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血气分析仪是通过对人体血液的酸碱度、二氧化碳分压、氧分压进行定量测定，来评价和分析人体血液酸碱平衡（紊乱）状态和输氧状态的仪器。
在医院里的应用非常广泛，血气分析也是医院里面较为常用的一种检查。但是，血气分析仪是如何对人体血液进行分析的呢？今天拆解一个血气分析用的一体化试剂盒，看看血气分析仪器的工作原理。
这是一个用完报废的试剂盒，型号为GEM Premier 5000 PAK，适用于美国实验仪器公司的GEM Premier 5000型血气分析仪，这种一体化抛弃型分析包技术将原先分析仪所需的电极、定标气/液体、废液包、管路等集中在一个一次性的试剂盒里，每个试剂盒包含固定份数的试剂，用完就扔，仪器主机只负责电信号采集处理，大大提高了仪器使用、维护的方便性，减低了成本。
我拆的这个试剂盒内含600人份的试剂，也就是说这一个试剂盒可以做600个血液样品的血气分析。
正面
顶部贴有标签
侧面
背面，比较复杂，可以看到一些管路和接口，这里和仪器主机相连接
这里裸露的管路实际是蠕动泵的一部分，试剂盒插入主机后，这些管路和主机上的泵轮构成完整的蠕动泵
电路另一边是电路接口
试剂盒底部，可见用于在主机内锁定的导轨
那么，这个试剂盒是如何安装在主机上面的呢？这就是这个试剂盒所对应的血气分析仪主机
请注意屏幕右上角，“测试量174”代表当前机器内的试剂盒还能测试174份标本，“28天”代表试剂盒有效期还有28天。
是的，试剂盒一旦启封是有使用期限的，有效期30天，你放着不用到日子了机器就会提示试剂盒失效，因此，
购买试剂盒要根据自己的使用量来决定买多大容量的试剂盒，免得造成浪费。
而且，试剂盒装机后机器也不能断电，它要保持恒温状态，断电超过1小时，试剂盒也会失效，因此血气机是配有UPS电源的。
因为这个试剂盒一旦装机就不能取下来，取下来会导致试剂盒报废，所以用另一台GEM Premier 4000介绍一下试剂盒的使用吧。
血气分析仪的下半部分就是试剂舱，当试剂盒内的试剂耗尽后，点击机器上的更换试剂盒就可打开试剂舱的舱门。
然后把报废的试剂盒拿出来，放一个新试剂盒进去，关好舱门，机器会自动开始启动、预热，等屏幕上进度条走完后，就可以开始测定了。
这是GEM Premier 4000型血气分析仪试剂舱内部，可见电气接口盒蠕动泵的泵轮
那么，下面开始拆解这个报废的试剂盒
试剂盒是卡扣结构的，一番撬拨后成功开盖
内部结构，分为左侧的管路系统和右侧的试剂包
右侧试剂舱里的试剂，有很多袋，都是铝塑袋装
管路系统，不同管路颜色代表不同的试剂
如果要取出试剂包，必须打开底板，观察发现底板也是卡扣结构的
打开底板后，整个试剂舱内的试剂基本都可以取出来了
这一大袋子深色液体就是废液袋，几乎满了
除了废液袋以外的试剂包都固定在底板上，为什么？
因为底板上有每个试剂包的控制阀，这些控制阀在试剂盒插入血气分析仪的时候被打开，这样试剂包就被激活了。
每个试剂包都有一个阀门通过底板上的黑色塑料滑轨控制
从背面看是这样的，主机内的机械装置推动黑色滑轨打开试剂阀门
为了避免试剂泄漏，用钳子把阀门都关上
不同试剂颜色不一样，代表不同的定义
试剂一共有7袋，应该是由6袋过程控制液和一袋缓冲液组成
为什么有这么多试剂，因为血气分析仪在每次分析前都需要对电极系统进行定标和质控。
定标的目的在于测定测量电极的实际斜率，以建立测量电位与被测物浓度的数学关系，同时，还会用不同标准试剂更频繁地测量电位以监控电极测量性能的稳定性来确保用于实际血样测量中相应物质浓度的计算准确。
过去的老式血气分析仪得背着氧气瓶和二氧化碳气瓶用标准气体进行定标，现在这种一体化试剂盒都是用标准液体进行定标，多是水剂缓冲液，用Na2HPO4、KH2PO4。及NaHCO3等试剂配成不同pH缓冲液，再混入不同浓度的O2 、CO2气体达到相应得气体分压制成标准溶液后加入防腐剂储存，通常试剂包的标准试剂具有三种规格：酸血症+低氧血症(红色标志)；碱血症+高氧血症(蓝色标志)；正常(黄色标志)
