实验室自动化系统的建立与应用

牛爱军，王开森，张玮玮，孙晓，胡成进

实验室自动化系统的建立与应用

牛爱军，王开森，张玮玮，孙晓，胡成进

实验室自动化系统；检验流水线；信息学

实验室自动化系统（laboratory automation system,LAS）又称全实验室自动化（total laboratory automation,TLA）,是指为了实现临床实验室中的几个检测系统如临床化学、免疫学、血液学等的整合，将不同的分析仪器与分析前和分析后的实验室分析系统通过自动化传输轨道串联起来，在信息化网络的主导控制下，构成流水线作业的组合，国内也有称临床实验室自动化检验流水线[1,2]。目前实验室自动化检验系统流水线技术已日趋成熟，在世界范围内也得到相应的重视和发展，是国际上临床实验室检测自动化发展的趋势，也是临床室验室发展的方向。笔者所在医院2008-10引进美国贝克曼库尔特（BECMAN COULTER）公司的实验室自动化系统，从标本条码识别→自动进样→自动离心→自动去盖→对标本进行智能分杯→分送不同自动化分析系统→测定完成标本自动加盖→标本自动进冰箱储存，实现了全自动化流水线操作，为目前国内配置最齐，功能最全的实验室自动化系统之一。现将实验室自动化系统的建立与应用情况介绍如下。

1 实验室自动化系统建立前的准备工作

1.1 预先规划LAS的引进和使用是一项综合性的系统工程，需要根据检验科的场地及工作流程等，进行周密而详细的计划。LAS的建立除了系统本身外，还涉及到水、电、气路、网路构建等多个方面，应充分考虑各个环节。纯水处理系统是实验室自动化系统应用中非常关键的部分，除了要保证水质满足实验要求外，还要考虑水路对实验室的安全及环境的影响。水处理系统运行时具有一定噪音且存在潜在的安全隐患，应在实验室外单独安放，进水及排水管路最好能铺设在地下，并且在施工过程中防止水泥等杂物进入管路中，使用前要充分冲洗，保证仪器用水质量。实验室自动化系统应用中还要用到气路，应将气路铺设在地下并预留好气管出口，气泵运行时噪音较大，亦应在实验室外单独安放。此外系统中涉及到的网线较多，亦应铺设在地下并与水路及气路分开。

1.2 信息化建设引进LAS系统后，必须建设符合LAS系统工作流程的实验室信息管理系统（LIS）及医院信息管理系统（HIS）系统，应用条形码系统，从标本采集开始使用条形码，使其作为标本的唯一标识，上线后实现标本的全自动化处理过程，最大限度发挥LAS系统的功能[3,4]。

2 实验室自动化系统的结构及功能

2.1 标本进样模块（inlet module and HM outlet module）inlet module及HM outlet module各有4个架子，每个架子可装载50个标本管，当贴有条形码的标本管放置于架子上后，机械手将自动抓取标本管并将其放入到流水线轨道上的标本运载器（carrier）中进行运输，在通过第一个条码阅读器时，如果标本条码信息不能被控制台preplink电脑接受（如标本条码不清、网络通信错误及标本测定项目不属于本系统测定范围时），该标本管将被机械手抓取至HM outlet module。

3 实验室自动化系统应用的优势及特点

3.1 提高实验室管理水平LAS系统是现代科学技术及工业化高度发展的重要产物，它将计算机、电子学、仿生学和人工智能等高新技术综合应用到检验医学专业,是集多种辅助和分析单元为一体的分析系统，通过LAS系统的应用，检验科的工作流程明显简化，实验室在收到贴有条形码的标本后，可直接将标本放置到进样模块标本架上，系统将自动进行标本识别、离心、去盖、测试、存放等流水操作，大大简化工作流程，此外，标本核收、编号、患者资料录入及仪器检测项目录入等大量工作均可由实验室管理系统（LIS）自动完成，可显著加强检验质量管理，减少大量人工操作环节，极大地提高了工作效率并最大程度的避免或减少了人为出错的机会，可有效降低差错率，提高检验结果的准确性，为临床提供高效优质的检验结果。

3.2 缩短标本检测周期（turn around time,TAT）未实现实验室自动化前，标本送达实验室后，检测周期要经过患者登记、标本编号、在LIS录入患者信息、分离血清标本进行检测、结果分析、报告传送临床等步骤，整个过程所需时间长，实验室自动化可明显缩短标本检测周期。

