| 全血球数 | |
|---|---|
CBCと分画結果が表示されたプリントアウトの前にあるCBC標本 | |
| 同義語 | 全血球算定、[ 1 ]全血球算定(FBC)、[ 2 ]全血球算定、[ 3 ]全血検査(FBE)、[ 2 ]血球像[ 4 ] |
| メッシュ | D001772 |
| メドラインプラス | 003642 |
| ロインク | CBCのコード(例:57021-8) |
| HCPCS-L2 | G0306 |
全血球算定(CBC)は、フル・ブラッド・カウント(FBC)またはフル・ヘモグラム(FHG )とも呼ばれ、人の血液中の細胞に関する情報を提供する一連の臨床検査です。CBCは、白血球、赤血球、血小板の数、ヘモグロビン濃度、ヘマトクリット値(赤血球の体積百分率)を示します。赤血球の平均サイズとヘモグロビン含有量を示す赤血球指数も報告され、さまざまな種類の白血球を数える白血球 分画が含まれる場合もあります。
CBCは医療評価の一環として行われることが多く、健康状態のモニタリングや病気の診断に用いられます。結果は、性別や年齢によって異なる基準範囲と比較することで解釈されます。貧血や血小板減少症などの症状は、全血球算定結果の異常によって診断されます。赤血球指数は、鉄欠乏症やビタミンB12欠乏症といった貧血の原因に関する情報を提供し、白血球分画の結果は、ウイルス、細菌、寄生虫感染症や白血病などの血液疾患の診断に役立ちます。基準範囲外の結果が出ても、必ずしも医療介入が必要になるわけではありません。
CBC は通常、自動血液分析装置で実施され、細胞を数え、その大きさや構造に関する情報を収集する。ヘモグロビンの濃度を測定し、赤血球とヘモグロビンの測定値から赤血球指数を計算する。手動テストを使用して、異常な結果を個別に確認することができる。約 10~25% のサンプルには手動の血液塗抹標本検査が必要である。 [ 5 ]この検査では、血液を染色して顕微鏡で観察し、分析装置の結果が細胞の外観と一致していることを確認し、異常を探す。ヘマトクリットは、サンプルを遠心分離し、赤血球の割合を測定することで手動で決定することができ、自動化機器を利用できない検査室では、血球計算板を使用して顕微鏡下で血球を数える。
1852年、カール・フィエロルトは、血球計算を行う最初の手順を発表しました。これは、一定量の血液を顕微鏡のスライドに塗り、すべての細胞を数えるというものでした。1874年にルイ・シャルル・マラッセが血球計算盤を発明したことで、血球の顕微鏡分析が簡素化され、19世紀後半には、パウル・エールリッヒとドミトリ・レオニドヴィッチ・ロマノフスキーが、現在でも血液塗抹標本の検査に使用されている白血球と赤血球を染色する技術を開発しました。1920年代にはヘモグロビンを測定する自動化方法が開発され、1929年にはマックスウェル・ウィントローブがウィントローブヘマトクリット法を導入し、これにより赤血球の指標を定義できるようになりました。血球計算の自動化における画期的な出来事は、 1953年にウォレス・H・コールターが特許を取得したコールター原理でした。この技術は現在でも多くの自動分析装置で使用されています。1970年代には、光学的測定を用いて細胞の計数と識別を行う研究がさらに進み、白血球分画の自動化が可能になりました。
目的
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血液は、血漿と呼ばれる液体部分と、赤血球、白血球、血小板を含む細胞部分で構成されています。[注 1 ] [ 7 ]全血球算定では、血液の3つの細胞成分を評価します。貧血や血小板減少症などの病状によっては、血球数の顕著な増加または減少によって定義されます。[ 8 ]多くの臓器系の変化が血液に影響を及ぼす可能性があるため、CBCの結果は幅広い病状の調査に役立ちます。提供される情報量が多いため、全血球算定は最も一般的に行われる臨床検査の1つです。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
CBCは、医療評価の一環として病気のスクリーニングによく使用されます。 [ 12 ]また、医療提供者が感染症、出血性疾患、一部の癌など、血液細胞に影響を与える疾患を疑う場合にもCBCが必要になります。CBCの結果が異常になる可能性のある疾患と診断された人や、血球数に影響を与える治療を受けている人は、健康状態を監視するために定期的にCBCを実施する場合があります。[ 4 ] [ 12 ]また、入院している人では毎日この検査が行われることがよくあります。[ 13 ]結果によっては、輸血または血小板輸血の必要性が示される場合があります。[ 14 ]
全血球算定は多くの医療専門分野で特別な用途がある。手術前には貧血の検出、血小板数の十分性の確認、感染のスクリーニングのために行われることが多く、[ 15 ] [ 16 ]また手術後には失血をモニタリングするために行われる。[ 12 ] [ 17 ]救急医療では、全血球算定は発熱、腹痛、息切れなどの多くの症状の調査に使用され 、[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]出血や外傷の評価にも使用される。[ 21 ] [ 22 ]がんに対する化学療法や放射線療法を受ける人では血球算定が厳重にモニタリングされる。これらの治療は骨髄での血球生成を抑制し、白血球、血小板、ヘモグロビンのレベルが著しく低下する可能性があるためである。[ 23 ]クロザピンやカルバマゼピンなどの精神科薬を服用している人は、まれに白血球数の生命を脅かす減少(無顆粒球症)を引き起こす可能性があるため、定期的な全血球計算(CBC)が必要です。[ 24 ] [ 25 ]妊娠中の貧血は母子の予後を悪化させる可能性があるため、全血球計算は出生前ケアの日常的な一部です。[ 26 ] また、新生児では、黄疸を調べたり、敗血症の指標となる白血球分画中の未熟細胞の数を数えるために全血球計算(CBC)が必要になる場合があります。[ 27 ] [ 28 ]
全血球算定は血液学の必須のツールであり、血液に関連する疾患の原因、予後、治療、予防を研究する。[ 29 ] CBC と塗抹標本の検査結果は、造血系、特に骨髄、血液細胞の生成と発達に関与する臓器と組織の機能を反映している。[ 9 ] [ 30 ]例えば、3 種類の細胞すべての数が少ない場合 (汎血球減少症)、血液細胞の生成が骨髄障害によって影響を受けていることを示している可能性があり、骨髄検査で原因をさらに調べることができます。[ 31 ]血液塗抹標本で異常な細胞が見られる場合、急性白血病またはリンパ腫が疑われ、[ 30 ]好中球またはリンパ球の数が異常に多い場合、兆候となる症状や血液塗抹標本の所見と相まって、骨髄増殖性疾患またはリンパ増殖性疾患が疑われる。 CBCの結果と血液塗抹標本の検査は、栄養失調、骨髄疾患、後天性溶血性貧血、鎌状赤血球貧血やサラセミアなどの遺伝性疾患など、貧血の原因を区別するのに役立ちます。[ 32 ] [ 33 ]
