临床检验器械行业简析

精彩预告：下周献上《临床检验器械-企业篇》。

近年来，随着生物学、医学、生理学等生命学科研究的不断深入，生物样品在临床诊断的重要作用日益突出，临床医生对生物样品检验仪器有了更多的需求。

临床检验器械是多学科技术相互结合的产物，涉及光学、机械、电子、材料、传感器、生物化学等多个技术领域。

伴随着化学发光、分子标记、荧光偏振、生物芯片等技术的兴起，临床检验技术朝着样本量更少、灵敏度更高、速度更快、分析更自动化的方向不断发展，检测设备的小型化和操作简便化让临床检验不再需要严格的实验环境，甚至不用专业人员即可进行。

图表1  医学检验实验室

一、定义

临床检验是将病人的血液、体液、分泌物、排泄物和脱落物等标本，通过目视观察、物理、化学、仪器或分子生物学方法检测，并强调对检验全过程（分析前、分析中、分析后）采取严密质量管理措施以确保检验质量，从而为临床、为病人提供有价值的临床实验资料。

临床检验器械即在临床检验过程中用于取样、样本处理、检测、分析等操作的仪器，包括用于临床检验实验室的设备、仪器、辅助设备和器具及医用低温存贮设备。临床检验器械是设备，不属于体外诊断试剂，部分临床检验器械需要配合体外诊断试剂盒来实现样品检验功能。

图表2  临床检验器械与体外诊断试剂的关系

二、发展阶段

1、起源

医学检验历史可以追溯到公元前300年，希波克拉底提倡尿液检查诊断疾病。到了17世纪初，随着显微镜技术的发展，医学研究者开始尝试通过显微镜观察样本辅助诊断疾病，但是一直以来都没有较好的分析检测仪器给予他们更多的支持。

最早出现的医学检验仪器是分析类仪器，分析仪器是以分析化学、电化学为基础，吸纳物理、生物、统计、计算机、自动化等学科理论知识，科学地解决物质定性或定量分析的仪器。分析仪器的发展得益于各类分析方法的建立。

（1）色谱法的建立

1906年，俄国的茨维特将绿叶提取汁加在碳酸钙沉淀柱顶部，继用纯溶剂淋洗，从而分离出叶绿素。不过当时这个研究成果并没引起注意，直到1931年德国的库恩和莱德尔再次重现此法，并慢慢发展成早期的色谱分离。

气体吸附层析则是始于20世纪40年代，德国的黑塞利用气体吸附以分离挥发性有机酸。英国科学家格卢考夫也用同一原理在1946年分离空气中的氢和氖。而提出了气体分配层析法根据液液分配原理的英国科学家马丁和辛格获得1952年诺贝尔化学奖。

图表3  气相色谱演示

（2）光谱分析法的建立

原子发射光谱始于1665年牛顿用棱镜分出太阳光的七条色带。而后1815年夫琅和费发现太阳光谱中的暗线并命名为“夫琅和费线”。44年后本生和他的同事基尔霍夫在研究元素在火焰中的特征发射和吸收光谱时，指出了“夫琅和费线”就是原子吸收线。之后，人们将揭示物质对光的吸收与物质厚度和浓度之间的关联的朗伯定律和比尔定律结合为朗伯-比尔定律，光谱理论得到进一步提高。

图表4  夫琅和费线

（3）电化学分析方法的建立

1834年，法拉第定律的发现为电化学奠定了定量基础。1889年能斯脱提出了能斯脱公式，将电动势与离子浓度、温度联系起来，奠定了电化学的理论基础。随后，电化学分析法发展出电沉积重量法、电位分析法、电导分析法、安培滴定法、库仑滴定法、示波极谱法等分析方法学。氢电极、玻璃电极和离子选择性电极陆续制成，尤以极谱分析技术为检测分析做出了卓著的贡献。

2、发展

三大分析方法的建立推动了近代分析类仪器的形成。

在20世纪初，紫外分光光度仪、原子吸收光谱仪、气相色谱仪、原子荧光光谱仪等各类仪器相继面世。医学工作者有了更多的仪器设备来做检验检测而不再仅仅通过目视或者比色法来做诊断，但这种检验检测尚处于检测简单的无机物。随着医学的发展，医生对于人体内物质的有机物乃至细胞的检验有了更多的需求。

（1）免疫诊断分析仪

19世纪初，保罗·埃尔利希受埃米尔·阿道夫·冯·贝林及北里柴三郎的体液免疫理论的启发，提出了著名的一把钥匙配一把锁的抗原与抗体互动的侧链理论假说。

而直到20世纪20年代，该假说才被人们在实验室中进行验证。抗原、抗体的发现，使发光反应与免疫反应得以结合。利用抗原和抗体的特异性反应进行检测，利用同位素、酶、化学发光物质等对检测信号进行放大和显示，常被用于检测蛋白质、激素等微量物质。

