臨床實(shí)驗(yàn)室前處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀

臨床實(shí)驗(yàn)室前處理系統(tǒng)現(xiàn)狀一前處理系統(tǒng)概念臨床實(shí)驗(yàn)室全自動(dòng)化包括實(shí)驗(yàn)前樣品處理、實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)后分析并提出相應(yīng)評(píng)價(jià)或建議性診斷。隨著實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化深入與樣品量增加，前處理系統(tǒng)作用變得更加重要。管理學(xué)者們提出理想前處理系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化保障。近些年發(fā)展起來臨床實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量體系概念中提出臨床樣品檢測(cè)通過5個(gè)過程來完成，即實(shí)驗(yàn)室前、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)（前處理、檢測(cè)與表達(dá)報(bào)告）、實(shí)驗(yàn)室后。所謂前處理包括確認(rèn)樣品/條碼識(shí)別、歸類、離心、樣品質(zhì)地識(shí)別、提示、去蓋、分樣、血標(biāo)本管標(biāo)記、插入儀器使用樣本架與轉(zhuǎn)運(yùn)。這一部分對(duì)結(jié)果影響意義重大，并得到有關(guān)專家們重視，現(xiàn)已逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在臨床檢驗(yàn)中生化前處理自動(dòng)化最為完善，其次為免疫，還有核酸檢驗(yàn)等。血細(xì)胞、細(xì)菌、尿液等因其樣品特殊性，前處理自動(dòng)化尚不完善，但也在不同程度與不同水平上都在向簡(jiǎn)單化、系統(tǒng)化、方便化、規(guī)范化與商品化方向上發(fā)展，并已取得一定進(jìn)步。二前處理系統(tǒng)發(fā)展20世紀(jì)90年代初期國(guó)際先進(jìn)全實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化（TotalLaboratoryAutomation，丁1句系統(tǒng)問世并開始運(yùn)行。但在實(shí)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)在單純引進(jìn)分析設(shè)備情況下會(huì)造成分析速度加快報(bào)告時(shí)間滯后情況。自動(dòng)化科學(xué)管理模式面臨大量手工操作步驟與程序瓶頸。人們發(fā)現(xiàn)只有從樣品采集、處理、準(zhǔn)備、分析，報(bào)告所有環(huán)節(jié)上協(xié)調(diào)一致才能保證最終為臨床提供最為及時(shí)與可靠數(shù)據(jù)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)在臨床檢驗(yàn)工作第1頁量與質(zhì)要求同時(shí)提高情況下，必須重視誤差來源與加以分析其原因。中外專家分析臨床檢驗(yàn)誤差近50%來源于樣品準(zhǔn)備與處理，而真正來源于分析只占不到30%。所以降低報(bào)告誤差也是前處理系統(tǒng)重要作用，如果仍然沿用過去手工式管理模式將極大地降低醫(yī)院花巨資投入檢驗(yàn)設(shè)備價(jià)值與效益。于是依據(jù)降低誤差，提高質(zhì)量理念設(shè)計(jì)開發(fā)了樣品前處理系統(tǒng)。20世紀(jì)末與21世紀(jì)初配合TLA需要，樣品前處理系統(tǒng)與模塊化組合系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。80年代后半期，日本高知醫(yī)科大學(xué)建立臨床醫(yī)院之時(shí)，有一位中年醫(yī)生被聘為臨床檢查部主任。他到任時(shí)有兩個(gè)特殊要求，其一是對(duì)實(shí)驗(yàn)室裝修，他要求不要分隔只有柱子大廳。其二是要求若干名機(jī)械維修人員。結(jié)果招來若干名空軍地勤工程人員。臨床實(shí)驗(yàn)室招進(jìn)空軍機(jī)械退伍兵是有史以來從未有過事情，引起了不少議論。在他們不辭辛苦晝夜兼程辛勤勞動(dòng)下，經(jīng)過數(shù)年奮斗終于有了結(jié)果——世界上第一個(gè)傳送檢驗(yàn)系統(tǒng)誕生了。