尿液有形成分分析设备

尿液有形成分分析是常规尿液检验不可缺少的组成部分，也是临床检验重要项目之一，更是核心内容。 尿液有形成分种类很多、形态各异、易于破坏或发生形态改变，需要经验积累，一直以经典的显微镜检查方式为主，自动化进程起步较晚。 但近年来流式细胞分析技术、计算机技术、数字图像技术和神经网络技术不断发展，带动了这一检验技术变化并快速发展。

20世纪80年代年以前尿液有形成分检查基本上停留在显微镜检查法水平上，已经延续200多年的历史。 虽有许多方法的改进，如定量的Addis计数法、1h定量计数法、染色法等，但最终以人工显微镜观察技术为基础，技术性改进并不明显。 而自动化分析进程始于1983年，美国国际遥控影像集团公司推出的尿沉渣检查工作站YellowIris，以电视摄像模式获取尿中有形成分图像并进行分析，从而改变了尿液有形成分分析技术的历史。 虽然该设备每小时仅能完成30个样本的检测，且必须由人工在屏幕上确认，毕竟开启了尿液有形成分检查的新时代。 1996年推出新的Iris-900UDx尿液有形成分检测系统。 2002年该系统再次升级形成现在广为使用的iQ系列尿液有形成分检测系统。

1990年日本东亚公司(TOA)与美国国际遥控影像系统(Iris)有限公司合作，对其生产的YellowIris进行改进，生产出影像流式细胞术类型的UA-1000型尿液有形成分自动分析系统，该仪器主要由连续高速流动位点摄影系统和进样器、闪光放电管、放大接物镜、平面流动池和CCD摄影相机、影像信息处理机和荧光显示屏等构成，该系统后经改进又升级形成UA-2000系统，但最终没有进入市场。随后德国宝灵曼公司也生产一种名为SEDTRON 的影像系统类型的尿液有形成分分析仪，但没有获得成功。 进入21世纪，由于计算机技术、数字图像技术等相关技术的迅速发展，采用数字图像技术为基本原理的仪器则进入了飞速发展的时代。

1995年日本Sysmex公司推出的UF-100型仪器，以流式细胞技术、荧光染色技术和颗粒计数分析这一独有技术开创了尿有形成分分析自动化技术的新方法并广为应用，目前此类仪器使用较为普遍， 已经更新升级为UF-1000i型。1996年美国公司生产了戴西斯(Diasys) 尿液有形成分数字影像拍摄系统，开启了数字图像尿液有形成分分析的先例，2000年之后国内外许多厂家研发了多款具有自动识别能力的智能化数字图像尿液有形成分分析系统，这类设备目前也成为这一领域的主流产品之一。国内是2002年开始研制具有自动识别能力的智能化数字图像尿液有形成分分析系统，开启这一技术在该领域的领先地位，重庆天海、长沙爱威率先在国内推出注册产品。随后几年中由于计算机技术、数字图像技术等相关技术的迅速发展，采用数字图像技术为基本原理的仪器进入了飞速发展的时代，国内外许多厂商纷纷投入这一领域，创立了各种处理方法、分析方法、算法和技术，在2010年后长春迪瑞开发出了流动技术的尿沉渣分析仪并投入市场。

目前国内外已经有许多公司开发生产不同型号的尿液有形成分分析仪，一些产品以单机的形式出现，但多可以连接某些型号的尿液干化学分析仪器；而另外一些产品是以干化学和有形成分分析仪合并在一起的一体机，被称为尿液分析流水线系统。 此外，一些专用的尿液化学定量分析仪器也出现在国内外实验室中。

一．按检测原理可以分为两类，一类是流式技术如UF-1000i、AU-4050尿液有形成分分析仪等；另一类是影像分析技术，又分为流动式如Iq200和静止式如UriSed、AVE-76系列尿液有形成分分析仪。

