尿常規(guī)檢查中多聯(lián)試劑帶顏色測(cè)定方法研究進(jìn)展

韋小珍

柳城縣人民醫(yī)院 廣西 柳州 545200

尿液分析是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)項(xiàng)目，用在泌尿系統(tǒng)疾病測(cè)定中，用于評(píng)估疾病，主要包含：①物理檢查：顏色、氣味、濁度[1]。②干化學(xué)分析包含：尿酸堿度、尿蛋白等多項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。③尿沉渣分析：用于分析紅細(xì)胞、白細(xì)胞等有形成分。臨床上用尿液分析儀對(duì)常規(guī)檢查項(xiàng)目開展干化學(xué)分析，尿沉渣分析儀成分進(jìn)行剖析[2]。多聯(lián)試劑帶是在一條試劑帶上集成10多項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目，每聯(lián)5mm×5mm正方形，與之接近的間隔是3mm。每聯(lián)用多層膜塊結(jié)構(gòu)。部分聯(lián)會(huì)有酸鹽層或碘酸鹽層，其目的是破壞維生素C干擾，會(huì)干擾試劑、被測(cè)定尿液成分產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，第3層是吸水層，尿液會(huì)均勻入侵，避免流到附近聯(lián)中。目前臨床用多聯(lián)試劑有八聯(lián)、九聯(lián)等。出現(xiàn)新的干化學(xué)分析方法，會(huì)有更多的尿液檢測(cè)項(xiàng)目在多聯(lián)試劑帶應(yīng)用。圍繞是被多聯(lián)試劑帶顏色改變，本研究重點(diǎn)論述當(dāng)前臨床所用尿常規(guī)檢查項(xiàng)目分析方法的進(jìn)展。

1 尿常規(guī)檢查

尿常規(guī)檢查時(shí)，尿沉渣顯微鏡檢查是極為重要的項(xiàng)目，此險(xiǎn)種測(cè)定技術(shù)取顯微鏡，檢查尿沉淀物，科學(xué)識(shí)別尿液中的細(xì)胞、結(jié)晶、細(xì)菌等，診斷判斷泌尿系統(tǒng)疾病，科學(xué)進(jìn)行預(yù)后判斷。當(dāng)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(jīng)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(dòng)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(xì)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(xì)胞成分。計(jì)數(shù)取10個(gè)視野所發(fā)現(xiàn)的最低數(shù)值與最高數(shù)值。診斷的標(biāo)準(zhǔn)是：①細(xì)胞成分：每高倍視野所見的最低與最高數(shù)值，紅細(xì)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(jié)晶、鹽類數(shù)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(dāng)前階段內(nèi)科和泌尿科診斷與治療的常規(guī)檢查方式[4]。但是，需注意的是，此項(xiàng)手續(xù)極為繁瑣，對(duì)比時(shí)，會(huì)因操作條件UI尿素等保留尿沉渣體積產(chǎn)生差異，導(dǎo)致結(jié)果一致性不理想?；旌系巫⒛蚍ǖ牟僮鞅容^簡(jiǎn)單，但陽性率低下，容易漏診，多數(shù)在非泌尿系統(tǒng)疾病篩查中開展。

1.3 尿沉渣定量檢測(cè)

臨床選取的尿沉渣檢查有過篩法、每小時(shí)尿沉渣計(jì)數(shù)法兩種。過篩法主要為留取患者新鮮晨尿，經(jīng)混合，間接滴注在血細(xì)胞計(jì)數(shù)池中，計(jì)數(shù)5大格白、紅、上皮、管型術(shù)，結(jié)果×2后，計(jì)算每μl內(nèi)數(shù)參考數(shù)值[5]。

2 尿常規(guī)檢查項(xiàng)目分析技術(shù)