由于其较高的灵敏度和特异性，免疫诊断在临床诊断中占据着非常重要的地位，常见的免疫技术有放射性免疫、酶联免疫、化学发光、电化学发光、纳米磁微粒化学发光，从这些技术衍生出了相关的检验仪器：酶联免疫分析仪、荧光免疫分析仪、化学发光免疫分析仪免疫印迹分析仪等，而这类检验仪器往往要与体外诊断试剂结合使用。

图表5  全自动化学发光免疫分析仪

（2）流式细胞仪

20世纪初，人们将提取的血红细胞通过玻璃毛细管，在显微镜下观察血红细胞并计数，而后开始有了用光电记录装置测量的想法。1953年，Crosland-Taylor根据牛顿流体在圆形管中的流动规律设计了流动室，而后经过Coulter、Parker&Horst Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人相继设计出光电检测设备和细胞分选装置，完成计算机和流式细胞仪的物理连接及参数记录和分析，以及细胞的免疫荧光染色和检测技术，形成现在的流式细胞仪的雏形。现今，随着光电技术的进一步发展，流式细胞仪逐步模块化，由液流系统、光学系统、电子系统和分析系统构成，各模块都可根据实际需求进行调正更换，流式细胞术成了分析细胞学领域无可替代的重要工具。

图表6  流式细胞仪

免疫分析仪和流式细胞仪技术的兴起，使得临床检验设备得到了极大的丰富，针对不同的检验环境和检测物质，将各类分析方法和仪器进行交叉结合，衍生出了功能更为齐全，检测限度更低，灵敏度更好的检验设备。而为了应对不同形态的生物样品和血液制品，相应发展出了样品处理设备和血液采集设备，形成了现在完备的现代临床检验体系。

三、分类

临床检验器械在2017年医疗器械分类目录中分属第22大类，包含16个一级产品类别，其中，临床检验分析设备10个，采样设备1个，样本处理设备3个，检验及其他辅助设备和医用生物防护设备各1个。根据学科内仪器类别细分为86个二级产品类别，临床检验器械分类按照临床检验用分析设备、采样设备、样本处理设备、检验及其他辅助设备和医用生物防护设备的顺序排列。

四、政策

近些年，临床检验除了在医院内的检验科开展外，越来越多的第三方机构也承担起了临床检验的工作。2014年，中央编办、质检总局联合下发《关于整合检验检测认证机构的实施意见》，第三方检测机构的发展正式得到国家认可。近两年来，相关政策的出台推动了第三方检验机构的蓬勃发展。

2018年6月

2018年6月，卫计委发布的《关于进一步改革完善医疗机构、医师审批工作的通知》中提到：在保障医疗质量安全的前提下，医疗机构可以委托独立设置的医学检验实验室、病理诊断中心、医学影像诊断中心、医疗消毒供应中心或者有条件的其他医疗机构提供医学检验、病理诊断、医学影像、医疗消毒供应等服务。

2019年6月

2019年6月，卫健委、发改委等多个政府部门联合下发《关于促进社会办医持续健康规范发展的意见》，《意见》中指出：支持三级公立医院与社会办医共享医学影像、医学检验、病理诊断等服务，形成全社会医疗合作管理体系，有关服务协议可以作为社会办医相关诊疗科目登记依据。

2020年8月

2020年8月，国务院发布《进一步推进新冠病毒核算检测能力建设工作方案》，《方案》明确指出，充分发挥独立设置的医学检验实验室作用，合理布局分区域机动核酸检测力量，形成快速反应的调集机制，具备在发生局部聚集性疫情时较短时间内完成人群核酸检测的能力。

在可预见的未来，第三方医学检验机构的市场规模将不断增长，市场渗透率也将会越来越高，尤其是受疫情影响，国家充分肯定了第三方医学检测机构的作用，使其迎来了更大的发展契机。第三方机构的扩展将使临床检验器械的需求越来越大，分析检验技术也会得到较大的提升。

五、相关标准和法规

六、小结

临床检验作为一个多学科，多技术交叉的技术领域，其发展离不开各个基础学科的发展。其次，临床一线检验人员和医生的检测需求，使用需求以及第三方检验机构的快速发展也推动着这个领域进行不断地革新。

现如今，随着信息技术的提高，自动化器械越发普遍，临床检验器械也不例外。运用人工智能设备进行全自动地采样和样品前处理，乃至运用自动化技术替代以往从采样到检测的人为传送操作都在被逐步实现。这些自动化的检验设备可以大幅缩短检验时间，减少医护人员的感染风险。此外，床旁检测、即时检验技术的应用让便携化、易操作的医学检验器械成为该领域的大趋势。