二．按能否同时做尿液干化学检测分两类，一是以单机的形式出现，但多可以连接某些型号的尿液干化学分析仪器,如AVE-76 系列、BRIOB U2B 型、cobas 系列、FUS-100型尿液有形成分分析仪；而另外一些产品是以干化学和有形成分分析仪合并在一起的一体机，被称为尿液分析流水线系统。如AVE-772尿全项自动分析仪、AU-4050型、BEION U2A 型全自动尿液分析仪及有形成分分析仪、FUS-3000plus全自动尿液分析工作站等。

（一）相关质量标准

1995年中华医学检验分会制定了«尿液有形成分操作规程»，2002年我国卫生部标准化委员会颁布了«尿液物理学、化学、显微镜检查标准»，2012年国内相关专家制定了«尿液有形成分分析仪(数字成像)»行业标准，1991年美国NCCLS提出了“尿常规分析” 的推荐标准(GP16-P)，1995年发布了“尿液分析和尿液标本采集、转运和保存”的标准文件(GP16-A2)。2009年NCCLS修改了标准GP16-A3，提出了数字图像流式仪器、流式仪器筛选的作用并阐述了相应要求:①显微镜是确认尿液有形成分的最终方法；②流式细胞仪、数字图像流式细胞仪、电阻抗、散点图、染料、荧光素等技术的仪器；③阴性结果可以免除镜检确认；④检测结果异常时必须用人工镜检方法进行重新检测加以确认。 目前检验科超强度和超负荷的工作现状，可能需要高质量的自动化仪器设备辅助完成常规检验工作。而尿液形态学检验技术这一金标准的方法，虽然不可取代，但是这些辅助设备的进入对实验室提高检验速度、降低人员劳动强度、提高标准化程序、逐步提高筛检的正确性，会有很大帮助。

（二）国内尿液有形成分分析仪标准

国内检验专用领域已经制定了不同的有关尿液分析设备和试剂、质控品标准与指南，供仪器和试剂生产厂家、临床实验室用户参考。 下文将摘录数字成像自动识别法尿液有形成分分析设备标准指南的部分内容。

全国医用临床检验实验室和体外诊断系统标准化委员会在2012年研讨和制定了中华人民共和国医药行业标准并于2015年发布«尿液有形成分分析(数字成像自动识别)»YY/ T0996-2015，2016年1月1日开始执行。 该标准规定了尿液有形成分分析仪(数字成像自动识别)的术语和定义、要求、试验方法、标志、标签和说明书、包装、运输和储存等内容。 标准适用于基于自动数字成像并自动识别原理的尿液有形成分分析仪(以下简称分析仪)。 现将部分内容选录如下：

１. 检出限要求　分析仪对红细胞的检出限为5个/ μl。

２. 重复性要求　分析仪计数结果的变异系数(CV％ )应符合表7-1 的要求。

表７-１　变异系数

３. 识别率要求　

(１) 单项结果与镜检结果的符合率：分析仪至少能自动识别以下项目，其单项结果与镜检结果的符合率应符合下表要求。

(２) 假阴性率：分析仪检测结果的假阴性率应≤3％ 。

１. 稳定性要求　分析仪开机8h内，红细胞计数结果的变异系数(CV，％ )应≤15％ 。

２. 携带污染率要求　分析仪对红细胞的携带污染率应≤0.05％ 。

１.红细胞异常　常见于月经污染、过度运动，各种肾、泌尿系统损伤或疾病，如外伤、肾小管炎症、结石、结核、肿瘤、急性肾小球肾炎。

２. 白细胞异常　常见于各种肾损害、泌尿道感染、肾盂肾炎等感染性疾病。

３. 上皮细胞、肾小管上皮细胞　可以提示肾实质及肾小管受损。

４. 管型　少数正常人在剧烈运动后，或者高热患者，可在尿中发现少量管型，多量应引起临床重视。 红细胞管型可见于各型肾炎。 泌尿系感染者可见白细胞管型。 宽大型管型多见于严重肾疾病。肾小管上皮细胞管型多见于肾小管退化、变性。 脂肪管型见于肾病综合征。 颗粒或蜡样管型见于肾实质损害。

