Cơ sở lý thuyết chung về máy xét nghiệm nước tiểu

LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây các ngành khoa học cơ bản và công nghệ đã có những tiến bộ vượt bậc. Chuyên ngành thiết bị xét nghiệm được thừa hưởng nhưng tiến bộ đó cho phép các kết quả xét nghiệm có độ tin cậy cao, giá thành hạ, thời gian thực hiện ngắn. Tuy nhiên điều này lại gắn với mức độ phức tạp có tích hợp cao của thiết bị xét nghiệm.Việc vận hành bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị đòi hỏi phải có hiểu biết sâu hơn về nguyên lý làm việc và cấu tạo của thiết bị. Máy xét nghiệm nước tiểu thiết bị dùng rất phổ biến hiện nay do nhiều ưu điểm như lấy mẫu dễ dàng, thời gian làm xét nghiệm nhanh, các thông số có nhiều ý nghĩa trong chẩn đoán các bệnh về thận, gan, mật Tài liệu này ngoài mục đích cung cấp các kiến thức trên còn hướng dẫn các thủ tục vận hành, bảo dưỡng cơ bản cho máy xét nghiệm nước tiểu Urisys 1100 của hãng Roche Diagnostics. Tài liệu được chia làm 2 phần: Phần 1: Cơ sở lý thuyết chung về máy xét nghiệm nước tiểu Phần 2: Máy xét nghiệm nước tiểu Urisys 1100 Tài liệu này được dùng để giảng dạy cho các kỹ thuật viên, cán bộ về kỹ thuật thiết bị y tế hoặc làm tài liệu tham khảo cho các kỹ thuật viên, bác sỹ khi sử dụng máy xét nghiệm nước tiểu nói chung và máy xét nghiệm nước tiểu Urisys 1100. 1 MỤC LỤC L I NÓI UỜ ĐẦ 1 MÁY XÉT NGHI M N C TI UỆ ƯỚ Ể 4 PH N 1. C S LÝ THUY T CHUNG V MÁY XÉT NGHI M N C Ầ Ơ Ở Ế Ề Ệ ƯỚ TI UỂ 4 1. C S V T LÝ DÙNG TRONG MÁY XÉT NGHI M N C TI U.Ơ Ở Ậ Ệ ƯỚ Ể 4 1.1. Công th c tính t l ph n chi u.ứ ỷ ệ ả ế 4 1.2. Linh ki n i n phát quang.ệ đ ệ 5 1.3. M t s linh ki n thu quangộ ố ệ 8 2. TÍNH N NG, TÁC D NG C A MÁY PHÂN TÍCH N C TI UĂ Ụ Ủ ƯỚ Ể . .14 2.1. Gi i thi u v xét nghi m n c ti uớ ệ ề ệ ướ ể 14 2.2. Các thông s trong máy xét nghi m n c ti u v ý ngh a trong ố ệ ướ ể à ĩ ch n oán lâm s ngẩ đ à 16 3. NGUYÊN LÝ LÀM VI C C A MÁY XÉT NGHI M N C TI U Ệ Ủ Ệ ƯỚ Ể 22 3.1. S nguyên lý chung c a máy xét nghi m n c ti uơ đồ ủ ệ ướ ể 22 3.2. Ch c n ng các kh iứ ă ố 22 L NG GIÁ KI N TH C PH N 1ƯỢ Ế Ứ Ầ 25 PH N 2. GI I THI U MÁY XÉT NGHI M N C TI U URISYS 1100Ầ Ớ Ệ Ệ ƯỚ Ể 28 1. T NG QUAN V MÁY XÉT NGHI M N C TI U URISYS 1100Ổ Ề Ệ ƯỚ Ể 28 1.1. Gi i thi u chungớ ệ 28 1.2. Thông s k thu tố ỹ ậ 28 1.3. C u trúc m t máy.ấ ặ 30 2. NGUYÊN LÝ HO T NGẠ ĐỘ 32 2.1. S kh i ch c n ngơ đồ ố ứ ă 32 2.2. Ch c n ng các kh iứ ă ố 32 3. PH N M M MÁY URISYS 1100Ầ Ề 37 3.1. T ng quanổ 37 3.2. C u trúc menu (d ng l u )ấ ạ ư đồ 38 3.3. Các ch c n ng c a menuứ ă ủ 40 3.4. B ng k t quả ế ả 44 4. L P T MÁYẮ ĐẶ 45 5. CHU N MÁYẨ 46 6. TH C HI N O M UỰ Ệ Đ Ẫ 47 6.1. T ng quanổ 47 2 6.2. Ch o bình th ngế độ đ ườ 48 6.3. In k t quế ả 51 6.4. Ch o nhanhế độ đ 51 6.5. L i o que thỗ đ ử 52 6.6. Nh p nh n d ng (ID) b nh nhânậ ậ ạ ệ 52 6.7. Chuy n d li u sang máy tính cá nhân ho c máy chể ữ ệ ặ ủ 52 7. B O QU N VÀ B O D NG MÁYẢ Ả Ả ƯỠ 53 8. M T S H H NG TH NG G P VÀ CÁCH KH C PH CỘ Ố Ư Ỏ ƯỜ Ặ Ắ Ụ 53 L NG GIÁ KI N TH C PH N 2ƯỢ Ế Ứ Ầ 58 TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 61 3 MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU MỤC TIÊU 1. Trình