是(例如)635nm、5mW的固态激光器。在一些情况下，系统300可包括聚焦对准系统320，该聚焦对准系统对光束314进行调节，以使所得的光束322被聚焦和定位在流动池330的细胞询问区332处。在一些情况下，流动池330接收来自制备系统302的样品等分试样。如本文别处所述，可采用各种射流机制和技术以使流动池330内的样品等分试样发生流体动力学聚焦。
在一些情况下，等分试样通常流过细胞询问区332，使得其成分每次一个地穿过该细胞询问区332。在一些情况下，系统300可包括换能器模块或血液分析仪器的细胞询问区或其他结构，诸如美国专利No.5,125,737、No.6,228,652、No.7,390,662、No.8,094,299和No.8,189,187中所述的那些，上述专利的内容以引用方式并入本文。例如，细胞询问区332可以由测得为大约50×50微米的正方形横截面限定，并且具有大约65微米的长度(沿着流动的方向测量)。流动池330可包括电极组件，该电极组件具有第一电极334和第二电极336，用于执行对穿过细胞询问区332的细胞的DC阻抗和RF电导率的测量。来自电极334,336的信号可被传输至分析系统304。电极组件可使用低频电流和高频电流来分别分析细胞的体积和电导率特征。例如，可使用低频DC阻抗测量结果来分析穿过细胞询问区的每个个体细胞的体积。相关地，可使用高频RF电流测量结果来确定穿过细胞询问区的细胞的电导率。因为细胞壁充当高频电流的导体，所以当高频电流穿过细胞壁并穿过每个细胞内部时，可以使用该电流来检测细胞组分的绝缘特性差异。可使用高频电流来表征核成分和颗粒成分，以及细胞内部的化学组成。
入射光束322沿着光束轴AX行进并照射穿过细胞询问区332的细胞，导致在角度范围α内的光传播(例如，散射、透射)从区域332发出。示例性系统配备有传感器组件，该传感器组件可以检测角度范围α内的三个、四个、五个或更多个角度范围内的光，包括如本文别处所述的与消光或轴向光损失量度相关联的光。如此处所示，光传播340可通过光检测组件350检测，该光检测组件任选地具有光散射检测器单元350A以及光散射和透射检测器单元350B。在一些情况下，光散射检测器单元350A包括用于检测和测量上中间角光散射(UMALS)的光敏区域或传感器区，所述上中间角光散射例如以相对于光束轴成约20度至约42度的范围内的角度散射或者说是传播的光。在一些情况下，UMALS对应于在相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴的介于约20度至约43度之间的角度范围内传播的光。光散射检测器单元350A还可包括用于检测和测量低中间角光散射(LMALS)的光敏区域或传感器区，所述低中间角光散射例如以相对于光束轴成约10度至约20度的范围内的角度散射或者说是传播的光。在一些情况下，LMALS对应于在相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴的介于约9度至约19度之间的角度范围内传播的光。
UMALS和LMALS的组合被定义为中间角光散射(MALS)，其为相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成介于约9度和约43度之间的角度的光散射或光传播。
如图3中所示，光散射检测器单元350A可包括开口351，该开口允许低角光散射或传播340超过光散射检测器单元350A，并因此到达光散射和透射检测器单元350B并被光散射和透射检测器单元350B检测到。根据一些实施例，光散射和透射检测器单元350B可包括用于检测和测量低角光散射(LALS)的光敏区域或传感器区，所述低角光散射例如以相对于照射光束轴成约5.1度的角度散射或传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成小于约9度的角度传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成小于约10度的角度传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成约1.9度±0.5度的角度传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成约3.0度±0.5度的角度传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成约3.7度±0.5度的角度传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成约5.1度±0.5度的角度传播的光。在一些情况下，LALS对应于以相对于照射流过询问区的细胞的入射光束轴成约7.0度±0.5度的角度传播的光。
根据一些实施例，光散射和透射检测器单元350B可包括用于检测和测量以相对于入射光束轴成0度的角度轴向透射穿过细胞或从被照射细胞传播的光的光敏区域或传感器区。在一些情况下，所述光敏区域或传感器区可检测和测量以相对于入射光束轴成小于约1度的角度自细胞轴向传播的光。在一些情况下，所述光敏区域或传感器区可检测和测量以相对于入射光束轴成小于约0.5度的角度自细胞轴向传播的光。此类轴向透射或传播的光的测量结果对应于轴向光损失(ALL或AL2)。如此前并入的美国专利No.7,390,662中所指出，当光与颗粒相互作用时，入射光中的一些通过散射过程(即，光散射)改变方向，并且所述光的一部分被颗粒吸收。这两个过程均从入射光束中移走能量。当沿着光束的入射轴查看时，光损失可被称为正向消光或轴向光损失。轴向光损失测量技术的附加方面在U.S.7,390,662中的第5栏第58行至第6栏第4行进行了描述。
鉴于此，细胞分析系统300提供了用于获得以多个角度中的任一个或在多个角度范围的任一个内(包括ALL和多个不同的光散射或传播角度)对从生物样品的被照射细胞发出的光的光传播测量结果(包括光散射和/或光透射)的方法。例如，光检测组件350，包括适当的电路和/或处理单元，提供了用于检测和测量UMALS、LMALS、LALS、MALS和ALL的方法。
导线或者其他传输或连接机构可将来自电极组件(例如，电极334,336)、光散射检测器单元350A、和/或光散射和透射检测器单元350B的信号传输至分析系统304以进行处理。例如，可将测得的DC阻抗、RF电导率、光透射和/或光散射参数提供或传输至分析系统304用于数据处理。在一些情况下，分析系统304可包括计算机处理特征结构和/或一个或多个模块或部件，诸如本文结合图6中描绘的系统所述的那些，它们可评价测得的参数、对生物样品成分进行识别和计数，并且将表征生物样品各成分的数据的子集与个体的血小板状态相关联。如此处所示，细胞分析系统300可生成或输出报告306，该报告包含针对个体的预测血小板状态和/或诊断治疗方案。在一些情况下，来自换能器模块310的过量生物样品可被引向外部的(或可选地为内部的)废料系统308。在一些情况下，细胞分析系统300可包括换能器模块或血液分析仪器的一个或多个特征结构，诸如此前并入的美国专利No.5,125,737、No.6,228,652、No.8,094,299和No.8,189,187中所述的那些。
