论文标题： Measuring Erythrocyte Sedimentation Rate Using Photometric Rheology Technology Demonstrates Superior Sample Stability as Compared to the Westergren Method

论文链接： https://www.mdpi.com/2075-4418/16/16/2648

期刊名： Diagnostics

期刊主页： https://www.mdpi.com/journal/diagnostics

一、引言

红细胞沉降率（ESR）是全球最古老且应用最广泛的实验室检测指标之一，是评估亚临床、急性和慢性炎症的非特异性"疾病指标"。ESR的原理基于红细胞在炎症状态下因血浆蛋白增多而加速沉降，其测量的是样本分析过程中红细胞的行为变化，而非特定分析物的浓度。尽管新型生物标志物层出不穷，ESR在自身免疫性疾病、低毒力感染、不明原因发热及肿瘤相关情况的诊断和监测中仍保持不可替代的临床价值。国际公认的ESR参考方法为魏氏法（Westergren），但其存在多项已知局限：受实验室环境（温度、湿度、振动）、样本存放时间和条件、样本变量（血细胞比容、红细胞浓度、平均红细胞体积）及操作者技术等影响，且需在采集后4小时内（室温保存）或24小时内（冷藏保存）完成检测。这一稳定性限制在样本需从分散采血点运输至集中检测中心时尤为突出，因为血常规等其他常规血液学检测具有更宽的样本稳定性窗口，ESR的稳定性要求成为血液学检测中的异常。为克服这些限制，基于光流变学（photometric rheology）的iSED自动ESR分析仪应运而生，其使用封盖EDTA抗凝全血样本，通过监测流过37°C流式比色池的光透射直接测量红细胞缗钱样聚集（rouleaux formation），在20秒内即可产生结果。本研究（Stabil-iSED）旨在直接比较iSED法与魏氏法在室温和4–8°C条件下样本稳定性的差异。

二、材料与方法

本研究的主要目标是比较K2 EDTA抗凝全血样本在iSED法与魏氏法下的稳定性，分别存储于室温（18–25°C）和4–8°C条件。研究经WCG IRB批准（IRB #20244298，2024年11月26日批准），依据FDA 21 CFR第50、54、56和312部分、国际协调会议良好临床实践指南及赫尔辛基宣言执行。在两家医院筛选签署知情同意的健康志愿者和18岁以上与ESR升高或炎症相关的患者，排除因抽取额外血样存在健康风险或存在血液学异常的重症患者。目标样本量为≥60份，覆盖ESR分析范围1–130 mm/h，每个三分之一区间至少20份，该目标样本量基于国际血液学标准化委员会（ICSH）关于ESR方法验证准确性的指导。

每位受试者抽取三管血样：一管7 mL和两管4 mL。溶血、严重脂血和可见凝块样本被排除。一管4 mL样本用于iSED法建立基线ESR，根据结果分为三个范围：（1）≤40 mm/h，（2）41–79 mm/h，（3）≥80 mm/h，该管室温保存。另一管4 mL样本存储于4–8°C。7 mL样本用于魏氏法记录基线ESR，室温保存。由此产生三个队列：（1）iSED/RT，（2）iSED/4–8°C，（3）Westergren/RT。基线ESR测定后，魏氏法在8、10、12和24小时（±30分钟）进行复测；iSED法在室温样本于8、10、12、24、28、36和48小时（±30分钟）复测，冷藏样本于8、24、36和48小时（±30分钟）复测。样本稳定性采用Passing-Bablok回归分析和稳定性漂移图评估，若斜率95%置信区间包含1.00、截距95%置信区间包含0.00且Spearman相关系数≥0.90，则判定该时间点样本稳定。统计分析使用MedCalc 22.023软件完成。

三、分析与结果

共63名患者和5名志愿者签署知情同意并提供样本。16份样本因基线ESR超过iSED上限（>130 mm/h）、样本量不足或队列已满等原因被移除。iSED/RT队列中有3份样本在12至24小时之间出现ESR值异常下降，经离群值分析（Q3 + 1.5 × IQR）被识别为离群值并从回归分析中剔除。各时间点的ESR值与其基线值通过Passing-Bablok回归分析进行比较（图1），同时通过稳定性漂移图展示各时间点均值与基线的百分比变化趋势（图2）。

图1. 24小时Passing-Bablok稳定性分析。各队列Time 0基线数据点与24小时结果对比：Westergren/RT（蓝色菱形/虚线）、iSED/RT（橙色圆点/点线）和iSED/4°C（绿色方块/实线）。

