Медицинские лабораторные испытательные приборы
Интеллектуальная медицинская лаборатория
Приборы и оборудование
Лаборатория — это рабочее место лабораторного персонала: прежде всего она должна быть безопасной, во-вторых — практичной, и только в третью очередь — эстетически привлекательной. Лабораторная мебель и лабораторные вытяжные шкафы являются важным лабораторным оборудованием: они должны не только обладать отличной функциональностью и соответствовать отраслевым стандартам, но и иметь привлекательный внешний вид, гармоничную цветовую гамму, отличаться экологичностью и энергоэффективностью. Это позволяет улучшить состояние внутренней среды помещения, отразить особенности современности и соответствовать международной практике. Лабораторная мебель отличается от офисной: при эксплуатации она часто контактирует с водой, электричеством, газом, химическими веществами, приборами и оборудованием, поэтому к конструкции и материалам такой мебели предъявляются более высокие требования. При строительстве лаборатории мебель необходимо проектировать и подбирать в соответствии с содержанием лабораторных работ, условиями окружающей среды и конкретными требованиями. Компоновка, функциональность и проработка гибкости лабораторной мебели — один из важных компонентов архитектурного проектирования лабораторий.
Раздел 1 Приборы для медицинских лабораторных исследований
Приведенный ниже перечень оборудования может служить руководством для типовых проектов проектирования и строительства лабораторий; некоторые крупные приборы и оборудование описаны подробно. Различные нормы площади помещений и требования к обслуживанию могут предполагать разный выбор оборудования, при этом каждый проект должен реализовываться в соответствии с требованиями нормативных актов медицинской отрасли.
I. Полностью автоматический биохимический анализатор
Полностью автоматический биохимический анализатор — это прибор, предназначенный для детектирования и анализа биохимических веществ в живых организмах, предоставляющий информационную основу для клинической диагностики, лечения, прогноза и оценки состояния здоровья. Полностью автоматический биохимический анализатор измеряет содержание определенных химических компонентов в биологических жидкостях на основе фотоэлектрического колориметрического принципа. Благодаря высокой скорости измерения, высокой точности и низкому расходу реагентов его применение позволяет значительно повысить эффективность и экономическую отдачу рутинных биохимических исследований.
Автоматический анализатор автоматизирует все или часть этапов исходного ручного процесса — отбор проб, смешивание, инкубацию (37 °C), измерение, расчет результатов, их оценку, отображение и печать, а также промывку. В настоящее время биохимические исследования практически полностью автоматизированы, существуют полностью автоматические системы биохимического анализа, предназначенные для крупных и сверхкрупных клинических и коммерческих лабораторий, конфигурацию которых можно свободно настраивать в соответствии с объемом исследований лаборатории. См. рис. 7-1.
[Рисунок: Фотография полностью автоматического биохимического анализатора — напольный прибор молочно-белого цвета с сине-фиолетовым модулем карусели для реагентов с правой стороны передней панели]
Рис. 7-1 Полностью автоматический биохимический анализатор
Штрих-кодовая идентификация реагентов и проб и компьютерная регистрация: в ранних моделях биохимических приборов функция распознавания штрих-кодов отсутствовала, что повышало риск возникновения ошибок. В последние годы как импортные, так и отечественные биохимические приборы оснащаются системой детектирования штрих-кодов; применение этой технологии в биохимических анализаторах обеспечивает техническую поддержку для разработки высокоскоростных автоматических клинических анализаторов (ACA) и повышает стабильность работы оборудования. Разработка программного обеспечения при этом является простой и доступной, поэтому детектирование штрих-кодов выступает основой интеллектуализации приборов. Открытые реагенты: возможность работы прибора с открытыми реагентами является важным фактором при выборе модели медицинскими учреждениями и имеет большое значение.
Независимо от того, идет ли речь о самом быстром современном модульном полностью автоматическом биохимическом анализаторе производительностью 9600 тестов/ч или об исходном ручном фотоэлектрическом колориметре, в основе их работы лежит метод абсорбционной спектрометрии из области спектроскопии — самая фундаментальная ключевая технология биохимических анализаторов.
