Les analyseurs de sang en hématologie sont les bêtes de somme des laboratoires cliniques. Ces instruments hautes performances fournissent des numérations fiables de globules rouges, de plaquettes et de globules blancs à 5 composants qui identifient les lymphocytes, les monocytes, les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles. Le nombre d'érythrocytes nucléaires et de granulocytes immatures sont les 6ème et 7ème indicateurs. Bien que l'impédance électrique soit toujours fondamentale pour la détermination du nombre total et de la taille des cellules, les techniques de cytométrie en flux se sont révélées utiles dans la différenciation des leucocytes et dans l'examen du sang sur un analyseur de pathologie hématologique.
Évolution de l'analyseur
Les premiers quantificateurs de sang automatisés introduits dans les années 1950 étaient basés sur le principe d'impédance électrique de Coulter, dans lequelcellules, en passant par un petit trou, ont rompu le circuit électrique. Il s'agissait d'analyseurs "préhistoriques" qui ne comptaient et ne calculaient que le volume moyen des érythrocytes, l'hémoglobine moyenne et sa densité moyenne. Quiconque a déjà compté des cellules sait qu'il s'agit d'un processus très monotone et que deux assistants de laboratoire ne donneront jamais le même résultat. Ainsi, l'appareil a éliminé cette variabilité.
Dans les années 1970, des analyseurs automatisés sont apparus sur le marché, capables de déterminer 7 paramètres sanguins et 3 composants de la formule leucocytaire (lymphocytes, monocytes et granulocytes). Pour la première fois, le comptage manuel des leucogrammes a été automatisé. Dans les années 1980, un outil pouvait déjà calculer 10 paramètres. Les années 1990 ont vu de nouvelles améliorations dans les différentiels leucocytaires en utilisant des méthodes de flux basées sur l'impédance électrique ou les propriétés de diffusion de la lumière.
Les fabricants d'analyseurs d'hématologie cherchent souvent à séparer leurs instruments des produits concurrents en se concentrant sur un ensemble particulier de technologies de différenciation des globules blancs ou de numération plaquettaire utilisées. Cependant, les experts en diagnostic de laboratoire affirment que la plupart des modèles sont difficiles à distinguer, car ils utilisent tous des méthodes similaires. Ils ajoutent simplement des fonctionnalités supplémentaires pour les rendre différents. Par exemple, un analyseur d'hématologie automatisé peut déterminer les différentiels de leucocytes en plaçant un colorant fluorescent dans le noyau.cellules et mesures de la luminosité de la lueur. L'autre peut modifier la perméabilité et enregistrer le taux d'absorption du colorant. Le troisième est capable de mesurer l'activité de l'enzyme dans une cellule placée dans un substrat spécifique. Il existe également une méthode volumétrique de conduction et de diffusion qui analyse le sang dans son état "presque naturel".
Les nouvelles technologies évoluent vers des méthodes dynamiques, où les cellules sont examinées à tour de rôle par un système optique capable de mesurer de nombreux paramètres jamais mesurés auparavant. Le problème est que chaque fabricant souhaite créer sa propre méthode afin de conserver son identité. Par conséquent, ils excellent souvent dans un domaine et sont à la traîne dans un autre.
État actuel
Selon les experts, tous les analyseurs d'hématologie du marché sont généralement fiables. Les différences entre eux sont mineures et concernent des fonctionnalités supplémentaires que certains peuvent aimer, mais d'autres non. Cependant, la décision d'acheter un instrument dépend généralement de son prix. Alors que le coût n'était pas un problème dans le passé, l'hématologie devient aujourd'hui un marché très concurrentiel et parfois les prix (plutôt que la meilleure technologie disponible) influencent l'achat de l'analyseur.
Les derniers modèles hautes performances peuvent être utilisés comme outil autonome ou dans le cadre d'un système multi-outils automatisé. Le laboratoire entièrement automatisé comprend des analyseurs d'hématologie, de chimie et d'immunochimie avec des entrées, des sorties et une réfrigération automatiséesparamètres.