图4示出根据本发明实施例的用于预测或评估个体的血小板状态的自动化细胞分析系统的各方面。具体地讲，血小板状态可基于从个体的血液获得的生物样品进行预测。如此处所示，分析系统或换能器400可包括具有细胞询问区412的光学元件410。换能器还提供流动路径420，该流动路径朝细胞询问区412递送生物样品的流体动力学聚焦料流422。例如，当样品料流422朝细胞询问区412发射时，一定体积的鞘液424也可在压力下进入光学元件410，以便均匀地围绕样品料流422并导致样品料流422流过细胞询问区412的中心，从而实现样品料流的流体动力学聚焦。用这种方式，便可以精确地分析生物样品的以每次一个细胞的方式穿过细胞询问区的个体细胞。
换能器模块或系统400还包括电极组件430，该电极组件测量生物样品的逐个穿过细胞询问区412的细胞10的直流(DC)阻抗和射频(RF)电导率。电极组件430可包括第一电极机构432和第二电极机构434。如本文别处所讨论，可使用低频DC测量结果来分析穿过细胞询问区的每个个体细胞的体积。相关地，可使用高频RF电流测量结果来确定穿过细胞询问区的细胞的电导率。此类电导率测量结果可提供有关细胞的内部细胞内容物的信息。例如，可使用高频RF电流来分析穿过细胞询问区的个体细胞的核成分和颗粒成分，以及细胞内部的化学组成。
系统400还包括光源440，该光源取向为将光束442沿着光束轴444引导，以照射生物样品的逐个穿过细胞询问区412的细胞10。相关地，系统400包括与细胞询问区光学耦合的光检测组件450，以便测量由生物样品的被照射细胞10散射并且透射穿过所述被照射细胞10的光。光检测组件450可包括检测和测量自细胞询问区412传播的光的多个光传感器区。在一些情况下，光检测组件检测以相对于照射光束轴成各种角度或角度范围的自细胞询问区传播的光。例如，光检测组件450可以检测和测量被细胞以各种角度散射的光，以及被细胞沿着光束轴轴向透射的光。光检测组件450可包括第一传感器区452，其测量在相对于光束轴444的第一角度范围内的第一散射或传播光452s。光检测组件450还可包括第二传感器区454，其测量在相对于光束轴444的第二角度范围内的第二散射或传播光454s。如此处所示，散射或传播光454s的第二角度范围不同于散射或传播光452s的第一角度范围。此外，光检测组件450可包括第三传感器区456，其测量在相对于光束轴444的第三角度范围内的第三散射或传播光456s。如此处所示，散射或传播光456s的第三角度范围与散射或传播光452s的第一角度范围和散射或传播光454s的第二角度范围两者都不相同。光检测组件450还包括第四传感器区458，其测量透射穿过生物样品的逐个穿过细胞询问区412的细胞或自细胞询问区沿着光束轴传播的轴向光458t。在一些情况下，传感器区452、454、456和458中的每一个设置在与该特定传感器区相关联的单独的传感器处。在一些情况下，传感器区452、454、456和458中的一个或多个设置在光检测组件450的共同传感器上。例如，光检测组件可以包括第一传感器451，该第一传感器包括第一传感器区452和第二传感器区454。因此，可使用单个传感器来检测或测量两种或更多种类型(例如，低角、中角或高角)的光散射或传播。
自动化细胞分析系统可以包括多种光学元件或换能器特征结构中的任一种。例如，如图4A中所描绘，细胞分析系统换能器的光学元件410a可以具有四角棱柱体形状，该四角棱柱体形状具有四个矩形的经目测平坦的侧面450a以及相对的端壁436a。在一些情况下，每个侧面450a的相应宽度W是相同的，例如各自测得为约4.2mm。在一些情况下，每个侧面450a的相应长度L是相同的，例如各自测得为约6.3mm。在一些情况下，光学元件410a的全部或部分可由熔融二氧化硅或石英制成。穿过光学元件410a的中心区域形成的流动通道432a可相对于穿过元件410a的中心的纵向轴线A同心地构造，并且平行于如箭头SF所指示的样品流动方向。流动通道432a包括细胞询问区Z和一对相对的圆锥形镗孔454a，所述圆锥形镗孔在它们各自的底部附近具有与细胞询问区流体连通的开口。在一些情况下，细胞询问区Z的横截面为正方形，每一侧的宽度W'的标称测量值为50微米±10微米。在一些情况下，沿着轴A测得的细胞询问区Z的长度L'为询问区的宽度W'的约1.2至1.4倍。例如，长度L'可以为约65微米±10微米。如本文别处所指出，可对穿过细胞询问区的细胞进行DC和RF测量。在一些情况下，在端壁436a处测得的圆锥形镗孔454a的最大直径为约1.2mm。例如，所述类型的光学结构410a可由包含50×50微米毛细开口的石英方棒制成，所述毛细开口被机械加工以限定连通的镗孔454a。激光器或其他照射源可产生被导向穿过细胞询问区或聚焦到细胞询问区中的光束B。例如，光束可聚焦到位于询问区Z内的椭圆形腰部中，细胞被导致穿过该聚焦到的位置。细胞分析系统可包括光检测组件，该光检测组件被配置成检测从光学元件410a发出的光，例如，自包含在其内流动的被照明或被照射细胞的细胞询问区Z传播的光P。如此处所描绘，光P可自细胞询问区Z在角度范围α内传播或发出，因此其可在相对于光束轴AX的选定角度位置或角度范围处进行测量或检测。相关地，光检测组件可以检测在正向平面中在相对于光束B的轴AX的各个角度范围内散射或轴向透射的光。如本文别处所讨论，可以获得每次一个地穿过细胞询问区的个体细胞的一个或多个光传播测量结果。在一些情况下，细胞分析系统可包括换能器或细胞询问区的一个或多个特征结构，诸如美国专利No.5,125,737、No.6,228,652、No.8,094,299和No.8,189,187中所述的那些，所述专利的内容以引用方式并入本文。
图5描绘用于预测或评估个体的血小板状态的示例性方法500的各方面。方法500包括将血样引入血液分析系统，如步骤510所指出。如步骤520中所示，该方法还可以包括通过将样品分成等分试样并将等分试样样品与适当的试剂混合来制备血样。在步骤530中，可使样品穿过换能器系统中的流动池，使得样品成分(例如，血细胞)以一个接一个的方式穿过细胞询问区。可通过光源诸如激光器对所述成分进行照射。在步骤540中，可测量RF电导率541、DC阻抗542、第一角度光传播543(例如LALS)、第二角度光传播544(例如AL2)、第三角度光传播545(例如UMAL)、和/或第四角度光传播546(例如LMALS)的任何组合。如步骤547所描绘，可以使用第三角度光传播测量结果和第四角度光传播测量结果来确定第五角度光传播测量结果(例如MALS)。作为另一种选择，可以直接测量MALS。如本文别处所讨论，可对某些测量结果或测量结果的组合进行处理，如步骤550所指出，以便提供血小板状态预测。任选地，方法还可包括基于预测的血小板状态来确定治疗方案。
细胞分析系统可被配置成将来自生物样品的细胞的DC阻抗、RF电导率、角度光测量结果(例如，第一散射光、第二散射光)以及轴向光测量结果的子集与个体的血小板状态相关联。如本文别处所讨论，在一些情况下，所述关联的至少一部分可使用可被一个或多个处理器、一个或多个硬件模块或它们的任何组合执行的一个或多个软件模块执行。处理器或者其他计算机或模块系统可被配置成接收各种测量结果或参数作为输入值，并且自动地输出预测的个体血小板状态。在一些情况下，可包括软件模块、处理器、和/或硬件模块中的一个或多个作为血液学系统的部件，所述血液学系统被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。在一些情况下，可包括软件模块、处理器、和/或硬件模块中的一个或多个作为独立计算机的部件，所述独立计算机与血液学系统可操作地通信或连接，所述血液学系统被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。在一些情况下，所述关联的至少一部分可通过经由互联网或者任何其他有线和/或无线通信网络以远程方式从血液学系统接收数据的软件模块、处理器、和/或硬件模块中的一个或多个执行，所述血液学系统被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。相关地，根据本发明实施例的设备或模块中的每一个可以包括位于被处理器处理的计算机可读介质上的一个或多个软件模块，或硬件模块，或它们的任何组合。
