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郭健
卫生部北京医院 卫生部临床检验中心 北京 100730
近年来，实验室自动化系统（laboratory automation systems, LAS）在全世界范围内得到相应的重视和发展，人们普遍在探索一种适合自己实验室工作的模式，以加快实验室自动化进程和提高实验室工作效率。临床实验室中应用全自动分析系统始于二十世纪七十年代，其后，随着计算机技术的高速发展，计算机及其网络技术迅速在实验室中得到广泛应用，计算机不但用于控制自动分析仪，还用于在线检验申请的处理和检验报告单的打印，计算机系统与实验室自动分析仪和自动样本转运单元的结合，构成并促进了实验室自动化系统的发展。LAS的设计理念是基于提高临床实验室日常工作的效率，快速、准确检测，并减少样本用量。LAS的目标是协调自动分析单元、自动样本转运单元和计算机系统的工作[1,2]。
二十世纪九十年代，日本在经济发展达到高峰，同时出现劳动力相对短缺、人力成本上升的条件下，实验室自动化得到快速发展。曾有人预测，大部分临床实验室将在2010年前建起LAS。但是，这种全实验室自动化的模式由于建设成本高，在世界许多国家，包括发达国家在内，应用受到不同程度的限制。有报告表明，在美国5200家实验室中，有条件实现LAS的实验室有400余家，而目前，建有LAS的实验室仅有20余家。此外，LAS对实验室中使用的分析设备提出互通性和标准化的要求，而目前我国的临床实验室多采用不同厂家生产的、各式各样的检验设备，很难满足条件。LAS的建设和应用，使实验室对LAS生产厂家的技术依赖大大增加，实验室自主解决检测流程中问题的能力受到限制。目前，一些实验室在建设LAS时，为减低成本而降低系统配置和控制能力，或减少在线的设备数量，结果是导致系统工作忙时数据传输不畅，或检验项目种类、数量不能满足需要，使LAS不能正常发挥作用。 | |
为提高临床检验工作效率，LAS无疑是部分临床实验室在今后数年内发展目标。一个理想的LAS应由实验室的工作人员结合实际工作流程进行设计，既能满足工作需要，又不在短期内过渡增加实验室的运营成本。LAS的建设要有整体规划和设计，但可以是分部进行的。研究表明，在全部检验过程的时间分配中，分析前阶段约占65％，样本运输占2％，分析中占15％，分析后占18％（Argent Consulting Worldwide Survey, 2001）。计算机的应用为实验室自动化奠定了基础，全自动分析设备的应用，使得分析中时间大大下降，样本前处理系统（单元）针对实验室分析前阶段设计，旨在提高实验室从样本接收到上机检测过程的效率，在实验室财力有限的情况下，根据需要，灵活实现检验过程部分自动化，为实验室建设LAS提供了新的选择。
在样本分析前阶段，除患者准备、样本采集、样本标识外，临床实验室通常要完成样本的接（验）收、检验项目（含收费）的确认、样本处理（如离心、分注、贴标识）等过程。在人工进行这些工作的实验室，通常要花费大量的时间及人力资源，错误发生率居高不下。对于已实现分析过程高度自动化的实验室，分析前过程的矛盾尤其突出。为此，人们开始重视并着手解决分析前阶段的样本处理问题，全自动样本前处理系统（单元）悄然进入临床实验室，为保证检验结果质量，加快检验速度，降低检验成本，保证工作人员安全，显示出具大的工作潜力。
样本前处理系统（单元）的工作流程（图1）一般包括以下主要功能：
１．样本检查：全自动样本处理系统可识别原始样本管上 的条形码和样本管帽的颜色，并通过实验室信息系统（LIS）从医院信息系统（HIS）获取样本相关信息，根据拟进行检测的项目与原始样本种类（血清或血浆）对样本类型做出符合性判定，通过特殊的激光系统（可穿透样本管上的标签）和/或数码照相技术，对样本的质量（如凝血块、脂血、溶血）和体积进行判定，对不符合检验要求的样本做出相应处理。为适应不同实验室的工作特点，样本前处理系统通常能够识别多种条型码类型和试管规格。目前，在样本分析速度高达每小时数千份测定的条件下，对样本质量（如溶血、脂血）的检测速度要求也相应增加，而样本前处理系统可以轻松完成此项工作。