bày được cơ sở quang và điện của máy xét nghiệm nước tiểu. 2. Trình bày được các loại xét nghiệm nước tiểu, chức năng của máy xét nghiệm nước tiểu. 3. Trình bày được các thông số mà máy xét nghiệm nước tiểu hiện nay đo được. 4. Vẽ được sơ đồ nguyên lý máy xét nghiệm nước tiểu, trình bày được chức năng các phần, phân tích được hoạt động của sơ đồ. 5. Trình bày được sơ đồ khối và phân tích được hoạt động của máy xét nghiệm nước Urisys 1100 6. Trình bày được quy trình làm xét nghiệm nước tiểu. 7. Trình bày được cách cài đặt máy xét nghiệm nước tiểu 8. Trình bày được quy trình bảo dưỡng máy xét nghiệm nước tiểu và cách khắc phục một số lỗi thường gặp trong máy xét nghiệm nước tiểu PHẦN 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU 1. CƠ SỞ VẬT LÝ DÙNG TRONG MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU. Máy nước tiểu hay còn gọi là Quang kế phản xạ. Vì vậy, về cơ sở quang học và quang điện đã được trình bày trong tài liệu máy quang kế, bạn đọc tham khảo thêm. Trong tài liệu này chỉ trình bày một số phần bổ xung. 1.1. Công thức tính tỷ lệ phản chiếu. Tỷ lệ phản chiếu (R) được tính theo công thức: R(%)= T m .C s /T s .C m Trong đó: T m : hoạt tính phản chiếu của bước sóng đo đối với vùng thử T s : hoạt tính phản chiếu của bước sóng mẫu đối với vùng thử 4 C m : hoạt tính phản chiếu của bước sóng đo với vùng chuẩn C s : hoạt tính phản chiếu của bước sóng mẫu với vùng chuẩn Công thức này được sử dụng trong máy quang kế phản xạ để tính nồng độ chất trong vùng thử. 1.2. Linh kiện điện phát quang. Trong máy nước tiểu thường dùng nguồn sáng trắng sau đó lọc để được các dải ánh sáng đơn sắc hoặc sử dụng nhiều điốt phát quang (LED- Light Emitting Diode) phát ra một dải bước sóng đơn sắc nhất định. Các nguồn sáng trắng đã được trình bày chi tiết trong tài liệu về máy quang kế, trong tài liệu này chỉ trình bày về nguyên lý và cấu trúc của LED. LED là một dụng cụ bán dẫn có một lớp tiếp giáp p-n, trong đó có sự biến đổi năng lượng điện thành năng lượng bức xạ ánh sáng do sự tái hợp của điện tử và lỗ trống. Khi phân cực thuận, eletron từ bán dẫn n chuyển sang bán dẫn p. Electron nhận năng lượng của điện trường chuyển trạng thái từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao. Electron ở trạng thái kích thích tự phát chuyển xuống mức năng lượng thấp và phát ra bức xạ ánh sáng có năng lượng bằng hf ( h là hằng số Plank, h=6,62.10 -34 J.s, f là tần số ánh sáng). 5 Vùng dẫn Vùng hoá trị Vùng hoá trị Vùng dẫn p n Hình 1.1. Giản đồ năng lượng của LED Khi xảy ra sự tái hợp electron với lỗ trống, electron từ vùng dẫn chuyển xuống vùng hoá trị. Năng lượng của photon tương ứng với sự chuyển dời này được xác định bởi độ rộng vùng cấm của của chất bán dẫn, nó tuỳ thuộc vào vật liệu làm LED. Các thông số đặc trưng cho LED: Độ dài bước sóng phát ra: λ được xác định bởi hiệu mức năng lượng gây ra sự chuyển dời bức xạ của các electron: λ=h.c/∆W C Trong đó: h là hằng số Plank c =3.10 8 m/s là vận tốc ánh sáng ∆W C tính bằng eV là khoảng cách giữa hai mức năng lượng xảy ra sự chuyển dời. Thông thường, LED không phát ra một ánh sáng duy nhất mà nó có khoảng