图6为示例性模块系统的简化框图，该框图广义地例示了可如何以分离方式或更集成化的方式实施模块系统600的个体系统元件。模块系统600可以是根据本发明实施例的用于预测个体的血小板状态的细胞分析系统的一部分或与该细胞分析系统连接。模块系统600非常适于产生与血小板分析有关的数据或接收与血小板分析有关的输入。在一些情况下，模块系统600包括经由总线子系统602电耦合的硬件元件，包括一个或多个处理器604、一个或多个输入设备606(诸如用户界面输入设备)、和/或一个或多个输出设备608(诸如用户界面输出设备)。在一些情况下，系统600包括网络接口610、和/或诊断系统接口640，该诊断系统接口可从诊断系统642接收信号以及/或者将信号传送到诊断系统642。在一些情况下，系统600包括软件元件，所述软件元件例如在此处被显示为当前正位于存储器614的工作存储器612内，操作系统616和/或其他代码618(诸如被配置为实施本文所公开技术的一个或多个方面的程序)。
在一些实施例中，模块系统600可以包括存储子系统620，该存储子系统可以存储提供本文所公开的各种技术的功能的基础编程和数据构造。例如，实施如本文所述方法各方面的功能的软件模块可以存储于存储子系统620中。这些软件模块可由一个或多个处理器604执行。在分布式环境中，所述软件模块可存储在多个计算机系统上并由所述多个计算机系统的处理器执行。存储子系统620可以包括存储器子系统622和文件存储子系统628。存储器子系统622可包括多个存储器，包括用于在程序执行期间存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM)626，以及其中存储固定指令的只读存储器(ROM)624。文件存储子系统628可为程序和数据文件提供永久性(非易失性)存储，并且可以包括有形存储介质，该有形存储介质可以任选地体现患者的治疗和评估数据，或其他数据。文件存储子系统628可以包括硬盘驱动器、连同相关联的可移动介质的软盘驱动器、紧凑型数字只读存储器(CD-ROM)驱动器、光盘驱动器、DVD、CD-R、CD RW、固态可移动存储器、其他可移动的介质筒或盘，等等。所述驱动器中的一个或多个可位于其他连接计算机上的远程位置处，所述其他连接计算机在其他位点处耦合到模块系统600。在一些情况下，系统可以包括存储一个或多个指令序列的计算机可读存储介质或其他有形存储介质，所述一个或多个指令序列在被一个或多个处理器执行时，可导致所述一个或多个处理器执行本文所公开的技术或方法的任何方面。实施本文所公开技术的功能的一个或多个模块可由文件存储子系统628存储。在一些实施例中，所述软件或代码将提供允许模块系统600与通信网络630进行通信的协议。任选地，此类通信可以包括拨号连接通信或互联网连接通信。
应当理解，系统600可被配置成实施本发明方法的各方面。例如，处理器组件或模块604可以是微处理器控制模块，该微处理器控制模块被配置成从传感器输入设备或模块632、从用户界面输入设备或模块606、和/或从诊断系统642，任选地经由诊断系统接口640和/或网络接口610以及通信网络630接收细胞参数信号。在一些情况下，传感器输入设备可包括细胞分析系统或为细胞分析系统的一部分，所述细胞分析系统被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。在一些情况下，用户界面输入设备606和/或网络接口610可被配置成接收由细胞分析系统生成的细胞参数信号，所述细胞分析系统被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。在一些情况下，诊断系统642可包括细胞分析系统或为细胞分析系统的一部分，所述细胞分析系统被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。
处理器组件或模块604还可以被配置成将任选地根据本文所公开技术的任何一种处理的细胞参数信号传送到传感器输出设备或模块636、到用户界面输出设备或模块608、到网络接口设备或模块610、到诊断系统接口640、或到它们的任何组合。根据本发明实施例的设备或模块中的每一个可以包括位于被处理器处理的计算机可读介质上的一个或多个软件模块，或硬件模块，或它们的任何组合。可使用多种常用平台(诸如Windows、MacIntosh和Unix)中的任何一种，连同多种常用编程语言中的任何一种，来实施本发明的实施例。
用户界面输入设备606可以包括(例如)触摸板、键盘、指示设备(诸如鼠标)、轨迹球、图形输入板、扫描器、操纵杆、结合到显示器中的触摸屏、音频输入设备(诸如语音识别系统)、麦克风、以及其他类型的输入设备。用户输入设备606还可以从有形存储介质或从通信网络630下载计算机可执行代码，该代码具体化为本文所公开方法或其各方面中的任何一者。应当理解，终端软件可以时常更新，并且在适当的情况下被下载到终端。一般来讲，使用术语“输入设备”旨在包括用于将信息输入模块系统600中的多种传统和专属的设备和方法。
用户界面输出设备606可以包括(例如)显示子系统、打印机、传真机、或非视觉显示器(诸如音频输出设备)。显示子系统可以是阴极射线管(CRT)、平板设备(诸如液晶显示器(LCD))、投影设备等等。显示子系统还可以诸如经由音频输出设备提供非视觉显示。一般来讲，使用术语“输出设备”旨在包括用于从模块系统600向用户输出信息的多种传统和专属的设备和方法。
总线子系统602提供用于使模块系统600的各种部件和子系统彼此按预期或期望的方式进行通信的机制。模块系统600的各种子系统和部件无需处于相同的物理位置，而是可以分布在分布式网络内的各个位置处。尽管总线子系统602被示意性地显示为单根总线，但是总线子系统的另选实施例可以利用多根总线。
网络接口610可提供通向外部网络630或其他设备的接口。外部通信网络630可被配置成根据需要或期望实现与其他方的通信。该外部通信网络由此可以接收来自模块系统600的电子数据包，并且根据需要或期望将任何信息传输回模块系统600。如此处所描绘，通信网络630和/或诊断系统接口642可向诊断系统642传输信息或接收来自诊断系统642的信息，该诊断系统642被装配为获得多个光角度检测参数，诸如血液学分析仪。
除了提供系统内部的此类基础结构通信链接之外，通信网络系统630还可以为诸如互联网之类的其他网络提供连接，并且可以包括有线、无线、调制、和/或其他类型的接口连接。
对技术人员显而易见的是，可以根据具体要求来使用大量的变型。例如，也可以使用定制的硬件和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小应用程序)或这两者中实现特定的元件。此外，可以采用至其他计算设备(诸如网络输入/输出设备)的连接。模块终端系统600本身可以是包括计算机终端、个人计算机、便携式计算机、工作站、网络计算机、或任何其他数据处理系统的不同类型的模块终端系统。由于计算机和网络的不断变化的性质，因此图6中描绘的模块系统600的描述仅旨在作为出于举例说明本发明的一个或多个实施例的目的的具体示例。模块系统600的比图6中所描绘的模块系统具有更多或更少部件的许多其他配置是可能的。模块系统600的模块或部件中的任何一个或此类模块或部件的任何组合可以与本文所公开的细胞分析系统实施例中的任何一个耦合、或集成到其中、或以其他方式被配置成与其建立连接。相关地，以上论述的硬件和软件部件中的任何一个可以与在其他位置处使用的其他医疗评估或治疗系统集成在一起或被配置成与所述系统交互。