最大的一包应该是工作液体，大概是缓冲液之类的。看了看试剂剩余量，应该再做些标本也没问题，但是人家肯定是冗余设计，不会让你把试剂全部用干净。
继续拆除废液袋，这里面装满了600个血液样品以及测量时候的试剂，
是绝对具有生物危害的感染性医疗垃圾，没什么可看的，先送去无害化处理。
拆除试剂后的试剂盒，还剩下管路系统和电极系统
先看管路系统，管路系统比较复杂，是试剂盒很重要的组成部分。功能：完成自动定标、自动测量、自动冲洗等功能，主要有介质选择阀、蠕动泵、试剂袋、和液路系统组成它具有2种功能，一是提供电极系统定标用的不同类型过程控制液；二是自动将定标和测量时停留在管路、电极中的缓冲液或血液冲洗干净。
这是管路系统里非常重要的一个部件-介质选择阀，也叫分配阀
所有的试剂管路都汇聚到这里，它的作用就是一个单刀多掷开关，用来选择不同试剂进入电极系统
试剂选择好了还得有泵进行输送，这是后面的蠕动泵管路
配合主机上的泵轮进行试剂和样品的输送
下面这是采样系统了，由一个可伸缩的采样针组成，当需要采样时，采样针自动伸出
吸取样品后自动缩回，样品测量完成后，还会自动冲洗干净
采样针由后面的这个黑色花键与主机上的驱动电机连接
转动花键，可以控制采样针伸出和缩回
实际使用的时候是这样的：
启动测试后，采样针自动伸出
这时把采样针插入准备好的血液标本中
仪器会自动进行采样，采样完成，移走标本，采样针自动缩回
仪器开始进行测定、处理、结果显示在显示器上，并打印出结果
大家都知道血液是会凝固的，因此，如果采样后不及时冲洗，采样针势必会发生堵塞无法再用。
因此，采样针上专门设计了冲洗系统，每次采样后都会把管路冲洗干净，一来避免堵塞管路，二能避免标本交叉污染影响测试结果
采样针缩回后，套管前端的橡皮塞自动将套管前端封闭，冲洗液通过黄色管路进行冲洗
看完管路系统，再来看看血气分析仪的核心：电极系统
电极是血气分析仪器的电化学传感器，主要包括2大类，即离子电极（主要有K+、Na+、Ca2+、Cl-、pH和CO2）和伏安型传感器（主要PCO2）。这些电极是一种非常精密贵重的部件、过去的老式血气分析仪的电极是可替换的，需要定期保养且有寿命、现在集成后变成一次性的了，无需复杂的保养和定标。
这个试剂包有两个电极卡
被测的血液标本在管路系统的抽吸下，进入电极卡样品室的测量毛细管中，样品被不同电极所感测，电极产生对应与pH、PCO2和PO2三个参数的电信号，这些电信号分别经过放大、模数转换后送至计算机，经过计算机处理运算后送至显示器显示出各项参数，并打印出结果。
血气分析仪也不是什么参数都能测定，其中很多参数都是计算出来的。比如根据所测得的pH、PCO2、PO2参数以及血红蛋白值，计算机就可根据公式进行计算而求出血液中其他参数，如：
实际碳酸氢根浓度（AB）、标准碳酸氢根浓度（SB）、血液缓冲碱（BB）、血浆二氧化碳总量（T-CO2）、细胞外液碱剩余（BEECF）、血氧饱和度（SO2）
拆下电极卡
这个电极卡上还有光路单元，用于血红蛋白的测定。
除了电极卡，还有一个唯一的电气接口，上面有一个TSSOP-8封装的
MicroChip产的EEPROM，猜想应该是储存了这个试剂盒的基本信息以及寿命信息
当然，还有一个简易的伺服系统，采样针驱动系统的光电管，用来检测采样针的位置
这是试剂盒是全家福，这个试剂盒结构不复杂，难的应该在电极卡的制造和试剂的配制上。
这些拆散的零件怎么处理？这都是具有感染性的医疗垃圾，自然不能乱扔，交给医院的医疗垃圾处理站无害化处理。
最后是FAQ:
Q：为什么去医院没怎么做过血气分析？
A:血气分析，主要反应的是机体的代谢及呼吸情况。在血液pH，PO2，PCO2这些指标方面，人体有着非常强大的缓冲能力，
小灾小病什么的一般不会引起血气指标的剧烈变化，换句话说就是：血气分析的指标基本都是要命的指标，
