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Automates de cytologie urinaire

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La plupart des laboratoires utilisent désormais des automates pour le dénombrement des éléments urinaires.

Plusieurs automates existent depuis quelques années (Tableau 10), ils dénombrent les leucocytes, les hématies, les bactéries, les cellules épithéliales, les cristaux et les cylindres.

Ils permettent de répondre aux exigences de l’accréditation grâce aux atouts suivants :

  • rapidité d’exécution (de 70 à 100 échantillons par heure) ;
  • connexion à l’informatique du laboratoire (élimination des erreurs de retranscriptions manuelles) ;
  • répétabilité et reproductibilité meilleures que celles des méthodes manuelles ;
  • existence d’échantillons de contrôle ;
  • enregistrement de la totalité des résultats pour une meilleure traçabilité.

Ces automates ne permettent cependant pas de différencier les bactéries mortes des bactéries vivantes. C’est pourquoi il faut toujours dénombrer les germes urinaires en les cultivant.

 

Tableau 10 : Les différents automates de cytologie urinaire

automate cytologie urinaire

SediMAX® et IRIS iQ200® ont l’avantage d’être couplé à un microscope ce qui permet de visualiser les éléments urinaires, de les identifier et de les classer. L’opérateur peut ensuite intervenir et effectuer des modifications directement sur l’écran, éliminer les artéfacts et valider en visualisant comme sur un microscope tous les éléments urinaires détectés.

UF-1000i® ne permet pas un contrôle d’images, mais déclenche des alarmes sollicitant des contrôles microscopiques manuels.

Nous présenterons ici deux automates :

 

 

Automate utilisant la cytométrie en flux couplée à une détection de fluorochrome : l’UF-1000i ®(SYSMEX)

 

Historique de la cytométrie en flux

Les premiers cytomètres en flux ne savaient faire qu’une seule chose : compter les cellules. Le principe était de faire défiler les cellules devant un faisceau lumineux : chaque passage de cellule provoquait une extinction du faisceau. En comptant le nombre d’extinctions, on obtenait le nombre de cellules.

Une amélioration a été ensuite d’appliquer un courant électrique dans le flux contenant les cellules. Dans ce cas, chaque passage de cellule entre deux électrodes provoque une résistance (ou impédance) sur le circuit, d’où une augmentation du voltage (d’après U=RI). En comptant le nombre de pics de modifications de voltage, on obtient le nombre de cellules mais aussi la taille de chaque cellule. En effet, la résistance, et donc le voltage, est proportionnelle à la taille cellulaire. On peut donc différencier plusieurs populations cellulaires d’un même mélange.

La deuxième grande amélioration vient de l’utilisation du faisceau laser : le nombre de critères étudiés devient alors très important. Dans ce cas, les cellules qui passent devant ce faisceau monochromatique absorbent une partie de cette puissante énergie lumineuse puis la réémettent sous formes de plusieurs énergies lumineuses de différentes longueurs d’ondes. L’analyse de cette permet de différencier et classer, un grand nombre d’éléments.

Par ailleurs, il est possible de traiter les éléments, avant leur passage devant le laser, par des « marqueurs » tels que des fluorochromes fixés ou non à des anticorps. La révélation de ces marqueurs permet une plus grande discrimination des éléments.

Ainsi, en associant un maximum de critères, on peut distinguer un grand nombre d’éléments différents contenus dans un même flux.

Présentation de l’UF-1000I ®(SYSMEX)

L’UF-1000i® est un automate d’analyse par fluoro-cytométrie en flux des particules urinaires. Il permet le dénombrement des hématies, des leucocytes, des cellules épithéliales, des bactéries, des cylindres et déclenche des alarmes quantitatives pour les cylindres pathologiques, les levures, les petites cellules rondes, les spermatozoïdes et les cristaux. Il indique aussi le volume des hématies, permettant de localiser l’origine de l’hématurie (glomérulaire ou non glomérulaire).

L’analyse s’effectue directement sur l’urine entière sans préparation préalable. Les éléments urinaires sont colorés avec deux fluorochromes spécifiques (un pour les bactéries, l’autre pour les autres particules). Un liquide (liquide de Sheath) les emportent et les fait passer un par un par un canal étroit traversé par un faisceau laser. L’automate analyse ensuite la lumière laser diffusée, la fluorescence et l’impédance et différencie ainsi les différents éléments urinaires.

Chaque particule est donc différenciée selon 3 paramètres : taille, structure et fluorescence.

On passe deux contrôles internes de qualité avant et à la fin de chaque série patient : un contrôle haut et un contrôle bas.