全血球算定の基準範囲は、一見健康な人の 95% に見られる結果の範囲を表しています。[注 2 ] [ 35 ]定義により、結果の 5% は常にこの範囲外となるため、異常な結果の一部は医学的な問題を示すものではなく、自然な変動を反映している可能性があります。[ 36 ]このような結果が基準範囲からわずかに外れている場合、以前の結果と一致している場合、または CBC で他の関連する異常が示されていない場合は特にその可能性が高くなります。[ 37 ]比較的健康な集団で検査を実施した場合、臨床的に重要でない異常の数が、病気を示す結果の数を超えることがあります。[ 38 ]このため、米国、英国、カナダの専門機関は、関連する医学的状態のない個人の低リスク手術では、術前の CBC 検査を推奨していません。[ 15 ] [ 39 ] [ 40 ]入院患者における血液検査のための繰り返しの採血は、院内貧血の一因となり、不必要な輸血につながる可能性がある。[ 38 ]
手順
[編集]サンプルは、血液の自然な凝固を止めるために抗凝固剤(通常はEDTA)が入ったチューブに血液を吸い込むことによって採取されます。[ 41 ]血液は通常静脈から採取されますが、それが難しい場合は指先を刺して毛細血管から採取したり、乳児の場合はかかとを刺して採取することもあります。 [ 42 ] [ 43 ]検査は通常自動分析装置で行われますが、異常な結果を調べるために血液塗抹標本検査や手動ヘマトクリット検査などの手動技術を使用することもできます。[ 44 ]細胞数とヘモグロビンの測定は、自動化機器を利用できない研究室では手動で行われます。[ 45 ]
自動化
[編集]分析装置内で、サンプルは細胞が均一になるように撹拌され、その後希釈されて少なくとも2つのチャネルに分配されます。1つは赤血球と血小板の計数に、もう1つは白血球の計数とヘモグロビン濃度の測定に使用されます。一部の機器ではヘモグロビンを別のチャネルで測定し、追加のチャネルは白血球分画、網状赤血球数、および血小板の特殊測定に使用されます。[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]細胞は流体の流れに懸濁され、フローサイトメトリーと呼ばれる手法で、細胞がセンサーを通過する際にその特性が測定されます。[注 3 ] [ 49 ] [ 52 ] より正確な結果を得るために、流体力学的集束法を使用して個々の細胞を分離することもできます。希釈されたサンプルを低圧流体の流れに注入すると、サンプル中の細胞が層流によって一列に並びます。[ 53 ] [ 54 ]


ヘモグロビン濃度を測定するには、赤血球を破壊(溶解)するための試薬化学物質をサンプルに加え、赤血球数を計測するチャネルとは別のチャネルで行います。ヘモグロビン測定と同じチャネルで白血球数を計測する分析装置では、この方法により白血球をより簡単に計測できます。[ 55 ]血液分析装置は分光光度計を使用してヘモグロビンを測定します。この測定は、光の吸光度と存在するヘモグロビン量の直線関係に基づいています。化学物質を使用して、オキシヘモグロビンやカルボキシヘモグロビンなどの異なる形態のヘモグロビンを、通常はシアンメトヘモグロビンという安定した形態に変換し、永続的な色の変化を作り出します。結果として得られる色の吸光度は、特定の波長(通常は540ナノメートル)で測定すると、ヘモグロビンの濃度と一致します。[ 56 ] [ 57 ]
センサーは、電気インピーダンスと光散乱という2つの主な原理を使用してサンプル内の細胞をカウントおよび識別します。[ 58 ]インピーダンスベースの細胞カウントは、コールター原理に基づいています。つまり、細胞は電流を流す流体に浮遊しており、小さな開口部(アパーチャ)を通過すると、電気伝導率が低いため電流が減少するのです。細胞がアパーチャを通過するときに発生する電圧パルスの振幅は、細胞によって押しのけられた流体の量、つまり細胞の体積と相関しています。[ 59 ] [ 60 ]一方、パルスの総数はサンプル内の細胞数と相関しています。細胞体積の分布はヒストグラム上にプロットされ、各タイプの細胞の典型的なサイズに基づいて体積の閾値を設定することで、異なる細胞集団を識別してカウントすることができます。[ 61 ]
光散乱法では、レーザーまたはタングステンハロゲンランプからの光を細胞の流れに照射し、細胞の大きさと構造に関する情報を取得します。細胞はビームを通過する際に様々な角度で光を散乱させ、これを光度計で検出します。[ 62 ]前方散乱光は、ビーム軸に沿って散乱する光の量を指し、主に光の回折によって引き起こされ、細胞の大きさと相関します。一方、側方散乱光(90度の角度で散乱する光)は反射と屈折によって引き起こされ、細胞の複雑さに関する情報を提供します。[ 62 ] [ 63 ]
高周波ベースの方法はインピーダンスと組み合わせて使用することができます。これらの技術は、細胞が開口部を通過する際に電流の遮断を測定するという同じ原理に基づいていますが、高周波RF電流が細胞に浸透するため、結果として生じるパルスの振幅は、核の相対的な大きさ、核の構造、細胞質内の顆粒の量などの要因に関係します。[ 64 ] [ 65 ]血小板とサイズが似ている小さな赤血球や細胞片は血小板数に干渉する可能性があり、大きな血小板は正確に数えられない可能性があるため、一部の分析装置では、蛍光染色、多角度光散乱、モノクローナル抗体タグなどの追加技術を使用して血小板を測定しています。[ 48 ]
ほとんどの分析装置は、赤血球の平均サイズ(平均赤血球容積(MCV)と呼ばれる)を直接測定し、赤血球数とMCVを掛けてヘマトクリット値を算出します。一部の分析装置では、赤血球の総量と採血量を比較してヘマトクリット値を測定し、ヘマトクリット値と赤血球数からMCVを導きます。[ 66 ]ヘモグロビン濃度、赤血球数、ヘマトクリット値は、各赤血球内のヘモグロビンの平均量である平均赤血球ヘモグロビン量(MCH)とその濃度である平均赤血球ヘモグロビン濃度(MCHC)を計算するために使用されます。[ 67 ]別の計算値である赤血球分布幅(RDW)は、平均赤血球容積の標準偏差から導き出され、細胞サイズの変動を反映します。[ 68 ]

試薬処理後の白血球の体積をヒストグラムにプロットすると、3 つの明瞭なピークが形成される。これらのピークは、顆粒球、リンパ球、およびその他の単核細胞の集団にほぼ相当し、細胞体積のみに基づいて 3 つの分類を実行することができる。[ 69 ] [ 70 ]より高度な分析装置では、光散乱や無線周波数分析などの追加の技術を使用して 5 ~ 7 つの分類を提供するか、色素を使用して細胞内の特定の化学物質を染色する (たとえば、未熟な細胞に高濃度で含まれる核酸[ 71 ]または骨髄系細胞に含まれる酵素であるミエロペルオキシダーゼ)。[ 72 ] [ 73 ]好塩基球は、試薬が他の白血球を破壊し、好塩基球をそのまま残す別のチャネルで計数される場合がある。これらの測定から収集されたデータは分析され、散布図上にプロットされます。散布図では、各白血球の種類と相関するクラスターが形成されます。[ 70 ] [ 72 ]白血球分画を自動化する別の方法として、デジタル顕微鏡ソフトウェアの使用があります。 [ 74 ]このソフトウェアは、人工知能を用いて血液塗抹標本の顕微鏡写真から白血球を分類します。細胞画像は操作者に表示されますが、必要に応じて手動で細胞を再分類することができます。[ 75 ]
