專利名稱：臨床常規(guī)難檢驗病原菌自動檢驗網(wǎng)絡系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于利用科學儀器、醫(yī)療儀器對臨床常規(guī)難檢驗病原菌作自動檢驗的一種方法及網(wǎng)絡系統(tǒng)，學科范圍歸屬分析微生物學。
對臨床常規(guī)難檢驗病原菌的檢驗，國內(nèi)外均有人做過其些研究。例如，目前已有的檢驗厭氧菌基本方法大體為三種1)一般醫(yī)院(包括國外)的常規(guī)菌檢法。使用該方法檢驗周期較長，約需7-14天才能得到結(jié)果，且不準確;2)M-D公司的Vitek鑒定卡方法。該方法成本高，消耗大，消耗量約為2.28美元/每卡，并且，其鑒定卡為該公司專門生產(chǎn)的;3)HP微生物色譜分析儀。這是美國惠普公司1985年研制的一套微生物自動檢驗系統(tǒng)，即惠普公司的產(chǎn)品5898A細菌分析儀。該分析儀性能好，但成本高昂，其檢驗不是以VPI手冊(AnaerobeLaboratorymanual.4thEditionLillianV.Holdeman，etal.1977)資料為依據(jù)，它無服務網(wǎng)的設計。此外，對結(jié)核桿菌的檢驗，目前所使用的方法一般都需要10～12個星期才能得到結(jié)果(含做藥敏試驗)。美國最新推出的快速檢出結(jié)核桿菌專用儀也需4個星期檢出(含藥敏試驗)，且要使用同位素。
本發(fā)明的目的在于，以氣相色譜方法為核心，輔以一特定區(qū)段的阿達瑪(Hadmard)紅外光譜方法，以盡可能快的速度，以最小的投入(如設備成本、操作人員及其知識技能水平，能耗開支等)，以準確的鑒別、檢查厭氧菌代謝產(chǎn)物中的特征短鏈脂肪酸組份的含量，以確定送檢樣品中是否存在厭氧菌或確定是哪種厭氧菌;以較短的時間檢驗CO2的產(chǎn)率，判斷是否存在結(jié)核桿菌;并構(gòu)成服務網(wǎng)絡，服務于一適當大范圍內(nèi)的用戶，尤其是服務于農(nóng)村，比如在一個專區(qū)范圍內(nèi)的各縣醫(yī)院。
本發(fā)明所說的對臨床常規(guī)難檢驗病原菌作自動檢驗的網(wǎng)絡方法的要點在于，由氣相色譜的色譜柱，F(xiàn)ID(氫火焰離子檢測器)，HIR(阿達瑪紅外分析器)，TCD(熱導檢測器)，計算機及計算機通訊網(wǎng)絡終端，現(xiàn)有的電話線路(或無線電通訊網(wǎng))，交通、郵路，用戶樣品處理終端等構(gòu)成的對臨床常規(guī)難檢驗病原菌自動檢驗的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
利用該網(wǎng)絡系統(tǒng)對厭氧菌檢驗的方法為，將待檢驗樣品取出后，對一部分樣品立即作酸化處理，將另一部分樣品立即利用“用戶樣品處理終端”注入具有厭氧環(huán)境的培養(yǎng)基內(nèi)，兩部分樣品均置入專用容器內(nèi)通過交通或郵路送往檢驗中心。在檢驗中心將上述兩部分樣品分別作不同的處理，一部分樣品在取樣用戶終端(醫(yī)院)作了酸化處理后，即已把微生物的特定代謝產(chǎn)物“短鏈脂肪酸”固定下來，以使在不同溫度環(huán)境，較長時間的運輸中不變化，在檢驗中心對該樣品進一步作乙醚提取后，隨即進入色譜柱分離、由FID檢測，并由計算機快速分析，給出結(jié)果，以在最短的時間內(nèi)確定是否含有厭氧菌感染;另一部分待分類樣品送到檢驗中心后則經(jīng)分離培養(yǎng)、離心得到的上清液作酯化處理，送入FID及HIR構(gòu)成的氫火焰、光電子檢測器，對是否存在厭氧菌進行分析，并確定其厭氧菌的歸屬。在儀器分析系統(tǒng)中建有以“VPI”手冊和專門的紅外光譜分析為基礎的數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)，利用R-編網(wǎng)模糊聚類法對樣品進行模糊聚類，對樣品進行比較，以編碼法分析其紅外特征，以便鑒別和確定是否存在厭氧菌及其屬(genus)和種(specias);在計算機中獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)，經(jīng)調(diào)制、解調(diào)后采用一對一的數(shù)據(jù)雙向傳輸方式，利用電話線路(或無線電通訊方式)與網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)點上的用戶終端相聯(lián)系，在終端解碼并將信號返回檢驗中心復檢后，即在終端打印結(jié)果報告。
