尿常規檢查中多聯試劑帶顏色測定方法研究進展

韋小珍

柳城縣人民醫院 廣西 柳州 545200

尿液分析是醫學檢驗項目，用在泌尿系統疾病測定中，用于評估疾病，主要包含：①物理檢查：顏色、氣味、濁度[1]。②干化學分析包含：尿酸堿度、尿蛋白等多項檢測項目。③尿沉渣分析：用于分析紅細胞、白細胞等有形成分。臨床上用尿液分析儀對常規檢查項目開展干化學分析，尿沉渣分析儀成分進行剖析[2]。多聯試劑帶是在一條試劑帶上集成10多項檢測項目，每聯5mm×5mm正方形，與之接近的間隔是3mm。每聯用多層膜塊結構。部分聯會有酸鹽層或碘酸鹽層，其目的是破壞維生素C干擾，會干擾試劑、被測定尿液成分產生氧化還原反應，第3層是吸水層，尿液會均勻入侵，避免流到附近聯中。目前臨床用多聯試劑有八聯、九聯等。出現新的干化學分析方法，會有更多的尿液檢測項目在多聯試劑帶應用。圍繞是被多聯試劑帶顏色改變，本研究重點論述當前臨床所用尿常規檢查項目分析方法的進展。

1 尿常規檢查

尿常規檢查時，尿沉渣顯微鏡檢查是極為重要的項目，此險種測定技術取顯微鏡，檢查尿沉淀物，科學識別尿液中的細胞、結晶、細菌等，診斷判斷泌尿系統疾病，科學進行預后判斷。當前尿沉渣鏡檢查主要有：

1.1 非染色尿沉渣顯微鏡檢查

這種檢查方式，采集混勻的新鮮尿液，經間接涂片取10ml尿離心，離心5min，除去上清液，暫留0.2ml沉渣，輕輕晃動離心管，保障尿沉渣有形成分搖晃均勻，取尿沉渣20μl，滴在載玻片上，通過18×18mm蓋玻片覆蓋[3]。尿沉渣鏡檢期間，選10×10鏡頭仔細觀察，查看有形成分的全貌與管型，后通過10×40鏡頭來觀察，分析細胞成分。計數取10個視野所發現的最低數值與最高數值。診斷的標準是：①細胞成分：每高倍視野所見的最低與最高數值，紅細胞0-3/Hp，WBC0-5/Hp；②管型（透明）每低倍鏡視野均值0-1/全片；③尿結晶、鹽類數量按每一高倍視野（+）（++）（+++）（++++）。

1.2 染色尿液沉渣顯微鏡檢查

此檢查方式包含離心方式、混勻一滴尿法。離心法敏感性較高，陽性率較高，是當前階段內科和泌尿科診斷與治療的常規檢查方式[4]。但是，需注意的是，此項手續極為繁瑣，對比時，會因操作條件UI尿素等保留尿沉渣體積產生差異，導致結果一致性不理想。混合滴注尿法的操作比較簡單，但陽性率低下，容易漏診，多數在非泌尿系統疾病篩查中開展。

1.3 尿沉渣定量檢測

臨床選取的尿沉渣檢查有過篩法、每小時尿沉渣計數法兩種。過篩法主要為留取患者新鮮晨尿，經混合，間接滴注在血細胞計數池中，計數5大格白、紅、上皮、管型術，結果×2后，計算每μl內數參考數值[5]。

2 尿常規檢查項目分析技術

2.1 建立在積分球光電轉換分析方式

建立在積分球光電轉換分析技術，核心部件為球面積分儀，即積分球。積分球即空心圓球體，球中壁不同點漫反射均勻，發生積分球中壁反射，內壁各照度大小相同，入射光照進入分球中，會產生多次漫反射光照射，總照度可經積分方式來計算，故為積分球[6-7]。在測量窗放置所浸尿液試劑帶時，探測器捕捉的多次漫反射形成的總照度會削弱，減少的部分即為樣本所吸收的量[5]。在這期間，光源所發出的光自漫反射后照射自試劑帶膜塊，試劑帶模塊顏色深淺對光吸收、反射各不相同，試劑帶顏色越深，吸收光量值越大，反射光量數值越小，探測器照度較小。即試劑帶顏色深淺與尿液對應成分濃度是正比關系。

尿液分析儀用雙波長單色光測定試劑塊顏色改變，波長=測定光，另一b波長是參考光，消除背景光、雜散光，還能夠使測量更為精準[9]。一般，尿白細胞、尿酮體測定光波長550nm，尿潛血、尿比重測定光波長620nm，不同試劑帶參考光波長720nm。

2.2 建立在CCD圖像傳感器分析技術

此項技術中，光源來自3種不同頻率的發光二極管，不同種依次連成一列，產生線狀光，經毛玻璃確保試劑塊上均勻照射光線，反射光自透鏡聚焦成像于光學元件。測定反射光光亮值，展現尿液成分含量測定[10]。通過尿液浸潤試劑帶膜塊，將其視為只含1種顏色的圖像，用CDD圖像識別法來判斷。