在整個(gè)過程中最費(fèi)精力是樣品前與后處理系統(tǒng)。采用機(jī)器人來補(bǔ)充與完善了體系，在當(dāng)時(shí)此系統(tǒng)是相當(dāng)成功。就是這一實(shí)踐對(duì)臨床實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化起了關(guān)鍵性作用，逐步產(chǎn)生TLA概念與帶來了前處理系統(tǒng)今天成果。這個(gè)中年醫(yī)生就是佐佐木教授。十年前作者曾有幸數(shù)次應(yīng)邀訪問其實(shí)驗(yàn)室，不僅品嘗到高知美味、觀賞斗犬，更重要是了解到實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化最新動(dòng)態(tài)，受到了很多啟發(fā)。左左木教授雖然已退居二線，現(xiàn)仍主持櫻花世界實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化年會(huì)，每當(dāng)櫻花盛開3月末，世界有關(guān)專家相聚在櫻花之都共同交流實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化理念與發(fā)展。三前處理系統(tǒng)現(xiàn)狀根據(jù)最近美國(guó)CLMA(ClinicalLaboratoryManagementAssociation)調(diào)查認(rèn)為臨床實(shí)驗(yàn)室技師不足或勞動(dòng)強(qiáng)度過大是引起醫(yī)療事故主要原因.InstituteofMedicine去年公布發(fā)生在醫(yī)院醫(yī)療事故概率是1/72000。報(bào)告指出日常人為事故是不可避免，要停止對(duì)個(gè)人責(zé)難，應(yīng)在改善手續(xù)與過程上下功夫。“患者安全性不在于人、服務(wù)或部門，而表達(dá)在系統(tǒng)構(gòu)成要素相互作用?！眻?bào)告書認(rèn)為廠家推動(dòng)自動(dòng)化同時(shí)，更應(yīng)以新緊迫性來投入保證質(zhì)量，不僅僅在TAL,而且應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室中勞動(dòng)密集性前處理領(lǐng)域自動(dòng)化方面作出努力。這一部門手工操作多，而且不存在規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。工作量提高2倍，就要增加2倍勞動(dòng)力。但是在前處理系統(tǒng)使用中臨床實(shí)驗(yàn)室也面臨著安全性問題，例如采血試管破損、在自動(dòng)化分配樣品時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)弄錯(cuò)位置情況。根據(jù)這些需要目前起碼有6個(gè)廠家投入前處理相關(guān)產(chǎn)品工作。Ontario作為據(jù)點(diǎn)LABOTIX最近與美國(guó)LabolnterLink合并。并設(shè)立了24個(gè)前處理系統(tǒng)設(shè)施。RocheDiagnos-tics與BeckmanCouter也設(shè)立了數(shù)個(gè)相關(guān)設(shè)施。Olympus也提供前處理系統(tǒng)。雅培TecanGenesisFE50。也已介紹到中國(guó)。在TAL浪潮后，前處理向自動(dòng)化方向發(fā)展這一趨勢(shì)更為明顯°Felder博士研究得出結(jié)論，前處理系統(tǒng)技術(shù)是一種適用于小、中與大型實(shí)驗(yàn)室需要技術(shù)。在日樣品量為300或500實(shí)驗(yàn)室容易調(diào)整來進(jìn)行操作，日樣品量1000實(shí)驗(yàn)室使用此系統(tǒng)最合理，日樣品量超過1000實(shí)驗(yàn)室需要更復(fù)雜系統(tǒng)來解決。St.Mary’sHospitalCenter應(yīng)用前處理系統(tǒng)后報(bào)告時(shí)間(TAT)提前了28%，生化急診以及內(nèi)科醫(yī)生問訊從日28件減少到5件，免疫測(cè)定TAT提前了47%。1人當(dāng)勞動(dòng)率提高了17%。前處理系統(tǒng)引進(jìn)防止院內(nèi)感染，也能減輕手腕綜合征。因其獨(dú)特需求，世界許多廠家都看好前處理系統(tǒng)前景，紛紛研制與嘗試丁1入系統(tǒng)，在這些實(shí)踐當(dāng)中產(chǎn)生了一個(gè)新概念——模塊組合式全自動(dòng)分析系統(tǒng)?