SEDIMENTO URINARIO AUTOMATIZADO

Mauricio Farías
mauricio.farias@wiener-lab.com
Centro de Investigación y Biotecnología – Wiener Laboratorios SAIC, Rosario – Argentina


El análisis de orina es el más antiguo de los exámenes de laboratorio ya que su existencia data de la época de los egipcios.  En la actualidad, se basa en la utilización de tiras reactivas para la evaluación de la parte físico-química, y la visualización al microscopio.

La importancia de la correcta realización de este examen radica en su significancia diagnóstica en diversas patologías, tanto renales como pre renales, así como también enfermedades metabólicas y sistémicas.

Análisis microscópico

El examen microscópico de la orina es una labor que insume mucho tiempo, que requiere de la participación de un observador experimentado, y que adolece de falta de reproducibilidad por las discrepancias en la interpretación por distintos observadores. Aunque el examen microscópico manual siga siendo considerado como el método de referencia, sobre todo si se realiza por un método estandarizado, supone muchos pasos (centrifugación, decantado, resuspensión), en los cuales se pueden producir pérdidas y deterioro de elementos y dar lugar a imprecisión e inexactitud en los resultados.

La automatización puede ayudar a solventar estos problemas y mejorar la calidad de los resultados, ya que muchos estudios han comparado el análisis de orina tradicional con los métodos automatizados y han llegado a la conclusión de que éstos últimos mejoran la precisión y exactitud de los resultados, además de demostrar su viabilidad como excelentes métodos de cribado rutinarios,  abren nuevas oportunidades de mejora en la estandarización del análisis de orina.

Algunos fabricantes de instrumentación para el laboratorio, vienen desarrollando desde los años ochenta del pasado siglo (en 1985 se realizó el primer análisis automatizado) nuevas tecnologías para el examen automatizado de los elementos formes de la orina, se trata de instrumentos que identifican y cuantifican un gran número de estos elementos, y existe consenso en que correlacionan bien con los métodos manuales.

Las dos líneas tecnológicas más difundidas y más implementadas actualmente son la microscopía automática y la citometría de flujo.

Microscopía automática

Esta tecnología está representada por dos tipos de sistemas:

1- Un sistema de captura de imágenes microscópicas y su clasificación mediante un sistema informático, que lleva implementado un banco de imágenes que sirven como diccionario visual de referencia para dicha clasificación.

La muestra es aspirada directamente del tubo primario  mediante una pipeta, que a su vez la homogeniza por leve soplado. La muestra aspirada puede mezclarse con un diluyente (Sheath liquid) y formarse así una película plana que permite a las células pasar ordenadamente y de a una por vez por una celda de flujo. Esta celda es iluminada con una luz estroboscópica (varios flashes/segundo) para conseguir imágenes de la mayor nitidez posible, éstas son  captadas por un objetivo microscópico acoplado a un ocular y a su vez, a una cámara de vídeo digital que capta muchos fotogramas por muestra, cada uno en una pequeña  porción de orina. Estas imágenes son clasificadas según su tamaño, contraste, forma y textura, y comparadas con una base de datos que contiene miles de imágenes instalada en una pc. Las imágenes pueden visualizarse en un monitor para su comprobación y verificación visual, permitiendo al usuario seleccionar y guardar imágenes. (Figura1)

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Figura 1. Microscopía automática.

Algunos equipos pueden conectarse a un analizador automático de tiras de orina. Los resultados pueden informarse como: partículas por μL, por campo, como rangos, o con adjetivos como “algunos”, “moderados”, “abundantes”

2- Un sistema que se basa en el estudio microscópico automático de una muestra centrifugada de orina. La muestra es aspirada del tubo primario, una porción de ésta es transferida a una cubeta y centrifugada durante 10 minutos; una cámara digital acoplada a un microscopio de campo brillante, capta imágenes del sedimento en diferentes localizaciones del fondo de la cubeta, y dichas imágenes se visualizan en un monitor con una apariencia similar a la de un campo microscópico de 400 aumentos. Todo el proceso está controlado por una pc que dispone de un software de alta calidad, capaz de identificar y clasificar las partículas de la orina. Los resultados pueden expresarse por campo, por unidad de volumen o en cruces (1+, 2+ y 3+).