ほとんどの分析装置は、全血球計算のすべての検査を実行するのに1分もかかりません。[ 58 ]分析装置は多くの個々の細胞をサンプリングして計数するため、結果は非常に正確です。[ 76 ]しかし、一部の異常細胞は正しく識別されない可能性があり、機器の結果を手動で確認し、機器が分類できなかった異常細胞を他の方法で識別する必要があります。[ 5 ] [ 77 ]
ポイントオブケア検査
[編集]ポイントオブケア検査とは、患者のベッドサイドや診療所など、実験室の環境以外で行われる検査を指します。[ 78 ] [ 79 ]この検査方法は、従来の方法よりも速く、使用する血液量が少なく、特別に訓練された人員を必要としないため、緊急事態やリソースへのアクセスが限られている地域に役立ちます。 ポイントオブケア血液学検査で一般的に使用される機器には、サンプルのヘモグロビン濃度を分光光度計で測定するポータブル分析装置のHemoCueや、血液の導電率から赤血球の濃度を推定してヘモグロビン値を導き出すi-STATなどがあります。 [ 79 ]ヘモグロビンとヘマトクリットは、血液ガス検査 用に設計されたポイントオブケア機器で測定できますが、これらの測定値は、標準的な方法で得られた測定値と相関性が低い場合があります。[ 78 ]診療所用に設計された簡易版の血液分析装置があり、全血球算定と白血球分画を提供できます。[ 80 ]
マニュアル
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自動化された装置が利用できない場合、または分析装置の結果からさらに調査が必要であることが示された場合は、手動でテストを行うことができます。[ 45 ]自動結果は、症例の 10~25% で手動の血液塗抹標本レビューのためにフラグが付けられますが、これは、分析装置が適切にカウントできない異常な細胞集団、[ 5 ]分析装置によって生成された、結果が不正確である可能性があることを示唆する内部フラグ、[ 81 ]または設定されたしきい値から外れた数値結果が原因である可能性があります。[ 77 ]これらの問題を調べるために、血液を顕微鏡のスライドに広げ、ロマノフスキー染色で染色し、顕微鏡で検査します。[ 82 ]赤血球、白血球、血小板の外観を評価し、存在する場合は質的な異常が報告されます。[ 83 ]赤血球の外観の変化は診断上重要な意味を持つことがあります。例えば、鎌状赤血球の存在は鎌状赤血球症を示唆し、断片化した赤血球(破砕赤血球)の数が多い場合は微小血管障害性溶血性貧血を示唆する可能性があるため、緊急の調査が必要です。[ 84 ]一部の炎症性疾患や多発性骨髄腫などの異常タンパク質疾患では、血液中のタンパク質レベルが高いために、塗抹標本上で赤血球が積み重なって見えることがあり、これを連銭と呼びます。[ 85 ]マラリアやバベシア症などの寄生虫病は、血液塗抹標本上で原因生物を見つけることで検出できます。[ 86 ]また、血液塗抹標本から血小板数を推定することができ、これは自動血小板計数が不正確な場合に役立ちます。[ 77 ]
手動による白血球分類を行うには、顕微鏡検査医が血液塗抹標本上の細胞100個を数え、外観に基づいて分類します。時には200個の細胞が数えられます。[ 87 ]これにより、各タイプの白血球の割合がわかり、これらの割合に白血球の総数を掛けることで、各タイプの白血球の絶対数を得ることができます。[ 88 ] 手動による計数は、自動分析に比べて計数される細胞数が少ないため、サンプリング誤差の影響を受けますが、 [ 76 ]急性白血病で見られる芽球細胞など、分析装置では検出できない異常細胞を識別できます。[ 72 ] [ 77 ] [ 89 ]毒性顆粒や空胞化などの臨床的に重要な特徴も、白血球の顕微鏡検査から確認できます。[ 90 ]
ヘマトクリット値は、毛細管に血液を満たし、遠心分離して、赤血球の割合を測定することで手動で測定できます。[ 66 ]これは、赤血球増加症(赤血球数が大幅に増加した状態)[ 66 ]や重度の白血球増多症(白血球数が大幅に増加し、白血球が赤血球としてカウントされるため、赤血球測定に支障をきたす状態)など、自動ヘマトクリット値の結果が不正確になる可能性のある状態で有効です。[ 91 ]
赤血球、白血球、血小板は、血球計算板を使用して計数できます。血球計算板は、指定された量の希釈血液を保持するチャンバーを備えた顕微鏡のスライドです。血球計算板のチャンバーには、細胞を計数できるように目盛り付きのグリッドが刻まれています。グリッド内に見える細胞を計数し、グリッド上で計数された正方形の数から決定される検査された血液量で割ることで、サンプル内の細胞濃度が算出されます。[ 45 ] [ 92 ]手作業による細胞計数は、自動化された方法に比べて手間がかかり不正確であるため、自動分析装置を利用できない研究室を除いてめったに使用されません。[ 45 ] [ 92 ]白血球を計数するには、シュウ酸アンモニウム、酢酸、塩酸などの赤血球を溶解する化合物を含む液体を使用してサンプルを希釈します。[ 93 ]白血球の核を際立たせる染色剤が希釈液に加えられることもあり、これにより白血球の核を識別しやすくなります。手動血小板計数も同様の方法で行われますが、赤血球をそのまま残す方法もあります。光学顕微鏡ではなく位相差顕微鏡を使用すると、血小板の識別が容易になります。[ 94 ]手動赤血球計数は不正確であり、ヘモグロビン測定法や手動ヘマトクリット値測定法などの他の方法で赤血球を評価できるため、めったに行われませんが、必要に応じて生理食塩水で希釈した血液中の赤血球を計数することができます。[ 95 ]
ヘモグロビンは分光光度計または比色計を用いて手動で測定することができます。ヘモグロビンを手動で測定するには、赤血球を破壊してヘモグロビンを遊離させる試薬を用いてサンプルを希釈します。他の化学物質を用いて、異なる種類のヘモグロビンを一つの形に変換し、容易に測定できるようにします。その後、溶液を測定キュベットに入れ、使用する試薬の種類に応じて特定の波長で吸光度を測定します。既知量のヘモグロビンを含む標準液を用いて吸光度とヘモグロビン濃度の関係を判定することで、サンプル中のヘモグロビン濃度を測定することができます。[ 96 ]
農村部や経済的に恵まれない地域では、利用可能な検査は設備や人員の不足により限られています。これらの地域の一次医療施設では、赤血球形態の検査とヘモグロビンの手動測定に限られている場合があり、より複雑な技術、例えば手動による血球計数や白血球分画、そして場合によっては自動血球計数は、地域検査機関で行われています。地方病院や州立病院、学術センターでは、通常、自動分析装置が利用可能です。検査設備が利用できない場合は、標準化された吸収紙に血液を一滴垂らし、色彩スケールと比較することで、ヘモグロビン濃度を推定することができます。[ 97 ]
品質管理
