nghiên cứu tìm hiểu máy xét nghiệm huyết học cell dyn 3700

Chúng có khả năng nuốt các hạt lạ, có số lượng lớn trong niêm mạc vàcác bề mặt bao phủ trong cơ thể có liên quan đến các đáp ứng dị ứng.Thường có tới0,04-0,4 .109 bạch cầu ưa axit trong

.BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Phan Anh Tuấn Số hiệu sinh viên: 20073209 Khoá: 52 Viện : Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện tử y sinh 1 Đầu đề đồ án: Nghiên cứu tìm hiểu máy xét nghiệm huyết học CELL DYN 3700 2 Các số liệu và dữ liệu ban đầu: ……… ……… …… ………

……….…

……… ……….

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ……… ….

………

… ………

… ….………

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): ……… ….

……… ……….

……….

5 Họ tên giảng viên hướng dẫn: ……… ………

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……….…………

7 Ngày hoàn thành đồ án: ……… ………

Ngày tháng năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phan Anh Tuấn Số hiệu sinh viên : 20073209 Ngành: Điện tử y sinh Khoá: 52 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Phúc Ngọc Cán bộ phản biện :

1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

2 Nhận xét của cán bộ phản biện:

Ngày tháng năm

Cán bộ phản biện

( Ký, ghi rõ họ và tên )

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phạm

Phúc Ngọc đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh làm ở phòng vật tư bệnh viện E đã cho

em được thực tập, có cơ hội tiếp xúc với các loại máy móc y tế

Cảm ơn các thầy, các cô ở trường đại học bách khoa Hà Nội đã ân cần chỉ dạy dẫn bước cho em trong suốt quá trình học tập

Sau cùng em xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình ,bạn bè, tập thể lớp điện tử y sinh K52 đã giúp đỡ ,góp ý trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ

án tốt nghiệp

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Công việc chẩn đoán là mắt xích quan trọng để giúp đỡ và chữa trị cho bệnhnhân Trong đó xét nghiệm là một trong các bước cơ bản giúp cho việc chẩn đoán đượctốt hơn Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề quá tải ở các bệnh viện lớn là thường xuyên xảy

ra Chính điều đó đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc điều trị của người bệnh.Vấn đề cấp thiết cần đặt ra ở đây là phải chẩn đoán nhanh gọn, chính xác giúp đem lạihiệu quả cao

Đề tài này nhằm giới thiệu về một dòng máy xét nghiệm huyết học tân tiếnđang được sử dụng tại nhiều bệnh viện lớn ở Việt Nam ,đó là máy huyết học tự độngCELL DYN 3700 do hãng Abbott sản xuất

CELL DYN 3700 là một trong những máy phân tích huyết học ứng dụng nhiều

kỹ thuật mới nhất hiện nay Với kết quả chính xác cao , khả năng hiển thị 25 thông sốcông thức máu với năng suất xử lý 90 mẫu/giờ CELL DYN 3700 đáp ứng rất tốt cácnhu cầu hiện nay

Với mục đích nghiên cứu tìm hiểu sâu về một dòng xét nghiệm huyết học cụthể, qua đó có được các kiến thức tổng hợp và thực tế giúp cho việc phát triển các kĩnăng công việc trong tương lai, đồ án sẽ gồm các nội dung chính sau đây :

Lý thuyết sinh hóa về máuNguyên lý đo trong máy CELL DYN 3700Cấu tạo của thiết bị

Quá trình cài đặt và vận hành thiết bịBảo dưởng và sửa chữa CELL DYN 3700

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

MỤC LỤC BẢNG

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT SINH HÓA VỀ MÁU :

Khái niệm máu :

Máu là một tổ chức di động được tạo thành từ thành phần hữu hình là các tế bào(hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) và huyết tương Chức năng chính của máu là cung cấpcác chất nuôi dưỡng và cấu tạo các tổ chức cũng như loại bỏ các chất thải trong quátrình chuyển hóa của cơ thể như khí carbonic hay axit lactic Máu cũng là phương tiện

cơ thể Các rối loạn về thành phần cấu tạo của máu hay ảnh hưởng đến sự tuần hoànbình thường của nó có thể dẫn đến rối loạn chức năng của nhiều cơ quan khác nhau.Một người trung bình có từ 4 đến 5 lít máu Máu tập chung nhiều ở cơ cỡ khoảng

40 %, ở phổi khoảng 6.5 % và ở thận là khoảng 7.5%

Thành phần cấu tạo của máu :

Hình 1.1 Thành phần cấu tạo của máu

Thành phần cấu tạo của máu gồm có huyết tương và huyết cầu trong đó huyết cầuchiếm khoảng 40-45% thể tích máu

1.1 Thành phần hóa học của huyết cầu :

1.1.1. Hồng cầu :

Hồng cầu trưởng thành, lưu thông trong máu là tế bào không có nhân Ở điều kiện tựnhiên nó có hình đĩa lõm 2 mặt, đường kính khoảng 7,2mm, bề dày ở ngoại vi là 2mm,

ở trung tâm là 1mm

có hai mặt lõm), vì vậy khi hồng cầu biến dạng màng hồng cầu không bị căng và vỡ ra.Nếu tính diện tích toàn bộ màng hồng cầu trong cơ thể cộng lại, có thể lên đến 3000m2.

