检验技术自动分析技术和仪器.ppt
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1、第十五章第十五章 自动分析技术和自动分析技术和仪器仪器第一节实验室自动化第一节实验室自动化自动化自动化(automationautomation)全实验室的自动化全实验室的自动化(total laboratory automation(total laboratory automation,TLA)TLA)实验室信息系统实验室信息系统(1aboratory information system(1aboratory information system,LIS)LIS)医院信息系统医院信息系统(hospital information system(hospital information s
2、ystem,HIS)HIS)重点概念:重点概念:3 3l定义:定义:实验室技术人员用最小的劳动强度使用实验室仪器和样实验室技术人员用最小的劳动强度使用实验室仪器和样品处理设备来完成临床实验分析。品处理设备来完成临床实验分析。自动化(自动化(automation)准确、精密、快速、高效准确、精密、快速、高效 l自动化分析仪的优势:自动化分析仪的优势:4目前自动化的范围:目前自动化的范围:检验申请检验申请收费收费样品采集样品采集样品标示样品标示运送运送样本的接样本的接(验验)收、检验项目收、检验项目(含收费含收费)的确认的确认分析分析前处理前处理(如离心、分注、贴标识如离心、分注、贴标识)样品装载
3、样品装载样样品分析品分析分析后处理分析后处理 不仅仅是指分析过程的自动化,还包括分析前和分析不仅仅是指分析过程的自动化,还包括分析前和分析后的自动化。后的自动化。l自动化的范围:自动化的范围:未来自动化的范围未来自动化的范围:5全实验室的自动化全实验室的自动化(total laboratory automation,TLA)l定义:定义:借助借助实验室信息系统实验室信息系统(1aboratory information system(1aboratory information system,LIS)LIS)将临床实验室中各类自动化分析仪器将临床实验室中各类自动化分析仪器(生物化学、血液学、生
4、物化学、血液学、分子诊断学、免疫学等分子诊断学、免疫学等)串联起来,组合成流水线作业的形式,串联起来,组合成流水线作业的形式,把样品输送到不同的检测单元,并将各个仪器的检测结果合并把样品输送到不同的检测单元,并将各个仪器的检测结果合并输出,实现了远程检验申请、实时在线检测、远程审核结果和输出,实现了远程检验申请、实时在线检测、远程审核结果和实验数据的共享。实验数据的共享。67全实验室自动化全实验室自动化8Front View of Automation LineFront View of Automation Line(自动化流水线正面观)(自动化流水线正面观)9Tail End of Aut
5、omation LineTail End of Automation Line(自动化流水线末端)(自动化流水线末端)10l基本结构:基本结构:硬件硬件软件软件 标本自动传送系统标本自动传送系统 标本前处理系统标本前处理系统 标本后处理系统标本后处理系统 检测单元检测单元信息处理系统信息处理系统 (自动化流程控制、(自动化流程控制、支持软件系统支持软件系统以及计算机硬件以及计算机硬件 )11样本入口区域 急诊标本装载区域条形码识别离心 揭盖原始管装载&卸载,直接进行分析智能测试的贮存区域无链接仪器样本分类至原来区域样本分装样本入口区域 揭盖出口区域分析仪器无需离心样本贮藏室数据管理分析仪器 离
6、心标本前标本前(后后)处理系统处理系统分装模块12样本分选样本分选自动离心自动离心自动智能分装自动智能分装自动开盖自动开盖自动样本装卸自动样本装卸重测存储复测重测存储复测13 极大限度地减少了标本处理和数据处理等过程中所谓单调极大限度地减少了标本处理和数据处理等过程中所谓单调(dull)(dull)、脏、脏(dirty)(dirty)、危险、危险(dangerous)(dangerous)的的“3D”3D”人工操作人工操作 l意义:意义:1 1、逐步实现部门一体化,所需人力资源减少,效率提高;、逐步实现部门一体化,所需人力资源减少,效率提高;2 2、所用的标本量减少,更好的方便患者;、所用的标
