Автоматизация исследований мочи
Автоматизация клинического анализа мочи основана на применении приборов двух типов: автоанализаторов для исследования аналитов мочи методом «сухой химии» на полосках и автоанализаторов для исследования корпускулярных элементов мочи (для анализа «осадка» мочи).
В автоанализаторах для анализа мочи с использованием «сухой химии» на полосках для количественного измерения аналитов используют в основном отражательную фотометрию. Примерами таких анализаторов являются «Supertron» (Германия), «Clinitek Atlas» (США), «Super AutionS-4220 А» (Италия), «AUTION МАХ» (Япония). Целесообразно использовать эти анализаторы в лабораториях с большим объемом исследований, при интенсивном потоке образцов мочи и широком спектре исследований.
Эти автоанализаторы обладают большой производительностью (200-250 и более полосок в час), представляют собой «закрытые» системы, проводить исследования возможно на полосках для мочи только определенного изготовителя, например в анализаторе «Supertron» это – полоски «Combur 10».
Задача оператора заключается в том, чтобы разместить мочу в первичных пробирках (объем 2-10 мл) в пробонакопитель анализатора (круглый стол или штативы и др.) в зависимости от конструкции прибора, загрузить полоски или рулоны в специальный бункер и включить прибор в работу. Анализаторы позволяют проводить анализ 10 аналитов мочи на полосках (белок, билирубин, глюкоза, кетоновые тела, кровь, лейкоциты, нитриты, относительная плотность, pH, уробилиноген).
Относительную плотность определяют на основе измерения индекса преломления света встроенным рефрактометром, как правило, с высокой точностью и интервалом до 0,001. В автоанализаторе «AUTION МАХ» нанесение мочи на полоску в отличие от полуавтоматических анализаторов мочи выполняется путем пипетирования точного объема мочи на каждую тестовую зону на полоске для перечисленных аналитов. В этом случае исключается опасность перетекания мочи с одной тестовой зоны на другую. После необходимой инкубации мочи с реактивами тестовой зоны анализатор считывает результат отражательным фотометром на двух длинах волн. В указанных анализаторах предусмотрено определение других показателей — мутности и цветности мочи, а также поправка на окраску так называемой «холостой» зоны (не содержащей реактивов), после нанесения на нее мочи, для того чтобы учесть цвет самой мочи и снизить влияние на результат лекарственных средств или их метаболитов. Все полученные результаты выводятся на принтер, могут быть переданы во внешний компьютер или внешнюю сеть.
Некоторые анализаторы для анализа мочи на полосках могут быть стыкованы с автоанализаторами для исследования элементов «осадка» мочи с образованием комплексной автоматической станции для совокупности этих исследований. (Слово «осадок» в данном случае неслучайно взято в кавычки, поскольку для работы на этих анализаторах не требуется получение осадка мочи, анализ проводится в нецентрифугированной моче). Так, автоанализатор «осадка» мочи «IQ 200» (США), может быть подключен к анализатору «AUTION МАХ» через специальное соединение. Подключение дополнительного компьютера позволяет автоматически координировать их работу. При этом к результатам по 10 аналитам мочи, полученным при исследовании полосок, добавляются 12 показателей по исследованию корпускулярных элементов мочи.
При работе на автоматическом проточном цитофлюориметре UF-100 имеется возможность в дополнение к результатам исследования «осадка» мочи результатов, полученных на анализаторах «Clinitek» для анализа мочи на полосках. Память компьютеров, которыми оснащены эти приборы, позволяет хранить данные почти 1000 пациентов, а также результаты исследования калибровочных и контрольных материалов. Калибровку анализаторов выполняют либо с использованием калибровочных полосок, либо жидких калибровочных материалов. Для контроля качества используют контрольные полоски либо специальные контрольные материалы.