Người trưởng thành, ở máu ngoại vi có 3,8 1012 hồng cầu/lít (đối với nữ);4,2.1012 hồng cầu/lít (đối với nam) Trẻ mới sinh, ở ngày đầu số lượng hồng cầu rất cao(5,0 x1012 hồng cầu/lít) Sau đó, do hiện tượng tan máu, số lượng hồng cầu giảm dần.Trẻ em dưới 15 tuổi có số lượng hồng cầu thấp hơn người trưởng thành 0,1 -0,2.1012 hồng cầu/lít Số lượng hồng cầu ổn định ở tuổi trưởng thành.Số lượng hồngcầu tăng lên sau bữa ăn, khi lao động thể lực, sống ở trên núi cao 700 - 1000m, khi ranhiều mồ hôi, bỏng mất huyết tương, trong bệnh đa hồng cầu, bệnh tim bẩm sinh Số

ngày, ở nơi có phân áp oxy cao, các loại bệnh thiếu máu, suy tuỷ, nhiễm độc, chảy máutrong, chảy máu do vết thương

Hemoglobin (Hb) là 1 protein màu, phức tạp thuộc nhóm chromoproteid màu đỏ, cónhóm ngoại là hem Hb là thành phần chủ yếu của hồng cầu, chiếm 28% và tương ứngvới 14,6g trong 100 ml máu Hb gồm 2 phần: hem và globin Mỗi phân tử Hb có 4hem và 1 globin Nó được tạo thành từ 4 dưới đơn vị Mỗi dưới đơn vị là 1 hem kếthợp với globin

Globin có cấu trúc là các chuỗi polypeptid Ở người lớn, 4 chuỗi polypeptid giốngnhau từng đôi một: 2 chuỗi a và 2 chuỗi b Các dưới đơn vị liên kết với nhau bằng liênkết yếu: liên kết ion, liên kết hydro, tạo nên cấu trúc bậc 4 của phân tử Hb (hình 3.2) Ởchuỗi polypeptid của mỗi dưới đơn vị có 1 hốc chứa hem Trung tâm của phân tử Hb

có 1 hốc rỗng gọi là hốc trung tâm (hình 3.3) Hốc trung tâm tiếp nhận phân tử 2,3diphosphoglycerat (2,3 DPG) và sự kết hợp của hốc trung tâm với 2,3 DPG có vai tròđiều hoà ái lực của Hb với 0xy

Thành phần thứ 2 của Hb là hem Sắc tố hem thuộc loại porphyrin là những chất cókhả năng kết hợp với nguyên tử kim loại Hem ở người là porotophyrin IX kết hợp với

Fe++ Hem có 4 nhân pyrol liên kết với nhau bằng cầu nối menten (-CH=) Vòngporphyrin có gắn các gốc metyl (-CH3) ở vị trí 1, 3, 5, 8; các gốc vinyl (-CH=CH2) ở vịtrí 2,4; các gốc propionyl (-CH2 - CH2 - C00H) ở vị trí 6,7 Fe++ gắn với đỉnh phía trongcủa nhân pyrol bằng hai liên kết đồng hoá trị và hai liên kết phối trí và với globin quagốc histidin

Hemogobin khác nhau ở phần cấu tạo globin Hb của thai nhi là HbF Globin củaHbF gồm hai chuỗi a và hai chuỗi g Hb của người lớn là HbA Globin của HbA gồmhai chuỗi a và hai chuỗi b (vị trí thứ 3 của chuỗi b là glutamin được thay bằng threonin

ở chuỗi g) Hb của bệnh nhân mắc bệnh thiếu máu có hồng cầu hình lưỡi liềm là HbS

dễ vỡ khi qua mao mạch nhỏ HbC và HbD là các Hb bình thường gặp ở một số chủngtộc người Châu Phi.

Bình thường người Việt có Hb là 14,6g (đối với nam) và 13,3g (đối với nữ) trong100ml máu Đếm số lượng hồng cầu và định lượng Hb là những xét nghiệm quan trọngtrong đánh giá sự thiếu máu, thiếu máu đẳng sắc (giá trị hồng cầu =1), thiếu máu ưusắc (giá trị hồng cầu >1) và thiếu máu nhược sắc (giá trị hồng cầu <1)

Hemoglobin kết hợp với oxy tạo thành oxyhemoglobin (Hb02) Khả năng kết hợplỏng lẻo và thuận nghịch tạo điều kiện cho việc Hb nhận oxy ở phổi rồi vận chuyển đến

mô giải phóng oxy cho tế bào Oxy kết hợp với Hb ở phần Fe++ của hem

Mỗi Hb có 4 hem, mỗi hem có 1Fe++ Như vậy về mặt lý thuyết một phân tử Hb cóthể kết hợp bão hoà với 4 phân tử oxy Thực tế trong cơ thể điều này rất khó xảy ra vìkhông bao giờ có sự bão hoà 100% Hb02 Sự kết hợp giữa oxy với Fe++ xảy ra như sau:Khi một phân tử oxy gần tới Fe++ (do oxy khuyếch tán từ phế nang vào máu, từ máuvào trong hồng cầu) thì cùng một lúc xảy ra hai mối liên kết: Fe++-02- và Fe++-N+- (nitơcủa nhóm imidazol) Lúc này oxy mang điện tích âm vì nhận điện tử của nitơ Fe++ lúcnày trở thành một acid yếu Vì một lý do nào đó mà không có mối liên kết Fe++-N+-, lúcnày oxy không liên kết với Fe++ mà lại nhận điện tử của Fe++ , Hb chuyển thànhmethemoglobin, làm cho Hb mất khả năng vận chuyển oxy Imidazol định hướng trên

bề mặt hem là nguyên nhân tạo ra mối liên kết Fe++-N+-

Sự kết hợp và phân ly Hb02 chịu ảnh hưởng của p02,pC02, pH, nhiệt độ máu.Hemoglobin kết hợp với carbonic tạo thành carbohemoglobin (HbC02) Đây cũng làmột phản ứng thuận nghịch Sự kết hợp xảy ra ở mô, sự phân ly xảy ra ở phổi.Carbonic kết hợp với Hb ở nhóm amin của globin nên gọi là phản ứng các carbamin.Carbonic được vận chuyển ở dạng HbC02 không nhiều, chỉ chiếm 6,5% tổng sốC02 vận chuyển trong máu

Hemoglobin kết hợp với carbonmonocid tạo thành Carboxyhemoglobin (HbC0)

cao, gấp 210 lần ái lực của Hb với 02, thậm trí C0 còn đẩy được 02 ra khỏi Hb02 Khingộ độc C0, cần cho thở 02 phân áp cao để tái tạo lại oxyhemoglobin

