CN107817208A - 一种血细胞计数装置及其白细胞计数修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种血细胞计数装置及其白细胞计数修正方法，包括采样单元、白细胞样本准备单元、红细胞样本准备单元、白细胞检测单元、红细胞检测单元、存储及计算单元和输出单元；所述采样单元分别连接所述白细胞样本准备单元和红细胞样本准备单元，所述白细胞样本准备单元连接白细胞检测单元；所述红细胞样本准备单元连接红细胞检测单元；所述白细胞检测单元和红细胞检测单元连接所述存储及计算单元；所述存储及计算单元连接输出单元。采用本发明即使样本的白细胞浓度超过重叠修正的最大限度，仍能够获得准确的白细胞计数值，并且避免增加额外的人工操作。
Description
技术领域
本发明涉及血液细胞分析领域，尤其涉及的是一种血细胞计数装置及其白细胞计数修正方法。
背景技术
血细胞分析仪通常采用库尔特原理进行全血细胞计数，如图1所示，当体积大小不同的血细胞通过检测区域时，可引起检测区域相关的电流或电压的变化，形成与血细胞数量相当、体积大小相应的脉冲信号。实际测量过程中，两个或两个以上血细胞在通过检测区域时，可能相隔很近，从而仅能检测出一个脉冲信号，这就产生了重叠计数，并造成血细胞计数值的损失。血细胞的浓度越高，发生重叠计数的概率也就越高。重叠计数会造成血细胞计数值偏低，血细胞的浓度越高，血细胞计数值偏低的情况就越明显。
目前有很多方法意图弥补重叠计数所引起的计数值的损失，以保证血细胞计数值的准确性。比较典型的是《Coincidence correction for electrical-zone(Coulter-counter)particle size analysers》(出版源：《Powder Technology》，1997，93(2):163-175)，该文阐述了重叠计数的成因，并公开了一种针对重叠计数的修正公式。US6744245B2公开了一种粒子计数修正方法，对《Coincidence correction for electrical-zone(Coulter-counter)particle size analysers》中的公式进行了改进。该方法检测脉冲信号中的等待时间(Wait Time)和飞跃时间(Flight Time)，并将其用于修正粒子计数值。
现有技术存在以下缺点：1、当样本的白细胞浓度超过一定限度时，白细胞通道的粒子脉冲信号将严重失真，即便进行重叠修正，也很难获得准确的白细胞计数值。2、在上一点所述情况下，为了获取准确的白细胞计数值，通常需要人工稀释样本后再采用血细胞分析仪进行测量。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种血细胞计数装置及其白细胞计数修正方法，旨在解决白细胞浓度高的情况下很难获得准确的白细胞计数值的问题。
本发明的技术方案如下：
一种血细胞计数装置，其中，包括：
白细胞样本准备单元：用于对血细胞样本进行溶血、稀释和混匀，得到白细胞待测样本；
红细胞样本准备单元：用于对血细胞样本进行稀释和混匀，得到红细胞待测样本；
白细胞检测单元：用于检测白细胞待测样本形成的脉冲信号；
红细胞检测单元：用于检测红细胞待测样本形成的脉冲信号；
存储及计算单元：用于存储所述白细胞检测单元得到的脉冲信号和红细胞检测单元得到的脉冲信号，并对上述脉冲信号进行分析、识别、计算操作，分别得到白细胞计数值、白细胞直方图、红细胞计数值和红细胞直方图；
输出单元：用于将存储及计算单元得到的白细胞计数值、白细胞直方图、红细胞计数值和红细胞直方图输出显示；
所述白细胞样本准备单元连接白细胞检测单元；所述红细胞样本准备单元连接红细胞检测单元；所述白细胞检测单元和红细胞检测单元连接所述存储及计算单元；所述存储及计算单元连接输出单元。
所述的血细胞计数装置，其中，所述白细胞计数值经过重叠修正后，还采用从红细胞脉冲识别信息或红细胞直方图中识别得到的白细胞数量信息进行了再次修正。
所述的血细胞计数装置，其中，所述采样单元：用于吸取一定量的血细胞样本，并将其分配给白细胞样本准备单元和红细胞样本准备单元。