Al igual que los otros sistemas, estos equipos pueden conectarse a  un lector automático de tiras.

Citometría de flujo

La citometría de flujo viene utilizándose desde hace décadas en el recuento y clasificación de elementos formes de la sangre en contadores hematológicos. Desde hace algunos años, esta tecnología también se está aplicando al estudio de los elementos formes de la orina.

El fundamento de este método se basa en el recuento y clasificación de los elementos formes, por sus propiedades ópticas de dispersión de la luz y por su capacidad de emitir radiación fluorescente cuando son teñidos con compuestos fluoróforos.

La muestra de orina sin centrifugar es identificada, aspirada, mezclada y teñida por dos colorantes (en los primeros modelos se trata de fenantridina que tiene apetencia por los ácidos nucleicos y carbocianina que tiñe los fosfolípidos de las membranas celulares; en los modelos más modernos los colorantes son polimetinas fluorescentes y, concretamente uno de ellos, especial para bacterias que impide que se tiña cualquier otro elemento de la orina, consiguiendo un rendimiento mayor en la identificación y recuento de las mismas). La muestra, inmediatamente después, es rodeada por un líquido inmiscible con ella y orientada hidrodinámicamente en una cámara de flujo, circulando a través de ésta a gran velocidad y de manera que las partículas pasen de una en una, con lo que se consigue un mejor recuento e identificación. Las partículas son iluminadas con un rayo luminoso procedente de una fuente que puede ser un láser de argón, que emite una radiación azul de una longitud de onda de 488 nm, o en los aparatos más modernos, un láser diodo semiconductor, que emite una radiación roja de 635 nm de longitud de onda. La partícula iluminada puede comportarse de dos maneras frente a esta radiación: por un lado, dispersa la luz (se trata de un fenómeno físico por el cual, cualquier objeto que se encuentre en la trayectoria de un rayo luminoso, es capaz de dispersar dicha luz en todas direcciones, la luz dispersada hacia delante es la que se mide, y en los aparatos más modernos además se mide la luz dispersada lateralmente); por otro lado, las partículas que se han teñido con los colorantes fluoróforos son capaces de emitir radiación fluorescente de dos longitudes de onda diferentes. La luz dispersa es de suficiente intensidad como para poder ser detectada y medida en un fotodetector, mientras que la radiación fluorescente es de baja intensidad y necesita amplificarse en un fotomultiplicador. Ambas señales luminosas son transformadas en impulsos eléctricos y registradas.

Un tercer tipo de medida que puede  realizar el aparato es la medida de los cambios de impedancia en la cámara de flujo, ya que por ella circula una corriente eléctrica constante que cambia cuando una partícula circula por ella. Estos cambios de impedancia son transformados en impulsos eléctricos y enviados al microprocesador. Todos estos impulsos eléctricos registrados por el microprocesador son combinados e integrados en una serie de registros gráficos (histogramas y diagramas de dispersión).Figura2

Los sistemas más modernos presentan una modalidad de trabajo exclusivo para bacterias, de forma separada del resto de partículas en un canal exclusivo, pudiendo detectar sin problema bacterias en bajas concentraciones, y su tinción específica permite una buena discriminación entre bacterias y otros elementos como sales amorfas o detritus celulares.

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Figura 2. Citometría de flujo

Citometría vs Microscopía automática

El citómetro de flujo con colorantes:

– Requiere mucho mantenimiento, muchos líquidos. Por ende es más costoso.

– Informe poco práctico para el laboratorio (informa por unidades de volumen particulas/uL) y no el tradicional informe por campo (“escasos”, “aislado”).

– No identifica cristales y a los cilindros no los clasifica.

– 50%-/60% de las orinas que pasan por el instrumento se terminan viendo al microscopio.

