Đề tài tìm hiểu máy xét nghiệm nước tiểu tự Động

Khái niệm Xét nghiệm y học là ngành của y học hiện đại, ứng dụng máy móc thiết bị đểphân tích các mẫu bệnh phẩm máu, phân, nước tiểu, dịch… nhằm phát hiện vàcung cấp bằng chứng một cách

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO LIÊN TỤC



ĐỀ TÀI: Tìm hiểu máy xét nghiệm nước tiểu tự động

Giáo viên hướng dẫn: TS LẠI HỮU P.TRUNG Sinh viên thực hiện: PHẠM XUÂN TOÀN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2

1.1 Mục tiêu và lý do chọn đề tài 2

1.2 Giới thiệu chung 2

1.3 Tổng kết chương 5

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU 6

2.1 Cơ sở vật lý dùng trong máy xét nghiệm nước tiểu 6

2.2 Tính năng, tác dụng của máy phân tích nước tiểu 14

2.3 Nguyên lý làm việc của máy xét nghiệm nước tiểu 20

2.4 Tổng kết chương 23

CHƯƠNG 3 MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU URISYS 1100 24

3.1 Tổng quan về máy xét nghiệm nước tiểu Urisys 1100 24

3.2 Nguyên lý hoạt động 27

3.3 Phần mềm máy Urisys 1100 30

3.4 Lắp đặt máy 33

3.5 Chuẩn máy 34

3.6 Thực hiện đo mẫu 36

3.7 Bảo quản và bảo dưỡng máy 40

3.8 Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 45

Do việc hạn chế về thời gian và kiến thức, việc tiếp xúc cũng như trực tiếp thaotác trên máy còn chưa đủ nên mặc dù bản thân đã rất cố gắng tuy nhiên trong quá trìnhthực hiện đồ án cũng không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Chúng em rất mongnhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thày cô và các bạn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2024

Sinh viên thực hiện

1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Mục tiêu và lý do chọn đề tài

Chính vì những lý do trên em đã thực hiện: “Nghiên cứu về máy xét nghiệm

nước tiểu Urisys 1100”.

1.1.2 Mục tiêu đề tài

Nội dung đồ án tập trung vào hai mục tiêu chính:

Tìm hiểu về máy xét nghiệm nước tiểu Urisys 1100

Bao gồm các nội dung chính:

+ Nguyên lý hoạt động

+ Sơ đồ khối và chức năng

+ Hướng dẫn sử dụng

+ Các lỗi cơ bản thường gặp

1.2 Giới thiệu chung

1.2.1 Xét nghiệm

1.2.1.1 Khái niệm

Xét nghiệm y học là ngành của y học hiện đại, ứng dụng máy móc thiết bị đểphân tích các mẫu bệnh phẩm (máu, phân, nước tiểu, dịch…) nhằm phát hiện vàcung cấp bằng chứng một cách xác thực về tình trạng bệnh, giúp bác sĩ đưa ra nhữngchẩn đoán và hướng điều trị thích hợp

1.2.1.2 Phân loại

- Phân loại theo kết quả xét nghiệm

Hoạt động xét nghiệm được chia thành các lĩnh vực xét nghiệm Mỗi lĩnh vựcxét nghiệm gồm nhiều loại xét nghiệm Mỗi lĩnh vực xét nghiệm là tập hợp nhữngchỉ tiêu xét nghiệm cụ thể.

Bảng 1.1 Phân loại xét nghiệm theo kết quả xét nghiệm

1 Hoá sinh lâm sàng Hoá học nói chung

Phân tích nước tiểu Nội tiết tố

Protein, xét nghiệm định lượng

Protein, xét nghiệm định tínhXét nghiệm lipid đặc biệt Khí máu

Chỉ dấu ung thưXét nghiệm định lượng nồng độ thuốc chỉ thịđiều trị

Độc họcXét nghiệm Hoá sinh đặc biệt Amin sinh học

Xét nghiệm thuốc gây nghiện, ma tuý

2 Huyết học và truyền

máu

Huyết học tổng quát Đông cầm máuMiễn dịch huyết học Xét nghiệm tuỷ xươngHuyết học chuyên sâu Ngân hàng máu/ Trung tâm truyền máuKhảo sát ngân hàng máu

Sàng lọc tác nhân truyền bệnhHuyết thanh học nhóm máu

3 Vi Sinh học Xét nghiệm vi khuẩn

Virút họcRikettsia

3

Ký sinh trùng

Vi nấmĐộng vật chân đốt

4 Giải phẫu bệnh học Giải phẫu bệnh học giải phẫu (khám nghiệm tử

thi)Giải phẫu bệnh học phẫu thuậtGiải phẫu bệnh thực nghiệmXét nghiệm sinh thiết

Tế bào học chọc hút kim nhỏPhân loại theo chiều truyền dữ liệu

Hiện nay đối với các máy xét nghiệm được phân loại theo hai loại chính: máyxét nghiệm một chiều và máy xét nghiệm hai chiều