２．样本管除盖：全自动样本前处理系统对原始样本管的除盖方式可以是螺旋式、直拔式和剥离式，取决于原始样本管的种类，样本管除盖过程的自动化，减少了对实验室工作人员与样本直接接触机会，从而减少了生物源污染危险，也提高了工作效率。
３．样本再分注：是样本前处理过程中重要的一个环节，前处理系统可根据LIS提供的信息对原始样本进行必要的再分注，以适合实验室不同检验工作平台（如生化、免疫、特种蛋白、TDM等检测）的要求，对于分注的二次样本管，系统自动为其加贴与原始样本管相同的条形码标识。目前，不少临床实验室限于其专业组（机构）设置不同，要求为不同项目检测分别采血（如生化、免疫、特种蛋白，等），以适应不同工作平台的需要。为解决或减少病人取多管血的现象，样本前处理系统提供了方便的条件，使真正达到以病人为中心的服务形式，根据检测项目多少决定采血量，根据实验室工作平台设置进行样本再分注，从而提高对病人的人性化服务。分注时机器采用一次性吸头，避免发生样本间的交叉污染。同时，机器加贴的条型码更加规范，在很大程度上降低了错误率。
４．待检样本储存：当样本前处理系统作为独立工作单元存在，没有借样本传送轨道与分析系统相连时，经处理的样本将被暂时保存在前处理系统的样本缓冲区，为增加实用性和适用性，全自动样本前处理系统通常可识别多种规格（数种至数十种）的样本架，以便根据实验室检测平台的需要，在不同分析仪器上直接装载样本进行测定。在实现了样本自动传送的条件下，系统可通过识别不同试管架，以区分原始样本管、分注样本管、重测样本管等。
５．样本离心：离心单元在全自动样本前处理系统中通常是作为独立可选单元存在的，在实现样本处理自动化过程中起着非常重要的作用，但离心单元除增加处理系统的成本外，还是样本前处理系统速度的瓶颈。通常，离心单元的样本处理速度每小时为200-300，增加离心单元数可以提高样本的处理速度，但也增加了系统的成本。因此，除非是建立LAS，使用人工离心可达到快速、低成本，结果满意。
６．样本前处理系统与样本分析（平台）系统的连接：在LAS中，样本前处理系统与样本分析平台的连接是依靠机械轨道实现的，从而完成全实验室的自动化，实现“无人化检验操作”。样本在转运过程中通常是以5-10个试管为一组（在一个试管架上）实现的，以提高转运速度。机械轨道实现的样本转运，减少了实验室对人力的需求，但大大增加了系统的建设成本，同时，机械故障 率的增加，也是临床实验室必须考虑的新问题。在我国人力资源充足且成本相对较低的今天，建设临床实验室自动化系统，应注重实际效果，目标明确，可分步实施。自动化样本前处理系统解决了临床实验室中关键工作流程的自动化，而条型码技术的应用，及与分析系统相适应的试管架的使用，使样本前处理系统与分析系统的连接虽借助人工完成，但其灵活性与便捷性已是非常明了。
目前，进入我国市场的独立、开放式样本前处理系统产品正在增加，如OLYMPUS公司的OLA系列、A&T公司的CLINILOG、及TECAN公司的GENESIS产品等，性能可以满足不同类型实验室的需求（表1）。综上所述，样本前处理系统可为保证样本分析前质量发挥具大作用，作为一个独立的工作单元，成本相对较低，具有更多的灵活性与适应性，可以解决临床实验室在分析前阶段耗时多的问题，使样本前处理过程适应高速自动化分析的需要，从而提高检验全过程的效率。建设LAS没有固定的模式，每个临床实验室可根据自己的工作特点，选择适宜的模式；应注意，实验室信息系统（LIS）是建设LAS的基础，也是样本前处理系统发挥高效作用的基本条件。临床实验室可根据工作的需要，为自己配备适宜的样本前处理系统，以提高检验工作效率。同时，样本前处理系统的应用，为实验室建设LAS奠定了基础。
参考文献
1.Masahide Sasaki: Expectations relation to future Laboratory automation system: the way laboratory automation systems should be, LAS PRIMER The Primer for Laboratory Automation System, A&T Corporation (1997) p1-11.
2.Anne Ford: On the road to automation, proceed with caution, CAP Today, March 2004: 24-44. | 
