检验标本条码的意思

10.3　LIS的关键技术

检验信息管理的要求是:代替人工在短时间内处理大量的样本，保证样本信息与采样对象、申请、结果的信息在检验过程中正确关联，辅助人工管理样本审核信息、检验质量控制信息。所以，LIS要求系统中的信息与系统之外的样本正确关联，有严格的质量控制体系保证检验结果的误差在允许限度内，能减少人工处理标本和检验结果的工作量和差错率，检验结果能及时地告知医护人员和患者。

10.3.1　模式识别技术

现代医学检验仪器的自动化、智能化，大大减轻了人工操作的工作量，提高了检验质量，仪器内部的信息处理技术起到了重要的作用。模式识别只是其中的一种。模式的原意是供模仿用的样本，模式识别是识别一个未知对象与哪个样本相似，利用事物同类相似、异类相异的特性，把一个对象集合分成许多不同的类，所以，有时也称模式分类。模式识别的本质是模拟人的智能行为，得到广泛应用。

图10－2　血细胞计数脉冲

模式识别首先要提取样本的特征，建立分类规则，称为识别学习阶段；然后利用已知分类的样本进行特征分类训练，依据识别正确率获得识别的标准，确定识别的步骤和方法，为测试阶段。以血细胞分类为例，特征之一是血细胞的体积大小，白细胞体积在100～1 000fl，红细胞在85～95fl，血小板在2～30fl。当溶于电解液的细胞经一小孔通过时，细胞的不良导电性引起该处电阻增加，形成电脉冲。不同体积的细胞形成的脉冲幅度高低不同，白细胞最大，红细胞次之，血小板最小，如图10－2。

用不同的计数脉冲门槛电压，对高于门槛电压的脉冲进行选择，以分别计数，得到的血细胞分类计数准确度并不理想，原因是体积小的白细胞与红细胞体积差别不大，再加上各种干扰，影响了识别。显然，理想的特征是在不同类别事物之间不发生交叠，但在现实中可能很难达到要求，因此，需要利用多维不理想的特征，来提高识别能力。所以，选取单位溶液中的细胞数量为第二个特征，正常红细胞数量男性约400万～500万个/ul，女性约350万～450万个/ul，白细胞约4 000～10 000个/ul，血小板约10万～40万个/ul。当计数脉冲的门槛电压＝U1，得到的是红细胞和白细胞数量之和S₁，当计数脉冲的门槛电压＝U2，得到的是血细胞的总数S，S－S₁是血小板数。因为红细胞数量约为白细胞的1 000倍，可以忽略计数中的白细胞数，认为S₁就是红细胞数。再加入溶血剂，使红细胞溶解，其碎片体积不足以影响白细胞计数，将计数脉冲的门槛电压＝U1，便可得到白细胞计数。

如要对白细胞再进行分类计数，因为体积特征交叠多，所以，需要增加细胞的表面特性、核/浆比例、内部质粒大小和密度等特征来提高识别准确度。

10.3.2　条码技术应用

因标本脱离于信息系统传递，在采样、核收、分拣、预处理、上机检验、重复检验等步骤中，要保证标本与信息系统中的检验申请、检验结果正确关联，不出差错，条码技术是目前LIS解决这个问题的主要方法。

条码发源于20世纪40年代，研究于60年代，应用于70年代，普及于80年代，条码技术具有输入速度快、准确度高、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。

一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读（图10－3），转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。通常对于每一种物品，它的编码是惟一的，一维条码要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。

图10－3　条码扫描设备和LIS打印的一维条码

要保证标本与信息系统中的检验申请、检验结果正确关联，基本方法是每个标本有惟一的编号，这个编号同时保存在系统数据库中，建立与检验申请、检验结果的对应关系，在采样、核收、分拣、预处理、上机检验、重复检验等业务中，通过标本自身的编号查找系统内的相关信息，支持人工或设备正确完成该标本的检验业务，新产生的信息采集后与标本编号关联。

