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A comparative study of seven in-house and two laboratory hematology instruments

Becker, Martina


Originalveröffentlichung: (2008) Giessen : VVB Laufersweiler 2008
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (2.235 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-54823
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2008/5482/

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Universität Justus-Liebig-Universit├Ąt Gie├čen
Institut: Klinik f├╝r Kleintiere, klinische Pathophysiologie und klinische Laboratoriumsdiagnostik
Fachgebiet: Veterin├Ąrmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5243-0
Sprache: Englisch
Tag der m├╝ndlichen Pr├╝fung: 20.12.2007
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 21.02.2008
Kurzfassung auf Deutsch:
Ziel der Studie ist der Vergleich von sieben In-Haus-H├Ąmatologieger├Ąten und zwei Laborger├Ąten hinsichtlich Blutzellz├Ąhlung und Differentialblutbild.



├ťber einen Zeitraum von drei Monaten wurden frische K-EDTA antikoagulierte
Blutproben von gesunden und kranken Hunden (n=260) und Katzen (n=110)
untersucht. Neben Pr├Ązision, Linearit├Ąt und Verschleppung wurde f├╝r jedes
Instrument die ├ťbereinstimmung mit einer Vergleichsmethode verifiziert. Als Vergleichsmethoden kamen Laborger├Ąt B (ADVIATM 120) f├╝r Leukozyten-,
Erythrozyten und Thrombozytenzahl sowie f├╝r MCV und H├Ąmoglobin-
Konzentration zum Einsatz. Ein Mikroh├Ąmatokrit (PCV) stellte die Referenzmethode f├╝r den HCT dar. F├╝r die Leukozytendifferenzierung wurde ein manuelles 200-Zell Differentialblutbild verwendet.



F├╝r alle Parameter wurden lineare Regressionen, Deming Regressionen (bei
normalverteilten Daten) oder Pasing‐Bablok Regressionen (bei nicht normalverteilten Daten) berechnet sowie eine Bland-Altman-Analyse durchgef├╝hrt. Bei r-Werten ≥ 0.975 wurden die Ergebnisse der Deming oder Passing-Bablok Regression zur Klassifikation vorliegender Fehler, interpretiert. Bei r-Werten < 0.975 erfolgte die Beurteilung ausschlie├člich anhand der Bland-Altman Analyse.
F├╝r die Blutzellz├Ąhlung wurden zus├Ątzlich ┬╗total errors┬ź berechnet und die Ergebnisse mit Anforderungen aus der Humanmedizin und Empfehlungen aus der
Veterin├Ąrmedizin verglichen. Das Differentialblutbild wurde ferner anhand der F├Ąhigkeit pathologische Ver├Ąnderungen zu erkennen, beurteilt.

Ergebnisse Die Analyse von Hunde- und Katzenproben erfolgte separat. Im Vergleich zu Instrument B erzielten die Ger├Ąte folgende Mittelwertsabweichungen (Bias): f├╝r WBC zwischen 0.6x109/l und 2.4x109/l, f├╝r RBC zwischen 0 und 0.9x1012/l, f├╝r Hb zwischen -1.5g/dl und +0.7g/dl, f├╝r MCV zwischen -4.3fl und +8.3fl, f├╝r HCT im Vergleich zu PCV Werten zwischen 0.1% und 7.2% und f├╝r PLT zwischen -69.3x109/l und +77.2x109/l. Die Berechnung der ┬╗total errors┬ź zeigte, dass f├╝r die Leukozytenzahlen, die humanmedizinischen Anforderungen der CLIA (Clinical Laboratory Improvement Amendments) von allen Ger├Ąten erf├╝llt wurden. Nur Instrument K erreichte etwas h├Âhere Werte in beiden Spezies. F├╝r die Parameter des roten Blutbildes variierten die Ergebnisse je nach Ger├Ąt und Parameter. Vor allem die ┬╗total errors┬ź f├╝r HCT ├╝berschritten die CLIA Anforderungen und eine Verifikation der Ergebnisse ist angeraten. Dies kann durch einen Vergleich von Hb und HCT Werten oder durch einen Mikroh├Ąmatokrit erfolgen. Hinsichtlich der Thrombozytenzahl erreichten nur Instrumente A, C, D, und K Werte unter oder nur geringgradig ├╝ber den CLIA-Anforderungen. Nur zwei der In-Haus-H├Ąmatologieger├Ąte sind in der Lage absolute Retikulozytenzahlen zu bestimmen.


