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临床检验仪器的进展概况

2014-11-27 21:48 阅读: 529 评论: 0 编辑: 医工在线
近年来,各种新技术渗入医学检验仪器领域,出现了一些新仪器,原有产品也得到不断提高。
  1.血气/pH分析仪
  这种仪器用来对动脉血标本测量pH值,二氧化碳分压(PC02)和氧分压(P02),以提供诊断和治疗信息。
这种仪器的测量原理变化很少,其进展只是微机的采用量增多,从而压缩了数据,降低了记录时间,使校准自动化。目前的仪器所用的标本量更少,但除了能计算出pH、P02和PC02外,还能计算出其他多种血气参数。某些型号的仪器还能测量出电解质和血红蛋白或血细胞比容。校准次数可作程控,有自检功能。另一些型号的仪器内置数据管理系统,可存储病人数据和显示积累的质控结果。在某些情况下,采用预置膜电极帽或筒,可以简化电极的手工调整,免除电极的维护工作。目前此类分析仪也能和电解质分析仪、测氧计和医院计算机系统相连接。某些公司还推出由电池供电的、携带式血气测定分析仪,能在病床边操作。这些装置应用含有全部电极、校准液和气体的校准器,以及废物袋,因而就不需应用外部气体箱。尽管这些装置不需要作维护保养,但筒必须定期更换,如每周换一次。
用于手术室和重病监护装置中的连续式血气监测分析仪,最近已经开发出来。这种技术采用内置光纤传感导管,将它置于病人的主动脉中来测量‘pH、PC02和P02。用弃式导-管可用72小时或更长的时问。测量每20秒钟即显示在床边监护仪屏幕上。由于能立即在病床前获得测量结果,这些分析仪可能很快地进入介入性应用中。只是,和内置导管一同使用会产生有关的问题,如装置的消毒,感染的预防,血管的损伤,以及需用血气分析仪经常来调准这些监护仪等,目前还没有解决。
  2.电解质分析仪
电解质分析仪用来测量全血、血浆、血清和尿液标本中电解质的含量。电解质在体液中呈阳离子或阴离子状态。虽说电解质可用来指溶于水中的任何一种盐,但在医疗领域,它是指四种主要的电解质,即钠(Na+)、钾(r)、氯(Cr)和碳酸氢盐(1IC03一)。电解质在维持人体功能中起着多种作用。它们维持渗透压和水合作用,保持正常的人体pH值,调节心脏和其他肌肉的功能,协助电子传输反应,参与酶反应。调整和电解质不平衡相关的某些紊乱,包括永合过分和脱水,充血性心脏衰竭,呼吸性碱中毒和酸中毒,尿毒症,以及胃肠道疾病和’肾病。由于电解质不正常可能是由不同疾病造成的,所以对电解质进行测量和分析是诊断和治疗疾病的关键所在。
  单价的钠离子和钾离子有助于维持人体内渗透压和酸碱平衡。钾离子也是维持心脏和骨骼肌收缩性的主要成分。钠是细胞外主要的离子,而钾几乎均处于细胞内主要离子,两者的含量主要由肾脏来调节。氯是细胞外液体液中的主要阴离子,它的作用是保持细胞外体液中的阴一阳离子平衡、水合作用和渗透压。如果血浆中碳酸氢盐离子的含量增加,则氧的含量便减少,以保持电中性。尿和汗的分泌排泄会除去人体中的氯。
测量整个C02可用来评估血液中的碳酸氢盐的含量,因为TC02主要是由碳酸氢盐离子构成的。TC02含量反映了肺部气体交换是否适当,以及碳酸一碳酸氢盐缓冲系绕的有效性,这个系统是保持酸碱平衡的,亦即正常的pH值。
目前的一些电解质分析仪是采用离子选择性电极(ISES)、电量滴定法、热传导探测(rrCD)或火焰光度测定法来检测一种或多种电解质的。这类电解质分析仪还能检测附加的非电解质参数。能分析电解质的,还有一些内置血气分析仪功能的分析仪和临床生化分析仪。钙也是一种电解质,能测量钙离子的分析仪,称之为钙离子分析仪。
目前大多数电解质分析仪都采用离子选择电极法,它通过外部参考电极和插有内部参考电极的离子选择电极之间电位测量,来直接测定溶液中离子浓度(活度)。这种方法简便、快速,测定的浓度范围较宽,灵敏度较高,待溶液中大多数的干扰易于隐蔽或消除,较小受样品颜色、浊度影响,所以已得到广泛的应用。
不同种类的离子选择电极能进行不同的分析测量.离子选择电极大都属于膜电极。目前较多的是采用玻璃材料作敏感膜。随着玻璃成分的不同,膜对不同离子就会产生选择性的响应。如,钠离子敏感电极用玻璃制成,对钠离子具有较高的选择性响应;钾选择性电极用与缬霉素浸润的聚氯乙烯和抗菌素制成,对钾离子具有选择性响应,钙离子选择膜用聚氯乙烯中的二正辛苯基磷酸酯作为离子交换体;氯离子敏感电极用含有聚氯乙烯载体中的四价胺的液膜制成,对氯离子具有选择性响应。