Hemoglobin có tính chất đệm Hệ đệm hemoglobin là một trong các hệ đệm quantrọng của máu, đó là hệ đệm HHb/KHb và hệ đệm HHbC02/KHb02.Khả năng đệm của Hb là đáng kể vì hàm lượng Hb trong máu khá cao và chiếmkhoảng 35% dung tích đệm của máu

Trong quá trình chuyển hoá Hb, cơ thể tạo ra sắc tố mật Sắc tố mật không có chứcnăng sinh lý nhưng nó là chất chỉ thị màu đối với các nhà lâm sàng, nó cho ta biết mật

có mặt ở đâu, qua đó đánh giá chức năng gan mật

Nhiệm vụ chính của hồng cầu là vận chuyển khí oxy và carbonic.Ngoài ra hồng cầucòn đảm nhận chức năng điều hòa cân bằng axit-bazo của máu và tạo độ nhớt của máu

1.1.2. Bạch cầu :

Chiếm khoảng 3% thành phần của huyết cầu và là một thành phần quan trọng của hệmiễn dịch Nó là các tế bào có nhân hình dáng và kích thước khác nhau tùy theo từngloại Ở người trưởng thành ,số lượng bạch cầu ở nam giới là khoảng 7000/mm3 và ở nữgiới là khoảng 6800/mm3 .Riêng đối với trẻ sơ sinh số lượng bạch cầu rất cao :20000/mm3 .thời gian sống của bạch cầu là khoảng từ 7 -14 ngày

Thành phần của bạch cầu rất phức tạp, gồm nhiều chất hữu cơ và vô cơ Bào tương củabạch cầu chứa nhiều sắt ,canxi, lipid ( cholesterol, triglycerid và axit béo) Các lipidnày liên quan tới vai trò chống nhiễm trùng của bạch cầu

Bạch cầu gồm có các loại là bạch cầu hạt ( bạch cầu đa nhân) và bạch cầu không hạt(bạch cầu đơn nhân) Bạch cầu đa nhân được chia thành 3 loại : trung tính , ưa axit vàbazo Bạch cầu đơn nhân được chia thành 2 loại : monocyt và lymphocyt Ở người bìnhthường, tỷ lệ các thành phần bạch cầu trong máu ngoại vi chiếm khoảng như sau :

Bạch cầu hạt ưa axit (Eosinophin) : 2.3% Kích thước khoảng 7-12 µm Là mộtloại bạch cầu trong tế bào có những hạt thô nhuộm máu đỏ cam với thuốc nhuộmRomanowsly Chúng có khả năng nuốt các hạt lạ, có số lượng lớn trong niêm mạc vàcác bề mặt bao phủ trong cơ thể có liên quan đến các đáp ứng dị ứng.Thường có tới0,04-0,4 109 bạch cầu ưa axit trong một lít máu

Bạch cầu hạt ưa bazo (Basophins) :0.4% Kích thước khoảng từ 10-14 µm Làmột loại bạch cầu trong tế bào chất có khả năng giết chết các hạt nhỏ và có chứaHistamine và heparin Thường có khoảng 0,2.109 bạch cầu ưa bazo trong một lít máu

Bạch cầu monocyt : 5.3% Là một loại bạch cầu có nhân hình thận Chức năngcủa chúng là nuốt các hạt lạ như vi trùng và các mảnh mô vụn Bình thường có khoảng0,2-0.8 109 bạch cầu monocyt trong một lít máu

Bạch cầu hạt trung tính ( Neutrophils) : 62.0 % Kích thước khoảng 10-15 µm

Là một loại bạch cầu hạt có nhân hình thùy.Bạch cầu trung tính có khả năng nuốt vàgiết các vi trùng tạo thành một cơ chế bảo vệ quan trọng để chống lại các bệnh viêmnhiễm Bình thường có khoảng 2-7,5 109 bạch cầu trung tính trong một lít máu

Bạch cầu Lymphocyt : 30 % Là một loại bạch cầu thấy trong các hạt bạchhuyết , lách, tuyến ức, thành ruột và tủy xương.Bình thường có khoảng 1,5-4 109

lympho bào trong một lít máu Lympho bào có tính liên quan đến miễn dịch và có thểchia ra : Lympho bào B (sản sinh ra các kháng thể) và Lympho bào T (liên quan đếnthải loại mô ghép )

Hình 1.3 Các loại bạch cầu

1.1.3. Tiểu cầu :

Chiếm khoảng 1% thành phần của huyết cầu Tiểu cầu là tế bào không nhân, có chứcnăng chính là tham gia vào quá trình đông máu.tiểu cầu có dạng nhỏ, tròn, đường kínhtrung bình cỡ khoảng 2μm Số lượng trung bình của tiểu cầu trong máu là 250 đến750.106 /lit Thành phần chủ yếu gồm có Protein (57%) ,lipid ( 19%) và một lượng nhỏGlucid

1.2 Thành phần hóa học của huyết tương :

Nước chiếm khoảng 92%

Protein chiếm khoảng 6-8% trong đó bao gồm 3 thành phần chính :

Albumin : chiếm khoảng 56.6% tổng lượng protein trong huyết tương Thànhphần chứa nhiều Cys ,Gly, Tyr Albumin đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì

áp suất thẩm thấu máu và tham gia vận chuyể các chất không tan trong máu nhưBilirubin tự do,axit béo, một số thuốc và vitamin tan trong dầu

Globulin: chiếm khoảng 35% tổng lượng protein trong huyết tương Bao gồmcác α-β-γ –globulin Trong đó các α-β-globulin giúp vận chuyển cholesterol, cáchormon steroid, axit béo, kim loại nặng ( Fe, Cu, Zn, Co…) γ-globulin cấu tạo nêncác kháng thể Globulin tăng trong các trường hợp nhiễm khuẩn,các quá trình viêmcấp và mãn tính

Glucoprotein : là protein tạp phần glucid ,có thể là Monosaccarit hoặc dẫn xuấtAmino của nó Việc tăng glucoprotein thường gặp trong các bệnh lao, viêm phếquản, viêm phổi thấp khớp , viêm cầu thận cấp…

hormon tuyến yên, tuyến tụy và tuyến thượng thận Glucose giữ nhiệm vụ cung cấpnăng lượng.