Hình 1.1 Kết nối 1 chiều

Máy xét nghiệm 1 chiều nghĩa là dữ liệu được truyền 1 chiều từ máy xétnghiệm về máy tính Kết quả sau khi phân tích từ máy xét nghiệm sẽ được truyền vềmáy tính để lưu trữ và hiển thị

Hình 1.2 Kết nối 2 chiều

Máy xét nghiệm hai chiều nghĩa là máy Xét nghiệm vừa có thể truyền dữ liệukết quả về máy tính vừa có thể nhận chỉ định Xét nghiệm và các lệnh điều khiển từmáy tính.

Việc triển khai mã vạch ở khâu nào tùy tình hình mỗi bệnh viện Tốt nhất là tạikhâu tiếp đón cung cấp ngay cho bệnh nhân các mã vạch sẽ dùng trong quá trình điềutrị mã vạch này cũng nên được dán vào sổ hoặc thể khám bệnh của bệnh nhân

1.3 Tổng kết chương

Trong chương này đã khái quát được nội dung cần đạt được của đồ án, kiếnthức về xét nghiệm và phân loại xét nghiệm

5

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÁY XÉT NGHIỆM NƯỚC TIỂU 2.1 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 vàquang 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

2.1.1 Công thức tính tỷ lệ phản chiếu

Tỷ lệ phản chiếu (R) được tính theo công thức:

R(%)= Tm.Cs/Ts.Cm

Trong đó:

Tm: Hoạt tính phản chiếu của bước sóng đo đối với vùng thử

Ts: Hoạt tính phản chiếu của bước sóng mẫu đối với vùng thử

Cm: Hoạt tính phản chiếu của bước sóng đo với vùng chuẩn

Cs: Hoạt tính phản chiếu của bước sóng mẫu với vùng chuẩnCông thức này được sử dụng trong máy quang kế phản xạ để tính nồng độ chấttrong vùng thử

2.1.2 Linh kiện điện phát quang

Trong máy nước tiểu thường dùng nguồn sáng trắng sau đó lọc để được các dảiánh 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 biếnđổi năng lượng điện thành năng lượng bức xạ ánh sáng do sự tái hợp của điện tử và

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)

Khi xảy ra sự tái hợp electron với lỗ trống, electron từ vùng dẫn chuyển xuốngvùng hoá trị Năng lượng của photon tương ứng với sự chuyển dời này được xác địnhbởi 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:  được xác định bởi hiệu mức năng lượng gây ra sựchuyển dời bức xạ của các electron:

Bảng dưới đây nêu một số thông số của các điốt phát quang:

Bảng 2.1 Một số thông số của các điốt phát quang

Đặc trưng von-ampe của LED được trình bày trên hình 2.2

LED màu xanhLED màu vàng

Hình 2.2 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

Ký hiệu của LED được cho trên hình và cách mắc LED trong mạch điện đượccho trên 2.3

Hình 2.4 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 bándẫn nhạy quang có thể xảy ra sự ion hoá các nguyên tử của chất cơ bản và của tạp chấtdẫn đến việc sinh ra các cặp điện tử và lỗ trống Các điện tử và lỗ trống này tập trung ởhai đầu bán dẫn Nếu mạch ngoài nối hai đầu bán dẫn thì sẽ có dòng điện chạy qua gọi

là dòng quang điện I, hai đầu photođiốt xuất hiện hiệu điện thế U

Có hai cách mắc photođiốt: cách mắc không dùng nguồn nuôi ở mạch ngoàinhư hình 2.4 c, và có nguồn nuôi ở mạch ngoài như hình 2.4 d Khi mắc với nguồnnuôi một chiều, điện áp đặt vào phải theo chiều phân cực ngược

Đặc trưng von-ampe của photođiốt được trình bày trên hình 2.5

9

Hình 2.5 Đường đặc trưng Von-Ampe của photođiốt

Trên hình vẽ thấy, cường độ ánh sáng rọi vào mạnh thì dòng ngược củaphotođiốt càng lớn, có nghĩa là điện trở ngược của photođiốt càng giảm khi chùm sángrọi càng tăng

Đặc trưng biểu diễn sự phụ thuộc của dòng quang điện vào cường độ chiếu sáng

 được trình bày trên hình 2.6

Sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng công thức: I=K.