Les instruments de laboratoire dépendent du sang testé. Ses différents types nécessitent des modules spéciaux. L'analyseur hématologique en médecine vétérinaire est configuré pour fonctionner avec des éléments uniformes de diverses espèces animales. Par exemple, le ProCyte Dx d'Idexx peut tester des échantillons de sang de chiens, de chats, de chevaux, de taureaux, de furets, de lapins, de gerbilles, de cochons, de cochons d'Inde et de cochons nains.
Application des principes de flux
Les analyseurs sont comparables dans certains domaines, notamment dans la détermination du taux de leucocytes et d'érythrocytes, d'hémoglobine et de plaquettes. Ce sont des indicateurs ordinaires et typiques, en grande partie les mêmes. Mais les analyseurs d'hématologie sont-ils exactement les mêmes ? Bien sûr que non. Certains modèles sont basés sur les principes d'impédance, certains utilisent la diffusion de la lumière laser et d'autres utilisent la cytométrie en flux à fluorescence. Dans ce dernier cas, des colorants fluorescents sont utilisés, qui colorent les caractéristiques uniques des cellules afin qu'elles puissent être séparées. Ainsi, il devient possible d'ajouter des paramètres supplémentaires aux formules leucocytaires et érythrocytaires, notamment le comptage du nombre d'érythrocytes nucléés et de granulocytes immatures. Un nouvel indicateur est le niveau d'hémoglobine dans les réticulocytes, qui est utilisé pour surveiller l'érythropoïèse et la fraction immature des plaquettes.
Les progrès technologiques commencent à ralentir à mesure que des plateformes d'hématologie entières émergent. Il y a encore encorenombreuses améliorations. Presque la norme est maintenant une numération globulaire complète avec un décompte des érythrocytes nucléés. De plus, la précision de la numération plaquettaire a augmenté.
Une autre fonction standard des analyseurs de haut niveau est de déterminer le nombre de cellules dans les fluides biologiques. Le comptage du nombre de leucocytes et d'érythrocytes est une procédure laborieuse. Elle est généralement effectuée manuellement sur un hémocytomètre, prend du temps et nécessite un personnel qualifié.
La prochaine étape importante en hématologie est la détermination de la formule leucocytaire. Si les analyseurs antérieurs ne pouvaient marquer que les cellules blastiques, les granulocytes immatures et les lymphocytes atypiques, il est maintenant nécessaire de les compter. De nombreux analystes les mentionnent sous la forme d'un indicateur de recherche. Mais la plupart des grandes entreprises y travaillent.
Les analyseurs modernes fournissent de bonnes informations quantitatives mais pas qualitatives. Ils sont bons pour compter les particules et peuvent les classer en globules rouges, plaquettes, globules blancs. Cependant, ils sont moins fiables dans les estimations qualitatives. Par exemple, l'analyseur peut déterminer qu'il s'agit d'un granulocyte, mais il ne sera pas aussi précis pour déterminer son stade de maturation. La prochaine génération d'instruments de laboratoire devrait être mieux à même de mesurer cela.
Aujourd'hui, tous les fabricants ont perfectionné la technologie du principe d'impédance Coulter et réglé leur logiciel au point où ils peuvent extraire autant de données que possible. A l'avenir, de nouveauxtechnologies qui utilisent la fonctionnalité de la cellule, ainsi que la synthèse de sa protéine de surface, qui indique ses fonctions et son stade de développement.
Bordure de cytométrie
Certains analyseurs utilisent des méthodes de cytométrie en flux, en particulier les marqueurs antigéniques CD4 et CD8. Les analyseurs d'hématologie Sysmex se rapprochent le plus de cette technologie. En fin de compte, il ne devrait pas y avoir de différence entre les deux, mais cela nécessite que quelqu'un voie l'avantage.