Obgleich beide Ger├Ąte einen deutlich negativen Bias im Vergleich zu Instrument B aufweisen, sind die Ergebnisse akzeptabel. F├╝r das Differentialblutbild liegen die Mittelwertsabweichungen zwischen -3.31x109/l und 2.14x109/l f├╝r neutrophile Granulozyten/Granulozyten, zwischen -0.22x109/l und 1.03x109/l f├╝r eosinophile Granulozyten, zwischen -1.12x109/l und 2.74x109/l f├╝r Lymphozyten und zwischen -0.92x109/l to 1.22x109/l f├╝r Monozyten. Sowohl die In-Haus H├Ąmatologieger├Ąte, als auch die Laborger├Ąte gaben f├╝r einige Proben Ergebnisse aus, die sich signifikant vom manuellen Differentialblutbild unterschieden. Die In-Haus Ger├Ąte, die ein 5-Zell-Differentialblutbild bestimmen, haben Schwierigkeiten eosinophile Granulozyten beim Hund korrekt zu identifizieren.


Einige der Instrumente markieren einen hohen Prozentsatz der Messungen mit
Fehlermeldungen. Dabei sind Proben mir akkuraten Ergebnissen im Vergleich zu den Vergleichsmethoden enthalten. Zus├Ątzlich gilt f├╝r die meisten Ger├Ąte, dass einige Proben mit nicht akkuraten Ergebnissen vorhanden sind, die nicht mit einer Fehlermeldung markiert sind. Schlussfolgerung Insgesamt zeigen die vorliegenden Daten, dass eine gute ├ťbereinstimmung zwischen den H├Ąmatologieger├Ąten und den verschiedenen Vergleichsmethoden erzielt wurde.


F├╝r die meisten Parameter der Blutzellz├Ąhlung und der Erythrozytenparameter sind die Ergebnisse der In-Haus Ger├Ąte vergleichbar zu denen der Laborger├Ąte. Die Korrelationen f├╝r die Leukozytenzahl waren besser, als die f├╝r die Erythrozytenzahl und Erythrozytenparameter. Die Bestimmung der Thrombozytenzahlen ist grenzwertig f├╝r In-Haus und Laborger├Ąte. Die M├Âglichkeit absolute Retikulozytenzahlen zu bestimmen, ist ein deutlicher Vorteile der Laser-basierten Instrumente, da es eine objektivere Beurteilung der erythroiden Regeneration erlaubt. Obgleich die Referenzmethode f├╝r das Differentialblutbild einige Limitationen enth├Ąlt, zeigen die vorliegenden Daten, dass die In‐Haus und Laborger├Ąte insgesamt eine gute ├ťbereinstimmung erzielten. Allerdings ist die Akzeptanz der numerischen Daten ohne weitere Verifizierung nicht angemessen und kann zu klinisch wichtigen Fehlinterpretationen f├╝hren. ├ähnlich wie f├╝r die Blutzellz├Ąhlung, sind f├╝r die numerischen Ergebnisse des Differentialblutbildes keine Unterschiede zwischen In‐Haus und Laborger├Ąten sowie zwischen Impedanzund Laser-basierten Instrumenten offensichtlich. Die Fehlermeldungen, die von den verschiedenen Instrumenten generiert werden, sind wenig hilfreich, da zahlreiche Proben mit akkuraten Ergebnissen und Fehlermeldungen, sowie einige Proben ohne Fehlermeldungen, jedoch mit inakkuraten Ergebnissen vorhanden sind. Obgleich In-Haus und Laborger├Ąte zahlreiche n├╝tzliche h├Ąmatologische Parameter bestimmen, ist eine Ergebnisvalidierung notwendig. Neben einer kurzen Evaluation des Blutausstriches, bieten die Scattergramme von Instrument A und B wertvolle Informationen und weitere Studien sind notwendig um festzustellen, ob die Scattergramme von Instrument C in gleichem Ma├če hilfreich zur Ergebnisvalidierung sind. Eine wichtige Verbesserung w├Ąre akkurates Kennzeichnen von Proben, die eine Blutausstrichevaluation ben├Âtigen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie empfehlen wird die Evaluation eines Blutausstriches f├╝r jede Probe, unabh├Ąngig davon ob eine Fehlermeldung vorhanden ist oder nicht.
Kurzfassung auf Englisch:
Compare the total blood cell counts and leukocyte differentials of seven in-househematology instruments and two laboratory systems.
Material and Methods Over a three month period fresh KEDTA anticoagulant blood samples from healthy and diseased dogs (n=260) and cats (n=110) were analyzed. Beside precision, linearity and carry-over, the accuracy was evaluated for each instrument. For the WBC, RBC and PLT concentrations, as well as for the MCV and Hb concentration laboratory
instrument B (ADVIA TM 120) was used as comparative method; the accuracy of the HCT was assessed in comparison to spunPCV. A 200-cell manual differential was used as reference method for the leukocyte differential.
Statistics For all parameters linear regression, Deming regression (in case of normally distributed measurement errors) or Passing-Bablok regression (in case of not normally distributed measurement errors) and Bland-Altman analysis was performed. The results of Deming regression or Passing-Bablok regression were used to assess type of occurring errors in case of revalues ≥ 0.975. In case of revalues < 0.975, the Bland-Altman analysis was solely used for categorization of errors. For the cell counts, total errors were additionally calculated and compared to requirements in human medicine and recommendations in veterinary medicine. For the leukocyte differential, the ability to correctly identify pathological stages was also assessed.