bước sóng tương đối hẹp λ+∆ λ. Vì vậy mỗi loại LED thường phát ra một màu sắc xác định. Bảng dưới đây nêu một số thông số của các điốt phát quang: Màu Bước sóng Vật liệu U D (10mA) Công suất (mW) Hồng ngoại 900 GaAs 1,3-1,5V 100-500 Đỏ 655-665 GaP, GaAsP 1,6-1,8V 100 Vàng 538 GaP, GaAsP 2-2,2v 120 Xanh 565 GaP 2,2-2,4V 120 U D là điện áp sụt trên LED khi có dòng 10mA chạy qua. Đèn led được dùng khá nhiều trong các máy xét nghiệm nước tiểu hiện nay với ưu điểm là cho độ đơn sắc tốt ngoài ra thì tuổi thọ kéo dài tới 500 000 giờ. Nó có thể được dùng cho khối phát quang hoặc dùng làm đèn chỉ thị kết quả hay một số dạng đèn chỉ thị khác như để báo hiệu. Đặc trưng von-ampe của LED được trình bày trên hình 1.2 6 Ký hiệu của LED được cho trên hình 1.3a và cách mắc LED trong mạch điện được cho trên 1.3b + Vcc R Hình 1.3. Kí hiệu và cách mắc LED Để phát ánh sáng thì LED phải được phân cực thuận, điện trở R được mắc nối tiếp để phân áp cho LED, giá trị của điện trở được xác định tuỳ theo giá trị điện áp nguồn cung cấp V cc và loại LED được dùng, và được tính theo hệ thức sau: R=(V cc -U D )/I D . Ví dụ: đối với LED màu đỏ dòng qua điốt I D =5mA. Sụt thế trên điốt là 1,7V, nguồn nuôi là 5V thì R≈660Ω. 7 1,6V U D (V) I D (mA) 8 6 4 2 LED màu đỏ 2 2,4 U D (V) I D (mA) 20 15 10 5 LED màu xanh LED màu vàng a/ b/ Hình 1.2. Đặc trưng von-ampe của LED: a/ đường đặc trưng với LED phát sáng đỏ. b/ đặc trưng của LED phát sáng màu xanh và vàng 1.3. Một số linh kiện thu quang 1.3.1. Photođiốt Photođiốt là một loại linh kiện quang bán dẫn, hoạt động của nó dựa trên 2 hiệu ứng quang dẫn và quang điện trong. Cấu trúc và ký hiệu của photođiốt đơn giản được trình bày như trên hình 1.4 a,b. Hình 1.4. a/ cấu trúc của photođiốt, b/ ký hiệu, c,d/ cách mắc Dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng, trong miền chuyển tiếp p-n của chất bán dẫn nhạy quang có thể xảy ra sự ion hoá các nguyên tử của chất cơ bản và của tạp chất dẫn đến việc sinh ra các cặp điện tử và lỗ trống. Các điện tử và lỗ trống này tập trung ở hai đầu bán dẫn. Nếu mạch ngoài ta nối hai đầu bán dẫn thì sẽ có dòng điện chạy qua gọi là dòng quang điện I φ , hai đầu photođiốt xuất hiện hiệu điện thế U. Có hai cách mắc photođiốt: cách mắc không dùng nguồn nuôi ở mạch ngoài như hình 1.4 c, và có nguồn nuôi ở mạch ngoài như hình 1.4 d. Khi mắc với nguồn nuôi một chiều, điện áp đặt vào phải theo chiều phân cực ngược. Đặc trưng von-ampe của photođiốt được trình bày trên hình 1.5. 8 Hình 1.5. Đường đặc trưng Von-Ampe của photođiốt Trên hình vẽ ta thấy, cường độ ánh sáng rọi vào mạnh thì dòng ngược của photođiốt càng lớn, có nghĩa là điện trở ngược của photođiốt càng giảm khi chùm sáng rọi càng tăng. Đặc trưng biểu diễn sự phụ thuộc của dòng quang điện vào cường độ chiếu sáng φ được trình bày trên hình 1.6. 9 I φ φ U 3 U 2 U 1 Hình 1.7. Sự phụ thuộc của dòng quang điện vào cường độ ánh sáng Sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng công thức: I φ =K φ .