Un signe d'intégration possible est que ce qui était considéré comme des tests standard, qui sont passés à la cytométrie en flux, fait un retour en hématologie. Par exemple, il ne serait pas surprenant que les analyseurs puissent effectuer des comptages de globules rouges fœtaux, remplaçant la technique manuelle du test de Kleinhauer-Bethke. Le test peut être fait par cytométrie en flux, mais son retour au laboratoire d'hématologie lui donnera une plus large acceptation. Il est probable qu'à long terme, cette terrible analyse en termes de précision sera plus conforme à ce que l'on devrait attendre des diagnostics au 21e siècle.
La frontière entre les analyseurs d'hématologie et les cytomètres en flux est susceptible de changer dans un avenir prévisible à mesure que la technologie ou les méthodologies progressent. Un exemple est le nombre de réticulocytes. Elle a d'abord été réalisée à la main, puis sur un cytomètre en flux, puis elle est devenue un outil d'hématologie lorsque la technique a été automatisée.
Perspectives d'intégration
Selon les experts, quelques simplesles tests cytométriques peuvent être adaptés pour l'analyseur d'hématologie. Un exemple évident est la détection de sous-ensembles réguliers de lymphocytes T, de leucémies chroniques ou aiguës directes, où toutes les cellules sont homogènes avec un profil phénotypique très clair. Dans les analyseurs de sang, il est possible de déterminer avec précision les caractéristiques de diffusion. Les cas de populations mixtes ou vraiment petites avec des profils phénotypiques inhabituels ou plus aberrants peuvent être plus complexes.
Cependant, certaines personnes doutent que les analyseurs sanguins d'hématologie deviennent des cytomètres en flux. Le test standard coûte beaucoup moins cher et doit rester simple. Si, à la suite de sa conduite, un écart par rapport à la norme est déterminé, il est alors nécessaire de subir d'autres tests, mais la clinique ou le cabinet du médecin ne doit pas le faire. Si des tests complexes sont exécutés séparément, ils n'augmenteront pas le coût des tests normaux. Les experts sont sceptiques quant au fait que le dépistage de la leucémie aiguë complexe ou les grands panels utilisés en cytométrie en flux reviendront rapidement au laboratoire d'hématologie.
La cytométrie en flux coûte cher, mais il existe des moyens de réduire les coûts en combinant les réactifs de différentes manières. Un autre facteur qui ralentit l'intégration du test dans l'analyseur d'hématologie est la perte de revenus. Les gens ne veulent pas perdre cette entreprise car leurs bénéfices ont déjà diminué.
La fiabilité et la reproductibilité des résultats d'analyse de débit sont également importantes à prendre en compte. Méthodes basées surimpédance, sont des bêtes de somme dans les grands laboratoires. Ils doivent être fiables et rapides. Et vous devez vous assurer qu'ils sont rentables. Leur force réside dans la précision et la reproductibilité des résultats. Et à mesure que de nouvelles applications dans le domaine de la cytométrie cellulaire émergent, elles doivent encore être prouvées et mises en œuvre. La technologie en ligne nécessite un bon contrôle de la qualité et une standardisation des instruments et des réactifs. Sans cela, des erreurs sont possibles. De plus, il est nécessaire d'avoir du personnel formé qui sait ce qu'il fait et avec qui il travaille.
Selon les experts, il y aura de nouveaux indicateurs qui vont changer l'hématologie de laboratoire. Les instruments capables de mesurer la fluorescence sont dans une bien meilleure position car ils ont un degré de sensibilité et de sélectivité plus élevé.
Logiciel, règles et automatisation
Alors que les visionnaires regardent vers l'avenir, les constructeurs sont aujourd'hui contraints de se battre avec leurs concurrents. En plus de mettre en évidence les différences technologiques, les entreprises différencient leurs produits avec un logiciel qui gère les données et fournit une validation automatique des cellules normales sur la base d'un ensemble de règles définies en laboratoire, accélérant considérablement la validation et donnant au personnel plus de temps pour se concentrer sur les cas anormaux..