所述的血细胞计数装置，其中，所述白细胞待测样本满足第一稀释比，所述第一稀释比为白细胞待测样本的体积与白细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比。
所述的血细胞计数装置，其中，所述红细胞待测样本满足第二稀释比，所述第二稀释比为红细胞待测样本的体积与红细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比，且第二稀释比大于第一稀释比10倍以上。
一种血细胞计数修正方法，其包括以下步骤：
步骤S1：将血细胞样本分别进行稀释，获得白细胞待测样本和红细胞待测样本；
步骤S2：对白细胞待测样本进行白细胞检测获得白细胞脉冲信号，并对红细胞待测样本进行红细胞检测获得红细胞脉冲信号；
步骤S3：对白细胞脉冲信号进行识别和统计分析得到白细胞原始计数值和白细胞直方图，形成白细胞脉冲识别信息；对红细胞脉冲信号进行识别和统计分析得到红细胞原始计数值和红细胞直方图，形成红细胞脉冲识别信息；
步骤S4：对上述白细胞原始计数值进行重叠修正，得到重叠修正后的第一白细胞计数值W-WBC#；
步骤S5：根据上述白细胞脉冲识别信息和红细胞脉冲识别信息，从红细胞直方图中进一步识别出白细胞数量的信息，对上述从红细胞直方图中识别出的白细胞数量进行重叠修正，得到修正后的第二白细胞计数值R-WBC#；
步骤S6：综合所述第一白细胞计数值W-WBC#和第二白细胞计数值R-WBC#，计算得到最终的白细胞计数值WBC#，并输出结果。
所述的血细胞计数装置，其中，计算所述最终的白细胞计数值WBC#的公式如下：
WBC#＝(1-p)×W_WBC#+p×R_WBC#
式中，p为权重因子，与白细胞浓度相关，白细胞浓度越高，p的值越接近于1。
所述的血细胞计数装置，其中，所述权重因子p的计算公式如下：
式中：
W表示白细胞浓度，采用第一白细胞计数值W_WBC#替代；
W0、W1为设定阈值，W0<W1，二者单位均为细胞个数×109/L；
K、B均为经验系数。
所述的血细胞计数装置，其中，步骤5中对于所述从红细胞直方图中进一步识别出白细胞数量的信息，具体的识别方法采用拟合曲线法或分界线法。
所述的血细胞计数装置，其中，所述白细胞待测样本满足第一稀释比，所述第一稀释比为白细胞待测样本的体积与白细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比；所述红细胞待测样本满足第二稀释比，所述第二稀释比为红细胞待测样本的体积与红细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比，且第二稀释比大于第一稀释比10倍以上。
本发明的有益效果：本发明通过提供新的技术装置并配套相应的技术方法，应用所述白细胞计数修正方法的血细胞计数装置，从红细胞直方图中识别出白细胞数量的信息，并将所获得白细胞数量的信息用于修正白细胞的计数值。采用本发明提供的方法和装置即使样本的白细胞浓度超过重叠修正的最大限度，仍能够获得准确的白细胞计数值，并且避免增加额外的人工操作。
附图说明
图1是基于库尔特原理的细胞计数方法示意图。
图2是本发明提供的计数装置模块框图。
图3是本发明计数方法流程示意图。
图4是本发明采用的拟合曲线法示意图。
图5是本发明实施效果曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明，本发明所说的高浓度白细胞样本一般是指白细胞数大于200×109/L的样本。
参见图2为本发明所述血细胞计数装置的一种优选实施例，其包括采样单元、白细胞样本准备单元、红细胞样本准备单元、白细胞检测单元、红细胞检测单元、存储及计算单元和输出单元；所述采样单元分别连接所述白细胞样本准备单元和红细胞样本准备单元，所述白细胞样本准备单元连接白细胞检测单元；所述红细胞样本准备单元连接红细胞检测单元；所述白细胞检测单元和红细胞检测单元连接所述存储及计算单元；所述存储及计算单元连接输出单元。其中：
所述采样单元：用于吸取一定量的血细胞样本，并将其分配给白细胞样本准备单元和红细胞样本准备单元。
所述白细胞样本准备单元：用于对采样单元分配的血细胞样本进行溶血、稀释、混匀等操作，得到满足第一稀释比条件的白细胞待测样本。其中，第一稀释比为白细胞待测样本的体积与白细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比。
所述红细胞样本准备单元：用于对采样单元分配的血细胞样本进行稀释、混匀等操作，得到满足第二稀释比条件的红细胞待测样本。其中，第二稀释比为红细胞待测样本的体积与红细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比。第一稀释比和第二稀释比均为预设值，如某血细胞分析仪，其第一稀释比为300，第二稀释比为20000。第二稀释比大于第一稀释比，通常第二稀释比是第一稀释比的10倍以上。
所述白细胞检测单元：用于检测白细胞待测样本形成的脉冲信号。
所述红细胞检测单元：用于检测红细胞待测样本形成的脉冲信号。
所述存储及计算单元：用于存储所述白细胞检测单元得到的脉冲信号和红细胞检测单元得到的脉冲信号，并对上述脉冲信号进行分析、识别、计算操作，分别得到白细胞计数值、白细胞直方图、红细胞计数值和红细胞直方图。
其中，所述白细胞计数值不仅经过重叠修正，还采用从红细胞脉冲识别信息或红细胞直方图中识别得到的白细胞数量信息进行了再次修正。
所述输出单元：用于将存储及计算单元得到的白细胞计数值、白细胞直方图、红细胞计数值和红细胞直方图输出显示。
参见图3本发明提供的计数方法流程具体包括：
步骤S1：将血细胞样本分别进行稀释，获得白细胞待测样本和红细胞待测样本；
步骤S2：对白细胞待测样本进行白细胞检测获得白细胞脉冲信号，并对红细胞待测样本进行红细胞检测获得红细胞脉冲信号；
步骤S3：对白细胞脉冲信号进行识别和统计分析得到白细胞原始计数值和白细胞直方图，形成白细胞脉冲识别信息；对红细胞脉冲信号进行识别和统计分析得到红细胞原始计数值和红细胞直方图，形成红细胞脉冲识别信息；
步骤S4：对上述白细胞原始计数值进行重叠修正，得到重叠修正后的第一白细胞计数值W-WBC#；
W-WBC#的计算公式如下：
式中，
Nw为白细胞检测单元的重叠修正后的白细胞数量；
DRw为白细胞检测单元的稀释比，即第一稀释比；
Vw为在计数期间通过检测区域的待测样本的体积，单位为μL；
DRw和Vw均为白细胞检测单元的预设参数。
Nw的计算方法可参考《Coincidence correction for electrical-zone(Coulter-counter)particle size analysers》或US6744245B2中公开的方法。一种计算公式如下：
式中，
nw为白细胞检测单元的重叠修正前的细胞数量；
Zw为白细胞检测单元的特征参数，受检测区域尺寸、样本流速、细胞体积等因素的影响。
步骤S5：根据上述白细胞脉冲识别信息和红细胞脉冲识别信息，从红细胞直方图中进一步识别出白细胞数量的信息，对上述从红细胞直方图中识别出的白细胞数量进行重叠修正，得到修正后的第二白细胞计数值R-WBC#；
R-WBC#的计算公式如下：
式中，
Nr为红细胞检测单元的重叠修正后的白细胞数量；
DRr为红细胞检测单元的稀释比，即第二稀释比；
Vr为在计数期间通过检测区域的红细胞待测样本的体积，单位为μL；
DRr和Vr均为红细胞检测单元的预设参数。
Nr的一种计算公式如下：
式中，
nr为红细胞检测单元的重叠修正前的白细胞数量；
Zr为红细胞检测单元的特征参数，受检测区域尺寸、样本流速、细胞体积等因素的影响。
步骤S6：综合所述第一白细胞计数值W-WBC#和第二白细胞计数值R-WBC#，计算得到最终的白细胞计数值WBC#。
计算所述最终的白细胞计数值WBC#的公式如下：
WBC#＝(1-p)×W_WBC#+p×R_WBC#······公式1
式中，p为权重因子，与白细胞浓度相关，白细胞浓度越高，p的值越接近于1。
更近一步地，所述权重因子p的计算公式如下：
式中：
W表示白细胞浓度，可采用第一白细胞计数值W_WBC#近似替代。
W0、W1为设定阈值，W0<W1，二者单位均为细胞个数×109/L。。
K、B均为经验系数。
如对于某血细胞计数装置，设定W0＝200×109/L，W1＝300×109/L，B＝0，K＝1，则公式2可化为：
对于所述从红细胞直方图中进一步识别出白细胞数量的信息，具体的识别方法可以采用拟合曲线法和分界线法。其中，所述拟合曲线法在US20070053303A1专利中有详细应用，如图4所示。所述分界线法在血细胞分析仪领域也已经为人们所熟知，类似于在白细胞直方图中区分小细胞群、中间细胞群和大细胞群的分界法，或在红细胞或血小板直方图上区分血小板、红细胞的分界法。因此，在本发明中不再对所述具体的识别方法进行详细介绍。上述步骤S4和S5中的重叠修正方法和公式在背景技术中提到的论文文献及美国专利中都有公开，在本发明中不做过多赘述。
如图5所示，为本发明在血细胞分析仪上的应用效果。
从图中可以看出，当白细胞>50×109/L时，无修正时的计数值将明显偏低；当白细胞<300×109/L时，通过传统的修正方法，可以很好地解决计数值偏低的情况，但当白细胞>300×109/L时，即使运用传统的修正方法，计数值仍然会明显偏低；而运用本发明所述修正方法，即使白细胞达到500×109/L，修正后的计数值仍然与预期值相差不大。
实际上在本发明中，R_WBC#对应的第二稀释比通常是W_WBC#对应的第一稀释比的10倍以上。相应地，R_WBC#受重叠计数的影响较小，而W_WBC#受重叠计数的影响较大。当W_WBC#因达到重叠计数的修正极限而无法保证白细胞计数的准确性时，R_WBC#却没有此问题，因此，对于高值白细胞样本来说，R_WBC#将比W_WBC更能代表白细胞计数的真实值。
本发明通过提供新的技术装置并配套相应的技术方法，应用所述白细胞计数修正方法的血细胞计数装置，从红细胞直方图中识别出白细胞数量的信息，并将所获得白细胞数量的信息用于修正白细胞的计数值。采用本发明提供的方法和装置即使样本的白细胞浓度超过重叠修正的最大限度，仍能够获得准确的白细胞计数值，并且避免增加额外的人工操作。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种血细胞计数装置，其特征在于，包括：
白细胞样本准备单元：用于对血细胞样本进行溶血、稀释和混匀，得到白细胞待测样本；
红细胞样本准备单元：用于对血细胞样本进行稀释和混匀，得到红细胞待测样本；
白细胞检测单元：用于检测白细胞待测样本形成的脉冲信号；
红细胞检测单元：用于检测红细胞待测样本形成的脉冲信号；
存储及计算单元：用于存储所述白细胞检测单元得到的脉冲信号和红细胞检测单元得到的脉冲信号，并对上述脉冲信号进行分析、识别、计算操作，分别得到白细胞计数值、白细胞直方图、红细胞计数值和红细胞直方图；
输出单元：用于将存储及计算单元得到的白细胞计数值、白细胞直方图、红细胞计数值和红细胞直方图输出显示；
所述白细胞样本准备单元连接白细胞检测单元；所述红细胞样本准备单元连接红细胞检测单元；所述白细胞检测单元和红细胞检测单元连接所述存储及计算单元；所述存储及计算单元连接输出单元。
2.根据权利要求1所述的血细胞计数装置，其特征在于，所述白细胞计数值经过重叠修正后，还采用从红细胞脉冲识别信息或红细胞直方图中识别得到的白细胞数量信息进行了再次修正。
3.根据权利要求1所述的血细胞计数装置，其特征在于，所述采样单元：用于吸取一定量的血细胞样本，并将其分配给白细胞样本准备单元和红细胞样本准备单元。
4.根据权利要求1所述的血细胞计数装置，其特征在于，所述白细胞待测样本满足第一稀释比，所述第一稀释比为白细胞待测样本的体积与白细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比。
5.根据权利要求4所述的血细胞计数装置，其特征在于，所述红细胞待测样本满足第二稀释比，所述第二稀释比为红细胞待测样本的体积与红细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比，且第二稀释比大于第一稀释比10倍以上。