回归分析结果显示：iSED/RT队列样本在采集后28小时内保持稳定，iSED/4–8°C队列在48小时内保持稳定，而Westergren/RT队列仅在采集后10小时内保持稳定，在12小时及以上时间点显著恶化。24小时Passing-Bablok分析中（图1），iSED队列的回归斜率接近1.00（同一性线），魏氏法队列的斜率仅为0.80，偏离基线测量值。稳定性漂移图（图2）进一步显示，Westergren/RT队列在10–12小时出现进行性下降，iSED/RT队列在36小时出现下降，而iSED/4°C队列在48小时内未见降解迹象。

图2. 样本稳定性漂移图。各时间点ESR均值与基线均值的百分比变化趋势：Westergren/RT（蓝色菱形/虚线）、iSED/RT（橙色圆点/点线）和iSED/4°C（绿色方块/实线）。

此外，iSED/RT和iSED/4–8°C队列在8小时时间点的截距置信区间未包含0.00，但实际截距均在0.00的2 mm/h范围内（1.89和−1.62），且置信区间宽度<4 mm/h，临床影响极小。稳定性漂移图（图2）中，iSED队列的均值百分比变化在较长时间内保持相对恒定，直至样本降解引发进行性下降。原始数据显示，iSED/RT队列仅有2/54（3.7%）的样本从异常转为正常，iSED/4°C队列仅3/52（5.7%）发生此类转变。基于ESR的本质特征，真正的不稳定性不会随时间改善，且这些队列在8小时后的多个时间点均满足稳定性标准，因此8小时的样本稳定性结果可被接受。

四、讨论

基于上述发现，研究者指出：

1.iSED法样本在室温下可稳定至28小时、冷藏下可稳定至48小时，而魏氏法样本在室温下仅稳定10小时，稳定性差异显著；

2.iSED基于光流变学的快速光学测量和微流控技术，直接分析红细胞缗钱样聚集过程并隔离了影响魏氏法的时间敏感性效应，而魏氏法间接测量三阶段沉降后的结果，受环境、样本和操作者变量等多重因素影响；

3.红细胞在室温存储8小时和16小时后出现形态改变（棘变和中央苍白消失），这些变化可影响魏氏法的沉降和细胞堆积，而iSED法对这些形态变化的依赖性更低，在延长存储期内保持更高准确性和可靠性；

4.延长的样本稳定性为临床实验室带来显著优势：减少错误结果和拒收样本、降低重复采血需求、同一EDTA管可用于ESR和血常规检测、支持加做ESR检测请求，并实现真实的医疗成本节约；

5.光流变学技术仅需100 μL全血、20秒内出结果且直接从封盖采集管中取样，而魏氏法需1000 μL、需开盖吸样且耗时一小时，在时间、工作量和生物危害暴露方面光流变学法均具有显著优势。本研究亦存在一定局限性：未收集血细胞比容数据以应用Fabry校正、魏氏法仅测试一种存储条件且样本量相对较小，未来研究应探索贫血、真性红细胞增多症、镰状细胞病等特定疾病状态对样本稳定性的影响。

五、展望与结论

研究总结认为，光流变学技术（iSED）为ESR检测提供了显著优于魏氏法的样本稳定性，室温下可达28小时、冷藏下可达48小时，而魏氏法在室温下仅10小时。这一优势源于iSED直接测量红细胞聚集的快速光学技术原理，使其受时间敏感性红细胞形态变化影响更小。延长的样本稳定性为临床实验室在样本存储和运输方面提供了更大灵活性，尤其有利于分散采血点至集中检测中心的样本运输场景，减少了因温度波动或样本老化导致的错误结果。此外，iSED技术所需的样本量更少、出结果更快且生物危害暴露更低，代表了ESR检测方法学的重要进步。未来需进一步探索特定疾病状态对样本稳定性的影响，为临床实验室制定基于证据的ESR样本处理策略提供依据。

Koshy, T.; Lamazares, Y.; Evans, S.; Jortani, S. Measuring Erythrocyte Sedimentation Rate Using Photometric Rheology Technology Demonstrates Superior Sample Stability as Compared to the Westergren Method. Diagnostics 2026, 16, 2648.

Diagnostics 期刊介绍

主编：Prof. Dr. Andreas Kjaer, University of Copenhagen, Denmark

Diagnostics (ISSN 2075-4418) 涵盖医学诊断各个方面的研究成果，刊载研究论文、综述及短讯，鼓励学者发表详细的实验和理论结果，包括但不限于医学影像、病理与分子诊断、传染病诊断、即时诊断技术与设备、光学诊断技术与设备、机器学习和人工智能诊断技术、法医诊断等。目前，期刊已被SCIE (Web of Science)、Scopus、PubMed等多个国际数据库收录。

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