尿液分析技术和相关仪器知识扩充.docx

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尿液分析技术和相关仪器知识扩充

尿液分析技术

和相关仪器

首页→第十三章尿液分析技术和相关仪器

尿液分析是临床诊断泌尿系统疾病的重要措施之一，通过对尿液物理学检查和化学检查，可观察尿液物理性状和化学成份的变化。

在尿沉渣检查中能够看到的有形成分为红细胞、白细胞、上皮细胞、管型、巨噬细胞、肿瘤细胞、细菌、精子以及由尿液中沉析出来的各种结晶（包括药物结晶）等。

这些检查资料对肾和尿路疾患的诊断、鉴别诊断以及疾病的严重程度和预后的判断，都有极重要的意义。

随着现代科学技术的发展，各种先进的检测技术，特别是电子技术及计算机的应用，不断提高尿液检查的自动化水平。

各种尿液分析仪的出现，对尿液化学成份检查提供了可靠的数据。

同时由于计算机高速发展、血细胞分析仪和流式细胞仪的研制经验，尿沉渣全自动分析仪也相继问世，较好地解决了尿沉渣的自动化检查。

尿液分析技术进展

一、尿液分析仪的发展

20世纪40年代，逐渐出现了尿液干化学试剂带法，并成为筛检健康人或患者尿液的首选方法；70年代，第一台尿液化学分析仪问世，从此在相当程度上改变了传统尿液检验繁琐费时的操作方式，成为现代尿液分析的标志；80年代，许多公司将色谱和免疫技术用于干化学试纸中，生产出具有检测敏感性和特异性极高的单克隆抗体的试剂带；80年代中后期，韩国采用比较尖端的光电转换元件CCD（电荷耦合器件）生产出技术先进的Uriscan-S300型11项尿液分析仪。

90年代以来，尿液分析仪自动化程度、性能得到迅猛发展。

目前又有多功能的尿液分析工作站问世。

与此同时尿液分析仪也从早期的大型设备到小型设备，功能更加全面，体积却更小的方向发展，市场上已经有小型便携尿液分析仪、投币式尿液分析仪出现，方便床旁检验和现场检验，病人甚至可以自己进行简单的测试，对于及早诊断、疗程监控都有实际意义。

我国的尿液分析仪的研制起步较晚，1985年国内电子仪器厂从日本引进当时具有国际先进水平的MA-4210型尿液分析仪和专用试剂带的生产技术及设备，由此填补了国内空白。

经过近三年的努力，实现了部分国产化，1990年尿液分析仪达到全部国产化。

尿液自动分析仪未来的研究方向，应降低成本，增加自动化程度，使尿液干化学分析和有形成份分析联成一体机，和医院的信息系统联网，使试验室更好的为临床医疗服务。

二、尿沉渣分析仪的进展

尿沉渣中有形成分的检查、识别，过去一般采用普通光学显微镜，有时也应用偏光显微镜，位相显微镜，荧光显微镜。

检查费时、麻烦，结果误差大等因素一直困扰着检验医学界。

1988年，美国研制生产了世界上第一台“YollowIRIS”高速摄影机式的尿沉渣自动分析仪，简称Y-1尿自动分析仪。

这种仪器是将标本的粒子影像展示在计算机的屏幕上，由检验人员加以鉴别。

1989年，日本引进Y-1尿自动分析仪，发现此仪器不能满足临床要求。

1990年，日本与美国合作，对原有的尿沉渣分析仪进行改进，生产出影像流式细胞术的UA-1000型尿沉渣自动分析仪，随之又生产了UA-2000型尿沉渣自动分析仪，这种仪器主要由连续高速流动位点摄影系统组成，包括闪光放电管、放大接物镜、平面流动池、CCD摄影系统、影像信息处理机和阴极射线示波器等。