真出现超限变化时，往往都是比较严重的病情或者有潜在威胁生命的问题了。所以一般门诊病人很少查血气分析。
再有，血气分析大多都是抽动脉血，和常规静脉抽血不同，抽动脉血稍微复杂一些，而且无论是扎桡动脉（手腕）还是股动脉（大腿根），
都非常疼！门诊除了危急重症，一般不会查血气分析。
Q：血气分析的优势是什么？
A：最大的优势就是快！非常之快！以这个试剂盒为例，从开始启动采样到出结果，也就1分钟左右（厂家宣称45秒），
而且血气中的血红蛋白、电解质等信息，也能勉强够当个简易血常规和血生化，这些指标还都是在抢救时会去重点关注的指标，
也能够很快通过指标的变化反映治疗的效果，所以能够极大减少等待时间（标准血常规、血生化一般要30min-60min），为抢救生命争分夺秒。
这是一例脓毒症患者发病10小时的血气分析变化结果，这10小时之内，患者序贯出现了感染性休克、心功能衰竭、呼吸衰竭、肝功能衰竭、肾功能衰竭等一系列病理过程，同时为了抢救他用尽了各种治疗和支持措施，通过这些血气结果是能够看出患者病情的变化，治疗后改善情况的。
如果是做常规血化验，会有非常大的滞后性，可能病情变化好久了，化验指标才出来。
记得这几个分析就是这个试剂盒的最后几个试剂做的。
Q:血气分析结果和常规化验结果有不同吗？
A：会有误差，特别是离子方面，大概是测试方法不同，一般会有2-3个数值的误差，但是这种误差一般无关紧要，
比如都是高钾血症，血气测出钾离子浓度5.8mmol/L，生化测出钾离子浓度6.0mmol/L，这种误差可以接受，对治疗和患者安全无大影响。
但是如果说一个测出5.8mmol/L，一个测出8.5mmol/L（致命值），那这种误差是绝对不可接受的。
而且，作为测试仪器，每年也会对仪器进行计量检定，确保仪器精度满足要求。
Q：为什么不能用静脉血做血气分析？
A：能，静脉血一样能做血气分析，静脉血可以检测酸碱度(pH)、静脉血氧分压(PVO2)、静脉血氧饱和度(SvO2)、静脉二氧化碳分压(PvCO2)、等指标，再结合动脉血气指标、血红蛋白(Hb)等检测结果可以计算静脉血氧含量(CvO2)、组织供氧量(DO2)、组织摄氧量(VO2)、氧耗指数(VO2I)、氧供指数(DO2I)等相关指标。更重要的是，只有心功能正常或组织的血流灌注正常时，动脉血气分析才可以为组织血流灌注或缺氧程度的评估提供可靠的参考指标。对于休克或心功能不全等处于循环功能衰竭情况下的患者，单纯依靠动脉血气分析，并不能真正反应出组织的酸碱状态，此时须检测静脉血气分析进行综合评判组织灌注及缺氧情况。
以上面那个脓毒症患者为例，他出现了极严重的休克以及循环衰竭，为了评估治疗效果，我们也做了中心静脉血气分析，观察SvO2指标变化。
Q：这么一个试剂盒可以用多久，价钱几何？
A：这个分析包可以做600份血标本，自启封开始算有效期1个月；
所以能用多久根据自己的标本量去计算吧，如果标本不多，还有小包装的试剂盒供选择；
至于售价，这个型号的网上可以查到一些医院的采购价格大约是2万大洋一个。
Q：做一次血气分析，需要多少血液？
A:不同机器不一样，不过都不多，这个试剂盒标称是0.15ml血液就可以了。
但是实际采血肯定不会采那么少，一般采血会抽1ml左右去送检。
Q:试剂盒用完会怎么样？用后怎么处理？
A：使用次数归零后就不能用了，机器上有提示，要求使用者更换试剂盒。
拆下来报废的试剂盒放进垃圾桶直接当作医疗垃圾处理。
留下一些参考资料：
完，谢谢观赏~~~
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雷达卡
发表于 2024-8-1 13:47:24
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千斤顶
楼主
发表于 2024-8-1 14:44:34
这玩意废液袋里面妥妥的生化武器