Характеристики:
- Технологически продвинутая система оптических реакций
- Эффективная и надежная автоматическая система промывки
- Интеллектуальная и чувствительная система контроля уровня жидкости
- Простая и быстрая операционная система программного обеспечения
- Своевременная и внимательная общенациональная сервисная сеть
II. Полностью автоматический гематологический анализатор
Полностью автоматические гематологические анализаторы и медицинское оборудование получили широкое распространение в больницах всех уровней, а их быстрые и точные результаты обеспечивают большое удобство для клинической диагностики.
В полностью автоматическом гематологическом анализаторе используются принципы емкостного метода и фотоэлектрической колориметрии; изначально он мог измерять только эритроциты и лейкоциты и легко подвергался влиянию множества факторов. В 1948 году для измерения форменных элементов крови был применен импедансный принцип, что значительно повысило точность и достоверность результатов измерений. Однако импедансный метод позволяет измерять только размер клеток. В 1980-х годах лазерный метод начал использоваться в гематологических анализаторах,
и при сочетании импедансного и лазерного методов стало возможным измерять не только размер клеток, но и морфологию их ядер. См. рис. 7-2.
В конце 1980-х годов с развитием технологии высокоэнергетических электромагнитных волн американская компания Coulter применила технологии импеданса, лазера и высокоэнергетических электромагнитных волн для одновременного детектирования отдельной клетки, после чего проводила классификацию клеток посредством комплексного анализа данных.
[Рисунок: Фотография полностью автоматического гематологического анализатора — настольного аналитического прибора молочно-белого цвета с дисплеем и операционной клавиатурой на верхней панели, штативом для проб с пробирками для забора крови с фиолетовыми крышками в передней зоне для проб и компьютерным монитором, видимым слева]
Рис. 7-2 Полностью автоматический гематологический анализатор
Технология высокоэнергетических электромагнитных волн позволяет детектировать размер и плотность внутриклеточных гранул. Немецкая компания Bayer применила принцип, сочетающий цитохимические реакции с лазерной технологией, для классификации лейкоцитов.
Поскольку цитоплазма нейтрофилов содержит большое количество пероксидазы, моноцитов — меньше, бластных клеток — очень мало, а лимфоциты и базофилы не содержат этот фермент, прибор может использовать действие пероксидазы для разделения нейтрофилов, лимфоцитов и базофилов. Для подсчета и классификации ретикулоцитов также используется проточная цитометрия. Классификация незрелых клеток проводится на основе принципа, согласно которому незрелые и зрелые клетки различаются по содержанию липидов в мембранах и количеству сульфатированных аминокислот, связанных с мембраной, и, следовательно, по степени защиты мембраны после добавления лизирующего агента.
Особенности полностью автоматических гематологических анализаторов:
- Независимая система измерения гемоглобина; уникальная технология прямого количественного определения с объемной измерительной трубкой исключает источники помех и повышает точность.
- Совершенно новая высокоточная технология обработки микропроб крови; импедансный метод, цианметгемоглобиновый метод и бесцианидный метод SFT.
- Технология направления частиц: клеточные частицы движутся по прямой линии, генерируя истинные импульсы, что обеспечивает точный подсчет лейкоцитов (WBC), эритроцитов (RBC) и тромбоцитов (PLT).
- Усовершенствованный алгоритм плавающего порога в сочетании с полной экспертной системой распознавания аномальных проб крови обеспечивает выдачу скрининговых подсказок для отклоняющихся от нормы проб.
- Полностью цифровая обработка клеточных сигналов и отработанная конструкция флюидной системы обеспечивают надежность результатов измерений в процессе работы.
- Двусторонняя стереоскопическая технология обратного оболочечного потока: исключает влияние потока жидкости на подсчет тромбоцитов; трехкомпонентная дифференциация лейкоцитов; два канала;
60 тестов/час.
III. Полностью автоматический хемилюминесцентный анализатор
Иммуноанализ прошел такие этапы развития, как радиоиммуноанализ, флуоресцентный иммуноанализ и ферментный иммуноанализ; полностью автоматический хемилюминесцентный иммуноанализ стал новым этапом в развитии иммуноанализа, его экологичность, скорость проведения и точность получили широкое признание. Поэтому полностью автоматический хемилюминесцентный иммуноанализ является неизбежным путем к достижению идеального формата иммуноаналитических исследований.