Lipid : bao gồm Triglicerde, Cholesterol, Phosphatide, Lipoprotein

Axit hữu cơ

Các enzym huyết thanh

1.3 Chức năng của máu :

Chức năng hô hấp : huyết sắc tố lấy oxi từ phổi đem cung cấp cho tế bào và vậnchuyển CO2 từ tế bào ra phổi để thải ra ngoài

Chức năng dinh dưỡng : máu vận chuyển các chất dinh dưỡng :Axit amin,axit béo,glucose từ những mao ruột non đến các tế bào và các tổ chức trong cơ thể

Chức năng bài tiết : máu đem cặn bã của quá trình chuyển hóa đến các cơ quan bàitiết

Chức năng điều hòa nhiệt độ : trời nóng máu đưa thân nhiệt ra phần nông của cơthể (bằng cách giãn mạch ngoại biên) để tỏa nhiệt ra bên ngoài Trời lạnh máu truyềnnhiệt vào các phần sau của cơ thể nhiều hơn (bằng cách co mạch ngoại biên để giữnhiệt)

Chức năng bảo vệ cơ thể : bạch cầu làm nhiệm vụ thực bào, tiêu diệt vi khuẩn cáckháng thể , kháng độc tố của huyết tương tạo ra khả năng miễn dịch của cơ thể Ngoài

ra hiện tượng đông máu cũng là một hình thức tự bảo vệ khi bị chảy máu

Chức năng điều hòa hoạt động các cơ quan trong cơ thể : máu chứa các hormon docác tuyến nội tiết tiết ra có tác dụng điều hòa trao đổi chất và các hoạt động khác

CHƯƠNG 2 CÁC NGUYÊN LÝ ĐO TRONG MÁY CELL DYN 3700

Các Phương pháp đo được sử dụng trong máy CD 3700

Có 4 hệ thống đọc riêng rẽ trên máy CD3700 để cho ra các thông số huyết học

• WOC: đo tổng số tế bào bạch cầu và 5 thành phần bạch cầu bằngphương pháp đo quang

• WIC: đo tổng số tế bào bạch cầu bằng phương pháp trở kháng

• HGB được đo bằng phương pháp quang phổ.

2.1 Nguyên lý đếm các loại tế bào RBC , WBC , PLT :

Nguyên lý cho việc đếm các tế bào trên được thực hiện dựa trên cơ sở của việcthay đổi trở kháng xảy ra khi các tế bào đi qua khe hẹp của điện cực có kích thước xácđịnh Đầu tiên các mẫu máu được pha loãng trong một chất lỏng dẫn điện Các tế bàonày sau đó được rút ra qua một lỗ nhỏ Điện cực được đặt trên hai mặt của lỗ nhỏ vàmột dòng điện sẽ được truyền qua hai cực Khi mỗi tế bào đi qua lỗ nhỏ , dòng giữahai điện cực sẽ giảm , xuất hiện một xung điện , có biên độ tỉ lệ thuận với kích thướccủa tế bào

Đối với trở kháng đếm WBC (WIC) , các cách thức pha loãng được đề cập dunggiải tất cả tế bào máu , chỉ để lại nhân tế bào còn nguyên vẹn Kể tử khi các tế bàoWBC bình thường đến khi chỉ còn lại hạt nhân , đếm số lượng hạt nhân thường làtương đương với số lượng bạch cầu

Khi các tế bào chảy qua các khe hẹp chúng có xu hướng xoay xung quanh , và

có thể nhập lại các khu vực cảm biến và được tính hai lần.điều này rất dễ gây sai sóttrong việc đếm số lượng tiểu cầu Tấm von Brehens nằm trong buồng đếm RBC/PLTđược thiết kế nhằm ngăn chặn sự tuần hoàn này

Hình 2.1 Công nghệ trở kháng trong Cell Dyn 3700

Phương pháp đếm bằng trở kháng trong CD 3700 sử dụng bộ đếm thời gian bảođảm thể tích dịch pha loãng tế bào được đếm trong một thời gian nhất định và pháthiện các trường hợp tắt nghẽn hay có bọt khí trong hệ thống máy trong quá trình đếm

CD 3700 sử dụng đo lượng sáng để điều chỉnh số chu kì và đảm bảo sự lấy mẫu chínhxác về số lượng cần phân tích Với 2 cảm biến dò quang học có khoảng cách chính xácgiới hạn một thể tích là 200ml

Tia sáng

Hệ thống thấu kính

Tế bào máu

Bộ cảm nhận quang

Hình 2.2 Đo lượng thể tích nhờ 2 cảm biến quang

2.2 Nguyên tắc đếm và phân loại tế bào bằng phương pháp tán xạ ánh sáng

Phương pháp này dựa trên sự tán xạ ánh sáng khi cho chùm tia sáng chiếu qua tếbào máu Góc tán xạ sẽ thay đổi và tỉ lệ nghịch với kích thước của tế bào máu Mắtcảm nhận quan học sẽ đo góc tán xạ và đưa ra kích cỡ xung phù hợp Số lượng xungtương ứng với số tế bào máu đi qua

Hình 2.3 Nguyên lý đếm tế bào máu bằng phương pháp tán xạ ánh sáng

Hệ thống CD 3700 dựa vào nguyên lý MAPSS (tán xạ laser đa góc dùng nguồn laserhelium-neon) để xác định thông số từng loại bạch cầu Tín hiệu đo được nhờ sự biếnđổi ở đầu ra của máy dò do những thay đổi trong ánh sáng tán xạ ,ánh sáng hấp thụhoặc ánh sáng phát ra bởi các tế bào hoặc thay đổi trong điện trở kháng Đo dòng tế

bào cho phép sàng lọc nhanh hơn lượng lớn tế bào, vượt xa phương pháp truyền thống

và nó cung cấp sự phân tích định lượng tế bào ở cấp độ đơn tế bào

Trong một dòng chảy tế bào, mẫu được bơm từ khoang chứa mẫu thông qua ốngchưa mẫu vào một dòng chảy đặc biệt với một lỗ nhỏ ở đầu Sau đó được bơm vào mộtdòng vỏ di chuyển nhanh (dung dịch sheath ) Hai chất lỏng di chuyển với tốc độ khácnhau, không trộn lẫn (gọi là dòng chảy tầng )