在一些实施例中，模块系统600可以被配置成接收输入模块处的患者的一种或多种细胞分析参数。细胞分析参数数据可被传输至对血小板状态进行预测或确定的评估模块。预测的血小板状态可以经由输出模块输出至系统用户。在一些情况下，模块系统600可以例如通过使用治疗模块，基于一个或多个细胞分析参数和/或预测的血小板状态来确定对患者的初始治疗或诱导方案、或经调节的治疗方案。该治疗可以经由输出模块输出至系统用户。任选地，该治疗的某些方面可以由输出设备确定，并且传输至治疗系统或治疗系统的子设备。可将与患者相关的多个数据中的任何一个输入到模块系统中，包括年龄、体重、性别、治疗史、病史，等等。可以基于这种数据来确定治疗方案或诊断评价的参数。
相关地，在一些情况下，系统包括被配置成接收VCS数据作为输入的处理器。处理器还可被配置成接收CBC数据作为输入。任选地，处理器、存储介质或这两者可以整合在血液学或细胞分析机器内。在一些情况下，血液学机器可生成用于输入到处理器中的VCS数据、CBC数据或其他信息。在一些情况下，处理器、存储介质或这两者可以整合在计算机内，并且该计算机可以与血液学机器进行通信。在一些情况下，处理器、存储介质或这两者可以整合在计算机内，并且该计算机可以经由网络与血液学机器进行远程通信。
体积电导率散射(VCS)数据
除可从CBC模块获得的CBC数据之外，可从VCS模块获得VCS数据。示例性VCS参数包括以下参数：
1.细胞电导率(C)[高频电流]
2.细胞体积(V)[低频电流]
3.轴向光损失或被吸收的光(AL2或ALL)
4.低角光散射(LALS)
5.上中间角光散射(UMALS)
6.低中间角光散射(LMALS)
7.中间角光散射(MALS)[UMALS+LMALS]
这样，可以分别计算血细胞(诸如白血细胞、红血细胞和血小板)的各种参数(例如，体积、电导率，以及光散射或传播的角度)。该数据可基于个体的生物样品来获得。而且，CBC和VCS数据可在仪器的屏幕(例如图7中所描绘)上查看，以及被自动地导出为Excel文件。因而，可对血细胞(例如RBC、血小板和WBC)进行分析并分别绘制在三维直方图中，其中每个细胞在所述直方图上的位置由如本文所述的某些参数限定。
细胞或粒子的亚群可分成位于所述直方图上的不同位置处的不同组。例如，血小板凝集块和白血细胞可聚集在直方图的不同区域中，从而形成细胞群体。图7示出计数分析的各方面的示例性屏幕截图。如此处所示，血小板凝集块事件被圈在直方图上。一般来讲，此类直方图可从如本文别处所讨论的有核红血细胞(NRBC)通道(或WBC分类通道或网织红细胞通道)获得。
此类VCS值可对应于所述群体在直方图中的位置，并且对应于血细胞在显微镜下的形态。如图7D至7F中所描绘，某些通道模块可提供各种粒子或血液组分诸如可能存在的血小板凝集块、血细胞或细胞碎片的测量结果。
能够以定量、客观和自动化的方式使用VCS参数来分析细胞事件，这种方式免受人为判读的主观性影响，所述人为判读也是非常耗时、昂贵的，且再现性有限。在某些实施例中，VCS参数可用于基于从个体获得的生物样品来估计个体中的血小板计数，并用于诊断改变血小板计数的各种医学病症。应当理解，当提及VCS参数或体积电导率散射数据分布时，此类表征可包括单个VCS数据特征的子集。例如，VCS参数数据可包括体积和电导率量度的组合、体积和散射量度的组合、或电导率和散射量度的组合。相似地，VCS参数数据可仅包括体积量度、仅包括电导率量度、或仅包括散射量度。在一些情况下，VCS参数数据可被视为包括光传播和电流数据的集合或子集。例如，光传播量度可包括在第一角度处的第一传播光、在不同于第一角度的第二角度处的第二传播光、轴向传播光、或它们的任何组合。相关地，电流量度可包括低频电流(例如，与体积对应的DC阻抗)、高频电流(例如，与内部细胞密度对应的RF电导率)、或它们的组合。在这个意义上，VCS参数数据或体积电导率散射数据分布可称为电流光传播参数或数据分布。
如本文进一步所论述，已发现某些VCS参数值对于评估个体中的血小板状态非常有用。因此，可在用于估计个体中的血小板计数和用于诊断血小板相关病症的系统和方法中实施这些参数。
修正的血小板计数(方法I)
图7A示出根据本发明实施例的用于确定修正的血小板计数的示例性方法700a的各方面。如此处所示，该方法可包括如步骤710a中描绘的确定或获得血小板凝集块体积参数，如步骤720a中描绘的确定或获得单一血小板体积参数，以及如步骤730a中描绘的确定或获得每个凝集块的血小板参数。每个凝集块的血小板参数可基于血小板凝集块体积参数和单一血小板体积参数。
此外，该方法可包括如步骤740a中描绘的确定或获得血小板凝集块与WBC比率参数，如步骤750a中描绘的确定或获得WBC浓度参数，以及如步骤760a中描绘的确定或获得凝集块中所含的血小板的数量(例如，损失的血小板计数)。凝集块中所含的血小板的数量的估计可基于血小板凝集块比WBC参数、每个凝集块的血小板参数和WBC浓度参数。
而且，该方法可包括如步骤770a中描绘的确定或获得观察的血小板计数，以及如步骤780a中描绘的确定或估计修正的血小板计数。修正的血小板计数的计算可基于观察的血小板计数和损失的血小板计数。例如，估计的修正血小板计数可基于观察的血小板事件与估计的凝集块中所含的血小板的数量之和。
确定血小板凝集块体积参数
图7B描绘根据本发明实施例的用于确定血小板凝集块体积参数的技术的各方面。如此处所示，该方法包括通过使用NRBC模块分析已知体积的乳胶小珠来确定通道-体积关系，如步骤710b所描绘。通常，在NRBC模块中，直流(DC)与粒度成正比。因此，较大DC脉冲对应于较大粒度。这样，可以获得将NRBC通道值与粒子体积值相关联的基准或标准。
此外，该方法包括使用NRBC模块处理包含血小板凝集块的样品，如步骤720b中所描绘。例如，可计算来自血小板凝集块群体的1-D直方图的平均通道。
可将血小板凝集块的NRBC模块输出数据与粒度基准相关联以获得血小板凝集块体积参数，诸如血小板凝集块群体的平均体积。例如，通道-体积关系(例如，来自步骤710b)和平均通道(例如，来自步骤720b)可用于确定血小板凝集块群体的平均体积(例如，以飞升计)V(例如，步骤730b)。在一些情况下，存在于样品中的血小板凝集块呈现群体分布，使得不同凝集块包含不同数量的血小板。例如，群体的一些凝集块可包含5个血小板，一些凝集块可包含10个血小板，一些凝集块可包含20个血小板等等。
用于确定血小板凝集块体积参数的示例性方法描绘为图7A的步骤710a。
确定单一血小板体积参数
图7C描绘根据本发明实施例的用于确定单一血小板体积参数的技术的各方面。如此处所示，血小板群体直方图700c可从CBC模块获得。曲线示出以飞升计的单一血小板体积分布。该分布的平均或均值血小板体积可称为MPV。均值的计算可涉及对于每个通道而言，将通道中的事件数量乘以对应于通道的体积。可对所有通道的结果求和，然后除以观察到的事件总数，从而得到每个事件的平均体积(MPV)。
用于确定单一血小板体积参数的示例性方法描绘为图7A的步骤720a。
确定每个凝集块的血小板参数
