Método y aparato para determinar el volumen celular medio de los glóbulos rojos en la sangre.

Un método para determinar el volumen celular de glóbulos rojos dentro de una muestra de sangre,

quecomprende las etapas de:

depositar la muestra en una cámara de análisis (10) adaptada para contener de manera quiescente la muestra parael análisis, la cámara (10), definida por una superficie interior (14) de un primer panel (12) y una superficie interior (18) de un segundo panel (16), en donde ambos paneles son transparentes, y la cámara (10) tiene una alturaconocida o determinable que se extiende entre las superficies interiores (14, 18) de los paneles (12, 16), dicha alturaes de tal manera que por lo menos un glóbulo rojo (22), sometido a un agente isovolumétrico que da forma deesfera, asume una forma esférica parcialmente comprimida en contacto con las superficies interiores (14, 18);tomar imágenes de por lo menos un glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente (22) que contacta con las superficies interiores (14, 18), y producir señales de imagen;

determinar el radio del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) que contacta con las superficies interiores(14, 18) a partir de las señales de imagen; y

determinar el volumen de la imagen de glóbulo rojo (22) utilizando el radio determinado.

Método y aparato para determinar el volumen celular medio de los glóbulos rojos en la sangre Antecedentes de la invención Ámbito técnico La presente invención está relacionada con aparatos y métodos para el análisis de muestras de sangre en general, y para la determinación del volumen celular y el volumen celular medio de los glóbulos rojos dentro de una muestra en particular.

Información de antecedentes Los médicos, los veterinarios y los científicos examinan los fluidos biológicos de animales y humanos, especialmente la sangre, con el fin de determinar las cantidades de partículas constituyentes, así como para identificar la presencia de partículas inusuales que no se ven en sujetos sanos. Las partículas medidas, cuantificadas e identificadas generalmente incluyen los glóbulos rojos (GR) , glóbulos blancos (GB) y plaquetas. Los análisis de GR pueden incluir la determinación del número, volumen, tamaño, forma, contenido de hemoglobina y concentración de GR y el hematocrito (también conocido como la fracción de volumen de hematíes) .

Las técnicas conocidas de examen sanguíneo, que se describen con detalle en textos médicos tales como Wintrobe’s Clinical Hematology 12th Edition, generalmente dividen los métodos de examen en métodos de tipo manual, centrífugo y de impedancia. Los métodos manuales para la enumeración celular implican típicamente la creación de un volumen determinado con precisión de una muestra de sangre o de líquido que se diluye cuantitativamente y se cuenta visualmente en una cámara de conteo. Los métodos de examen manual incluyen el examen de un frotis periférico en el que las cantidades relativas de los tipos de partículas se determinan mediante una inspección visual. Los métodos centrífugos de examen implican el centrifugado de la muestra, lo que hace que la muestra se separe en las capas constituyentes según la densidad relativa de los constituyentes. Los métodos de impedancia implican el examen de un volumen preciso de sangre que se trata según las partículas que se miden, por ejemplo, lisis de glóbulos rojos para la enumeración de las células nucleadas y dilución volumétrica de la muestra en un fluido conductivo. El proceso típicamente implica la monitorización de la corriente o el voltaje aplicados a la muestra que pasa a través de un paso estrecho para determinar el efecto que tienen las partículas en la tensión/corriente a medida que las partículas pasan a través de una sola fila.

Todos los susodichos métodos, aparte del frotis periférico o la separación centrífuga, requieren la dispensación de un volumen preciso de la muestra. Las imprecisiones en el volumen de la muestra tienen como resultado errores cuantitativos de la misma magnitud en los análisis asociados. Con la excepción de los métodos centrífugos, todos los susodichos métodos requieren también que la muestra sea mezclada con uno o más agentes reactivos líquidos o diluyentes, y también requieren la calibración del instrumento para obtener resultados precisos. En el caso de frotis periférico, se necesita un alto grado de formación para examinar apropiadamente los frotis. Varios de los susodichos métodos generan un gran volumen de residuos contaminados que es muy costoso de manejar. Un método y aparato conocidos se describen en el documento WO2009/117664.

Compendio de la invención Según la presente invención, se proporciona un método y un aparato para determinar el volumen celular de glóbulos rojos en una muestra de sangre. Incluye las etapas de: a) depositar la muestra en una cámara de análisis adaptada para contener de manera quiescente la muestra para el análisis, la cámara está definida por una superficie interior de un primer panel y una superficie interior de un segundo panel, en donde ambos paneles son transparentes, y la cámara tiene una altura conocida o determinable que se extiende entre las superficies interiores de los paneles, dicha altura es de tal manera que por lo menos un glóbulo rojo, sometido a un agente isovolumétrico que da forma de esfera, asume una forma esférica parcialmente comprimida en contacto con las superficies interiores; b) tomar imágenes de por lo menos un glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente que contacta con las superficies interiores, y producir señales de imagen; c) determinar el radio del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido que contacta con las superficies interiores a partir de las señales de imagen; y d) determinar el volumen de la imagen de glóbulo rojo utilizando el radio determinado.

