专利名称：全自动尿液分析系统的制作方法
技术领域：
发明涉及一种医疗领域中用于对尿液进行检测分析的技术。
背景技术：
尿液分析是尿液外观、理学、化学、显微镜检查的综合分析，是临床检验三大常规之一，广泛应用于临床，对肾脏及泌尿系统疾病的诊断、治疗及疗效监测具有重要价值。目前国内外医院已普遍使用尿液分析装置进行尿常规检测，仅能检测尿液中的某些生化成分，如蛋白质、糖等，而不能检测尿液中的有形成分，如红细胞、白细胞、管型、结晶等。而临床上检查尿液中的有形成分均采用显微镜下人工进行分析判别，称为尿沉渣镜检(Examination of urinarysediments)。
而传统的尿沉渣镜检，由于缺乏标准化的装置器和检查手段，人为因素造成操作者之间、实验室之间缺乏可比性，结果的差异极大，不能客观地反映检测的真实情况，不利于尿沉渣分析进行质量控制，得出定性或估量的结果还往往使医生难以对患者在诊断过程中进行动态的观察，直接影响临床诊断价值。
近年来随着中国临床检验标准分委会(CCCLS)与美国临床检验标准委员会(NCCLS)接轨，我国已经开始着手制定尿液分析标准化文件，以提高日常尿分析的准确性和可比性。要做到尿分析过程标准化，首先要使操作规范化，包括尿液标本采集规范化、使用器材的规范化、检查方法的规范化和判断标准的规范化等。因此，提供一种尿液分析标准化、规范化的系统装备已迫在眉睫。
发明内容
本发明就是要克服现有尿液分析技术中存在的诸多缺陷，提供一种自动化、标准化、高精度的尿液分析系统，结合并利用于化学检验、流式细胞检验和尿沉渣镜检的各自优势，对尿液进行快速、准确的实施分析。
发明内容
为实现上述目的，本发明是通过采用以下技术方案实现的全自动尿液分析系统，其特征在于系统包括一个计算机和由该计算机控制的沉渣镜检装置、流式细胞计数装置和干化学分析装置，本系统还包括一个用于控制并向上述装置提供样液的进给集成管路系统。
系统首先对尿样进行干化学分析和/或流式细胞计数的检测，并对检测结果予以判断，检测结果为阴性则直接生成标准的尿检报告；检测结果为阳性则装置记录样本号及检测结果；同一批次标本全部结束第一阶段的过筛检验后，由自动取样装置进行离心，将阳性标本送至沉渣镜检装置，继续尿沉渣检验分析并得出尿检报告。
所述的进给集成管路系统接受计算机的控制信号并完成向对应装置提供并输送正确模式标本，其中具体完成将原尿输送并喷洒到干化学分析装置的检验槽，将原尿输送并通过高压喷射到流式细胞计数装置的细胞检测通道，将样液高速离心后把0.2毫升沉渣、0.2毫升染色沉渣或倍量稀释沉渣输送到镜检流动计数池中，并完成进样管道的清洗。
系统计算机还连有结果显示设备、键盘/鼠标操作设备和结果输出设备。
由上述技术方案可知，本发明所提供的全自动尿液分析系统是新一代尿液分析检测系统，其中采用了电学、光学、流体力学，利用计算机技术、电子技术、流式细胞技术、图象处理技术、单片机技术、步进电机细分技术、光刻掩膜技术，使用模糊控制原理，采用独特的动力传动系统，定量计数池，实现了装置器动作的自动化、智能化、定量化，以及显微镜动作的全自动化。采用多媒体编程和数据库编程技术，实现了图像和数据库的有机结合，及大容量多媒体数据查询。使用VERTMENU控件及视频采集，对图象进行处理。采用中值滤波、轮廓提取、或值分隔等，提高了细胞分类识别的准确度、可信度。
附图概述
图1是本发明的原理框图；图2是本发明的结构原理图。
以下结合附图1和检测过程对本发明的原理作进一步的说明。
