临床微生物检验自动化流水线应用专家共识

文摘   2025-01-31 12:13   安徽  

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本期文章引用格式:中华医学会检验医学分会,中国医学装备协会检验医学分会. 临床微生物检验自动化流水线应用专家共识[J]. 中华检验医学杂志,2024,47(03):224-233.


本文由《中华检验医学杂志》和检验医学新媒体共同发布。







《临床微生物检验自动化流水线应用专家共识》针对微生物检验自动化流水线进行了规范定义,梳理总结了应用优势及流程改进措施,系统分析了临床应用价值和不足,力图推动临床微生物检验自动化的进程,助推目前临床微生物检验现状——自动化程度低、检测时间长、标准化难等问题的改变,以扩大检验从业者的知晓率和使用率,推动良性循环发展。


共识1:临床微生物检验自动化流水线应至少包括2或2个以上自动化模块以及连接模块的自动轨道,如自动接种-轨道-孵育系统(共识度97.7%)。


共识2:临床微生物实验室配备自动化流水线的目的在于实现更好的质量控制,如提高分离率、缩短样本周转时间(turn around time,TAT)、保障生物安全以及提升可溯源性,最终为临床医疗带来最大获益(共识度97.7%)。


共识3:全自动流水线适宜的样本容器需要考察多个参数,包括形状、大小、是否是螺口、硬度和脆性。样本容器需要适配前处理样本架,可兼容国内外型号(共识度97.7%)。


共识4:自动划线模式的选择应基于能得到更多的单个菌落原则,通常沿用传统的划线线路。大部分样本经自动划线的分离效果较手工划线好,携带菌量较高的样本(如粪便、部分痰液等)需评估分离效果。自动划线未分离出单个菌落时,需进行手工分纯(共识度100%)。


共识5:自定义的智能孵育箱培养条件通常为5%~10%浓度CO 2,温度35~37 ℃,不同样本类型选择适宜的孵育时间。首次拍照时间可设置为培养8~12 h,实时拍照时间常为4~6 h,可根据样本类型设置拍照间隔。无需CO 2环境培养的培养皿可经自动接种、划线后,人工转移至普通培养箱(共识度95.5%)。


共识6:自动化流水线的培养图像模块以图像化(即数字化)形式呈现微生物生长情况。通常采用最近一次拍摄的图像进行判读,最近一次图像不易判读时,可回顾前期图像。判读完毕后,标注的培养皿可经轨道传输至自动制备模块,进行后续操作(共识度100%)。


共识7:自动划涂方式实现了菌种浓度梯度涂片。消化后的痰液样本10 μl,1次取样常能获得较好的涂片效果。血培养阳性样本涂片时,亦可采用自动涂片功能。除痰液和血培养阳性样本外,其他类型的临床样本的取样涂片参数需评估(共识度97.7%)。


共识8:高浓度菌悬液常为2~3麦氏浊度,1 μl点样。当浊度不足时,可重复点样操作。自动制备模块减少了手工操作的不足,使菌液浓度和点样操作标准化。自动制备模块需要匹配特定的靶板和质谱仪(共识度100%)。


共识9:全自动微生物检验流水线的使用可减少培养皿标签打印、粘贴、培养皿转运、取样、涂片、接种和划线等手工操作环节。可改变培养皿拍摄和阅读、阴性样本自动卸载、岗位设置和排班规则等工作模式(共识度100%)。


共识10:全自动微生物检验流水线和LIS系统共同提供了微生物检验的流程信息,实验室应根据流水线功能建立相应的样本跟踪日志,通过软件管理微生物检验样本溯源信息,减少样本漏检和培养皿遗失的情况,提高微生物检验质量(共识度100%)。


共识11:对微生物样本和培养物进行处理时,使用全自动流水线可以减少气溶胶产生,保证实验室生物安全。流水线控制的生物安全环节主要包括样本开盖、取样、涂布和划线、培养皿运输和开盖、培养箱开箱、质谱点样和菌液调制(共识度97.7%)。


共识12:全自动流水线适用于各种样本类型。当使用适配的样本容器采集液体样本时,可采用全自动、半自动和手工接种模式。痰液样本经液化后,按照液体样本处理。不能液化的样本采用手工接种。各接种方式完毕后,均可采用预设的划线方式,进行自动划线及后续培养(共识度100%)。


共识13:自动化流水线作为临床微生物检验工作的硬件设备,需符合临床微生物实验室质量控制体系要求。现有的大部分质量控制体系仍然适用于流水线,性能验证方案可参考最新颁布的行业标准。流水线完整的质量保证体系应贯穿检验前、中、后期,包括室内质控、室间质评、性能验证等(共识度100%)。


共识14:强有力的LIS支撑是自动化流水线应用于临床检验并发挥作用的重要保障。同时,LIS也为深度利用流水线上的检测信息,进一步开发智能化软件提供了可能(共识度100%)。


共识15:临床微生物实验室可以根据自身情况,以自动化流水线为支撑,进行多班制和灵活工作时间的安排。其原则为:利用流水线特点,人员轮换处理微生物样本,缩短TAT,使临床获益(共识度97.7%)。