La etapa de toma de imágenes incluye tomar imágenes de una pluralidad de glóbulos rojos esféricos parcialmente comprimidos dentro de la muestra, dichos glóbulos rojos están en contacto con las superficies interiores, y producir señales de imagen que reflejan la densidad óptica de los glóbulos rojos que contactan con las superficies interiores; en donde el método comprende además: determinar un valor umbral de densidad para una zona predeterminada que rodea a cada uno de los glóbulos rojos en imágenes, y seleccionar por lo menos algunos de los glóbulos rojos en imágenes que tienen similares valores umbral de densidad; determinar un radio de cada uno de los glóbulos rojos seleccionados que tienen valores umbral sustancialmente similares de densidad a partir de la imagen; determinar el volumen de cada uno de los glóbulos rojos seleccionados con su respectivo radio determinado; y determinar un volumen medio de glóbulos rojos utilizando los volúmenes determinados de los glóbulos rojos seleccionados.

Según la presente invención, se proporciona un aparato para determinar el volumen celular de por lo menos un glóbulo rojo dentro de una muestra de sangre sustancialmente sin diluir. El aparato incluye una cámara de análisis, una unidad de toma de imágenes y un analizador programable. La cámara de análisis se adapta para contener de manera quiescente la muestra para el análisis. La cámara se define por una superficie interior de un primer panel y una superficie interior de un segundo panel. Ambos paneles son transparentes. La cámara tiene una altura conocida o determinable que se extiende entre las superficies interiores de los paneles. La altura es de tal manera que por lo menos un glóbulo rojo dentro de la muestra asumirá una forma esférica parcialmente comprimida. La unidad de toma de imágenes incluye un iluminador y un disector de imagen. La unidad puede funcionar para tomar imágenes del por lo menos un glóbulo rojo que contacta con las superficies interiores y produce señales de imagen representativas de esas imágenes de glóbulos rojos. El analizador programable está adaptado para determinar, utilizando las señales de imagen, un radio del glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente que está en contacto con las superficies interiores a partir de las señales de imagen. El analizador está adaptado además para determinar el volumen del glóbulo rojo en imagen utilizando el radio determinado.

El presente método y aparato, y las ventajas asociados con los mismos, se hace más evidente a la vista de la descripción detallada que se proporciona a continuación, incluidos los dibujos acompañantes.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 es una representación esquemática en sección transversal de una cámara de análisis.

La FIG. 2 es una vista ampliada de una parte de la cámara de análisis mostrada en la FIG. 1.

La FIG. 3 es un diagrama esquemático de un dispositivo de análisis que se puede utilizar con el método actual.

La FIG. 4A es una representación geométrica lateral de un GR comprimido dentro de una cámara de análisis.

La FIG. 4B es una representación geométrica superior del GR mostrado en la FIG. 4A.

La FIG. 5 es una imagen de varios GR isovolumétricamente esféricos dispuestos dentro de una muestra.

La FIG. 6A es un gráfico de densidad óptica frente a distancia de la imagen de los glóbulos rojos que se muestran en la FIG. 6B.

La FIG. 6B es una imagen de un par de GR isovolumétricamente esféricos dispuestos dentro de una muestra.

La FIG. 7A es un gráfico de densidad óptica frente a distancia de la imagen de los glóbulos rojos que se muestran en la FIG. 7B.

La FIG. 7B es una imagen de un par de GR isovolumétricamente esféricos dispuestos dentro de una muestra.

La FIG. 8 A es un gráfico de densidad óptica frente a distancia de la imagen de los glóbulos rojos que se muestran en la FIG. 8B.

La FIG. 8B es una imagen de un par de GR isovolumétricamente esféricos dispuestos dentro de una muestra.

Descripción detallada de realizaciones de la invención El presente método y aparato para analizar una muestra de sangre entera substancialmente sin diluir... [Seguir leyendo]

1. Un método para determinar el volumen celular de glóbulos rojos dentro de una muestra de sangre, que comprende las etapas de:

depositar la muestra en una cámara de análisis (10) adaptada para contener de manera quiescente la muestra para el análisis, la cámara (10) , definida por una superficie interior (14) de un primer panel (12) y una superficie interior

(18) de un segundo panel (16) , en donde ambos paneles son transparentes, y la cámara (10) tiene una altura conocida o determinable que se extiende entre las superficies interiores (14, 18) de los paneles (12, 16) , dicha altura es de tal manera que por lo menos un glóbulo rojo (22) , sometido a un agente isovolumétrico que da forma de esfera, asume una forma esférica parcialmente comprimida en contacto con las superficies interiores (14, 18) ;

tomar imágenes de por lo menos un glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente (22) que contacta con las superficies interiores (14, 18) , y producir señales de imagen;

determinar el radio del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) que contacta con las superficies interiores (14, 18) a partir de las señales de imagen; y

determinar el volumen de la imagen de glóbulo rojo (22) utilizando el radio determinado.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el radio del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) que contacta con las superficies interiores (14, 18) se determina utilizando un procesador adaptado para determinar el radio a partir de las señales de imagen.