Schéma du principe

cytométrie

L’automate exprime les résultats :

  • sous forme quantitative (en nombre d’éléments par μL) ;
  • et sous forme de représentations graphiques des différentes populations (scattergrammes). Ces scattergrammes sont des nuages de points représentant les particules urinaires différenciées suivant leur taille, leur composition et leur fluorescence. Sur l’écran principal sont affichés 4 scattergrammes (S1, S2, S3 et B1) ;
  • sous forme de deux histogrammes (pour les leucocytes et les hématies).

scattergramme

Scattergramme S1 : Distribution des petites particules (RBC = hématies, X’TAL = cristaux, YLC = levures, SPERM = sperme)
Scattergramme S2 : Distribution des particules de taille moyenne (WBC= leucocytes, SRC= petites cellules rondes)
iScattergramme S3 : Distribution des particules de grandes tailles (EC = cellules épithéliales, CAST = cylindres, P.CAST = cylindres pathologiques, MUCUS)
Scattergramme B1: Distribution bactérienne (BACT = bactéries)

 

EXEMPLE DE RÉSULTAT

UF1000

Les paramètres quantitatifs d’analyse montrent que les seuils des leucocytes, des bactéries, et des hématies ont été atteints (alertes visualisées en jaune sur l’écran).

Le contrôle visuel des scattergrammes confirme :

  • La présence d’un important nuage de leucocytes (en bleue sur le scattergramme S2) et de bactéries (en rose sur le Scattergramme B1), permettant de déclencher l’information : « UTI? » (= Urinary Tract Infection). L’automate invite le technicien à s’assurer que c’est bien une infection urinaire.
  • On visualise également sur le scattergramme S1, le nuage d’hématies en rouge, témoignant d’une hématurie.

Bilan : ECBU positif (bactériurie positive, leucocyturie positive) avec hématurie. Notons que le diagnostic de certitude d’infection urinaire nécessite un dénombrement des germes par culture.

 

 

Automate utilisant une technique d’analyses d’images après capture par système vidéo :
Le SediMAX® (A. MENARINI diagnostics)

sedimax

Le SediMAX® est un analyseur entièrement automatisé de cytologie urinaire basé sur l’analyse morphologique des particules après capture par un système vidéo.

Il effectue une mesure microscopique de l’échantillon d’urine centrifugée dans une cuvette à usage unique. Il peut traiter 80 échantillons par heure.

On place dans l’automate les tubes contenant les urines du patients. Ce dernier les homogénéise avant l’analyse.

L’automate aspire ensuite 200 µL d’urine, les transfère dans la cuvette où ils sont centrifugés, ce qui permet de sédimenter les éléments.

La caméra intégrée dans l’automate photographie la cuvette en plusieurs endroits (jusqu’à 20 images par échantillon) à travers un microscope. Les images s’affichent à l’écran : ce sont exactement celles observées avec les microscopes traditionnels, avec la possibilité de zoomer (grossissement jusqu’à 250x, zoom optique 20x) sur des particules individuelles. Le SediMAX  identifie et quantifie 15 particules :

Hématies (RBC) ; Leucocytes (WBC) ; Cellules Épithéliales (EPI) et cellules rondes (NEC) ; Cylindres Hyalins (HYA) ; Cylindres Pathologiques (PAT) ; Levures (YEA) ; Bactéries (BAC) ; Cristaux (CRY) ; CaOx monohydraté (CaOxm) ; CaOx dihydraté (CaOxd) ; cristaux de phosphate triple (TRI) ; Acide urique (URI) ; Mucus(MUC) et Spermatozoïdes(SPRM).

Après l’analyse, l’écran affiche les résultats. Le technicien a alors la possibilité de les valider ou bien de les modifier.

Des contrôles internes de qualité (niveau bas et niveau élevé) sont passés avant et après chaque série patient. L’appareil vérifie que les hématies et les leucocytes se trouvent dans l’intervalle de concentration fixé.

Exemple d’un écran de résultat

sedimax

Photos capturées sur SediMAX

sedimax leucocytes

WBC = leucocytes

 

sedimax hématies leucocytes

RBC= hématies et WBC = leucocytes

 

sedimax levures

YEA = levures et RBC = hématies

 

sedimax levures leucocytes

YEA = levures et WBC = leucocytes

 

sedimax struvite cristaux phophates triples

TRI = cristaux de phosphate triple

 

sedimax weddellite oxalate calcium

CaOxd = cristaux d’oxalate de calcium dihydraté

 

sedimax acide urique

URI = cristaux d’acide urique

 

sedimax whewellite oxalate calcium

CaOxm = cristaux d’oxalate de calcium monohydraté

 

sedimax cellules épithéliales

EPI = cellules épithéliales et NEC=cellules rondes

 

sedimax cylindres

PAT = Cylindres Pathologiques

 


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