Поверка гематологических анализаторов на примере анализаторов типа «Гемаскрин - 08»

Курсовая работа

«Поверка гематологических анализаторов

на примере анализаторов типа «Гемаскрин - 08»

Выполнил:

Урванцев М.Ю.

Киров,  2015 г.

Введение

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Под единством измерений понимают состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.

Для обеспечения единства измерений необходимо не только применение узаконенных единиц величин, но и важно, чтобы размер единиц был одинаковым. Для этого следует воспроизводить единицы с максимально возможной точностью с помощью эталонов, хранить единицу в состоянии, обеспечивающем неизменность размера во времени, и регулярно передавать размер единицы всем другим средствам измерений, прослеживаемым к этой единице.

Возникает необходимость  создания таких иерархических систем, в которых технические средства, расположенные в определенном порядке в соответствии с их точностью, участвуют в последовательной передаче размера единицы от эталона всем средствам измерений этой величины (схема передачи размеров единиц от первичного эталона рабочим  средствам измерений представлена на рисунке 1 приложения настоящего конспекта). Порядок передачи устанавливается документами специального вида, называемыми поверочными схемами.

Поверочная схема - утвержденный документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений. Требования к содержанию и построению поверочных схем установлены МИ 2230-92 «ГСИ. Методика  количественного обоснования поверочных схем при их разработке» и ГОСТ 8.061-80 «ГСИ.  Поверочные схемы. Содержание и построение».

Основной метрологической операцией при передаче размеров единиц величин является поверка средств измерений.

1 Поверка средств  измерений

Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, а в процессе эксплуатации - периодической поверке.

Поверка средств измерений (далее также - поверка) - совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.

Правилами ПР 50.2.006-94 "ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения" установлено, что поверку средств измерений осуществляют органы государственной метрологической службы (ГМС), государственные научные метрологические центры (ГНМЦ), а также аккредитованные метрологические службы юридических лиц. Поверка проводится физическим лицом, аттестованным в качестве поверителя в соответствии с правилами ПР 50.2.012-94 "ГСИ. Порядок аттестации поверителей средств измерений", по нормативным документам, утверждаемым по результатам испытаний с целью утверждения типа. Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него и (или) техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма и (или) выдается "Свидетельство о поверке". Если по результатам поверки средство измерений признано не пригодным к применению, оттиск поверительного клейма и (или) "Свидетельство о поверке" аннулируются и выписывается "Извещение о непригодности" или делается соответствующая запись в технической документации.

2 Средства измерения медицинского назначения

Широкое распространение средств измерений в медицине привело к возникновению новой отрасли приборостроения - медицинскому приборостроению, а специфика медицинских измерений побудила выделить в метрологии новое направление - медицинскую метрологию. Специфика медицинских измерений проявляется как в особенностях измерения, создания и применения средств измерений для оценки медико-биологических процессов и состояний, так и в особенностях их эксплуатации.

Средства измерения медицинского назначения, в основном измерительные приборы, можно разделить на три группы по способу нормирования их диапазонов измерений и точностных характеристик.

Первая группа - приборы, градуированные непосредственно в единицах тех физических величин, значения которых являются конечной измерительной информацией, необходимой и достаточной для приобщения к комплексу сведений, позволяющих сделать медицинское заключение. Такими примерами являются медицинский термометр, гемоглобинометр, динамометр и др.

Вторая группа - приборы, градуированные не в величинах, непосредственно интересующих исследователя, а в промежуточных величинах, измеренные значения которых еще нужно преобразовать в окончательную информацию с помощью другого прибора или путем вычисления.

Так, например, фотоэлектрические колориметры широко применяются при биологических анализах, градуированы в процентах пропускания (светопропускания) и в единицах оптической плотности. Для измерения с помощью такого прибора концентрации какого-либо компонента биожидкости, например, концентрации билирубина в крови, нужно построить по данным эксперимента график перевода значений оптической плотности в концентрацию билирубина.