7、本量减少,更好的方便患者;3 3、人工操作减少,操作误差减少到最小;、人工操作减少,操作误差减少到最小;4 4、更快的处理标本;回报结果的能力增强;、更快的处理标本;回报结果的能力增强;5 5、促进实验室操作的规范化;、促进实验室操作的规范化;6 6、安全性和整个过程的控制更好;、安全性和整个过程的控制更好;7 7、实验室占用较少的空间;、实验室占用较少的空间;8 8、全面提升临床检验的管理。、全面提升临床检验的管理。14实验室信息系统实验室信息系统(laboratory information system,LIS)是以支持实验室日常工作、管理决策、科研等为目标的信是以支持实验室日常工作、管
8、理决策、科研等为目标的信息息收集、处理、存储、传播和应用收集、处理、存储、传播和应用的系统,由的系统,由信息系统和管理信息系统和管理系统系统两部分组成。信息系统以实验室标本检测全过程中产生的两部分组成。信息系统以实验室标本检测全过程中产生的数据管理为主,管理系统以实验室的经济、物资、人事、科研数据管理为主,管理系统以实验室的经济、物资、人事、科研等管理决策为主。等管理决策为主。l定义:定义:1516lLISLIS的特点:的特点:采用客户服务器体系和分布式处理方式建立局域网;采用客户服务器体系和分布式处理方式建立局域网;在客户端使用图形界面的操作系统在客户端使用图形界面的操作系统(如如windo
9、ws 9x)windows 9x),显示图,显示图形、图像等信息更加方便;形、图像等信息更加方便;具有以图形界面为基础的实时质量控制系统;具有以图形界面为基础的实时质量控制系统;在网络上,每台微机既可作为在网络上,每台微机既可作为LISLIS系统的客户端,也可作为系统的客户端,也可作为HISHIS系统的客户端;系统的客户端;每台自动分析仪都可以实时连接到网络客户端上,所有检验数每台自动分析仪都可以实时连接到网络客户端上,所有检验数据都能为整个据都能为整个HISHIS系统所共享;系统所共享;门诊患者、数据存储、数据输出的编码已有统一标准,条形码门诊患者、数据存储、数据输出的编码已有统一标准,条形
10、码得到广泛应用;得到广泛应用;HL7(Health Level seven)HL7(Health Level seven)协议是目前医疗信息数据交换标准中协议是目前医疗信息数据交换标准中应用最广泛的一个国际标准。应用最广泛的一个国际标准。17lLISLIS的框架模式的框架模式 LIS LIS把每个实验室的工作步骤设计成模块,用条码技术把各个模块把每个实验室的工作步骤设计成模块,用条码技术把各个模块贯穿起来,用户能个性化地没置和组合各个模块。在这个框架模式下,贯穿起来,用户能个性化地没置和组合各个模块。在这个框架模式下,就能满足不同规模、流程的临床实验室的需求就能满足不同规模、流程的临床实验室的
11、需求 1 1检验申请检验申请2 2收费收费3 3样品采集样品采集4 4核收核收5 5质控质控6 6分析前处理分析前处理7 7生成工作任务清单生成工作任务清单8 8分析过程分析过程9 9分析后处理分析后处理1010审核审核1111生成报告单和发布生成报告单和发布1212查询查询18医院信息系统医院信息系统(hospital information system,HIS)利用电子计算机和通讯设备,为医院所属各部门提供病人诊利用电子计算机和通讯设备,为医院所属各部门提供病人诊疗信息疗信息 (Patient Care Information)(Patient Care Information)和行政管
12、理信息和行政管理信息(Administration Administration Information)Information)的收集的收集(Collect)(Collect)、存储存储(Store)(Store)、处理处理(Process)(Process)、提取、提取(Retrieve)(Retrieve)和数据交换和数据交换(Communicate)(Communicate)的能力并满足所有用户的能力并满足所有用户(Authorized(Authorized Users)Users)的功能需求。的功能需求。1920第二节第二节 自动生化分析仪自动生化分析仪自动生化分析仪自动生化分析仪(
