CN102393705A - 样本有形成分分析仪自动检测控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种样本有形成分分析仪自动检测控制装置，其包括至少一个多通道处理模块，这些多通道处理模块分别通过通信接口与主控计算机连接；每个多通道处理模块包括一个含有多通道的流动计数池，该流动计数池的每个通道具有独立的输入端和输出端，该输入端通过第一输入控制阀与取样针连接，该输出端通过第二输入控制阀与样本输入泵连接，该些第一输入控制阀、第二输入控制阀及样本输入泵分别与泵阀控制部件的一输出端连接，该泵阀控制部件的输入端与计数池控制模块连接。该装置控制主要是通过主控计算机分别启动各多通道处理模块，使各多通道处理模块独立并行工作；各多通道处理模块通过计数池控制模块启动流动计数池的各通道，使各通道分时并行工作。

Description

样本有形成分分析仪自动检测控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种样本有形成分分析仪，特别是一种样本有形成分分析仪自动检测控制装置及其控制方法。

背景技术

现行的样本有形成分分析方法主要有流式细胞技术和显微镜形态检查。

流式细胞技术在检测环境和成分相对恒定的有形成分时具有较好的表现，对这类标本，用流式细胞技术进行分类和计数，可实现客观、快速的检测，其典型应用为血细胞分析仪。但对尿液、粪便及其他体液标本来说，情况就要复杂得多，如尿液标本中的有形成分不下40种，如果细分还可分类更多，而且同一种细胞在不同病人标本中还存在各种变异，这极大地增加了分析的复杂性，另外有的标本中还存在大量杂质，这更增加了流式方法分析的难度。采用流式技术分析，一旦标本中杂质多，或细胞种类多，其检测结果就会出现偏差，具有非常高的假阴性与假阳性。

显微镜形态检查技术基于人工沉渣镜检技术，其以电脑代替人脑的判断来进行类似传统显微镜下的细胞形态的识别与计数，显微镜形态检查技术的特点是：定位准、可跟踪，结果客观稳定，存贮方便、可以重现，检测目标的各种特征数据可以提取，但也有其缺陷，如，要想拍摄到清晰的图像并对各种有形成分准确识别和计数，就必需沉淀样本至少100秒，也就是说该方法的最大缺陷是检测速度慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述临床尿液、粪便及其它体液常规显微镜形态检查费时费力的现状和问题，提供一种样本有形成分分析仪自动检测控制装置及方法，其基于形态学检查“金标准”——显微镜形态检查，并且该装置和方法能够大大减轻普通显微镜镜检的工作量，降低采用流式细胞技术仪器的假阳性及假阴性率，降低手工复检率，降低人为误差，而且借助仪器的自动化、高精度，也提高了检测结果的可靠性、标准化，在临床检验中具有较高的应用价值，并且大大提高了工作效率，提高了检测速度，为临床提供快速、准确的检查结果。

为解决自动镜检速度慢的问题，本发明提供了一种样本有形成分分析仪自动检测控制装置，包括至少一个多通道处理模块，这些多通道处理模块分别通过通信接口与主控计算机连接；每个多通道处理模块包括一个含有多通道的流动计数池，该流动计数池的每个通道具有独立的输入端和输出端，该输入端通过第一输入控制阀与取样针连接，该输出端通过第二输入控制阀与样本输入泵连接，该些第一输入控制阀、第二输入控制阀及样本输入泵分别与泵阀控制部件的一输出端连接，该泵阀控制部件的输入端与计数池控制模块连接。

每个多通道处理模块还包括一清洗支路，该清洗支路由清洗控制阀、清洗泵、清洗液池及清洗池组成，该清洗控制阀至少含有一常开阀和一常闭阀，该清洗控制阀的常闭阀连接各通道第二输入控制阀的输出端，该清洗控制阀的输入端连接清洗泵,该清洗泵的输入端通过清洗液输入电磁阀连接清洗液池,该清洗泵的输出端通过清洗控制阀的常开阀连接清洗池。

每个多通道处理模块的计数池控制模块还连接显微镜控制部件和CCD控制部件。该显微镜控制部件连接显微镜，该CCD控制部件连接CCD摄像头。

该主控计算机和计数池控制模块分别为通用计算机或嵌入式系统。

本发明还提供了上述样本有形成分分析仪自动检测控制装置的控制方法，其主要为，主控计算机分别启动各多通道处理模块，使各多通道处理模块独立并行工作；各多通道处理模块通过计数池控制模块启动流动计数池的各通道，使各通道分时并行工作。

