檢驗儀器學緒論課件

1、生物醫(yī)學工程系臨床檢驗儀器主講人：周晉陽2011年2月生物醫(yī)學工程系課 程 簡 介任務：介紹當今醫(yī)院各種常用的臨床檢驗儀器的基本工作原理、主要結構、分類、性能指標、使用方法、維護保養(yǎng)、常見故障的排除、發(fā)展趨勢及其相關技術等理論知識。目的：檢驗專業(yè)熟練掌握和使用各類現代化檢驗儀器，使之在疾病的診斷和治療中發(fā)揮最佳的效能。生工專業(yè)了解、熟悉各類現代化檢驗儀器，能夠確保其安全、有效使用和工作。要求：掌握主要臨床檢驗儀器的基本概念和基本工作原理、儀器的基本結構，掌握各類儀器的主要系統(tǒng)、構成部件及其功能，掌握儀器的主要應用及常見故障的排除。生物醫(yī)學工程系臨床檢驗儀器概論臨床檢驗儀器特點與分類臨床檢驗儀器

2、的主要部件臨床檢驗儀器常用性能指標臨床檢驗儀器的選用標準臨床檢驗儀器的維護臨床檢驗儀器的進展和發(fā)展趨勢生物醫(yī)學工程系一、臨床檢驗儀器特點與分類特點：涉及的技術領域廣、結構復雜、技術先進、精度高、對使用環(huán)境要求嚴格等。涉及光學、機械、電子、計算機、材料、傳感器、生物化學、放射等多技術領域，是多學科技術相互滲透和結合的產物。新技術、新器件推廣應用，使得檢驗儀器的結構變得復雜，基本實現光機電算一體化和智能化。AD/DA+CPU+軟件始終跟蹤各相關學科的前沿，應用新技術、新材料、新器件，目前已普遍采用EDA、CAM、CAT、DSP、ASIC及SMT。測量某些組織、細胞的存在、組成、結構及特性并給出定性

3、或定量的分析結果，所以要求精度非常高。屬精密儀器。自動化、智能化、高精度、高分辨率，以及某些關鍵器件的特殊性質，決定了檢驗儀器對使用環(huán)境條件要求很嚴格。生物醫(yī)學工程系分類：a、以臨床檢驗的方法目視檢查、理學檢查、化學檢查、顯微鏡檢查、自動化技術檢查等。b、以檢驗儀器的工作原理力學式檢驗、電化學式檢驗、光譜分析檢驗、波譜分析檢驗等。分離分析檢驗儀器光譜分析檢驗儀器目視檢驗儀器細胞及分子生物學檢驗儀器臨床檢驗常規(guī)儀器其他臨床檢驗儀器 低速離心機高速離心機超速離心機氣相色譜儀高效液相色譜儀等電聚焦電泳儀高效毛細管電泳儀分離分析檢驗儀器紫外可見分光光度計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、光譜分析檢驗儀器普通生物顯微鏡熒光顯微鏡紫外線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儀器培養(yǎng)箱細胞及分子生物學檢驗儀器生物安全柜流式細胞儀基因擴增儀全自動DNA測序儀蛋白質自動測序儀臨床檢驗常規(guī)儀器血細胞分析儀血液凝固分析儀血沉分析儀血液流變學分析儀尿液分析儀尿沉渣分析儀生化分析儀計數器自動血培養(yǎng)儀電解質分析儀血氣酸堿分析儀微生物快速檢測儀酶免疫分析儀發(fā)光免疫分析儀磁分離酶聯(lián)免疫測定儀微量蛋白比濁儀其他臨床檢驗儀器即時檢測儀器實驗室自動化系統(tǒng)生物醫(yī)學工程系二、臨床檢驗儀器的主要部件 取樣裝置：把待檢測的樣品引人儀器的裝置。Hamilton色譜微量進樣器專為液相色譜儀自動