13、automatic(automatic biochemical analyzer)biochemical analyzer),是把生,是把生化分析中的取样化分析中的取样(样品稀释样品稀释)、加、加试剂、混匀、保温反应、检测、试剂、混匀、保温反应、检测、结果计算、可靠性判断、显示和结果计算、可靠性判断、显示和打印、清洗等步骤实现自动化的打印、清洗等步骤实现自动化的仪器仪器 。特点特点灵敏灵敏准确准确快速快速节约节约标标准准化化一、概一、概 述述22二、全自动生化分析仪的主要类型、基本结二、全自动生化分析仪的主要类型、基本结 构和工作原理构和工作原理(一一)自动生化分析仪的类型自动生化分析仪的类型
14、 自动生化分析仪种类繁多,根据不同分类自动生化分析仪种类繁多,根据不同分类标准,可分成不同的种类。标准,可分成不同的种类。23根据反应装置的结构原理根据反应装置的结构原理连续流动式连续流动式 离心式离心式 分立式分立式 干化学式干化学式 24根据仪器的功能及复杂程度根据仪器的功能及复杂程度小型自动生化分析仪小型自动生化分析仪 中型自动生化分析仪中型自动生化分析仪 大型自动生化分析仪大型自动生化分析仪 超大型自动生化分析仪超大型自动生化分析仪 25根据同根据同时可测时可测定项目定项目数量数量 根据项根据项目选择目选择方式方式 单通道单通道多通道多通道随机任选式随机任选式 固定项目式固定项目式 根
15、据仪根据仪器自动器自动化程度化程度 全自动化全自动化半自动化半自动化26(二)连续流动式自动生化分析仪(二)连续流动式自动生化分析仪 u检测特点检测特点:测定项目相同的各待测样品与试剂混合测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化学反应及整个分析过程,均在同一管后的化学反应及整个分析过程,均在同一管道中经流动过程完成,又称管道式分析仪道中经流动过程完成,又称管道式分析仪。空气分段系统式空气分段系统式 试剂分段系统式试剂分段系统式 u分分 类:类:27u结结 构:构:样品盘:用来放置待测样品和标准品样品盘:用来放置待测样品和标准品比例泵:提供使样品在仪器内进行运动的压力以及比例泵:提供使样品在仪器
16、内进行运动的压力以及向流经管道的液体注入空气向流经管道的液体注入空气混合管:将比重不同的液体充分混匀混合管:将比重不同的液体充分混匀透析器:去除反应管中大、小分子对反应的干扰,透析器:去除反应管中大、小分子对反应的干扰,恒温器:恒定反应所需温度恒温器:恒定反应所需温度比色计和记录器:获得检测结果。比色计和记录器:获得检测结果。28单通道管道式自动分析仪结构示意图单通道管道式自动分析仪结构示意图 29(三)离心式自动生化分析仪(三)离心式自动生化分析仪 u结构与检测原理:结构与检测原理:使用特殊材料制成的转盘作为反应器,转盘上有呈放使用特殊材料制成的转盘作为反应器,转盘上有呈放射状排列的三个为一
17、组的凹槽,可多达射状排列的三个为一组的凹槽,可多达3030组。检测时,将组。检测时,将转盘放在离心机上作为转头,在靠近轴心的凹槽中加入试转盘放在离心机上作为转头,在靠近轴心的凹槽中加入试剂,中间凹槽中加入待测标本转盘转动后,在离心力的作剂,中间凹槽中加入待测标本转盘转动后,在离心力的作用下,试剂与标本混合,发生反应。经适当的时间后,反用下,试剂与标本混合,发生反应。经适当的时间后,反应液最后流入离轴心最远的凹槽中,该凹槽的上下表面均应液最后流入离轴心最远的凹槽中,该凹槽的上下表面均由透明的塑料材料制成,可作为比色孔。当光源光束按垂由透明的塑料材料制成,可作为比色孔。当光源光束按垂直方向通过该比
