基于流水线的检测系统分析性能智能比对评价系统的建立与应用*

胡婷，陈康，王伟佳，陈颖，索明环，胡耀宗，王霞，田原(中山大学附属中山医院检验医学中心，广东中山528403)

临床实验室相同项目在多台设备的检验结果可比是保证检测质量的重要环节。ISO 15189也提出实施实验室内部比对，确保患者结果的可比性[1]。如何保证同一实验室2套及以上检测系统检测同一项目的检验结果一致，需要更多的传承和创新。目前实验室的不同检测系统间的比对尤其是年度定期比对还处于手工或半手工模式，该工作模式繁琐、耗费大量人力和时间。本实验室通过设计一款实验室性能验证报告软件系统，可以方便实现不同检测系统间的方法学比对评价，并将结果存储到数据库中，给临床检验提供强大的数字化帮助，现介绍如下。

1 材料和方法

1.1比对项目和标本来源 纳入比对的项目包括常规生化项目58项、化学发光项目24项。标本来源于西门子Aptio全自动生化免疫流水线上检测后的患者标本。

1.2智能比对评价系统的模块搭建 西门子Aptio 全自动生化免疫流水线(laboratory automation system，LAS)、西门子中间体软件(atellica data manager，ADM)、实验室性能验证报告软件系统(performance verification report software system，PV软件)、 南方惠桥实验室信息系统(laboratory information system，LIS)和流水线外的罗氏Cobas8000全自动模块化分析仪3台。

西门子Aptio全自动生化免疫流水线包括IO进出样模块、架式进样模块、离心模块3个、去盖模块、西门子ADVIA 2400全自动生化分析仪4台、西门子ADVIA Centaur XP全自动化学发光分析仪3台、封膜模块、在线储存模块(15 000管)、去膜模块、Aptio自动化管理软件和中间体软件各1套。

1.3PV软件和技术 由上海新程医学科技有限公司进行软件开发。客户端操作系统：Windows XP及以上；服务端操作系统：Windows 2008 Server 64位版+SP2；数据库：MySQL 5.7及以上64位；运行环境：JDK 8.0及以上、JRE 8.0及以上或者Tomcat 8.0及以上；编辑语言：Java、JavaScript或HTML。

1.4方法

1.4.1构建数字化质量管理系统分析性能评价模块PV软件 用Tomcat软件和Java语言建立连接MySQL Server数据库的Web站点，完成Web站点的平台功能，在平台基础上建立和完成功能模块。该软件通过与流水线中间体ADM数据对接和实时同步，利用流水线中间体可与仪器紧密配合，自动化查找匹配样本并自动完成测试过程和测试报告。见图1。

图1 PV软件的系统架构

1.4.2流水线外仪器的智能比对 涉及流水线外罗氏Cobas8000全自动模块化分析仪进行比对或其与流水线上仪器比对时，常规化学项目样本按设定的位置自动定位至IO进出样模块；PV软件发送线外仪器的项目指令，通过LIS再发送至线外罗氏Cobas8000全自动模块化分析仪进行单机检测。

1.4.3不同检测系统间的年度比对 参考美国临床和实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute, CLSI)EP15A-2文件[2]，年度定期比对采用每个项目20个样本进行仪器间比对。实验标本浓度均匀分布(50%在参考区间内)、不使用超出线性范围的样本、避免使用有干扰的样本，比对在4天内完成。结合本实验室实际情况，设置智能比对评价系统的参数。

1.4.3.1比对样本的检索 由创建工作菜单开始，搜索72 h之前的样本。还可根据不同的项目设置不同的时间，如血糖项目搜索时间为1 d。

1.4.3.2比对样本的搜索 首先按设置组别(5个组别A/B/C/D/E，浓度由低到高)的浓度和数量以平均分布方式查找；如果按以上方式查找不到足够数量的样本，则在该组别浓度范围内查找任意浓度样本填充； 保证一次性检索20个样本。

1.4.3.3比对样本的保存 工作菜单创建后，将该20个样本锁定，并且在比对实验完成后方可丢弃样本；流水线上仪器比对实验完成后，自动运送回冰箱保存。涉及流水线外比对时，常规化学项目样本自动定位至IO进出样模块。