Khi dòng tế bào di chuyển, tương tác với các chùm laser, các tế bào phân tánánh sáng laser với các góc độ khác nhau, phụ thuộc vào kích thước ,cấu trúc bêntrong ,bên ngoài của các từng loại tế bào Tín hiệu các tế bào được cảm ứng và chuyểnđổi thành xung điện, được phân tích và lưu trữ bằng máy tính Dòng chảy tế bàothường được đo hai góc độ phân tán Chuyển tiếp góc độ tán xạ ánh sáng là mộtphương pháp để đo kích thước của tế bào Tán xạ ánh sáng trực giao là một cách để đo

bề mặt và cấu trúc bên trong của tế bào Kết hợp với các thông tin từ các phép đo tán

xạ giúp cung cấp chính xác sự khác nhau giữa các loại tế bào hơn là các phép đo đơn

Góc tán xạ phân tán 0° (thực chất là góc mà ánh sáng tán xạ từ 1° đến 3° ) được

sử dụng để đo kích thước tế bào

Thu hẹp góc ánh sáng phân tán 10° (tán xạ góc hẹp nằm dải rác từ 7° đến 11°).được dùng để đo lường các tế bào phức tạp di động

Góc trực giao 90°( thực chất nằm dải rác từ 70° đến 110°) bằng ánh sáng phântán để đo lường bề mặt tế bào và nội bộ cơ cấu của tế bào

Góc trực giao ( 90°D ) bằng khử cực ánh sáng phân tán dùng một bộ lọc khửcực được sử dụng để đo lường một số loại tế bào có nhân

Chính nhờ các thông tin từ các góc đo tán xạ kết hợp với đặc điểm của từng loại

tế bào bạch cầu sẽ có thể có được các số liệu về từng loại bạch cầu cụ thể

Hình 2.5 Tán xạ ánh sáng của bạch cầu

Về hệ thống thu phát quang được dùng trong CD 3700 : nguồn ánh sángđược phân cực theo chiều dọc với đèn laser heli-neon 5-mW ở bước sóng 632,8

nm Chùm laser thông qua một ống kính hình trụ thay đổi hình dạng từ một vòngtròn đến elip chùm tia này sau đó được dẫn thông qua một khe 125µm ,các khốibên ngoài các cạnh Quá trình này mang lại một chùm tia thống nhất cường độ caokhoảng 80µm chiều rộng do đó các bào dòng có thể đi qua các dòng chảy tế bào ,nhưng vẫn tiếp xúc với cùng một cường độ ánh sáng Một ống kính hình ảnh trungtâm tập trung chùm tia laser vào tế bào thạch anh.

Các mẫu được tập trung vào dòng nhỏ có đường kính khoảng 30 µm Chúng

được tập trung sắp xếp thành một dòng tế bào duy nhất đi qua các khu vực cảm biến , cho phép chúng phân tích tại một thời điểm Khi bạch cầu trung tính nhỏ hơn

nhiều so với chùm laser tập trung vào , các tế bào không phân tán ánh sáng laser.Nếu còn lại ánh sáng được gọi là trục đã được cho phép đạt tới 0°, nó sẽ bão hòacác thiết bị điện tử Vì vậy nó bị chặn từ máy dò bởi một thanh che Góc phân tán

về phía trước được dẫn đến một gương Góc phân tán 0°đi qua đầu dò photodiodesilicon Góc tán xạ 10°chệch hướng ra khỏi gương 10° Phân tán trực giao được điqua một khe 700µm, khối phân tán từ các bức tường của dòng chảy tế bào Mộtchùm tia ánh sáng trực giao sau đó được tách ra , một phần được dẫn đến 90°PMT(ống quang) Phần còn lại được đi qua một kính phân cực nằm ngang.Chỉ có ánhsáng đã thay đổi phân cực( khử cực ánh sáng) mới truyền qua bản phân cực 900 D

Hình 2.6 Cấu tạo hệ thống thu phát quang

Các tín hiệu ánh sáng được thu bởi máy dò được chuyển đổi thành tín hiệuhoặc xung điện các xung này được số hóa dựa trên cường độ và 256 kênh cho mỗigóc đo của ánh sáng Các dạng số liệu sau đó được sử dụng để xác định sự khácbiệt

Các thông tin tán xạ ánh sáng được trình bày dưới hình thức tán xạ điểm Mỗi

tế bào phân tích đại diện bởi một dấu chấm trên điểm tán xạ Các dấu chấm được vẽtại một điểm xác định bởi các giao điểm của các kênh thông tin được chỉ định trêntrục X và Y Ví dụ một tế bào rơi vào kênh 50, kênh 50 trên trục X và trục Y , nó là

sự giao nhau giữa các điểm trên 2 kênh Các thông tin phân tán có thể được vẽ

trong các kết hợp khác nhau mang lại các thông tin khác nhau Hệ thống CD 3700

sử dụng tán xạ điểm để phân biệt các loại bạch cầu vào 5 mã hóa màu đại diện:

• Bạch cầu hạt trung tính ( màu vàng )

• Bạch cầu lymphocyt ( màu xanh )

• Bạch cầu monocyt ( màu tím )

• Bạch cầu hạt ưa axit ( màu xanh lá cây )

Hình 2.7 Màu mã hóa của từng loại bạch cầu

Tách đơn nhân, đa nhân :

Các thông tin tán xạ được vẽ với góc tán xạ 90° trên trục Y và tán xạ 10° trên trục X(tán xạ điểm 90°/10° được biểu diễn như hình dưới đây )