18、色孔时,完成比色测定。最后由微机进行直方向通过该比色孔时,完成比色测定。最后由微机进行数据处理、结果分析,并将测试结果显示并打印出来。数据处理、结果分析,并将测试结果显示并打印出来。在分析过程中,样品与试剂的混合、反应和检测等每一步在分析过程中,样品与试剂的混合、反应和检测等每一步骤同时完成,属于骤同时完成,属于“同步分析同步分析”。30离心式自动分析仪结构示意图离心式自动分析仪结构示意图 31(四)分立式自动生化分析仪(四)分立式自动生化分析仪 模拟手工操作的方式设计仪器并编制程序,以机械模拟手工操作的方式设计仪器并编制程序,以机械臂代替手工,按照程序依次进行有序的操作,完成项目臂代替手工,
19、按照程序依次进行有序的操作,完成项目检测及数据分析。检测及数据分析。u检测特点:检测特点:u工作流程:工作流程:32“顺序式顺序式”分析示意分析示意图图 33u结构:结构:样品盘样品盘(架架)和取样装置和取样装置试剂室试剂室(瓶瓶)和取液装置和取液装置混匀装置混匀装置保温系统保温系统检测系统检测系统清洗系统清洗系统计算机控制系统等计算机控制系统等 3435基本结构和原理基本结构和原理 分析部分分析部分 操作部分操作部分 检测系统检测系统进样和加液系统进样和加液系统反应系统反应系统清洗系统清洗系统计算机系统计算机系统 36检测系统检测系统u 组成组成:检测系统检测系统 (detection sy
20、stem)(detection system)光学系统光学系统信号检测系统信号检测系统 u功能功能:作为分析部分的核心作为分析部分的核心,它的功能是将化学反应的光,它的功能是将化学反应的光学变化转变成电信号学变化转变成电信号。37光学系统光学系统l功能功能:提供足够强度的光束、单色光及比色提供足够强度的光束、单色光及比色的光路。的光路。l组成组成:由光源、光路系统、分光器、由光源、光路系统、分光器、比色杯等组成。比色杯等组成。38光光 源:源:一般采用卤素灯一般采用卤素灯(多为多为12V20W)12V20W),寿命为,寿命为800800小时左右小时左右,提供波长范围为,提供波长范围为325nm
21、325nm800nn800nn的光源的光源。39光路系统:光路系统:定义定义:从发出光到信号接收的全部路径。从发出光到信号接收的全部路径。组成组成:由一组透镜、聚光镜、比色杯和分光元件等组成由一组透镜、聚光镜、比色杯和分光元件等组成40光路的分类:光路的分类:直射式光路和集束式光路直射式光路和集束式光路 集束式光路的优点:集束式光路的优点:使光束变窄,可检测低于使光束变窄,可检测低于180l180l的反应液,使生化分析的反应液,使生化分析仪的超微量检测成为可能仪的超微量检测成为可能 41前分光光路和后分光光路前分光光路和后分光光路 后分光的优点:后分光的优点:可同时选用双波长或多波长进行测定,
22、提高了分析的精度和准确度;可同时选用双波长或多波长进行测定,提高了分析的精度和准确度;不需调节仪器的任何部件,降低了噪声,减少了故障率。不需调节仪器的任何部件,降低了噪声,减少了故障率。42反射式光路:反射式光路:特点:特点:在干化学化分析仪中使用。在干化学化分析仪中使用。载体是固相的试纸,不具备透射功能,反光度与浓度成反比。载体是固相的试纸,不具备透射功能,反光度与浓度成反比。43分光元件分光元件 分类分类:滤光片、棱镜、全息反射式光栅和蚀刻式凹面光栅滤光片、棱镜、全息反射式光栅和蚀刻式凹面光栅 滤光片均为干涉滤光片,有插入式和可旋转式滤光片槽、滤光滤光片均为干涉滤光片,有插入式和可旋转式滤
23、光片槽、滤光片盘两种。片盘两种。全息反射式光栅是在玻璃上覆盖一层金属膜后制成,有一定程全息反射式光栅是在玻璃上覆盖一层金属膜后制成,有一定程度的相差,易被腐蚀。度的相差,易被腐蚀。蚀刻式光栅是将所选波长固定地刻制在凹面玻璃上蚀刻式光栅是将所选波长固定地刻制在凹面玻璃上(1mm(1mm内可以内可以蚀刻蚀刻400040001000010000条线条线),有耐磨损、抗腐蚀、无相差等优点,有耐磨损、抗腐蚀、无相差等优点 44比色杯比色杯 比色杯的厚度有、和比色杯的厚度有、和1cm1cm三种。三种。光径小的可光径小的可以减少样品和试剂用量。以减少样品和试剂用量。光径小于光径小于1cm1cm时,仪器可以自
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