可以通过将血小板凝集块体积参数(例如V)除以单一血小板体积参数(例如MPV)来获得样品的每个血小板凝集块中所含的血小板的平均数量。此量度可指示一个血小板凝集块平均含有的血小板数量。用于估计每个凝集块的血小板参数的示例性方法可基于下列公式：α＝V/MPV。
因此，血小板凝集块体积参数和单一血小板体积参数可用于获得每个血小板凝集块中所含的血小板的平均数量。相关地，每个血小板凝集块中所含的血小板的平均数量可通过将血小板凝集块群体的平均体积(V)除以平均血小板体积(MPV)来计算。这样，本发明的实施例涵盖使用来自NRBC和CBC模块的信息估计单一凝集块中的血小板的数量的技术，例如通过计算每个凝集块的血小板的平均数量来估计。
用于确定每个凝集块的血小板参数的示例性方法描绘为图7A的步骤730a。
确定血小板凝集块与白血细胞的比率参数
可通过在NRBC模块诸如血液学分析仪的NRBC模块中实施某些分析技术，将血小板凝集块事件从其他事件(例如，NRBC、WBC、血小板和各种形式的碎片)圈定或分割出来。例如，可在来自NRBC模块的RLALS对AL2曲线图视图中看出血小板凝集块的不存在或存在，如图7D(右图，很少或没有血小板凝集)和图7E(右图，显著血小板凝集)所描绘。图7D和7E的左图提供与右图中所示的那些相对应的白血细胞(WBC)和血小板(PLT)事件的CBC模块体积分布直方图。如图7E中所描绘，WBC和PLT参数两者的CBC模块直方图包括血小板凝集块事件。例如，WBC直方图包括血小板凝集块和WBC群体的组合，并且PLT直方图包括血小板凝集块和单一血小板群体的组合。
可以看出，细胞分析系统诸如血液学分析仪的模块可用于评价从个体获得的生物样品中的多种粒子中的任一种，包括细胞、细胞的凝集块、细胞的部分以及样品中所含的其他粒子。虽然本公开有时是指使用细胞分析系统(及其模块)诸如血液学分析仪分析对应于单细胞的事件，但应当理解本公开还涵盖使用细胞分析系统(及其模块)诸如血液学分析仪分析与可包含于从个体获得的生物样品中的任何类型的粒子、或粒子的凝集块(例如，血小板凝集块)相对应的事件。
如图7D和7E中所示，低角光散射(LALS)测量结果可使用ARCTAN函数变换，并表示为旋转LALS(RLALS)参数。RLALS可通过f(DC,LALS)的函数提供。在一个实施例中，RLALS参数通过如下公式提供：RLALS＝(C)ARCTAN(DC/LALS)，其中(C)为比例常数并且(DC)为DC电流值。
除了图7D和7E的RLALS对AL2视图之外，还发现由NRBC通道示出的RUMALS对ELMALS曲线图诸如图7F中所描绘的曲线图提供血小板凝集块事件从其他类型的事件可靠的分割。
如图7F中所示，上中间角光散射(UMALS)测量结果可使用ARCTAN函数变换，并表示为旋转UMALS(RUMALS)参数。RUMALS可通过f(DC,UMALS)的函数提供。在一个实施例中，RUMALS参数通过如下公式提供：RUMALS＝(C)ARCTAN(DC/UMALS)，其中(C)为比例因子并且(DC)为DC电流值。
因此，使用NRBC曲线图视图诸如图7E和7F中所示的视图，可以便利地观察各种粒子群体并且相对于白血细胞事件识别和分割血小板凝集块事件。
ELMALS参数也可称为扩展低中间角光散射参数，并且可计算为LMALS/2。
使用图7E和7F中所示的二维参数组合，可以在NRBC模块中用非线性边界进行分割，以将血小板凝集块从其他类型的事件分离并识别血小板凝集块。可应用分水岭图像处理技术在二维空间上画出边界。此类成像处理技术涉及实施某些细胞群体搜索方案。例如，该技术可包括使数据图发生数字洪泛(digitally flooding)、突出某些群体、以及暴露可能以其他方式未识别的群体。通过暴露较小亚群，该方法可确定亚群属于何处及如何应用适当的设门技术。这样，可以在分割方法中识别血小板凝集块事件。
血液学评价可涉及通过将细胞悬浮在流体的料流中并使其经过电子检测装置而进行的每秒分析数千个颗粒的同时多参数分析。可将生成的数据绘制成直方图并分成多个区域。区域是在一个或两个参数的直方图上围绕所关注群体绘出或定位的形状。示例性区域形状包括二维的多边形、圆圈、椭圆、不规则形状，等等。以数据形式例示的个体事件对应于独特的参数组合，并且在存在此类组合的多个实例的情况下累积。根据一些实施例，在涉及一个或多个区域的被称为“设门”的步骤中，可基于VCS参数对累积成直方图的数据进行分离或聚类。还可使用各种人工、自动化及其他设门、边界决策、区域布置或直方图分割技术来识别和/或分割血小板凝集块数据诸如图7E和7F中所示的数据，并且示例性技术在美国专利公布No.2010/0111400(“Non-Linear Histogram Segmentation for ParticleAnalysis”(用于粒子分析的非线性直方图分割))中有所讨论，该专利的内容以引用的方式并入本文。根据一些实施例，各种直方图分析步骤可使用系统诸如血液学分析仪基于NRBC模块和通道处理技术来进行。
因此，如图7D至7F中所示，本发明的实施例涵盖用于将NRBC模块通道输出数据与生物样品中的血小板凝集块事件的识别相关联的各种技术。这样，可以获得血小板凝集块与WBC的比率，或者以其他方式将血小板凝集块群体从其他事件(例如，WBC)分离开。例如，该技术可提供每100个白血细胞事件的血小板凝集块事件的数量的量度。
用于确定血小板凝集块比WBC参数的示例性方法描绘为图7A的步骤740a。
确定白血细胞参数
根据一些实施例，白血细胞浓度参数可经由CBC模块获得。这样，可以评价与单位体积的样品相对应的白血细胞事件的数量。
用于确定WBC浓度参数的示例性方法描绘为图7A的步骤750a。
确定因凝集损失的血小板的数量
一旦获得血小板凝集块与WBC的比率参数、血小板凝集块参数和WBC浓度参数(例如，分别在图7A的步骤740a、730a和750a)，就可以确定或估计在血小板计数期间损失的凝集块中所含的血小板的数量。
根据一些实施例，因凝集块损失的血小板计数或PLTC可用下列公式计算：PLTC＝α*(EC/EW)*WBC，其中EC和EW分别是NRBC模块中血小板凝集块和白血细胞的事件的数量。此处，WBC为来自CBC模块的白血细胞浓度。
用于确定凝集块中所含的血小板的数量的示例性方法描绘为图7A的步骤760a。
确定观察的血小板计数
根据一些实施例，观察的血小板计数可经由CBC模块获得。然而，此类CBC血小板计数可不包括出现于凝集块中的血小板的计数，从而得出人为地偏低的血小板计数。换句话讲，观察的血小板计数可指样品中的非凝集血小板的数量。
用于确定观察的血小板计数参数的示例性方法描绘为图7A的步骤770a。
确定修正的血小板计数
根据一些实施例，修正的血小板计数可通过将观察的血小板计数参数与损失的血小板计数参数结合来确定。例如，修正的血小板计数可用下列公式计算：PLTCOR＝PLTC+PLT，其中PLT为来自CBC模块的观察的血小板计数。
用于确定修正的血小板计数参数的示例性方法描绘为图7A的步骤780a。
图7G示出根据本发明实施例的生物样品分析系统的各方面。如此处所描绘，血小板分析技术可包括使用来自VCS模块的NRBC通道输出来确定血小板凝集块体积和血小板凝集块与WBC的比率参数。此外，技术可包括使用CBC模块确定观察的血小板计数、单一血小板体积和WBC浓度参数。而且，技术可包括使用来自NRBC和CBC模块的参数的各种组合来确定损失的血小板计数和修正的血小板计数参数。