虽然该仪器对原来的尿液分析仪进行改革，但由于此类尿沉渣自动分析仪对图像粒子测绘不十分满意，处理能力低，重复性差，管型分辨不清，价格较昂贵等原因。

而未能普及。

1995年，日本在原来影像流式细胞式尿沉渣自动分析仪的基础上，将流式细胞术和电阻抗技术结合起来，研制生产新一代UF-100型全自动尿沉渣分析仪。

该仪器具有快速（检出标本量：

100个/h）、操作方便，且同时给出尿沉渣有形成分的定量结果和红细胞、白细胞细胞散射光分布直方图，便于临床人员对疾病的诊治和科研工作。

与此同时，德国生产出新一代的名为SEDTRON以影像系统配合计算机技术的尿沉渣自动分析仪。

迄今为止尿沉渣分析仪大致有两类，一类是通过尿沉渣直接镜检再进行影像分析，得出相应的技术资料与实验结果；另一类是流式细胞术分析。

三、便携式尿液分析仪

随着现代医院发展步伐的加快，对分析工作者及仪器之要求相应提升，务求能在繁忙而有限的空间发挥最大工作效益。

便携式尿液分析仪正好符合以上要求，将操作过程中占用操作者的时间减至最低，自动完成分析，结果随即打印，方便快捷。

可在最短的时间内轻松地完成最大量的样本检测。

同时方便床旁检验和现场检验，病人甚至可以自己进行简单的测试，对于及早诊断、疗程监控都有实际意义。

10个项目检查仅需1分钟，随即打印结果，能自动检测尿液颜色，自动检测、辨别完整红细胞。

该类仪器机体纤巧，仪器重大约2公斤左右。

配合尿十项试纸，分析项目齐备，能检测：

白血球、葡萄糖、胆红素、酮体、尿比重、亚硝酸盐、-PH、蛋白、尿胆原、红细胞。

可使用附加干电池，能在不同环境下操作，干电池储存量足够，能提供二百次尿液分析所需（另配）。

随心所欲，可选择不同模式的报告结果。

可选用半定量浓度（mmol/L）或'+/-'系统（1+，2+，3+，4+），标出异常值（阳性结果旁边自动打出*号以示区别）。

多元化报告模式：

二行，每行二十四字的LC显示，热敏打印机打印，可电脑联网，进行数据处理，每组结果均附程序编码，能更准确地辩认病人身份，可配尿

液质控，能储存五十组病人结果，供随时翻阅。

四、自动扫描式尿沉渣定量分析仪

为了配合尿液沉渣检查的标准化、规范化和自动化，仪器制造商采用自动显微的Logene-1平台技术，把经典检测方法和现代控制技术相结合制造了自动扫描尿沉渣定量分析系统，为尿沉渣镜检标准化、规范化和自动化提供了有效手段。

便携式尿液分析仪

（一）自动扫描式尿沉渣定量分析仪的工作原理

在手工操作的情况下，工作量较大时操作人员旋动载物台具有一定的随意性，很容易产生个体测试误差。

如果在有限体积观察中，必然要按一定路径进行测试，以克服有机沉淀物的非均匀分布。

这种非连续区域的观察，手工操作是相当不便的，直接影响到测试速度。

自动扫描功能指在显微镜观察镜下图像时，检测者只要操作专用控制面板或鼠标，显微镜下的视野可以按照设定的路径精确地移动，低倍和高倍视野也可以通过自动控制物镜的转换来实现。

自动显微平台的水平扫描精度可达1微米。

在系统的实际操作中，自动扫描包括以下两个主要步骤：

第一步：

低倍1微升快速浏览，加样后，系统用低倍镜进行1微升自动扫描，检测者只需在系统的屏幕上进行浏览，可以方便地观察管型、上皮细胞等尺寸较大的沉淀物。

第二步：

高倍约定路径快速扫描观察，如果需要进一步进行各种细胞的观察，检测者可以选择自动进入高倍约定路径快速扫描观察：

这时候系统自动将物镜从低倍转换为高倍，然后根据检测者事先设置的方式进行快速扫描观察。

（二）自动扫描与人工操作效果对比表

自动扫描

人工操作

观察路径

设定后相对稳定，不会发生漏检或重检

会发生漏检或重检

分布不均误差

观察路径均匀分布,可消除沉淀物分布不均的误差

观察路径难以均布,有沉淀物分布不均的误差

个体差异

不同操作者按同一路径扫描,观察规范化,没有个体差异

存在个体差异

体积定量

自动输出扫描体积

需要人工计算

（三）倒置式显微光路特点

该类仪器一般使用的是日本原装OLYMPUSCKX41倒置显微镜。

该光路的优点在于：

第一，加样方便快捷，由于倒置显微镜的载物台上方具有8～10cm超长的操作空间，检测者可以非常方便地使用一次性滴管进行尿沉渣的加样操作。

经过临床的反复测试，从离心管吸样到把沉渣滴到倒置显微镜载物台上的一次性尿板，一般操作人员5秒以内可以完成，熟练的操作员只需要3秒种。

第二，具有相差光路，提高观察效率，OLYMPUSCKX41高清晰的相差光路，可以让检测者多一个功能选择。

采用视野中明暗反差较大的相差显微镜可以清楚识别在普通光学显微镜下不易辨别的透明管型及细颗粒管型，在因肾病变致血尿及运动性血尿尿中看出形态异常如穿孔，出芽，面包圈等形态G类红细胞。

