01章 绪论(临床检验仪器学).ppt

第一章概论 第一节学习 临床检验仪器学 课程的目的 随着现代医学的不断发展 检验医学已经不再是单纯地辅助临床诊断 各种检验项目的检测结果为临床医生和患者提供了真实可靠的实验室数据 对疾病的诊断 治疗病情监测 预后判断和健康评价发挥着重要作用 第一节学习 临床检验仪器学 课程的目的 微电子技术的进步 带有计算机软件处理的检验仪器的发展 使临床检验仪器具有了更强的数据处理能力和图像处理的功能 随着各种高灵敏度 多功能 智能化程度较高的检测仪器的不断涌现和广泛应用 以及临床医学的发展对实验室检验 判断结果的依托性的不断增大 对检验工作者的专门知识和技术 技能要求越来越高 第一节学习 临床检验仪器学 课程的目的 临床检验仪器学 是在人们认识疾病 明确诊断 观察疗效 推测预后和不断提高人类的生存质量的过程中逐步发展起来的一门新兴学科 第一节学习 临床检验仪器学 课程的目的 学习本课程可使同学们了解和掌握名目繁多的检验仪器的性能质量 掌握各种常用检验仪器的工作原理 分类结构 技术指标 使用方法 常见故障的排除 临床检验仪器中的计算机技术 关注其发展趋势及特点 以使有限的仪器得到综合应用 为他们更好地从事临床检验工作打下坚实的基础 这就是学习本课程的目的 第二节临床检验仪器的特点 分类 一 临床检验仪器具有的特点1 涉及的技术领域广 临床检验仪器涉及光学 机械 电子 计算机 材料 传感器 生物化学 放射等多技术领域 是多学科技术相互渗透和结合的产物 第二节临床检验仪器的特点 分类 2 结构复杂高新技术的发展和应用 使得临床检验仪器基本实现光机电算一体化和智能化 电子技术 计算机技术和光电器件的不断发展和功能的完善 更多的新技术 新器件的推广应用 使得临床检验仪器的结构变得复杂 第二节临床检验仪器的特点 分类 3 技术先进临床检验仪器始终跟踪各相关学科的前沿 电子技术的发展 计算机的应用 新材料 新器件的应用 新的检验分析方法等都在医学检验仪器中体现出来 第二节临床检验仪器的特点 分类 4 精度高临床检验仪器多属于较精密的仪器 是用来测量某些组织 细胞的存在 组成 结构及特性并给出定性或定量的分析结果的 所以要求精度非常高 第二节临床检验仪器的特点 分类 5 对使用环境要求严格检验仪器的自动化 智能化 高精度 高分辨率 以及其中某些关键器件的特殊性质 决定了检验仪器对使用环境条件要求很严格 第二节临床检验仪器的特点 分类 二 临床检验仪器的分类考虑到临床检验中的使用习惯 本教材将所介绍的各种临床检验仪器 大体分为以下几类 第二节临床检验仪器的特点 分类 临床检验仪器 分离分析检验仪器 光谱分析检验仪器 目视检验仪器 细胞及分子生物学检验仪器 临床检验常规仪器 其他临床检验仪器 质谱 波谱分析检验仪器 第二节临床检验仪器的特点 分类 血细胞分析仪血液凝固分析仪血液流变学分析仪尿液分析仪尿沉渣分析仪微量蛋白比浊仪样品自动处理系统自动血培养仪 半自动生化分析仪全自动生化分析仪电解质分析仪 血气酸碱分析仪 微生物快速检测仪 酶免疫分析仪 发光免疫分析仪磁分离酶联免疫测定仪 临床检验常规仪器 计数器 血沉分析仪尿液分析仪 目视检验仪器 普通生物显微镜 扫描电子显微镜 透射电子显微镜 相衬显微镜 偏光显微镜 紫外线显微镜 荧光显微镜 第二节临床检验仪器的特点 分类 第二节临床检验仪器的特点 分类 低速离心机高速离心机超速离心机气相色谱仪高效液相色谱仪等电聚焦电泳仪高效毛细管电泳仪 分离分析检验仪器 第二节临床检验仪器的特点 分类 细胞及分子生物学检验仪器 培养箱生物安全柜流式细胞仪基因扩增仪全自动DNA测序仪蛋白质自动测序仪 第二节临床检验仪器的特点 分类和常用性能指标 光谱分析检验仪器 紫外 可见分光光度计 荧光分析仪 原子吸收光谱仪 原子发射光谱仪 荧光光谱仪 第二节临床检验仪器的特点 分类 质波谱谱分析检验仪器 质谱仪 磁共振波谱分析仪 第二节临床检验仪器的特点 分类 及时检测仪器 实验室自动化系统 包括 其他临床检验仪器 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 一 临床检验仪器常用的性能指标 一 灵敏度 二 误差 三 噪声 四 最小检测量 五 精确度 六 可靠性 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 七 重复性 八 分辨率 九 测量范围和示值范围 十 线性范围 十一 响应时间 十二 频率响应范围 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 一 灵敏度 检测仪器对单位浓度或质量的被检物质通过检测器时 所产生的响应信号值变化大小的反应能力 它反映仪器能够检测的最小被测量 二 误差 当对某物理量进行检测时 所测得的数值与真值之间的差异 绝对误差 X X0 相对误差 三 噪声 检测仪器在没有加入被检验物品 即输入为零 时 仪器输出信号的波动或变化范围 四 最小检测量 检测仪器能确切反映的最小物质含量 五 精确度 检测值偏离真值的程度 是对检测可靠度或检测结果可靠度的一种评价 精度是一个定性的概念 其高低是用误差来衡量的 误差大则精度低 误差小则精度高 六 可靠性 仪器设备能感觉 识别或探测的输入量的最小值 七 重复性 在同一检测方法和检测条件下 在一个不太长的时间间隔内 连续多次检测同一参数 所得到的数据的分散程度 八 分辨率 仪器在规定的时期内及在保持其运行指标不超限的情况下 执行其功能的能力 是反映仪器是否耐用的一项综合指标 九 测量范围和示值范围 测量范围 在允许误差极限内 仪器所能测出的被检测值的范围 示值 检测仪器指示的被检测量值 示值范围 从仪器所显示或指示的最小值到最大值的范围 十 线性范围 输入与输出成正比例的范围 也就是反应曲线呈直线的那段所对应的物质含量范围 十一 响应时间 从被检测量发生变化到仪器给出正确示值所经历的时间 十二 频率响应范围 为了获得足够精度的输出响应 仪器所允许的输入信号的频率范围 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 二 临床检验仪器的主要结构 一 取样 或加样 装置取样装置是把待检测的样品引入仪器 对于实验室仪器来说 其取样装置就是进样器 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 二 预处理系统预处理系统是将样品先加以一系列处理 以满足检测系统对样品的各种状态的要求 预处理系统一般包括冷却器或恒温器 过滤器 净化器和保持仪器选择性的某种物理方法 化学方法 生物学方法的处理装置 其任务就是要求进入检验仪器的是一份有代表性 洁净 符合检验技术要求 没有任何干扰成分的样品 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 三 分离装置将样品各个组分加以机械分离或物理区分的装置都属分离装置 对分离装置的要求 主要是分辨率 各组分检测仪器的分辨率的高低主要取决于分离装置 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 四 检测器检测器是检测仪器的核心部分 工作时根据样品中待检测组分的含量发出相应的信号 这种信号多数是以电参数输出的 一台检测仪器的技术性能 特别是单组分检测仪器的技术性能 在很大程度上取决于检测器 PE310基因分析仪的主机 检测区 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 五 信号处理系统信号处理系统是信号从检测器发出到显示出来过程中的一系列中间环节 对它的要求是确保信号不失真地传输给显示装置 高效液相色谱仪 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 六 显示装置显示装置的功能就是把检测结果显示出来 有模拟显示和数字显示两种 数字显示是将信号处理后直接用数字显示检测数值 这是目前大力发展的一种显示方式 对于显示装置的要求是响应速度快 能精确及时显示检测数据 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 七 补偿装置补偿装置的作用是消除或降低客观条件或样品的状态对检测的影响 特别是样品的温度 环境的压力 温度的波动对检测结果的影响 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 八 辅助装置辅助装置是为了确保仪器测量的精度 保证操作条件而设置的附加装置 如恒温器 稳压电源 电磁隔绝装置 稳压阀等 目前 大多数检验仪器的辅助装置都采用多微处理器 CPU 系统 各工作单元独立的CPU之间也采用无噪声干扰的网络连接及传送 大大提高其速度和准确性 稳定性 第三节临床检验仪器的常用性能指标和主要结构 九 样品前处理系统样品前处理系统的工作任务是将标本分类 离心 分装 编排 运送 存储等 不仅用于生化分析的样品处理 还可以用于免疫 血清 血液常规分析和尿液分析等各种标本的样品的分类和运送 第四节临床检验仪器的管理 一 临床检验仪器的维护1 正确使用2 环境要求3 电源要求4 定期校验5 做好记录 第四节临床检验仪器的管理 1 正确使用操作人员应认真阅读操作说明书 严格按照操作规程掌握正确的使用方法 使仪器始终保持良好运行状态 要重视配套设备 设施的使用和维护检查 比如气体发生器 钢瓶 电源 水源系统等 避免仪器在工作状态发生断气 断电 断水的情况 第四节临床检验仪器的管理 2 环境要求实验室清洁工作是仪器维护保养中的一件不可或缺的重要工作 做到每次使用完毕及时做好清洁维护工作 为保证仪器的精度和延长其使用寿命 应让仪器始终处于符合要求的温 湿度环境中 要确保精密仪器远离腐蚀源 平时应注意做好环境监察工作 第四节临床检验仪器的管理 3 电源要求良好的稳定供电对于检验仪器的精度和稳定性极为重要 应保证供电电源的电压稳定 波形失真小和具有正确良好的接地等 大型检验仪器应做到单独深埋接地并具有良好的抗干扰措施 比如采用隔离变压器等以保证仪器的灵敏度和可靠性 第四节临床检验仪器的管理 4 定期校验应当按照仪器说明书提供的方法和标准 图谱 对仪器定期进行校验 以保证测量结果的准确可靠 第四节临床检验仪器的管理 5 做好记录应该认真做好仪器的工作记录 内容包括仪器状态 开机或维修时间 操作维修人员 工作内容及其他值得记录备查的内容 一方面可为将来的统计工作提供充分的数据 另一方面也可掌握某些需定期更换的零部件的使用情况 有助于辨别是正常消耗还是故障 第四节临床检验仪器的管理 二 临床检验仪器的选用标准随着社会的进步和科学技术的发展 对检验仪器质量的评估越来越严格 选用的标准也越来越全面 选用临床检验仪器的标准应着眼于 全面质量 全面质量是指仪器精密程度和价廉质高的总体评价 或者说是通过使用户满意而获得效果的总体水平 第四节临床检验仪器的管理 一般可从以下几个方面加以考虑 1 要求仪器的精度等级高 应用范围广 检测范围宽 稳定性好 灵敏度高 噪音小 响应时间短等 2 要求仪器的检测速度快 检测参数多 结果准确可靠 可靠性好 3 用户操作程序界面全中文显示 操作简便 快捷 第四节临床检验仪器的管理 4 有国内生产的配套试剂盒供应 5 仪器不失效的性能 寿命 可维修性和仪器的保存性能好 如仪器的装配合理 材料先进 采用标准件及同类产品通用零部件的程度高 售后维修服务好等 6 能充分体现高效益 低成本 Fluoscence荧光分光光度计 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 多用途电泳仪 一 临床检验仪器的进展临床检验仪器是在人们认识疾病 明确诊断 观察疗效 推测预后和不断提高人类的生存质量的过程中逐步发展起来的一门新兴学科 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 纵观临床检验仪器的进展 大体上可分成如下几个阶段 1 17世纪末 显微镜在临床诊断中诞生了 随后 人们相继应用显微镜观察到血液中的红细胞和白细胞 并开始改变仅限于用感官直觉 色 嗅 味等 观察尿液的方式 一些只凭人们感官操纵的检验仪器不断出现 随着第一次产业革命的到来 机械指针式检验仪器和检验控制装置开始问世 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 2 20世纪初 由于电子管的发明及电子学的蓬勃发展 促进了近代医学科学和自动化理论与实践的飞速发展 临床上要求检验提供的支持诊断 鉴别诊断和准确诊断的依据不断增多 要求也不断提高 这些为近代检验临床检验仪器的发展奠定了基础 全自动发光免疫分析仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 3 随着晶体管的发明 数字化技术进展迅速 各种模拟 数字转换技术日趋成熟 从20世纪50年代到60年代中期 一大批数字式检验仪器开始应用于临床检验 例如 生化分析仪就从单通道连续流动式发展成了多通道连续流动式自动分析仪 半自动生化分析仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 4 20世纪70年代 随着大规模集成电路制造技术的发展 发明了微处理器芯片 美国开始制售配微型计算机的检验 分析仪器产品 从1975年代起 微处理器和微型计算机在各种检验 分析仪器中的应用以平均每年35 的速度递增 到20世纪90年代 由计算机系统控制的多通道的自动化分析仪 随机任选式的 大型的 微机化的全自动生化分析仪等已在中等以上的医院普及应用 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 5 目前 大多临床检验仪器已具备超微量分析的能力 检测全程由计算机控制 其智能化 自动化 一机多能化程度更高 许多仪器都集大型机的处理能力和小型机的应变能力于一身 免疫荧光检测仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 6 进入21世纪后 检验仪器技术更新快 高科技含量增长迅猛 正向自动化 智能化 一机多能化方向发展 基因分析仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 基于微电子技术和计算机技术的应用 实现了检验仪器的自动化 检测全程由计算机控制 其智能化 自动化 一机多能化程度更高 仪器的联用技术使检验仪器向检测速度超高速化 分析试样超微量化 检验仪器超小型化的方向发展 许多仪器都集大型机的处理能力和小型机的应变能力于一身 