基于以上参照图7A至7G讨论的血小板计数修正技术，可以看出本发明的实施例涵盖使用粒子分析仪计数和区分血样中的血小板的有效系统和方法。示例性技术涉及通过如下方式估计修正的血小板计数：估计血小板凝集块中所含的血小板数量，然后将该估计值与计数的血小板的实际数量相加，从而得到总血小板计数(修正值)。这样，可以考虑到本来可能在自动化系统中损失(从而提供不准确的计数，或需要耗时的人工测量结果)的血小板测量结果中的凝集块伪差，并且适当地校准血小板计数。例如，血小板和血小板凝集块可通过将旋转低角光散射对前方激发(例如，图7E)绘图或通过旋转上中间角光散射对低中间角光散射(例如，图7F)绘图来检测。如上所述用于估计总血小板数量的技术涉及确定血小板凝集块的平均体积(例如，血小板凝集块群体的总平均体积)、通过将凝集块体积值除以血小板的平均体积而得出估计的血小板数量、以及将该数量乘以考虑白血细胞数量的凝集块的估计数量。然后可将该估计数量与检测到的血小板的实际数量相加，从而得出修正的血小板计数。
除了上文讨论的修正的血小板计数技术之外，本发明的实施例还涵盖使用其他技术，所述其他技术也涉及通过如下方式估计修正的血小板计数：估计血小板凝集块中所含的血小板数量，然后将该估计值与计数的血小板的实际数量相加，从而得到总血小板计数(修正值)。例如，下文讨论的血小板计数修正技术涉及除了来自有核红血细胞模块的参数和概率分布函数之外还使用如上所述的血小板凝集块计算。因此，本发明的实施例提供用于得到修正的血小板计数的方法，所述方法涉及用于定量凝集块内的血小板的独特技术以及用于提供修正的血小板计数的装置。相似地，本发明的实施例涵盖使用细胞分析系统诸如血液学分析仪来识别来自NRBC模块的血小板凝集块、计算因凝集块损失的血小板计数、以及将该损失的计数数量与报告或观察的血小板计数相加，从而获得修正的血小板计数。
修正的血小板计数(方法II)
图7H至7J示出根据本发明实施例的用于确定修正的血小板计数的示例性方法的各方面。如图7H中所示，该方法可涉及例如通过如下方式建立CBC模块血小板直方图702与NRBC DC直方图704之间的关系：分别通过CBC和NRBC模块处理已知体积或特性的乳胶小珠706。如此处所示，可将CBC血小板直方图(例如，以飞升单位计)中的通道映射到NRBC模块中的DC通道，以便确定可用于将CBC血小板输出变换为NRBC DC输出的关联，如步骤710指示。
可用CBC模块处理具有群体大小分布的单一血小板712的样品，如步骤714指示，以获得与单一血小板群体相对应的CBC模块输出。使用步骤710中获得的关联，可以将通过步骤714获得的CBC模块输出映射到NRBC DC空间，如步骤716指示。可将通过步骤716获得的变换NRBC输出归一化，如步骤718指示，并且表示为单一血小板细胞的DC测量结果的概率分布函数，如图720所示。
如图7I中所示，可用NRBC模块处理具有群体大小分布的凝集血小板722的样品，如步骤724指示，以获得与血小板凝集块的群体相对应的NRBC模块输出。生物样品可包含血小板凝集块的群体，使得较小凝集块包含较少数量的血小板(例如，n＝2)，并且较大凝集块包含较大数量的血小板(例如，n＝13)。在一些情况下，存在于样品中的血小板凝集块呈现群体分布，使得不同凝集块包含不同数量的血小板。例如，群体的一些凝集块可包含5个血小板，一些凝集块可包含10个血小板，一些凝集块可包含20个血小板等等。如步骤724中所示，血小板凝集块事件的总数可表示为i。图726示出示例性NRBC DC直方图，其中DC测量结果表示为xi。对于NRBC模块中识别的每个凝集块事件(例如，经由步骤724)，可以使用最大似然方法估计出现于该凝集块中的血小板细胞的数量，如步骤730指示。
如图720中所描绘，在归一化后，所得直方图可表示成p1(x)(其中x为DC通道数)，从而表示单一血小板细胞的DC测量结果的概率分布函数。可对该概率分布函数p1(x)求卷积，如步骤728中指示，以获得包含多个血小板细胞的血小板凝集块的DC测量结果的概率分布函数。更具体地讲，可以计算包含多个血小板细胞的血小板凝集块的DC测量结果的概率分布函数。包含两个血小板细胞的血小板凝集块的DC测量结果的概率分布函数可表示成p2(x)，其等于p1(x)和p1(x)的卷积。包含n个血小板细胞的血小板凝集块的DC测量结果的概率分布函数表示为pn(x)，其等于pn-1(x)和p1(x)的卷积。
如步骤730中所示，对于NRBC模块中识别的每个血小板凝集块事件(i)，可以基于包含n个血小板细胞的血小板凝集块的DC测量结果的概率分布函数，利用最大似然方法计算聚类中的血小板细胞的数量。更具体而言，可用下列公式确定血小板凝集块事件i中的血小板细胞的估计数量(具有DC测量结果xi)：
N i . N i = arg max n [ p n ( x i ) ]
这样，可使用概率论确定对于血小板凝集块群体中每种凝集块大小而言凝集块中最可能的血小板数量。例如，对于体积分布中的每个观察到的体积(例如，具有已知体积的血小板凝集块)，可以估计该体积中的血小板数量(例如，使用每单位体积凝集块的最可能血小板数量)。如步骤732中所示，可以对整个凝集块尺寸范围求和，从而得到出现于血小板凝集块中的血小板的总数。如此处所示，可使用下列公式计算总数。
E c = Σ i N i
如图7J中所描绘，若已知步骤732中获得的出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数(EC)742、从NRBC模块获得的WBC计数(EW)744、以及从CBC模块获得的WBC浓度(WBC)746，可以估计或计算因血小板凝集块损失的血小板计数，如步骤748中指示。例如，因血小板凝集块损失的血小板计数可表示为PLTc，并且计算为PLTc＝(Ec/EW)*WBC，其中EW为NRBC模块中的白血细胞事件数并且WBC为来自CBC模块的白血细胞浓度。
观察的血小板计数(PLT)可通过CBC模块确定，如步骤752中指示，并且修正的血小板计数可基于损失的血小板计数和观察的血小板计数来确定，如步骤754中指示。例如，修正的血小板计数可表示为PLTcor，并且计算为PLTcor＝PLTc+PLT。
图8示意性地示出根据本发明实施例的用于获得血小板参数(例如，修正的血小板计数)的方法800。如此处所描绘，该方法包括获得来自个体的血样(例如，在常规检查期间)，如步骤810所指示。可使用细胞分析系统从这些生物样品获得全血细胞计数(CBC)数据、体积电导率散射(VCS)数据、或它们的组合，如步骤820所指示，所述细胞分析系统被装配为获得细胞事件参数，诸如血液学分析仪。可使用来自被分析样品的CBC参数、VCS参数、或它们的组合来确定血小板参数，如步骤830所指示。方法还可包括输出血小板状态信息，如步骤840中所指示。
分析系统
本发明的实施例涵盖细胞分析系统和其他自动化生物调查设备，所述系统和设备被编程为根据如本文所公开的技术执行血小板状态预测或识别方法。例如，被装配为获得和/或处理多个光角度检测参数的系统诸如血液学分析仪、或与其相关联或结合在其中的处理器或其他计算机或模块系统可被配置成接收本文所论述的各种测量结果或参数作为输入值，并自动地输出预测的血小板状态。所述预测的状态可提供(例如)个体具有正常的血小板水平、升高的血小板水平、或下降的血小板水平的指示。在一些情况下，被装配为获得和/或处理多个光角度检测参数的系统诸如血液学分析仪可包括被配置成自动地实施血小板分析的处理器或存储介质，借此从由被装配为获得多个光角度检测参数的系统诸如血液学分析仪分析的生物样品获得的数据还经受被装配为获得和/或处理多个光角度检测参数的系统诸如血液学分析仪的处理，并且血小板预测或指示由被装配为获得和/或处理多个光角度检测参数的系统诸如血液学分析仪基于被分析数据提供或输出。
