臨床檢驗(yàn)儀器的進(jìn)展概況

近年來，各種新技術(shù)滲入醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器領(lǐng)域，出現(xiàn)了一些新儀器，原有產(chǎn)品也得到不斷提高。

　　1．血?dú)猓痯H分析儀

　　這種儀器用來對(duì)動(dòng)脈血標(biāo)本測(cè)量pH值，二氧化碳分壓(PC02)和氧分壓(P02)，以提供診斷和治療信息。

這種儀器的測(cè)量原理變化很少，其進(jìn)展只是微機(jī)的采用量增多，從而壓縮了數(shù)據(jù)，降低了記錄時(shí)間，使校準(zhǔn)自動(dòng)化。目前的儀器所用的標(biāo)本量更少，但除了能計(jì)算出pH、P02和PC02外，還能計(jì)算出其他多種血?dú)鈪?shù)。某些型號(hào)的儀器還能測(cè)量出電解質(zhì)和血紅蛋白或血細(xì)胞比容。校準(zhǔn)次數(shù)可作程控，有自檢功能。另一些型號(hào)的儀器內(nèi)置數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可存儲(chǔ)病人數(shù)據(jù)和顯示積累的質(zhì)控結(jié)果。在某些情況下，采用預(yù)置膜電極帽或筒，可以簡(jiǎn)化電極的手工調(diào)整，免除電極的維護(hù)工作。目前此類分析儀也能和電解質(zhì)分析儀、測(cè)氧計(jì)和醫(yī)院計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接。某些公司還推出由電池供電的、攜帶式血?dú)鉁y(cè)定分析儀，能在病床邊操作。這些裝置應(yīng)用含有全部電極、校準(zhǔn)液和氣體的校準(zhǔn)器，以及廢物袋，因而就不需應(yīng)用外部氣體箱。盡管這些裝置不需要作維護(hù)保養(yǎng)，但筒必須定期更換，如每周換一次。

用于手術(shù)室和重病監(jiān)護(hù)裝置中的連續(xù)式血?dú)獗O(jiān)測(cè)分析儀，近已經(jīng)開發(fā)出來。這種技術(shù)采用內(nèi)置光纖傳感導(dǎo)管，將它置于病人的主動(dòng)脈中來測(cè)量‘pH、PC02和P02。用棄式導(dǎo)-管可用72小時(shí)或更長的時(shí)問。測(cè)量每20秒鐘即顯示在床邊監(jiān)護(hù)儀屏幕上。由于能立即在病床前獲得測(cè)量結(jié)果，這些分析儀可能很快地進(jìn)入介入性應(yīng)用中。只是，和內(nèi)置導(dǎo)管一同使用會(huì)產(chǎn)生有關(guān)的問題，如裝置的消毒，感染的預(yù)防，血管的損傷，以及需用血?dú)夥治鰞x經(jīng)常來調(diào)準(zhǔn)這些監(jiān)護(hù)儀等，目前還沒有解決。

　　2．電解質(zhì)分析儀

電解質(zhì)分析儀用來測(cè)量全血、血漿、血清和尿液標(biāo)本中電解質(zhì)的含量。電解質(zhì)在體液中呈陽離子或陰離子狀態(tài)。雖說電解質(zhì)可用來指溶于水中的任何一種鹽，但在醫(yī)療領(lǐng)域，它是指四種主要的電解質(zhì)，即鈉(Na+)、鉀(r)、氯(Cr)和碳酸氫鹽(1IC03一)。電解質(zhì)在維持人體功能中起著多種作用。它們維持滲透壓和水合作用，保持正常的人體pH值，調(diào)節(jié)心臟和其他肌肉的功能，協(xié)助電子傳輸反應(yīng)，參與酶反應(yīng)。調(diào)整和電解質(zhì)不平衡相關(guān)的某些紊亂，包括永合過分和脫水，充血性心臟衰竭，呼吸性堿中毒和酸中毒，尿毒癥，以及胃腸道疾病和’腎病。由于電解質(zhì)不正常可能是由不同疾病造成的，所以對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行測(cè)量和分析是診斷和治療疾病的關(guān)鍵所在。