干化学装置原理干式尿液分析装置是在单一化学试带法测定尿液各种成分的基础上发展起来的。过去是利用肉眼观察试带颜色的变化，与标准板进行比较得出相应的数值。而干式尿液分析装置则是在微电脑的控制下利用球面积分析仪将试带反射回来的光聚集到光电检测器上，经其转换成电信号，再经电路和计算机处理来测定试带上的颜色的变化进行阶段定量分析。由于干式尿液分析装置自动完成上述测量过程，因此可获得比肉眼更精确的测试结果。干式尿液分析装置常用的试纸条(带)是在一条数十厘米长，5mm宽的塑料条上每隔约2mm粘上一块5mm宽的四方形状的试纸块，每个试纸块对应一项测量指标，另外在试纸条上还有一块不参加反应的空白块——补偿块作为尿液本底颜色，以对有色尿液及仪器变化等所引起的误差进行补偿。测试时，将尿液浸泡后的试纸条放在仪器的测试架上，使其受到光电扫描机构的扫描。光电检测机构上方是一个长条状的光源灯，光源灯发出的光可以通过球面积分的上下通光孔照射在试纸条的试剂块上，试剂块则会将一部分光反射到积分球内。由于试剂块颜色色及深浅不同，其反射的光强也不一样。例如，尿液中某种化学成分的含量较低，其相应的试剂块的颜色就较浅，它所反射的光强度；反之，若含量较高，则反射的光强度较弱。
球面积分仪具有会聚光线的作用，试剂块上所反射的光被球面积分仪会聚后通过滤光片照射到光电检测器上，光电检测器将光信号转换为电信号，电信号经放大器及数模转换送一到微处理器系统，微处理器求出被测的每种试剂块的反射率及补偿块的反射率并与事先存在微机中的反射率及表示分析成分浓度的曲线进行比较，最后由打印机输出半定量的等级符号及浓度值。
试剂块颜色的深浅除随各被测成分及含量的不同变外，还与尿液本身的颜色有关。为消除这一误差，在试纸条上设有空白块(补偿块)，它虽不随被测成分而发生颜色变化，但却随尿液的颜色变化。
目前干式尿液分析装置采用双波长(通过滤光片的一束测定和一束参考光)测定法。仪器可按下述公式自动计算出反射率R。
试纸的反射率R试纸＝Tm(试剂对测量波长的反射强度)/TS(试剂对参考波长的反射强度)×100％空白的反射率R空白＝Cm(空白对测量波长的反射强度)/CS(空白对参考波长的反射强度)×100％总反射率RR＝R试纸/R空白＝Tm CS/TS Cm×100％流式细胞工作原理流式细胞技术包括液流系统、光学系统、和电子系统。待测样本中的细胞经液流系统传送依序地通过流式细胞装置中激光照射的区域，细胞受激光的激发产生信号，被信号接收器接受并放大，这些放大了的信号经计算机分析处理，并以图表的形式直观地显示出来；流式细胞装置产生并分析的信号主要有光散射信号和萤光信号。光散射信号的强弱可以反映细胞的大小、形态及胞浆颗粒化的程度等。依萤光素的不同，用不同波长的光激发，发射出不同波长的萤光，可显示不同的颜色，这些萤光信号就可以反映不同的细胞生物学特性。
将待测细胞染色后制成单细胞悬液。用一定压力将待测样品压入流动室，不含细胞的平衡缓冲液在高压下从鞘液管喷出，鞘液管入口方向与待测样品流成一定角度，这样，鞘液就能够包绕着样品高速流动，组成一个圆形的流束，待测细胞在鞘液的包被下单行排列，依次通过激光照射区(液柱与入射的激光束垂直相交点称为检测区)，被萤光染色的细胞受强烈的激光照射后发出各色萤光，同时产生光散射。萤光信号的收集可在激光束垂直的90度方向放置光学系统(透镜、光栏、和滤片等)用以收集萤光信号，投向检测器。萤光检测器是光电倍增管，散射光检测器是光电二极管，用来收集前向角散射光。光散射信号在前向小角(2-10度)进行深测，这种测量称“前向角散射”或“前方散射”。在这种情况下产生的光散射信号基本上反映了细胞体积的大小。细胞发出的萤光信号和光散射信号同时被呈90度角方向的萤光光电倍增管和前向光电二极管接收，被放大积分后转换为电子信号输入多道(1024道)脉冲分析装置，并在计算机屏幕上，以一维直方图、二维位图、或三维图形显示出来。或将图形和数据直接输入联机专用的计算机，或存入磁盘以备分析。计算机快速而精确地将所测数据计算出来，结合多参数分析，从而实现了细胞定量分析。