图9描绘根据本发明实施例的示例性CBC模块900的各方面。此类CBC模块可以是诸如血液学分析仪之类的系统的一部分，其可以操作以控制或执行针对WBC、RBC和PLT细胞计数或评价和血红蛋白测量的各种机械功能以及电子和光度测量功能。示例性CBC模块可用于制备CBC分析用样品，以及经由孔浴槽组件(例如，WBC浴槽910和RBC浴槽920)生成CBC参数测量结果。
可使用电阻抗方法对血液的细胞成分(例如，红血球、白血球和血小板)进行计数。例如，可将抽吸的全血样品分成两个等分试样，并与等渗稀释剂混合。可将第一稀释液递送到RBC孔浴槽920，并可将第二稀释液递送到WBC孔浴槽910。在RBC室中，可通过细胞穿过感测孔时的电阻抗对RBC和血小板两者进行计数和区分。例如，可将介于2fL和20fL之间的颗粒计作血小板，且可将大于36fL的那些颗粒计作RBC。对于WBC室处理而言，可将RBC裂解试剂添加到WBC稀释液等分试样，用于裂解RBC和释放血红蛋白，然后可在WBC浴槽的感测孔中通过阻抗对WBC进行计数。在一些情况下，浴槽可包括多个孔。因此，例如，可使用RBC三孔浴槽来获得血小板计数技术中所使用的血小板事件计数。相似地，可使用WBC三孔浴槽来获得血小板计数技术中所使用的WBC事件分析(诸如WBC浓度)。
示例性CBC样品制备技术可包括两个过程，即样品采集和样品递送。样品采集可在抽吸165μL患者样品并将该样品导向至血液采样阀(BSV)时进行，例如如图7G中所描绘。BSV可操作以将特定体积的患者样品与血液学分析仪试剂一起导向，以递送到两个三孔浴槽。患者样品和血液学分析仪试剂能够以一定角度递送到孔浴槽的底部，该孔浴槽由于具有圆形设计，允许样品和试剂充分混合而不会混合气泡。然后可以制备供测量和分析用的样品。根据一些实施例，在WBC浴槽中，6.0mL(±1.0％)血液学分析仪稀释剂和28μL样品可以与1.08mL(±1.0％)血液学分析仪细胞裂解物混合，达到1:251的最终稀释度。根据一些实施例，在RBC浴槽中，10mL(±1.0％)血液学分析仪稀释剂和1.6μL样品可进行混合，达到1:6250的最终稀释度。在患者样品和血液学分析仪试剂进行混合之后，可对孔施加真空和孔电流，以测量细胞计数和细胞体积。RBC和PLT计数还可包括施用扫流技术，以防止细胞在孔附近发生再循环。在某些实施例中，针对RBC和PLT的数据采集可持续最多20秒，且针对WBC的数据采集可持续最多10秒。在某些实施例中，可通过前置放大器卡放大由孔组件生成的所有模拟脉冲，然后将所述模拟脉冲发送到CBC信号调节分析器卡以进行模拟-数字转换和参数提取。根据一些实施例，可以使用诸如血液学分析仪之类的系统测量针对每个细胞事件的多种参数，并且可以使用数字参数提取方法提供数字测量结果，诸如时间、体积(脉冲属性，包括振幅和脉冲宽度)、计数和计数率、以及等待时间。可任选地由诸如血液学分析仪之类的系统使用此类测量结果来进行脉冲编辑、重叠校正、计数投票，生成WBC、RBC和PLT的直方图，进行直方图投票、模式分析、以及干扰校正，等等。
图10A描绘根据本发明实施例的示例性NRBC处理室的各方面。相关地，图10B描绘根据本发明实施例的示例性NRBC处理周期的各方面。如此处所示，可对血样的一部分进行稀释并使用裂解试剂进行处理，以选择性地去除有核红血细胞，同时保留可以可预测状态存在的NRBC、WBC以及任何血小板或细胞碎片。示例性NRBC分析方案可包括将血液递送至NRBC室、将该量的血液与细胞裂解剂接触(例如，通过混合血液和裂解剂)、将混合物输送到流动池以供分析、以及显示结果。
可使用计算机或具有硬件、软件和/或固件的其他处理器来执行本文描述的计算或操作中的每一个。各个方法步骤可通过模块执行，并且所述模块可包括被布置用于执行本文所述的方法步骤的多种多样的数字和/或模拟数据处理硬件和/或软件中的任何一种。所述模块任选地包括数据处理硬件，该数据处理硬件由于具有与其相关联的适当机器编程代码而适于执行这些步骤中的一个或多个，用于两个或更多个步骤(或两个或更多个步骤的部分)的模块被集成到单个处理器板中或采用多种多样的集成式和/或分布式处理架构中的任何一种被分成不同的处理器板。这些方法和系统通常将采用有形介质，该有形介质体现具有用于执行上述方法步骤的指令的机器可读代码。合适的有形介质可包括存储器(包括易失性存储器和/或非易失性存储器)、存储介质(诸如软盘、硬盘、磁带等上的磁记录；光学存储器诸如CD、CD-R/W、CD-ROM、DVD等上的磁记录；或任何其他数字或模拟存储介质)，等等。
在附图中描绘或上文所述的组件的不同布置，以及未示出或描述的组件和步骤也是可行的。相似地，一些特征结构和子组合是可用的，且它们可以在与其他特征结构和子组合无关的情况下被采用。出于例示性和非限制性的目的描述了本发明的实施例，但可供选择的实施例对于本专利的读者而言将是显而易见的。在某些情况下，方法步骤或操作可按不同的顺序执行或实施，或者可对操作进行添加、删除或修改。应当理解，在本发明的某些方面，可用多个部件来替换单个部件，并且可用单个部件来替换多个部件，以提供元件或结构或者执行给定的一种或多种功能。除了这种替换将不能有效实践本发明的某些实施例的情况之外，这种替换被视为在本发明的范围之内。
本公开中所论述的所有专利、专利公布、专利申请、期刊论文、书籍、技术参考手册等全文以引用方式并入本文中以用于所有目的。
在附图中描绘或上文所述的组件的不同布置，以及未示出或描述的组件和步骤也是可行的。相似地，一些特征结构和子组合是可用的，且它们可以在与其他特征结构和子组合无关的情况下被采用。出于例示性和非限制性的目的描述了本发明的实施例，但可供选择的实施例对于本专利的读者而言将是显而易见的。因此，本发明不限于上文所述或在附图中描绘的实施例，并且可以在不脱离下方权利要求的范围的前提下，创造各种实施例和进行各种修改。

Claims (28)

1.一种用于确定生物样品中的血小板状态的血液学系统，所述系统包括：
第一模块，所述第一模块被配置成确定血小板凝集块事件和白血细胞事件；
第二模块，所述第二模块被配置成确定观察的血小板计数和白血细胞浓度；以及
数据处理模块，所述数据处理模块被配置成基于所述观察的血小板计数与损失的血小板计数之和来确定所述血小板状态，其中所述损失的血小板计数包括第一因子与第二因子的乘积，所述第一因子基于所述血小板凝集块事件和所述白血细胞事件，并且所述第二因子包括所述白血细胞浓度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一模块为体积电导率散射(VCS)模块。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述第二模块为全血细胞计数(CBC)模块。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述血小板状态包括估计的修正血小板计数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述第一模块包括：
具有细胞询问区的光学元件；
流动路径，所述流动路径被配置成朝所述细胞询问区递送所述生物样品的流体动力学聚焦料流；
电极组件，所述电极组件被配置成测量所述生物样品的逐个穿过所述细胞询问区的细胞的直流(DC)阻抗；
光源，所述光源被取向为将光束沿着光束轴引导以照射所述生物样品的逐个穿过所述细胞询问区的所述细胞；
光检测组件，所述光检测组件光学耦合到所述细胞询问区以便测量由所述生物样品的所述被照射细胞散射并且透射穿过所述被照射细胞的光，所述光检测组件被配置成测量：