　　單價(jià)的鈉離子和鉀離子有助于維持人體內(nèi)滲透壓和酸堿平衡。鉀離子也是維持心臟和骨骼肌收縮性的主要成分。鈉是細(xì)胞外主要的離子，而鉀幾乎均處于細(xì)胞內(nèi)主要離子，兩者的含量主要由腎臟來調(diào)節(jié)。氯是細(xì)胞外液體液中的主要陰離子，它的作用是保持細(xì)胞外體液中的陰一陽離子平衡、水合作用和滲透壓。如果血漿中碳酸氫鹽離子的含量增加，則氧的含量便減少，以保持電中性。尿和汗的分泌排泄會(huì)除去人體中的氯。

測(cè)量整個(gè)C02可用來評(píng)估血液中的碳酸氫鹽的含量，因?yàn)門C02主要是由碳酸氫鹽離子構(gòu)成的。TC02含量反映了肺部氣體交換是否適當(dāng)，以及碳酸一碳酸氫鹽緩沖系繞的有效性，這個(gè)系統(tǒng)是保持酸堿平衡的，亦即正常的pH值。

目前的一些電解質(zhì)分析儀是采用離子選擇性電極(ISES)、電量滴定法、熱傳導(dǎo)探測(cè)(rrCD)或火焰光度測(cè)定法來檢測(cè)一種或多種電解質(zhì)的。這類電解質(zhì)分析儀還能檢測(cè)附加的非電解質(zhì)參數(shù)。能分析電解質(zhì)的，還有一些內(nèi)置血?dú)夥治鰞x功能的分析儀和臨床生化分析儀。鈣也是一種電解質(zhì)，能測(cè)量鈣離子的分析儀，稱之為鈣離子分析儀。

目前大多數(shù)電解質(zhì)分析儀都采用離子選擇電極法，它通過外部參考電極和插有內(nèi)部參考電極的離子選擇電極之間電位測(cè)量，來直接測(cè)定溶液中離子濃度(活度)。這種方法簡(jiǎn)便、快速，測(cè)定的濃度范圍較寬，靈敏度較高，待溶液中大多數(shù)的干擾易于隱蔽或消除，較小受樣品顏色、濁度影響，所以已得到廣泛的應(yīng)用。

不同種類的離子選擇電極能進(jìn)行不同的分析測(cè)量．離子選擇電極大都屬于膜電極。目前較多的是采用玻璃材料作敏感膜。隨著玻璃成分的不同，膜對(duì)不同離子就會(huì)產(chǎn)生選擇性的響應(yīng)。如，鈉離子敏感電極用玻璃制成，對(duì)鈉離子具有較高的選擇性響應(yīng)；鉀選擇性電極用與纈霉素浸潤的聚氯乙烯和抗菌素制成，對(duì)鉀離子具有選擇性響應(yīng)，鈣離子選擇膜用聚氯乙烯中的二正辛苯基磷酸酯作為離子交換體；氯離子敏感電極用含有聚氯乙烯載體中的四價(jià)胺的液膜制成，對(duì)氯離子具有選擇性響應(yīng)。

離子選擇電極的廣泛應(yīng)用使得小型的電解質(zhì)分析儀需求量大增，就連醫(yī)生診所也要設(shè)置它。近，用于鋰離子的敏感電極也進(jìn)入臨床。

電解質(zhì)分析儀已經(jīng)微機(jī)化，使得儀器能自動(dòng)監(jiān)護(hù)，自檢故障作出系統(tǒng)報(bào)警，即時(shí)計(jì)算診斷結(jié)果。近年來還推出一些具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能的電解質(zhì)分析儀，它們還能儲(chǔ)存病人數(shù)據(jù)和質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)。