[編集]自動分析装置は定期的に校正する必要がある。ほとんどの製造業者は定義されたパラメータを備えた保存血液を提供し、結果が定義された閾値から外れると分析装置が調整される。[ 98 ]結果の正確性を維持するために、通常機器製造業者から提供される品質管理サンプルは、少なくとも1日に1回検査される。サンプルは特定の結果を提供するように配合され、検査室はその結果を既知の値と比較して、機器が適切に機能していることを確認する。[ 99 ] [ 100 ]市販の品質管理材料を入手できない検査室に対して、インドの規制機関は、患者サンプルを2回実行して結果を比較することを推奨している。[ 101 ]患者サンプルの平均結果を一定の間隔で測定する移動平均測定は、追加の品質管理技術として使用することができる。患者集団の特徴が時間の経過とともにほぼ同じであると仮定すると、平均値は一定のままであるはずであり、平均値の大きなシフトは機器の問題を示している可能性がある。[ 99 ] [ 100 ] MCHC値は、この点で特に有用である。[ 102 ]
結果が既知の内部精度管理サンプルの分析に加えて、検査室は規制機関から外部精度評価サンプルを受け取る場合があります。内部精度管理の目的は、分析装置の結果が特定の検査室内で再現可能であることを確認することですが、外部精度評価は、異なる検査室からの結果が互いに一致し、目標値と一致していることを確認します。[ 103 ]外部精度評価サンプルの期待結果は検査室には開示されません。[ 104 ]外部精度評価プログラムは北米と西ヨーロッパで広く採用されており、[ 99 ]検査室は認定を維持するためにこれらのプログラムに参加することが求められることがよくあります。[ 105 ]資源の少ない地域の検査室では、ロジスティクスの問題により、外部精度評価スキームの導入が困難な場合があります。[ 106 ]
含まれるテスト
[編集]| 分析対象物 | 意味 |
|---|---|
| 白血球数 | 白血球濃度 |
| 赤血球 | 赤血球濃度 |
| HGB | ヘモグロビン濃度 |
| 造血幹細胞移植 | ヘマトクリット分画 |
| MCV | 平均細胞容積 |
| 母子保健 | 平均赤血球ヘモグロビン量 |
| MCHC | 平均赤血球ヘモグロビン濃度 |
| RDW-CV | 赤血球容積分布幅をパーセンテージで計算 |
| RDW-SD | ヒストグラムの高さ20%における赤血球量分布幅 |
| PLT | 血小板濃度 |
| MPV | 平均血小板容積 |
| ニュート | 好中球濃度および/または分画 |
| リンパ | リンパ球濃度および/または分画 |
| 単核症 | 単球濃度および/または単球分画 |
| EO | 好酸球濃度および/または分画 |
| バソ | 好塩基球濃度および/または分画 |
| IG | 未熟顆粒球濃度および/または分画 |
| NRBC | 有核赤血球濃度および/または分画 |
CBCでは、血小板、赤血球、白血球の量に加え、ヘモグロビン値とヘマトクリット値も測定します。赤血球の大きさとヘモグロビン含有量を表す赤血球指数(MCV、MCH、MCHC)に加え、赤血球の大きさのばらつきを表す赤血球分布幅(RDW)も報告されます。白血球の種類を数える白血球分画が行われる場合があり、未熟赤血球(網状赤血球)の数も含まれることがあります。[ 4 ] [ 107 ]
赤血球、ヘモグロビン、ヘマトクリット
[編集]| 分析対象物 | 結果 | 正常範囲 |
|---|---|---|
| 赤血球数 | 5.5 x 10 12 /L | 4.5~5.7 |
| 白血球数 | 9.8 x 10 9 /L | 4.0~10.0 |
| ヘモグロビン | 123グラム/リットル | 133~167 |
| ヘマトクリット | 0.42 | 0.35~0.53 |
| MCV | 76液量オンス | 77~98 |
| 母子保健 | 22.4ページ | 26~33 |
| MCHC | 293グラム/リットル | 330~370 |
| RDW | 14.5% | 10.3~15.3 |
赤血球は肺から組織に酸素を運び、戻る際に二酸化炭素を肺に戻し、そこで吐き出されます。これらの機能は、赤血球のヘモグロビンによって仲介されています。[ 109 ]分析装置は赤血球を数え、結果を血液1マイクロリットルあたり10 6個 (× 10 6 /μL) または1リットルあたり10 12個 (× 10 12 /L) の単位で報告し、平均赤血球容積と呼ばれる赤血球の平均サイズを測定します。この平均赤血球容積はフェムトリットルまたは立方マイクロメートルで表されます。 [ 4 ]平均赤血球容積に赤血球数を掛けると、血液に占める赤血球の割合を示すヘマトクリット (HCT) または赤血球容積 (PCV) が得られます。[ 66 ]また、ヘマトクリットを直接測定する場合、平均赤血球容積はヘマトクリットと赤血球数から計算できます。[ 110 ] [ 111 ]赤血球を溶解した後に測定されるヘモグロビンは、通常、1リットルあたりのグラム数(g/L)または1デシリットルあたりのグラム数(g/dL)の単位で報告されます。[ 112 ]赤血球が正常であると仮定すると、ヘモグロビンとヘマトクリット値の間には一定の関係があります。ヘマトクリット値は、g/dLで表したヘモグロビン値の約3倍±3です。この関係は「3の法則」と呼ばれ、CBCの結果が正しいことを確認するために使用できます。[ 113 ]
赤血球数、ヘモグロビン濃度、ヘマトクリット値から、平均赤血球ヘモグロビン量と平均赤血球ヘモグロビン濃度という2つの測定値が算出されます。[ 114 ] [ 115 ]これらのパラメーターは、各赤血球のヘモグロビン含有量を示します。MCHとMCHCは混乱を招く可能性がありますが、基本的にMCHは赤血球1個あたりのヘモグロビンの平均量の尺度です。MCHCは、細胞に占めるヘモグロビンの平均的な割合を示します。MCHは赤血球のサイズを考慮しませんが、MCHCは考慮します。[ 116 ] MCV、MCH、MCHCは総称して赤血球指数と呼ばれます。[ 114 ] [ 115 ]これらの指標の変化は血液塗抹標本で確認できます。異常に大きいまたは小さい赤血球は白血球の大きさと比較することで識別でき、ヘモグロビン濃度の低い細胞は青白く見えます。[ 117 ]赤血球の初期測定値から計算される別のパラメータは、赤血球分布幅(RDW)で、細胞の大きさの変動の度合いを反映します。[ 118 ]
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ヘモグロビン、ヘマトクリット値、または赤血球数が異常に低い場合は貧血を示します。[ 119 ]貧血はそれ自体で診断名となるものではありませんが、赤血球に影響を与える根本的な病態があることを示しています。[ 88 ]貧血の一般的な原因には、失血、欠陥のある赤血球の生成(無効赤血球造血)、赤血球の生成低下(不十分な赤血球造血)、赤血球の破壊の増加(溶血性貧血)などがあります。[ 120 ]貧血は血液の酸素運搬能力を低下させ、疲労感や息切れなどの症状を引き起こします。[ 121 ] ヘモグロビン値が個人の臨床状態に基づく閾値を下回った場合、輸血が必要になることがあります。[ 122 ]
赤血球数の増加、ひいてはヘモグロビンとヘマトクリット値の上昇[注 4 ]は、多血症と呼ばれます。[ 126 ] 脱水症状や利尿薬の使用は、赤血球に比べて血漿の量を減らすことで、「相対的」多血症を引き起こす可能性があります。赤血球数の真の増加は絶対的多血症と呼ばれ、肺疾患や心臓病などの慢性的な低酸素状態を補うために体がより多くの赤血球を産生する場合、あるいは赤血球産生を刺激するホルモンであるエリスロポエチンの値が異常に高い場合に発生します。真性多血症では、骨髄が赤血球やその他の血液細胞を過剰に産生します。[ 127 ]
赤血球指数の評価は、貧血の原因特定に役立ちます。MCVが低い場合、貧血は小球性貧血と呼ばれ、MCVが高い貧血は大球性貧血と呼ばれます。MCHCが低い貧血は低色素性貧血と呼ばれます。貧血が存在するが赤血球指数が正常な場合、貧血は正色素性かつ正球性であるとみなされます。[ 117 ] MCHCが高いことを意味する高色素性貧血という用語は、通常は使用されません。MCHCが上限基準値を超えることはまれであり、主に球状赤血球症、鎌状赤血球症、ヘモグロビンC症などの状態で発生します。[ 115 ] [ 128 ] MCHCの上昇は、赤血球凝集(赤血球数が誤って減少し、MCHCが上昇する)[ 129 ] [ 130 ]や、血中脂質量が大幅に増加(ヘモグロビン値が誤って増加する)などの状態によって、誤った結果になることもあります。 [ 128 ] [ 131 ]
小球性貧血は、典型的には鉄欠乏症、サラセミア、 慢性疾患性貧血に関連し、大球性貧血はアルコール依存症、葉酸およびビタミンB12欠乏症、特定の薬物の使用、および特定の骨髄疾患に関連します。急性失血、溶血性貧血、骨髄疾患、および様々な慢性疾患は、正球性血液像を伴う貧血を引き起こす可能性があります。[ 115 ] [ 132 ] MCVは、検査室の品質管理において追加の目的を果たします。MCVは他のCBCパラメータと比較して経時的に比較的安定しているため、MCVの大きな変化は、サンプルが誤った患者から採取されたことを示している可能性があります。[ 133 ]
RDWが低いことには臨床的意義はないが、RDWが高いことは赤血球の大きさの変動が大きいことを示し、赤血球不同症と呼ばれる状態である。[ 118 ]赤血球不同症は、鉄欠乏性貧血やビタミンB12または葉酸欠乏による貧血などの栄養性貧血でよく見られるが、サラセミアの人はRDWが正常である場合がある。 [ 118 ] CBCの結果に基づいて、鉄欠乏の存在を確認するためのフェリチン検査や、サラセミアや鎌状赤血球症などの異常ヘモグロビン症を診断するためのヘモグロビン電気泳動など、貧血を調べるためのさらなる手順を踏むことができる。[ 134 ]
白血球
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白血球は感染から身を守り、炎症反応に関与している。[ 136 ]白血球数の増加は白血球増多症と呼ばれ、感染症、炎症、生理的ストレスの状態でよく起こる。また、骨髄増殖性疾患やリンパ増殖性疾患など、血球の異常産生を伴う疾患によっても引き起こされる可能性がある。[ 137 ]白血球数の減少は白血球減少症と呼ばれ、感染症のリスク増加につながる可能性があり、[ 138 ]化学療法や放射線療法などの治療や、血球産生を阻害する多くの病状で起こる。[ 139 ]敗血症は白血球増多症と白血球減少症の両方に関連している。[ 140 ]総白血球数は通常、血液1マイクロリットルあたりの細胞数(/μL)または1リットルあたり10 9個(× 10 9 /L)で報告される。 [ 4 ]
白血球分画では、様々な種類の白血球が識別され、計数されます。結果はパーセンテージと単位体積あたりの絶対数で報告されます。通常、5種類の白血球(好中球、リンパ球、単球、好酸球、好塩基球)が測定されます。[ 141 ]一部の機器では、好中球の前駆細胞である未熟顆粒球の数を報告するものもあります。未熟顆粒球は、具体的には前骨髄球、骨髄球、後骨髄球に分類されます。[注 5 ] [ 144 ]手動分画で識別されたその他の細胞の種類も報告されます。[ 145 ]
鑑別結果は、多くの病状の診断と経過観察に役立ちます。例えば、好中球数の増加(好中球増多症)は、細菌感染、炎症、骨髄増殖性疾患と関連しています。[ 146 ] [ 147 ]一方、好中球数の減少(好中球減少症)は、化学療法を受けている人や特定の薬剤を服用している人、あるいは骨髄に影響を与える疾患がある人に発生することがあります。[ 148 ] [ 149 ]好中球減少症は、先天性疾患によっても引き起こされる可能性があり、小児ではウイルス感染または細菌感染後に一時的に発生することもあります。[ 150 ]重度の好中球減少症と感染症の臨床徴候を示す人は、生命を脅かす可能性のある疾患を予防するために抗生物質による治療を受けます。[ 151 ]
桿体好中球(分葉核のない若い好中球)または未熟顆粒球 の増加は左方偏移と呼ばれ、敗血症や一部の血液疾患で起こるが、妊娠中は正常である。[ 152 ] [ 153 ]リンパ球数の増加(リンパ球増多症)は、ウイルス感染[ 6 ] や慢性リンパ性白血病などのリンパ増殖性疾患と関連している。[ 154 ]単球数の増加(単球増多症)は慢性炎症状態と関連している。[ 155 ]好酸球数は寄生虫感染やアレルギー疾患でしばしば増加(好酸球増多症)する。[ 156 ]好塩基球数の増加は、慢性骨髄性白血病や真性多血症などの骨髄増殖性疾患で起こることがある。[ 147 ]腫瘍性の特徴を持つ芽球やリンパ球などの異常細胞の存在は、血液悪性腫瘍を示唆する。[ 89 ] [ 157 ]
血小板
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血小板は血液凝固に不可欠な役割を果たしている。血管壁が損傷すると、血小板が損傷部位の露出面に付着して隙間を塞ぐ。同時に凝固カスケードが活性化されるとフィブリンが形成され、これが血小板血栓を強化して安定した血栓を形成する。[ 158 ] 血小板数が少ない状態は血小板減少症と呼ばれ、重度の場合は出血を引き起こす可能性がある。[ 159 ]化学療法や放射線療法など骨髄を抑制する治療を受けている人や、ヘパリンなど免疫系に血小板を破壊するよう誘導する特定の薬剤を服用している人に発生する可能性がある。血小板減少症は、急性白血病や再生不良性貧血などの多くの血液疾患や、一部の自己免疫疾患の特徴である。[ 160 ] [ 161 ]血小板数が極端に少ない場合は、血小板輸血が行われることがある。[ 162 ] 血小板数の増加を意味する血小板増多症は、炎症や外傷の状態でも発生する可能性があり、[ 163 ]鉄欠乏症でも発生する可能性があり、[ 164 ]血小板数は、まれな血液疾患である本態性血小板血症の患者では非常に高いレベルに達する可能性があります。 [ 163 ]血小板数は、血液1マイクロリットルあたりの細胞数(/μL)、[ 165 ]マイクロリットルあたり10 3個(× 10 3 /μL)、または1リットルあたり10 9個(× 10 9 /L)という単位で報告されます。[ 4 ]