3.3 提高实验室的生物安全性标本从进样、离心、分杯、检测、复查及保存均在流水线上通过自动化完成，减少了检验技术人员与标本的直接接触的频率，有效避免了标本对操作者感染的机会及减少了实验室的生物污染。

3.4 节约人力资源实验室自动化系统应用后所节省的人员可充实到临床实验室资源重组和利用，在某种程度上减少检验仪器的重复购置，节约成本。富余出来的工作人员可将更多的精力放到对检验结果的质量控制上，并可开发新试验、新技术，做一些深层次研究工作。

3.5 给患者带来的好处实验室自动化可提高检验结果的准确性和临床诊断水平，减轻患者不必要的重复检查；智能分杯系统的应用，减少患者抽血量及标本采集管数，可减轻患者痛苦及经济负担；此外患者及时得到检验结果，缩短了候诊时间。

[1]廖伟娇，黎毅敏，陈涛，等.临床实验室全自动化系统检验流水线的建立与应用[J].中华检验医学杂志，2006，29（2）：188-189.

[2]丁红香，陈新宇，李向阳，等.实验室自动化系统应用的初步体会[J].国外医学临床生物化学与检验学分册，2005，26（9）：652-653.

[3]邱骏，顾国浩，周正康，等.条形码技术在实验室自动化建设中的应用[J].临床检验杂志，2008，26（6）：410-411.

[4]肖洪广，范婷婷，陈涛，等.临床实验室信息系统对实验室自动化系统样本前处理流程监控的实现[J].中华检验医学杂志，2007，30（2）：217-218.

[2010-01-20收稿，2010-02-10修回]

TP274:R446

B

250031山东济南，济南军区总医院实验诊断科（牛爱军，王开森，张玮玮，孙晓，胡成进）

2.2 离心模块（centrifuge module）该LAS配备有2台离心机，每台离心机每次最多可离心40管标本，并可根据标本管多少自动加平衡管，离心机转速和离心时间均可以预设。当carrier上的标本管经条码阅读器确认后，如果标本需要离心，则进入离心模块，由机械手自动抓取至离心机中进行离心，离心后的标本由机械手再抓取放置至轨道中的carrier中继续前行。

2.3 血清水平检测模块（serum level detector module）标本管进入血清水平检测模块进行血清水平检测，以判断血清容量是否可满足分杯模块分杯需要及线上仪器测定需要，防止仪器发生标本针撞针错误。如果血清量少于预设血清量，则需分杯标本无法进行自动分杯，标本及贴有条码的分杯管将进入标本出口模块（outlet module）的相应设定区域，供操作者进行人工处理，其余正常标本继续前行。

2.4 去盖模块（decapper module）去盖模块会自动去除标本管的盖子。

2.5 智能分杯模块（aliquoter module）本LAS系统的智能分杯模块包括标本分装单元和次级条形码自动粘贴单元，可根据需要将原始标本管中血清最多分出9根子管，并自动将分杯管贴上条形码，原始标本管进行线上项目测定，分杯管自动进入标本出口模块（outlet module）的相应设定区域以进行非线上项目测定（如一些肿瘤标志物检测及特定蛋白检测等）。

2.6 仪器连接模块（DXC connections module）此模块可自动将离心去盖后的标本管通过机械臂加载到自动生化分析仪（DXC800）的标本架中，标本架随后被自动推入仪器内标本转盘进行测试，并可根据检测项目自动平衡标本加载，确保完成所有测试，标本高峰时可在几台生化分析仪间进行平衡智能优化，保证结果在最短时间内发出。标本吸样完成后，机械臂将标本管卸载到标本运载器（carrier）上。

2.7 加盖模块（recapper module）加盖模块可自动对测试完成后的标本进行加盖。

2.8 标本存储模块（stockyard module）可在2～8℃储存标本3060管，测试完成后并被加盖的标本管通过机械手被自动抓取至stockyard中，每一管标本在stockyard中的位置及测试信息均可在中央控制台的DM2电脑中查询到，如需对某管标本进行复检，只需在DM2中点击重做，该标本管便会被机械手抓出并沿重做轨道进入仪器内进行自动重检。

2.9 出口模块（outlet module）出口模块共有4个架子，可根据需要在preplink电脑上进行不同功能区域划分，包括存放分杯量不足的标本区域，按不同测试项目区分的分杯管存放区域，标本未完成区域（pending rack）等。标本到达出口模块后，机械手可自动抓取标本管放置于相应区域。

[本文编辑：羡秋盛]