Hình 2.8 Biểu diễn sự tách đơn nhân- đa nhân

Dụng cụ sử dụng một ngưỡng động để xác định sự tách biệt giữa hai nhóm Mỗi tế bàosau đó được xác định như là một MONO và một POLY Khi mỗi tế bào được xác định, sự phân loại này không có vấn đề gì Nó có thể xuất hiện trên các tán xạ điểm khác

Tách đa nhân

Các thông tin tán xạ được vẽ với các góc phân tán 90° khử cực (90°D) trên trục

Y và tán xạ 90 trên trục X ( được hiển thị trong hình dưới đây )

Hình 2.9 Biểu diễn sự tách đa nhân

Chỉ có các tế bào đa nhân được vẽ trong biểu đồ này Các tế bào đơn nhân đã đượcxác định và do đó không liên quan vào phần phân loại các tế bào đa nhân Hai loại tếbào đa nhân được thấy rõ trên màn hình hiển thị Các bạch cầu trung tính có vị trí thấphơn, các bạch cầu ưa axit ở phía trên Thiết bị sử dụng một ngưỡng động để xác định

sự tách biệt giữa hai loại loại tế bào Mỗi tế bào sau đó được tách là NEUT hoặc ESO.Tất cả các phân tán tế bào đều dựa trên một lượng ánh sáng 90°D các bạch cầu ưa axitphân tán góc > 90°D, nó lớn hơn tất cả các tế bào khác vì tính chất riêng của nó Đây

chính là đặc điểm nổi bật của tế bào này để phân biệt với các tế bào khác hay chính với

tế bào trung tính

Tách đơn nhân

Các thông tin tán xạ được vẽ với góc phân tán 0° trên trục Y, và góc 10° trêntrục X ( được hiển thị như hình dưới đây )

Hình 2.10 Biểu diễn sự tách đơn nhân

Thuật toán này sử dụng sự định hướng của các cụm bạch cầu trung tính để hỗ trợ sựphân loại các tế bào đơn Các loại tế bào được biểu diễn trên hình nó được phân biệt rõràng Ở đây xuất hiện 3 cụm tế bào bạch cầu trong đó gồm 2 loại tế bào đơn nhân( mono và lympho) và tế bào bạch cầu basophils Thông thường basophils là hạt tế bào

và do đó nó sẽ phức tạp hơn tế bào đơn nhân Tuy nhiên các hạt bazo được hòa tantrong nước , do đó basophils bị tách ra và nó rơi vào cụm đơn nhân

Các cụm tế bào lympho nằm trong cụm lớn , thấp nhất Basophils rơi phía trên vàhơi ở bên phải của tế bào lympho Các bạch cầu mono rơi trên các cụm tế bào lympho

và basophils

2.3 Nguyên lý đo huyết sắc tố ( HGB) :

CD 3700 sử dụng quang phổ hấp thụ để đo lượng HGB Hấp thụ quang phổ đonồng độ của một chất bằng cách cho ánh sáng đơn sắc đi qua : nếu sự hấp thụ ánh sángcao hơn nồng độ của chất đó, nó hấp thụ nhiều ánh sáng hơn

5 giá trị riêng biệt được thực hiện trên mẫu Các giá trị cao nhất và thấp nhấtđược loại bỏ và 3 giá trị còn lại được tính trung bình để cho ra một kết quả cuối cùng

Hình 2.12 Chọn kết quả khi đo HGB

2.4 Các dung dịch chạy máy CD 3700 :

CD 3700 dùng hóa chất kín Có 4 loại dung dịch được sử dụng trong máy Cácdung dịch này cần được bảo quản ở nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng trực tiếp, tránhnguồn nhiệt và không trữ lạnh

2.4.1 Dung dịch pha loãng (DILUENT) :

Dùng để pha loãng máu cho đếm số lượng bạch cầu (đếm bằng trở kháng –WIC), số lượng hồng cầu, tiểu cầu và Hemoglobin

Duy trì hình dạng ổn định của hồng cầu và tiểu cầu trong suốt quá trình đọc.Cung cấp số đếm Background bằng hoặc thấp hơn:

• WIC: 0.30 x 109/L (103/µL)

• RBC: 0.03 x 1012/L (106/µL)

• PLT: 10.0 x 109/L (103/µL)

• HGB: 0.20 g/dL

2.4.2 Dung dịch ly giải hồng cầu (Lyse) :

Ly giải nhanh chóng hồng cầu, phóng thích Hemoglobin

Làm tan nguyên sinh chất của tế bào bạch cầu, giữ và ổn định màng nhân nhờ

đó nhân tế bào bạch cầu có thể được đo

Chuyển Hemoglobin thành dạng phức hợp hemiglobincyanide và được đo ởbước sóng 540nm

2.4.4 Dung dịch Sheath :

Ly giải thẩm thấu tế bào hồng cầu

Duy trì đặc tính tán xạ ánh sáng của tế bào bạch cầu trong suốt quá trình đo cácthành phần bạch cầu

Giúp làm giảm sự hình thành bọt khí trong hệ thống đo WOC

Cung cấp số đếm Background WOC nhỏ hơn hoặc bằng 0.3 x 109/L (103/µL)

2.5 Chu trình phân tích mẫu :

Trong mỗi chu trình đọc, mẫu máu được trải qua các giai đoạn:

- Chia mẫu

- Pha loãng + Đo, đếm

- Chuyển dữ liệu vào CPU

2.5.2 Quá trình chia mẫu :

Sau khi mẫu máu được hút bằng áp lực của bơm nhu động, máu được cho đingang qua Shear Valve Shear Valve quay và chia máu thành 3 phần riêng rẽ:

32 µl cho WOC

20 µl cho WIC/HBG

0.74 µl cho RBC/PLT

2.5.3 Quá trình phân tích mẫu :

• WOC: đo các thành phần bạch cầu

Xilanh WOC Sheath bơm 1.6mL dung dịch Sheath đi qua Shear Valve vàpha loãng với phần 32 µl máu