该流动计数池的各通道分时并行工作方法包括下列步骤：

A、     计数池控制模块判断流动计数池是否有空闲通道，如果没有则继续步骤D；如果有，就通知泵阀控制部件开启该空闲通道，将取样针插入清洗池中，启动清洗泵，对该空闲通道进行清洗；

B、     清洗完成后，将取样针插入样品中将样本通过取样针吸入到该空闲通道完成进样操作；

C、     一旦样本被吸入到上述空闲通道中，计数池控制模块使该吸入的样本开始初筛静置沉淀时间的计时；

D、     计数池控制模块判断是否有初筛静置沉淀时间到的样本，如果有，则继续步骤E；如果没有，则判断是否有完全静置沉淀时间到的样本，如果有，则继续步骤F；如果没有完全静置沉淀时间到的样本，则继续步骤G；

E、      当样本初筛静置沉淀时间到，计数池控制模块启动显微镜控制部件和CCD控制部件，以驱动显微镜和CCD摄像头进行显微镜的低倍镜初筛扫描采图和识别，如果初筛扫描识别发现有可疑目标，则启动该样本进入完全静置沉淀时间的计时，并继续步骤G；如果初筛扫描识别没有发现可疑目标，则作为阴性结果保存并跳转到步骤G；

F、      当样本完全静置沉淀时间到，计数池控制模块启动显微镜控制部件和CCD控制部件，以驱动显微镜和CCD摄像头进行显微镜的低倍镜初筛扫描采图和识别，并统计计算大目标的结果，确定大目标细胞的形态参数，同时判断是否存在小目标，若没有小目标则跳转到步骤G；若存在小目标则确定其物理位置，通过显微镜的高倍物镜对在低倍镜下定位的小目标进行放大扫描采图和识别，对其中的细胞进行分类统计计算，并提取其细胞形态参数进行形态学统计分析；

G、     判断是否有退出指令，如果没有则转入步骤A，如果有则退出程序。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明中每个多通道处理模块包括一含有多通道的流动计数池，且对流动计数池的各通道进行分时控制，提高了单个多通道处理模块的检测速度；同时通过主控计算机的通信接口连接多个多通道处理模块，使各多通道处理模块实现级联，达到成倍提高检测速度的目的。

具体来说，本发明在检测过程中，设计有初筛静置沉淀时间及完全沉淀时间，且检测分为初筛检测和完全检测，当在初筛检测时确认样本是阴性样本，即可不做完全沉淀和后续检测，提高检测速度，只有在初筛检测发现有有形可疑目标时才对该样本做完全沉淀，并在该通道做完全沉淀时可以处理其他通道，这样一来，通过多通道分时处理方法，克服了因样本需要沉淀较长时间而导致的分析速度慢的缺点。

另一方面，针对单通道计数池来说，镜检流程从进样-初筛沉淀-初筛扫描-完全沉淀-低倍扫描-高倍扫描到清洗整个过程中的每一步只能串行执行，不仅沉淀占用了时间，其泵阀控制周期和显微镜扫描周期均未完全利用。采用多通道计数池后通过分时并行处理，不仅当一个通道在沉淀时可以处理其它通道，而且当一个通道在扫描时，其它通道可以进行进样与清洗，或者当一个通道在进行进样清洗时，其它通道则可以进行显微镜扫描。通过这种并行处理，又进一步提高了镜检分析的速度。