，F(xiàn)將各廠家前處理系統(tǒng)介紹如下：PAM系統(tǒng)日立前處理系統(tǒng)是PAM系統(tǒng)，其模式是由樣品從進(jìn)樣、條碼處理、分配等模塊組成前處理部分稱Pre-AnalyticalModular(PAM)系統(tǒng)。它在原有高效、快速、自動(dòng)基礎(chǔ)上，更加貼近臨床檢驗(yàn)與客戶應(yīng)用實(shí)際需要。采用日立專利自律分配控制技術(shù)與按照J(rèn)CCLS(日本標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì))與NCCLS(美國(guó)臨床化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì))對(duì)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化基本要求來設(shè)計(jì)與開發(fā)。這一系統(tǒng)不僅滿足了醫(yī)療體制改革與衛(wèi)生保健需求，而且在抑制醫(yī)療費(fèi)用上漲方面確實(shí)發(fā)揮作用。其通過降低設(shè)備投入成本，實(shí)現(xiàn)了低誤差、高效率，快速回報(bào)病人結(jié)果報(bào)告，起到及時(shí)協(xié)助臨床醫(yī)療診斷與治療作用。前處理系統(tǒng)將原始樣品架從投入緩沖模塊進(jìn)入；急診原始樣品架可從投入緩沖模塊上急診口進(jìn)入，也可再測(cè)/重復(fù)/往復(fù)樣品從收納緩沖模塊優(yōu)先口進(jìn)入。試管架依次傳送順序是急診〉再測(cè)〉常規(guī)順序。試管架ID范圍決定如何處理每個(gè)架子“運(yùn)行類型”。例如，尿干化學(xué)分析，微量樣品架應(yīng)跳過離心，開栓，分注等。當(dāng)離心模塊在運(yùn)行狀態(tài)及下列情況時(shí)離心裝載開始：累積八個(gè)架子在離心緩沖區(qū)域。操作者對(duì)于常規(guī)樣品間隔時(shí)間限定已到。操作者對(duì)于急診樣品間隔時(shí)間限定已到，即試管架已從急診口部位或優(yōu)先口進(jìn)入。開栓模塊取下原始樣品管(真空采血管)蓋。在線分注模塊根據(jù)由實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)下載到全系統(tǒng)管理器測(cè)試要求將樣品分注于樣品杯或試管。由在線分注到樣品杯內(nèi)樣品傳送至日立7600各模塊進(jìn)行在線分析并在測(cè)試完成后將樣品收集在分析儀收納倉。日立7600利用試管架上ID與架中樣品位置辨認(rèn)樣品，并在中心控制系統(tǒng)(TSM)控制之下完成分析及信息交換。余下原始樣品管傳送至收納緩沖模塊倉中。其中各部分采用技術(shù)包含了當(dāng)今IT業(yè)最先進(jìn)技術(shù)控制系統(tǒng)理論，工業(yè)界自動(dòng)化傳輸、運(yùn)送、連接技術(shù)，以及日立在臨床檢驗(yàn)系統(tǒng)化、自動(dòng)化方面領(lǐng)先技術(shù)。前處理系統(tǒng)集日立傳統(tǒng)技術(shù)與最新技術(shù)以及與IT技術(shù)完美結(jié)合于一身，在更準(zhǔn)、更快、更精、更經(jīng)濟(jì)綜合要求上更上了一個(gè)臺(tái)階。樣品前處理系統(tǒng)(PAM)包含了樣品進(jìn)樣、離心、開栓、分注、緩存、收納、傳送以及中心控制系統(tǒng)。本著在樣品處理方面誤差為零設(shè)計(jì)概念，從樣品采集后處理全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能控制管理運(yùn)行。在國(guó)外(包括日本，歐洲，美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家)醫(yī)院中實(shí)際運(yùn)行后表現(xiàn)出超越第一代檢驗(yàn)全系統(tǒng)化(CLAS1)能力，同時(shí)對(duì)臨床檢驗(yàn)，臨床醫(yī)療與醫(yī)院管理等方面都將產(chǎn)生極大推進(jìn)作用。TECANFEA500美國(guó)雅培公司與AandT公司合作實(shí)踐了起始單元、離心單元、開蓋、標(biāo)本分配單元、緩沖單元與軌道單元，作者在香港東區(qū)醫(yī)院看到醫(yī)院這一系統(tǒng)運(yùn)行。使急診區(qū)達(dá)到了24小時(shí)隨時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)全自動(dòng)狀態(tài)，一個(gè)值班員處理全部急診業(yè)務(wù)。雅培公司根據(jù)不同規(guī)模具體情況又與TECAN公司合作推出靈活方便TECANFEA500樣品前處理單元。