2.1 建立在積分球光電轉(zhuǎn)換分析方式

建立在積分球光電轉(zhuǎn)換分析技術(shù)，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(diǎn)漫反射均勻，發(fā)生積分球中壁反射，內(nèi)壁各照度大小相同，入射光照進(jìn)入分球中，會(huì)產(chǎn)生多次漫反射光照射，總照度可經(jīng)積分方式來計(jì)算，故為積分球[6-7]。在測(cè)量窗放置所浸尿液試劑帶時(shí)，探測(cè)器捕捉的多次漫反射形成的總照度會(huì)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(fā)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(duì)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(shù)值越小，探測(cè)器照度較小。即試劑帶顏色深淺與尿液對(duì)應(yīng)成分濃度是正比關(guān)系。

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

2.2 建立在CCD圖像傳感器分析技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)中，光源來自3種不同頻率的發(fā)光二極管，不同種依次連成一列，產(chǎn)生線狀光，經(jīng)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(xué)元件。測(cè)定反射光光亮值，展現(xiàn)尿液成分含量測(cè)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(shí)別法來判斷。

2.3 建立在顏色傳感器的分析技術(shù)

HSI彩色空間模型中，借助色調(diào)、飽和度對(duì)色彩進(jìn)行描述。色調(diào)即純色顏色特性，基本色調(diào)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(duì)光強(qiáng)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(lán)的程度為中藍(lán)。RGB即紅色、綠色、藍(lán)色，可經(jīng)HSI彩色空間模型描述，此兩空間能夠互相轉(zhuǎn)換。

RGB顏色傳感器能夠經(jīng)測(cè)量構(gòu)成物體顏色三原色反射率，將其轉(zhuǎn)化為脈沖波，經(jīng)輸出波頻率得到待測(cè)物RGB值[12]。LED所發(fā)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(zhuǎn)換為RGB值，LED所發(fā)的光照射-尿液浸潤試劑帶模塊時(shí)，被反射到顏色傳感器，顏色傳感器接著轉(zhuǎn)換成RGB值，供中央處理器獲取數(shù)值，計(jì)算尿液對(duì)應(yīng)成分濃度[10]。

TCS230、TCS3200是美國推出的顏色傳感器兩款，對(duì)顏色的識(shí)別需選1類顏色濾光片，僅允許某種特定原色經(jīng)過，遏制其他原色通過[13]。如：取紅色濾光片時(shí)，入射光中僅有紅色穿過，藍(lán)色、綠色受阻，所得到的光強(qiáng)為紅色光。同樣，分別取藍(lán)色、綠色濾光片，藍(lán)色光、綠色光光強(qiáng)。求此3個(gè)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(cè)項(xiàng)目濃度值對(duì)應(yīng)。

2.4 建立在顏色傳感器加光纖束分析技術(shù)

此分析技術(shù)中，光學(xué)系統(tǒng)由白色LED光源、光纖束構(gòu)成。LED光源所發(fā)的白色復(fù)合光自入射光纖垂直照射到經(jīng)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(shù)值，計(jì)算尿液中各成分濃度[14]。

3 四種分析技術(shù)對(duì)比

3.1 建立在積分球光電轉(zhuǎn)換分析技術(shù)

此技術(shù)中，對(duì)積分球有較高要求，若積分球內(nèi)表面是完整的幾何球面，球內(nèi)部漫射面應(yīng)是均勻中性，且各波長(zhǎng)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(shù)

CDD器件的光線轉(zhuǎn)換特性較強(qiáng)，光譜響應(yīng)范圍包含可見光，試劑帶膜塊自尿液浸潤、化學(xué)反應(yīng)后，體現(xiàn)出的是可見光。光源用LED，3種可發(fā)出特定頻率的LED一次連成一排，形成線狀光源，發(fā)光效率高[16]。CDD能夠自行掃描，靈敏度高，壽命長(zhǎng)，功耗低，具有較高可靠性。其不足是CCD光學(xué)系統(tǒng)極為繁雜，對(duì)軟件算法具有較高要求，成本過高。另外此分析技術(shù)全部測(cè)試項(xiàng)目數(shù)據(jù)可一次性讀入，不需要各試劑帶全部開展讀圖像操作，測(cè)試速度較快[17]。