φ Trong đó K φ được gọi là độ nhạy tích phân của photođiốt, K φ = I φ /φ. Sự phụ thuộc của độ nhạy vào bước sóng ánh sáng được gọi là đặc trưng phổ của photođiốt. Với các bước sóng khác nhau thì độ nhạy của photođiốt cũng khác nhau. Độ nhạy còn được hiểu là hiệu suất lượng tử của photođiốt, Hiệu suất lượng tử được định nghĩa là số cặp điện tử - lỗ trống được sinh ra ứng với mỗi photon tới. Hiệu suất lượng tử được tính theo công thức 1−             = ν η h P q I optp Trong đó, I p là dòng quang điện tạo ra từ việc hấp thụ ánh sáng có công suất P opt tại bước sóng λ (tương ứng với năng lượng photon hv). Một trong các hằng số ảnh hưởng tới hiệu suất lượng tử là hằng số hấp thụ α. Vì α là một hàm phụ thuộc rất lớn vào bước sóng mà dải bước sóng là yếu tố quy định giới hạn dòng quang điện. Độ dài bước sóng cắt λ c được tạo ra bởi độ rộng vùng cấm, ví dụ bước sóng cắt khoảng 1.8µm với Gemani và cỡ 1.1µm với silic. Với các bước sóng dài hơn λ c , giá trị của α quá nhỏ để xuất hiện sự hấp thụ trong. Với các bước sóng ngắn thì giá trị của α rất lớn (~10 5 cm -1 ), và vì vậy việc phát xạ chủ yếu bởi các hấp thụ gần bề mặt, nơi thời gian tái hợp rất ngắn. Do đó, các hạt dẫn có thể tái hợp trước khi chúng bị tập trung tại lớp tiếp giáp p-n. Hình 1.8 là giản đồ điển hình của hiệu suất lượng tử theo bước sóng của một số điốt quang tốc độ cao. Ta thấy rằng, trong vùng cực tím và vùng khả kiến, các điốt quang bán dẫn kim loại có hiệu suất lượng tử cao, trong vùng cận hồng ngoại, các điốt quang silic (có phủ lớp chống phản xạ) có thể 10 [...]... Chức năng các khối? 24 Phân tích hoạt động của sơ đồ khối máy xét nghiệm nước tiểu? 27 PHẦN 2 GIỚI THIỆU MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU URISYS 1100 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU URISYS 1100 1.1 Giới thiệu chung Máy phân tích nước tiểu Urisys là thiết bị xách tay dùng que thử để phân tích nước tiểu Tuỳ thuộc vào loại que thử được sử dụng máy có thể cho kết quả phân tích của Gluco, Bilirubin, Xeton,... bệnh về thận, gan, về tuyến nội tiết, về chuyển hoá các chất trong cơ thể, về thai nghén, về sự bài tiết các chất thuốc đưa vào cơ thể, về nhiễm khuẩn và ký sinh trùng Xét nghiệm nước tiểu chia làm 5 loại xét nghiệm chính - Xét nghiệm vật lý: bao gồm các xét nghiệm về số lượng, màu sắc, tỷ trọng và pH 14 - Xét nghiệm sinh hoá: Dùng các phản ứng sinh hoá để xét nghiệm định tính hoặc định lượng các chất... 3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU 3.1 Sơ đồ nguyên lý chung của máy xét nghiệm nước tiểu Hệ thống quang học Hiển thị Khối nguồn Khối điều khiển Bàn phím Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý máy xét nghiệm nước tiểu 3.2 Chức năng các khối 3.2.1 Khối nguồn Có chức năng tạo ra nguồn một chiều để cung cấp cho các khối khác Tuỳ từng loại máy mà khối nguồn có thể nằm trong máy nếu kích thước máy lớn... đồ E chung, Ic=β.Iφ+IT β: hệ số khuếch đại dòng của phototranzito Với đặc tính độ nhạy cao, phototranzito gần như đã được dùng trong tất cả các máy cần có đầu thu quang, và dần thay thế photođiốt 13 2 TÍNH NĂNG, TÁC DỤNG CỦA MÁY PHÂN TÍCH NƯỚC TIỂU 2.1 Giới thiệu về xét nghiệm nước tiểu Trong xét nghiệm, người ta chia ra làm nhiều loại xét nghiệm: - Xét nghiệm máu - Xét nghiệm nước tiểu - Xét