Results Canine and feline samples were analyzed separately. In comparison to laboratory instrument B, the biases for WBC counts ranged from -0.6x109/l to 2.4x109/l, for RBC counts from 0 to 0.9x1012/l, for Hb from -1.5g/dl to +0.7g/dl, for MCV from -4.3fl to +8.3fl, for HCT versus PCV values from 0.1% to 7.2% and for PLT counts from -69.3x109/l to +77.2x109/l. Calculation of the total errors revealed, that for the white
blood cell count all instruments met the CLIA requirements (Clinical Laboratory Improvement Amendments) for human medicine. Only instrument K achieved slightly higher total errors. For the red blood cell parameters, the results vary between the instruments and the parameters. Especially for HCT the total errors exceeded CLIA requirements and recommendations for veterinary medicine. Thus, verification of the results is recommended, and can be achieved by the comparison of HCT and Hb concentration or a spun‐PCV. Concerning platelet counts, only instruments A, C, D and K met or slightly exceeded the CLIA requirements. Only two of the in-house-instruments are able to perform reticulocyte counts. The results
were overall acceptable, although both instruments showed a negative bias in comparison to laboratory instrument B. Regarding the leukocyte differential, the biases for neutrophils/granulocytes ranged from -3.31x109/l to 2.14x109/l, for eosinophils from -0.22x109/l to 1.03x109/l, for lymphocytes from -1.12x109/l to 2.74x109/l and for monocytes from -0.92x109/l to 1.22x109/l. For in-house and laboratory instruments some samples are present, where the results differed significantly from the manual differential. The in-house instruments, providing a 5-part differential have difficulties in detecting eosinophils in canine samples.

Some of the instruments flagged a high percentage of samples with error messages, including samples with accurate results in comparison to the different comparative methods. Additionally in most of the instruments samples with inaccurate results, which are not marked with an error message are present.


Conclusion Overall the data shows, that in general a good agreement was achieved between the hematology instruments and the different comparative methods. For most total blood cell counts and RBC parameters point-of-care analyzers performed similarly well as their large laboratory counterparts. The correlation for total WBC counts was better than for RBC counts and related parameters. The determination of the PLT counts is marginal for both in-clinic and laboratory methods. The ability to measure canine and feline reticulocyte is a clear advantage of the laboratory and the two laserbased point-of-care instruments to better assess erythroid regeneration. Although the reference method for the leukocyte differential has some clear limitations, the data shows that in general good agreement was achieved by the in-house and laboratory instruments. But accepting the results of the differential without further verification is not reasonable and can cause clinically important misinterpretation. Comparable to the total blood cell counts, there is no difference obvious between laboratory and in-house-instruments and between laser- and impedance-based systems with regard to accuracy of the numerical results of the automated differential cell counts. The flags generated by the various instruments appear only marginally helpful since there were many false flags and unflagged samples with inaccurate results. While inclinic and laboratory hematology analyzers provide many useful hematological parameters and seem to perform similarly well, there remains a need for result verification. Beside brief blood smear evaluation, the scattergrams generated by laboratory instruments A and B offer important information and further studies are necessary to investigate if the scattergrams reported by instrument C offer the same amount of information. Accurate display of flags to identify those samples requiring review of the peripheral blood smear would be an important improvement. Based on the results of our study we recommend reviewing a blood smear for every sample, regardless of whether or not a flag is displayed.
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