全自動凝血分析儀STA R Max 的檢測原理及典型故障分析

江鑫富，韓威威

惠州市中心人民醫院 （廣東 惠州 516001）

全自動凝血分析儀STA R Max 是一種臨床檢驗類醫療設備，由樣本管理系統、試劑管理系統、反應杯裝載系統、加樣系統、沖洗系統、測量系統、光學系統及溫控系統等構成，利用擺動磁珠法（凝固法）和光學法原理對人類血漿進行凝血和纖溶相關測試，為臨床診斷患者凝血功能提供可靠的支持。本文主要介紹了全自動凝血分析儀STA R Max 的檢測原理、分析流程及結構，列舉了儀器日常工作中常見的故障現象，詳細闡述了故障分析及處理方法，以期為同行提供參考。

1 儀器檢測原理

全自動凝血分析儀STA R Max 的檢測原理包括擺動磁珠法和光學法兩種。

1.1 擺動磁珠法

擺動磁珠法的原理是利用電感傳感器測量反應杯中鋼珠振幅的變化[1]。反應杯底部有兩條曲線軌道（見圖1），可以構成兩個獨立的驅動線圈，從而產生一種交變電磁場，使鋼珠產生鐘擺運動。當介質的黏度經鋼珠運動保持穩定時，鋼珠的振幅亦趨于不變。介質黏度越大，鋼珠振幅越小。

圖1 擺動磁珠法原理示意圖

磁場強度根據執行的分析項目（凝血酶原時間、活化部分凝血活酶時間等）及預計的凝固類型而變化。用于檢測振幅的系統由兩個測量線圈組成：發射線圈可以發射電磁場，接收線圈根據反應杯內部鋼珠的位置接收信號。此算法根據磁場變化準確計算出振幅，從而確定鋼珠的凝固時間（見圖2）。

圖2 鋼珠振幅與凝固程度示意圖

1.2 光學法

STA R Max 系統的光學法[2]檢測原理包括發色底物法和免疫比濁法，在反應杯中可能發生酶促反應或免疫學反應。單色光（波長405 nm或540 nm）通過反應杯時被反應混合物部分吸收，通過檢測透射光強度[3]計算所檢測物質的濃度，具體檢測原理見圖3。由圖3 可知，I1=I+Ip（第1 次檢測時，打開入射光，I1為總透射光強度，I為入射光產生的透射光強度，Ip為雜散光產生的透射光強度）；為消除雜散光的影響，需關閉入射光，并在間隔較短時間內進行第2 次檢測，此時認為兩次檢測時雜散光產生的入射光強度相等，即I2=Ip；那么，從I1中減去I2即可得到I。吸光度（A）的計算公式為A=lg（I0/I），其中，I0為入射光強度；根據郎伯-比爾（Lambert-Beer）定律A=ε×l×c（A 為吸光度，ε 為摩爾消光系數，l 為光徑，c 為濃度）即可測得檢測物的濃度。

圖3 吸光度測量原理示意圖

2 儀器分析流程

樣本離心后，試管被裝載到試管架上，然后將試管架放入托盤，托盤存放在STA R Max 系統的裝載/卸載區，儀器開始進樣；條碼槍掃描樣本條碼可得到實驗室信息系統給出的相關項目檢測指令，并保證系統將任何試管定位到全自動分析儀內；隨后，試管架被移至吸樣區；血漿（樣本、質控品或校準品）由帶有或不帶有稀釋液的1 號針吸取，然后被分配至反應杯中（小車停在樣本站）；如果需要中間試劑，則梭子停在試劑站，試劑由2 號針添加至反應杯中；然后小車停在檢測站，由配備吸頭的機械臂將反應杯傳送至孵育區，在孵育時間用完前的幾秒，反應杯由配備吸頭的機械臂傳送到檢測區；第1次孵育后待分配的試劑（主要是啟動試劑）由3 號針移液，當試劑預熱到37 ℃時，試劑在3 號針的加熱管中停留大約2 s；隨后，預熱或未經預熱的試劑被添加到檢測區對應的反應杯中；一旦檢測結束，吸杯機械臂便吸取反應杯，將其放入反應杯廢物桶。