来自所述被照射细胞的在相对于所述光束轴的第一范围内的第一传播光；
来自所述被照射细胞的在相对于所述光束轴的第二角度范围内的第二传播光，所述第二范围不同于所述第一范围；以及
来自所述被照射细胞的沿着所述光束轴传播的轴向光。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述第二模块包括：
第一孔浴槽，所述第一孔浴槽被配置成确定所述观察的血小板计数；以及
第二孔浴槽，所述第二孔浴槽被配置成确定所述白血细胞浓度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述第一孔浴槽包括红血细胞孔浴槽并且所述第二孔浴槽包括白血细胞孔浴槽。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述第一模块为有核红血细胞模块。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述生物样品包括个体的血样。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述损失的血小板计数包括所述第一因子、所述第二因子与第三因子的乘积，并且其中所述第一模块被配置成确定血小板凝集块体积并且所述第二模块被配置成确定单一血小板体积，所述第三因子包括所述血小板凝集块体积与所述单一血小板体积的比率，并且所述第一因子包括所述血小板凝集块事件与所述白血细胞事件的比率。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述第一模块被配置成基于光测量结果来确定所述血小板凝集块事件，所述光测量结果包括选自旋转低角光散射(RLALS)测量结果、扩展低中间角光散射(ELMALS)测量结果、旋转上中间角光散射(RUMALS)测量结果和轴向光损失(ALL)测量结果的成员。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述数据处理模块被配置成基于概率分布函数来确定每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量，以及基于所述每个血小板凝集块的血小板细胞的各自数量之和来确定出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数，并且其中所述第一因子包括所述出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数与所述白血细胞事件的比率。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量基于最大似然估计。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述第一模块被配置成基于电流(DC)阻抗测量结果来确定所述血小板凝集块事件。
15.一种用于确定生物样品中的血小板状态的自动化方法，所述方法包括：
使用第一模块确定血小板凝集块事件和白血细胞事件；
使用第二模块确定观察的血小板计数和白血细胞浓度；以及
使用数据处理模块基于所述观察的血小板计数与损失的血小板计数之和来确定所述血小板状态，其中所述损失的血小板计数包括第一因子与第二因子的乘积，所述第一因子基于所述血小板凝集块事件和所述白血细胞事件，并且所述第二因子包括所述白血细胞浓度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一模块为体积电导率散射(VCS)模块。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述第二模块为全血细胞计数(CBC)模块。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述血小板状态包括估计的修正血小板计数。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中使用所述第一模块确定所述血小板凝集块事件和所述白血细胞事件包括：
朝着光学元件的细胞询问区递送所述生物样品的流体动力学聚焦料流；
利用电极组件测量所述生物样品的逐个穿过所述细胞询问区的细胞的电流(DC)阻抗；
利用具有轴线的光束照射所述生物样品的逐个穿过所述细胞询问区的细胞；
利用光检测组件测量来自所述被照射细胞的在相对于所述光束轴的第一范围内的第一传播光；
利用所述光检测组件测量来自所述被照射细胞的在相对于所述光束轴的第二角度范围内的第二传播光，所述第二范围不同于所述第一范围；以及
利用所述光检测组件测量来自所述被照射细胞的沿着所述光束轴传播的轴向光。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中使用所述第二模块确定所述观察的血小板计数和所述白血细胞浓度包括用被配置成确定所述观察的血小板计数的第一孔浴槽和被配置成确定所述白血细胞浓度的第二孔浴槽来分析所述生物样品。
21.根据权利要求15至21中任一项所述的方法，其中所述第一孔浴槽包括红血细胞孔浴槽并且所述第二孔浴槽包括白血细胞孔浴槽。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的方法，其中所述第一模块为有核红血细胞模块。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的方法，其中所述生物样品包括个体的血样。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的方法，还包括使用所述第一模块确定血小板凝集块体积并使用所述第二模块确定单一血小板体积，其中所述损失的血小板计数包括所述第一因子、所述第二因子与第三因子的乘积，所述第三因子包括所述血小板凝集块体积与所述单一血小板体积的比率，并且所述第一因子包括所述血小板凝集块事件与所述白血细胞事件的比率。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的方法，其中所述第一模块基于光测量结果来确定所述血小板凝集块事件，所述光测量结果包括选自旋转低角光散射(RLALS)测量结果、扩展低中间角光散射(ELMALS)测量结果、旋转上中间角光散射(RUMALS)测量结果和轴向光损失(ALL)测量结果的成员。
26.根据权利要求15至23中任一项所述的方法，其中所述数据处理模块基于概率分布函数来确定每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量，以及基于所述每个血小板凝集块的血小板细胞的各自数量之和来确定出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数，并且其中所述第一因子包括所述出现于血小板凝集块中的血小板细胞的总数与所述白血细胞事件的比率。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述数据处理模块基于最大似然估计来确定所述每个血小板凝集块事件的血小板细胞的各自数量。
28.根据权利要求26或27所述的方法，其中所述第一模块基于电流(DC)阻抗测量结果来确定所述血小板凝集块事件。
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