TECANFEA500在臨床實(shí)驗(yàn)室可解決65%樣品前處理；使前處理規(guī)范化；提高樣本安全性得以實(shí)現(xiàn)；通過整合于實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化分析系統(tǒng)來提高實(shí)驗(yàn)室整體效率。其系統(tǒng)由試管上樣單位、傳輸系統(tǒng)、全自動(dòng)離心系統(tǒng)、開蓋裝置、血清管供應(yīng)單位、分樣、上架等7個(gè)部分構(gòu)成。大大克服與降低了分注、輸送、標(biāo)記差錯(cuò)與降低生物危險(xiǎn)垃圾暴露。POWERPROCESSOR貝克曼庫爾特1998年11月裝配了前處理系統(tǒng)POWERPROCESSOR，結(jié)合條碼系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行正確樣品發(fā)送、選擇試管、自動(dòng)離心、開蓋與轉(zhuǎn)送。在省力、提速與準(zhǔn)確性等方面都有了提高。僅在1999年測(cè)試量就增加了25%。單是急診生化方面，測(cè)試時(shí)間從58min縮到31min，最長(zhǎng)應(yīng)答從81min減少到7min。免疫前處理系統(tǒng)在免疫檢測(cè)前處理上有哈米而頓等公司推出樣品前處理器，采用氣動(dòng)置換加樣原理；加樣尖與加樣針自動(dòng)互換性；全面加樣過程控制(TADM);三模式液面?zhèn)鞲邢到y(tǒng)；平行洗針工作站；動(dòng)態(tài)工作臺(tái)面與自動(dòng)連續(xù)裝載與卸載；工作量自調(diào)節(jié)4~16通道配置?？紤]到酶標(biāo)測(cè)定板特性，把分離后血清分注到各個(gè)96孔板上，不能加到普通試管上液面。三模式液面?zhèn)鞲邢到y(tǒng)有專利技術(shù)。GILSON公司推出吉爾森自動(dòng)樣品工作站。其特點(diǎn)為可由單通道到384通道任意選擇；可使用各種酶標(biāo)板、試管；使用一次性吸頭，無交叉感染；機(jī)械臂自動(dòng)轉(zhuǎn)移酶標(biāo)板及試管；ELISA/DNA/RNA樣品制備；蛋白質(zhì)/酶分析；高通量快速篩選。TECAN公司已推出GenesisRPM-全自動(dòng)全處理微板工作站與MiniSwift全自動(dòng)全處理微板工作站。它們特點(diǎn)是前處理與酶標(biāo)分析為一體，全自動(dòng)完成ELISA。核酸樣品前處理系統(tǒng)隨著基因核酸檢測(cè)進(jìn)步，有關(guān)核酸樣品前處理也有了不亞于生化前處理發(fā)展。SNP，芯片陣列等都需要大批量樣品處理，有時(shí)需要上百標(biāo)本處理。這種需要促進(jìn)了核酸前處理自動(dòng)化，各廠家也紛紛將免疫機(jī)器前處理系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)部分改良后作為核酸專用或核酸與免疫或再加化學(xué)萃取等功能樣品聯(lián)合前處理系統(tǒng)來推出，解決臨床實(shí)驗(yàn)室需求。色譜、質(zhì)譜樣品前處理在色譜、質(zhì)譜等樣品前處理上也已有了相應(yīng)工作站。如ASPECXI自動(dòng)固相萃取儀自動(dòng)樣品工作站可對(duì)生物/醫(yī)藥分析自動(dòng)樣品前處理。可在線自動(dòng)進(jìn)行HPLC/LC-MS分析。不僅自動(dòng)化記錄資料便于GLP管理，而且能自動(dòng)填充純化柱、高回收，節(jié)省大量時(shí)間；無人為影響，節(jié)省試劑，可處理大量樣品。擦試樣品前處理管有些臨床實(shí)驗(yàn)室樣品規(guī)模達(dá)不到需要用機(jī)械化處理規(guī)模，但為了規(guī)范化與操作簡(jiǎn)便化，也出現(xiàn)了不少樣品前處理盒。如日本ELMEX社新近開發(fā)與正申請(qǐng)專利SwabTest(DilutionAttached)PromediaST-25將所用容器、稀釋液與棉棒經(jīng)消毒后裝為一體，采用4mm剛性強(qiáng)化棒，處理樣品非常方便。容器上直接刻有刻度，上有雙層加蓋與下有出口，可隨意把稀釋樣品直接加到培養(yǎng)器皿中，操作不需用鑷子與滴管等其他用品。也能保證定量培養(yǎng)等。四國(guó)內(nèi)狀況前處理系統(tǒng)自動(dòng)化方面國(guó)內(nèi)已有先例。浙江大學(xué)第一附院檢驗(yàn)科引進(jìn)日立部分前處理系統(tǒng)，認(rèn)為產(chǎn)生標(biāo)本調(diào)錯(cuò)、破損等標(biāo)本差錯(cuò)率降低到