5、進樣而設計的6000as自動進樣器 取樣裝置的材料既要能耐高壓、高溫或化學腐蝕，還要保證不會與樣品中的任何成分發(fā)生化學反應。生物醫(yī)學工程系 預處理系統(tǒng)：為滿足檢測系統(tǒng)對樣品的各種狀態(tài)要求對樣品先進行一系列處理的裝置。預處理的內容：樣品的溫度、血標本的抗凝、離心、分分子存在狀態(tài)的要求以及除去樣品水分和機械雜質、化學雜質等。預處理系統(tǒng)構成：冷卻器或恒溫器、過濾器、凈化器和保持儀器選擇性的某種物理方法、化學方法、生物學方法的處理裝置，例氣化轉化、呈色反應、裂解、抗原抗體反應、酶促反應等裝置。預處理系統(tǒng)任務：使進入檢測系統(tǒng)的是一份有代表性、潔凈、符合檢驗技術要求、沒有任何干擾成分的樣品。生物醫(yī)學工程系

6、 分離裝置：將樣品各個組分加以機械分離或物理區(qū)分的裝置。既包括樣品本身各化學組分的分離，也包括能量的分離。 分離裝置的設置是為了更好地對樣品進行高分辨檢測，提高檢測系統(tǒng)的分辨率。生物醫(yī)學工程系等發(fā)出相應信號的部件，該部件又多以電參數形式輸出信息。 檢測器：接收、檢測樣品中待檢測組分的含量、能量生物醫(yī)學工程系 信號處理系統(tǒng)：是信號從檢測器發(fā)出到顯示出來過程中的一系列中間環(huán)節(jié)，包括有線性放大器、積分放大器、模數轉換器等。信號模塊 對信號放大并加以線性化，使輸出信號的變化值與待檢測組分濃度的變化成比例關系。 顯示一定時間內信號的累積數值。 為提高顯示精度并和計算機聯(lián)用而采用數字顯示。確保信號不失真地

7、傳輸給顯示裝置 生物醫(yī)學工程系 顯示裝置：把檢測結果顯示出來。一般有模擬顯示和數字顯示兩種。模擬顯示是在刻度盤上由指針模擬信號的變化連續(xù)地指出結果，或由記錄筆描繪出信號的變化曲線，這種顯示裝置多采用電壓表、電流表或帶自動記錄的電子電位差計等。數字顯示是將信號處理后直接用數字顯示檢測數值，顯示裝置除電表、數碼管外，還有感光膠片和示波管、顯像管等。能精確顯示出檢測器發(fā)出的信號響應速度快能及時顯示檢測數據生物醫(yī)學工程系 補償裝置：其作用是消除或降低客觀條件或樣品的狀態(tài)對檢測的影響，特別是樣品的溫度、環(huán)境的壓力、溫度的波動對檢測結果的影響。 補償裝置多是在信號處理系統(tǒng)中引人一個與上述條件波動成正比例的

8、負反饋來實現。生物醫(yī)學工程系 輔助裝置：為了確保儀器測量的精度、保證操作條件而設置的附加裝置，如恒溫器、穩(wěn)壓電源、電磁隔絕裝置、穩(wěn)壓閥等。 目前，大多數檢驗儀器的輔助裝置多采用微處理器(CPU)系統(tǒng)，各工作單元獨立的CPU之間也采用無噪聲干擾的網絡連接及傳送，大大提高了其速度和準確性、穩(wěn)定性。生物醫(yī)學工程系 樣品前處理系統(tǒng)：其任務是將標本分類、離心、分裝、編排、運送、存儲等。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本的樣品的分類和運送。樣本分選自動離心自動智能分裝自動開蓋自動樣本裝卸重測存儲復測生物醫(yī)學工程系三、臨床檢驗儀器常用性能指標 靈敏度：檢驗儀器