平均血小板容積(MPV)は、血小板の平均サイズをフェムトリットル単位で測定する。これは血小板減少症の原因特定に役立つ。MPVの上昇は、血小板の破壊の増加を補うために若い血小板が血流に放出されたときに起こり、一方、骨髄機能不全による血小板産生の減少はMPVの低下につながる可能性がある。MPVはまた、血小板減少症を引き起こす先天性疾患の鑑別にも有用である。[ 118 ] [ 166 ]未熟血小板分画(IPF)または網状血小板数は、一部の分析装置で報告され、血液中の未熟血小板の数を測定することで血小板産生速度に関する情報を提供する。[ 167 ]
その他のテスト
[編集]網状赤血球数
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網状赤血球は未熟な赤血球で、成熟した細胞とは異なりRNAを含んでいます。網状赤血球数は、全血球数検査の一環として行われることがあり、通常は貧血の原因を調べたり、治療に対する反応を評価したりするために行われます。網状赤血球数が多い貧血は、失血や溶血を補うために骨髄で赤血球が大量に産生されていることを示している可能性があります。[ 74 ]一方、網状赤血球数の少ない貧血は、体の赤血球産生能力が低下する状態にあることを示唆している可能性があります。[ 168 ] 栄養性貧血の人に栄養補給を行うと、網状赤血球数が増加することは、体が治療に反応してより多くの赤血球を産生していることを示しています。[ 169 ]血液分析装置は、RNA に結合する染料で赤血球を染色し、光散乱または蛍光分析によって網状赤血球の数を測定することで、網状赤血球数を計数します。この検査は、血液をニューメチレンブルーで染色し、顕微鏡下でRNAを含む赤血球の割合を数えるという手作業で行うことができます。網状赤血球数は絶対数[ 168 ]または赤血球の割合[ 170 ]として表されます。
一部の機器は、網状赤血球1個あたりのヘモグロビンの平均量を測定し、これは標準的な検査が困難な状態にある人における鉄欠乏症の指標として研究されてきました。[ 171 ]未熟網状赤血球分画(IRF)は、一部の分析装置によって生成される別の指標で、網状赤血球の成熟度を定量化します。未熟な細胞はRNAを多く含み、より強い蛍光シグナルを発します。この情報は、貧血の診断や、貧血治療後または骨髄移植後の赤血球産生の評価に役立ちます。[ 172 ]
有核赤血球
[編集]骨髄、胎児の肝臓や脾臓で形成される赤血球には[ 173 ]細胞核が含まれていますが、血流中を循環する成熟赤血球には通常存在しません。有核赤血球は新生児では正常ですが[ 174 ]、小児や成人で検出された場合は、出血、一部の癌、貧血などにより赤血球の需要が増加していることを示しています。[ 118 ]ほとんどの分析装置は、白血球分画の一部としてこれらの細胞を検出できます。有核赤血球の数が多いと白血球数が誤って高く表示されることがあり、調整が必要になります。[ 175 ]
その他のパラメータ
[編集]高度な血液分析装置は、研究において診断的意義が示されているものの、まだ広く臨床応用されていない、血球に関する新たな測定値を生成します。[ 171 ]例えば、一部の分析装置は、各白血球クラスターの大きさと位置を示す座標値を生成します。これらのパラメータ(細胞集団データと呼ばれる) [ 176 ]は、血液疾患、細菌感染症、マラリアの潜在的なマーカーとして研究されてきました。ミエロペルオキシダーゼ染色を用いて分画計数を行う分析装置は、様々な疾患で変化する白血球中の酵素発現を測定することができます。[ 75 ]一部の装置は、平均MCHC値に加えて、低色素性赤血球の割合を報告したり、一部の溶血性貧血で発生する断片化した赤血球(破砕赤血球)の数を報告したりできます。 [ 171 ] [ 177 ]これらのパラメータは分析装置の特定のブランドに固有のものであることが多いため、検査室で結果を解釈・比較することは困難です。[ 171 ]
基準範囲
[編集]| テスト | ユニット | アダルト | 小児科
(4~7歳) |
新生児
(0~1日齢) |
|---|---|---|---|---|
| 白血球数 | × 10 9 /L | 3.6~10.6 | 5.0~17.0 | 9.0~37.0 |
| 赤血球 | × 10 12 /L |
|
4.00~5.20 | 4.10~6.10 |
| HGB | グラム/リットル |
|
102~152 | 165~215 |
| 造血幹細胞移植 | 左/右 |
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0.36~0.46 | 0.48~0.68 |
| MCV | fL | 80~100 | 78~94 | 95~125 |
| 母子保健 | ページ | 26~34 | 23~31 | 30~42歳 |
| MCHC | グラム/リットル | 320~360 | 320~360 | 300~340 |
| RDW | % | 11.5~14.5 | 11.5~14.5 | 高架[注 6 ] |
| PLT | × 10 9 /L | 150~450 | 150~450 | 150~450 |
| 好中球 | × 10 9 /L | 1.7~7.5 | 1.5~11.0 | 3.7~30.0 |
| リンパ球 | × 10 9 /L | 1.0~3.2 | 1.5~11.1 | 1.6~14.1 |
| 単球 | × 10 9 /L | 0.1~1.3 | 0.1~1.9 | 0.1~4.4 |
| 好酸球 | × 10 9 /L | 0.0~0.3 | 0.0~0.7 | 0.0~1.5 |
| 好塩基球 | × 10 9 /L | 0.0~0.2 | 0.0~0.3 | 0.0~0.7 |
全血球数は、その出力を基準範囲(一見健康な人の95%に見られる結果)と比較することによって解釈されます。[ 35 ]統計的正規分布に基づいて、検査されたサンプルの範囲は性別と年齢によって異なります。[ 179 ]
平均して、成人女性は男性よりもヘモグロビン、ヘマトクリット、赤血球数の数値が低く、その差は閉経後には小さくなるものの、依然として存在する。[ 180 ]子供や新生児のCBC結果は、成人とは異なる。新生児のヘモグロビン、ヘマトクリット、赤血球数は、子宮内の低酸素レベルと、赤血球内の成熟ヘモグロビンよりも組織に酸素を運ぶ効率の悪い胎児ヘモグロビンの割合が高いことを補うために、非常に高い。 [ 181 ] [ 182 ] MCVも増加し、白血球数は好中球の優位性とともに増加する。[ 181 ] [ 183 ] 赤血球数と関連値は出生後まもなく減少し始め、生後約2か月で最低点に達し、その後増加する。[ 184 ] [ 185 ]年長児および小児の赤血球は成人よりも小さく、MCHも低い。小児の白血球分画では、リンパ球が好中球を上回ることが多いが、成人では好中球が優勢である。[ 181 ]
集団間のその他の差異も基準範囲に影響を与える可能性があります。例えば、高地に住む人々はヘモグロビン、ヘマトクリット、赤血球数の測定値が高く、アフリカ系の人々は白血球数が平均して低くなります。[ 186 ]全血球計算(CBC)を行うために使用される分析装置の種類も基準範囲に影響を与えます。したがって、基準範囲は各検査室がそれぞれの患者集団と機器に基づいて設定します。[ 187 ] [ 188 ]
