Manuele differentiatie van het bloedbeeld op de intensive care: hoeveel informatie levert het op?

  • 15 min.
  • Wetenschap

Samenvatting

De differentiële telling van het bloedbeeld wordt veelvuldig aangevraagd en zit regelmatig in (routine-)laboratoriumpakketten. Deze studie onderzocht de additionele waarde van een manuele microscopische beoordeling van het perifere bloed ten opzichte van automatische leukocytendifferentiatie met hemocytometrie bij patiënten opgenomen op de intensive care (IC). De manuele beoordeling bleek geen extra diagnostische informatie op te leveren, aangezien de automatisch en manueel uitgevoerde 5-part-differentiatie vergelijkbaar waren. Daarnaast was het voorkomen van myeloïde voorlopers, plasmacellen en morfologische afwijkingen niet anders dan à priori verwacht in een patiëntenpopulatie waarin infectieuze aandoeningen veelvuldig voorkomen. Bovendien was bij een aanzienlijk deel van de patiënten de informatie uit de differentiatie al bekend voorafgaand aan IC-opname of werd deze bij het eerste onderzoek op de IC vastgesteld. Het is dan ook niet zinvol om bij patiënten op de IC routinematig en zonder duidelijke vraagstelling (herhaaldelijk) een manuele differentiatie van het bloedbeeld uit te voeren.

Inleiding

De differentiële telling van het bloedbeeld is één van de meest aangevraagde hematologische bepalingen. Deze bepaling wordt toegepast in de diagnostiek van infecties en bij verdenking op hemato-oncologische maligniteiten, maar is ook vaak onderdeel van een screenend, algemeen hematologisch onderzoek.1
In laboratoria wordt veelal gekozen voor een initiële automatische differentiatie met een hemocytometer, gevolgd door manuele microscopische beoordeling van het perifere bloed wanneer automatische beoordeling mogelijk onbetrouwbaar is.2,3 De manuele beoordeling kan hierbij ondersteund worden door het geautomatiseerd vervaardigen en beoordelen van bloeduitstrijkjes met digitale microscopiesystemen, waarbij preclassificatie van celtypen plaatsvindt.4 Daarnaast kan deze beoordeling volledig manueel plaatsvinden, gebruikmakend van de klassieke microscopie.
De selectie van monsters voor manuele beoordeling gebeurt aan de hand van vooraf opgestelde en geautomatiseerde beslisregels op de hemocytometer.2,3 Op basis van de indicatiestelling kan een arts een manuele beoordeling ook direct aanvragen.
Een manuele beoordeling kan in zulke gevallen van aanvullende waarde zijn door verificatie van celaantallen, telling en differentiatie van (myeloïde) voorlopers, en detectie van morfologische afwijkingen.3
Vanuit het oogpunt van kostenbeheersing en doelmatig gebruik van laboratoriumdiagnostiek dient men zich echter ook af te vragen wat de meerwaarde is van een manuele beoordeling: welke klinische vraag hiermee beantwoord wordt en welke impact dit heeft op de klinische besluitvorming.
Vanuit ons laboratorium hadden wij de indruk dat monsters afkomstig van patiënten op de intensive care (IC), waar de differentiatie van het bloedbeeld onderdeel is van routine diagnostiek en follow-up, vaak werden geselecteerd voor manuele beoordeling na een initiële automatische differentiatie. Bovendien vermoedden wij dat de bevindingen bij manuele beoordeling niet anders waren dan verwacht in een patiëntenpopulatie met een hoge prevalentie van infectieuze aandoeningen, bijvoorbeeld linksverschuiving, toxische korreling en lichaampjes van Döhle.5
In deze studie hebben we derhalve gekeken naar de additionele waarde van een manuele differentiatie van het bloedbeeld ten opzichte van geautomatiseerde beoordeling met hemocytometrie bij patiënten die zijn opgenomen op de IC. Hiertoe zijn, aan de hand van een data-extractie uit het laboratoriuminformatiesysteem, verschillen in gemeten celaantallen tussen beide methoden in kaart gebracht, evenals de door manuele beoordeling toegevoegde informatie over myeloïde voorlopers en morfologische afwijkingen. Daarnaast is gekeken in hoeverre deze informatie reeds beschikbaar was voorafgaand aan opname op de IC.

Methode

Voor deze studie is gebruik gemaakt van monsters afgenomen op de afdelingen IC van het Zuyderland MC. Het Zuyderland MC heeft op beide ziekenhuislocaties een afdeling IC voor volwassenen van het hoogste niveau ingericht met twintig bedden op locatie Heerlen en acht bedden op locatie Sittard-Geleen. De werkprotocollen zijn over beide locaties geharmoniseerd. Volgens protocol werd bij patiënten op de IC met een hoge zorgzwaarte een bloedbeeld met differentiatie aangevraagd bij opname en vervolgens tweemaal per week.