Au niveau de l'analyseur, il est difficile de distinguer les avantages des différents produits. Dans une certaine mesure, disposer d'un logiciel qui joue un rôle clé dans l'obtention des résultats de l'analyse permet au produit de se démarquer sur le marché. Tout d'abord, les sociétés de diagnostic s'adressent àcommercialiser des logiciels pour protéger leur entreprise, mais ils réalisent alors que les systèmes de gestion de l'information sont essentiels à leur survie.
Avec chaque génération d'analyseurs, le logiciel s'améliore considérablement. La nouvelle puissance de calcul offre une bien meilleure sélectivité dans le calcul manuel de la formule leucocytaire. La possibilité de réduire la quantité de travail avec un microscope est très importante. S'il existe un instrument précis, il suffit alors d'examiner les cellules pathologiques sur un analyseur hématologique, ce qui augmente l'efficacité du travail des spécialistes. Et les appareils modernes vous permettent d'y parvenir. C'est exactement ce dont le laboratoire a besoin: facilité d'utilisation, efficacité et réduction du travail au microscope.
Il est préoccupant que certains médecins de laboratoire clinique concentrent leurs efforts sur l'amélioration de la technologie plutôt que sur son optimisation pour prendre des décisions médicales judicieuses. Vous pouvez acheter l'instrument de laboratoire le plus bizarre au monde, mais si vous vérifiez constamment les résultats, cela élimine les possibilités du technologue. Les anomalies ne sont pas des erreurs, et les laboratoires qui valident automatiquement uniquement le résultat « Aucune cellule anormale trouvée » de l'analyseur d'hématologie agissent de manière illogique.
Chaque laboratoire doit définir des critères pour lesquels les tests doivent être examinés et lesquels doivent être traités manuellement. Ainsi, la quantité totale de travail non automatisé est réduite. Il y a un temps pour travailler avec des anormauxleucogrammes.
Le logiciel permet aux laboratoires de définir des règles d'auto-validation et d'identification des échantillons suspects en fonction de l'emplacement de l'échantillon ou du groupe d'étude. Par exemple, si le laboratoire traite un grand nombre d'échantillons de cancer, le système peut être configuré pour analyser automatiquement le sang sur un analyseur de pathologie hématologique.
Il est important non seulement de confirmer automatiquement les résultats normaux, mais aussi de réduire le nombre de faux positifs. L'analyse manuelle est la plus difficile techniquement. C'est le processus le plus laborieux. Il est nécessaire de réduire le temps que le laborantin passe avec le microscope, en le limitant aux seuls cas anormaux.
Les équipementiers proposent des systèmes d'automatisation performants pour les grands laboratoires afin de faire face au manque de personnel. Dans ce cas, le laborantin place les échantillons dans une ligne automatique. Le système envoie ensuite les tubes à l'analyseur et au-delà pour des tests supplémentaires ou à un « entrepôt » à température contrôlée où des échantillons peuvent être rapidement prélevés pour des tests supplémentaires. Les modules automatisés d'application de frottis et de coloration réduisent également le temps du personnel. Par exemple, l'analyseur d'hématologie Mindray CAL 8000 utilise le module de traitement d'écouvillons SC-120, qui peut traiter des échantillons de 40 µl avec une charge de 180 lames. Tous les verres sont chauffés avant et après coloration. Cela optimise la qualité et réduit le risque d'infection du personnel.
Degré d'automatisation dansles laboratoires d'hématologie augmenteront et le nombre d'employés diminuera. Il y a un besoin de systèmes complexes dans lesquels on peut mettre des échantillons, changer de travail et revenir uniquement pour examiner des échantillons vraiment anormaux.
La plupart des systèmes d'automatisation sont personnalisables pour chaque laboratoire, avec des configurations standardisées disponibles dans certains cas. Certains laboratoires utilisent leur propre logiciel avec leur propre système d'information et des algorithmes d'échantillonnage anormaux. Mais vous devriez éviter l'automatisation pour le plaisir de l'automatisation. De gros investissements dans le projet robotique d'un laboratoire automatique moderne et coûteux de haute technologie sont vains en raison de l'erreur élémentaire de répéter le test sanguin de chaque échantillon avec un résultat anormal.
Comptage automatisé
La plupart des analyseurs d'hématologie automatiques mesurent ou calculent les paramètres suivants: hémoglobine, hématocrite, nombre de globules rouges et volume moyen, hémoglobine moyenne, concentration moyenne d'hémoglobine cellulaire, nombre de plaquettes et volume moyen et nombre de leucocytes.
L'hémoglobine est mesurée directement à partir d'un échantillon de sang total à l'aide d'une méthode de cyanomètre à hémoglobine.
Lors de l'examen d'un analyseur d'hématologie, la numération des globules rouges, des globules blancs et des plaquettes peut être effectuée de plusieurs manières. De nombreux compteurs utilisent la méthode de l'impédance électrique. Ilest basé sur le changement de conductivité lorsque les cellules traversent de petits trous. Les tailles de ces dernières diffèrent pour les érythrocytes, les leucocytes et les plaquettes. Le changement de conductivité se traduit par une impulsion électrique qui peut être détectée et enregistrée. Cette méthode permet également de mesurer le volume de la cellule. La détermination de la formule leucocytaire nécessite la lyse des érythrocytes. Les différentes populations leucocytaires sont ensuite identifiées par cytométrie en flux.
L'analyseur hématologique Mindray VS-6800, par exemple, après exposition aux échantillons avec des réactifs, les examine en fonction de la diffusion de la lumière laser et des données de fluorescence. Pour mieux identifier et différencier les populations de cellules sanguines, notamment pour détecter des anomalies non détectées par d'autres méthodes, un diagramme 3D est construit. L'analyseur d'hématologie BC-6800 fournit des données sur les granulocytes immatures (y compris les promyélocytes, les myélocytes et les métamyélocytes), les populations de cellules fluorescentes (telles que les blastes et les lymphocytes atypiques), les réticulocytes immatures et les érythrocytes infectés en plus des tests standard.
Dans l'analyseur d'hématologie MEK-9100K de Nihon Kohden, les cellules sanguines sont parfaitement alignées par un flux focalisé de manière hydrodynamique avant de passer par le port de comptage d'impédance de haute précision. De plus, cette méthode élimine complètement le risque de recompter les cellules, ce qui améliore grandement la précision des études.
La technologie optique laser Celltac G DynaScatter permet d'obtenir une formule leucocytaire dans un état quasi naturel. ÀL'analyseur d'hématologie MEK-9100K utilise un détecteur de diffusion à 3 angles. D'un angle, vous pouvez déterminer le nombre de leucocytes, d'un autre vous pouvez obtenir des informations sur la structure de la cellule et la complexité des particules de nucléochromatine, et d'un côté - des données sur la granularité interne et la globularité. Les informations graphiques 3D sont calculées par l'algorithme exclusif de Nihon Kohden.
Cytométrie en flux
Effectué pour les échantillons de sang, tout fluide biologique, aspiration de moelle osseuse dispersée, tissu détruit. La cytométrie en flux est une méthode qui caractérise les cellules par leur taille, leur forme, leur composition biochimique ou antigénique.
Le principe de cette étude est le suivant. Les cellules se déplacent à tour de rôle dans la cuvette, où elles sont exposées à un faisceau de lumière intense. Les cellules sanguines diffusent la lumière dans toutes les directions. La diffusion vers l'avant résultant de la diffraction est en corrélation avec le volume cellulaire. La diffusion latérale (à angle droit) est le résultat de la réfraction et caractérise approximativement sa granularité interne. Les données de diffusion vers l'avant et latérales peuvent identifier, par exemple, des populations de neutrophiles et de lymphocytes qui diffèrent en taille et en granularité.
