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     新闻资讯

尿液分析仪新技术---全自动尿液分析仪篇

一:CCD技术在尿液分析仪中的应用优势:
  尿液分析具有无创及取样方便等优点,同时每一个检测项目都反映出人体器官的变化,因此在医院被作为一个基础又重要的检查项目而广泛使用。
  尿液分析的发展经历了从手工镜检、半自动仪器分析,到现在的全自动检测的应用过程,其中尿液分析仪技术的变革起到了尤为重要的作用。其基本原理为光度计反射法(或者说是折光比色法),其基本结构包括以下三个部分:?机械系统 ?光学系统 ?电子系统
  其中,机械部分的主要作用就是把试纸条送到检测区,将每个垫片对着光源起到定位的作用,由于时刻受到尿液的侵蚀,是尿液分析仪中故障率最高的部分,光学部分是整个尿液分析仪的核心,通常包括光源、单色处理、光电转换三部分。光线照射到垫片表面会产生反射光,反射光的强度与各个项目的反应颜色成比例关系。不同强度的反射光再经过光电转换器件转换为电信号并送到放大器进行处理。电子系统主要起到数据处理,控制机械系统和光学系统、结果存储及输出等作用。从上面的尿分析仪的组成结构我们不难看出,光学系统越先进它的检测灵敏度就越高,从而得到的结果越精准,同时又大大降低对机械部分的定位要求,而使机械部分变得简单,越简单的结构故障率就越低。目前世界上******的光学系统又是什么呢?它就是我们同常讲的CCD技术。所谓CCD是英文Charge Coupled Device的缩写,它是一种类似半导体集成电路的感光器件,在一片硅晶片集成了几千到几万个光电三极管,这些光电三极管分为三列,分别用红绿蓝色的滤色镜罩住,从而实现彩色接收。而就是这样一片小小硅晶片取代了苯重的光电倍增管及复杂的光学系统,并且大大提高了成像质量,这也就是小小的数码相机能随意拍摄出高清晰度画面的根本所在。同样采用了CCD技术的尿分析仪也使得尿分析技术水平有了根本性的提高。以下是目前市场流行品牌尿分析仪的简单比较:
  总述,CCD在尿液分析仪中的应用,不仅仅是新技术的应用,同时带来了仪器检测性能及重复性的提高,大大的降低了仪器对机械系统的要求,进而降低了仪器的故障率。
  二: 全自动尿液分析仪在试验室使用中的意义:
  首先我们先了解一下尿液分析的优点和缺点,从源头上来进行介绍和分析:
  n      尿液检验的优势:取材容易、检测方便、结果直观、使用广泛
  n      尿液检验的缺点:易变化、易污染、成分复杂、方法不一、无标准、无质控措施、检验结果无可比性;
  因为尿液检验存在诸多不足之处,所以影响尿液分析结果准确性的因素主要有以下几点:
  1.标本送检的时间;
  所需的标本必须是新鲜的标本,否则将影响到如下项目的检测:尿酸碱度,尿比重,尿酮体;还有其他检测项目容易受到光线的干扰而变化;都会造成结果的不准确。
  另外,现在的大型医院标本量的数量比较大而且比较集中,在人员有限的情况下,使用半自动的尿液分析仪及时的检测标本存在着不小的难度。
  实验室的检测时间:2h内完成检验;6h内检验要2-8℃储存
  2.操作习惯的差异
  由于各个厂家生产的尿液分析仪和试纸条的检测原理和反应原理都不尽相同,试纸条所浸润的标本的时间也不尽相同(譬如:科宝Combi Screen 11SYS PLUS试纸条要求的浸润时间在1秒-2秒),加之操作人员的个人操作习惯也不尽相同,浸润试纸条的时间不能统一,造成结果的不确定。目前此种情况在半自动尿液分析仪上没有很好的解决办法。
  为了减少尿液检验存在的缺点和实现尿液检验的标准化进程全自动尿液分析仪应运而生,可以想像全自动尿液分析仪将从源头上减少尿液检验存在的缺点。
  从上面我们可以很容易地看到,普通尿分析仪的试纸检测时间会因每个操作者的操作差异而有所不同,从而自然就会得到不同的结果;而全自动尿分析仪则克服了这一差异,保证每根试纸检测时间一样从而自然就会得到相同的结果。也就是说全自动尿分析仪统一了每个人的试纸检测方法即尿液检测的标准化,同时又大大降低了操作者的劳动强度从而提高了工作效率,****限度地改善了操作者的操作环境以避免被传染。这些就是全自动尿分析仪的****优点。
  三:传统全自动尿分析仪点式加样方式与科宝XL全自动尿分析仪机械臂浸样方式对比:
