DE102013203839B4 - Method for analyzing a blood sample and associated hematology system - Google Patents
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Abstract
Im Rahmen der Analyse einer Blutprobe (7) ist vorgesehen, einen ersten Teil (22) der Blutprobe (7) einer ersten Differentialanalyse (A1) in Hinblick auf die Peroxidase-Aktivität der Leukozyten zu unterziehen, und einen zweiten Teil (37) der Blutprobe (7) einer zweiten Differentialanalyse (A2) in Hinblick auf die Strukturierung der Leukozyten zu unterziehen. Dabei wird ein Warnhinweis (W) erzeugt, wenn nach Maßgabe der beiden Differentialanalysen (A1, A2) der Anteil (%PP) der peroxidase-positiven Leukozyten in der Blutprobe (7) den Anteil (%PMN) der polymorphkernigen Granulozyten in anomaler Weise übersteigt und wenn nach Maßgabe der zweiten Differentialanalyse (A2) der Anteil (%BLAST) der unreifen, mononukliden Leukozyten in anomaler Weise erhöht ist.As part of the analysis of a blood sample (7), provision is made to subject a first part (22) of the blood sample (7) to a first differential analysis (A1) with regard to the peroxidase activity of the leukocytes, and a second part (37) of the blood sample (7) to undergo a second differential analysis (A2) with regard to the structuring of the leukocytes. A warning (W) is generated if, according to the two differential analyzes (A1, A2), the proportion (% PP) of peroxidase-positive leukocytes in the blood sample (7) exceeds the proportion (% PMN) of polymorphonuclear granulocytes in an abnormal manner and if, according to the second differential analysis (A2), the proportion (% BLAST) of immature, mononuclidal leukocytes is abnormally increased.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Analyse einer Blutprobe. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein zugehöriges Hämatologie-System, d. h. auf eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for analyzing a blood sample. The invention further relates to an associated hematology system, i. H. to a device for automatically carrying out the method.
Automatisierte Blutanalysen werden in der Medizintechnik in zunehmendem Maße eingesetzt, um einfach und schnell – beispielsweise im Rahmen von Vorsorgeuntersuchungen – erste Anzeichen für mögliche Bluterkrankungen, insbesondere Malaria, Leukämie, etc. auffinden zu können.Automated blood analyzes are increasingly used in medical technology in order to quickly and easily - for example in the context of screening - to find the first signs of possible blood diseases, especially malaria, leukemia, etc.
Eine besondere Leukämieform ist die sogenannte Akute Promyelozyten-Leukämie (auch als APL oder M3-Leukämie bezeichnet), die durch eine Translokation t(15; 17) der Gene 15 und 17 gekennzeichnet ist. Das Krankheitsbild dieser Leukämieform zeichnet sich durch das vielfach vermehrte Auftreten von Blasten mit einer ausgeprägten Granulation aus, wie sie typisch für Promyelozyten ist. Durch Überproduktion dieser noch nicht ausentwickelten Leukozyten (weißen Blutkörperchen) werden die übrigen zellulären Blutbestandteile, insbesondere die Erythrozyten (rote Blutkörperchen) und Thrombozyten (Blutplättchen), aber auch die ausentwickelten Leukozyten in starkem Maße zurückgedrängt. Hierdurch kommt es zu Anämie (Blutarmut) sowie zu mitunter lebensgefährlichen Blutgerinnungsstörungen.A particular type of leukemia is the so-called acute promyelocytic leukemia (also referred to as APL or M3 leukemia) which is characterized by a translocation t (15; 17) of genes 15 and 17. The clinical picture of this form of leukemia is characterized by the frequently increased occurrence of blasts with pronounced granulation, as is typical of promyelocytes. Overproduction of these as yet undeveloped leukocytes (white blood cells) greatly restricts the remaining cellular blood components, in particular the erythrocytes (red blood cells) and platelets (platelets), but also the developed leukocytes. This causes anemia (anemia) as well as life-threatening blood coagulation disorders.
Bei frühzeitiger Erkennung einer APL bestehen gute Heilungschancen. Die frühzeitige Erkennung einer APL wird allerdings wesentlich erschwert durch die sehr geringe Prävalenz dieses Krankheitsbildes (ca. 2–3 Fälle pro 1 Mio. Personen und Jahr) sowie die vergleichsweise große Variation im Erscheinungsbild der auftretenden Promyelozyten. Nur vergleichsweise wenige medizinischen Spezialisten verfügen über hinreichende Erfahrung, um APL zu erkennen und fehlersicher zu diagnostizieren.Early detection of an APL has good chances of recovery. The early detection of an APL is, however, much more difficult due to the very low prevalence of this disease (about 2-3 cases per 1 million persons per year) and the comparatively large variation in the appearance of the promyelocytes occurring. Only a relatively small number of medical specialists have sufficient experience to recognize APL and diagnose it with fail-safe.
Aus dem Benutzerhandbuch Siemens Healthcare Diagnostics: „ADVIA® 2120/2120i Hematology Systems – Operator's Guide”, Tarrytown, New York (USA), 2010 (067D0157-01 Rev. C, 2010-04) ist bekannt, eine Blutprobe einer Differentialanalyse in Hinblick auf die Peroxidase-Aktivität der Leukozyten zu unterziehen. Im Rahmen dieser Differentialanalyse werden Anteilsparameter (nämlich der Anteil %NEUT der neutrophilen Granulozyten und der Anteil %EOS der eosinophilen Granulozyten) bestimmt, die für den Anteil der peroxidase-positiven Leukozyten in der Blutprobe charakteristisch sind.From the user Siemens Healthcare Diagnostics' ADVIA ® 2120 / 2120i Hematology System - Operator's Guide, "Tarrytown, New York (USA), 2010 (067D0157-01 Rev. C, 2010-04) is known, a blood sample of a differential analysis in terms to undergo the peroxidase activity of leukocytes. In this differential analysis, particle parameters (namely, the% NEUT percentage of neutrophil granulocytes and the% EOS content of eosinophilic granulocytes) are determined, which are characteristic of the percentage of peroxidase-positive white blood cells in the blood sample.