De aanvraag ‘differentiatie van het perifere bloedbeeld’ werd in eerste instantie uitgevoerd op een Sysmex XN-10-hemocytometer (Sysmex, Kobe, Japan). Differentiaties waarin de hemocytometer geen afwijkingen zag (‘negatief’ gevlagd), werden via de middleware-software Extended Information Processing Unit (EPU) rechtstreeks naar het laboratoriuminformatiesysteem gezonden. Bij monsters waarin de hemocytometer iets afwijkends zag (‘positief’ gevlagd), werd automatisch een manuele differentiatie toegevoegd aan de order en direct gegenereerd. Monsters met ≥ 1 van de volgende vlaggen werden als ‘positief’ aangemerkt: Abnormal DIFF scattergram, Abnormal Lymphocytes, Atypical Lymphocytes, Blast, Blast / Abnormal Lymphocytes (WPC), EO count conspicuous, Immature granulocytes, Indications of dysplasia, Interference RET channel (malaria?), Interference WBC channel, Left shift, Leukocytopenia without flags, Leukocytosis without flags en Perform microscopy review. 

De bloeduitstrijken werden vervaardigd met de Sysmex SP-10-module (May-Grünwald Giemsa RAL-kleuring). De manuele beoordeling werd vervolgens primair uitgevoerd op digitale beelden verkregen met de Sysmex DI-60-digitale microscoop en gebruikmakend van het CellaVision-algoritme voor preclassificatie van bloedcellen (CellaVision AB, Lund, Zweden). De preclassificatie werd door een analist gecontroleerd en eventueel bijgesteld. Indien door de analist noodzakelijk geacht voor een betrouwbare beoordeling, vooral van fijne details, werd een klassieke microscopische beoordeling van een bloeduitstrijkje uitgevoerd door de analist.

Alle orders waarin een differentiatie van het bloedbeeld was aangevraagd door de afdeling IC in de periode 01-01-2019 t/m 31-05-2021 werden geëxtraheerd uit het laboratoriuminformatiesysteem GLIMS. Van iedere patiënt werd alleen de eerste opname meegenomen. Hierbij werd een opname beschouwd als afgesloten wanneer er geen door de IC aangevraagde order meer volgde of wanneer er > 14 dagen tussen twee IC-orders zat. Vervolgens werd voor iedere patiënt die was gekoppeld aan de aldus geïdentificeerde orders nagegaan of in de zeven dagen voorafgaande aan hun eerste opname op de IC een differentiatie van het bloedbeeld was aangevraagd door een andere aanvrager dan de IC. Beide data-extracten omvatten de resultaten van zowel de automatische als manuele celtelling en, indien van toepassing, de morfologische beoordeling.

Alle databewerkingen en statistische analyses zijn vervolgens uitgevoerd met R (versie 4.04) in RStudio (versie 1.4.1106), gebruikmakende van de additionele packages tidyverse, readxl, openxlsx, lubridate, gt, gtsummary, labelled, ggsci, mcr. Bland-Altman-analyses werden uitgevoerd met Analyze-IT, uitgaande van een non-parametrische berekening van de limits of agreement (versie 5.90).
Ten eerste werd de frequentie van automatische en manuele differentiaties in de periode van onderzoek vastgesteld op zowel monster- als individueel niveau.
Ten tweede werden de celaantallen afkomstig uit de automatische en manuele 5-part differentiatie vergeleken met een Bland-Altman-analyse. Hiervoor werden data gebruikt van patiënten met een manueel uitgevoerde eerste differentiatie, bij wie eveneens een automatische analyse beschikbaar was.
Ten derde werd op individueel niveau onderzocht hoe vaak een manuele differentiatie aanvullende informatie oplevert, uitgesplitst naar de aanwezigheid van de verschillende myeloïde voorlopers en plasmacellen, en de aanwezigheid van morfologische afwijkingen. Hierbij werd de aanwezigheid van een myeloïde voorloper of plasmacel gedefinieerd als een resultaat > 0*109/L en de aanwezigheid van een morfologische afwijking als minimaal 1+ (schaal 0, 1+, 2+, 3+). Om te zien wanneer in het diagnostisch traject deze bevindingen aantoonbaar waren, werd deze analyse uitgevoerd voor zowel de cumulatieve aantoonbaarheid tijdens opname als bij de eerst aangevraagde differentiatie. Vervolgens werd bij patiënten met een manuele differentiatie bij opname onderzocht hoe vaak dezelfde afwijkingen reeds gevonden waren in de week voorafgaand aan opname op de IC.