　　3．分立式自動(dòng)生化分析儀

臨床生化分析儀用來測(cè)定血清、血漿或尿液樣品中某些代謝物、電解質(zhì)、蛋白質(zhì)和藥物的濃度。按其類型，可分為分立式、離心式、連續(xù)流量式三種，均系自動(dòng)操作的，此外還有一種手動(dòng)式。自動(dòng)化的這三種生化分析儀，操作方便，具有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法，能獲得精確的、重復(fù)性好的測(cè)量數(shù)據(jù)。連續(xù)流量式分析儀在操作期間可能會(huì)發(fā)生樣品之間相互作用和感染等問題，而分立式分析儀進(jìn)行每一項(xiàng)檢測(cè)時(shí)，試管都是分立的，從而減少了這些弊端。目前，大多數(shù)分立式分析儀都具有隨機(jī)存取技術(shù)，能對(duì)每一樣品或一批樣品進(jìn)行選擇性檢測(cè)。某些產(chǎn)品還能進(jìn)行酶免疫試驗(yàn)和藥物評(píng)估。有的產(chǎn)品能每次進(jìn)行一項(xiàng)檢測(cè)(單道)，有的產(chǎn)品則能每次同時(shí)進(jìn)行幾項(xiàng)檢測(cè)(多道)。

新型的分立式分析儀能進(jìn)行更多的檢測(cè)項(xiàng)目，檢驗(yàn)性能更加穩(wěn)定，流通量更大，程序更少，如能從原試管中直接取樣，這類特點(diǎn)還在繼續(xù)發(fā)展。此外，通過軟件的增強(qiáng)進(jìn)一步自動(dòng)化，所需要的樣品量進(jìn)一步減少，操作程序更趨簡(jiǎn)單，維護(hù)工作也更方便。上述諸項(xiàng)均可視為分立式分析儀的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。目前某些產(chǎn)品還采用條形碼來識(shí)別樣品和試劑。

Coulter公司的DacosXI。型分立式分析器采用光譜隔離光學(xué)系統(tǒng)，其中試管組件圍繞鎢一鹵素石英燈旋轉(zhuǎn)；組件包含8只濾光器，每只濾光器有其相應(yīng)的探測(cè)器；每只試管在每6秒鐘即可讀出8種波長，而計(jì)算機(jī)僅采用特定的波長進(jìn)行欲作的測(cè)試項(xiàng)目。

　　Bexter公司的Paramax。720ZX型分立式分析儀采用于微片試劑來進(jìn)行紫外光／可見光的光測(cè)定，采用條碼來提供每一樣品所需的測(cè)試數(shù)據(jù)。

　　Du Pont公司的acaIV型分立式分析儀采用特殊的塑料測(cè)試袋(內(nèi)裝一次測(cè)定所需的試劑)和雙壁反應(yīng)室(組成試管容器作光測(cè)定用)。每一測(cè)試袋的頂部有一堅(jiān)硬的集管頭。它是塑料塊，通過傳送鏈作步進(jìn)，以使測(cè)試袋移動(dòng)。集管頭可內(nèi)置層析柱，以消除干擾物質(zhì)，或內(nèi)置膠質(zhì)濾光型片，以阻止小分子。含有干片或液體試劑的分隔間四周作臨時(shí)密封，反應(yīng)室四周作密封。

　　此外，Eaxtman Kodak公司的Ektachem型全自動(dòng)分立式分析儀，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、非反應(yīng)的液體碳氟化合物作為正載體的產(chǎn)品，以及NOVA公司的自主機(jī)(包括鍵盤、計(jì)算機(jī)、顯示屏、樣品盤架和稀釋模塊)和7只附加調(diào)試模塊(全鈣、離子鈣、肌酸酐、葡萄糖、尿素、全二氧化碳和電解質(zhì)等)組合成的Naclcus型分析儀，技術(shù)上都有新意。

　　4．血液分析儀

該儀器亦稱細(xì)胞計(jì)數(shù)儀或細(xì)胞分析儀，用來測(cè)量全血中的紅細(xì)胞和白細(xì)胞數(shù)量，有的產(chǎn)品還可測(cè)量血小板、血紅蛋白、血細(xì)胞比容、紅細(xì)胞平均容積、平均血紅蛋白及其濃度、紅細(xì)胞形態(tài)，以及作各種不同血細(xì)胞計(jì)數(shù)等。目前的血液分析儀均可測(cè)量上述的幾個(gè)項(xiàng)目或全部項(xiàng)目。

許多血液分析儀測(cè)出的血小板數(shù)，是用全血中每微升含血小板數(shù)來表示的，它們還能測(cè)出平均血小板容積。血小板在人體凝血機(jī)制中起著重要的作用，血小板過多或過少均會(huì)引起不正常的血液凝固。

