具有凝集块校准的血小板计数的系统和方法
【专利说明】具有凝集块校准的血小板计数的系统和方法
[0001] 相关专利申请的交叉引用
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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】
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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r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.^，对于LMLS而言介于9°-19°之间，并且对于UMLS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。
[0012] 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）。
[0013] 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One)、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。
[0014] 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 (rotatedloweranglelightscatter，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。
[0015] 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0C)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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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 指不指定给生物样品；以及输出该指定的血小板状态指不。
[0022] 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。
[0023] 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