Alle aannames en bevindingen werden getoetst met een intensivist (GJ).

Voor deze studie werd een niet-WMO verklaring afgegeven door de Medisch-Ethische ToetsingsCommissie van Zuyderland én van Zuyd Hogeschool (METC Z, registratienummer METCZ20220001).

Resultaten

Frequentie automatische en manuele differentiatie op de IC op monsterniveau:

In de periode 01-01-2019 t/m 31-05-2021 werd 8.895 keer een differentiatie van het bloedbeeld uitgevoerd op perifeer bloed van in totaal 2.408 unieke patiënten opgenomen op de IC. Dit komt overeen met ruim 300 differentiële tellingen van het bloedbeeld per maand. Bij 5.130 (58%) analyses was sprake van een automatische en bij 3.765 (42%) een manuele differentiatie. Tien beoordelingen van het bloedbeeld (bij zes patiënten) werden op verzoek van de aanvrager manueel uitgevoerd. Wanneer alleen de eerste differentiatie van iedere patiënt in beschouwing werd genomen, was het aandeel manuele differentiaties iets lager (n = 831 uit 2.408 (35%)), overeenkomend met bijna 30 manuele beoordelingen per maand.

Frequentie automatische en manuele differentiatie op de IC op individueel niveau:

Voor de analyses op patiëntniveau werd uitgegaan van de eerste opnameperiode van bovengenoemde 2.408 patiënten (zie Tabel 1). Het aantal aanvragen voor een differentiatie van het bloedbeeld per opname, bij deze patiënten met minimaal één aanvraag, was beperkt, maar er waren forse uitschieters. Desalniettemin was bij 1.194 (50%) patiënten minimaal één manuele beoordeling uitgevoerd, waarbij dit bij 831 (70%) van hen (mede) het eerst aangevraagde onderzoek betrof.

Vergelijking cel aantallen 5-part automatische differentiatie en manuele beoordeling

De automatische en manuele beoordeling werden allereerst vergeleken op basis van de resultaten van de 5-part-differentiatie, gebruikmakend van data van patiënten met een manueel uitgevoerde eerste differentiatie (Tabel 2). In het algemeen waren de methodeverschillen beperkt. Voor de basofiele en eosinofiele granulocyten gold dat hogere aantallen en percentages werden gerapporteerd bij automatische analyse terwijl deze celtypen bij manuele beoordeling niet aantoonbaar waren. Over het gehele meetbereik was het absolute verschil tussen beide methoden echter ook voor de basofiele en eosinofiele granulocyten beperkt (Bland-Altman plot niet getoond).

Toegevoegde kwantitatieve informatie bij manuele differentiatie – myeloïde voorlopers en plasmacellen

Vervolgens werd beoordeeld bij welk deel van de 1.194 patiënten met minimaal één manueel beoordeelde differentiatie tijdens IC-opname myeloïde voorlopers en/of plasmacellen aanwezig waren (Figuur 1). Er werden vaak myelocyten, metamyelocyten en staafkernige granulocyten geteld. Daarentegen werden blasten gezien bij slechts 4.9% van de patiënten.
Figuur 1 toont daarnaast bij welk deel van deze patiënten de betreffende cellen reeds aantoonbaar waren in de eerste differentiatie bij opname op de IC. Bij een aanzienlijk deel van de patiënten bij wie myeloïde voorlopers en/of plasmacellen werden geobserveerd, werden deze niet bij de eerste differentiatie maar pas later tijdens opname gerapporteerd. Dit gold voor alle onderzochte celtypen, maar het meest uitgesproken voor de blasten, promyelocyten en plasmacellen.

Figuur 1. Voorkomen van myeloïde voorlopers, plasmacellen en morfologische afwijkingen tijdens opname op de intensive care. In kleur is aangegeven of deze cellen reeds aantoonbaar waren bij de eerste door de intensive care aangevraagde beoordeling van het bloedbeeld. Alleen afwijkingen die bij ≥ 1% van de patiënten werden gerapporteerd, zijn opgenomen in de figuur.

Verderkijkend naar de relevantie van de extra informatie over myeloïde voorlopers en plasmacellen, toont Tabel 3 dat, indien aanwezig (d.w.z. > 0%), het getelde absolute aantal en percentage van deze cellen over het algemeen echter laag was.