Автоматизация анализа «осадка» мочи предлагается в различных конструктивных решениях. Одно из них основано на совмещении процесса приготовления пробы – центрифугирования – непосредственно с процессом микроскопического анализа осадка в оригинальной центрифуге с центрифужными пробирками. Последние имеют в своих стенках зоны, позволяющие осуществлять микроскопию «осадка» без переноса пробы. Центрифуга управляется микропроцессором, что обеспечивает полную воспроизводимость условий подготовки проб, необходимую степень концентрации «осадка» и распределение его по зоне микроскопирования.
Другой подход к автоматизации анализа корпускулярного состава мочи основан на проточном принципе анализа, как, например, в приборе UF-100 (рис. 12.1). При прохождении через апертуру анализатора в потоке мочи корпускулярных элементов парные электроды отмечают изменение проводимости и регистрируется импедансный сигнал, что позволяет осуществлять подсчет форменных элементов. Окрашенные форменные элементы, гидродинамически сфокусированные (по принципу «струя в струе»), проходя через апертуру анализатора, пересекают луч аргонового лазера. При этом происходит рассеяние света, что детектируется фотодиодом (прямое светорассеяние), и возникает флюоресцентное свечение, детектируемое фотоумножителем (рис. 12.1).
Рис. 12.1. Принципиальная схема устройства автоматического проточного анализатора для исследования «осадка» мочи UF 100: 1 – источник света – аргоновый лазер с длиной волны света 488 нм; 2 – зеркала; 3 – конденсорная линза; 4 – электроды; 5 – проточная камера; 6 – коллекторная линза; 7 – разделитель потока света; 8 – датчик проводимости; 9 – усилитель импедансного сигнала,10 – щель; 11 – дихроичный фильтр; 12 – линза; 13 – фотодиод; 14 – усилитель сигнала света флюоресценции; 15 – фильтр; 16 – фотоумножитель; 17 – усилитель сигнала рассеянного света
Измерение трех видов сигналов дает необходимый объем сведений о каждом форменном элементе, а система кластерного анализа позволяет на этой основе определить тип форменного элемента: эритроцит, лейкоцит, эпителиальная клетка, цилиндр или бактерия. Система «флагов» помогает оператору быстро выделить те образцы, которые требуют дополнительного исследования. Эти «флаги» указывают на наличие в моче патологических цилиндров, мелких округлых, дрожжеподобных клеток, кристаллов, сперматозоидов.
Результат анализа может быть представлен на экране монитора в графической форме в виде гистограмм и скетограмм и в цифровой форме с отметкой данных, выходящих за пределы нормы. Та же информация может быть распечатана. Производительность анализатора – до 100 проб в час. Имеется встроенная программа контроля качества, результаты анализа 1 ООО проб мочи пациентов хранятся в памяти анализатора.
Автоматизированная система для комплексного исследования мочи «900UDx Urine Pathology System» состоит из трех модулей, выполняющих химическое исследование с помощью диагностических полосок, определение относительной плотности мочи и микроскопию ее осадка. При протекании мочи в непрерывном потоке через проточную ячейку микроскопа проводится запись видеоизображений корпускулярных компонентов осадка, которые обрабатываются компьютером, классифицируются и выводятся на экран монитора для окончательного подтверждения оператором. С этими данными автоматически сопрягаются результаты химического анализа и определения относительной плотности, что в совокупности дает полную картину исследования мочи. Приборы этого типа рассчитаны на выполнение от 50 до 1000 анализов мочи в день.
Одна из последних версий аналогичной системы для автоматического анализа «осадка» мочи основана на подключении к автоанализатору «AUTION МАХ» автоматического анализатора «осадка» мочи «IQ 200». Производительность «IQ 200» – 60 анализов в час, измеряемые аналиты (пока их 12) – эритроциты, лейкоциты, лейкоцитарные сгустки, гиалиновые цилиндры, другие патологические цилиндры, клетки плоского эпителия, клетки несквамозного эпителия, слизь, сперматозоиды, бактерии, грибы, кристаллы. Существует возможность выполнять срочные анализы. При исследовании для каждого образца автоматически создается сортированный архив всех найденных элементов мочи вместе с их микрофотографиями.