Weiterhin ist bekannt, eine Blutprobe einer Differentialanalyse in Hinblick auf die Strukturierung der Leukozyten zu unterziehen, wobei anhand dieser Differentialanalyse ein Anteilsparameter %PMN bestimmt wird, der für den Anteil derpolymorphkernigen Granulozyten in der Blutprobe charakteristisch ist. Außerdem wird anhand der letztgenannten Differentialanalyse ein Anteilsparameter %BLAST bestimmt, der für den Anteil der unreifen, mononukliden Leukozyten in der Blutprobe charakteristisch ist.Furthermore, it is known to subject a blood sample to a differential analysis with regard to the structuring of the leukocytes, with the aid of this differential analysis determining a percentage parameter% PMN which is characteristic of the proportion of polymorphonuclear granulocytes in the blood sample. In addition, a percentage parameter% BLAST, which is characteristic of the proportion of immature, mononuclide leukocytes in the blood sample, is determined from the latter differential analysis.
Gemäß dem vorstehend genannten „Operator's Guide” wird ein Flag gesetzt, wenn der Anteil %NEUT + %EOS der peroxidase-positiven Leukozyten in der Blutprobe den Anteil %PMN der polymorphkernigen Granulozyten um mehr als einen ersten Schwellwert von 5% übersteigt.According to the above-mentioned "Operator's Guide", a flag is set if the proportion% NEUT +% EOS of the peroxidase-positive leukocytes in the blood sample exceeds the proportion% PMN of the polymorphonuclear granulocytes by more than a first threshold of 5%.
Ein anderes Flag wird gesetzt, wenn der Anteil %BLAST der unreifen, mononukliden Leukozyten einen zweiten Schwellwert von 5% übersteigt.Another flag is set if the% BLAST fraction of the immature, mononucleated leukocytes exceeds a second threshold of 5%.
Beide Flags sind in dem „Operator's Guide” als möglicher Hinweis auf Leukämie offenbart.Both flags are disclosed in the "Operator's Guide" as a possible indication of leukemia.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Blutanalyse anzugeben, das auf einfache, insbesondere einfach automatisierbare, schnelle und möglichst fehlersichere Weise die Gewinnung erster Anzeichen für eine mögliche APL ermöglicht. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignetes Hämatologie-System anzugeben.The invention has for its object to provide a method for blood analysis, which allows easy, in particular easy to automate, fast and fail-safe as possible way to obtain the first signs of a possible APL. The invention is further based on the object of specifying a particularly suitable for carrying out the method hematology system.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie – unabhängig hiervon – durch die Merkmale des Anspruchs 3. Bezüglich des Hämatologie-Systems wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 11. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.With regard to the method, the object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and - independently thereof - by the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf einer vergleichenden Auswertung zweier verschiedener Differentialanalysen einer Blutprobe. Der Begriff „Differentialanalyse” bezeichnet hierbei allgemein eine Messung, bei der die analysierten Blutpartikel in Hinblick auf eine bestimmte quantitative oder qualitative Eigenschaft, beispielsweise die Zellgröße, untersucht und differenziert werden. Die Blutpartikel können hierbei auch nach mehreren Eigenschaften (beispielsweise Zellgröße und Strukturierung, d. h. Struktur der Zelle oder des Zellkerns) in Kombination untersucht und entsprechend mehrdimensional differenziert werden. Das Ergebnis der Differenzierung ist eine Verteilung der analysierten Blutpartikel über der untersuchten Eigenschaft bzw. den untersuchten Eigenschaften. Durch die Differenzierung können hierbei verschiedene Arten von Blutpartikeln unterschieden werden. Dies erlaubt wiederum die Bestimmung der relativen Häufigkeit, mit der die verschiedenen Blutpartikelarten in der Blutprobe vorkommen.The method according to the invention is based on a comparative evaluation of two different differential analyzes of a blood sample. The term "differential analysis" generally refers to a Measurement in which the analyzed blood particles are examined and differentiated with regard to a specific quantitative or qualitative property, for example cell size. In this case, the blood particles can also be investigated in combination according to several properties (for example cell size and structuring, ie structure of the cell or of the cell nucleus) and correspondingly multidimensionally differentiated. The result of the differentiation is a distribution of the analyzed blood particles over the investigated property (s). By differentiating different types of blood particles can be distinguished. This, in turn, allows the determination of the relative frequency with which the different types of blood particles occur in the blood sample.
Verfahrensgemäß wird die Blutprobe (genauergesagt ein erster Teil der Blutprobe) einer ersten Differentialanalyse unterzogen, bei der die Peroxidase-Aktivität der Leukozyten untersucht wird. Im Rahmen dieser ersten Differentialanalyse werden somit die Peroxidase-Aktivität oder eine hiermit korrelierte Größe als Kriterium für die Differenzierung der Leukozyten in der Blutprobe herangezogen.According to the method, the blood sample (more precisely a first part of the blood sample) is subjected to a first differential analysis in which the peroxidase activity of the leukocytes is examined. In the context of this first differential analysis, therefore, the peroxidase activity or a size correlated therewith is used as a criterion for the differentiation of the leucocytes in the blood sample.