3 樣本處理部分的結構

全自動凝血分析儀STA R Max 樣本處理涉及的模塊主要包括樣本裝載模塊、試劑抽屜、反應杯傳送系統和孵育檢測模塊。

3.1 樣本裝載模塊

樣本裝載模塊分為吸樣區和存儲區，吸樣區的樣本可直接進行吸樣，存儲區用于樣本緩沖。

3.2 試劑抽屜

試劑抽屜分為3 個區域：R0（校準品、質控品、稀釋液、消除污染液）、R1（第1 次孵育前待分配的試劑、消除污染液）、R2（第1 次孵育后待分配的試劑、消除污染液），中間區和右邊區的某些位置配備了儲備區，用于放置磁攪拌棒進行攪拌。在裝載前，通過掃描條形碼標簽識別各產品的試劑瓶，裝載后，試劑瓶的位置由位置標識系統自動識別。需注意的是，執行分析所需的所有產品都必須裝載到試劑抽屜內，產品溫度由溫控系統維持在15～19 ℃（冷空氣循環）。

3.3 反應杯傳送系統

全自動分析儀的反應杯盤一次最多可以裝載1 000 個反應杯。反應杯由雙皮帶傳送帶逐個分配到反應杯小車中。在傳送帶皮帶上，反應杯小車可被固定在停靠站，進行血漿或試劑分配，然后傳送至孵育區或進行反應杯裝載。

3.4 孵育檢測模塊

孵育區和檢測區是同一模塊的組成部分，由多層電阻系統將溫度維持在（37±0.5）℃范圍內。

4 故障實例

4.1 故障一

4.1.1 故障現象

儀器停止工作，提示“小車不存在，請進行緊急停止并重新啟動”。

4.1.2 故障分析及處理提示“小車不存在”，則有可能是位置傳感器故障或運輸途中反應杯堆積導致小車運輸時不能到達指定位置。反應杯由小車運輸至相應的位置，進行加樣或加試劑。運輸途中的3 個位置可對反應杯進行狀態感應，若小車應該位于某一位置，而傳感器未感應到小車，儀器便會發出報警提示。打開儀器前蓋，確認小車運輸途中的3 個位置是否有小車，尤其需注意檢查左側轉彎處是否有小車被卡住無法轉彎。若以上情況皆未發生，則檢查反應杯模塊是否有反應杯重疊在小車上，若是，則清潔反應杯后重新復位；否則清潔或調換位置傳感器，以排除位置傳感器故障。

4.2 故障二

4.2.1 故障現象

檢測結果出現異常。

4.2.2 故障分析及處理

首先對樣本進行排查，發現樣本正常，則可能為吸樣問題；觀察儀器吸樣過程，發現1 號針吸樣異常，無法正常吸取樣本，故停止儀器；進入維修模式后，清洗1 號針，并清除針上殘留的異物，然后將量杯放入1 號針下方，開始檢測該針的打水量及壓力情況；檢測正常后再檢測4 號臂的管路，并定位抓手位置；重復進行耐力測試后，儀器正常。

4.3 故障三

4.3.1 故障現象

提示“Y 軸位置狀態未找到，X1 現3 次運動丟步報警”，最終報警“3595-256-13040”，儀器停止工作。

4.3.2 故障分析及處理

“Y 軸位置狀態未找到，X1 現3 次運動丟步報警”，很有可能是感應Y 軸位置的數據線出現松脫、運動馬達不工作、位置傳感器有灰塵或故障。首先，檢查1 號臂的排線接頭情況，重新拔插1 號臂及背板上的排線接頭，如PCX1、DC motor、com 3、4 和5 串口通信線，重新復位試機；若故障依舊，進入維護模式，清潔傳感器，并對1號臂進行定位，若定位失敗，可將機械臂位置控制模塊的S 與R1整體對調，或將1號臂與2號臂的X、Y馬達對調，或對調對應的驅動板以排除故障。

4.4 故障四

4.4.1 故障現象

機械臂3 無法進行DESORB 清洗，系統無法繼續進行。

4.4.2 故障分析及處理

重新運行儀器，檢查3 號臂情況，發現3 號臂一直在沖洗站中反復沖洗；停止儀器進入維修模式，查看3 號臂針頭，發現針頭有結晶，清潔后測試3 號臂及沖洗站，運行狀態皆正常，復位后故障依舊；考慮到數據庫未更新該機械臂信息，故關閉儀器，拔插MMC ARM3 板，并重啟加載3 號臂數據，測試正常。

5 小結

本文詳細介紹了全自動凝血分析儀STA R Max的檢測原理、分析流程及結構，分享了4 例常見故障的處理案例。檢驗類大型醫療設備的結構相對復雜，通常包含電路、水路和氣路，在使用設備時，操作人員應定期進行管路沖洗和機器質控，維修工程師應定期對設備做好預防性維護保養。只有熟練掌握設備的工作原理及結構，積累并總結維修經驗，維修工程師才能更快、更有針對性地排除故障，使設備為臨床提供更優質的服務。