1.4.3.4数据收集、统计及分析 线上标本检测后，数据自动传输并自动统计。比对完成后自动评价，超出质量目标的项目(本实验方法学比对允许误差范围小于1/2总允许误差)，自动提示(红色字体标识)并且可以Excel导出保存归档。线外标本检测后，数据自动传输至线上比对统计软件，统计方式同线上标本。

1.4.4实施效果评估 通过人力、时间和工作强度来评估使用该系统前后对实验室工作流程的优化和工作效率提升程度。

2 结果

2.1PV软件模块组成

2.1.1方案设计模块 根据评价目的设计实验室的评估方案，参照标准选择合适浓度范围的样本。根据每个项目的线性范围和参考区间制定20个比对样本的浓度，系统界面见图2。

图2 PV软件模块方案设计模块的系统界面

2.1.2样本筛选模块 根据制定的项目范围查找合适的样本，样本质量应符合性能评价质量要求标准，如无脂血、溶血等。自动标识所在冰箱样本的最低值与最高值；根据智能算法筛选符合浓度范围的最优标本，并展示每个标本当前项目的结果；根据智能算法自动勾选第1天需要检测的样本，流水线自动将样本运送至仪器检测，系统界面见图3。

图3 PV软件模块样本筛选模块的系统界面

2.1.3指令发送模块 向分析仪发送需要检测的样本指令，通过流水线让指定仪器完成样本比对。线外仪器的指令可通过LIS发送至分析仪。

2.1.4样本检测模块 通过筛选的样本进行上机检测。

2.1.5结果收集模块 自动收集检测结果。对每台分析仪都需要进行性能评价检测分析后的结果进行自动收集汇总，由评价系统自动分析，评价系统会根据预先的内置标准进行判定。自动计算偏移并生成Excel，可进行电子归档。

2.1.6报告评估模块 对检测结果进行整体评估，得出评价结果，评价结果在确认无误后，审核签名并打印报告，报告与原始数据将以电子文件形式进行归档以便于后期溯源。

2.2实施效果分析 通过PV软件系统和Aptio流水线解决大量手工筛选样本、单机检测与结果录入。本实验室需要对流水线上4台生化分析仪的58项生化项目、3台化学发光分析仪的24项发光项目及流水线外3台罗氏生化分仪的58项生化项目进行仪器间的年度比对。与以往人工模式比对相比，使用该智能系统后工作强度、人力和时间成本明显降低，见表1。该系统能智能自动筛选合适样本、自动编辑项目信息、自动运送样本、自动检测、自动传结果以及自动分析结果；同时实现了每个项目20支单管标本比对，比对标本的浓度覆盖分析范围，且与人工模式查找的标本浓度相比，其查找的标本浓度分布十分均匀。

表1 不同检测系统间年度比对模式的比较

3 讨论

不同检测系统间的年度比对是一项繁琐耗时但又无法避免的工作。目前各临床实验室对于这部分内容还处于人工模式即人工查找实验所需的样本浓度，手工抄录样本号进行标本查找，然后编号上机，手工录入数据，人工统计分析实验数据。该工作模式初期在筛选样本耗费大量人力和时间，中期单机检测、耗费大量精力手工录入结果并分析，后期对于结果数据报告溯源性不便利。随着实验室的自动化程度越来越高，信息网络技术的不断发展，如何实现检测系统分析性能评价的自动化和智能化，成了实验室目前迫切的需求。

本实验室基于自动化流水线的平台建立检验方法学比对性能评价软件系统，参考CLSI EP15-A2文件实现自动化流水线上不同仪器间相同项目的智能比对及与流水线外仪器的智能比对等。该系统使用了teamplay云技术平台及多种加密技术保障数据的安全性及合法访问，取得很好的实施效果，是国内外检测系统/方法学比对实验的首创模式。本实验室采用该系统后使得自动化流水上不同仪器间相同项目的方法学比对变得简单，从标本的自动查找和自动检测到自动分析评价数据并可导出数据进行归档全过程无需人员接触标本，大大降低了生物安全风险。本实验室2008年通过ISO 15189医学实验室认可，故每年至少进行1次仪器间的年度比对。该系统使用后替代以往繁琐人工操作，减轻工作强度，工作人员只需要专注于数据分析、查找原因等更有意义的工作中。自动化流水线硬件和软件的联合开发应用大大的减轻工作强度，提高了工作效率。本系统基于自动化流水线上开发，且仅限于含在线储存模块的流水线。