浅析全自动生化分析仪系统运行方案

弓 伟

(长治医学院，山西 长治 046000)

浅析全自动生化分析仪系统运行方案

弓 伟

(长治医学院，山西 长治 046000)

主要介绍一种全自动生化分析仪的整机构成、接口及其运行方案，重点对整机运行方案的工作原理、时序方案、运动组件位置方案和工作周期方案进行了说明，最后给出了开机流程图，对其开机流程进行了简要阐述。

全自动生化分析仪；系统运行方案；开机流程

1 综述

全自动生化分析仪是一种重要的医疗检测仪器，它根据光电比色原理来测量体液中某种特定化学成分。由于其测量速度快、准确性高、消耗试剂量小，现已在各级医院、防疫站、计划生育服务站得到广泛使用。

本文主要介绍一种高性能全自动生化分析仪的整机运行方案。

2 整机构成及其接口

2.1 整机组成

全自动生化分析仪结构上主要包括分析部(主机)、操作部(计算机)、结果输出部(打印机)。

分析部负责实施样品分析时的全部操作，包括加样品、加试剂、搅拌、反应与测量、自动清洗反应杯、电解质分析等。

操作部即计算机系统，其内部安装有仪器操作及结果分析软件，用于控制仪器的运行和操作，并进行必要的数据处理。

打印机打印测试结果。

分析部和操作部在结构上相互独立，通过串口进行双向通讯。操作部向分析部发送数据与指令，并从分析部获取测试数据与状态信息。

2.2 相关接口

相关的数据接口主要包括：分析部与操作部通过RS232串口连接线连接，进行测试结果及状态信息的交互[1]；操作部通过USB口(或键盘口)与手持条码扫描仪连接；操作部通过网口与局域网或internet连接。

相关的功率接口主要包括：分析部通过三PIN电源线输入功率；操作部及打印机电源连接方式此处不做定义，由选配型号决定。

其他与废液及去离子水相关的接口。

2.3 主机配置

主机配置为：一个反应盘、一个试剂盘、一个样本盘、两个试剂针、一个样本针、一个样本搅拌杆、一个试剂搅拌杆、一个自动清洗组件、光学测量系统及ISE模块。

3 整机运行方案

3.1 工作原理

全自动生化分析仪是通过计算机控制反应盘，按预定的规律间隔的起停，以接受相应的试剂、样本，并使反应杯重复地通过光学测量位进行吸光度值测量；控制试剂及样本针按预定的参数和顺序向反应杯中加入精确体积的试剂和样本[2]；控制搅拌系统对反应杯内的反应液进行搅拌混匀；控制自动清洗机构对反应结束的反应杯进行清洗操作以接收新的反应；以及控制相应的辅助器件配合完成上述各动作。

在整个过程中，计算机还须对系统各组成部分以及反应状态进行实时的监视和控制，以保证测试结果的准确性以及系统的稳定与安全。

最终，在反应结束后计算机按一定算法对测得的数据进行分析计算，并将结果保存、输出。

3.2 时序方案

工作时序即指生化分析仪的运动部件，包括样本针、试剂针、搅拌杆、反应盘、样本盘、试剂盘，以及光学测量组件、液路中的泵和阀等，在连续测试流程中的动作顺序安排，以及时间上的逻辑配合关系。

时序控制方案要综合考虑机械、硬件、液路等的可实现性，同时还需要满足试剂参数的相关要求。

若系统为封闭式系统，使用特定的试剂，则其试剂和样本的加入顺序要求比较特殊，在加入样本前加入第一试剂和第二试剂(可选)，在样本加入后加入触发试剂(可选)，而且对于不同项目,触发试剂的加入时间也不同。这里需要说明触发试剂的概念，将在样本后加入的试剂称为触发试剂。

3.3 运动组件位置方案

反应盘是各运动组件的核心，其它组件的动作均围绕反应盘展开。依据台面布置，运动组件在反应盘上的工作位置如图1所示。

图1 运动组件位置图

反应盘将在驱动机构的带动下完成旋转定位，将指定的反应杯依次定位至加第一试剂位、加第二试剂位、试剂搅拌位、加样本位、样本搅拌位、光学测量位以及反应杯清洗位，从而逐一完成向反应杯加第一试剂、加第二试剂、加样本、吸光度测量以及反应杯清洗等操作。

3.4 工作周期方案

在连续测试流程中，仪器各组件的动作过程分周期进行，每个周期内进行一个操作集合，各周期内的动作集合可变，这样的周期称为工作周期，生化分析仪的测试流程即由一系列工作周期组成。

依据各组件在工作周期内动作的差异，将基本工作周期分为两种：常规周期和触发周期。各种测试流程所包含的周期大都由常规周期变化而来，而触发周期则只用于生化测试的触发试剂项目。如前文说述，不同触发试剂项目要求的触发试剂加入时间不同，因而单独设计了触发周期用于解决该问题。

常规周期：在该周期内，仪器的试剂针、样本针与搅拌杆分别执行加第一、二试剂，加样本和搅拌动作，从而完成测试项目中加第一、二试剂与加样本操作，同时清洗反应杯。反应杯沿逆时针旋转两周并递进一个杯位，旋转通过光电采集位置时进行吸光度测量。

触发周期：在该周期内，仪器的试剂针与搅拌杆先后执行加触发试剂与搅拌动作，从而完成加入触发试剂的操作。由于不进行反应杯自动清洗，该周期内反应盘将不递进杯位。

常规周期和触发周期的周期时间相同，均为10 s。

4 开机流程

开机流程包含图2所示步骤。

图2 开机流程图

分析部上电后进行参数下载、自检等初始化操作，并等待操作软件命令。

用户打开操作软件后，进行软件初始化工作，包括软件运行环境自检、与分析部通讯握手以及生化仪参数及状态查询等。

随后测量暗电流、打开光源灯、打开反应盘温控，并进行液路组件和整机系统复位。

若反应盘温度达到(37±0.3)℃，光源灯上电20 min，系统即可进入空闲状态，等待用户的进一步操作。开机后系统稳定时间小于30 min。

以上过程中出现故障即转入故障状态，提示用户处理。

5 总结与展望

文章介绍了一种高性能全自动生化分析仪的整机运行方案，后续将在此基础上设计完善整机功能测试方案，以及其他功能模块。

[1] 胡凯，张颖超.生化分析仪的设计及与PC机的通信[J].微计算机信息.2006(10)：208-209.

[2] 刘镇武，尚志武，黄炎彬.全自动生化进样系统的设计[J].工程设计学报，2016，23(6) ：613-614.

Analysis on System Operation Scheme for the Automatic Chemistry Analyzer

Gong Wei

(ChangzhiMedicalCollege，ChangzhiShanxi046000，China)

The whole structure, interface and system operation scheme for a kind of automatic chemistry analyzer are described in this paper. The working principle, sequence scheme, position of the moving assembly and work period are discussed emphasizly. At last the boot flow diagram is given and the boot process is briefly introduced.

automatic chemistry analyzer; system operation scheme, boot process

2017-04-27

弓伟(1983- )，男，山西长治人，讲师/工程师，工学硕士，研究方向为医疗电子设备。

1674- 4578(2017)03- 0091- 03

TP216

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