制限事項
[編集]血液サンプルの病状や問題によっては、結果が不正確になる場合があります。採血技術の不備などにより、サンプルが目に見える形で凝固している場合、血小板数が誤って減少し、その他の結果が異常となる可能性があるため、検査には適していません。[ 189 ] [ 190 ]室温で数時間保存したサンプルは、MCV(平均赤血球容積)が誤って高く表示されることがあります。[ 191 ]これは、赤血球が血漿から水分を吸収して膨張するためです。また、古いサンプルでは細胞が時間の経過とともに劣化するため、血小板と白血球の分画結果が不正確になる可能性があります。[ 91 ]

血漿中のビリルビン値または脂質値が非常に高い人(それぞれ黄疸性サンプルまたは脂肪血症サンプルと呼ばれる)から採取したサンプルでは、これらの物質がサンプルの色や不透明度を変え、ヘモグロビン測定に干渉するため、ヘモグロビン値が誤って高く表示されることがあります。[ 193 ]この影響は、血漿を生理食塩水に置き換えることで軽減できます。[ 91 ]
一部の人は、血小板凝集を引き起こす抗体を産生します。EDTAは、通常、CBC検体の採取に用いられる抗凝固剤です。血小板凝集は自動分析装置によって単一の血小板としてカウントされ、血小板数が誤って減少することがあります。これは、クエン酸ナトリウムやヘパリンなどの代替抗凝固剤を使用することで回避できます。[ 194 ] [ 195 ]
全血球算定の結果に影響を及ぼす可能性のあるもう一つの抗体媒介性疾患は赤血球凝集である。この現象は、抗体が細胞表面に結合することで赤血球が凝集する。[ 196 ]赤血球凝集体は分析装置によって単一細胞としてカウントされ、赤血球数とヘマトクリットが著しく減少し、MCVとMCHC(平均赤血球ヘモグロビン濃度)が著しく上昇する。[ 53 ]これらの抗体は室温でのみ活性を示すことが多く(この場合は寒冷凝集素と呼ばれる)、凝集はサンプルを37℃(99℉)に加熱することで解除できる。温式自己免疫性溶血性貧血の患者のサンプルでは、温めても解消しない赤血球凝集がみられることがある。[ 130 ]
用手鑑別では芽球細胞やリンパ腫細胞を同定できますが、顕微鏡検査では細胞の造血系譜を確実に特定することはできません。この情報は血液がんの診断にしばしば必要です。異常細胞が同定された後、フローサイトメトリーによる免疫表現型解析などの追加技術を用いて、細胞に関する追加情報を提供するマーカーを同定することができます。 [ 197 ] [ 198 ]
歴史
[編集],_United_Kingdom,_1850-1950.jpg/440px-Haemoglobinometer_(hemoglobinometer),_United_Kingdom,_1850-1950.jpg)
自動血球計数装置が導入される前は、全血球計算検査は手作業で行われ、白血球、赤血球、血小板は顕微鏡を用いて計数されていました。[ 200 ]血球の顕微鏡観察結果を初めて公表したのはアントニー・ファン・レーウェンフックで、[ 201 ]彼は1674年にロンドン王立協会紀要に赤血球の出現について報告しました。[ 202 ] ヤン・スワンマーダムはその数年前に赤血球について記述していましたが、当時は研究結果を公表していませんでした。18世紀から19世紀にかけて、無色レンズなどの顕微鏡技術の改良により、染色していないサンプルでも白血球や血小板を計数できるようになりました。[ 203 ]
生理学者カール・フィエロルトが初めて血球計算を行ったとされている。[ 8 ] [ 204 ] [ 205 ] 1852年に発表された彼の手法では、慎重に測定された量の血液が毛細管に吸引され、卵白を塗った顕微鏡のスライドに広げられた。血液が乾燥した後、彼はスライド上のすべての細胞を数えたが、このプロセスは完了するまでに3時間以上かかった。[ 206 ]ルイ・シャルル・マラッセが1874年に導入した血球計算板は、血球の顕微鏡的計数を簡素化した。[ 207 ]マラッセの血球計算板は、平らな毛細管が入った顕微鏡のスライドから構成されていた。希釈された血液は、一端に取り付けられたゴム管によって毛細管室に導入され、目盛り付きグリッドの付いた接眼レンズが顕微鏡に取り付けられ、顕微鏡使用者が血液量あたりの細胞数を数えることができた。 1877年、ウィリアム・ガワーズは計数グリッドを内蔵した血球計数を発明し、顕微鏡ごとに特別に校正された接眼レンズを製造する必要性を排除しました。[ 208 ]
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1870年代、パウル・エールリッヒは酸性染料と塩基性染料を組み合わせた染色法を開発しました。この染色法は、白血球の種類を区別し、赤血球の形態を検査することを可能にしました。[ 203 ] ドミトリ・レオニドヴィッチ・ロマノフスキーは1890年代にこの技術を改良し、エオシンと熟成メチレンブルーの混合物を用いることで、どちらか一方のみを用いた場合には得られない幅広い色合いを作り出しました。これがロマノフスキー染色の基礎となり、現在でも血液塗抹標本の手作業による検査に用いられています。[ 209 ]
ヘモグロビンを測定する最初の技術は19世紀後半に考案され、希釈した血液の色を既知の標準と視覚的に比較するものでした。[ 205 ]分光光度計と比色計を使用してこのプロセスを自動化する試みは、ヘモグロビンが血液中に多くの異なる形で存在するため、単一の波長で測定できないという制限がありました。1920年に、異なる形のヘモグロビンを1つの安定した形(シアンメトヘモグロビンまたはヘミグロビンシアン化物)に変換する方法が導入され、ヘモグロビンレベルを自動的に測定できるようになりました。シアンメトヘモグロビン法は、ヘモグロビン測定の標準的な方法であり、多くの自動血液分析装置で現在でも使用されています。[ 57 ] [ 210 ] [ 211 ]
マックスウェル・ウィントローブはヘマトクリット検査の発明者として知られています。[ 66 ] [ 212 ] 1929年、彼はチューレーン大学で赤血球パラメータの正常範囲を決定するという博士課程のプロジェクトに着手し、ウィントローブ・ヘマトクリットとして知られる方法を発明しました。ヘマトクリットの測定方法は以前にも文献に記載されていましたが、ウィントローブの方法は、精密な仕様で大量生産でき、目盛りが組み込まれた大きなチューブを使用するという点で異なっていました。チューブ内の赤血球の割合は遠心分離後に測定され、ヘマトクリットが決定されました。ヘマトクリット値を決定するための再現性のある方法を発明したことで、ウィントローブは赤血球指標を定義することができました。[ 205 ]