第三，UIS无限远光路确保图象清晰，日本OLYMPUS专利的UIS无限远光路系统，使得第三目图象采集的质量得到很好的保证。

（四）计数方式选择

尿沉渣的量和压（涂）片厚度是标准化重要环节，在普通玻片上随意滴加沉渣液或加盖玻片（甚至不加盖玻片），不能提供标准化的结果。

CCCLS《尿液物理学、化学及沉渣分析标准化》标准文件规定：

尿沉渣检查尽量使用透明的一次性尿沉渣计数专用塑料板。

以每微升中多少个沉渣成分报告结果。

也可采用载西斯尿沉渣计数装置（流动计数池）定量计数。

一次性尿沉渣计数板和流动计数池比较：

一次性计数板

流动计数池

交叉污染

无

可能

清洗时间

无

6-12秒

管道堵塞

无

可能

消耗材料

计数板

清洗液

（五）与干化学尿分仪联机过筛

自动扫描尿沉渣分析系统可与实验室已有的干化学尿液分析仪连接，通过串行通讯口获得干化学尿液分析数据，一方面该数据可以在最终的尿沉渣分析报告中打印出来，另一方面更重要的是该系统会自动筛选干化学尿液分析数据，自动显示哪些标本要进一步作尿沉渣分析。

目前，自动扫描尿沉渣分析系统中的过筛条件是：

白细胞阴性；红细胞≤10个/ul;尿蛋白≤0.25mg/l;亚硝酸盐阴性。

注：

1.系统中的过筛条件设计成开放型的,允许检测者修改;

2.过筛条件的确立:

干化学尿液分析仪和试带的质量均符合实验要求;操作人员相对稳定;经过大量实验数据的数理统计。

（六）系统软件功能

系统软件

软件模块

病例数据库管理

病例管理、查询、修改、统计功能

病例数据库路径管理功能

病例数据库备份及恢复功能

病例数据库LIS系统接入功能

联机通讯干化学分析仪功能

电子图文报告管理

尿液检查图文报告打印功能

报告格式用户自定义功能

图文报告批量打印功能

多种专业报告模式输出功能

报告常用词、常用格式设置功能

报告输出质量设置功能

尿沉渣分析工作站

近来国内外研制生产出尿沉渣分析工作站，其结构包括标本处理系统、双通道光学计数池、显微摄像系统、计算机及打印输出系统、尿干化学分析仪等。

1.标本处理系统内置定量染色装置,在计算机指令下自动提取样本,完成二次定量、染色、混匀、冲池、稀释、清洗等主要工作步骤。

2.双通道光学计数池计数池由高性能光学玻璃经特殊工艺制造，池内腔高度为0.1mm，池底部刻有标准计数格。

3.显微摄像系统标准配置：

光学显微镜+专业摄像头接口+摄像头，用途是将采集到的沉渣标图象的光学信号，转换为电子信号输入计算机进行图象处理。

4.计算机及打印输出系统　系统软件对主机及摄像系统进行控制，并编辑出检测报告模式。

系统软件包括：

主机控制软件；尿沉渣图象采集处理软件；病例图文数据库管理软件；尿液综合检验图文报告软件；干化学分析数据通讯接口软件；医院局域网图文数据传输处理软件等。

5.尿干化学分析仪

尿沉渣分析工作站的工作原理是：

尿液分析仪对尿样进行干化学分析，尿干化学分析的结果传送到计算机中，再对离心后的尿沉渣用显微镜进行检查，显微镜的图像传送到计算机中，在屏幕上显示出来。

只要识别出尿沉渣成份，输入相应的数目，标准单位下的结果就会自动换算出来。

尿沉渣分析工作站的特点是：

①定量准确：

微升级定量机构，实现准确定量、具有极高的重复性；②全程自动：

自动采集、进样、染色、稀释和排液、数据采集等，系统自动化染色、自动记数、定量染色，克服不染色尿沉渣镜检误认，漏检的缺点，提高检出率；③快捷高效：

交替使用的双通道记数池省却了清洗被污染记数池所占用的检测时间；④消耗低：

包括定量管、染色液、清洗液、打印纸、油墨全部内置，每人份仅消耗一元左右；⑤安全洁净：

全过程液体均在封闭管路中，不污染操作人员，智能控制功能强大，提供友好界面和操作信息，实现人机对话；⑥功能齐全：

选择待测样品、自动清洗、稀释、强制清洗、自动关闭电源；⑦方式灵活：

实现任选式自动控制操作：

不染色、染色、不清洗、清洗、强制清洗、检验顺序灵活控制；⑧使用方便：

只需将试管放入试管架上，仪器即可完成全部工作；⑨宜于观察：

采用精制、专用的尿分析定量板，光学性能好，可长期使用。

尿液分析的规范化和质量管理

尿常规分析是临床最常用的检查项目，它对泌尿系统疾病的诊断、以及其他系统疾病均有辅助诊断价值，另外还对某些药物治疗的监护，健康人群的体检的筛查均能提供重要的信息。

因此当前标本量大，虽然检查手段得到改进，但不少检验人员对该项检查不够重视，加上新鲜尿样的收集、送验不及时，商品试带没有标准化，检验操作不规范，质量管理不到位等问题不少。

因此尿液分析必须规范化和加强质量管理。

一、收集新鲜尿的质量管理

1.住院病人尿常规最好留取清晨第一次尿，门诊或急诊患者可随时留取。

但在标本容器上必须注明留取时间。

2.使用清洁一次性有盖尿标本容器，改变目前敞开无盖的尿杯。

容器上应贴有病人姓名、检验联号（或条码）及留有注明标本留取时间的空间。

3.尿标本留取后（至少30ml），应及时送验，以免细菌繁殖及有形成份破坏。

凡超过离留尿2h、或未注明留尿时间、或尿量不够的标本应拒收。

检验科收到合格的尿标本后应签收，在送验单上注明收到时间，并应及时检查。

尿试带的质量管理

1.如何选择尿化学试带

  尿化学分析仪和试带、校准带（液）组成标准检测系统，理应是配套的。

因为各仪器组成的检测系统中方法不一定相同，试带量级标准也有不同，要真正了解各项检测的原理和量级标准，为此理应选用配套试带。

由于种种原因如要选用其他厂家生产代用试带，应先了解其方法是否与仪器配套试带一致，同时一定要做对比试验，认为无显著性差异才能选用。

非配套尿试带一旦选好后请勿轻易更换不同厂家的试带。

即使同一厂家生产的不同批号的试条不具有等同性。

2.尿试带质量另一指标是重复性检查，

可选用+或++浓度的质控液连续测定10条试带，只允许有1条有差异才算合格。

3.试带的有效使用

必需在有效期内使用，尿试带存贮也必需按说明书要求存放。

4.一个医院内也应统一采用同一厂家的尿试带。

使用试带前要仔细阅读产品说明书，严格按其说明进行操作。

5.试带的专一性与传统手工检测的区别

最常见的有以下特点：

 蛋白质膜块只对白蛋白敏感，对球蛋白不敏感，对本周蛋白不反应；葡萄糖膜块只对葡萄糖产生反应，对乳糖、半乳糖、果糖及蔗糖不反应；酮体膜块对乙酰乙酸最敏感、丙酮次之，对β-羟丁酸不反应；隐血膜块不但对完整和破损RBC均有反应，而且对游离Hb也反应；白细胞膜块只对中性粒细胞有反应，而对淋巴细胞无反应；胆红素及尿胆原膜块灵敏度比Harrison手工法低得多；比密膜块只能反映尿中阳离子多少与比密计结果不一，对婴儿等低比密尿则不敏感。