Анализатор для хемилюминесцентного иммуноанализа — это медицинский диагностический прибор, который проводит иммунный анализ состояния организма человека путем исследования сыворотки крови пациента. Определенное количество сыворотки пациента и конъюгат пероксидазы хрена (HRP) добавляют в белый непрозрачный микропланшет, твердая фаза которого покрыта антителами; молекулы анализируемого вещества в сыворотке (связанные с пероксидазой хрена) специфически связываются с антителами на твердофазном носителе. Непрореагировавшие свободные компоненты отделяют путем промывки. Затем добавляют раствор субстрата люминола (Luminol); свободная энергия, выделяющаяся при химической реакции, переводит промежуточное соединение из основного состояния в возбужденное, а при возвращении в основное состояние энергия выделяется в виде фотонов. После этого микропланшет помещают в анализатор, и счетчик фотонов через внутреннюю трехмерную транспортную систему прибора последовательно считывает количество фотонов в каждой лунке. Концентрацию анализируемого вещества в образце количественно анализируют по математической модели, построенной на основе калибровочных стандартов. В конце печатается отчет с результатами для辅助 клинической диагностики. См. рис. 7-3.
[Рисунок: Полностью автоматический хемилюминесцентный анализатор — настольный прибор с прозрачной синей верхней крышкой над зоной размещения образцов/микропланшетов, светлым серо-зеленым основанием и передней панелью управления с индикаторными лампами и кнопками]
Рис. 7-3 Полностью автоматический хемилюминесцентный анализатор
IV. Полностью автоматический коагуляционный анализатор
[Нижняя половина этой страницы не была распознана из-за тайм-аута; раздел будет дополнен: основной текст о полностью автоматическом коагуляционном анализаторе и начало списка его характеристик]
- Детекция на основе фотоэлектрического принципа; прибор позволяет измерять PT (протромбиновое время), APTT (активированное частичное тромбопластиновое время), TT (тромбиновое время), FBG (фибриноген) и активность различных факторов свертывания крови.
- Оснащен автоматической сенсорной системой добавления реагентов — допускается использование обычной пипетки; в приборе применяется вибрационное устройство для перемешивания, не требуется использование мешалки, что делает процесс работы проще и удобнее.
- Все тестовые показатели могут быть предварительно откалиброваны; введенные параметры и результаты калибровки могут храниться в течение длительного времени и вызываться из памяти прибора, что позволяет экономить реагенты.
- Продуманная конструкция оптической системы и интеллектуальная программная система подавляют помехи от липемии, желтухи (иктерии), гемолиза и хилеза в образцах плазмы.
[Рисунок: Полностью автоматический коагуляционный анализатор — фотография белого настольного коагуляционного анализатора с цветным ЖК-экраном в правом верхнем углу, черной зоной детекции в центральной части, а также штативами для образцов и отсеками для реагентов, видимыми в передней части прибора]
Рис. 7-4 Полностью автоматический коагуляционный анализатор
V. Анализатор СОЭ
Исследование СОЭ (скорости оседания эритроцитов) имеет определенную референсную ценность для диагностики и лечения многих заболеваний, в том числе для определения наличия воспалительных процессов или активных патологических очагов в организме.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) является широко используемым клиническим диагностическим показателем. Образец крови собирают в пробирку для измерения СОЭ, содержащую антикоагулянт; после тщательного перемешивания пробирку вертикально устанавливают на штатив для образцов прибора. Под действием силы тяжести эритроциты постепенно оседают, в верхней части пробирки формируется столбик прозрачной плазмы. Прибор с помощью пары инфракрасных излучающего и приемного диодов (TX-RX), перемещающихся в вертикальном направлении, определяет границу между слоем эритроцитов и прозрачной плазмой, измеряя динамические изменения процесса оседания эритроцитов за заданный промежуток времени. См. рис. 7-5. [Рисунок: Анализатор СОЭ — фотография небольшого настольного анализатора СОЭ белого цвета с ЖК-экраном и клавиатурой в правой верхней части и большой откидной дверцей в нижней передней части]
Рис. 7-5 Анализатор СОЭ
VI. Анализатор гемореологии
Гемореология — это наука, изучающая свойства потока и деформации крови и ее компонентов с помощью анализатора гемореологии; она связана со многими клиническими заболеваниями. Различные показатели, измеряемые гемореологическими приборами, имеют важное клиническое значение для этиологии, диагностики, профилактики, лечения и мониторинга сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, таких как артериальная гипертензия, артериосклероз, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, легочное сердце, церебральная эмболия и инфаркт головного мозга, а также заболеваний периферических сосудов, сахарного диабета, опухолей и нервно-психических заболеваний; они широко применяются в терапии (китайской и западной медицины), отделениях неотложной помощи, хирургии, акушерстве и гинекологии, онкологии, гериатрии, реабилитации, лекарственных исследованиях и скрининге населения. Гемореологическое тестирование является незаменимым и важным средством для клинической медицины и научных исследований.