In einer zweiten Differentialanalyse wird die Blutprobe (genauergesagt ein zweiter Teil der Blutprobe) im Hinblick auf die Strukturierung (d. h. die Zellgröße, die Zelldichte und Zellstruktur bzw. Zellkernstruktur) der Leukozyten untersucht. Im Rahmen der zweiten Differentialanalyse werden die Leukozyten der Blutprobe somit nach Maßgabe einer Strukturierungsinformation differenziert.In a second differential analysis, the blood sample (more specifically, a second part of the blood sample) is examined for the patterning (i.e., cell size, cell density, and cell structure) of the leukocytes. In the context of the second differential analysis, the leukocytes of the blood sample are thus differentiated according to structuring information.
Verfahrensgemäß wird dabei ein Warnhinweis erzeugt, wenn nach Maßgabe der beiden Differentialanalysen der Anteil der peroxidase-positiven Leukozyten in der Blutprobe den Anteil der polymorphkernigen Granulozyten in anomaler Weise übersteigt und wenn nach Maßgabe der zweiten Differentialanalyse der Anteil der unreifen, mononukliden Leukozyten in anomaler Weise erhöht ist. Als „peroxidase-positiv” werden hierbei diejenigen Leukozyten bezeichnet, die einen signifikanten Anteil an dem Enzym Peroxidase beinhalten und somit eine signifikante Peroxidase-Aktivität aufweisen. Die polymorphkernigen Granulozyten werden durch die neutrophilen und eosinophilen Granulozyten gebildet. Die Gruppe der unreifen, mononukliden Leukozyten wird durch die Blasten sowie diejenigen Leukozyten gebildet, die nach Maßgabe der zweiten Differentialanalyse von Blasten ununterscheidbar sind. Hierunter fallen im APL-positiven Blut insbesondere ein Teil der krankhaft vermehrten Promyelozyten. Eine anomale Erhöhung des jeweiligen Anteils der peroxidase-positiven Leukozyten bzw. der unreifen mononukliden Leukozyten wird dabei vorzugsweise durch Vergleich des jeweiligen Anteils mit einem vorgegebenen Schwellwert festgestellt.According to the method, a warning is generated when, according to the two differential analyzes, the proportion of peroxidase-positive leukocytes in the blood sample exceeds the proportion of polymorphonuclear granulocytes in an anomalous manner and when increased according to the second differential analysis, the proportion of immature, mononuclide leukocytes in an anomalous manner is. The term "peroxidase-positive" refers to those leucocytes which contain a significant proportion of the enzyme peroxidase and thus have a significant peroxidase activity. The polymorphonuclear granulocytes are formed by the neutrophilic and eosinophilic granulocytes. The group of immature, mononucleated leukocytes is formed by the blasts as well as those leucocytes that are indistinguishable from blasts according to the second differential analysis. These include, in particular, part of the pathologically increased promyelocytes in the APL-positive blood. An abnormal increase in the respective proportion of the peroxidase-positive leucocytes or the immature mononuclide leukocytes is preferably determined by comparing the respective proportion with a predetermined threshold value.
Der Warnhinweis wird als sensorisch (insbesondere optisch, akustisch und/oder haptisch) wahrnehmbares Signal und/oder als Dateninhalt (zum Beispiel als Textnachricht) erzeugt.The warning is generated as a sensible (in particular visually, acoustically and / or haptically) perceptible signal and / or as data content (for example as a text message).
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die das Krankheitsbild einer APL prägenden Promyelozyten aufgrund hoher Ähnlichkeit mit anderen Blutpartikeln weder allein in der ersten Differentialanalyse noch allein in der zweiten Differentialanalyse eindeutig differenzierbar sind, dass aber diese Ähnlichkeit der krankhaften Promyelozyten mit anderen Blutpartikeln in den beiden Analysearten unterschiedlich ausgeprägt ist. So bilden die Promyelozyten in der ersten Differentialanalyse aufgrund ähnlicher Peroxidase-Aktivität ein Mischsignal mit den polymorphkernigen Granulozyten (d. h. den ausgereiften neutrophilen und eosinophilen Granulozyten). In der zweiten Differentialanalyse bilden die Promyelozyten dagegen aufgrund ähnlicher Kernstruktur ein Mischsignal mit den Blasten. Erkanntermaßen lassen sich die Promyelozyten dabei anhand der Koinzidenz dieser beiden Eigenschaften deutlich von anderen Blutpartikeln unterscheiden, so dass durch die vergleichende Auswertung der ersten und zweiten Differentialanalyse die im Falle einer APL krankhaft erhöhte Promyelozyten-Häufigkeit besonders einfach, gleichzeitig aber mit besonders hoher Sensitivität und Spezifität erkennbar ist.The invention is based on the consideration that the promyelocytes which characterize the clinical picture of an APL are clearly differentiable neither alone in the first differential analysis nor in the second differential analysis because of high similarity with other blood particles, but that this similarity of the diseased promyelocytes with other blood particles in the two types of analysis is different. Thus, in the first differential analysis, the promyelocytes form a mixed signal with the polymorphonuclear granulocytes (i.e., mature neutrophil and eosinophilic granulocytes) due to similar peroxidase activity. In the second differential analysis, however, the promyelocytes form a mixed signal with the blasts due to similar nuclear structure. The promyelocytes can be clearly differentiated from other blood particles on the basis of the coincidence of these two properties, so that in the case of an APL pathologically increased promyelocytic frequency is particularly simple, but at the same time with particularly high sensitivity and specificity by the comparative evaluation of the first and second differential analysis is recognizable.