另外，还通过主控计算机对多个多通道处理模块进行级联，每一个多通道处理模块可独立完成样品分析，从而使样品的检测速度可得到成倍的提高。

附图说明

图1为本发明样本分析仪自动检验控制装置一实施例的泵阀系统管路结构示意图。

图2为本发明样本分析仪自动检验控制装置一实施例的结构示意图。

图3为本发明多通道计数池的一种连接方式示意图。

图4为本发明多通道计数池的另一种连接方式示意图。

图5为本发明样本分析仪自动检验控制装置的控制方法示意图。

图6为本发明多个多通道处理模块级联示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明样本有形成分分析仪自动检验控制装置中多通道处理模块包括一流动计数池3，该流动计数池3包括并列设置的至少两个通道。在本实例中以三通道（30、40、50）为例。该些通道（30、40、50）都是由光学玻璃材料制成，且都具有相同的标准体积和标准腔体厚度。该些通道（30、40、50）分别设有独立的输入端和输出端，该输入端分别通过第一输入控制阀（DZ31、DZ41、DZ51）与取样针（34、44、54）连接，该输出端通过第二输入控制阀（DZ32、DZ42、DZ52）与样本输入泵2连接，该样本输入泵2的输出端连接废液池1。该些第一输入控制阀（DZ31、DZ41、DZ51）、第二输入控制阀（DZ32、DZ42、DZ52）及样本输入泵2分别与泵阀控制部件4的一输出端连接，该泵阀控制部件4的输入端与计数池控制模块5连接。该计数池控制模块5可以是一块智能控制卡或一个嵌入式系统，还可以是一台通用计算机。

该第二输入控制阀（DZ32、DZ42、DZ52）的输出端连接一清洗支路8, 该清洗支路8由清洗控制阀DZ10、清洗泵81、清洗液池82及清洗池83组成。该清洗控制阀DZ10为多联组合阀，其至少含有一常开阀和一常闭阀。该清洗控制阀DZ10的常闭阀连接各通道第二输入控制阀的输出端，该清洗控制阀DZ10的输入端连接清洗泵81,该清洗泵81的输入端通过清洗液输入电磁阀DZ9连接清洗液池82,该清洗泵81的输出端通过清洗控制阀DZ10的常开阀连接清洗池83。该清洗泵81、清洗控制阀DZ10、清洗液输入电磁阀DZ9也分别与泵阀控制部件4的一输出端连接。

该计数池控制模块5还连接显微镜控制部件6和CCD控制部件7，该显微镜控制部件6连接显微镜61，该CCD控制部件7连接CCD摄像头71。该显微镜61可以对检测样本进行扫描，并定位需要拍摄图像的位置，该CCD摄像头71拍摄样本图像并将其转换成位图片文件并作为原始文件保存在存储器上。

如图3，本发明中的取样针可为单独的一根取样针，各通道（30、40、50）经多通分支器与取样针连接；也可如图4所示，本发明中的取样针为一体形成的三根取样针，各通道（30、40、50）分别与对应的取样针连接。

如图5所示，本发明样本有形成分分析仪自动检测装置使用时，每个多通道处理模块的控制方法包括下列步骤：

A、     计数池控制模块5判断流动计数池3是否有空闲通道，如果没有则继续步骤D；如果有，就通知泵阀控制部件4开启该空闲通道，将取样针插入清洗池83中，启动清洗泵81，对该空闲通道进行清洗；

B、     清洗完成后，将取样针插入样品中将样本通过取样针吸入到该空闲通道完成进样操作；

C、     一旦样本被吸入到上述空闲通道中，计数池控制模块5使该吸入的样本开始初筛静置沉淀时间的计时；

D、     计数池控制模块5判断是否有初筛静置沉淀时间到的样本，如果有，则继续步骤E；如果没有，则判断是否有完全静置沉淀时间到的样本，如果有，则继续步骤F；如果没有完全静置沉淀时间到的样本，则继续步骤G；

E、      当样本初筛静置沉淀时间到，计数池控制模块5启动显微镜控制部件6和CCD控制部件7，以驱动显微镜61和CCD摄像头71进行低倍镜初筛扫描采图和识别，如果初筛扫描识别发现有可疑目标，则启动该样本进入完全静置沉淀时间的计时，并继续步骤G；如果初筛扫描识别没有发现可疑目标，则作为阴性结果保存并跳转到步骤G；

F、      当样本完全静置沉淀时间到，计数池控制模块5启动显微镜控制部件6和CCD控制部件7，以驱动显微镜61和CCD摄像头71进行低倍镜初筛扫描采图和识别，并统计计算大目标的结果，确定大目标细胞的形态参数，同时判断是否存在小目标，若没有小目标则跳转到步骤G；若存在小目标则确定其物理位置，通过显微镜6的高倍物镜对在低倍镜下定位的小目标进行放大扫描采图和识别，对其中的细胞进行分类统计计算，并提取其细胞形态参数进行形态学统计分析；