离子选择电极的广泛应用使得小型的电解质分析仪需求量大增,就连医生诊所也要设置它。最近,用于锂离子的敏感电极也进入临床。
电解质分析仪已经微机化,使得仪器能自动监护,自检故障作出系统报警,即时计算诊断结果。近年来还推出一些具有自动校准功能的电解质分析仪,它们还能储存病人数据和质控数据。
  3.分立式自动生化分析仪
临床生化分析仪用来测定血清、血浆或尿液样品中某些代谢物、电解质、蛋白质和药物的浓度。按其类型,可分为分立式、离心式、连续流量式三种,均系自动操作的,此外还有一种手动式。自动化的这三种生化分析仪,操作方便,具有标准测定方法,能获得精确的、重复性好的测量数据。连续流量式分析仪在操作期间可能会发生样品之间相互作用和感染等问题,而分立式分析仪进行每一项检测时,试管都是分立的,从而减少了这些弊端。目前,大多数分立式分析仪都具有随机存取技术,能对每一样品或一批样品进行选择性检测。某些产品还能进行酶免疫试验和药物评估。有的产品能每次进行一项检测(单道),有的产品则能每次同时进行几项检测(多道)。
新型的分立式分析仪能进行更多的检测项目,检验性能更加稳定,流通量更大,程序更少,如能从原试管中直接取样,这类特点还在继续发展。此外,通过软件的增强进一步自动化,所需要的样品量进一步减少,操作程序更趋简单,维护工作也更方便。上述诸项均可视为分立式分析仪的技术发展趋势。目前某些产品还采用条形码来识别样品和试剂。
Coulter公司的DacosXI。型分立式分析器采用光谱隔离光学系统,其中试管组件围绕钨一卤素石英灯旋转;组件包含8只滤光器,每只滤光器有其相应的探测器;每只试管在每6秒钟即可读出8种波长,而计算机仅采用特定的波长进行欲作的测试项目。
  Bexter公司的Paramax。720ZX型分立式分析仪采用于微片试剂来进行紫外光/可见光的光测定,采用条码来提供每一样品所需的测试数据。
  Du Pont公司的acaIV型分立式分析仪采用特殊的塑料测试袋(内装一次测定所需的试剂)和双壁反应室(组成试管容器作光测定用)。每一测试袋的顶部有一坚硬的集管头。它是塑料块,通过传送链作步进,以使测试袋移动。集管头可内置层析柱,以消除干扰物质,或内置胶质滤光型片,以阻止小分子。含有干片或液体试剂的分隔间四周作临时密封,反应室四周作永久密封。
  此外,Eaxtman Kodak公司的Ektachem型全自动分立式分析仪,Miles公司的’rechnicon系列中的RA一2000型、RA~XT型、CHEM I型等采用不可混合的、非反应的液体碳氟化合物作为正载体的产品,以及NOVA公司的自主机(包括键盘、计算机、显示屏、样品盘架和稀释模块)和7只附加调试模块(全钙、离子钙、肌酸酐、葡萄糖、尿素、全二氧化碳和电解质等)组合成的Naclcus型分析仪,技术上都有新意。
  4.血液分析仪
该仪器亦称细胞计数仪或细胞分析仪,用来测量全血中的红细胞和白细胞数量,有的产品还可测量血小板、血红蛋白、血细胞比容、红细胞平均容积、平均血红蛋白及其浓度、红细胞形态,以及作各种不同血细胞计数等。目前的血液分析仪均可测量上述的几个项目或全部项目。
许多血液分析仪测出的血小板数,是用全血中每微升含血小板数来表示的,它们还能测出平均血小板容积。血小板在人体凝血机制中起着重要的作用,血小板过多或过少均会引起不正常的血液凝固。
  Miles公司的Technicon H—IE型产品采用分立式采样系统取代以前的连续流量式系统,它将细胞化学测量和光散射测量结合起来进行分析,可测出5种不同的附加血液值。这两种装置都设有4个分析通道:血红蛋白、红细胞和血小板、嗜中性细胞份叶细胞和过氧化酶。血红蛋白通道采用改变氰化正铁血红蛋白的方法来测出血红蛋白的浓度。红细胞和血小板通道采用氟氖光作光源。在低角和高角测出光散射,即可求出红细胞数,红细胞分布宽度及其他指标和血小板。每个红细胞的血红蛋白浓度是当红细胞通过激光束时测量出来的,用血红蛋白分布宽度表示,因为这一宽度是血红蛋白浓度图的标准漂移。嗜中性细胞/分叶核白细胞通道也是采用激光散射来测量嗜中性细胞数和白细胞核成熟度的,这两个指标合起来就是分叶核白细胞的指标,它可以分出不同的白细胞。这些仪器还可以用免疫过氧化酶方法对染色淋巴细胞进行离机独立分析,对T细胞、B细胞、辅助T细胞和抑制T细胞作出定量。