Третья группа - приборы, для которых характерно представление их метрологических свойств с помощью вспомогательных величин и параметров. Типичным представителем этой группы является электрокардиограф. Кроме чувствительности, выраженной в мм/мВ и позволяющей определить амплитуды биоэлектрических сигналов, важнейшими являются такие характеристики прибора, как коэффициент режекции, неравномерность и нелинейность амплитудно-частотной характеристики и др. Качество графического воспроизведения биоэлектрических потенциалов в значительной степени зависит от динамических характеристик прибора, но приводимые в эксплуатационной документации сведения о конкретных значениях этих величин или параметров не являются для врача ориентирующими при определении возможных отклонений результата измерений от действительного значения величин, характеризующих исследуемый процесс.

Поэтому наибольшей врачебной информативностью обладают приборы первой из перечисленных групп, и одной из важнейших задач медицинской метрологии является разработка методов и средств, которые позволят для всех медицинских измерительных приборов добиться такого выражения точностных параметров, которые при соблюдении метрологических требований будут достаточно информативны для врача.

 Гематологические  анализаторы

3.1 Преимущества использования гематологических анализаторов в медицинской практике.

Гематологический анализатор стал неотъемлемой частью современной клинико-диагностической лаборатории. Появление этих приборов произвело поистине революционные изменения в практике анализа клеточного состава крови.

Благодаря высокой производительности анализатора, лаборант выполняет исследование крови по 20 и более показателям всего за 1 минуту. Но самое главное - современные гематологические анализаторы обладают исключительно высокой точностью и аналитической надежностью, абсолютно недостижимыми при выполнении исследований ручными методами. При подсчете клеток крови в камере Горяева только статистическая ошибка, обусловленная случайными вариациями числа клеток, попадающих в площадь сетки Горяева, составляет около 7%. Суммарная же погрешность может превышать 10-15% и существенно зависит от навыков лаборанта, от его прилежности. При выполнении исследований ручными методами велика вероятность грубых ошибок. В таких условиях для того, чтобы лаборатория давала достаточно точные результаты исследований, руководителю лаборатории необходимо прикладывать большие усилия. Частые расхождения результатов анализа с клинической картиной формирует у клиницистов устойчивое недоверие к лаборатории. Современные же гематологические анализаторы позволяют выполнять измерения концентрации клеток крови с точностью 1-3%. Отсутствие элементов, изменяющих свои характеристики со временем, гарантирует высокую аналитическую надежность получаемых результатов. Наличие в лаборатории гематологического анализатора кардинальным образом меняет ситуацию - не лаборатория подстраивается под клинициста, а клиницист верифицирует предполагаемый диагноз на основании полученных из КДЛ данных.

Современные гематологические анализаторы наряду с обычными гематологическими показателями (концентрация эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина) позволяют определять ряд новых весьма важных показателей - MCV, MCH, MCHC, RDW и др., что существенно повышает диагностическую значимость выполняемого анализа.

Сегодня в мире выпускается большое число различных моделей гематологических анализаторов. Они различаются степенью автоматизации, применяемыми в них техническими решениями, надежностью, числом определяемых параметров, точностными характеристиками, а также стоимостью.

3.2 Принцип работы гематологических анализаторов

В современных гематологических анализаторах технология подсчета форменных элементов крови основана на кондуктометрическом методе, предложенном H. Wallace и Joseph R. Culter в 1947 г. Принцип метода заключается в подсчете числа и определении характера импульсов, возникающих при прохождении клетки через отверстие малого диаметра (апертуру), по обе стороны которого расположены два изолированных друг от друга электрода. Каждое прохождение клетки через апертуру сопровождается появлением электрического импульса, который регистрируется электронным датчиком. Чтобы определить концентрацию клеток, достаточно пропустить определенный объем пробы через канал и подсчитать количество импульсов, которые при этом генерируются. Если в один и тот же момент в канале находятся 2 клетки, то они регистрируются в виде одного импульса, что приводит к ошибке в подсчете клеток. Во избежание этого производится разведение пробы изотоническим раствором до такой концентрации, чтобы в единицу времени в канале датчика находилась только одна клетка. Однако при плохом перемешивании (гомогенизации) образца крови перед исследованием возможно возникновение такой ошибки даже при правильном подборе разведения. 