Toegevoegde kwantitatieve informatie bij manuele differentiatie – morfologie

Vervolgens werd het voorkomen van morfologische afwijkingen in het rode en witte bloedbeeld, en in de trombocyten tijdens opname vastgesteld bij dezelfde 1.194 patiënten met minimaal één manueel beoordeelde differentiatie (Figuur 1). De drie meest geobserveerde afwijkingen in het rode bloedbeeld waren anisocytose, poikilocytose en polychromasie. Voor het witte bloedbeeld waren dit toxische korreling, lichaampjes van Döhle en hypersegmentatie. Afwijkingen die sterk wijzen op een maligne hematologische aandoening, zoals Aurese staven (0.1%) en suspect maligne lymfocyten (0.1%), werden nauwelijks gezien. Bij de trombocyten werden vrijwel alleen macrotrombocyten gerapporteerd als morfologische bevinding.
Figuur 1 toont daarnaast dat de morfologische afwijkingen bij een groot deel van de patiënten niet bij de eerste differentiatie maar pas later tijdens opname zijn gezien.

Informatie over manuele differentiatie voorafgaand aan IC-opname

Ten slotte werd in de groep van 831 patiënten met een manuele beoordeling van de eerste differentiatie op de IC beoordeeld hoe vaak de informatie over myeloïde voorlopers, plasmacellen en morfologische afwijkingen al bekend was vóór IC-opname. Bij 618 (74%) van hen was minimaal één differentiatie beschikbaar in de week vóór IC-opname: automatische en manuele analyse bij respectievelijk 234 (28%) en 384 (46%) patiënten. Het tijdsinterval tussen de laatste differentiatie vóór en de eerste tijdens IC-opname bedroeg (mediaan [p25-p75]) 1 [0-2] dagen.
Hoewel zowel myeloïde voorlopers en plasmacellen als morfologische afwijkingen bij een aanzienlijk deel van de patiënten met een positieve bevinding reeds aangetoond waren voorafgaand aan IC-opname, werden deze bevindingen bij het merendeel van hen pas gerapporteerd bij de eerste beoordeling tijdens IC-opname (Figuur 2).

Figuur 2. Voorkomen van myeloïde voorlopers, plasmacellen en morfologische afwijkingen bij manuele analyse van de eerste door de intensive care aangevraagde beoordeling van het bloedbeeld. In kleur is aangegeven of deze cellen reeds aantoonbaar waren in de week voorafgaand aan opname op de intensive care. Alleen de in Figuur 1 gerapporteerde afwijkingen zijn hier meegenomen.

