实验室自动化

实验室利用各种自动检测设备和计算机等手段实现测量、实验和数据处理的自动化，借以减轻实验人员的手工操作，提高科研工作效率。实验室自动化的初级阶段主要是实验数据的自动测量。现代实验室自动化已涉及研究计划的制定、研究调查、实验设备的设计和试制、实验样品的准备、实验数据的搜集整理、研究成果的发表与普及、数据库的建造等各项研究分析活动。因此，实验室自动化已有狭义和广义两种含义。狭义的实验室自动化是指通过实验获取数据、数据处理和获得实验结果这一过程的自动化；广义的理解则包括科学实验、仿真、图像处理、计算机辅助设计、自动测量、自动检查、实验设备的控制、文献专利情报的管理、各种数据库、自动翻译、专家系统等。实验室自动化系统是充分运用实验室技术资源、信息资源和人的智力资源的科学研究支持系统。

实验室自动化系统主要包括实验设备、计算机和科技人员三个要素，分别完成实验对象的测量与控制、数据的搜集和判断、对实验进行解释和判断等任务（见图）。一般的实验室自动化系统由专用电子计算机、接口和测量用局部网络等硬件以及相应的软件组成。高级的实验室自动化系统采用专家系统，具有某些推理功能，成为人的智能创造活动的助手。

实验室自动化主要用于小型实验设备的测量自动化、大规模实验室设施的自动化、工业质量管理的分析与试验以及生物医学等领域。80年代以来，实验室自动化又与办公自动化、计算机辅助设计、计算机辅助制造等结合起来，成为工厂自动化的组成部分。

实验室自动化系统（Laboratory Automation Systems，LAS）无疑是部分医学检验实验室发展的目标。其重要一步就是将分析前、后的一系列步骤自动化，比如：标识，分装，去盖，离心，分类，装载，加盖，储存等。自动化系统一般都由以下几部分组成：样品原始管入口区、自动识别样品原始管条码站、自动离心机、自动去盖器、自动样品水平面探测仪、自动分装样本装置、自动分类装置、传输系统和样品储存区。

理想的LAS应该具有以下特点：①开放性：并不局限于与本厂家仪器的连接，应该可以与其他任何厂家的分析仪进行连接；②完整性：具有完整的“分析前-分析中-分析后”硬件及软件支持，信息系统完整；③灵活性：整个系统可以根据场地要求，进行多种摆放方式；④智能性：高度智能、人性化的系统设计，最大限度地协助实验室的工作；⑤独立性：各功能单元既相互协作又相对独立，各单元均可独立运作；⑥完备性：具有冷藏储存后处理自动化的系统。但要满足以上全部条件还相当困难。

根据自动化的规模及程度，LAS可分为以下类别：

1．分析系统自动化

不同的检验项目使用不同的自动化分析仪，如全自动生化分析仪、全自动血细胞分析仪，全自动凝血分析仪，全自动尿液分析仪，全自动化学发光免疫分析仪，全自动酶联免疫分析仪，全自动血气分析仪，全自动细菌鉴定仪等等，且自动化分析仪与实验室信息管理系统（LIS）相连，组成工作区管理系统。目前已推出全自动生化免疫分析仪、血细胞分析推片流水线、尿液沉渣分析流水线等，对部分检验项目进行了整合。分析系统的自动化大多数实验室均可比较容易实现，且投资回报快，但尚未涉及标本前、后处理的自动化。

2．虚拟自动化

由工作管理系统软件支持，通过手工工作流程对标本进行管理。通过阅读标本条形码，信息系统可以告诉你标本的项目情况，如分杯数目、检测仪器、专业组、存档等，然后送往相应的专业组和仪器进行自动化检测，检测结果又会传回信息系统进行结果分析及后处理。虚拟自动化适合于中、小医院，仅需添置管理软件，利用现有的自动化分析仪器，运用软件来管理标本流程。

3．灵活性实验室自动化（Task Targeted Automation，TTA或Flexible Laboratory Automation，FLA）

利用独立的标本分析前、后处理系统可选择性解决离心、去盖、分类、分管、装载各种分析仪的标本架、贴条形码、加盖、归档、标本查询等工作，减少重复性手工劳动。灵活性实验室自动化系统可适用于大、中型实验室，适用于整个实验室的全部分析系统，其分类功能强大，可进行精细分杯，运用软件管理样本流程，进行数据审核，自动处理检验科80%的标本结果。但该系统缺少运送标本的轨道，需人工将各种标本架搬运至各检测分析仪上进行检测。检测完毕后再将标本架送回该系统进行后处理、存档。

4．血清工作站自动化（Serum Working-Station Automation，SWA）

检验科全部标本中70%是血清标本，主要是生化、免疫类标本。SWA适用于血清样本处理的全自动化，是局部的自动化。该系统可以流水线式处理血清标本，从离心、分类一直到分析、存档一气呵成，自动化程度很高。但非血清样本的分类、检测等工作不能进行，且占地空间相对较大，一般只能连接本厂商提供的分析仪器，不能充分利用实验室现有的分析检测系统。

5．全实验室自动化（Total Laboratory Automation，TLA）

TLA主要由前处理系统、样本运送系统、样本分析系统、实验数据/结果处理系统、样本保存系统和计算机硬件等组成，以实验室工作的自动化、标准化、系统化、一体化和网络化为特点。以流水线式处理标本的方式，更方便于统一、系统化的管理。自动传输系统在全实验室自动化系统中起到了至关重要的作用，因为它同时担负着将处理好的标本输送到各分析仪上和将各类自动化分析仪联为一体的作用。实现了从标本处理-分类-运输-检测-报告结果-标本后处理整个过程的完全自动化。TLA系统适用于大型的临床检验实验室，覆盖整个实验室内绝大多数标本。但成本昂贵，占地空间大。