3. El método de la reivindicación 2, en donde el radio determinado del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) se basa en una geometría predeterminada.

4. El método de la reivindicación 3, en donde la geometría predeterminada incluye una parte interior de cilindro

(25) en contacto con las superficies interiores y una parte de envoltura exterior (27) que no está en contacto con las superficies interiores (14, 18) .

5. El método de la reivindicación 4, en donde el radio determinado del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) incluye una primera parte r1 que se extiende entre el centro del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) y un límite exterior de la parte interior de cilindro (25) , y una segunda parte r2 que se extiende entre el límite exterior de la parte interior de cilindro (25) y la superficie exterior del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) .

6. El método de la reivindicación 5, en donde la geometría predeterminada del glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente (22) comprende la geometría parcial esférica en la parte de envoltura exterior (27) .

7. El método de la reivindicación 2, en donde las señales de imagen reflejan una imagen de densidad óptica del glóbulo rojo esférico parcialmente comprimido (22) .

8. El método de la reivindicación 7, en donde la imagen de densidad óptica se forma a partir de imágenes unitarias, cada una tiene un valor de densidad óptica igual o superior a un umbral predeterminado,

9. El método de la reivindicación 8, en donde cada unidad de imagen es un píxel.

10. El método de la reivindicación 9, en donde el radio determinado del glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente (22) se basa en píxeles que tienen un valor de densidad óptica igual o superior al umbral predeterminado.

11. El método de la reivindicación 10, en donde la etapa para determinar el volumen de las imágenes de glóbulos rojos (22) incluye determinar el volumen de los glóbulos rojos en imágenes sobre la base del radio determinado, e incrementar el volumen determinado para que incluya el volumen atribuible a por lo menos una cantidad de una parte de envoltura externa (27) del glóbulo rojo que no está en contacto con las superficies interiores.

12. El método de la reivindicación 11, en donde el volumen atribuible a una cantidad de la parte exterior de envoltura (27) se basa en un modelo geométrico predeterminado.

13. El método de la reivindicación 11, en donde el volumen atribuible a una cantidad de la parte exterior de envoltura (27) se basa en datos empíricos almacenados en el procesador o accesibles para éste.

14. El método de la reivindicación 1, en donde la etapa de toma de imágenes incluye tomar imágenes de una pluralidad de glóbulos rojos esfenoides parcialmente comprimidos (22) dentro de la muestra, dichos glóbulos rojos están en contacto con las superficies interiores (14, 18) , y producir señales de imagen que reflejan la densidad óptica de los glóbulos rojos (22) que contactan con las superficies interiores (14, 18) ;

en donde el método comprende además: determinar un valor umbral de densidad para una zona predeterminada que rodea a cada uno de los glóbulos rojos (22) en imágenes, y seleccionar por lo menos algunos de los glóbulos rojos (22) en imágenes que tienen similares valores umbral de densidad;

determinar un radio de cada uno de los glóbulos rojos seleccionados (22) que tienen valores umbral sustancialmente 5 similares de densidad a partir de la imagen;

determinar el volumen de cada uno de los glóbulos rojos seleccionados (22) con su respectivo radio determinado; y

determinar un volumen medio de glóbulos rojos utilizando los volúmenes determinados de los glóbulos rojos seleccionados (22) .

15. Un aparato para determinar el volumen celular de por lo menos un glóbulo rojo dentro de una muestra de 10 sangre sustancialmente sin diluir, que comprende:

una cámara de análisis (10) adaptada para contener de manera quiescente la muestra para el análisis, la cámara (10) está definida por una superficie interior (14) de un primer panel (12) y una superficie interior (18) de un segundo panel (16) , en donde ambos paneles (12, 16) son transparentes, y la cámara (10) tiene una altura conocida o determinable que se extiende entre las superficies interiores (14, 18) de los paneles (12, 16) , dicha altura es de tal

manera que por lo menos un glóbulo rojo (22) dentro de la muestra asume una forma esférica parcialmente comprimida;

una unidad de toma de imágenes que incluye un iluminador (46) y un disector (48) de imagen, dicha unidad puede funcionar para tomar imágenes del por lo menos un glóbulo rojo (22) que está en contacto con las superficies interiores y producir señales de imagen representativas de tal glóbulo rojo (22) en imagen; y

un analizador programable (50) adaptado para determinar, utilizando las señales de imagen, un radio del glóbulo rojo esférico comprimido parcialmente (22) que está en contacto con las superficies interiores (14, 18) a partir de las señales de imagen, y un volumen del glóbulo rojo (22) en imagen utilizando el radio determinado.