  所谓点式加样方式即由加样针首先从试管内吸出小便,然后再一个一个地加到每一块试纸垫上,从而避免了试纸垫之间的相互污染,这种说法是对的;但事物总是一分为二的,点式加样方式是有以上优点,但也同样存在着缺点:
  第一,它因为一个一个地加样会使仪器增加许多机械动作,造成机械磨损影响加样针定位精度,以致尿液没有加到试纸垫上从而影响结果以及降低检测速度,同时只要使用仪器这种机械磨损是不可改变的(因为试条的色块只有5平方毫米大,所以只要出现1毫米的偏差就意味着结果会有20%的误差;
  第二,工程师也不可能做到能去校正1-2毫米这么小的误差);其次由于尿液中会有结晶产生而经常造成加样针堵塞导致仪器不能正常工作;
  第三,因为尿液导电的灵敏性不敏感,所以,全自动尿液分析仪中点式加样的加样针并不是液面感应的,而是固定高度,也就是说如果样本的液面达不到固定高度也会造成漏检;而机械臂浸样方式是将试纸条由机械臂加入到试管内然后放平进行检测读数,这几乎和普通尿分析仪的操作方法没有任何区别,唯一区别就是全自动尿分析仪统一了每个人的试纸检测方法即尿液检测的标准化,所以你能说普通尿分析仪的结果是不准确的吗?
  结果显然是相反的。而且由于科宝XL全自动尿分析仪采用了当今最新的CCD光学系统,从而大大提高了仪器检测灵敏度以及仪器正确性,同时降低了仪器对机械定位精度的要求,大大的降低了仪器的返修率,也正是由于科宝XL全自动尿分析仪采用了机械臂浸样方式以及CCD光学系统才使得该仪器有最快的检测速度及最高的正确性。
  附录:尿液分析仪主流光学系统综述
  l        LED系统
  德国宝灵曼公司的Miditron M型尿液分析仪采用了可发射特定波长的发光二极管(LED)作为检测光源,两个检测头上都有三个不同波长的光电二极管,对应于试剂带上特定的检测项目分别为红、橙、绿色(660nm\620nm\555nm),他们相对于检测面以60°角照射在反应区上。作为光电转换器件的光电二极管直接安装在反应区的上方,在检测光照射的同时接受反射光。由于距反应区近,不需要光路进行传导,所以无信号衰减,这使得用光强度较小的光电二极管照射也能得到较强的光信号。
  l        滤光片系统
  美国拜耳公司的Clintek 200 型尿液分析仪,以高亮度的卤钨灯为光源,经光导纤维传导到两个检测头。每个检测头有11个检测位置,入射光以45° 角照射在反应区上。在反应区的正上方也固定有一组光纤,反射光被传导至滤光片分光(510~690nm 分为10 波长),单色化之后的光信号再经光电二极管转换为电信号。
  l        CCD系统
  科宝系列尿液分析仪,采用了目前比较尖端的光学元件CCD(电荷耦合器件)技术进行光电转换。它是把反射光分解为红、绿、蓝(RGB分别为610nm\540nm\460nm)三原色,又将三原色中的每一种颜色分为2592色素,这样这个反射光分为7776色素,可精确分辨颜色由浅到深的各种微小变化。CCD系统的灵敏度是LED系统灵敏度的2000倍(LED系统的接受系统是由光敏二极管来实现的,由于光敏二极管接受反射光线的灵敏度较弱,所以需要光敏二极管的数量将比较多,以便增加灵敏度,增加灵敏度的同时也增加的电路的复杂性,不稳定性,维护的成本)CCD的基本单元是CMOS(金属-氧化物-半导体),其突出特点是以电荷作为信号,而不同于其他大多数器件以电流或电压作为信号,当光照射到CCD硅片上时在栅极附近的半导体内产生电子-空穴对,其多数载流子被电压排开,少数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。将一定规则变化的电压加到CCD的电极上,电极上的电子或空穴(信号电荷)就能沿着半导体表面按照一定方向进行移动,形成电信号。CCD具有良好的光电转换特性,光电转换准确率可达到99.7%.其光谱响应范围从0.4-1.1um,即从可见光到近红外光,通常采用高压氙灯或发光二极管作光源,特点为:发光光谱接近日光;放电通路窄,可形成现状光源或点光源,发光效率高。
  备注:参考资料
  1.      曾照芳 ,洪秀华。《临床检验仪器》. 人民卫生出版社 ,2007
  2.      王庆有,《CCD应用技术》. 天津大学出版社,2000
  3.      丛玉隆 ,《现代尿液分析技术与临床》. 人民军医出版社, 2007
  4.     人民卫生出版社, 2006

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