标本惟一编号的产生方法有两个，一是现场打印。编号由LIS系统自动产生，转换成条码打印后贴在标本容器上，除打印编号外，还可以打印与标本相关的信息，如患者姓名、编号、检验项目等，方便检验人员人工处理标本，适合非标准的样本容器以及预处理过程。二是事先印刷，编号的条码由标本容器生产厂家产生、印刷并粘贴在标本容器上，在标本采样时，用条码扫描设备将编号读入LIS系统，此法减少了现场打印粘贴的工作量，因为条码印刷标准，位置统一，有利于减少标本自动处理系统的条码读取错误率，适用于大量使用的标准试管型标本容器。由于一维条码的信息容量很小，信息的详细描述只能依赖数据库提供，离开了预先建立的数据库，一维条码的使用就受到了局限。

图10－4　二维条码

1991年美国Symbol公司推出PDF417二维条码（图10－4）。二维条码根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳250到1 100个字符，约500个汉字信息，比普通条码信息容量高几十倍，可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码，具有多重防伪特性，译码可靠性高，修正错误能力强，容易制作且成本低。

条码技术在医学领域有许多的应用案例:如利用药品包装上的一维条码，进行库存管理。如作为患者惟一标识号，可以用条码事先印刷在就诊卡上，或现场打印粘贴在病历上，还有用带条码的腕带标识患者，在检验标本采样、发药、治疗等操作前，先扫描条码核对患者和医嘱，减少人为差错。用二维条码存储住院患者的用药医嘱，粘贴在药品的外包装上，护士在配药、给药时，可以使用便携式设备扫描获取药品医嘱内容，提高了工作效率，减少发药差错。

10.3.3　自动控制技术

20世纪90年代在日本首先实现检验前、中、后三个阶段的自动化，称为全实验室自动化（total laboratory automation，TLA）。

TLA将实验室的各种标本处理设备和检验仪器通过网络和标本自动流水线连接在一起，由流程控制软件、数据管理软件进行控制，形成一个高度自动化的工作环境。全实验室自动化提高工作效率，加快检验速度，减少差错，改变了检验的工作流程。

TLA的组成包括硬件和软件两部分，硬件包括标本处理和检测所需的全部设备，如图10－5所示，软件LAS（Laboratory Automatic System）则主要是执行进程控制。根据标本的处理流程，可将设备划分为三个主要部分:标本处理模块、检测流水线和独立检测单元，进程控制软件参与各部分的控制以及各部分间的协调。传送带、机械手、自动机械装置、配合进程控制是TLA技术的核心。

图10－5　全实验室自动化（TLA）

医嘱和标本编码通过接口传递给LAS，LAS将标本预处理和检验要求分别传递给预处理设备和检验仪器，LAS控制标本在流水线上传输到指定的位置，进行预处理和检验，再接收检验结果传递给LIS。如图10－6所示。

图10－6　LIS与CIS和LAS的关联

标本的处理是当前实验室常规工作中所占比例最大的一部分，在样本分析前，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，研究表明，标本分析前的时间占总检验时间的65%。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。采用TLA设备自动完成传递、脱盖、离心、抽取、分样等一系列工作，可使实验室中最繁重的手工工作实现自动化，既减少人工差错，又降低了标本与工作人员之间交叉污染的风险。

检测流水线与标本处理模块相联，进行各种检测的样品经前一模块处理后直接进入流水线。生化、血液、免疫等分析仪器连接在流水线上，可通过连接单元自动加载样品，测试完成后自动卸载，标本放回到流水线上供下一个仪器测试。当某些检验仪器不支持流水线时，可作为独立检测单元处理。由可编程控制的机械手为多台分析仪器提供标本。样品进行完所设定的所有项目后被放入冷藏室供自动复检或智能测试。一组在不同仪器上的检验，原来需要多管标本分别做预备处理和检验，现在只要一管标本，减少标本采样量或分样工作；当发现检验结果有疑问时，TLA能自动找到原标本进行重复检验。