Измерение вязкости крови анализатором гемореологии тесно связано с тестовым прибором, антикоагулянтом, процедурой забора образца крови, временем забора, методом забора, обработкой образца после забора, а также температурой и временем измерения. Если не контролировать эти факторы строго, они могут сильно повлиять на результаты теста. Чтобы результаты теста были надежными и служили достоверной научной основой для клинической медицины и научных исследований, стандартизация методов измерения и гемореологических приборов имеет чрезвычайно большое значение. См. рис. 7-6.
[Рисунок: Анализатор гемореологии — настольный прибор с вертикальной измерительной/образцовой колонной в левой передней части, несколькими рядами мест для пробирок на передней панели, дисплеем в правой верхней части и клавиатурой под экраном]
Рис. 7-6 Анализатор гемореологии
VII. Анализатор мочи
Анализатор мочи — это автоматизированный прибор для измерения определенных химических компонентов в моче, он является важным инструментом для автоматизированного исследования мочи в медицинских лабораториях; этот тип приборов имеет преимущества простоты эксплуатации и высокой скорости работы. Однако неправильное использование анализатора мочи, а также множество промежуточных этапов и влияющих факторов напрямую сказываются на точности результатов автоматизированного анализа, что не только вызывает ошибки в результатах тестов, но и может даже задержать диагностику. Поэтому от операторов требуется полное понимание принципа работы, характеристик, мер предосторожности и влияющих факторов автоматизированного прибора, а также правильное его использование, чтобы результаты, получаемые анализатором мочи, были более надежными и точными. См. рис. 7-7.
[Рисунок: Анализатор мочи — настольный прибор с темным дисплеем в левой задней части, отверстием для вывода печати/бумаги рядом с ним и округлой светлой верхней крышкой на переднем плане]
Рис. 7-7 Анализатор мочи
VIII. Анализатор микроэлементов
[Нижняя половина этой страницы (основной текст раздела VIII «Анализатор микроэлементов» и рис. 7-8) не была распознана из-за тайм-аута; материал будет дополнен]
IX. Станция для заливки тканей
Станция для заливки также называется станцией для заливки биологических тканей или парафиновой заливочной станцией. Станция для заливки тканей — это устройство для заливки тканевых блоков образцов человека, животных или растений в парафин после обезвоживания и пропитки воском, что позволяет в дальнейшем готовить из них срезы для гистологической диагностики или научных исследований; оно подходит для использования в медицинских вузах, патологоанатомических отделениях больниц, медицинских научно-исследовательских институтах, научно-исследовательских институтах животного и растительного мира, а также в отделах тестирования пищевых продуктов. Заливка — это процесс пропитки внутренней части тканевого блока специальными поддерживающими веществами; за счет физических свойств поддерживающего вещества (например, перехода из жидкого состояния в твердое) вся ткань приобретает однородную цельную твердую структуру и достаточную твердость, позволяющую микротому нарезать предельно тонкие срезы. Заливка с использованием парафина в качестве заливочной среды, при которой пропитанный парафином тканевой блок помещают в парафин с формированием парафинового блока, является наиболее распространенным методом заливки при изготовлении гистологических срезов. См. рис. 7-9.
[Рисунок: Станция для заливки тканей — настольная станция для заливки светлого цвета с приподнятой панелью управления и индикации в задней части, нагреваемой рабочей зоной с насадкой для дозирования парафина в центре, а также заливочными формами и кассетами, размещенными на левой рабочей поверхности]
Рис. 7-9 Станция для заливки тканей
X. Полностью автоматический окрашиватель препаратов
Используется преимущественно в гистологии, патологии, биологии и других областях для автоматического окрашивания парафиновых срезов, замороженных срезов, клеточных и других препаратов, закрепленных на предметных стеклах. См. рис. 7-10.
[Рисунок: Полностью автоматический окрашиватель препаратов — крупный напольный окрашиватель с темной лицевой панелью; под прозрачной раздвижной крышкой видны штативы для предметных стекол и станции обработки реагентами; слева расположена панель управления с экраном]
Рис. 7-10 Полностью автоматический окрашиватель препаратов
Ниже приведены таблицы стандартной комплектации приборами функциональных лабораторий больниц разного уровня:
Таблица 7-1 Базовая комплектация приборами и оборудованием лаборатории первичной больницы (1 уровень)
| Отдел | Приборы и оборудование |
|---|---|
| Лаборатория | Полностью автоматический биохимический анализатор |
| Гематологический анализатор | |
| Анализатор мочи | |
| Микроскоп | |
| Система очистки воды | |
| Холодильник | |
| Компьютер |
Продолжение таблицы
| Отдел | Приборы и оборудование |
|---|---|
| Лаборатория скрининга ВИЧ | Ридер для микропланшетов (ИФА-ридер) |
| Промыватель для микропланшетов | |
| Пипетки | |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Холодильник | |
| Компьютер |
Таблица 7-2 Базовая комплектация приборами и оборудованием лаборатории вторичной больницы (2 уровень)
| Отдел | Приборы и оборудование |
|---|---|
| Биохимическое и клиническое исследование | Полностью автоматический биохимический анализатор |
| Анализатор мочи | |
| Анализатор осадка мочи | |
| Полностью автоматический гематологический анализатор | |
| Анализатор гемореологии | |
| Полностью автоматический коагулометр | |
| Система очистки воды | |
| Электронные весы | |
| Микроскоп | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| Лаборатория ВИЧ | Водяная баня |
| Горизонтальная центрифуга (с поворотными стаканами) | |
| Автоклав с внутренней циркуляцией | |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Ридер для микропланшетов | |
| Промыватель для микропланшетов | |
| Пипетки | |
| Ультрафиолетовая лампа | |
| Электронные весы | |
| Микроскоп | |
| Холодильник | |
| Компьютер |
Продолжение таблицы
| Отдел | Приборы и оборудование |
|---|---|
| Микробиологическая лаборатория | Полностью автоматический анализатор для идентификации бактерий |
| Система гемокультивирования | |
| Инкубатор при температуре окружающей среды | |
| СО₂-инкубатор | |
| Система очистки воды | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| Патологоанатомическое отделение | Станция для макроскопической вырезки тканей |
| Вытяжной шкаф | |
| Шкаф для хранения препаратов | |
| Парафиновый микротом | |
| Криостат (замораживающий микротом) | |
| Полностью автоматический процессор для обработки тканей | |
| Полностью автоматический окрашиватель препаратов | |
| Автомат для заключения препаратов под покровные стекла | |
| Принтер для кассет | |
| Принтер для предметных стекол | |
| Станция для заливки тканей | |
| Термостат с постоянной температурой | |
| Сушильный шкаф | |
| Автоклав | |
| Факс | |
| Центрифуга | |
| Шкаф для хранения препаратов | |
| Микроскоп | |
| Программное обеспечение для работы с изображениями и текстом | |
| Компьютер | |
| Холодильник |
Таблица 7-3 Базовая комплектация приборами и оборудованием лаборатории третичной больницы (3 уровень)
| Отдел | Приборы и оборудование |
|---|---|
| Лаборатория экстренной диагностики | Полностью автоматический биохимический анализатор |
| Анализатор газов крови | |
| Полностью автоматический гематологический анализатор | |