  目前,血液分析技术都在设法提高白细胞的区别方法。Coulter公司的STKS型和MAXM型产品就在用流量细胞计数器的同时,还分别采用阻抗法测量细胞容量,用射频法测量细胞的不透明度,用氦氖激光测定细胞表面特性。
  血液分析技术一直处于不断进展中,如提高了直方图和细胞图的显示,采用了微机等。微机的采用,使得能储存数据、设定极限和进行质控程序的保养。某些分析仪还有接口,以与大型计算机系统联机。条型码标记系统能使病人诊断结果与打印拷贝的格式相配,而不受样品顺序的限制。其他进展有样品需要量更少,而样品流通率更高。一些比较新型的分析仪还采用闭路式管子和自动采样系统。某些分析仪还能将废试剂自动排放到排放管或废液瓶中去。
自动血液分析仪提高了细胞计数的精确度和速度。采用移液管和血细胞计数器的方法进行测量,结果是不精确的。因为操作容易失误,手工操作方法的变化率在8%以0%之间。目前市售的血液分析仪都增加了数据管理能力,降低了辗转造成的错误,将变化率降低到2%^4%。
  5.离心机
离心机是以离心力来分离液体中悬浮颗粒或分离不同密度液体的器械。这些液体包括体液(如血液、血清和尿液)、试剂,以及上述两者和其他添加剂的混合液。在临床化验室中,离心处理是测试某些病人样品前必须进行的试样准备工作之一。
离心机通常分为低速、高速和超速三种。临床中采用低速和高速离心机,主要有立式和台式两种。此外,还有一些专用离心机,如血库离心机、微量离心机、自动细胞清洗离心机、微量血细胞比容离心机、冷冻离心机和连续流量离心装置等。超速离心机为专用立式装置,_般用在研究中。低速离心机,如台式和某些立式离心机,运转速度最大可达6000转/分。低速离心机有致冷和非致冷两类。主要用于分离血或沉淀物,但这类离心机没有足够高的速度,不能分离出超小粒子(如病毒、DNA分子)和大分子,或进行密度梯度离心。高速离心机的速度为12 000-25000转份,通常用于前级制备,以及冷却转子室。高速离心机有小容量分离试样型和大容量连续流量型两种。小容量的高速离心机可回收微生物、细胞和沉淀物,也能有效地沉淀病毒和细胞小器官。大容量的高速离心机用来从大培养物上收集酵母细胞或细菌,从预处理样品中回收胚蛋白沉淀,制造细胞中物质的密度梯度,以及采集稀释液中的病毒和噬菌体。此类仪器大多数能每分钟处理l—1.5升样品。超速离心机的转动速度在75 000转份以上。离心力为600000克。它可以冷凝,因为高速造成气体摩擦所产生的热量能够分离蛋白、病毒或其他要分离成分。
  临床和研究用的离心机是几十年来发展的较为全面的技术。下面以立式离心机为例作介绍。
目前的立式离心机都装有永久润滑轴承,各种可置换的转头以及较耐磨的电刷。某些类型的立式离心机已采用频率控制感应方法来取代电刷。以将电传输到驱动系统。转头可夹持各种类型的样品容器,包括血袋、微量滴定板和支架、显微镜载玻片以及烧瓶等。
某些采用微机作控制的立式离心机,通过转子表面的条形码来验明各种转子。微机能设定离心机的工作界限,依据条码信息可对特殊转子作数据储存(如允许的最大转速)。某些立式离心机置有传感器,能检测处于预设界限之外的工作条件(如室温超高)和自动停机。
另外一些传感器用在具有自检系统的离心机中,能对电子部分进行检查,并将结构显示出来。计算机化的离心机可与专用计算机相接,以记录和更改操作参数。
  非致冷的立式离心机不能像致冷型离心机那样进行多种试验,因为某些酶试验和补体试验对温度都很敏感,所以最需要的是能在室温和冷温下进行试验的离心机。
生产公司正在使离心机具有更多的特性以确保它在操作运转时有合理的生物安全性。如有些产品的转子和叶片紧贴一层透明塑料,能检查转子运转时是否有溢出或容器有无泄漏的有些产品则增添了引流管,安全有效地消除样品溢出和容器破损现象。
以上只是列举了几种常见的检验仪器的发展状况,随着医学技术的不断进步,医学检验仪器已经成为现代医院中重要的辅助诊断仪器。尤其是电子技术和计算机技术的迅速发展,使得医学检验仪器的发展和更新更快。

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