Discussie

Bij patiënten opgenomen op de IC wordt veelvuldig een manuele beoordeling van de differentiatie van het perifere bloedbeeld uitgevoerd. Gelet op de bevindingen bij manuele beoordeling, is de diagnostische opbrengst echter gering.
De vergelijkbaarheid van de automatisch en manueel uitgevoerde 5-part-differentiatie is over het algemeen immers goed en overeenkomstig de literatuur.6,7,8 Voor basofiele en eosinofiele granulocyten was de overeenkomst tussen beiden methoden in het lage gebied echter slecht. Dit komt niet in alle studies die een volledig manuele differentiatie als referentie hanteren naar boven 6,7,8, maar voor basofiele granulocyten wel in studies naar het CellaVision preclassificatie-algoritme.4 Dit is mogelijk gerelateerd aan imprecisie van de (ondersteunde) manuele methode bij cellen die in zeer lage aantallen voorkomen.4 Voor de meest voorkomende klinische vraagstellingen op de IC is het gevonden verschil in basofiele en eosinofiele granulocyten desalniettemin niet relevant.
Hoewel veelvuldig myeloïde voorlopers, plasmacellen en morfologische afwijkingen worden geobserveerd, zijn de specifieke bevindingen daarnaast geheel in lijn met de hoge prevalentie van infectieuze aandoeningen in een IC-populatie, dat wil zeggen passend bij een beeld van linksverschuiving of leukemoïde reactie.5 De bevindingen in het rode bloedbeeld zijn veelal aspecifiek.
In dit opzicht is het hier belangrijk om op te merken dat de benadering die is gekozen in deze studie niet uit gaat van de prestaties van de gehanteerde criteria voor selectie van monsters voor manuele controle - dit is elders uitgebreid beschreven6-9- maar van de diagnostische waarde van de bevindingen uit de verschillende vormen van de differentiële beoordeling in de context waarin deze is aangevraagd.
Er is een klein aantal studies waarin eveneens is gekeken naar de toegevoegde waarde van een manuele beoordeling van een bloeduitstrijk, bijvoorbeeld (10) en (11). De resultaten lopen daarbij uiteen van beperkt (11) tot zeer (10) waardevol. Het betreft hier echter studies waarin het gaat om beoordeling door een klinisch patholoog of hematoloog met een gerichte vraagstelling van de aanvrager (11) of na initiële beoordeling door een laborant (10). Met name deze laatste route leidt tot selectie van bloeduitstrijken met een hogere à priori kans op een afwijkende bevinding. Daarnaast beperken deze studies zich niet tot de IC-populatie en werd de conclusie over de klinische waarde van de analyse getrokken op patiëntniveau.
Bij de aanvragers is nagevraagd op welke wijze de resultaten van een bloeduitstrijk worden beoordeeld en wat de impact van deze resultaten is op de klinische besluitvorming. Hieruit bleek dat bij de interpretatie vooral gekeken wordt of de cel aantallen en de morfologie van het witte bloedbeeld passen bij het klinisch beeld. Een gerichte vraagstelling is er meestal niet, zeker bij aanvragen gedurende de opname, en de gerapporteerde bevindingen hebben in de praktijk geen impact op de klinische besluitvorming. Bij een klinische verdenking op sepsis start men ongeacht de bevindingen bij de differentiatie met antibiotische therapie. Naast het klinisch beeld worden hier bijvoorbeeld wel het leukocytenaantal, CRP en procalcitonine bij betrokken. Hetzelfde geldt voor het monitoren van het beloop van een infectie (persoonlijke mededelingen).
De klinisch chemicus is medeverantwoordelijk voor kostenbeheersing en doelmatig gebruik van laboratoriumdiagnostiek.12 Op basis van de lage stukprijs van zowel automatische als manuele analyse, is de belangrijkste winst van een reductie van het aantal beoordelingen van het perifere bloedbeeld vooral gelegen in de tijdswinst die gebruikt kan worden om het laboratoriumpersoneel gerichter in te zetten. Daarom is in overleg met de afdeling IC in ons ziekenhuis besloten louter bij opname en vervolgens op klinische indicatie een differentiatie van het perifere bloedbeeld aan te vragen. Het verrichten van deze vorm van diagnostiek bij opname wordt niet volledig ondersteund door de bevindingen, maar komt voort uit de wens éénmaal te screenen op een eventueel onderliggende hematologische aandoening. Uitgaande van 5 minuten per manuele beoordeling, zou met deze aanpak tijdens de studieperiode zo’n 227 uur aan tijd zijn bespaard, ofwel zo’n 7-8 uur per maand.
Uiteraard kent de gekozen aanpak enkele beperkingen. Ten eerste is de klinische consequentie van de differentiatie niet op individueel maar op groepsniveau beoordeeld. Ten tweede is aangenomen dat myeloïde voorlopers, plasmacellen en morfologische afwijkingen afwezig zijn in monsters die niet zijn geselecteerd voor manuele beoordeling. Voor de aanwezigheid van myeloïde voorlopers en plasmacellen is dat terecht gezien de hoge sensitiviteit van de betreffende flagging criteria in de XN-10 (6-8). Gezien het ontbreken van flagging criteria voor morfologische afwijkingen is het voorkomen hiervan daarentegen mogelijk onderschat (3). Ten derde zijn de sensitiviteit en specificiteit van regels voor automatische selectie van monsters voor manuele beoordeling en daarmee ook de generaliseerbaarheid van de beschreven frequenties van afwijkende bevindingen uit de differentiatie, afhankelijk van de interactie tussen de gehanteerde regels en de specifieke hemocytometer. 8,9Dit heeft echter geen impact op de conclusie ten aanzien van de relevantie van de gevonden bevindingen.

Conclusie

Het is niet zinvol om bij patiënten op de IC routinematig en zonder duidelijke vraagstelling (herhaaldelijk) een manuele differentiatie van het bloedbeeld uit te voeren.

Engelstalige samenvatting

The white blood cell differential is among the most commonly requested diagnostic tests. This study examined the additive value of manual versus automatic examination of the blood smear in patients admitted to the intensive care unit (ICU) using data derived from the laboratory information system. It was shown that manual examination did not provide additional diagnostic information. That is, comparability of the results of the 5-part differential were in general good. In addition, the occurrences of immature granulocytes, plasma cells and specific morphological abnormalities were in agreement with the high pretest probability of infectious diseases at the ICU. Further, this information often had already been reported shortly before ICU admission or was evident at the firstly requested test on admission. Therefore, it is not useful to routinely, repeatedly and without clear diagnostic indication perform a manual examination of the blood smear in patients admitted at the ICU.