Разделение клеток по категориям (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, осадок) осуществляется прибором на основании анализа амплитуды полученных импульсов. Небольшие по размерам клетки (тромбоциты) генерируют импульсы низкой амплитуды, а сравнительно большие клетки (лейкоциты, эритроциты) – импульсы высокой амплитуды. Устройство, называемое «дискриминатор», разделяет амплитуды импульсов по величине, что и дает возможность отдельно подсчитать количество тромбоцитов и эритроцитов. Поскольку размеры лейкоцитов близки к размерам эритроцитов и их не удается выделить указанным методом, они неизбежно будут влиять на подсчет эритроцитов. Однако за исключением явных лейкоцитозов (> 50х109/л), это влияние будет незначительным, так как в норме концентрация эритроцитов в крови на 3 порядка превышает концентрацию лейкоцитов. В то же время при подсчете количества лейкоцитов необходимость разрушения эритроцитов очевидна. Эта задача легко разрешима, так как свойства мембран лейкоцитов и эритроцитов существенно различаются, и эритроциты легко лизируются под воздействием многих поверхностно - активных веществ (ПАВ). Под воздействием тех же ПАВ различные формы лейкоцитов претерпевают сжатие (изменение размеров) разной степени, что и лежит в основе их разделения кондуктометрическим методом на три основные популяции: гранулоциты, лимфоциты и так называемые средние клетки. В область малых объемов (35-90 фл) попадают лимфоциты, которые значительно уменьшаются в размере. Гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), напротив, подвергаются небольшому сжатию и расположены в области больших объемов (120-400 фл). Между двумя пиками имеется зона средних клеток, которая лучше всего соотносится с моноцитами (по этой причине в некоторых анализаторах эти клетки указываются как моноциты). Однако при измерении клеток кондуктометрическим методом в зону средних клеток могут попадать также базофилы и эозинофилы, особенно если они частично или полностью дегранулированы. Поэтому более корректным названием параметра следует считать «средние» клетки (MID), а не моноциты, и учитывать этот факт при работе с результатами ОАК, полученными на анализаторе с тремя дифференцировочными зонами для лейкоцитов без морфологического изучения формулы крови.

Таким образом, кондуктометрический метод позволяет определять большинство эритроцитарных и тромбоцитарных показателей, связанных с объемом клеток, а также является основой для трехчленной дифференцировки лейкоцитов. В анализаторах последнего поколения вышеописанный метод объединен с использованием различных дифференцировочных лизатов, лазерного светорассеивания, радиочастотного анализа, иммуноцитохимического метода, что значительно расширяет возможности исследования и позволяет определять до 30 параметров крови, включая полный анализ лейкоцитарной формулы и подсчет ретикулоцитов. 

Для определения концентрации гемоглобина применяется спектрофотометрический метод. Все формы гемоглобина, содержащиеся в анализируемой крови переводятся в одну - гемиглобинцианид. Перевод гемоглобина в гемиглобинцианид осуществляется при его взаимодействии с трансформирующим раствором, содержащим феррицианид калия, цианид калия, дигидрофосфат калия и неионный детергент. Дигидрофосфат калия поддерживает уровень рН. Детергент усиливает гемолиз эритроцитов и предотвращает мутность, связанную с белками плазмы. Феррицианид калия окисляет все формы гемоглобина в метгемоглобин, который образует с цианистым калием гемиглобинцианид. Раствор гемиглобинцианида образует отчетливую полосу поглощения света в желто-зеленой области спектра с максимумом при 540-545 нм. Именно этот участок спектра используется для определения концентрации общего гемоглобина. Интенсивность окраски раствора прямо пропорциональна концентрации гемоглобина в пробе.

Результаты автоматического гематологического анализа представлены в виде цифровых значений (абсолютных или относительных), а также графически – в виде гистограммы распределения клеток по объему. Гистограммы, предоставляющие дополнительную информацию, рекомендуется рассматривать параллельно с цифровыми значениями, они обязательно должны присутствовать на бланке исследования.

3.3 Основные показатели, определяемые  в ходе анализа крови с помощью  гематологического анализатора.