利用該網(wǎng)絡系統(tǒng)對結(jié)核桿菌檢驗的方法為，將待檢驗樣品取出后，接種于結(jié)核桿菌培養(yǎng)基上，并封口，然后可將樣品置于運送厭氧菌待檢驗樣品的專用容器內(nèi)，與厭氧菌檢驗樣品一起通過交通或郵路送往檢驗中心。在檢驗中心，將待檢驗結(jié)核桿菌樣品置于專用培養(yǎng)器內(nèi)進行結(jié)核菌培養(yǎng)，經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生的氣體定時注入氣相色譜儀，經(jīng)汽化室、色譜柱分離，由TCD檢測，檢查CO2的增長速率，將所得信號送入計算機系統(tǒng)中，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換、快速識別軟件作數(shù)據(jù)分析，判斷是否存在結(jié)核桿菌;在計算機中獲得的信息、數(shù)據(jù)，經(jīng)調(diào)制、解碼后也采用一對一的數(shù)據(jù)雙向傳輸方式，利用電話線路(或無線電通訊方式)與網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)點上的用戶終端相聯(lián)系，在終端解碼并將信號返回檢驗中心復檢后，即在用戶終端打印結(jié)果報告。
采用本發(fā)明所述對臨床常規(guī)難檢驗病原菌進行檢驗的方法，有如下優(yōu)點(一)對厭氧菌檢驗而言1.取得的待檢驗樣品在取樣地，即在網(wǎng)絡系統(tǒng)中網(wǎng)點上的用戶(醫(yī)院)就進行第一步酸化處理，以保證固定微生物的特定代謝物的短鏈脂肪酸，并使在運輸過程中、在不同溫度環(huán)境中不改變，同時也使第一步酸化處理后的反應在運輸樣品的途中完成，使酸化處理與運輸?shù)牟襟E合二而一;
2.樣品在厭氧環(huán)境中是指將樣品放在有氮、二氧化碳、氫等氣體構(gòu)成的厭氧環(huán)境保護的培養(yǎng)基中，并使用專用的培養(yǎng)皿和容器，其培養(yǎng)皿和容器能方便地放、取樣品和重復使用，能有效地保存和培養(yǎng)厭氧菌，并能充分利用運輸過程中的時間;
3.出結(jié)果快。一部分酸化處理的樣品在檢驗中心經(jīng)簡單分析程序處理，可在1～2小時內(nèi)得出是否存在厭氧感染的報告;
4.由于采用了R-編網(wǎng)模糊聚類法，在普通的計算機上就可使原來需要4小時的計算時間縮短到5分鐘左右;使得厭氧菌分類的計算達到了快速。
5.采用阿達瑪變換紅外分析器和色譜柱、FID檢測器聯(lián)用的分析儀器系統(tǒng)，并利用有紅外光譜分析和VPI手冊為基礎的數(shù)據(jù)庫的計算機，使得裝置較簡單，運算簡便、迅速，并能取得很好的信噪比;使用本發(fā)明所述的方法可在不寬的紅外波段內(nèi)(如僅在3-6μm波長的光波范圍內(nèi))提出特征，經(jīng)與氣相色譜氫火焰離子檢測器中得到的信號復合處理，亦可得到VPI手冊中不加生化方法就無法區(qū)分的那些菌種的歸屬;
(二)對結(jié)核桿菌檢驗而言對結(jié)核桿菌的檢驗，判斷可從用現(xiàn)有技術所需的10～12個星期時間縮短到4個星期時間(含藥敏試驗)，但勿需使用同位素。
(三)本發(fā)明所采用的通訊為一對一的數(shù)據(jù)雙向傳輸，利用電話線路及電話機(或無線電通訊)與網(wǎng)點上的用戶終端相聯(lián)，終端具有收信號、打印結(jié)果及返送復檢信號簽收等功能，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，成本低。能以較低廉的成本，將高技術應用于大范圍的農(nóng)村，具有極好的社會效益。
附

圖1，臨床常規(guī)難檢驗病原菌自動檢驗網(wǎng)絡系統(tǒng)流程圖。