Trong đó K được gọi là độ nhạy tích phân của photođiốt, K= I/ 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

Trong đó, Ip là dòng quang điện tạo ra từ việc hấp thụ ánh sáng có công suất

Popt tại bước sóng  (tương ứng với năng lượng photon hv) Một trong các hằng sốảnh hưởng tới hiệu suất lượng tử là hằng số hấp thụ  Vì  là một hàm phụ thuộc rấtlớn vào bước sóng mà dải bước sóng là yếu tố quy định giới hạn dòng quang điện

Độ dài bước sóng cắt c được tạo ra bởi độ rộng vùng cấm, ví dụ bước sóng cắtkhoảng 1.8m với Gemani và cỡ 1.1m với silic Với các bước sóng dài hơn c, giátrị của  quá nhỏ để xuất hiện sự hấp thụ trong Với các bước sóng ngắn thì giá trị

của  rất lớn (~105 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 bịtập trung tại lớp tiếp giáp p-n.

Hình 2.7 là giản đồ điển hình của hiệu suất lượng tử theo bước sóng của một

số điốt quang tốc độ cao Thấy rằng, trong vùng cực tím và vùng khả kiến, các điốtquang bán dẫn kim loại có hiệu suất lượng tử cao, trong vùng cận hồng ngoại, cácđiốt quang silic (có phủ lớp chống phản xạ) có thể đạt hiệu suất tới 100% tại vùngbước sóng 0.8-0.9m Tại vùng có bước sóng 1.0-1.6m, các điốt quang Gemani vàđiốt quang nhóm III-V (loại GaInAs) cho hiệu suất cao Với các bước sóng dài hơn,các điốt quang có thể được làm lạnh (khoảng 77K) để tăng hiệu suất quang tử

Hình 2.7 Hiệu suất lượng tử phụ thuộc bước sóng của các bộ thu quang

Do có cấu tạo đơn giản, độ nhạy cao và kích thước nhỏ nên photođiốt đượcdùng nhiều trong máy sinh hoá hiện nay, đặc biệt là các máy xét nghiệm xách tay.2.1.3.2 Phototranzito

Phototranzito cũng là một dụng cụ quang bán dẫn, nó là phần tử nhạy quang

có cấu trúc như một tranzito, hoạt động như một photođiốt nhưng có khả năngkhuếch đại dòng quang điện

Ánh sáng có thể rọi vào B, C, E hoặc cả 3 miền tuỳ vị trí của cửa sổ quang.Tương tự như tranzito, phototranzito cũng có hai loại thuận p-n-p và ngược n-p-n Cấutrúc và kí hiệu của phototranzito được trình bày trên hình 2.8

11

Hình 2.8 Cấu trúc và kí hiệu của phototranzito

Có thể mắc phototranzito trong các sơ đồ đo quang như các tranzito thông

thường (hình 2.9 d) hoặc có thể mắc trở tải với các cực EB, BC hoặc EC còn để trốngmột chân ( hình 2.9 a,b,c)

IT: dòng tối khi cường độ ánh sáng =0

Trong sơ đồ E chung, Ic=.I+IT

: 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

2.2 Tính năng, tác dụng của máy phân tích nước tiểu

2.2.1 Giới thiệu về xét nghiệm nước tiểu

Trong xét nghiệm, người chia ra làm nhiều loại xét nghiệm:

- Xét nghiệm máu

- Xét nghiệm nước tiểu

- Xét nghiệm dịch não tuỷ

- 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 vớinhiều ưu điểm như lấy mẫu bệnh phẩm dễ dàng không làm tổn thương đến bệnh nhân,tiến hành xét nghiệm nhanh, kết quả chính xác, có nhiều ý nghĩa trong chẩn đoán

13

Nước tiểu là một sản phẩm của hệ bài tiết, được lọc từ máu bởi thận Máu đikhắp cơ thể, đến từng tế bào, từng cơ quan, có quan hệ mật thiết với tất cả các cơ quannên về mặt bệnh lý, máu chịu ảnh hưởng của tất cả các cơ quan Vì vậy, xét nghiệmnước tiểu giúp cho chuẩn đoán một cách tương đối chính xác các bệnh về thận, gan, vềtuyến nội tiết, về chuyển hoá các chất trong cơ thể, về thai nghén, về sự bài tiết cácchất 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

- Xét nghiệm sinh hoá: Dùng các phản ứng sinh hoá để xét nghiệm định tínhhoặc định lượng các chất đạm, đường, mỡ, các chất mật, các chất điện giải, các men,hormon, vitamin và một số chất khác từ đó chẩn đoán các bệnh liên quan

- Xét nghiệm tế bào: Tìm sự có mặt của các tế bào như bạch cầu, hồng cầu, tếbào biểu mô Giúp cho việc chẩn đoán được chính xác, định rõ được tổn thương vàtiên lượng được bệnh

- Xét nghiệm vi khuẩn: Bình thường, nước tiểu là vô khuẩn, xét nghiệm vikhuẩn tìm các vi khuẩn trong nước tiểu, dùng để chẩn đoán một số bệnh nhiễm khuẩnđường tiết niệu trong các bệnh nội khoa, lao thận và bàng quang