Hierzu wird anhand der ersten Differentialanalyse ein erster Anteilsparameter (nachfolgend als %PP bezeichnet) bestimmt, der für den Anteil der peroxidase-positiven Leukozyten in der Blutprobe charakteristisch ist. Im gesunden Blut sind erfahrungsgemäß insbesondere die neutrophilen Granulozyten sowie die eosinophilen Granulozyten peroxidase-positiv. Der erste Anteilsparameter (%PP) wird daher bestimmt, indem diejenigen Blutpartikel der Blutprobe gezählt werden, die hinsichtlich ihrer gemessenen Peroxidase-Aktivität in einem normalerweise (d. h. im APL-negativen Blut) von den neutrophilen und eosinophilen Granulozyten eingenommenen Bereich eines Peroxidasefärbungs-Zytogramms (kurz: Perox-Zytogramm) liegen. Insbesondere wird hierzu die Blutprobe mittels eines herkömmlichen Hämatologie-Systems analysiert, wobei die von diesem Gerät für den Anteil der neutrophilen Granulozyten (%NEUT) und den Anteil der eosinophilen Granulozyten (%EOS) ermittelten Werte addiert werden (%PP = %NEUT + %EOS).For this purpose, the first differential parameter (hereinafter referred to as% PP), which is characteristic of the proportion of peroxidase-positive leukocytes in the blood sample, is determined on the basis of the first differential analysis. In healthy blood, experience has shown that especially the neutrophilic granulocytes and the eosinophilic granulocytes are peroxidase-positive. The first fractional parameter (% PP) is therefore determined by counting those blood particles of the blood sample which, in terms of their measured peroxidase activity, are normally (ie in the APL-negative blood) occupied by the neutrophils and eosinophils of a peroxidase staining cytogram ( short: perox cytogram). In particular, the blood sample is analyzed by means of a conventional hematology system, whereby the values determined by this device for the proportion of neutrophilic granulocytes (% NEUT) and the proportion of eosinophilic granulocytes (% EOS) are added (% PP =% NEUT +%). EOS).
Anhand der zweiten Differentialanalyse wird ein zweiter Anteilsparameter (nachfolgend als %PMN bezeichnet) bestimmt, der für den Anteil der polymorphkernigen Granulozyten in der Blutprobe charakteristisch ist, also für den Anteil der reifen neutrophilen und eosinophilen Granulozyten. Based on the second differential analysis, a second component parameter (hereinafter referred to as% PMN) is determined, which is characteristic for the proportion of polymorphonuclear granulocytes in the blood sample, that is for the proportion of mature neutrophil and eosinophilic granulocytes.
Aus dem ersten Anteilsparameter (%PP) und dem zweiten Anteilsparameter (%PMN) wird – insbesondere durch Subtraktion des zweiten Anteilsparameters von dem ersten Anteilsparameter – ein dritter Anteilsparameter (nachfolgend als %IG bezeichnet) bestimmt (%IG = %PP – %PMN), der charakteristisch für den Anteil der unreifen (noch nicht vollständig ausdifferenzierten) Granulozyten in der Blutprobe ist. Dieser dritte Anteilsparameter (%IG) wird erkanntermaßen im Blut eines APL-Patienten wesentlich durch die anomal vermehrten Promyelozyten beeinflusst.From the first share parameter (% PP) and the second share parameter (% PMN), a third share parameter (hereinafter referred to as% IG) is determined (in particular by subtraction of the second share parameter from the first share parameter) (% IG =% PP -% PMN) which is characteristic of the proportion of immature (not yet fully differentiated) granulocytes in the blood sample. This third proportion parameter (% IG) is recognized to be significantly influenced by the abnormally proliferated promyelocytes in the blood of an APL patient.
Anhand der zweiten Differentialanalyse wird schließlich noch ein vierter Anteilsparameter bestimmt, der für den Anteil der unreifen, mononukliden Leukozyten in der Blutprobe charakteristisch ist. Im gesunden Blut wird dieser Anteil maßgeblich von den in der Blutprobe enthaltenen Blasten bestimmt. Zur Bestimmung des vierten Anteilsparameters, und somit des Maßes für den Anteil an unreifen, mononukliden Leukozyten in der Blutprobe werden daher diejenigen Blutpartikel oder Blutproben gewählt, die hinsichtlich ihrer gemessenen Strukturierung in einem Bereich eines Strukturierungs-Zytogramms liegen, der normalerweise (d. h. im APL-negativen Blut) von den gewöhnlicherweise vorhandenen Blasten eingenommen wird. Insbesondere wird in diesem Sinne als vierter Anteilsparameter derjenige Wert herangezogen, den ein herkömmliches Hämatologie-System als Anteil der Blasten (%BLAST) in der Blutprobe ausgibt. Erkanntermaßen wird dieser Wert (%BLAST) im Blut eines APL-Patienten maßgeblich durch die krankhaft vermehrten Promyelozyten geprägt.On the basis of the second differential analysis finally a fourth share parameter is determined, which is characteristic of the proportion of immature, mononuclide leukocytes in the blood sample. In healthy blood, this proportion is largely determined by the blasts contained in the blood sample. To determine the fourth particle parameter, and thus the measure of the proportion of immature, mononuclide leucocytes in the blood sample, those blood particles or blood samples are selected which, in terms of their measured structuring, are within a range of a structuring cytogram which is normally (ie in the APL). negative blood) from the commonly existing blasts. In particular, in this sense, the fourth parameter used is the value which a conventional hematology system outputs as a proportion of the blasts (% BLAST) in the blood sample. It is known that this value (% BLAST) in the blood of an APL patient is significantly influenced by the pathologically increased promyelocytes.
Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 werden der dritte Anteilsparameter (%IG) mit einem ersten Schwellwert (nachfolgend als S1 bezeichnet), und der vierte Anteilsparameter (%BLAST) mit einem zweiten Schwellwert (nachfolgend S2) verglichen. Dabei wird der Warnhinweis erzeugt, wenn der dritte Anteilsparameter (%IG) den ersten Schwellwert überschreitet und wenn der vierte Anteilsparameter (%BLAST) den zweiten Schwellwert überschreitet.According to a first variant of the method according to the invention, the third component parameter (% IG) is compared with a first threshold value (hereinafter referred to as S1) and the fourth component parameter (% BLAST) with a second threshold value (hereinafter S2). The warning is generated when the third share parameter (% IG) exceeds the first threshold and when the fourth share parameter (% BLAST) exceeds the second threshold.
Der Warnhinweis wird mit anderen Worten bei Erfüllung der Bedingung
%IG > S1 und %BLAST > S2
ausgelöst.The warning message is in other words when the condition is met
% IG> S1 and% BLAST> S2
triggered.
Der erste Schwellwert (S1) ist dabei derart vorgegeben, dass er einem Anteil der unreifen Granulozyten in der Blutprobe zwischen 50% und 70% (50% ≤ S1 ≤ 70%), vorzugsweise zwischen 55% und 65% (55% ≤ S1 ≤ 65%), und insbesondere 60% (S1 = 60%) entspricht. Der zweite Schwellwert (S2) ist derart vorgegeben, dass er einem Anteil der unreifen, mononukliden Leukozyten in der Blutprobe zwischen 10% und 30% (10% ≤ S2 ≤ 30%), vorzugsweise zwischen 15% und 25% (15% ≤ S2 ≤ 25%), und insbesondere 20% (S2 = 20%) entspricht.The first threshold value (S1) is predetermined in such a way that it allows a proportion of the immature granulocytes in the blood sample to be between 50% and 70% (50% ≦ S1 ≦ 70%), preferably between 55% and 65% (55% ≦ S1 ≦ 65%), and in particular 60% (S1 = 60%). The second threshold value (S2) is predetermined such that it is between 10% and 30% (10% ≤ S2 ≤ 30%), preferably between 15% and 25% (15% ≤ S2%) of the immature, mononuclide leukocytes in the blood sample ≤ 25%), and in particular 20% (S2 = 20%).
Der Warnhinweis wird somit in besonders geeigneter Dimensionierung des obigen Schwellwertvergleichs bei Erfüllung der Bedingung
%IG > 60% und %BLAST > 20%
ausgelöst.The warning is thus in a particularly suitable dimensioning of the above threshold comparison when the condition
% IG> 60% and% BLAST> 20%
triggered.
Eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 3 unterscheidet sich dahingehend von der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante, dass anstelle des vierten Anteilsparameters (%BLAST) eine gewichtete Summe aus dem dritten Anteilsparameter (%IG) und dem vierten Anteilsparameter (%BLAST) mit dem zweiten Schwellwert (hier als S2' bezeichnet) verglichen wird. Der erste Schwellwert (hier als S1' bezeichnet) wird analog zu der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante mit dem dritten Anteilsparameter (%IG) verglichen, wobei dieser erste Schwellwert (S1') hier vorzugsweise aber niedriger angesetzt ist als bei der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante. Bei gleichzeitiger Überschreitung beider Schwellwerte (S1', S2') wird wiederum der Warnhinweis erzeugt. Beispielsweise wird der Warnhinweis also bei Erfüllung der Bedingung
%IG > S1' und (%BLAST + F·%IG) > S2'
ausgelöst, wobei der Parameter F ein geeignet zu wählender Wichtungsfaktor ist.A second variant of the method according to
% IG> S1 'and (% BLAST + F ·% IG)>S2'
triggered, wherein the parameter F is a suitable weighting factor to be selected.
In geeigneter Dimensionierung dieses alternativen Schwellwertvergleichs ist der erste Schwellwert (S1') derart vorgegeben, dass er einem Anteil der unreifen Granulozyten in der Blutprobe zwischen 25% und 35% (25% ≤ S1' ≤ 35%), und insbesondere 30% (S1' = 30%) entspricht. Der zweite Schwellwert (S2') wird dagegen vorzugsweise derart vorgegeben, dass er zwischen 20% und 30% (20% ≤ S2' ≤ 30%), insbesondere 27% (S2' = 27%) der Summe des vierten Anteilsparameters (%BLAST) und des mit dem Wichtungsfaktor (F) gewichteten dritten Anteilsparameters (%IG) entspricht. Der Wichtungsfaktor (F) ist hierbei zweckmäßigerweise in einem Bereich zwischen 0,25 und 0,30 (0,25 ≤ S2' ≤ 30%) gewählt, und liegt insbesondere bei 0,27 (S2' = 0,27).In a suitable dimensioning of this alternative threshold value comparison, the first threshold value (S1 ') is predetermined so as to be between 25% and 35% (25% ≦ S1' ≦ 35%), and in particular 30% (S1), of a proportion of immature granulocytes in the blood sample '= 30%). The second threshold value (S2 '), on the other hand, is preferably set such that it is between 20% and 30% (20% ≤ S2' ≤ 30%), in particular 27% (S2 '= 27%) of the sum of the fourth component parameter (% BLAST ) and with the weighting factor (F) weighted third share parameter (% IG). The weighting factor (F) is expediently chosen in a range between 0.25 and 0.30 (0.25 ≦ S2 '≦ 30%), and is in particular 0.27 (S2' = 0.27).
Der Warnhinweis wird hierbei somit in besonders geeigneter Dimensionierung des obigen Schwellwertvergleichs bei Erfüllung der Bedingung
%IG > 30% und (%BLAST + 0,27·%IG) > 27%
ausgelöst.The warning is thus in a particularly suitable dimensioning of the above threshold comparison when fulfilling the condition
% IG> 30% and (% BLAST + 0.27 ·% IG)> 27%
triggered.