La fluorescence est également utilisée pour détecter différentes populations en cytométrie en flux. Les anticorps monoclonaux utilisés pour identifier les antigènes cytoplasmiques et de surface cellulaire sont le plus souvent marqués avec des composés fluorescents. Par exemple, la fluorescéineou la R-phycoérythrine ont des spectres d'émission différents, permettant d'identifier les éléments formés par la couleur de la lueur. La suspension cellulaire est incubée avec deux anticorps monoclonaux, chacun marqué avec un fluorochrome différent. Lorsque les cellules sanguines avec des anticorps liés traversent la cuvette, le laser à 488 nm excite les composés fluorescents, les faisant briller à des longueurs d'onde spécifiques. Le système de lentilles et de filtres détecte la lumière et la convertit en un signal électrique qui peut être analysé par un ordinateur. Différents éléments du sang sont caractérisés par une diffusion latérale et vers l'avant différente et l'intensité de la lumière émise à certaines longueurs d'onde. Des données composées de milliers d'événements sont collectées, analysées et résumées dans un histogramme. La cytométrie en flux est utilisée dans le diagnostic des leucémies et des lymphomes. L'utilisation de divers marqueurs d'anticorps permet une identification précise des cellules.
L'analyseur d'hématologie Sysmex utilise le laurylsulfate de sodium pour tester l'hémoglobine. C'est une méthode sans cyanure avec un temps de réaction très court. L'hémoglobine est déterminée dans un canal séparé, ce qui minimise les interférences causées par des concentrations élevées de leucocytes.
Réactifs
Lors du choix d'un instrument de test sanguin, tenez compte du nombre de réactifs nécessaires pour un analyseur d'hématologie, ainsi que de leurs exigences en matière de coût et de sécurité. Peuvent-ils être achetés auprès de n'importe quel fournisseur ou uniquement auprès du fabricant ? Par exemple, Erba ELite 3 mesure 20 paramètres avec seulement trois respectueux de l'environnement et gratuits.réactifs au cyanure. Les modèles Beckman Coulter DxH 800 et DxH 600 n'utilisent que 5 réactifs pour toutes les applications, y compris les érythrocytes nucléés et la numération des réticulocytes. ABX Pentra 60 est un analyseur d'hématologie avec 4 réactifs et 1 diluant.
La fréquence de remplacement des réactifs est également importante. Par exemple, le Siemens ADVIA 120 dispose d'un stock de produits chimiques d'analyse et de lavage pour 1 850 tests.
Optimisation automatisée de l'analyseur
De l'avis des experts, on accorde trop d'attention à l'amélioration des instruments de laboratoire et pas assez à l'optimisation de l'utilisation des technologies automatisées et manuelles. Une partie du problème est que les laboratoires d'hématologie sont formés à l'anatomopathologie plutôt qu'à la médecine de laboratoire.
De nombreux spécialistes remplissent des fonctions de vérification et non d'interprétation. Le laboratoire doit avoir 2 fonctions: être responsable des résultats de l'analyse et les interpréter. La prochaine étape sera la pratique de la médecine factuelle. Si, après avoir exécuté 10 000 tests, il n'y a aucune preuve qu'ils ne pourraient pas être vérifiés automatiquement avec exactement les mêmes résultats, cela ne devrait pas être fait. Dans le même temps, si 10 000 analyses ont fourni de nouvelles informations médicales, elles devraient être révisées à la lumière des nouvelles connaissances. Jusqu'à présent, la pratique fondée sur des données probantes en est au niveau initial.
Formation du personnel
Un autre problème est d'aider les assistants de laboratoire non seulement à étudier les instructions de l'analyseur d'hématologie,mais aussi de comprendre les informations reçues avec son aide. La plupart des spécialistes n'ont pas une telle connaissance de la technologie. De plus, la compréhension de la représentation graphique des données est limitée. Sa corrélation avec les résultats morphologiques doit être soulignée afin que davantage d'informations puissent être extraites. Même une formule sanguine complète devient trop complexe, générant une énorme quantité de données. Toutes ces informations doivent être intégrées. Les avantages d'un plus grand nombre de données doivent être mis en balance avec la complexité supplémentaire qu'il apporte. Cela ne signifie pas que les laboratoires ne doivent pas accepter les avancées de la haute technologie. Il est nécessaire de les combiner avec l'amélioration de la pratique médicale.