- Xét nghiệm ký sinh trùng: Dùng nước tiểu ly tâm kỹ, các ấu trùng và trứng sẽlắng xuống đáy ống nghiệm, tiến hành xét nghiệm trên lắng cặn đó để phát hiện một sốbệnh về ký sinh trùng như bệnh giun chỉ, sán máng trong nước tiểu, một số bệnh viêmniệu đạo

Các máy xét nghiệm hiện nay thực hiện các xét nghiệm sinh hoá nước tiểu, còncác xét nghiệm khác thường là làm thủ công hoặc quan sát qua kính hiển vi

- Theo đúng những quy trình về lấy và bảo quản bệnh phẩm

- Những kết quả xét nghiệm chỉ là những yếu tố khách quan phản ánh những diễnbiến trong cơ thể Xét nghiệm không thay thế cho lâm sàng Cần phân tích, tổng hợp,suy xét thật biện chứng và khoa học, không chủ quan, hấp tấp và máy móc.

2.2.2 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 phụthuộc vào từng loại máy, trong tài liệu này chỉ xin giới thiệu một vài thông số cơ bảnthường gặp trong các máy hiện nay và có ý nghĩa lớn trong chẩn đoán lâm sàng

2.2.2.1 Tỷ trọng ( SG- Specific Gravity)

Trung bình là 1,012-1,020 theo hằng số sinh học ở người Việt Nam

Thay đổi sinh lý:

- Tuỳ theo nồng độ các chất trong nước tiểu

- Tuỳ theo sự mất nước nhiều hay ít: ra mồ hôi nhiều, tỷ trọng nước tiểu sẽ cao

- Tuỳ theo thời tiết: mùa rét, có nhiều nước tiểu, tỷ trọng hạ

Thay đổi bệnh lý:

- Từ 1,028 đến trên 1,050, có khả năng bị đái tháo đường

- Giảm nhỏ hơn 1,005 trong bệnh suy thận

2.2.2.2 pH

pH bình thường:

5,8-6,2 trong chế độ ăn cả rau lẫn thịt5,4-5,6 trong chế độ ăn toàn thịt6,6-7 trong chế độ ăn toàn rau

Thay đổi sinh lý :

- pH giảm khi ăn nhiều thịt

- Tăng khi ăn nhiều rau

- pH cũng tăng khi hoạt động nhiều ( chạy, thể dục thể thao, làm việc taychân )

hoặc chỉ có rất ít protein thận: tính lượng protein đào thải khoảng 30mg/24h, trong

đó 30% albumin và 70% globumin

Thay đổi sinh lý:

Protein xuất hiện ít (<150mg/24 giờ) và không thường xuyên trong cáctrường hợp:

- Ở trẻ sơ sinh khi thận chưa hoạt động tốt, thường sau 4-10 ngày thì hết

- Do ăn uống : sau bữa ăn giàu đạm

- Do tư thế đứng và gắng sức

Thay đổi bệnh lý:

- Protein niệu xuất hiện tạm thời, lượng đào thải <1g/24h có thể do:

- Sốt cao, sốc

- Suy tim khi bị thiểu niệu

- Chấn thương sọ não, chảy máu não

Protein niệu xuất hiện thường xuyên, lượng đào thải nhiều hơn, phân biệt 3 loại:

- Protein niệu trước thận: thường là những protein có trọng lượng nhỏ lọc đượcqua cầu thận nhưng vượt quá khả năng tái hấp thụ của ống thận Thuộc loại này

có protein Bence-Jones, myoglobin niệu xảy ra sau chấn thương các cơ

- Protein niệu do thận: viên cầu thận, viêm ống thận, thận hư, thoái hoá thận, laothận, ung thư thận, xơ mạch thận, tổn thương thận trong các bệnh khác như cácbệnh viêm nhiễm, nhiễm virus Protein niệu đào thải tăng rất cao trong hư thận(>3,5g/24h), tăng vừa phải trong viêm cầu thận cấp ( 2-3g/24h), tăng nhẹ( khoảng 1g/24h) trong viêm cầu thận mãn, lao thận

- Protein niệu sau thận: do viêm nhiễm hoặc có tổn thương niệu quản, bàngquang, niệu đạo, tuyến tiền liệt hoặc đường sinh dục nữ

2.2.2.4 Axit uric

Axit uric là sản phẩm thoái giáng của nucleoprotein của tổ chức hay từ thức ănđưa vào, bài tiết ra nước tiểu dưới dạng urat trong 24h từ 3,2 đến 4,8 mmol (0,55-0,8g)

Thay đổi sinh lý:

Tuỳ theo chế độ ăn, sự hoạt động của cơ thể; một số thuốc làm tăng như natrisalicylat hoặc làm giảm như cafein, antipyrin, các muối sắt

Thay đổi bệnh lý: