檢驗(yàn)儀器學(xué)緒論課件

1、生物醫(yī)學(xué)工程系臨床檢驗(yàn)儀器主講人：周晉陽(yáng)2011年2月生物醫(yī)學(xué)工程系課 程 簡(jiǎn) 介任務(wù)：介紹當(dāng)今醫(yī)院各種常用的臨床檢驗(yàn)儀器的基本工作原理、主要結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、性能指標(biāo)、使用方法、維護(hù)保養(yǎng)、常見(jiàn)故障的排除、發(fā)展趨勢(shì)及其相關(guān)技術(shù)等理論知識(shí)。目的：檢驗(yàn)專(zhuān)業(yè)熟練掌握和使用各類(lèi)現(xiàn)代化檢驗(yàn)儀器，使之在疾病的診斷和治療中發(fā)揮最佳的效能。生工專(zhuān)業(yè)了解、熟悉各類(lèi)現(xiàn)代化檢驗(yàn)儀器，能夠確保其安全、有效使用和工作。要求：掌握主要臨床檢驗(yàn)儀器的基本概念和基本工作原理、儀器的基本結(jié)構(gòu)，掌握各類(lèi)儀器的主要系統(tǒng)、構(gòu)成部件及其功能，掌握儀器的主要應(yīng)用及常見(jiàn)故障的排除。生物醫(yī)學(xué)工程系臨床檢驗(yàn)儀器概論臨床檢驗(yàn)儀器特點(diǎn)與分類(lèi)臨床檢驗(yàn)儀器

2、的主要部件臨床檢驗(yàn)儀器常用性能指標(biāo)臨床檢驗(yàn)儀器的選用標(biāo)準(zhǔn)臨床檢驗(yàn)儀器的維護(hù)臨床檢驗(yàn)儀器的進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)生物醫(yī)學(xué)工程系一、臨床檢驗(yàn)儀器特點(diǎn)與分類(lèi)特點(diǎn)：涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)先進(jìn)、精度高、對(duì)使用環(huán)境要求嚴(yán)格等。涉及光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、材料、傳感器、生物化學(xué)、放射等多技術(shù)領(lǐng)域，是多學(xué)科技術(shù)相互滲透和結(jié)合的產(chǎn)物。新技術(shù)、新器件推廣應(yīng)用，使得檢驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，基本實(shí)現(xiàn)光機(jī)電算一體化和智能化。AD/DA+CPU+軟件始終跟蹤各相關(guān)學(xué)科的前沿，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新器件，目前已普遍采用EDA、CAM、CAT、DSP、ASIC及SMT。測(cè)量某些組織、細(xì)胞的存在、組成、結(jié)構(gòu)及特性并給出定性

3、或定量的分析結(jié)果，所以要求精度非常高。屬精密儀器。自動(dòng)化、智能化、高精度、高分辨率，以及某些關(guān)鍵器件的特殊性質(zhì)，決定了檢驗(yàn)儀器對(duì)使用環(huán)境條件要求很?chē)?yán)格。生物醫(yī)學(xué)工程系分類(lèi)：a、以臨床檢驗(yàn)的方法目視檢查、理學(xué)檢查、化學(xué)檢查、顯微鏡檢查、自動(dòng)化技術(shù)檢查等。b、以檢驗(yàn)儀器的工作原理力學(xué)式檢驗(yàn)、電化學(xué)式檢驗(yàn)、光譜分析檢驗(yàn)、波譜分析檢驗(yàn)等。分離分析檢驗(yàn)儀器光譜分析檢驗(yàn)儀器目視檢驗(yàn)儀器細(xì)胞及分子生物學(xué)檢驗(yàn)儀器臨床檢驗(yàn)常規(guī)儀器其他臨床檢驗(yàn)儀器 低速離心機(jī)高速離心機(jī)超速離心機(jī)氣相色譜儀高效液相色譜儀等電聚焦電泳儀高效毛細(xì)管電泳儀分離分析檢驗(yàn)儀器紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)熒光分析儀原子吸收光譜儀原子發(fā)射光譜儀熒光光譜儀

4、光譜分析檢驗(yàn)儀器普通生物顯微鏡熒光顯微鏡紫外線(xiàn)顯微鏡偏光顯微鏡相襯顯微鏡透射電子顯微鏡掃描電子顯微鏡目視檢驗(yàn)儀器培養(yǎng)箱細(xì)胞及分子生物學(xué)檢驗(yàn)儀器生物安全柜流式細(xì)胞儀基因擴(kuò)增儀全自動(dòng)DNA測(cè)序儀蛋白質(zhì)自動(dòng)測(cè)序儀臨床檢驗(yàn)常規(guī)儀器血細(xì)胞分析儀血液凝固分析儀血沉分析儀血液流變學(xué)分析儀尿液分析儀尿沉渣分析儀生化分析儀計(jì)數(shù)器自動(dòng)血培養(yǎng)儀電解質(zhì)分析儀血?dú)馑釅A分析儀微生物快速檢測(cè)儀酶免疫分析儀發(fā)光免疫分析儀磁分離酶聯(lián)免疫測(cè)定儀微量蛋白比濁儀其他臨床檢驗(yàn)儀器即時(shí)檢測(cè)儀器實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)工程系二、臨床檢驗(yàn)儀器的主要部件 取樣裝置：把待檢測(cè)的樣品引人儀器的裝置。Hamilton色譜微量進(jìn)樣器專(zhuān)為液相色譜儀自動(dòng)

5、進(jìn)樣而設(shè)計(jì)的6000as自動(dòng)進(jìn)樣器 取樣裝置的材料既要能耐高壓、高溫或化學(xué)腐蝕，還要保證不會(huì)與樣品中的任何成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。生物醫(yī)學(xué)工程系 預(yù)處理系統(tǒng)：為滿(mǎn)足檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)樣品的各種狀態(tài)要求對(duì)樣品先進(jìn)行一系列處理的裝置。預(yù)處理的內(nèi)容：樣品的溫度、血標(biāo)本的抗凝、離心、分分子存在狀態(tài)的要求以及除去樣品水分和機(jī)械雜質(zhì)、化學(xué)雜質(zhì)等。預(yù)處理系統(tǒng)構(gòu)成：冷卻器或恒溫器、過(guò)濾器、凈化器和保持儀器選擇性的某種物理方法、化學(xué)方法、生物學(xué)方法的處理裝置，例氣化轉(zhuǎn)化、呈色反應(yīng)、裂解、抗原抗體反應(yīng)、酶促反應(yīng)等裝置。預(yù)處理系統(tǒng)任務(wù)：使進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)的是一份有代表性、潔凈、符合檢驗(yàn)技術(shù)要求、沒(méi)有任何干擾成分的樣品。生物醫(yī)學(xué)工程系

6、 分離裝置：將樣品各個(gè)組分加以機(jī)械分離或物理區(qū)分的裝置。既包括樣品本身各化學(xué)組分的分離，也包括能量的分離。 分離裝置的設(shè)置是為了更好地對(duì)樣品進(jìn)行高分辨檢測(cè)，提高檢測(cè)系統(tǒng)的分辨率。生物醫(yī)學(xué)工程系等發(fā)出相應(yīng)信號(hào)的部件，該部件又多以電參數(shù)形式輸出信息。 檢測(cè)器：接收、檢測(cè)樣品中待檢測(cè)組分的含量、能量生物醫(yī)學(xué)工程系 信號(hào)處理系統(tǒng)：是信號(hào)從檢測(cè)器發(fā)出到顯示出來(lái)過(guò)程中的一系列中間環(huán)節(jié)，包括有線(xiàn)性放大器、積分放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。信號(hào)模塊 對(duì)信號(hào)放大并加以線(xiàn)性化，使輸出信號(hào)的變化值與待檢測(cè)組分濃度的變化成比例關(guān)系。 顯示一定時(shí)間內(nèi)信號(hào)的累積數(shù)值。 為提高顯示精度并和計(jì)算機(jī)聯(lián)用而采用數(shù)字顯示。確保信號(hào)不失真地

7、傳輸給顯示裝置 生物醫(yī)學(xué)工程系 顯示裝置：把檢測(cè)結(jié)果顯示出來(lái)。一般有模擬顯示和數(shù)字顯示兩種。模擬顯示是在刻度盤(pán)上由指針模擬信號(hào)的變化連續(xù)地指出結(jié)果，或由記錄筆描繪出信號(hào)的變化曲線(xiàn)，這種顯示裝置多采用電壓表、電流表或帶自動(dòng)記錄的電子電位差計(jì)等。數(shù)字顯示是將信號(hào)處理后直接用數(shù)字顯示檢測(cè)數(shù)值，顯示裝置除電表、數(shù)碼管外，還有感光膠片和示波管、顯像管等。能精確顯示出檢測(cè)器發(fā)出的信號(hào)響應(yīng)速度快能及時(shí)顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)生物醫(yī)學(xué)工程系 補(bǔ)償裝置：其作用是消除或降低客觀條件或樣品的狀態(tài)對(duì)檢測(cè)的影響，特別是樣品的溫度、環(huán)境的壓力、溫度的波動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。 補(bǔ)償裝置多是在信號(hào)處理系統(tǒng)中引人一個(gè)與上述條件波動(dòng)成正比例的

8、負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)。生物醫(yī)學(xué)工程系 輔助裝置：為了確保儀器測(cè)量的精度、保證操作條件而設(shè)置的附加裝置，如恒溫器、穩(wěn)壓電源、電磁隔絕裝置、穩(wěn)壓閥等。 目前，大多數(shù)檢驗(yàn)儀器的輔助裝置多采用微處理器(CPU)系統(tǒng)，各工作單元獨(dú)立的CPU之間也采用無(wú)噪聲干擾的網(wǎng)絡(luò)連接及傳送，大大提高了其速度和準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。生物醫(yī)學(xué)工程系 樣品前處理系統(tǒng)：其任務(wù)是將標(biāo)本分類(lèi)、離心、分裝、編排、運(yùn)送、存儲(chǔ)等。不僅用于生化分析的樣品處理，還可以用于免疫/血清、血液常規(guī)分析和尿液分析等各種標(biāo)本的樣品的分類(lèi)和運(yùn)送。樣本分選自動(dòng)離心自動(dòng)智能分裝自動(dòng)開(kāi)蓋自動(dòng)樣本裝卸重測(cè)存儲(chǔ)復(fù)測(cè)生物醫(yī)學(xué)工程系三、臨床檢驗(yàn)儀器常用性能指標(biāo) 靈敏度：檢驗(yàn)儀器

9、對(duì)被檢測(cè)量變化的反應(yīng)能力。 誤差：檢測(cè)時(shí)，所測(cè)得的數(shù)值與真值之間的差異。絕對(duì)誤差測(cè)得值 x 與被檢測(cè)量真值 x0 之差相對(duì)誤差絕對(duì)誤差與被測(cè)量真值的比值系統(tǒng)誤差是由于系統(tǒng)或檢測(cè)方法存在缺陷而引起的，可以預(yù)測(cè)并可進(jìn)行調(diào)節(jié)和修正。隨機(jī)誤差是由于一些獨(dú)立因素的微量變化的綜合影響造成，可以通過(guò)數(shù)學(xué)處理后表示出來(lái)。粗大誤差是由于操作者疏忽或錯(cuò)誤造成的，是完全可以克服和剔除的。被觀察到的變量的增量與其相應(yīng)的被檢測(cè)量的增量之比。生物醫(yī)學(xué)工程系 噪音：檢測(cè)儀器在沒(méi)有加入被檢驗(yàn)物品(即輸入為零)時(shí)，儀器輸出信號(hào)的波動(dòng)或變化。抖動(dòng)儀器指針以零點(diǎn)為中心作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)；起伏指針沿某一中心作大的往返波動(dòng)；漂移當(dāng)輸入信號(hào)

10、不變時(shí)，輸出信號(hào)發(fā)生變化，即此 時(shí)指針沿某單方向慢慢移動(dòng)。 最小檢測(cè)量：檢測(cè)儀器能確切反映的最小物質(zhì)含量。 精度：檢測(cè)值偏離真值的程度。準(zhǔn)確度是指檢測(cè)儀器實(shí)際測(cè)量對(duì)理想測(cè)量的符合程度。精密度是指在一定條件下進(jìn)行多次檢測(cè)時(shí)，所得檢測(cè)結(jié)果彼此之間的符合程度。精確度是表示檢測(cè)結(jié)果與被檢測(cè)量的真值的接近程度。 可靠性：儀器在規(guī)定的時(shí)期內(nèi)及在保持其運(yùn)行指標(biāo)不超限的情況下執(zhí)行其功能的能力。平均無(wú)故障時(shí)間：表示相鄰兩次故障間隔時(shí)間的平均值。故障率或失效率：一般用百分?jǐn)?shù)千小時(shí)表示，例0.03kh可信任概率：誤差仍保持在技術(shù)條件規(guī)定限度內(nèi)的概率。生物醫(yī)學(xué)工程系 重復(fù)性：在同一檢測(cè)方法和檢測(cè)條件下，在一個(gè)不太長(zhǎng)的

11、時(shí)間間隔內(nèi)，連續(xù)多次檢測(cè)同一參數(shù)，所得到的數(shù)據(jù)的分散程度。 分辨率：儀器設(shè)備能識(shí)別或探測(cè)的輸入量的最小值。 測(cè)量范圍：在允許誤差極限內(nèi)儀器所能測(cè)出的被檢測(cè)值的范圍。 示值范圍：由儀器所顯示或指示的最小值到最大值的范圍，也即所謂儀器量程。(十一) 線(xiàn)性范圍：輸入與輸出成正比例的輸入量的范圍。(十二) 響應(yīng)時(shí)間：從被檢測(cè)量發(fā)生變化到儀器給出正確示值所經(jīng)歷的時(shí)間。(十三) 頻率響應(yīng)范圍：為了獲得足夠精度的輸出響應(yīng)，儀器所允許的輸入信號(hào)的頻率范圍。儀器反應(yīng)出到達(dá)變動(dòng)量的63時(shí)所需要的時(shí)間，又稱(chēng)時(shí)間常數(shù)；儀器反應(yīng)出到達(dá)指示值90所經(jīng)歷的時(shí)間。生物醫(yī)學(xué)工程系四、臨床檢驗(yàn)儀器的選用標(biāo)準(zhǔn) 功能性指標(biāo)：儀器的精

12、度和分辨率等級(jí)高、應(yīng)用范圍廣、檢測(cè)范圍寬、檢測(cè)參數(shù)多、靈敏度高、誤差和噪音小、檢測(cè)速度快、響應(yīng)時(shí)間短等。 可靠性指標(biāo)：儀器的穩(wěn)定性和重復(fù)性好、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可靠性高，表征儀器不失效的性能優(yōu)、壽命長(zhǎng) 。 標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)：儀器及其部件符合現(xiàn)代檢驗(yàn)最優(yōu)化設(shè)置，如儀器裝配合理、材料先進(jìn)，用戶(hù)操作程序界面全中文顯示，操作簡(jiǎn)便、快捷，采用標(biāo)準(zhǔn)件及同類(lèi)產(chǎn)品通用零部件的程度高，有國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的配套試劑盒供應(yīng)，售后維修服務(wù)好 。 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：儀器設(shè)計(jì)優(yōu)化及性?xún)r(jià)比程度高，工作成本、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、維護(hù)保養(yǎng)及維修等費(fèi)用適宜，能充分體現(xiàn)高效益、低成本的整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果 。人機(jī)學(xué)指標(biāo)儀器和人相互作用和適應(yīng)的程度美學(xué)指標(biāo)儀器形狀、色

13、彩和諧并與功能協(xié)調(diào)一致專(zhuān)利權(quán)指標(biāo)儀器原理、結(jié)構(gòu)及外觀設(shè)計(jì)具有專(zhuān)利權(quán)減少或避免偶然性故障的發(fā)生延緩必然性故障的發(fā)生確保儀器性能穩(wěn)定、可靠生物醫(yī)學(xué)工程系五、臨床檢驗(yàn)儀器的維護(hù) 正確使用：1、認(rèn)真閱讀儀器操作說(shuō)明書(shū)；2、要重視配套設(shè)備和設(shè)施的使用和維護(hù)。 注意環(huán)境：1、實(shí)驗(yàn)室必須整潔；2、儀器始終處于要求的溫、濕度環(huán)境中。 電源要求：保證供電電源的電壓穩(wěn)定、波形失真小和具有正確良好的接地等。 定期校驗(yàn)：按照儀器說(shuō)明書(shū)提供的方法和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器定期進(jìn)行校驗(yàn)，以保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 做好記錄：儀器狀態(tài)、開(kāi)機(jī)或維修時(shí)間、操作維修人員、工作內(nèi)容及其他值得記錄備查的內(nèi)容。生物醫(yī)學(xué)工程系六、臨床檢驗(yàn)儀器的進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)臨床檢驗(yàn)儀器的進(jìn)展17世紀(jì)以來(lái)感官檢驗(yàn)階段20世紀(jì)60年代電子技術(shù)應(yīng)用階段20世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)應(yīng)用階段半自動(dòng)生化分析儀紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)21世紀(jì)自動(dòng)化智能化一機(jī)多能化生物醫(yī)學(xué)工程系 臨床檢驗(yàn)儀器的發(fā)展趨勢(shì) 設(shè)計(jì)更加注重人性化、低成本和利于環(huán)