G、     判断是否有退出指令，如果没有则转入步骤A，如果有则退出程序。

该初筛静置沉淀时间及完全静置沉淀时间，可以根据所测样本性质来决定（以尿液样本有形成分检测而言，初筛静置沉淀时间T1=10～15s，完全静置沉淀时间T2=100～120s。）。

在本发明中采用含有多通道的流动计数池，主要目的是为了提高样本检测速度。下面，就以尿液样本为例，通过数据对此进行详细说明：在本发明检测过程中，一般有：

a） 吸样时间：10～15s；

b）初筛静置沉淀时间：10～15s；

c） 初筛扫描拍照时间：10～15s（以发现样本中有形成分目标为目的，即只要发现目标就停止扫描拍照，如果样本中有形成分含量高时，扫描拍照容易发现目标，所用的时间就少；有形成分含量少时，扫描的时间就长；一般根据检测要求的灵敏度来确定扫描拍照的量，比如,样本检验要求灵敏度为<1个目标/1μl，那么扫描量应当大于1μl,如果灵敏度要求为<1个目标/10μl，那么扫描量应当大于10μl，如果大于设置的扫描量还未发现目标，则视为阴性样本，不再继续扫描。方能保证不漏检，而决定扫描时间。）；

d）完全静置沉淀时间：100～120s；

e） 完全扫描拍照时间：20～30s （以采集到足够要求的目标数量为目的，即采集到需要的最少的灵敏度要求最高的那类有形成分目标就停止扫描拍照。并将最大采集量限定在灵敏度要求最高值对应的最低采集量。）；

f）  清洗通道时间：10～15s。

也就是说单独检测完一个阳性尿液样本，清洗完通道并使通道处于空闲状态，至少需要160s时间，检测速度仅22.5个/小时，如果不采用计数池多通道分时处理，其检测速度就太慢，效率太低。

如果采用含有多通道的流动计数池，并对其实行分时处理后，以3通道计数池为例，阳性检测速度最快将可提高到原来的3倍，即67个/小时。

通过上述的分时并行处理方法，已使多通道处理模块的单个泵阀控制周期和显微镜扫描周期得到了较充分的利用，要进一步提高检测速度，可通过缩短单个泵阀控制周期和显微镜扫描周期的时间，同时增加通道来实施，但这种方法由于受到单台显微镜和泵阀控制周期的制约，想继续成倍提高分析速度已不可能。

上述实施例以一个多通道处理模块为例进行说明，但本发明并不局限于一个多通道处理模块，其还可以为两个、三个、四个或更多多通道处理模块。

如需继续大幅提高分析速度，则可采用多个多通道处理模块级联。如图6所示，为本发明多个多通道处理模块级联示意图。这些多通道处理模块通过主控计算机进行协调处理，该主控计算机可以是一台通用计算机，也可以是一个嵌入式系统，每一个多通道处理模块可独立完成样品分析，主控计算机通过通信接口和各多通道处理模块进行命令与数据的交换。这样每个多通道处理模块的分析可以完全独立，不会产生相互制约，从而可达到成倍提高分析速度的目的。如采用两个多通道处理模块级联，每个显微镜配置3通道计数池，则阳性标本的最大分析速度可达到134个/小时。

为什么采用流动计数池多通道分时处理方法可以提高检测速度呢？ 

首先，本发明在检测过程中，设计有初筛检测扫描，当在初筛检测时确认样本是阴性样本，即可不做完全沉淀和后续检测，这样可以大大提高阴性标本的检测速度，只有在初筛检测时发现有有形可疑目标时才对该样本做完全沉淀，且在该通道做完全沉淀时又可以同时处理其他通道，这样一来，通过多通道分时处理方法，克服了因样本需要沉淀较长时间而导致的分析速度慢的缺点。

另外，针对单通道计数池来说，镜检流程从进样-初筛沉淀-初筛扫描-完全沉淀-低倍扫描-高倍扫描到清洗整个过程中的每一步只能串行执行，不仅沉淀占用了时间，其泵阀控制周期和显微镜扫描周期均未完全利用。采用多通道计数池后通过分时并行处理，不仅当一个通道在沉淀时可以处理其它通道，而且当一个通道在扫描时，其它通道可以进行进样与清洗，或者当一个通道在进行进样清洗时，其它通道则可以进行显微镜扫描。通过这种并行处理，又进一步提高了镜检分析的速度。