WOC và hỗn hợp được trộn đều

Bơm nhu động WOC chuyển hỗn dịch máu từ buồng trộn đến WOCFlow Cell (hệ thống đo các thành phần bạch cầu)

Một dòng dung dịch Sheath được dẫn tới Flow Cell

Xilanh đo WOC bơm 72 µl hỗn dịch máu vào dòng Sheath Hỗn dịchmáu được dẫn truyền thành một dòng hẹp theo nguyên tắc thủy động học

Một dòng laser được cố định trên Flow Cell Khi dòng hỗn dịch máuphân cắt tia laser, tia sáng bị tán xạ bởi các tế bào và được đo ở 4 góc khácnhau

• WIC: đo tổng số lượng bạch cầu

Xilanh pha loãng WIC/HGB bơm 5.25mL dung dịch Diluent đi quaShear Valve và pha loãng với phần 20 µl máu

Hỗn hợp được dẫn tới buồng trộn WIC và hỗn hợp được trộn đều Cùnglúc Xilanh chứa dung dịch ly giải WIC/HGB chuyển 0.75 µl dung dịch Lyse tớibuồng trộn

Hỗn dịch pha loãng được đẩy qua phiến Aperture Thước đo WIC bảođảm thể tích 200 µl hỗn dịch máu được dùng để đo

Trở kháng được sử dụng để đo số lượng bạch cầu đi xuyên qua Aperture.Khi quá trình đếm kết thúc, Aperture được rửa sạch bằng chu trình rửa tựđộng.

• HGB: đo khối lượng Hemoglobin trong một đơn vị thể tích

Sau khi 200µl hỗn dịch máu được đo bằng WIC Aperture, phần hỗn dịchcòn lại được chuyển tới buồng đếm HGB

Nồng độ HGB được đo bằng phương pháp quang phổ

• RBC/PLT: đo tổng số lượng hồng cầu, tiểu cầu

Xilanh pha loãng RBC/PLT bơm 7.2mL dung dịch Diluent đi qua Shear Valve

và pha loãng với phần 0.74µl máu

Hỗn hợp được dẫn tới buồng trộn RBC/PLT

Hỗn dịch pha loãng được đẩy qua phiến Aperture Thước đo RBC/PLT bảo đảmthể tích 100 µl hỗn dịch máu được dùng để đo

Trở kháng được sử dụng để đo số lượng hồng cầu và tiểu cầu đi xuyên quaAperture

2.5.4 Chuyển dữ liệu vào Bộ nhớ :

Tất cả dữ liệu được truyền về Bộ phận lưu trữ và xử lý dữ liệu để phân tích.Kết quả được tính toán, so sánh và biểu thị trên màn hình RUN đồng thời cũng đượclưu giữ trong bộ nhớ

2.5.5 Quá trình rửa tự động của máy :

Các kim hút mẫu được tự động rửa bằng Diluent

Buồng trộn WIC và buồng trộn RBC/PLT được rửa bằng Diluent

Buồng trộn WOC được rửa bằng dung dịch Sheath

2.6 Các thông số máu mà máy xác định được :

CD 3700 xác định được 25 thông số công thức máu bao gồm :

WBC — Số lượng bạch cầu

NEU — Số lượng Neutrophil %N — Tỉ lệ % Neutrophil LYM — Số lượng Lymphocyte %L — Tỉ lệ % LymphocyteMONO — Số lượng Monocyte %M — Tỉ lệ % Monocyte

EOS — Số lượng Eosinophil %E — Tỉ lệ % Eosinophil

BASO — Số lượng Basophil %B — Tỉ lệ % Basophil

RBC — Số lượng hồng cầu

HGB — lượng huyết sắc tố

HCT — Thể tích khối hồng cầu

MCV — Thể tích trung bình hồng cầu

MCH — Lượng huyết sắc tố trung bình hồng cầu

MCHC — Nồng độ huyết sắc tố trung bình hồng cầu

RDW — Dải phân bố kích thước hồng cầu – độ lệch chuẩn

PLT — Số lượng tiểu cầu

MPV — Thể tích trung bình tiểu cầu

PDW*— Dải phân bố kích thước tiểu cầu

PCT* — Thể tích khối tiểu cầu

RETIC % — Tỉ lệ phần trăm hồng cầu lưới

RETIC ABS — Số lượng hồng cầu lưới

IRF — Tỉ lệ mảnh hồng cầu

Bảng 2.1 Các thông số đo và giá trị sai số

Thông số Đường tuyến tính Sai số chấp nhận

CHƯƠNG 3 CẤU TẠO MÁY XÉT NGHIỆM CELL DYN 3700

Hình 3.1 Máy xét nghiệm huyết học Cell Dyn 3700

Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống trong máy xét nghiệm huyết học Cell Dyn 3700

Cell Dyn 3700 gồm có 2 khối chính là khối xử lý mẫu và trạm dữ liệu Về hệ thống xử

lý mẫu chia làm 2 hệ thống nhỏ là hệ thống tải mẫu và hệ thống các buồng đo

3.1 Hệ thống xử lý mẫu :

Trong phần này sẽ tập chung nói đến các bộ phận tải mẫu

Về cấu tạo hệ thống các buồng đo đã được đề cập cụ thể ở chương 2

3.1.1 Hình ảnh nhìn tổng quan :

3.1.1.1 Phía trước bộ phận xử lý mẫu :

Hình 3.3 Hình ảnh bộ phận xử lý mẫu bên ngoài phía trước

Đèn chỉ thị: biểu thị tình trạng của thiết bị phân tích

• Ready (đèn xanh): thiết bị đã sẵn sàng để phân tích mẫu

• Busy (đèn vàng): thiết bị đang trong quá trình phân tích mẫu

• Fault (đèn đỏ): thiết bị đang có lỗi, không thể phân tích mẫu.Kim hút mẫu mở: hút mẫu máu với ống mẫu mở