５. 结晶　大量各类无机盐类结晶，如草酸钙、尿酸、磷酸胺镁、尿酸铵、磷酸钙等结晶可以导致血尿或尿路结石，有些具有诊断和治疗监控的意义。病理性结晶或药物性结晶，如酪氨酸结晶、胱氨酸

结晶、胆红素结晶、磺胺药物结晶、水杨酸结晶、氨苄西林药物性结晶、硫酸茚地那韦药物结晶等对临床诊断治疗、药物监控都有一定的价值。

６. 其他　如尿液中发现原虫、寄生虫虫卵等可有诊断性价值。

前已述及，目前无论多么高档的尿液有形成分自动化分析仪，对形态复杂或罕见的有形成分是不能完全正确识别的，因此对仪器法测定的结果需要进行筛检、鉴别、再确认等程序，仪器使用者应该加以注意和考虑以下要求:

(一) 对样本的要求

应该遵守尿液常规标本检验采集事项中的一切要求，特别是在足够的尿量和尽快送检方面，应予以保证和重视。此外还应注意在干化学分析后，标本不要被污染，尽量使用同一杯(管)样本进行有形成分分析，特别注意不要将标本检测顺序及编号搞混乱。最好应有LIS系统控制，条形码双向通讯为好。

(二) 对仪器的要求

(１) 仪器应该有质量控制程序，并应有配套的形态学分析质控品，最好应有低浓度和高浓度两个水平的室内质控品。仪器生产厂商应该积极研制开发和生产适合本厂仪器测定原理的、稳定的室内质控品。每天开机后运行空白测定，然后进行质控物测定，至少应使用正常与异常两个水平的质控物进行测定，质控合格后才可进行日常尿液样本测定。如果采用Westgard质控图和L-J质控图，则建议遵循13s和22s失控的基本规则，见图7-1。

图７-１　尿液有形成分红细胞计数质控图

(２) 目前各种原理和型号的尿液有形成分分析系统，均是过筛性检验分析系统，尚不能够达到完全准确确认尿中各种有形成分的水平，因此需要制定复检规则。可以配合适当的尿液干化学分析统来制定适合自己实验室的复检规则。

(３) 应用数字图像技术分析系统的结果审核，审核包括在仪器显示的屏幕上进行屏幕图像审核或显微镜镜检审核:

１) 在生物参考区间内的，可以直接屏幕审核签发报告。各实验室应建立或验证适合本医院所用检验仪器的尿液有形成分的生物参考区间(参考范围)。

２) 在生物参考区间以外的，首先屏幕浏览图像，确认没有错误识别或漏掉的成分后，可以审核。如有则应纠正后审核。

３) 出现图像不清晰、重叠等无法识别现象时，可重新测定，或改用显微镜检查确定。

４) 如果形态特殊，难以识别，应该进一步采用相差显微镜或染色等方法进行确认。

(４) 应用流式尿液细胞分析技术，也需制定适当的筛检规则，确认哪些数据可以报告，哪些提示性信息、病理性信息、散点图异常信息需要通过人工显微镜检查的方式进行核实后再发出报告。

(三) 对检测者的要求

操作者应该具有良好的尿液有形成分检查基础，经过良好的相关专业培训。在操作此类仪器时，应该了解仪器原理、流程、仪器检测程序、仪器保养程序等基本内容。当使用流式分析方法的仪器时，还要关注检验的局限性、影响因素、直方图和散点图特点、报警信息等相关内容。图像分析法的仪器，也要对系统拍摄的有形成分特征进行了解，特别是了解其与显微镜观察效果的异同之处，提高正确识别和判断有形成分的能力。熟练进行屏幕识别和判断，对不易进行判断的样本，应该会熟练使用常规尿形态学检验方法进行甄别。了解本科室制定的尿液有形成分的筛检规则，严格按照筛检规则处理程序对样本进行分析。