2.3 建立在顏色傳感器的分析技術

HSI彩色空間模型中，借助色調、飽和度對色彩進行描述。色調即純色顏色特性，基本色調是太陽光分散的七色光[11]。飽和度即純色光被白光稀釋的度量，即顏色鮮艷狀況。亮度是人眼對光強度的重新定位，即顏色明暗程度。RGB彩色空間模型中，紅的程度為中紅，綠的程度是中綠，藍的程度為中藍。RGB即紅色、綠色、藍色，可經HSI彩色空間模型描述，此兩空間能夠互相轉換。

RGB顏色傳感器能夠經測量構成物體顏色三原色反射率，將其轉化為脈沖波，經輸出波頻率得到待測物RGB值[12]。LED所發的光照射自尿液浸潤試劑帶膜塊上，反射至顏色傳感器，顏色傳感接著轉換為RGB值，LED所發的光照射-尿液浸潤試劑帶模塊時，被反射到顏色傳感器，顏色傳感器接著轉換成RGB值，供中央處理器獲取數值，計算尿液對應成分濃度[10]。

TCS230、TCS3200是美國推出的顏色傳感器兩款，對顏色的識別需選1類顏色濾光片，僅允許某種特定原色經過，遏制其他原色通過[13]。如：取紅色濾光片時，入射光中僅有紅色穿過，藍色、綠色受阻，所得到的光強為紅色光。同樣，分別取藍色、綠色濾光片，藍色光、綠色光光強。求此3個值，能夠分析投射至顏色傳感器光顏色，即試劑帶顏色，與所待測項目濃度值對應。

2.4 建立在顏色傳感器加光纖束分析技術

此分析技術中，光學系統由白色LED光源、光纖束構成。LED光源所發的白色復合光自入射光纖垂直照射到經尿液浸潤試劑帶膜塊，垂直反射的反射光自反射光纖陰道到顏色傳感器，最后用中央處理器獲取數值，計算尿液中各成分濃度[14]。

3 四種分析技術對比

3.1 建立在積分球光電轉換分析技術

此技術中，對積分球有較高要求，若積分球內表面是完整的幾何球面，球內部漫射面應是均勻中性，且各波長入射光線漫反射比相同[15]。

3.2 建立在CCD圖像傳感器分析技術

CDD器件的光線轉換特性較強，光譜響應范圍包含可見光，試劑帶膜塊自尿液浸潤、化學反應后，體現出的是可見光。光源用LED，3種可發出特定頻率的LED一次連成一排，形成線狀光源，發光效率高[16]。CDD能夠自行掃描，靈敏度高，壽命長，功耗低，具有較高可靠性。其不足是CCD光學系統極為繁雜，對軟件算法具有較高要求，成本過高。另外此分析技術全部測試項目數據可一次性讀入，不需要各試劑帶全部開展讀圖像操作，測試速度較快[17]。

3.3 建立在顏色傳感器分析技術

設置諸多LED光源在白平衡中應用，顏色傳感器裝配位置與較多LED光源角度測試數據影響較大，這是因為入射角度不同，會導致顏色窗前光面收到的反射光光強各不相同，在顏色識別上不容易出現較大誤差[18]。顏色傳感器測定數據與傳感器、被測試劑的距離對應，測取的距離也不同，顏色傳感器光面接收的光強差距較大，距離接近，收到的光強越小。距離過遠，添加凸透鏡會將反射光聚到顏色傳感器光面[19]。另外，背景光會嚴重影響顏色傳感器。背景光較強時顏色傳感器會處于飽和狀態。背景光成分復雜時，可用“暗室”解決。

3.4 建立在顏色傳感器加光纖束分析技術

此技術中，光纖功耗低，靈活度高，不會損耗過多的光強，還能夠對光的傳輸科學控制。光纖的柔韌性能夠確保入射光纖、反射光纖均與試劑帶膜塊垂直[20]。建立在顏色傳感器分析技術，此技術可用光導纖維全反射替代空氣傳播，光損耗較大，背景光中成分復雜得較少，容易受到尿液試劑帶、顏色傳感器的干擾[21-22]。因此，因運用全反射光纖，光源、顏色傳感器、尿液試劑帶的距離較大遠，不會對測量數據造成影響[23]。

當前，建立在CCD基礎上的圖像傳感器分析技術在大型全自動尿液分析儀應用，小型便捷式尿液分析儀常用建立在積分球光電轉換分析技術上，2018年報道建設傳感器加光纖束分析技術，但尚未應用。

結語

綜上所述，不管用上述何種分析技術、尿液干化學分析全部在多聯試試帶。經尿液浸潤后多聯試劑帶的顏色會有所變化，需用不同方式開展定性、半定量顏色識別，測定被測項目濃度。

尿液分析最新發展中：①利用多聯試劑帶對更多項目進行測定。②流水線操作。技術的發展下，部分分析儀器可逐步細活化診療所需的尿液測定項目，如：德國生產的尿液分析儀小劑量的白蛋白測定項目分成高濃度微量白蛋白項目，能夠用在早期腎病、糖尿病檢查。德國生產的尿液分析儀用CCD技術對熒光免疫信號進行分析，能夠用在A族鏈球均中。尿液分析流水線用計算機軟件結合使用尿液分析儀、尿液有形成分，依據多聯試劑帶不同，自動分析尿液中10-14項化學指標，對應膜塊會加大，自動取得尿液電導、濁度。有形成分分析借助機器視覺技術，按自動形態學自動對結晶體、細胞等進行識別，用在泌尿系統疾病中的鑒別與診斷，能夠用在臨床用藥監測等常規檢查。