為了更清楚地說明本發(fā)明所述的方法，以下結(jié)合附圖進行描述本發(fā)明所述的對臨床常規(guī)難檢驗病原菌自動檢驗方法所采用的系統(tǒng)主要可分為兩大部分，即用戶(Ⅰ)-基層醫(yī)院檢驗部門，和檢驗中心(Ⅱ)。在用戶(Ⅰ)中配置有用戶通訊終端和樣品處理終端等裝置;在檢驗中心(Ⅱ)中配置有分析儀器系統(tǒng)(Ⅲ)和計算機系統(tǒng)(Ⅳ)等裝置。本發(fā)明所說的檢驗方法在上述系統(tǒng)中的工作流程為從患者處取出待檢驗樣品(1)后，對作厭氧菌檢驗的樣品分成兩部分，一部分用作厭氧菌快速分析的樣品(約1/2)中加入適量無機酸作酸化處理(2)(附圖中由虛線所描述其流程);另一部分用作厭氧菌分類分析的樣品(約1/2)經(jīng)專用的樣品處理終端作厭氧處理，并接種于培養(yǎng)基上(3)(附圖中由細線所描述其流程)，然后將這些樣品均置于專用運送容器內(nèi)(6)，用郵路或者交通(7)的方式送往檢驗中心(Ⅱ)。檢驗中心收到待檢驗樣品后，將用作厭氧菌快速分析的一部分樣品作脂肪酸提取處理(8);將用作厭氧菌分類分析以確定厭氧菌分類歸屬的另一部分樣品作分離培養(yǎng)并轉(zhuǎn)PYG培養(yǎng)(9)，然后進行酯化處理(10);將這些分別處理的樣品分別注入分析儀器系統(tǒng)(Ⅲ)中的色譜儀汽化室(12)中，隨后經(jīng)色譜柱分離(13)后送至FID/HIR檢測器(14)，對作快速分析的經(jīng)FID檢測;對作全面分析并確定其厭氧菌歸屬的則經(jīng)FID和HIR檢測，得到的檢測信號作電子學信號處理(15);然后將信號輸送給計算機系統(tǒng)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換(16)，對模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號進行數(shù)據(jù)分析(17)，同時與“VPI”數(shù)據(jù)庫及紅外數(shù)據(jù)庫(18)進行比較，以R-編網(wǎng)模糊聚類法分析其紅外特征，以便鑒別厭氧菌是否存在和確定其屬和種;經(jīng)數(shù)據(jù)分析(17)后的輸出信號一路進行調(diào)制/解調(diào)(19)后經(jīng)通訊(21)方式與用戶通訊終端(22)聯(lián)網(wǎng);輸出信號的另一路為結(jié)果輸出，即記錄、顯示(20)，該結(jié)果可供研究、分析或復查時所用。
對作結(jié)核桿菌待檢驗樣品(1)取出后(附圖中由粗實線所描述其流程)，接種于結(jié)核桿菌培養(yǎng)基上(4)，并將盛此培養(yǎng)基的專用培養(yǎng)基器封口(5)，然后也可置于專用運送容器內(nèi)(6)，用郵路或者交通(7)的方式送往檢測中心(Ⅱ)。檢驗中心收到該待檢驗樣品后，再繼續(xù)進行結(jié)核菌培養(yǎng)并定時從培養(yǎng)器內(nèi)抽取氣體(11)注入色譜儀汽化室(12)中，經(jīng)色譜分離(13)，TCD檢測(14)，電子學信號處理(15)后，由計算機系統(tǒng)(Ⅳ)作數(shù)據(jù)分析，確定是否存在結(jié)核菌感染，何種結(jié)核菌感染(包含藥敏試驗)。
檢測中心(Ⅱ)中計算機系統(tǒng)(Ⅳ)與用戶(Ⅰ)之間采用一對一的數(shù)據(jù)雙向式傳輸方式，將計算機輸出信號經(jīng)通訊(無線電或電話方式)線路(21)送達用戶通訊終端(22)后，在用戶通訊終端解碼，并還要將信號返回到檢驗中心復檢確認無誤后，即在用戶終端打印結(jié)果報告(23)。
本發(fā)明所述的對厭氧菌自動檢測方法中所說的“R-編網(wǎng)”模糊聚類法，其要點為a)根據(jù)氣相色譜圖(GC圖)的保留時間作指標性質(zhì)分析，確定樣本特征指標，對譜峰高或峰面積加權(quán)后，確定樣本指標的取值范圍;b)比較每兩樣本間指標的大小，列出n×n列聯(lián)表，求模糊相似系數(shù)，列出模糊相似矩陣R;c)設立分類水平α，對α截矩陣Rα，采用R-編網(wǎng)法，對樣本進行模糊聚類。
在本發(fā)明所說的分析儀器系統(tǒng)中可設有一個或一個以上的檢驗樣品入口，可同時進行一個或一個以上的樣品分析、處理。在所說的計算機系統(tǒng)中可設有一個或一個以上的接口，可與一個或一個以上的用戶通訊終端提供服務。