Общий анализ крови может быть сокращённым, содержащим показатели гемоглобина, лейкоцитов, скорость оседания эритроцитов, и развёрнутым, в котором указаны все элементы крови. Ниже приведены три основных показателя, определяемые с помощью гематологического анализатора в ходе общего анализа крови.

WBC (white blood cells) – количество  лейкоцитов крови (х109/л). Ошибки в подсчете числа лейкоцитов на автоматическом анализаторе возможны в сторону его повышения при наличии в крови нормобластов или устойчивых к лизису эритроцитов, агрегатов тромбоцитов, криоглобулинов или криофибриногена. В таких случаях в большинстве современных анализаторов появляются сообщения об ошибке («флаги»), распечатываемые на бланке анализа. Ложное занижение показателя возможно при длительном хранении крови (более 24 ч) или грубом перемешивании.

RBC (red blood cells) – количество  эритроцитов крови (х1012/л). Ложнозавышенные результаты наблюдаются при наличии в крови гигантских тромбоцитов, криоглобулинов. Ложное занижение результатов может быть следствием агглютинации эритроцитов (в том числе холодовой), повышения вязкости крови при ее охлаждении во время хранения или транспортировки, наличия микросгустков из-за плохого перемешивания с антикоагулянтом сразу после забора крови, выраженного микроцитоза эритроцитов. При параллельном подсчете эритроцитов в камере Горяева расхождение результатов может достигать 30% вследствие частичного гемолиза и неточного дозирования при разведении эритроцитов вручную, поэтому «перепроверять» количество эритроцитов рутинным методом нецелесообразно.

HGB (hemoglobin) - концентрация гемоглобина крови (в г/л или г/дл). Концентрация гемоглобина в большинстве гематологических анализаторов определяется спектрофотометрическим гемоглобинцианидным или другими методами. На результат может повлиять гиперлейкоцитоз (>50х109/л), а также повышенное содержание в крови нейтральных жиров (липемия), что связано с техническими возможностями прибора, а не с методологией измерения. Избежать влияния липемии можно при правильной подготовке пациента к анализу (диета накануне исследования, сдача крови натощак).

4 Описание гематологического анализатора «Гемаскрин - 08».

Анализаторы гематологические серии «Гемаскрин» (далее по тексту - анализаторы) предназначены для измерения следующих параметров крови:

• RBC - Концентрация эритроцитов;
• WBC - Концентрация лейкоцитов;
• HGB - Концентрация гемоглобина.

Внешний вид анализатора представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид гематологического анализатора «Гемаскрин – 08»

Анализаторы также могут рассчитывать следующие параметры крови: гематокрит, средний объем эритроцитов, среднее содержание гемоглобина в эритроцитах, средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах, ширина распределения эритроцитов по объему, ширина распределения эритроцитов по объему, число тромбоцитов, средний объем тромбоцитов, распределение тромбоцитов по объему, тромбокрит, коэффициент больших тромбоцитов, дифференцировка лейкоцитов на 3 субпопуляции в абсолютном и относительном отношении (лимфоциты, средние клетки, гранулоциты) или на 5 субпопуляций в абсолютном и относительном отношении (лимфоциты, средние клетки, базофилы, нейтрофилы и эозинофилы).

Принцип действия анализаторов основан на двух методах измерения, описанных выше:

кондуктометрический метод для подсчета количества эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, основанный на изменении сопротивления раствора между электродами при прохождении клетки крови через апертуру фиксированного диаметра и спектрофотометрический метод для определения концентрации гемоглобина, основанный на поглощении измеряемым раствором излучения с длиной волны 540 нм.

Конструкция анализатора включает в себя следующие блоки и узлы:

Основной   блок,   предназначенный   для   проведения   анализа  образцов и включающий в себя блок измерительных камер для выполнения кондуктометрических и спектрофотометрических измерений.

Блок подачи образцов, предназначенный для автоматизации ввода образцов в основной блок.

Блок проточной цитометрии для дифференцировки лейкоцитов на 5 субпопуляций.

Блок обработки информации, предназначенный для обработки данных и управления основным блоком.

Узел гидравлической автоматики, предназначенный для дозирования и разведения образцов цельной крови необходимыми реагентами с целью обеспечения работы измерительных камер основного блока.