3.3 建立在顏色傳感器分析技術(shù)

設(shè)置諸多LED光源在白平衡中應(yīng)用，顏色傳感器裝配位置與較多LED光源角度測(cè)試數(shù)據(jù)影響較大，這是因?yàn)槿肷浣嵌炔煌?，?huì)導(dǎo)致顏色窗前光面收到的反射光光強(qiáng)各不相同，在顏色識(shí)別上不容易出現(xiàn)較大誤差[18]。顏色傳感器測(cè)定數(shù)據(jù)與傳感器、被測(cè)試劑的距離對(duì)應(yīng)，測(cè)取的距離也不同，顏色傳感器光面接收的光強(qiáng)差距較大，距離接近，收到的光強(qiáng)越小。距離過遠(yuǎn)，添加凸透鏡會(huì)將反射光聚到顏色傳感器光面[19]。另外，背景光會(huì)嚴(yán)重影響顏色傳感器。背景光較強(qiáng)時(shí)顏色傳感器會(huì)處于飽和狀態(tài)。背景光成分復(fù)雜時(shí)，可用“暗室”解決。

3.4 建立在顏色傳感器加光纖束分析技術(shù)

此技術(shù)中，光纖功耗低，靈活度高，不會(huì)損耗過多的光強(qiáng)，還能夠?qū)獾膫鬏斂茖W(xué)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(shù)，此技術(shù)可用光導(dǎo)纖維全反射替代空氣傳播，光損耗較大，背景光中成分復(fù)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(yùn)用全反射光纖，光源、顏色傳感器、尿液試劑帶的距離較大遠(yuǎn)，不會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)造成影響[23]。

當(dāng)前，建立在CCD基礎(chǔ)上的圖像傳感器分析技術(shù)在大型全自動(dòng)尿液分析儀應(yīng)用，小型便捷式尿液分析儀常用建立在積分球光電轉(zhuǎn)換分析技術(shù)上，2018年報(bào)道建設(shè)傳感器加光纖束分析技術(shù)，但尚未應(yīng)用。

結(jié)語

綜上所述，不管用上述何種分析技術(shù)、尿液干化學(xué)分析全部在多聯(lián)試試帶。經(jīng)尿液浸潤后多聯(lián)試劑帶的顏色會(huì)有所變化，需用不同方式開展定性、半定量顏色識(shí)別，測(cè)定被測(cè)項(xiàng)目濃度。

尿液分析最新發(fā)展中：①利用多聯(lián)試劑帶對(duì)更多項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)定。②流水線操作。技術(shù)的發(fā)展下，部分分析儀器可逐步細(xì)活化診療所需的尿液測(cè)定項(xiàng)目，如：德國生產(chǎn)的尿液分析儀小劑量的白蛋白測(cè)定項(xiàng)目分成高濃度微量白蛋白項(xiàng)目，能夠用在早期腎病、糖尿病檢查。德國生產(chǎn)的尿液分析儀用CCD技術(shù)對(duì)熒光免疫信號(hào)進(jìn)行分析，能夠用在A族鏈球均中。尿液分析流水線用計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合使用尿液分析儀、尿液有形成分，依據(jù)多聯(lián)試劑帶不同，自動(dòng)分析尿液中10-14項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)膜塊會(huì)加大，自動(dòng)取得尿液電導(dǎo)、濁度。有形成分分析借助機(jī)器視覺技術(shù)，按自動(dòng)形態(tài)學(xué)自動(dòng)對(duì)結(jié)晶體、細(xì)胞等進(jìn)行識(shí)別，用在泌尿系統(tǒng)疾病中的鑒別與診斷，能夠用在臨床用藥監(jiān)測(cè)等常規(guī)檢查。