9、對被檢測量變化的反應能力。 誤差：檢測時，所測得的數值與真值之間的差異。絕對誤差測得值 x 與被檢測量真值 x0 之差相對誤差絕對誤差與被測量真值的比值系統(tǒng)誤差是由于系統(tǒng)或檢測方法存在缺陷而引起的，可以預測并可進行調節(jié)和修正。隨機誤差是由于一些獨立因素的微量變化的綜合影響造成，可以通過數學處理后表示出來。粗大誤差是由于操作者疏忽或錯誤造成的，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的被檢測量的增量之比。生物醫(yī)學工程系 噪音：檢測儀器在沒有加入被檢驗物品(即輸入為零)時，儀器輸出信號的波動或變化。抖動儀器指針以零點為中心作無規(guī)則的運動；起伏指針沿某一中心作大的往返波動；漂移當輸入信號

10、不變時，輸出信號發(fā)生變化，即此 時指針沿某單方向慢慢移動。 最小檢測量：檢測儀器能確切反映的最小物質含量。 精度：檢測值偏離真值的程度。準確度是指檢測儀器實際測量對理想測量的符合程度。精密度是指在一定條件下進行多次檢測時，所得檢測結果彼此之間的符合程度。精確度是表示檢測結果與被檢測量的真值的接近程度。 可靠性：儀器在規(guī)定的時期內及在保持其運行指標不超限的情況下執(zhí)行其功能的能力。平均無故障時間：表示相鄰兩次故障間隔時間的平均值。故障率或失效率：一般用百分數千小時表示，例0.03kh可信任概率：誤差仍保持在技術條件規(guī)定限度內的概率。生物醫(yī)學工程系 重復性：在同一檢測方法和檢測條件下，在一個不太長的

11、時間間隔內，連續(xù)多次檢測同一參數，所得到的數據的分散程度。 分辨率：儀器設備能識別或探測的輸入量的最小值。 測量范圍：在允許誤差極限內儀器所能測出的被檢測值的范圍。 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) 線性范圍：輸入與輸出成正比例的輸入量的范圍。(十二) 響應時間：從被檢測量發(fā)生變化到儀器給出正確示值所經歷的時間。(十三) 頻率響應范圍：為了獲得足夠精度的輸出響應，儀器所允許的輸入信號的頻率范圍。儀器反應出到達變動量的63時所需要的時間，又稱時間常數；儀器反應出到達指示值90所經歷的時間。生物醫(yī)學工程系四、臨床檢驗儀器的選用標準 功能性指標：儀器的精

12、度和分辨率等級高、應用范圍廣、檢測范圍寬、檢測參數多、靈敏度高、誤差和噪音小、檢測速度快、響應時間短等。 可靠性指標：儀器的穩(wěn)定性和重復性好、結果準確可靠，可靠性高，表征儀器不失效的性能優(yōu)、壽命長 。 標準化指標：儀器及其部件符合現代檢驗最優(yōu)化設置，如儀器裝配合理、材料先進，用戶操作程序界面全中文顯示，操作簡便、快捷，采用標準件及同類產品通用零部件的程度高，有國內生產的配套試劑盒供應，售后維修服務好 。 經濟性指標：儀器設計優(yōu)化及性價比程度高，工作成本、存儲、運輸、維護保養(yǎng)及維修等費用適宜，能充分體現高效益、低成本的整體社會經濟效果 。人機學指標儀器和人相互作用和適應的程度美學指標儀器形狀、色

13、彩和諧并與功能協(xié)調一致專利權指標儀器原理、結構及外觀設計具有專利權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)學工程系五、臨床檢驗儀器的維護 正確使用：1、認真閱讀儀器操作說明書；2、要重視配套設備和設施的使用和維護。 注意環(huán)境：1、實驗室必須整潔；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：按照儀器說明書提供的方法和標準對儀器定期進行校驗，以保證測量結果準確可靠。 做好記錄：儀器狀態(tài)、開機或維修時間、操作維修人員、工作內容及其他值得記錄備查的內容。生物醫(yī)學工程系六、臨床檢驗儀器的進展和發(fā)展趨勢臨床檢驗儀器的進展17世紀以來感官檢驗階段20世紀60年代電子技術應用階段20世紀90年代計算機應用階段半自動生化分析儀紫外可見分光光度計21世紀自動化智能化一機多能化生物醫(yī)學工程系 臨床檢驗儀器的發(fā)展趨勢 設計更加注重人性化、低成本和利于環(huán)