　　Miles公司的Technicon H—IE型產(chǎn)品采用分立式采樣系統(tǒng)取代以前的連續(xù)流量式系統(tǒng)，它將細(xì)胞化學(xué)測(cè)量和光散射測(cè)量結(jié)合起來進(jìn)行分析，可測(cè)出5種不同的附加血液值。這兩種裝置都設(shè)有4個(gè)分析通道：血紅蛋白、紅細(xì)胞和血小板、嗜中性細(xì)胞份葉細(xì)胞和過氧化酶。血紅蛋白通道采用改變氰化正鐵血紅蛋白的方法來測(cè)出血紅蛋白的濃度。紅細(xì)胞和血小板通道采用氟氖光作光源。在低角和高角測(cè)出光散射，即可求出紅細(xì)胞數(shù)，紅細(xì)胞分布寬度及其他指標(biāo)和血小板。每個(gè)紅細(xì)胞的血紅蛋白濃度是當(dāng)紅細(xì)胞通過激光束時(shí)測(cè)量出來的，用血紅蛋白分布寬度表示，因?yàn)檫@一寬度是血紅蛋白濃度圖的標(biāo)準(zhǔn)漂移。嗜中性細(xì)胞／分葉核白細(xì)胞通道也是采用激光散射來測(cè)量嗜中性細(xì)胞數(shù)和白細(xì)胞核成熟度的，這兩個(gè)指標(biāo)合起來就是分葉核白細(xì)胞的指標(biāo)，它可以分出不同的白細(xì)胞。這些儀器還可以用免疫過氧化酶方法對(duì)染色淋巴細(xì)胞進(jìn)行離機(jī)獨(dú)立分析，對(duì)T細(xì)胞、B細(xì)胞、輔助T細(xì)胞和抑制T細(xì)胞作出定量。

　　目前，血液分析技術(shù)都在設(shè)法提高白細(xì)胞的區(qū)別方法。Coulter公司的STKS型和MAXM型產(chǎn)品就在用流量細(xì)胞計(jì)數(shù)器的同時(shí)，還分別采用阻抗法測(cè)量細(xì)胞容量，用射頻法測(cè)量細(xì)胞的不透明度，用氦氖激光測(cè)定細(xì)胞表面特性。

　　血液分析技術(shù)一直處于不斷進(jìn)展中，如提高了直方圖和細(xì)胞圖的顯示，采用了微機(jī)等。微機(jī)的采用，使得能儲(chǔ)存數(shù)據(jù)、設(shè)定極限和進(jìn)行質(zhì)控程序的保養(yǎng)。某些分析儀還有接口，以與大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)。條型碼標(biāo)記系統(tǒng)能使病人診斷結(jié)果與打印拷貝的格式相配，而不受樣品順序的限制。其他進(jìn)展有樣品需要量更少，而樣品流通率更高。一些比較新型的分析儀還采用閉路式管子和自動(dòng)采樣系統(tǒng)。某些分析儀還能將廢試劑自動(dòng)排放到排放管或廢液瓶中去。

自動(dòng)血液分析儀提高了細(xì)胞計(jì)數(shù)的精確度和速度。采用移液管和血細(xì)胞計(jì)數(shù)器的方法進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果是不精確的。因?yàn)椴僮魅菀资д`，手工操作方法的變化率在8％以0％之間。目前市售的血液分析儀都增加了數(shù)據(jù)管理能力，降低了輾轉(zhuǎn)造成的錯(cuò)誤，將變化率降低到2％^4％。

　　5．離心機(jī)\r

離心機(jī)是以離心力來分離液體中懸浮顆?；蚍蛛x不同密度液體的器械。這些液體包括體液(如血液、血清和尿液)、試劑，以及上述兩者和其他添加劑的混合液。在臨床化驗(yàn)室中，離心處理是測(cè)試某些病人樣品前必須進(jìn)行的試樣準(zhǔn)備工作之一。