In zweckmäßiger Ausführung des Verfahrens beruht die erste Differentialanalyse auf einer Messung der jeweiligen Lichtabsorption der analysierten Leukozyten nach einer Peroxidase-Färbung. Die Stärke der Lichtabsorption oder eine hieraus abgeleitete Größe werden hierbei als Maß für die Peroxidase-Aktivität herangezogen. Die Peroxidase-Färbung erfolgt bevorzugt in an sich bekannter Weise durch zelluläre Peroxidase-Aktivität und Umsetzung mit 4-Chlor-1-Naphtol, wie sie an sich beispielsweise in
In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsvariante wird im Zuge der ersten Differentialanalyse aus der jeweiligen Vorwärtslichtstreuung der Leukozyten zusätzlich ein Maß für die Zellgröße abgeleitet. Als Vorwärts(licht)streuung oder Kleinwinkelstreuung wird dabei das Streulicht verstanden, dass durch einzelne Blutpartikel unter einem kleinen Winkel von typischerweise 2–3° gegenüber der Achse des ungestreuten Lichtstrahls emittiert wird. Bekanntermaßen wird die Stärke der Vorwärtsstreuung dabei maßgeblich von der Zellgröße beeinflusst. Die analysierten Leukozyten werden dabei vorzugsweise in einem Zytogramm als Verteilung über der Absorptionsstärke sowie gegebenenfalls der Vorwärtsstreuung (oder über daraus jeweils abgeleiteten Maßen für die Peroxidase-Aktivität bzw. die Zellgröße) angetragen.In an expedient embodiment variant, a measure of the cell size is additionally derived in the course of the first differential analysis from the respective forward light scattering of the leukocytes. As forward (light) scattering or small-angle scattering is meant the scattered light that is emitted by individual blood particles at a small angle of typically 2-3 ° with respect to the axis of the unscattered light beam. As is known, the intensity of the forward scattering is significantly influenced by the cell size. The analyzed leukocytes are preferably applied in a cytogram as a distribution over the absorption strength and optionally the forward scattering (or derived therefrom respectively measures for the peroxidase activity or the cell size).
Die zweite Differentialanalyse beruht in zweckmäßiger Ausführung des Verfahrens vorzugsweise auf einer Messung der durch die analysierten Leukozyten verursachten Seitwärtslichtstreuung, wobei die Stärke der Seitwärtslichtstreuung oder eine hieraus abgeleitete Größe als Maß für die Zellstrukturierung (Zelldichte und Zellkernstruktur) herangezogen werden. Als Seitwärts(licht)streuung oder Großwinkelstreuung wird hierbei das Streulicht verstanden, dass durch einzelne Blutpartikel unter einem großen Winkel von typischerweise 5–15° gegenüber der Achse des ungestreuten Lichtstrahls emittiert wird. Bekanntermaßen wird die Stärke der Seitwärtsstreuung dabei maßgeblich von der Strukturierung der Blutpartikel beeinflusst, wobei in die Strukturierung – wie vorstehend erwähnt – die Dichte der Zelle und die Form des Zellkerns eingehen.The second differential analysis is based in a convenient embodiment of the method preferably on a measurement of the caused by the analyzed leukocytes sideways light scattering, the strength of the sideways light scattering or derived therefrom size as a measure of cell structuring (cell density and nuclear structure) are used. As lateral (light) scattering or large-angle scattering is meant here the scattered light emitted by individual blood particles at a large angle of typically 5-15 ° with respect to the axis of the unscattered light beam. As is known, the intensity of the sideward scattering is decisively influenced by the structuring of the blood particles, wherein the structuring - as mentioned above - enters into the density of the cell and the shape of the cell nucleus.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsvariante wird auch im Rahmen der zweiten Differentialanalyse zusätzlich aus der jeweiligen Vorwärtsstreuung der Leukozyten ein Maß für die Zellgröße abgeleitet. Die analysierten Leukozyten werden dabei vorzugsweise in einem Zytogramm als Verteilung über der Seitwärtsstreuung und gegebenenfalls der Vorwärtsstreuung (oder über hieraus jeweils abgeleiteten Maßen für die Strukturierung bzw. die Zellgröße) angetragen.In an expedient embodiment variant, a measure of the cell size is additionally derived from the respective forward scattering of the leukocytes also in the context of the second differential analysis. The analyzed leukocytes are preferably applied in a cytogram as a distribution over the sideways scattering and optionally the forward scattering (or via this derived measures for the structuring or the cell size).
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens werden die die Erythrozyten der Blutprobe (genauer des ersten Teils der Blutprobe) im Zuge der ersten Differentialanalyse lysiert.In an advantageous embodiment of the method, the erythrocytes of the blood sample (more precisely, the first part of the blood sample) are lysed in the course of the first differential analysis.
Im Zuge der zweiten Differentialanalyse werden vorzugsweise die Erythrozyten und Thrombozyten sowie alle Leukozyten der Blutprobe (genauer des zweiten Teils der Blutprobe) mit Ausnahme der basophilen Granulozyten lysiert.In the course of the second differential analysis, preferably the erythrocytes and platelets as well as all leukocytes of the blood sample (more precisely the second part of the blood sample) are lysed with the exception of the basophilic granulocytes.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht dabei darin, dass für die erste Differentialanalyse und die zweite Differentialanalyse auf gängige Methoden zurückgegriffen werden kann, die bei herkömmlichen Hämatologie-Systemen in der Regel bereits implementiert sind. Insbesondere werden die erste Differentialanalyse und die zweite Differentialanalyse vorzugsweise mittels eines ADVIA 2120i-Hämatologie-System der Fa. Siemens AG durchgeführt. Für die erste Differentialanalyse wird hierbei die an sich bekannte Peroxidase-Methode des ADVIA 2120i genutzt. Für die zweite Differentialanalyse wird vorzugsweise die an sich bekannte Basophil-Methode des ADVIA 2120i genutzt. Das erfindungsgemäße Analyseverfahren kann hierbei besonders einfach durch eine vom Aufwand her geringfügige Erweiterung der Auswertungsalgorithmen des an sich herkömmlichen Hämatologie-Systems realisiert werden.A particular advantage of the method is that for the first differential analysis and the second differential analysis common methods can be used, which are usually already implemented in conventional hematology systems. In particular, the first differential analysis and the second differential analysis are preferably carried out by means of an ADVIA 2120i hematology system from Siemens AG. For the first differential analysis, the known peroxidase method of the ADVIA 2120i is used. For the second differential analysis, the known Basophil method of the ADVIA 2120i is preferably used. In this case, the analysis method according to the invention can be realized particularly simply by an expansion of the evaluation algorithms of the conventional hematology system, which is small in terms of outlay.
Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte können im Rahmen der Erfindung – soweit kausal möglich – gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge nacheinander durchgeführt werden. Insbesondere können die erste Differentialanalyse und zweite Differentialanalyse gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge nacheinander durchgeführt werden. Des Weiteren können die Anteilsparameter des Verfahrens unter Berücksichtigung der gegebenen Kausalitäten in beliebiger Reihenfolge bestimmt und mit den vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden.Within the scope of the invention, the method steps described above can be carried out simultaneously or in any desired sequence, as far as is possible. In particular, the first differential analysis and second differential analysis may be performed simultaneously or in any order be carried out in succession. Furthermore, the component parameters of the method can be determined taking into account the given causalities in any order and compared with the predetermined threshold values.
Das erfindungsgemäße Hämatologie-System umfasst eine erste Analyseeinheit zur automatischen Durchführung der ersten Differentialanalyse sowie eine zweite Analyseeinheit zur automatischen Durchführung der zweiten Differentialanalyse. Darüber hinaus umfasst das Hämatologie-System eine Steuereinheit, die programmtechnisch und/oder schaltungstechnisch zur automatischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in einer der vorstehend beschriebenen Verfahrensvarianten eingerichtet ist.The hematology system according to the invention comprises a first analysis unit for automatically performing the first differential analysis and a second analysis unit for automatically performing the second differential analysis. In addition, the hematology system comprises a control unit, which is set up in terms of programming technology and / or circuitry for automatically carrying out the method according to the invention, in particular in one of the method variants described above.
Die Steuereinheit ist dabei insbesondere durch einen Steuerrechner gebildet, in dem die Funktionalität zur automatischen Durchführung des Verfahrens in Form einer Steuersoftware implementiert ist. Anstelle eines einzigen Steuerrechners können im Rahmen der Erfindung auch mehrere Rechner vorgesehen sein, auf die verschiedene Bestandteile der Steuersoftware verteilt sind.The control unit is formed in particular by a control computer, in which the functionality for the automatic implementation of the method is implemented in the form of a control software. Instead of a single control computer, several computers can be provided within the scope of the invention, to which various components of the control software are distributed.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
Das in
In
Der Probenbehälter
Innerhalb jeder der beiden Analyseeinheiten
Die Perox-Analyseeinheit
Die Baso-Analyseeinheit
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausführung, bei der jede der beiden Analyseeinheiten
In beiden Ausführungsvarianten werden allerdings vorzugsweise unterschiedliche Lichterzeuger für die erste Differentialanalyse A1 und die zweite Differentialanalyse A2 herangezogen. So nutzt die erste Analyseeinheiten
Der datenübertragungstechnisch mit den Analyseeinheiten
Das in dem Rechner
Das Hämatologie-System
Im Betrieb des Hämatologie-Systems
Nach dem Verfahrensstart (Schritt
In der Analyseeinheit
Das erste Reagens hat enthält in einer geeigneten Zusammensetzung:
- – Natriumdodecylsulfat, 0,36 mmol/L
- – Sorbitol, 620 mmol/L
- – Natriumchlorid, 8,35 mmol/L
- – Formaldehyd, 5,7%
- – BRIJ-35, 0,100 mmol\L
- – Puffer
- Sodium dodecyl sulfate, 0.36 mmol / L
- - sorbitol, 620 mmol / L
- Sodium chloride, 8.35 mmol / L
- - formaldehyde, 5.7%
- - BRIJ-35, 0.100 mmol \ L
- - Buffer
Anschließend werden dem derart aufbereiteten Teil
Das in dem dritten Reagens enthaltene Wasserstoffperoxid wird durch das im Zytoplasma bestimmter Blutteilchen vorhandene Enzym Peroxidase umgesetzt in Wasser (H2O) und freien Sauerstoff (O*):
Durch Reaktion des freien Sauerstoffs mit 4-Chlor-1-Naphthol entsteht dabei ein dunkles Präzipitat in den Peroxidase enthaltenden Blutpartikeln. Dieses Präzipitat und die damit verbundene Einfärbung verursacht eine erhöhte Lichtabsorption dieser Blutpartikel, die mit der Peroxidase-Aktivität der betroffenen Blutpartikel korreliert ist.Reaction of the free oxygen with 4-chloro-1-naphthol gives rise to a dark precipitate in the peroxidase-containing blood particles. This precipitate and the associated coloration causes increased light absorption of these blood particles, which is correlated with the peroxidase activity of the affected blood particles.
Peroxidase-positive Blutpartikel (Blutpartikel mit hoher Peroxidase-Aktivität und entsprechend hoher Einfärbung) sind dabei insbesondere die neutrophilen und eosinophilen Granulozyten, aber auch die im Falle von APL krankhaft vermehrten Promyelozyten. Dagegen sind Lymphozyten und basinophile Granulozyten peroxidase-negativ und erfahren somit aufgrund mangelnder Peroxidase-Aktivität keine signifikante Einfärbung.Peroxidase-positive blood particles (blood particles with high peroxidase activity and correspondingly high coloration) are, in particular, the neutrophilic and eosinophilic granulocytes, but also the promyelocytes that are pathologically increased in the case of APL. In contrast, lymphocytes and basinophilic granulocytes are peroxidase-negative and thus undergo no significant coloration due to lack of peroxidase activity.