nghiệm. .. xét nghiệm chỉ là những yếu tố khách quan phản ánh những diễn biến trong cơ thể Xét nghiệm không thay thế cho lâm sàng Cần 15 phân tích, tổng hợp, suy xét thật biện chứng và khoa học, không chủ quan, hấp tấp và máy móc 2.2 Các thông số trong máy xét nghiệm nước tiểu và ý nghĩa trong chẩn đoán lâm sàng Các máy xét nghiệm nước tiểu hiện nay thể có 1, 2, 4, 8, 10, 11 thông số phụ thuộc vào từng loại máy, ... - Xét nghiệm nước tiểu - Xét nghiệm dịch não tuỷ - Xét nghiệm dịch vị - Xét nghiệm mật- dịch tụy - Xét nghiệm đờm - Xét mủ và các chất dịch - Xét nghiệm nấm gây bệnh - Xét nghiệm thăm dò chức năng Mỗi loại lại có nhiều phương pháp tiến hành, và nhiều cách tiếp cận khác nhau, vì vậy xét ngiệm bao hàm nhiều nội dung Xét nghiệm nước tiểu là loại xét nghiệm được dùng rất phổ biến hiện nay với nhiều ưu... khoa, lao thận và bàng quang - Xét nghiệm ký sinh trùng: Dùng nước tiểu ly tâm kỹ, các ấu trùng và trứng sẽ lắng xuống đáy ống nghiệm, tiến hành xét nghiệm trên lắng cặn đó để phát hiện một số bệnh về ký sinh trùng như bệnh giun chỉ, sán máng trong nước tiểu, một số bệnh viêm niệu đạo Các máy xét nghiệm hiện nay thực hiện các xét nghiệm sinh hoá nước tiểu, còn các xét nghiệm khác thường là làm thủ công... LCD, Máy in nhiệt C Màn hình tinh thể lỏng LCD và máy in nhiệt 26 D Màn hình ống phóng tia catốt CRT và màn hình tinh thể lỏng LCD Câu hỏi tự lượng giá 20 Trình bày các loại nguồn sáng dùng cho phân tích nước tiểu? Dùng đèn Led có ưu điểm gì? 21 Trình bày các loại phân tích nước tiểu? 22 Kể tên các thông số trong máy xét nghiệm nước tiểu hiện nay? 23 Vẽ sơ đồ nguyên lý của máy xét nghiệm nước tiểu? ... lượng gây ra sự chuyển dời bức xạ của các electron Đúng - Sai 3 Mỗi loại LED phát ra một ánh sáng duy nhất Đúng - Sai 4 Xét nghiệm nước tiểu bao hàm: Xét nghiệm vật lý, xét nghiệm sinh hoá, xét nghiệm tế bào, xét nghiệm vi khuẩn và ký sinh trùng Đúng - Sai 5 Một máy xét nhiệm nước tiểu có thể làm các thông số là không giới hạn, tuỳ thuộc vào cài đặt của người dùng Đúng - Sai Giải thích các thông số... hành xét nghiệm nhanh, kết quả chính xác, có nhiều ý nghĩa trong chẩn đoán Nước tiểu là một sản phẩm của hệ bài tiết, được lọc từ máu bởi thận Máu đi khắp cơ thể, đến từng tế bào, từng cơ quan, có quan hệ mật thiết với tất cả các cơ quan nên về mặt bệnh lý, máu chịu ảnh hưởng của tất cả các cơ quan Vì vậy, xét nghiệm nước tiểu giúp cho chuẩn đoán một cách tương đối chính xác các bệnh về thận, gan, về . nghiệm nước tiểu và cách khắc phục một số lỗi thường gặp trong máy xét nghiệm nước tiểu PHẦN 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU 1. CƠ SỞ VẬT LÝ DÙNG TRONG MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU. Máy. 61 3 MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU MỤC TIÊU 1. Trình bày được cơ sở quang và điện của máy xét nghiệm nước tiểu. 2. Trình bày được các loại xét nghiệm nước tiểu, chức năng của máy xét nghiệm nước tiểu. 3 dưỡng cơ bản cho máy xét nghiệm nước tiểu Urisys 1100 của hãng Roche Diagnostics. Tài liệu được chia làm 2 phần: Phần 1: Cơ sở lý thuyết chung về máy xét nghiệm nước tiểu Phần 2: Máy xét nghiệm nước