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 二 全实验室的自动化又称全程自动化 totallaboratoryautomation TLA 是指将临床实验室相互有关或互不相关的自动化仪器串联起来 构成流水线作业的组合 将众多模块分析系统整合成一个实现对标本处理 传送 分析 数据处理和分析的全自动化过程 形成大规模的全检测过程的自动化 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 全实验室自动化于20世纪80年代首见于日本 当时日本建立了世界第一个组合式化实验室 采用标本传送系统和自动化控制技术 检验人员只需将标本放入传送带 分析仪器便可根据设计好的程序工作 检验人员不再接触标本 自动取样 自动报告 减少了使用人员的感染疾病的机率 也节省了劳动力 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 20世纪80年代末和90年代初 美国和欧洲也相继建立了自己的全实验室自动化 全实验室自动化除了有各系统的自动检测仪器外 还要有样品运送 分离 条码处理 分配等前处理的自动化 即样品前处理系统 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 在国内 随着检测项目的日益丰富 检验在临床诊断以及治疗监测中发挥重要的作用 临床的需求已使实验室检测质量与国际标准的实验室接轨 一些医院检验科的临床检验已经实现了自动化工作流水线作业 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 全实验室自动化 FrontViewofAutomationLine 自动化流水线正面观 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 流水线 TailEndofAutomationLine 自动化流水线末端 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 三 临床检验仪器的发展趋势1 由计算机技术和通信技术相结合而发展的计算机网络 已渗透到临床检验实验室中 形成了多用户共享高精度 高速度 多功能 高可靠性的检验仪器 自动荧光分子生物细菌鉴定系统 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 2 利用物理学的新效应和高新技术及其成就开发新型高灵敏度 高稳定性 强抗干扰能力的新型传感器技术和纳米检测技术 研制新型的 高精度 高分辨率的检验仪器 同时 临床检验仪器超小型 多功能 低价格 更新换代频繁 床边和家庭型的方向迈进 高级石墨炉原子吸收光谱仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 3 模块式设计形成一个高质量多功能的检验系统 实现一机多用 一台仪器可测定常规 特殊生化 药物治疗 滥用药物 特种蛋白 免疫等多种项目 还可以增添各种部件 扩展其功能 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 4 分子生物学技术已成为核心技术和前导术逐渐运用到检验设备的研发中去 影响着检验仪器发展的历程 生物传感器和芯片的应用将使检验仪器小型化 灵活多用 相应的检验仪器正在不断出现和发展 光栅式生化分析仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 5 专家系统技术更趋完善 使临床检验仪器具有更高级的智能 自诊断自控 自调 自行判断决策等高智能功能 使检验仪器的操作使用更加方便 快捷 并向全能型 全自动化和先进的 人 机 对话方向迅速发展 血细胞分析仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 6 仪器更机器人化 由计算机控制的机械臂和数据处理分析系统能准确无误地完成各项任务 速度更加快捷 并能定期自动校检 排除人为因素和非标准干扰 结果存储便于查询 减少误差 缩短了出报告的时间 原子吸收光谱仪 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 7 自动化 包括分析前分析后的全过程 水平更高 使检测速度更快 准确度更高 重复性更好 交叉污染和消耗也更低 化学发光分析仪器 第五节临床检验仪器的进展和发展趋势 8 检验结果标准化 对于不同型号的同类型仪器 采用相同的技术标准非常重要 这将使得各个实验室的数据具有可比性 使得各医院的化验结果互相认可 检验仪器的发展趋势正是达到同类型仪器检测的结果标准化 9 仪器更个性化 以个性化需求为导向的检验仪器的生产 实现设备的个性化