In einem Schritt
Als Perox-Zytogramm
In einem Schritt
Die Anteilsparameter (%LYMPH + %BASO), %LUC, %MONO, %NEUT und %EOS sind dabei auf die Gesamtzahl der analysierten Leukozyten normiert, so dass sich diese Anteilsparameter zu 100% addieren. Die Populationen der Lymphozyten und der basophilen Granulozyten sind im Perox-Zytogramm
In einem Schritt
In der Analyseeinheit
Das vierte Reagens enthält in einer geeigneten Zusammensetzung
- – Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure), 9,000 mmol/L
- – Phthalsäure, 21,49 mmol/L
- – Konservierungsmittel
- – Netzmittel
- Hydrochloric acid (hydrochloric acid), 9,000 mmol / L
- Phthalic acid, 21.49 mmol / L
- - preservative
- - wetting agent
Der so vorbehandelte Teil
Als Baso-Zytogramm
In einem Schritt
Dabei wird jeder Messpunkt (d. h. jede analysierte Zelle) in beispielhafter Ausführung des Verfahrens in einem von jeweils 50 Zählkanälen pro Zytogrammachse gezählt. Mittels Populationsanalyse werden dabei zunächst getrennte Populationen (Cluster von Messpunkten) ermittelt und mit mindestens einem hinterlegten Referenzmuster verglichen. Sofern die gefundenen Cluster hinsichtlich Position innerhalb des Zytogramms, Fläche oder Dichte deutlich von dem Referenzmuster abweichen, oder wenn nur ein Cluster identifiziert werden kann, werden die Populationen 42 bis 48 durch Histogrammanalyse bestimmt, insbesondere durch vorgegebene Gruppierung der Zählkanäle.Each measurement point (i.e., each cell analyzed) in an exemplary embodiment of the method is counted in one of every 50 count channels per cytogram axis. By means of population analysis, separate populations (clusters of measuring points) are first of all determined and compared with at least one stored reference pattern. If the clusters found differ significantly in position within the cytogram, area or density from the reference pattern, or if only one cluster can be identified,
Die Anteilsparameter %BLAST, %MN, %BASO und %PMN sind dabei auf die Gesamtzahl der analysierten Leukozyten normiert, so dass sich diese Anteilsparameter zu 100% addieren. Die Populationen 42, 46 und 47 werden vernachlässigt.The percentage parameters% BLAST,% MN,% BASO and% PMN are normalized to the total number of analyzed leucocytes, so that these component parameters add up to 100%.
Die Differentialanalyse A2 (Schritte
Sobald die jeweilige Differentialanalyse A1, A2 abgeschlossen ist, übermittelt das zugehörige Steuermodul
Das APL-Modul
Durch Subtraktion des Anteilparameters %PMN der polymorphkernigen Granulozyten von diesem Anteilsparameter %PP berechnet das APL-Modul
GLG 1 und 2 können dabei mathematisch zusammengefasst werden zu
In einem weiteren Schritt
Wenn wenigstens eine dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist (N), beendet das APL-Modul
Wenn dagegen beide Bedingungen erfüllt sind (Y), also im Fall
%IG > 60% UND %BLAST > 20%,
gibt das APL-Modul
% IG> 60% AND% BLAST> 20%,
gives the
Die obige Bedingung weist eine hohe Spezifität von nahezu 100% auf. Die Wahrscheinlichkeit, eine APL-negative Probe fälschlicherweise als APL-positiv zu klassifizieren, ist somit vernachlässigbar gering. Allerdings hat sich gezeigt, dass bei Test der obigen Bedingung ein geringes Risiko besteht, APL-positive Proben nicht zu erkennen und fälschlicherweise als APL-negativ zu klassifizieren. The above condition has a high specificity of almost 100%. The probability of mistakenly classifying an APL-negative sample as APL-positive is therefore negligible. However, it has been shown that when testing the above condition, there is little risk of not recognizing APL-positive samples and misclassifying them as APL-negative.
In einer alternativen Ausführung des Verfahrens wird in Schritt
Bei der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante wird in Schritt
Bei Erfüllung dieser Bedingung wird wiederum in Schritt
Die zuletzt beschriebene Verfahrensvariante hat nach durchgeführten Versuchen eine Sensitivität von 100%. Es wurden also mit hoher Sicherheit alle APL-positiven Blutproben als solche erkannt. Die hohe Sensitivität bedingt eine akzeptable, aber nicht gänzlich vernachlässigbare Wahrscheinlichkeit für Positiv-Fehlbefunde. Die Wahrscheinlichkeit, eine Blutprobe fälschlicherweise als APL-positiv zu werten, liegt dabei etwa bei 1:5000.The method variant described last has a sensitivity of 100% after tests have been carried out. Thus, all APL-positive blood samples were identified as such with a high degree of certainty. The high sensitivity requires an acceptable, but not completely negligible probability of positive-false findings. The probability of mistaking a blood sample as APL positive is about 1: 5000.
Der Warnhinweis W besteht vorzugsweise in einer Textnachricht, beispielsweise mit dem Wortlaut „APL Verdacht”, die von dem APL-Modul
Die Funktion des APL-Moduls
Dies wird im Vergleich der
Im Perox-Zytogramm
Im Perox-Zytogramm
Im Baso-Zytogramm
Obwohl die Erfindung anhand der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele besonders deutlich wird, ist sie auf diese nicht beschränkt. Vielmehr können zahlreiche weitere Ausführungsvarianten der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.Although the invention will be particularly apparent from the embodiments described above, it is not limited to these. Rather, numerous other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description.
Claims (11)
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SIEMENS HEALTHCARE DIAGNOSTICS: ADVIA® 2120/2120i Hematology Systems - Operator's Guide. Tarrytown, New York, USA, 2010 (067D0157-01 Rev. C, 2010-04). – Firmenschrift |
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