其次，采用多个多通道处理模块级联，每个多通道处理模块的分析可以完全独立，不会产生相互制约，从而使镜检分析速度又在单个多通道处理模块的基础上得到了成倍提高。

Claims (6)

1.一种样本有形成分分析仪自动检测控制装置，其特征在于包括至少一个多通道处理模块，这些多通道处理模块分别通过通信接口与主控计算机连接；每个多通道处理模块包括一个含有多通道的流动计数池，该流动计数池的每个通道具有独立的输入端和输出端，该输入端通过第一输入控制阀与取样针连接，该输出端通过第二输入控制阀与样本输入泵连接，该些第一输入控制阀、第二输入控制阀及样本输入泵分别与泵阀控制部件的一输出端连接，该泵阀控制部件的输入端与计数池控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的样本有形成分分析仪自动检测控制装置，其特征在于每个多通道处理模块还包括一清洗支路，该清洗支路由清洗控制阀、清洗泵、清洗液池及清洗池组成，该清洗控制阀至少含有一常开阀和一常闭阀，该清洗控制阀的常闭阀连接各通道第二输入控制阀的输出端，该清洗控制阀的输入端连接清洗泵,该清洗泵的输入端通过清洗液输入电磁阀连接清洗液池,该清洗泵的输出端通过清洗控制阀的常开阀连接清洗池。

3.根据权利要求1所述的样本有形成分分析仪自动检测控制装置，其特征在于，该计数池控制模块连接显微镜控制部件和CCD控制部件，该显微镜控制部件连接显微镜，该CCD控制部件连接CCD摄像头。

4.根据权利要求1所述的样本有形成分分析仪自动检测控制装置，其特征在于，该主控计算机和计数池控制模块分别为通用计算机或嵌入式系统。

5.一种权利要求1所述样本有形成分分析仪自动检测控制装置的控制方法，其特征在于，主控计算机分别启动各多通道处理模块，使各多通道处理模块独立并行工作；各多通道处理模块通过计数池控制模块启动流动计数池的各通道，使各通道分时并行工作。

6.根据权利要求5所述样本有形成分分析仪自动检测控制方法，其特征在于，流动计数池的各通道分时并行工作包括下列步骤：

A、计数池控制模块判断流动计数池是否有空闲通道，如果没有则继续步骤D；如果有，就通知泵阀控制部件开启该空闲通道，将取样针插入清洗池中，启动清洗泵，对该空闲通道进行清洗；

B、清洗完成后，将取样针插入样品中将样本通过取样针吸入到该空闲通道完成进样操作；

C、一旦样本被吸入到上述空闲通道中，计数池控制模块使该吸入的样本开始初筛静置沉淀时间的计时；

D、计数池控制模块判断是否有初筛静置沉淀时间到的样本，如果有，则继续步骤E；如果没有，则判断是否有完全静置沉淀时间到的样本，如果有，则继续步骤F；如果没有完全静置沉淀时间到的样本，则继续步骤G；

E、当样本初筛静置沉淀时间到，计数池控制模块启动显微镜控制部件和CCD控制部件，以驱动显微镜和CCD摄像头进行显微镜的低倍镜初筛扫描采图和识别，如果初筛扫描识别发现有可疑目标，则启动该样本进入完全静置沉淀时间的计时，并继续步骤G；如果初筛扫描识别没有发现可疑目标，则作为阴性结果保存并跳转到步骤G；

F、当样本完全静置沉淀时间到，计数池控制模块启动显微镜控制部件和CCD控制部件，以驱动显微镜和CCD摄像头进行显微镜的低倍镜初筛扫描采图和识别，并统计计算大目标的结果，确定大目标细胞的形态参数，同时判断是否存在小目标，若没有小目标则跳转到步骤G；若存在小目标则确定其物理位置，通过显微镜的高倍物镜对在低倍镜下定位的小目标进行放大扫描采图和识别，对其中的细胞进行分类统计计算，并提取其细胞形态参数进行形态学统计分析；

G、判断是否有退出指令，如果没有则转入步骤A，如果有则退出程序。

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