一、引进流水线前需考虑的适用性要素


每个实验室都具有独特性,面对流程改变时需要考虑流水线如何能更好地满足临床需求。在引进临床微生物检验自动化流水线前需考虑的适用性要素见 表1 。




二、自动化前处理


微生物检验自动化流水线前处理模块中样本容器的载量通常>30个。


自动化流水线具有培养皿存储功能,存储量通常>100个。


通常自动化流水线的培养皿输出速度>80个/h。



三、智能孵育、拍照及判读


全自动临床微生物检验流水线的智能孵育箱容量宜≥300块培养皿,可根据培养要求自定义设置不同培养皿的孵育条件(温度、CO 2浓度)、孵育时间。流水线内置拍照系统,拍照速度宜≥100块/h,可自定义拍摄频率。智能孵育箱通常可放置数百至1 000余块培养皿,必要时亦可增加孵育箱数量。



通过流水线工作站,可将培养的高清图片显示在屏幕上供工作人员判读,由于样本类型、培养基种类、拍照光照条件以及孵育时间的不同,同一份样本将输出多种不同图片,以判断继续孵育、丢弃或进行鉴定等操作。



四、自动制备模块


自动化流水线的自动制备模块包括自动制备涂片、质谱靶板和菌悬液以及自动纸片扩散法体外药敏试验的功能模块。


自动制备涂片模块可实现全自动制备用于染色的载玻片,包括取样、涂片、标签打印和烘干。自动涂片往往采用接种环取样,划涂于玻片中央,形成从高到低浓度的涂片效果。


自动制备模块在培养图像判读基础上,自动获取培养皿生长菌落,完成菌悬液制备和质谱靶板点样工作。工作站圈选的目标菌通过比浊方式配置成一定浓度的麦氏浊度单位菌悬液,用于体外药敏试验。调制好的药敏菌悬液可经涂布棒自动涂布到培养皿上,自动加载纸片扩散法药敏纸片,并可对药敏结果进行自动判读。


制备质谱靶板有2种方式,一是通过移液枪头吸取高浓度菌悬液,加在指定的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱靶板上;另一方式是自动挑选菌落点样至MALDI-TOF MS靶板,并完成质谱基质液加样( 图1 )。2种方式制备的靶板均需人工上机。经信息化平台的整合,实现质谱靶板自动点样制备、病原菌自动鉴定、药敏结果判读与传输,以此形成完整的微生物检验报告流程 。

图1 自动制备模块流程




五、流程优化


临床微生物实验室每月样本量超过4 500个时,可考虑应用自动化流水线或自动化前处理模块。


全自动微生物检验流水线可以通过配置不同模块组合以适应不同实验室的需求,部分模块也可作为独立的自动化设备使用( 图2 )。



实验室应围绕流水线重新制定临床检验流程,调整人员岗位设置和工作时间,如样本接收岗位和前处理岗位的增减以及滚动排班制度等。


传统微生物检验由于样本类型多样,处理时间长,因此溯源性较差。全自动流水线实现了微生物样本全流程的溯源管理,包括LIS接收样本信息时间、样本识别及条码管理时间、样本接种时间、样本培养皿进入孵育箱时间、拍照时间、工作人员阅板时间、培养皿处理或调取时间、培养结束及退出系统时间等。


全自动微生物检验流水线各模块均为封闭的操作流程,为实验室生物安全提供了保障。


六、样本类型


全自动微生物检验流水线适用于多种样本类型,包括液体、半固体和固体样本。


液体样本主要有尿液、肺泡灌洗液、无菌体液以及血培养阳性瓶内容物等。


半固体样本有痰液、脓液、粪便等。固体样本有组织切块、中心静脉导管尖端和拭子样本等。


图3 全自动微生物流水线处理不同类型样本的流程


七、质量控制


全自动微生物流水线使用前需要拟定具体的质量控制方案。验证方案参考《中华人民共和国卫生行业标准WS/T 807—2022临床微生物培养、鉴定和药敏检测系统的性能验证》 和《CNAS-GL028:临床微生物检验程序验证指南》。


不同类型的样本容器和培养基均需在流水线上试运转至少20个,未发生卡顿和故障才能进入性能验证流程。


当首次装机完成时和发生可能影响检验质量的重要改变时,如流水线搬迁移动、主要部件故障、升级等,均应进行性能验证。


培养条件及划线方式的性能验证应覆盖临床常见的样本类型,以手工接种划线法为参照,比较其对样本菌种分离的有效性。


有效性评价通常包括最终分离出的菌种数、每种菌的单个菌落数等。在流水线上使用的培养皿常为直径9 cm。每种样本类型通常采用的样本数量为10个。


对培养结果进行判读时分为定量和半定量结果。尿液和肺泡灌洗液样本进行菌落计数时,自动接种划线和手工法的结果在同一数量级,视为性能验证通过。


其他类型样本进行半定量结果判读时,按照现有标准以“+”数量代表生长情况。自动接种划线和手工法的半定量培养结果相差≤“+”时,视为性能验证通过。


需根据现行的临床微生物检验质量控制方案制定适合全自动微生物流水线检验质量控制体系。



参考文献略


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编辑:笪文武  审校:陈雪礼


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