| Анализатор мочи | |
| Полностью автоматический хемилюминесцентный анализатор | |
| Микроскоп | |
| Анализатор СОЭ | |
| Анализатор СРБ | |
| Центрифуга | |
| Водяная баня | |
| Анализатор ПКТ | |
| Система очистки воды | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| Клинико-диагностическая лаборатория | Анализатор мочи |
| Анализатор осадка мочи | |
| Анализатор СРБ | |
| Полностью автоматический гематологический анализатор | |
| Анализатор СОЭ | |
| Анализатор гемореологии | |
| Полностью автоматический коагулометр | |
| Водяная баня | |
| Горизонтальная центрифуга (с подвесными стаканами) | |
| Холодильник | |
| Вытяжной шкаф | |
| Компьютер | |
| Микроскоп |
Продолжение таблицы
| Отдел | Оборудование |
|---|---|
| Биохимический кабинет | Полностью автоматический биохимический анализатор |
| Анализатор газов крови | |
| Анализатор электролитов | |
| Анализатор специфических белков | |
| Анализатор гликированного гемоглобина | |
| Анализатор микроэлементов | |
| Микроскоп | |
| Оборудование для очистки воды | |
| Холодильник | |
| Термостатируемая водяная баня | |
| Горизонтальная центрифуга большой вместимости | |
| Электронные весы | |
| Иммунологический кабинет | Полностью автоматический хемилюминесцентный анализатор |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Планшетный ридер | |
| Планшетный вошер | |
| Горизонтальная центрифуга большой вместимости | |
| Термостатируемая водяная баня | |
| Полностью автоматическая система иммуноферментного анализа | |
| Пипетки-дозаторы | |
| Флуоресцентный микроскоп | |
| Автоклав с внутренней циркуляцией | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| Морфологический кабинет | Микроскоп |
| Компьютер | |
| Кабинет проточной цитометрии | Проточный цитометр |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Термостатируемая водяная баня | |
| Центрифуга |
Продолжение таблицы
| Отдел | Оборудование |
|---|---|
| Кабинет проточной цитометрии | Холодильник |
| Пипетки-дозаторы | |
| Компьютер | |
| Холодильник | |
| Электронные весы | |
| Лаборатория микроэлементов | Анализатор микроэлементов |
| Атомно-абсорбционный спектрометр | |
| Вытяжной шкаф | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| Электронные весы | |
| Лаборатория ВИЧ | Планшетный ридер |
| Планшетный вошер | |
| Центрифуга | |
| Пипетки-дозаторы | |
| Термостатируемая водяная баня | |
| Автоклав с внутренней циркуляцией | |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| ПЦР-лаборатория | Термоциклер (амплификатор генов) |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Пипетки-дозаторы | |
| Шейкер (осциллятор) | |
| Высокоскоростная центрифуга | |
| Термостатируемая водяная баня | |
| Термостатируемая сухая баня (металлическая баня) | |
| УФ-лампа | |
| Электронные весы | |
| Миксер |
Продолжение таблицы
| Отдел | Оборудование |
|---|---|
| ПЦР-лаборатория | Ламинарный шкаф |
| Холодильник | |
| Планшетный ридер | |
| Планшетный вошер | |
| Компьютер | |
| Электронные весы | |
| Количественный флуоресцентный ПЦР-анализатор в режиме реального времени | |
| Секвенатор генов | |
| Микробиологическая лаборатория | Полностью автоматический анализатор идентификации бактерий |
| Шкаф биологической безопасности | |
| Электронные весы | |
| Система гемокультивирования | |
| Инкубатор при комнатной температуре | |
| CO₂-инкубатор | |
| Центрифуга | |
| Автоклав с внутренней циркуляцией | |
| Спектрофотометр | |
| Термостатируемая водяная баня | |
| Ламинарный шкаф | |
| Холодильник | |
| Компьютер | |
| Патологоанатомическое отделение | Станция для макроскопической обработки биоматериала |
| Вытяжной шкаф | |
| Шкаф для хранения образцов | |
| Парафиновый микротом | |
| Криостат (замораживающий микротом) | |
| Полностью автоматический процессор обработки тканей | |
| Полностью автоматический аппарат для окрашивания гистологических препаратов | |
| Автомат для наклеивания покровных стекол | |
| Принтер для гистологических кассет |