 根据以上特点，必须区分试带结果的涵义与传统手工法的不同。

6.尿试带法的确证试验

  干化学法可造成一定假阳性和假阴性，因此属于过筛试验。

原则上阳性结果应以传统手工法复核，这是质量保证重要环节，通过复核可发现许多药物或其它干扰。

按CCCLS文件规定，尿蛋白的确证试验为磺基水杨酸法。

尿葡萄糖的确证试是葡萄糖氧化酶定量法。

尿胆红素的确证试验为Harrison法。

尿白细胞、红细胞的确证试验是尿沉渣显微镜检查。

对于其阴性结果与尿显微镜检查不一致的也应复查，为此尿沉渣显微镜不能废除而应加强。

应用尿液质控品的质量管理

  尿化学分析仪使用中质控品的应用十分重要，因为质控既可反映仪器运行是否正常，更重要的是能提示尿试带的状态和操作是否有失误，由于试带有些膜块中含有酶成分，如稍有保存条件不妥可造成使用前己失活或变质，如有质控品检测即可及时发现以免漏检。

在有条件的医院建议采用商品质控品，在无条件的单位也可自制简易质控品。

  做了质控一定要求做质控记录。

可以+、++、+++或1、2、3等表示，不必以浓度表示。

单项可暂以上下相当一挡作为在控，相差一挡以上为失控。

质控记录应存挡备查。

附：

尿沉渣分析的标准化管理简介

尿液分析是临床使用最广泛的实验室检查项目之一。

由于尿液成分复杂，检查方法繁多，检测不规范，致使准确性受到限制，影响临床应用的价值。

经过国内外专家近二十年来的研究，目前已取得了重大的进展，使尿液检查进入了全新的阶段。

一、尿液分析标准化管理的现状：

1.在世界许多先进国家开始采用尿沉渣分析仪，进行尿沉渣定量分析，以XX/uL的形式来报告实验结果。

定量分析尿沉渣结果，对肾病的诊断与治疗及病情的动态观察都很有帮助。

但是，无论是哪一个仪器都只有一个过筛仪器不能完全取代人工镜检（丛玉隆、彭明婷）。

2.1995年中华医学会检验学分会召开了尿沉渣检查研讨会，提出《尿沉渣标准化》。

2000年，中国CCCLS参考NCCLS、JCCLS、ECCLS有关文件精神，结合我国国情，制定《尿液物理学、化学及沉渣分析标准化》文件并推荐各医院采用尿沉渣定量分析法。

3.有些大医院采用自动化检测，但成本高病人难以承受并且形态学确诊要依靠显微镜。

许多中心型医院已开始使用标准化尿沉渣板，其成本低、计数及分类准确无误。

从经济便捷角度考虑，使用标准化尿沉渣板是中国各家用户最好的选择。

4.倍肯公司推出的KIMA尿沉渣分析板是CCCLS首推产品（意大利），操作简便，通过一个步骤便可计算出1uL尿液中有形成份的数量。

二、《尿液物理学、化学及沉渣分析标准化》：

　　CCCLS于2000年也提出《尿液物理学、化学及沉渣分析标准化》标准文件。

其尿液沉渣标准化规定：

1.清晨第一次尿标本为最佳。

急诊病人可用随机尿。

2.管型、红细胞、白细胞在比密小于1.010的碱性尿中容易溶解。

尿液在非冷藏条件放置超过2小时，则不可用于沉渣检查。

3.做尿沉渣检查标本量为10ml。

标本量小于10ml应在结果报告单中注明。

4.尿标本用400g左右水平离心5分钟，离心后倾倒完上清液，离心管底部残留的液体的体积应为0.2ml。

5.尿沉渣检查尽量使用透明的一次性尿沉渣计数专用塑料板。

以每微升中多少个沉渣成分报告结果。

这是一个必然的趋势。

6.也可采用载西斯尿沉渣计数装置定量计数。

7.标本量大的单位也可选用SYSMEXUF-100，它不需离心直接计数红、白细胞及管型，定量报告，但不能鉴别病理性管型及异常细胞，仍属一种对临床很有价值的显微镜过筛检查。

8.CCCLS考虑到中国地区水平相差很大，尿沉渣检查也可使用载玻片的方法：

从混匀沉渣中取20ul滴在载玻片上，用18×18mm2盖玻片覆盖后镜检。

低倍（10×10）下全片至少观察20个视野中上皮细胞及管型，求出一个视野的平均值，高倍（40×10）下全片至少观察10个视野报告各种细胞的最低到最高值。

尿结晶以每个高视野+、++、+++、++++报告。

9.报告方式：

尿沉渣检查必须按CCCLS要求报告。

细胞、管型用定量报告（个/ul）。