6.一种血细胞计数修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将血细胞样本分别进行稀释，获得白细胞待测样本和红细胞待测样本；
步骤S2：对白细胞待测样本进行白细胞检测获得白细胞脉冲信号，并对红细胞待测样本进行红细胞检测获得红细胞脉冲信号；
步骤S3：对白细胞脉冲信号进行识别和统计分析得到白细胞原始计数值和白细胞直方图，形成白细胞脉冲识别信息；对红细胞脉冲信号进行识别和统计分析得到红细胞原始计数值和红细胞直方图，形成红细胞脉冲识别信息；
步骤S4：对上述白细胞原始计数值进行重叠修正，得到重叠修正后的第一白细胞计数值W-WBC#；
步骤S5：根据上述白细胞脉冲识别信息和红细胞脉冲识别信息，从红细胞直方图中进一步识别出白细胞数量的信息，对上述从红细胞直方图中识别出的白细胞数量进行重叠修正，得到修正后的第二白细胞计数值R-WBC#；
步骤S6：综合所述第一白细胞计数值W-WBC#和第二白细胞计数值R-WBC#，计算得到最终的白细胞计数值WBC#，并输出结果。
7.根据权利要求6所述的血细胞计数装置，其特征在于，计算所述最终的白细胞计数值WBC#的公式如下：
WBC#＝(1-p)×W_WBC#+p×R_WBC#
式中，p为权重因子，与白细胞浓度相关，白细胞浓度越高，p的值越接近于1。
8.根据权利要求7所述的血细胞计数装置，其特征在于，所述权重因子p的计算公式如下：
<mrow>
<mi>p</mi>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
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<mi>B</mi>
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<mi>W</mi>
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</mrow>
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<mo>+</mo>
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<mtd>
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<mn>0</mn>
<mo>&le;</mo>
<mi>W</mi>
<mo>&le;</mo>
<mi>W</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>K</mi>
<mo>+</mo>
<mi>B</mi>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>W</mi>
<mo>></mo>
<mi>W</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
</mrow>
式中：
W表示白细胞浓度，采用第一白细胞计数值W_WBC#替代；
W0、W1为设定阈值，W0<W1，二者单位均为细胞个数×109/L；
K、B均为经验系数。
9.根据权利要求8所述的血细胞计数装置，其特征在于，步骤5中对于所述从红细胞直方图中进一步识别出白细胞数量的信息，具体的识别方法采用拟合曲线法或分界线法。
10.根据权利要求6所述的血细胞计数装置，其特征在于，所述白细胞待测样本满足第一稀释比，所述第一稀释比为白细胞待测样本的体积与白细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比；所述红细胞待测样本满足第二稀释比，所述第二稀释比为红细胞待测样本的体积与红细胞待测样本中所含血细胞样本的体积之比，且第二稀释比大于第一稀释比10倍以上。
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