血細胞儀白細胞五分類法原理和散點圖特征

 血細胞分析技術已經進入自動化時代，而具有白細胞五分類或更多分析參數的儀器也普遍的應用于國內各級醫院實驗室中，為臨床診斷和治療服務。而具有18項參數帶有白細胞三分群功能的血細胞分析儀也已經普及進入到基層醫院和社區醫療中心，在許多大型醫院中已不占主流位置，因此可以說目前在較大醫院的檢驗科，常規血細胞分析儀已經進入全自動化和白細胞五分類的時代。 

    本文主要介紹全自動血細胞分析儀在白細胞五分類上的原理和散點圖分布特點。此類儀器在紅細胞、血紅蛋白、血小板和計算參數上一般會采用類似的測定原理和計算方法，此類儀器的進展和其功能特點可參考作者撰寫的其它文章（見參考文獻）。具有白細胞五分類功能的血細胞分析儀器是指通過各種物理和化學技術對白細胞進行分析，以獲得外周血液中白細胞的五種常見類型，嗜中性粒細胞，嗜酸性粒細胞，嗜堿性粒細胞，淋巴細胞和單核細胞的百分率和絕對值的測定結果，此外還應該具有對出現異常白細胞的提示或初步分類功能。 
目前國內外具有開發研制白細胞五分類法儀器的主要為歐美和日本生產廠商，比較著名的歐美廠家有Beckman-Coulter；ABBOTT；Siemens（Bayer）；ABX；日本有Sysmex和Nihon Kohdon。在國內已經有邁瑞（MINDRAY）公司生產幾個型號的五分類血細胞分析儀器投入醫療市場。

一 簡要發展史 

1974年，一種名為HEMALOG D的具有初步白細胞分類功能的白細胞分析儀問世。

1982年，Technicon公司生產了H6000型血液細胞分析儀器，應該是首款具有白細胞五分類能力的儀器。同時代日本日立公司推出圖像分析法的白細胞分析儀HITACHI 8200型，僅僅是用于完成白細胞血片分類的儀器，沒有其他血細胞計數分析能力。 

Technicon 公司1985 年開發了比較成熟的具有白細胞五分類功能的Technicon H1 型血液細胞分析儀，隨后升級為H2型和H3型。 

COULTER公司在1987 年開發研制其經典VCS技術，并推出持續具有多年影響力的、具有白細胞五分類功能的血液細胞分析儀MAXM 型。 

1990年前后，歐洲和日本許多廠家都陸續推出了各種類型的具有白細胞五分類功能的血細胞分析儀器。各廠家設計生產的此類血細胞分析儀，其在白細胞分類技術上原理各不相同，分析測定項目略有不同，且形式多樣，結構復雜，試劑種類和成分也趨于復雜。不斷改進和升級的新產品使得儀器在白細胞分類技術上更加成熟和可靠。而技術的提高也帶來了儀器和消耗品（試劑）價格的增加。

二 儀器原理和散點圖特點 

1 體積、電導和激光散射原理 

    這是Beckman－Coulter公司生產的血細胞分析儀所采用的經典分析方法，他集三種物理學檢測技術于一體，在細胞處于自然原始的狀態下對其進行多參數分析。該方法也稱為體積、電導、激光散射血細胞分析法。此技術采用在標本中首先加入紅細胞溶血劑溶解掉紅細胞，然后加入穩定劑來中和紅細胞溶解劑的作用，使白細胞表面、胞漿和細胞體積保持穩定不變。然后應用鞘流技術將細胞推進到流動細胞計數池（Flowcell）中，接受儀器VCS三種技術的檢測。 

    V代表體積（Volume）測量法，是采用經典的庫爾特ZL技術，用低頻電流準確分析細胞體積。體積是區分白細胞亞群的一個重要的參數，它可有效區分體積大小差異顯著的淋巴細胞和單核細胞。C代表高頻電導性（Conductivity），采用高頻電磁探針原理測量細胞內部結構間的差異，也是該公司的ZL技術。細胞膜對高頻電流具有傳導性，當電流通過細胞時，細胞核的化學組份可使電流的傳導性產生變化，其變化量可以反映出細胞內含物的信息。該參數可用來區分體積相近而內部性質不同的細胞群體，如淋巴細胞和嗜堿性粒細胞，由于它們的細胞核特性不同而在傳導性參數上有所區別。S代表激光散射（Scatter）測量技術，采用氦氖激光源發出的單色激光掃描每個細胞，收集細胞在10°～70°角度內出現的散射光 (MALS)信號。該激光束可穿透細胞，探測細胞內核分葉狀況和胞漿中的顆粒情況，提供有關細胞顆粒性的信息，可以區分出顆粒特性不同的細胞群體。例如細胞內顆粒粗的要比顆粒細的散射光更強，因此可以用于區分粒細胞中的嗜中性、嗜酸性和嗜堿性三種細胞。

圖1 VCS法的測定原理 

    儀器將分析每個細胞在V、C、S 三種檢測技術上的測量結果，因為不同類別的細胞會在體積、表面特征、內部結構等方面呈現明顯的不同。將這些特征性信息被定義到以VCS為三維坐標(分辨率為256×256×256=16,777,216)所形成的立體散點圖中，這五類細胞可在三維空間中形成特定的細胞群。通過計算某群細胞數量占白細胞總數的百分比，即可得到五項白細胞分類結果。儀器不僅僅做出對正常白細胞的五項分類結果，給出典型的散點圖型，還可以提示許多異常細胞區域的報警。 

    VCS技術可通過DF1、DF2、DF3三個散點圖將五種類型白細胞明顯區分開。三個散點圖的縱坐標均定義為細胞體積。DF1為細胞體積和激光散射的直方圖，DF2和DF3為細胞體積和高頻電導性的直方圖，DF3為除去粒細胞群體后顯示出淋巴細胞后面的嗜堿性粒細胞圖像。 

圖2 各類白細胞在VCS三維空間中的分布特點 



圖3 各類白細胞在散點圖中的分布特點 

    VCS技術是Beckman－Coulter公司開發研制的經典專有方法，到目前為止的各種高檔血細胞分析儀均采用該方法對白細胞進行分析。該方法在白細胞分析上尚有特殊能力，例如可以測定和分析中性粒細胞的體積、核漿比例、細胞顆粒特性等參數，也就是將中性粒細胞的VCS三個參數分別給出，用于了解細菌感性疾病與其它疾病的區別。也可對淋巴細胞、單核細胞等均作出其細胞群體的三個技術參數值，是比較有前景的研究內容。 

    儀器在RBC、PLT、WBC計數上依然采用電阻抗法，血紅蛋白仍然采用比色法測定。該公司的五分類法血細胞分析儀先后推出多種類型，如MAXM、STKS、GEN·S、HmX、LH755和最新的LH780等型號，在某些機型還具有網織紅細胞分析功能和T淋巴細胞亞群分析功能