自動細胞計数の研究は20世紀初頭に始まった。[ 211 ] 1928年に開発された手法では、測光法で測定した希釈血液サンプルを透過した光の量を使用して赤血球数を推定したが、異常な赤血球を含むサンプルでは不正確であることが判明した。[ 8 ] 1930年代と1940年代には、顕微鏡に光電検出器を取り付け、走査しながら細胞を計数するという、失敗に終わった試みもあった。[ 211 ] 1940年代後半、広島と長崎への原爆投下を受けて、より優れた赤血球計数法の必要性を感じたウォレス・H・コールターは、 [ 213 ]光電式細胞計数技術の改良を試みた。[注 7 ] 彼の研究は、シカゴの地下研究室で弟のジョセフ・R・コールターの支援を受けて行われた。[ 60 ]光電式法を用いた結果は期待外れで、1948年に血液の導電率と赤血球濃度を関連付けた論文を読んだ後、ウォレスはコールター原理を考案しました。これは、導電性媒体に浮遊した細胞が開口部を通過すると、そのサイズに比例した電流降下が発生するという理論です。[ 213 ]
その年の10月、ウォレスは原理を実証するためのカウンターを製作した。資金的な制約から、開口部はタバコの箱のセロハンに穴を開けて作った。[ 60 ] [ 213 ]ウォレスは1949年にこの技術の特許を申請し、1951年には海軍研究局にコールターカウンターの開発資金を申請した。[ 213 ]ウォレスの特許申請は1953年に認められ、開口部の改良とサンプルサイズの正確な制御を可能にする水銀マノメーターの導入の後、兄弟は1958年にコールターエレクトロニクス社を設立し、機器を販売した。コールターカウンターは当初赤血球を計数するために設計されたが、後に改良が加えられ、白血球の計数にも有効であることが証明された。[ 60 ]コールターカウンターは医療検査室で広く採用された。[ 211 ]
複数の細胞数を同時に計測できる最初の分析装置は、 1965年に発売されたテクニコン SMA 4A-7Aであった。この装置は、血液サンプルを2つのチャンネルに分割することでこれを実現した。1つは赤血球と白血球の計測用、もう1つはヘモグロビンの測定用である。しかし、この装置は信頼性が低く、メンテナンスが困難であった。1968年、コールターモデルS分析装置が発売され、広く普及した。テクニコン装置と同様に、この装置も2つの異なる反応室を備え、1つは赤血球数計測用、もう1つは白血球数とヘモグロビンの測定用であった。モデルSはまた、インピーダンス測定を用いて平均血球容積も測定し、赤血球指数とヘマトクリット値を導出することができた。自動血小板計数は、1970年にテクニコンHemalog-8装置で導入され、1980年にはコールターのS Plusシリーズ分析装置に採用された。[ 214 ]
基本的な細胞計数が自動化された後も、白血球分類は課題として残っていました。1970年代を通して、研究者は分類計数を自動化する2つの方法、デジタル画像処理とフローサイトメトリーを研究しました。1950年代と60年代にパップスメアの読み取りを自動化するために開発された技術を使用して、いくつかのモデルの画像処理分析装置が作られました。[ 215 ]これらの機器は、染色された血液塗抹標本をスキャンして細胞核を見つけ、次に細胞のより高解像度のスナップショットを撮り、密度測定によってそれを分析しました。[ 216 ]これらは高価で遅く、血液塗抹標本を準備して染色する必要があるため研究室の作業負荷をほとんど軽減しませんでした。そのため、フローサイトメトリーベースのシステムがより普及し、[ 217 ] [ 218 ] 1990年までには米国や西ヨーロッパではデジタル画像分析装置は市販されていませんでした。[ 219 ]これらの技術は、人工ニューラルネットワークを使用したより高度な画像解析プラットフォームの導入により、2000年代に復活しました。[ 220 ] [ 221 ] [ 222 ]
初期のフローサイトメトリー装置は、特定の波長の光線を細胞に照射し、その結果生じる吸光度、蛍光、または光散乱を測定して細胞の特徴に関する情報を収集し、DNAなどの細胞の内容物を定量化することを可能にした。[ 223 ]そのような機器の1つであるラピッドセル分光光度計は、1965年にルイス・カメンツキーによって子宮頸部細胞診を自動化するために開発されたもので、細胞化学染色技術を使用して血球散布図を生成することができた。ラピッドセル分光光度計の染色システム開発に携わったレナード・オーンスタインと彼の同僚は、後に世界初の市販フローサイトメトリー式白血球分画分析装置、ヘマログDを開発しました。[ 224 ] [ 225 ] 1974年に発売されたこの装置は、[ 226 ] [ 227 ]光散乱、吸光度、細胞染色を用いて、5種類の正常白血球に加え、「大型未確認細胞」(通常は非定型リンパ球や芽球)を識別しました。ヘマログDは1回の測定で1万個の細胞をカウントすることができ、手動分画分析装置に比べて大幅に性能が向上しました。[ 225 ] [ 228 ] 1981年、テクニコン社はヘマログDとヘマログ8を統合し、全血球算定と分画分析を初めて統合したテクニコンH6000を開発しました。この分析装置は操作に手間がかかることから血液学研究室では不評だったが、1980年代後半から1990年代初頭にかけて、シスメックス、アボット、ロシュ、ベックマン・コールターなどのメーカーが同様のシステムを広く生産した。[ 229 ]
説明ノート
[編集]- ^ 血小板は一般的に細胞と呼ばれますが、厳密には細胞ではありません。血小板は骨髄中の巨核球の細胞質から形成された細胞片です。 [ 6 ]
- ^ 基準範囲を構築するために使用されるデータは通常「正常な」被験者から得られるが、これらの個人が無症状の疾患を有する可能性もある。 [ 34 ]
- ^ フローサイトメトリーという用語は、最も広義には、流体中の個々の細胞の特性を測定するあらゆる方法を指します。 [ 49 ] [ 50 ]この点において、すべての血液分析装置(デジタル画像処理を使用するものを除く)はフローサイトメーターです。しかし、この用語は一般的に光散乱法や蛍光法、特に細胞表面マーカーに結合する標識抗体を用いた細胞同定(免疫表現型検査)を指すために使用されます。 [ 49 ] [ 51 ]
- ^ 必ずしもそうとは限りません。例えば、一部のタイプのサラセミアでは、赤血球が非常に小さいため、赤血球数の増加とヘモグロビン値の低下または正常が同時に起こります。 [ 123 ] [ 124 ]メンツァー指数は、MCVと赤血球数を比較するもので、鉄欠乏性貧血とサラセミアを区別するために使用できます。 [ 125 ]
- ^ 自動化された機器では、これら3種類の細胞を「未熟顆粒球」という分類でグループ化しますが[ 142 ]、手動の分画では別々にカウントされます。 [ 143 ]
- ^ RDWは出生時に非常に高く、生後約6ヶ月まで徐々に減少します。 [ 178 ]
- ^ ウォレスがコールターカウンターを発明したのは、アメリカ海軍の艦艇で使用されていた塗料中の粒子を調べるためだったという逸話がある。また、第二次世界大戦中にプランクトンを計測するために設計されたという説もある。しかし、ウォレスは海軍に勤務したことはなく、この装置に関する初期の著作には、当初は血液の分析に使用されたと記されている。塗料に関するこの説は、ウォレス・H・コールター財団が作成した文書から最終的に撤回された。 [ 213 ]
参考文献
[編集]引用
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