层流原理Re＞2300为湍流Re≤2300为稳流Re＝dρν/ηd管径ρ液体密度ν液体流速η黏滞系数Bemoulli定律S1V1＝S2V2S，V分别为管道的截面积和液体的流速沉渣镜检原理通过微机控制实现尿沉渣标本和染色的定量提取及混合染色等一系列自动程序(对高密度标本自动倍量稀释)。将混合、染色后的标本输送至特制的光学沉渣定量流动计数池中，通过内置数码位相差显微镜摄像系统即可在显示器屏幕上获得清晰的彩色尿沉渣图像。采用中值滤波、轮廓提取、或值分隔等，进行细胞分类识别，并对尿沉渣中有形成份进行定量计算。实现了尿液有形成分的定量分析。
以上所述介绍了有关沉渣镜检装置、流式细胞计数装置和干化学分析装置各自的工作原理，而本发明的核心在于将它们有机地结合在一起。首先沉渣镜检装置、流式细胞计数装置和干化学分析装置是各自独立的设备，都可以对尿液进行检测，并且得出对应的结论。
干化学检验速度非常快，可以达到20秒/标本，用它进行定性检测；流式细胞检验速度比较快，可以达到50秒/标本，能够准确地记录每微升尿液中的红细胞、白细胞含量，但它们都无法识别其它有形成分，两种检验都是一种过筛检测；而沉渣镜检装置完成的尿沉渣镜检是对尿液在镜下图象进行观测处理，利用摄像和计算机图象处理技术结合计算机自动识别技术，可以记录尿样中的各种有形成分，它的检测结果最全面，但它即使在充分利用各种图象技术的基础上，检测速度相比之下为最慢的一种，只能达到120秒/标本。本发明正是利用了上述各设备装置的各自优势，将其结合在一起。本发明所公开的系统首先对尿样同时进行尿干化学和流式细胞的检测，并对得出的结果进行判断，判断的方法是利用计算机中的二进制数据，如果是阴性标本，就立刻生成一份标准的尿检报告，但若是阳性标本，装置会自动记录标本号及检测结果，等一次20个标本全部结束第一阶段的过筛检验后，由自动取样装置进行离心，并把阳性标本送到镜检装置，由该装置继续完成尿沉渣检验分析，并出具尿检报告。
以下结合图2说明本发明中进给集成管路系统的结构和原理所述的进给集成管路系统是由混合器16、泵、阀和管路构成的，其中样品液依次经由定量蠕动泵4、阀11与混合器16相连，染色液依次经由定量蠕动泵3、阀10与混合器16相连，稀释液依次经由定量蠕动泵2、阀9与混合器16相连，清洗液依次经由定量蠕动泵1、阀8与混合器16相连，混合器16的输出端分别与干化学分析装置的检验槽、流式细胞计数装置的细胞检测通道及镜检流动计数池连通。
所述的进给集成管路系统中的混合器16依次经由阀15、高压泵7将原尿输送并喷洒到干化学分析装置的检验槽上，在高压泵7与干化学分析装置的检验槽之间设有压力传感器17，设置压力传感器17是对样液的压力加以控制，确保经由高压泵7的样液以雾状方式喷洒到试纸条上。
所述的进给集成管路系统中的混合器16依次经由阀14、高压泵6将原尿喷射到流式细胞计数装置的细胞检测通道，在高压泵6与流式细胞计数装置的细胞检测通道之间设有液位传感器18，设置液位传感器18是用来精确控制一定体积的样液能够喷射到检测通道上。
所述的进给集成管路系统中的混合器16依次经由阀13、双向蠕动泵5将样液经高速离心后把0.2毫升沉渣、0.2毫升染色沉渣或倍量稀释沉渣输送到镜检流动计数池中。
所述的进给集成管路系统中的混合器16经阀12接回废液收集容器，所述的流式细胞计数装置的细胞检测通道的废液和镜检流动计数池中废液经管道接回废液收集容器，就是说，检测完毕后，对管路、器件和混合器进行清洗，并用容器接受废液，设备清洗干净后以备下次使用。
权利要求