5 Поверка гематологического  анализатора «Гемаскрин - 08»

Гематологические анализаторы серии «Гемаскрин» прошли испытания в целях утверждения типа, признаны средством измерения и подлежат периодической поверке. Регистрационный номер средства измерения в Федеральном информационном фонде 54897-13.  Производитель: Общество с ограниченной ответственностью «Хоспитекс Диагностикс», Россия.

Межповерочный интервал - 1 год.

Поверка проводилась в соответствии с методикой поверки МП 30.Д4-13.

При проведении поверки выполнялись операции, перечисленные в Таблице 1.

Таблица 1.

Средства поверки: ГСО 9624-2010 состава форменных элементов крови.

Условия поверки: температура воздуха 21,9º С, относительная влажность воздуха - 49%, атмосферное давление 758 мм.рт.ст. В помещении отсутствовали механические вибрации и посторонние источники излучения, а также мощные постоянные и переменные электрические магнитные поля.

Результаты поверки

5.1 Внешний осмотр

Проверку внешнего вида анализатора проводили путем визуального осмотра (фотографическое изображение соответствует образцу анализатора, представленного на поверку, отсутствуют механические повреждения), в протокол поверки заносили заводской номер и модель анализатора.

5.2 Опробование

5.2.1 Опробование анализаторов проводили путем включения анализатора в соответствии с указаниями, приведенными в руководстве пользователя на анализатор. После включения анализатора на дисплее появляется главное меню анализатора.

5.2.2 Идентификация программного обеспечения

Встроенное программное обеспечение размещается в энергонезависимой памяти процессоров аппаратной части анализатора, запись которой осуществляется в процессе производства. Доступ к нему исключён конструкцией аппаратной части анализаторов (установка интегральных схем пайкой, отсутствие внешних интерфейсов обновления программного обеспечения).

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части программного обеспечения анализаторов соответствуют требованиям нормативно - технической документации.

5.3 Проверка диапазона измерения WBC, RBC, HGB

5.3.1 Проверку диапазона измерения WBC, RBC, HGB совмещали с операциями определения относительного среднего квадратичного отклонения измерения WBC, RBC, HGB.

5.3.2 Анализатор прошел поверку, т.к. диапазон измерения WBC, RBC, HGB соответствует следующим диапазонам: WBC (0 ÷ 119,9) х109 1/л; RBC (0 ÷ 14) х1012 1/л; HGB (0 ÷ 35) г/дл.

5.3.4 Определение относительного среднего квадратичного отклонения измерения WBC, RBC, HGB

Для определение относительного среднего квадратичного отклонения измерения WBC, RBC, HGB проводили 10 измерений параметров в ГСО 9624-2010 (патологический уровень) и 10 измерений параметров в ГСО 9624-2010 (нормальный уровень).

5.4.3 Рассчитывали средние арифметические значения параметров ГСО (Ссрj ) по формуле

,

где Сi- текущее значение измерения j-го параметра

5.4.4 Рассчитывали относительное среднее квадратичное отклонение измерения WBC, RBC, HGB в ГСО 9624-2010 S0j, %, по формуле

5.4.5 Анализатор выдержал поверку, так как полученные значения относительного среднего квадратичного отклонения измерения WBC, RBC, HGB не превышают 3,5% при измерении содержания WBC; 2,5% при измерении содержания RBC; 2,0% при измерении содержания HGB.

5.4.6 Оформление результатов поверки.

По результатам поверки анализатор признан пригодным к эксплуатации. Выдано свидетельство о поверке, оформленное в соответствии с правилами по метрологии ПР 50.2.006-94. Оформлен протокол поверки в соответствии с Приложением А к Методике поверки МП 30.Д4-13 «Анализаторы гематологические серии Гемаскрин» (протокол поверки приведен в п. 5.4.7 данной курсовой работы).

Федеральное бюджетное учреждение

«Государственный региональный центр стандартизации,

 метрологии и испытаний  в Кировской области»

610035, г. Киров, ул. Попова, д. 9

ПРОТОКОЛ № 63-49/6317-263

Периодической поверки от «25» февраля 2015г.