新突破 | 人工智能引领尿检自动化,指导慢性肾脏病诊疗管理

2018-10-16 14:47 来源:丁香园 作者:卓雅玛丽
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慢性肾脏病具有患病率高、知晓率低、预后差和医疗费用高等特点,起病隐匿,早期就诊和治疗率低,是继心脑血管疾病、糖尿病和恶性肿瘤后,又一严重危害居民健康的疾病。近日,在长沙举行的「2018 罗氏诊断尿液分析标准化及新技术研讨会」上,中南大学湘雅二医院检验科唐爱国教授、北京协和医院检验科张时民教授、湖南省人民医院检验科主任曹友德教授及湖南中医药大学第一附属医院医学检验与病理中心主任谢小兵教授就尿液检测在慢性肾脏病早期筛查、诊断、预后中的重要价值进行了深入探讨,同时分享了人工智能应用于检验医学指导肾脏疾病诊疗的最新进展,以及推进尿液检测标准化、自动化及数字化建设的重要意义。

尿液检测助力慢性肾脏病诊疗

慢性肾脏病的诊断标准为肾脏损伤(肾脏结构或功能性异常)情况持续或超过 3 个月,伴有或不伴有肾小球滤过率(GFR)下降,临床上表现为肾脏病理学检查异常或肾脏损伤(血、尿成分或影像学检查异常),或者 GFR﹤60 ml/(min·1.73m2)并持续超过 3 个月。当前,慢性肾脏病的检查方法主要有影像检查和实验室检查。影像检查以 B 型超声和肾活检病理检查为主,实验室检查手段主要有血常规和凝血功能检查、尿液分析、肾功能和血生化检查。其中尿液分析主要包括蛋白尿、血尿和尿沉渣检测。

肾小球滤过屏障受损是造成尿蛋白的主要原因,在尿液分析中检查出的蛋白尿 ≥ 30 mg/g(或 ≥ 3 mg/nmol)可作为肾脏损伤的标志,因此,评估尿液中的蛋白尿水平对于慢性肾脏病的诊断具有重要价值。此外,蛋白尿与微量白蛋白尿是慢性肾脏疾病进展的标志和危险因素,其含量随着肾脏疾病进展而升高。同时,肾脏疾病的不同类型会决定尿蛋白的种类,尿白蛋白排泄率增加也是糖尿病、高血压等导致慢性肾脏病的敏感指标,微量白蛋白尿还可反映全身血管内皮细胞功能损害。

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图1:湖南省人民医院检验科主任曹友德教授

湖南省人民医院检验科主任曹友德教授指出:「蛋白尿是慢性肾脏病进展的重要因素,也是影响预后的重要指标。蛋白尿检测对指导慢性肾脏病治疗、评价治疗效果和判断预后都具有重要意义。此外,在通过蛋白尿诊断慢性肾脏病的同时,也要注意蛋白尿的长期监测,尽量通过早期干预使蛋白尿和微量白蛋白尿下降甚至转阴,从而延缓肾功能损害。」

此外,血尿、尿沉渣管型也是慢性肾病的重要诊断指标。血尿分为两种类型:肾小球性和非肾小球性,通过尿液中红细胞的形态可以有效鉴别是否为肾小球性血尿,从而帮助慢性肾病的诊断。而根据尿沉渣管型的不同形态可以判断慢性肾脏病的不同阶段。

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图2:中南大学湘雅二医院检验科唐爱国教授

中南大学湘雅二医院检验科唐爱国教授强调:「尿液分析对于慢性肾脏病的早期筛查、诊断、预后具有重要作用,被称为『体外的肾活检』。因此,为进一步提高慢性肾脏病的早期就诊及治疗率,延缓疾病进程,如何为临床提供更为快速、准确的尿液检测结果是检验科亟待解答的问题。」

人工智能推动尿检自动化升级 高质高效检测满足临床需求

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图3:北京协和医院检验科张时民教授

随着当今科技的飞速发展,人工智能的出现被认为是一次颠覆性的技术革命。谈及人工智能在检验医学领域的应用,北京协和医院检验科张时民教授表示:「人工智能具有深入学习、自主学习、不断训练与不断改进的能力,是其判断能力逐步提高并越来越聪明的保障。人工智能正越来越多地被应用于检验医学领域,这在大大减轻检验工作者的劳动强度的同时,推动检验自动化、标准化和智能化的发展,缩短样本周转时间,进一步提升检验的速度与质量。」

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图4:湖南中医药大学第一附属医院医学检验与病理中心主任谢小兵教授

对此,湖南中医药大学第一附属医院医学检验与病理中心主任谢小兵教授进一步指出:「人工智能推动检验医学的发展,更大程度表现在实验室自动化、智能化升级管理,在尿液检测方面同样如此。目前,传统的尿沉渣显微镜检查是尿液有形成份分析的『金标准』。但是,由人工通过普通光学显微镜进行尿液镜检受到操作规范、个人经验因素等影响会导致多种误差出现。而包括尿沉渣和尿液分析工作站在内的尿液分析自动化解决方案解决了这些问题,满足了检验工作者对检测仪器最直接的要求:准确、快速、方便。」

罗氏诊断 cobas® u 701 尿液沉渣分析仪基于显微镜检的「金标准」方法,采用显微镜分析技术,对镜下的有形成分进行数字化拍摄数字化图像,可自动判断识别 12 种常见有形成分,并进行标注。用电脑系统的人工智能取代传统人工识别,可实现无人值守运行,检验员只需在屏幕审核后发出报告,显著提高了实验室的工作产能与效率,操作标准可以达到规范化和一致性,分析结果也更具有客观性,帮助临床医生获得与传统显微镜检高度一致的检测结果,需要时还可进行人工修正或复查,是尿液检验领域必然的发展趋势。

cobas® u 701 尿液沉渣分析仪可单独使用,也可整合 cobas® u 601 全自动尿液分析仪,升级成 cobas® 6500 全自动尿液分析系统,完成干化学分析后可自动传输样本至沉渣模块进行有形成分分析,或使用交叉筛查规则对需要进行沉渣检测的干化学阳性样本进行检测,并将检测数据整合到同一软件平台,全面优化尿液常规检测实验流程,实现一管尿液完成尿液常规检测。

谢小兵教授分享道:「从我院使用 cobas® 6500 前后的门诊样本和住院样本数据来看,人工镜检率分别从原来的 17% 和 34% 降低到 4% 和 16%,极大地缩短了样本周转时间,从而更快助力临床决策,更好满足临床需求。」

编辑: 李海丽

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