1.一种全自动尿液分析系统，其特征在于系统包括一个计算机和由该计算机控制的沉渣镜检装置、流式细胞计数装置和干化学分析装置，本系统还包括一个用于控制并向上述装置提供样液的进给集成管路系统和自动取样装置。
2.根据权利要求1所述的全自动尿液分析系统，其特征在于系统首先对尿样进行干化学分析和/或流式细胞计数的检测，并对检测结果予以判断，检测结果为阴性则直接生成标准的尿检报告；检测结果为阳性则装置记录样本号及检测结果；同一批次标本全部结束第一阶段的过筛检验后，由自动取样装置进行离心，将阳性标本送至沉渣镜检装置，继续尿沉渣检验分析并得出尿检报告。
3.根据权利要求1或2所述的全自动尿液分析系统，其特征在于所述的进给集成管路系统接受计算机的控制信号并完成向对应装置提供并输送正确模式标本，其中具体完成将原尿输送并喷洒到干化学分析装置的检验槽，将原尿输送并通过高压喷射到流式细胞计数装置的细胞检测通道，将样液高速离心后把0.2毫升沉渣、0.2毫升染色沉渣或倍量稀释沉渣输送到镜检流动计数池中，并完成进样管道的清洗。
4.根据权利要求1或2所述的全自动尿液分析系统，其特征在于计算机还连有结果显示设备、键盘/鼠标操作设备和结果输出设备。
5.根据权利要求1或2所述的全自动尿液分析系统，其特征在于所述的进给集成管路系统是由混合器(16)、泵、阀和管路构成的，其中样品液依次经由定量蠕动泵(4)、阀(11)与混合器(16)相连，染色液依次经由定量蠕动泵(3)、阀(10)与混合器(16)相连，稀释液依次经由定量蠕动泵(2)、阀(9)与混合器(16)相连，清洗液依次经由定量蠕动泵(1)、阀(8)与混合器(16)相连，混合器(16)的输出端分别与干化学分析装置的检验槽、流式细胞计数装置的细胞检测通道及镜检流动计数池连通。
6.根据权利要求5所述的全自动尿液分析系统，其特征在于所述的进给集成管路系统中的混合器(16)依次经由阀(15)、高压泵(7)将原尿输送并喷洒到干化学分析装置的检验槽上，在高压泵(7)与干化学分析装置的检验槽之间设有压力传感器(17)。
7.根据权利要求5所述的全自动尿液分析系统，其特征在于所述的进给集成管路系统中的混合器(16)依次经由阀(14)、高压泵(6)将原尿喷射到流式细胞计数装置的细胞检测通道，在高压泵(6)与流式细胞计数装置的细胞检测通道之间设有液位传感器(18)。
8.根据权利要求5所述的全自动尿液分析系统，其特征在于所述的进给集成管路系统中的混合器(16)依次经由阀(13)、双向蠕动泵(5)将样液经高速离心后把0.2毫升沉渣、0.2毫升染色沉渣或倍量稀释沉渣输送到镜检流动计数池中。
9.根据权利要求5所述的全自动尿液分析系统，其特征在于所述的进给集成管路系统中的混合器(16)经阀(12)接回废液收集容器，所述的流式细胞计数装置的细胞检测通道的废液和镜检流动计数池中废液经管道接回废液收集容器。
全文摘要
本发明公开一种自动化、标准化、高精度的尿液分析系统，系统包括一个计算机和由该计算机控制的沉渣镜检装置、流式细胞计数装置和干化学分析装置，以及向上述装置提供样液的进给集成管路系统，系统首先对尿样进行干化学分析和/或流式细胞计数的检测，并对检测结果予以判断，检测结果为阴性则直接生成标准的尿检报告；检测结果为阳性则装置记录样本号及检测结果；同一批次标本全部结束第一阶段的过筛检验后，由自动取样装置进行离心，将阳性标本送至沉渣镜检装置，继续尿沉渣检验分析并得出尿检报告。
文档编号G01N33/493GK1727902SQ0315297
公开日2006年2月1日 申请日期2003年9月4日 优先权日2003年9月4日
发明者王晓波, 章春志, 杜洪涛, 徐昌奎 申请人:合肥新月电子技术有限责任公司