離心機(jī)通常分為低速、高速和超速三種。臨床中采用低速和高速離心機(jī)，主要有立式和臺(tái)式兩種。此外，還有一些專用離心機(jī)，如血庫離心機(jī)、微量離心機(jī)、自動(dòng)細(xì)胞清洗離心機(jī)、微量血細(xì)胞比容離心機(jī)、冷凍離心機(jī)和連續(xù)流量離心裝置等。超速離心機(jī)為專用立式裝置，_般用在研究中。低速離心機(jī)，如臺(tái)式和某些立式離心機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度大可達(dá)6000轉(zhuǎn)／分。低速離心機(jī)有致冷和非致冷兩類。主要用于分離血或沉淀物，但這類離心機(jī)沒有足夠高的速度，不能分離出超小粒子(如病毒、DNA分子)和大分子，或進(jìn)行密度梯度離心。高速離心機(jī)的速度為12 000-25000轉(zhuǎn)份，通常用于前級(jí)制備，以及冷卻轉(zhuǎn)子室。高速離心機(jī)有小容量分離試樣型和大容量連續(xù)流量型兩種。小容量的高速離心機(jī)可回收微生物、細(xì)胞和沉淀物，也能有效地沉淀病毒和細(xì)胞小器官。大容量的高速離心機(jī)用來從大培養(yǎng)物上收集酵母細(xì)胞或細(xì)菌，從預(yù)處理樣品中回收胚蛋白沉淀，制造細(xì)胞中物質(zhì)的密度梯度，以及采集稀釋液中的病毒和噬菌體。此類儀器大多數(shù)能每分鐘處理l—1．5升樣品。超速離心機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在75 000轉(zhuǎn)份以上。離心力為600000克。它可以冷凝，因?yàn)楦咚僭斐蓺怏w摩擦所產(chǎn)生的熱量能夠分離蛋白、病毒或其他要分離成分。

　　臨床和研究用的離心機(jī)是幾十年來發(fā)展的較為全面的技術(shù)。下面以立式離心機(jī)為例作介紹。

目前的立式離心機(jī)都裝有潤滑軸承，各種可置換的轉(zhuǎn)頭以及較耐磨的電刷。某些類型的立式離心機(jī)已采用頻率控制感應(yīng)方法來取代電刷。以將電傳輸?shù)津?qū)動(dòng)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)頭可夾持各種類型的樣品容器，包括血袋、微量滴定板和支架、顯微鏡載玻片以及燒瓶等。

某些采用微機(jī)作控制的立式離心機(jī)，通過轉(zhuǎn)子表面的條形碼來驗(yàn)明各種轉(zhuǎn)子。微機(jī)能設(shè)定離心機(jī)的工作界限，依據(jù)條碼信息可對(duì)特殊轉(zhuǎn)子作數(shù)據(jù)儲(chǔ)存(如允許的大轉(zhuǎn)速)。某些立式離心機(jī)置有傳感器，能檢測(cè)處于預(yù)設(shè)界限之外的工作條件(如室溫超高)和自動(dòng)停機(jī)。

另外一些傳感器用在具有自檢系統(tǒng)的離心機(jī)中，能對(duì)電子部分進(jìn)行檢查，并將結(jié)構(gòu)顯示出來。計(jì)算機(jī)化的離心機(jī)可與專用計(jì)算機(jī)相接，以記錄和更改操作參數(shù)。

　　非致冷的立式離心機(jī)不能像致冷型離心機(jī)那樣進(jìn)行多種試驗(yàn)，因?yàn)槟承┟冈囼?yàn)和補(bǔ)體試驗(yàn)對(duì)溫度都很敏感，所以需要的是能在室溫和冷溫下進(jìn)行試驗(yàn)的離心機(jī)。

生產(chǎn)公司正在使離心機(jī)具有更多的特性以確保它在操作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有合理的生物安全性。如有些產(chǎn)品的轉(zhuǎn)子和葉片緊貼一層透明塑料，能檢查轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否有溢出或容器有無泄漏的有些產(chǎn)品則增添了引流管，安全有效地消除樣品溢出和容器破損現(xiàn)象。

以上只是列舉了幾種常見的檢驗(yàn)儀器的發(fā)展?fàn)顩r，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)院中重要的輔助診斷儀器。尤其是電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器的發(fā)展和更新更快。