浅谈当下临床体液检测中的智能模块化应用

临床实验室            

本文刊载于《临床实验室》杂志2022年12月刊“自身免疫性疾病实验诊断”专题-「专题笔谈」版块

作者：王裔雄 陶锋 肖传宇 谢强 邱枫

单位：枣阳市第一人民医院

我们通常所说的体液检测主要是指除了血液检测之外的包括尿液、粪便（液）、精液、阴道分泌物（液）以及脑浆关积（液）的关于其化学成分以及内容物有形成分的检测。而如今，随着检测模块多样化思路在医疗设备领域的广泛应用，尤其在医学检验行业的内部，逐渐掀起了一场关于精准检验的新革命。

所谓模块化是一种将复杂系统处理分解为更好的可管理多模块高通量工作的方式。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。比如：尿液的检测，如果没有模块化设置，从开始到最后的逻辑操作，仪器设备的逻辑设计会相当的复杂，他既要考虑干化学检测的同时，还要考虑有形成分的检测，一个检测做完之后才能进行下一个测试，这并不适合大规模高通量的样本检测。后来，为了检测方便就把有具有诊疗价值的检测项目利用试纸条的方式多联排列集合在一起，于是就形成了目前普遍使用的干化学模块，这是模块化检测在体液检测领域运用的雏形。我们设计多个模块，让每个模块分别去完成干化学检测和有形成分检测，多模块同时工作逻辑上不分先后，加样针吸取尿液标本之后，通过分流装置将样本分别分配到尿液检测的两个工作模块当中，分析可以同时进行，并行不悖，这样在样本量很大的情况下就显得特别方便从容，这种多模块集合在一起的设备我们通常称作“一体机”。另外一种模块化的思路是将多个模块分开置之，每个模块都可以单独设置的同时与其他模块完全分开，样本就像工厂流水线上的产品加工一样，经过一个模块就会完成一项检测，我们通常称其为“流水线”。

一体机的优点在于体积小，空间占用少，方便小区域实验室的高通量样本检测，因为一体机是多模块合并的模式，针对一个标本会同时执行多个模块的检测命令，在相对大量标本的情况下，使用的方便度也最适合，缺点就是集合式的模块设置使得某个单模块的故障会引起整个模块系统的联动效应，影响其他模块的正常工作。而流水线就完美的解决了这个问题，模块单独分开设置，样本像置于流水线的产品一样等待相应模块的批量处理，只完成一个逻辑工作相对简单，在绝对高通量的情况下，速度就会明显比一体机提高很多，当然它也有不足，比如流水线将模块分开设置，占地面积比一体机大很多，在非绝对高通量的情况下，标本的行走路径过长，而耽误了其相对迅速的检测时间。

随着模块化在现代体液检测中的应用越来越广，一体机与流水线的理念与检测项目的配适也愈加成熟，流式成像模块与干化学模块的组合是最为普遍的联合检测方式，干化学检测一般是运用光电比色和扫描成像的技术，利用光电信号转换以及扫描后对颜色种类及深浅的识别，代替人眼的判读。这种集约经典的化学成分检测方式，让多种化学检测指标可以同时通过简单的颜色变化来反应出化学成分含量的增减，继而定性或半定量出所要检出的化学成分。流式成像技术是目前最新的体液固形物检测技术，在此之前基本都是通过人工的镜下筛查，人工筛查效率低在样本数量过大时，很难做到标准化的镜检要求，特别是尿液沉渣（有形成分）检测需要取一定体积的尿液离心取沉淀物再行观察的要求，在目前各大医院高通量检测的压力之下，几乎很难广泛推广，流式成像技术完美的解决了这个问题，它将尿液通过鞘液的包裹按比例形成有形粒子分布均匀的待检样本，混匀后高速流过带有电子摄像头的物镜平台，连接摄像头的电子显微镜将流过的检测样本像被切片分层一样被电子显微镜捕捉到了多个流体横截面的图片，相当于人眼在物镜下分辨了多个视野，然后计算机再累计计数，通过对样本数百上千图片中有形成分的数据库比对，归类出各种有形成分的具体数量，最后再经过人工对结果的复审，最终得到最接近样本实际情况的结果。仪器主机通过对大量均匀样本混悬液横截面有形成分图片的比对识别，得到海量的数据结果后，计算分类得到接近于样本实际情况的统计结果是目前最符合实际情况的的有形成分检测方式了，比离心沉渣浓缩的方式更科学化、自动化、效率化。

最后是关于这些所有前台操作的后台支持——智能化应用。举个例子，迪瑞MUS-3600尿液分析流水线系统针对有形成分的检测采用平面层流技术、高速摄像技术及智能识别技术，通过储存的云数据分析鉴定大量样本图片。它通过数据库的学习和训练，融合机器学习与卷积神经网络分类技术将AI技术深度学习运用到尿液有形成分的识别分析中，从而形成各类有形成分的识别规则。人工审核会将偶尔不准确的分类进行重新识别归类后，出现的新粒子会自动上传到云端，系统会自动定期更新，日积月累，单一粒子的群像特点就会被描摹的越来越准确和清晰，随着实测数据库的不断丰富、庞大，系统也可快速进行迭代升级，从而提高相似粒子的识别能力，减少自动识别的误差，从而达到更准确地细分尿液有形成分，减轻检验工作量，提高工作效率保证结果准确发放的目的。目前，临床检验工作中体液检测的难点是有形成分的快速精准识别，特别是亚类粒子的自动化识别，比如管型的次级分类，而人工离心复核显微镜检查耗时长，主观性大，效率低，这一系列问题有望通过智能化系统自动识别予以解决。

除了应用在常规尿液检测领域，在粪便（液）、精液、阴道分泌物（液）以及脑浆关积（液）等方面，逐渐存在的以智能模块化驱动，一体机及流水线模式呈现，集合干化学及有形成分检测原理运用的新一代体液检测正逐步改变如今快速发展的现代检验，让精准检验的未来在体液检测领域有了全新的发展方向。

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题图 | veer.com

排版 | 张宁

审校 | 方研

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