在本發(fā)明所說的用戶終端處作樣品處理是指對厭氧菌檢驗的樣品，將取出的約半份樣品中立即加入無機酸，作酸化處理，這樣一方面良好地保存了在運送中生物樣品不變質(zhì)，另一方面也是注入儀器前處理樣品中的必要的第一步;另一半樣品取出患者體外后，即注入培養(yǎng)基并立即在檢驗中心所提供的用戶終端支持下實行厭氧環(huán)境保護，在專門的運送容器(6)內(nèi)充入N2、CO2、H2混合氣體，關好蓋后即進入運送。這樣一則保護了厭氧菌不被空氣中的氧致死，另外還可利用運輸所需的時間作培養(yǎng)，使遠距離的用戶能基本上享受到檢驗中心所在城市的患者能享受的快速性。而對作結(jié)核桿菌檢查的樣品則無需厭氧環(huán)境，樣品取出后隨即接種于專用培養(yǎng)器(5)內(nèi)的結(jié)核菌培養(yǎng)基(4)上，封上培養(yǎng)器(5)的口，即可置入專用運送容器(6)內(nèi)一起運輸。
權(quán)利要求
1.一種由用戶樣品處理、通訊終端；檢驗中心；和傳輸、通訊系統(tǒng)等構(gòu)成的，對臨床常規(guī)難檢驗病原菌的快速自動檢驗網(wǎng)絡系統(tǒng)，其利用該網(wǎng)絡系統(tǒng)對臨床常規(guī)難檢驗病原菌中厭氧菌檢驗的方法為a，待檢驗樣品取出后將一部分樣品立即作酸化處理，將另一部分待分類樣品經(jīng)專用的樣品處理終端處理而達到注入具有厭氧環(huán)境培養(yǎng)基內(nèi)，兩部分樣品均置于專用容器內(nèi)送往檢驗中心；b，將所述的兩部分樣品再分別作不同的處理，一部分樣品作乙醚提取然后入分析儀器系統(tǒng)作快速分析，以確定是否包含有厭氧菌感染；另一部分待分類樣品則經(jīng)分離培養(yǎng)并轉(zhuǎn)PYG培養(yǎng)后，將離心上清液作酯化處理，再入分析儀器系統(tǒng)分析其厭氧菌是否存在，并確定歸屬；c，待快速檢驗的樣品，進入儀器后，經(jīng)分離、FID檢測，所得信號送入計算機中，經(jīng)快速編碼軟件分析，即可確定該樣品是否含有厭氧菌感染；待分類檢驗樣品進入儀器后，經(jīng)分離、FID檢測，HIR檢測后，將檢測信號送入建有以“VPI”手冊為基礎的數(shù)據(jù)庫及紅外光譜數(shù)據(jù)庫的計算機中，利用“R-編網(wǎng)”模糊聚類法進行模糊聚類，與“VPI”數(shù)據(jù)庫進行比較，以編碼法分析其紅外特征，以便鑒別厭氧菌是否存在并確定其屬和種；d，從計算機中得出結(jié)果后，利用電話線路(或無線電通訊方式)與網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)點上的用戶通訊終端采用一對一的數(shù)據(jù)雙向傳輸方式進行通訊，在終端解碼并將信號返回檢驗中心復檢并在雙方作簽收后，即在終端打印結(jié)果報告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對厭氧菌檢驗的方法，其特征在于，所說的分析儀器系統(tǒng)包括有氣相色譜柱、氫火焰離子檢測器(即FID)與阿達瑪變換紅外分析器(即HIR)構(gòu)成的光電子檢測器;電子學信號處理器等;所說的計算機系統(tǒng)包含有建有“VPI”數(shù)據(jù)庫及專用的紅外光譜數(shù)據(jù)庫，R-編網(wǎng)法，快速識別軟件，編、解碼系統(tǒng)，調(diào)制、解調(diào)器等的計算機化的鑒別系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對厭氧菌檢驗的方法，其特征在于，所說的計算機采用的鑒別方法為“R-編網(wǎng)”模糊聚類法，其要點為，a，根據(jù)氣相色譜圖的保留時間作指標性質(zhì)分析，確定樣本特征指標，對譜峰高或峰面積加權(quán)后，確立樣本指標取值范圍;b，比較每兩樣品間指標的大小，列出n×n列聯(lián)表，求模糊相似矩陣R;c，設立分類水平α，對α截矩陣Rα，采用R-編網(wǎng)法，對樣本進行模糊聚類。