– Ventaja: puede utilizarse para hacer urocultivos.

– Los sedimentos automatizados presentan una serie de ventajas frente a la técnica de microscopía manual.

– Los instrumentos son muy rápidos.

– Tienen un grado de imprecisión bajo, tanto mejores cuanto mayores son los recuentos, si se los compara con el método de recuento manual en cámara o entre porta y cubre.

– Permiten la carga continua: las nuevas plataformas que conectan los aparatos de tiras de orina con los de sedimento,s permiten un procesamiento en continuo de las muestras de orina.

– Evitan la fatiga del observador, que es causante la mayoría de las veces de estudios defectuosos.

– Proporcionan mayor reproducibilidad de los resultados, ya que se evitan discrepancias entre posibles observadores.

– Utilizan orina completa, con lo cual se evitan los posibles errores debidos a centrifugación, decantado y resuspensión del sedimento.

– Cuantifican mejor los elementos formes (método estandarizado) que contando en cámara y sobre todo entre porta y cubre.

– Las muestras de orina pueden ser identificadas con códigos de barras que son leídos por el sistema informático de estos instrumentos y, si están conectados bidireccionalmente con el sistema informático del laboratorio, los resultados pasan directamente al mismo, evitándose así errores posibles por transcripción manual de los resultados.

– Permiten el almacenaje de imágenes.

– Pueden aplicarse cribados de bacteriuria para cultivo microbiológico.

Inconvenientes de la técnica automatizada

– Requieren una sólida formación en el reconocimiento de imágenes e interpretación de resultados o alarmas.

– Los recuentos correlacionan peor cuando son bajos, cuando hay agrupaciones de estructuras o ante la presencia de levaduras y formas cristalinas.

– Elevado costo económico de consumibles.

– Presentan carencias en la clasificación de algunas estructuras como eritrocitos dismórficos, levaduras, tricomonas, cuerpos ovales grasos, cilindros e identificación de los distintos cristales, lo que exige la visualización del sedimento manual, por lo que el ahorro es menor del esperado.

Ya que los resultados arrojados por los sistemas automatizados son más que aceptables comparados con la microscopía manual, que es considerado el método de referencia, sumado a las ventajas observadas, automatizar el análisis de orina sería una herramienta interesante para  optimizar el trabajo diario de los laboratorios clínicos.

Referencias

-El Laboratorio Clínico 2: Estudio de los elementos formes de la orina. Estandarización del sedimento urinario. Juan Ángel Jimenez García

 Guadalupe Ruiz Martín. Editado por LABCAM (Asociación Castellano-Manchega             de Análisis Clínicos). 2010

-El sedimento urinario: ¿qué hay de nuevo en algo tan viejo?. Dalet, F Act Fund Puigvert 1999; 18:135-48. [Accedido el 6 de julio de 2010]. Disponible en:

http://www.pncq.org.br/biblioteca/dalet.pdf

-Automation of Urine Sediment Examination: a Comparison of the Sysmex UF-100 Automated Flow Cytometer with Routine Manual Diagnosis (Microscopy, Test Strips, and Bacterial Culture). Kurt Hannemann-Pohl and Sieghard Carsten Kampf. Clin Chem Lab Med 1999; 37(7):753–764 © 1999 by Walter de Gruyter · Berlin · New York

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-A history of urine microscopy. J. Stewart Cameron. Clin Chem Lab Med 2015; 53(Suppl): S1453–S1464.

-“The yellow iris tm” urinalysis workstation – the first commercial application of “automated intelligent microscopy”.. Deinhoerfer FH, Gangwer JR, Laird CW, Ringold RR. Clin Chem 1985;31:1491–9.

-Análisis de orina: estandarización y control de calidad.

 Diego Javier Fernández1, Sofía Di Chiazza2, Fernando Pedro Veyretou1, Liliana Mónica González2, María Cristina Romero3. Acta Bioquím Clín Latinoam 2014; 48 (2): 213-21

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