Phím khởi động: nằm bên cạnh của kim hút mẫu mở, dùng để bắt đầu việc hútmẫu và phân tích khi tube máu đã được đặt vào vị trí hút

Hệ thống hút mẫu đóng: hút mẫu máu với ống mẫu đóng

Cửa sổ: theo dõi quá trình hút mẫu và hoạt động của Shear Valve

3.1.1.2 Phía sau bộ phận xử lý mẫu

Hình 3.4 Phía sau bộ phận xử lý mẫu

3.Bộ lọc không khí bên trong 11.Ống nước cho chất dung giải vào4.Bể chứa chất pha loãng 12.Bộ lọc ống nước tẩy

6.Bể chứa chất làm sạch 14.Bộ lọc ống pha loãng

7.Bộ lọc không khí bên trong 15.Cổng sensor nước thải

8.Van đóng ở lúc bình thường 16.Bộ kết nối với mẫu

3.1.1.3 Bên trong bộ phận xử lý mẫu:

Hình 3.5 Cấu tạo bên trong bộ phận xử lý mẫu

1: Bộ lọc không khí

2: Buồng Overflow: tập trung dịch dư từ các buồng trộn

3: Bộ phận đo WIC: đếm số lượng bạch cầu trong một thể tích nhất định, bao gồm:

- Buồng pha loãng và trộn mẫu cho WIC/HGB phía bên trái: máu đượctrộn đều với dung dịch pha loãng, dung dịch ly giải hồng cầu được cho vào để làmtan hồng cầu, giải phóng Hemoglobin, chuẩn bị cho quá trình đếm số lượng bạchcầu và Hemoglobin

- Hai điện cực chống ăn mòn: một nằm bên buồng pha loãng và một nằmbên buồng đếm Hai điện cực hướng dòng chảy của dung dịch mẫu đi từ buồng phaloãng qua buồng đếm.

- Phiến Aperture WIC: nằm ở giữa hai buồng Phiến Aperture WIC có một

lỗ nhỏ vừa cho mỗi tế bào bạch cầu đi qua

4: Bơm nhu động cho WOC: chuyển dịch pha loãng bạch cầu cho buồng đếm WOC.5: Buồng trộn mẫu cho WOC: chuẩn bị dung dịch pha loãng bạch cầu cho buồng đếmWOC

6: Buồng đếm HGB: Hemoglobin sau khi được giải phóng sẽ được đếm số lượng tạiđây

7: Thước đo WIC: Bảo đảm quá trình đếm bạch cầu được tiến hành trong một thể tích,thời gian thích hợp

8: Bộ phận đo RBC/PLT: đếm số lượng hồng cầu và tiểu cầu trong một thể tích nhấtđịnh, bao gồm:

- Buồng pha loãng và trộn cho RBC/PLT phía bên trái: máu được trộn đềuvới dung dịch pha loãng

- Buồng đếm phía bên phải chứa phiến von Behrens ngăn ngừa tế bào đingược lại

- Hai điện cực chống ăn mòn: một nằm bên buồng pha loãng và một nằmbên buồng đếm Hai điện cực hướng dòng chảy của dung dịch mẫu đi từ buồng phaloãng qua buồng đếm

- Phiến Aperture RBC/PLT: nằm ở giữa hai buồng Phiến ApertureRBC/PLT có một lỗ nhỏ vừa cho mỗi tế bào bạch cầu đi qua

9 & 12: Buồng chứa nước thải 1 và 2: chứa toàn bộ nước thải sau quá trình đọc 1 mẫu.10: Cảm biến áp lực của dung dịch pha loãng RBC/PLT

11: Thước đo RBC/PLT: Bảo đảm quá trình đếm hồng cầu và tiểu cầu được tiến hànhtrong một thể tích, thời gian thích hợp.

13: Xi-lanh đo WOC: chứa dung dịch Sheath, bơm một thể tích chính xác mẫu đã phaloãng vào buồng đếm WOC

14: Xi-lanh chứa Sheath WOC: chuyển một thể tích chính xác dung dịch Sheath để vậnchuyển máu từ Shear Valve đến buồng trộn mẫu WOC

15: Xi-lanh chứa dung dịch ly giải WIC/HGB: chuyển một thể tích chính xác dungdịch ly giải hồng cầu vào buồng trộn WIC/HGB cùng lúc với mẫu đã pha loãng đượccho vào buồng trộn

16: Xi-lanh chứa dung dịch pha loãng WIC/HGB: chuyển một lượng chính xác dungdịch pha loãng để vận chuyển máu từ Shear Valve đến buồng trộn WIC/HGB

17: Xi-lanh chứa dung dịch pha loãng RBC/PLT: chuyển một lượng chính xác dungdịch pha loãng để vận chuyển máu từ Shear Valve đến buồng trộn RBC/HGB

18: Phím khởi động

19: Kim hút mẫu mở

20: Bộ phận rửa kim hút mẫu mở

21: Shear Valve: chia mẫu máu cần phân tích thành 3 phần riêng biệt: 1 để pha loãng

và đo ở WOC, 1 để pha loãng và đếm ở WIC/HGB, 1 để pha loãng và đếm ở RBC/PLT22: Hệ thống đo các thành phần bạch cầu

23: Bơm nhu động hút mẫu: hút máu toàn phần từ tube mẫu vào Shear Valve Hoạtđộng của bơm được kích hoạt bằng phím khởi động

3.1.2 Bộ phận tải mẫu :

Tải mẫu trong hệ thống CD 3700 là một bộ vi xử lý dựa trên hệ thống xử lý mẫu tự

động, được thiết kế để phù hợp với hướng đằng trước của bộ phân tích Bộ phân tíchđược giao tiếp điện tử với bộ nạp mẫu và ngược lại

Tải mẫu cung cấp mẫu máu ( và các thông tin nhận dạng của chúng)để hệ thống

CD 3700 phân tích Các ống mẫu được vận chuyển trong giá đỡ, giữ cho các ống

được thẳng đứng tải mẫu có thể xử lý đến 100 mẫu tại một thời điểm có hoặc không cónhãn mã vạch