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對厭氧菌檢驗的方法，其特征在于，所說的將一部分樣品立即作酸化處理是指加入無機酸到樣品中，該酸化處理放在網(wǎng)絡系統(tǒng)中網(wǎng)點上的用戶(醫(yī)院)內(nèi)進行;所說的另一部分待分類樣品立即注入具有厭氧環(huán)境培養(yǎng)基內(nèi)是指將樣品放在有氮、二氧化碳、氫等氣體構(gòu)成的厭氧環(huán)境培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿和專用容器內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對厭氧菌檢驗的方法，其特征在于，所說的分析儀器系統(tǒng)中可設有一個或一個以上的檢驗樣品入口，可同時作一個或一個以上的待檢驗樣品的分析、處理;所說的計算機系統(tǒng)中可設有一個或一個以上的接口，可與一個或一個以上的用戶通訊終端聯(lián)接提供服務。
6.一種由用戶樣品處理、通訊終端;檢驗中心;傳輸、通訊系統(tǒng)等構(gòu)成的對臨床常規(guī)難檢驗病原菌的快速自動檢驗網(wǎng)絡系統(tǒng)，其利用該網(wǎng)絡系統(tǒng)對臨床常規(guī)難檢驗病原菌中結(jié)核桿菌檢驗的方法為a，待檢驗樣品取出后，接種于專用培養(yǎng)器內(nèi)的結(jié)核桿菌培養(yǎng)基上，并封口，然后置于專用容器內(nèi)送往檢驗中心;b，將待檢驗樣品置入專用培養(yǎng)器內(nèi)進行結(jié)核桿菌培養(yǎng)，然后定時送培養(yǎng)器內(nèi)的氣體進入分析儀器系統(tǒng)進行分析;c，待檢驗樣品氣體進入分析儀器后，經(jīng)氣相色譜儀汽化室、色譜柱分離，TCD(熱導)檢測器，給出電信號，實現(xiàn)以色譜方法檢查CO2的增長速率;將所得信號送入計算機系統(tǒng)中，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析后判斷是否存在結(jié)核桿菌，為何種結(jié)核桿菌。(包含做藥敏試驗)d，從計算機中得出結(jié)果后，利用電話線路(或無線電通訊方式)與網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)點上的用戶通訊終端采用一對一的數(shù)據(jù)雙向傳輸方式進行通訊，在終端解碼并將信號返回檢驗中心復檢并在雙方作簽收后，即在終端打印結(jié)果報告。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對結(jié)核桿菌檢驗的方法，其特征在于，待檢驗樣品培養(yǎng)中，定時將培養(yǎng)器中的樣品氣注入氣相色譜儀汽化室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對結(jié)核桿菌檢驗的方法，其特征在于，所說的分析儀器包括氣相色譜柱;熱導檢測器(即TCD);電子學信處理器等;所說的計算機系統(tǒng)包括有模數(shù)轉(zhuǎn)換、快速識別軟件，調(diào)制、解調(diào)器等。
全文摘要
本發(fā)明為一種對臨床常規(guī)難檢驗病原菌自動檢驗的網(wǎng)絡系統(tǒng)及方法。由用戶樣品處理，通訊終端，樣品傳輸系統(tǒng)，分離、培養(yǎng)系統(tǒng)，分析儀器系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等構(gòu)成對臨床常規(guī)難檢驗病原菌自動檢驗的網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用用戶、傳輸、檢測中心、通訊、樣品處理終端構(gòu)成檢驗網(wǎng)絡的方式，并在檢驗過程中使用TCD；FID和HIR聯(lián)用的方式和R-編網(wǎng)模糊聚類法，等高技術對待檢樣品進行分析。本方法具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、成本低、出結(jié)果快、服務面寬達基層和農(nóng)村小城鎮(zhèn)等優(yōu)點。
文檔編號C12Q1/04GK1073720SQ91111898
公開日1993年6月30日 申請日期1991年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月23日
發(fā)明者葉虎年, 楊立新, 李玉紅, 楊華, 周方, 李 柱 申請人:華中理工大學