Платформа: ELFA, секции, дозирование, оптический сканер, электроника, принтер и ЛИС
Назвать все основные узлы mini VIDAS, объяснить, что каждый из них даёт результату, и знать, какая плата им управляет, чтобы любую неисправность потом относить к правильному блоку.
Что прибор делает на самом деле
mini VIDAS — небольшой закрытый иммуноанализатор на основе иммуноферментного анализа с флуоресцентной детекцией, ELFA. Флуоресцентные ридеры и анализаторы из секций вы видели на втором уровне; здесь говорим только об этом приборе. Оператор делает немного: вносит пробу в лунку готового реагентного стрипа, ставит стрип в лоток, вставляет в блок над ним парный покрытый наконечник, закрывает дверцу и запускает секцию. Всё дальнейшее, от прокола фольги до печати результата, делает прибор.
Химию несут два расходника. Реагентный стрип — ряд из десяти лунок под фольгой: одна для пробы, восемь с реагентами, промывкой и субстратом, и в конце оптическая кювета. Штрихкод на этикетке сообщает прибору тест, лот и срок годности. SPR, твердофазный рецептакль, похож на наконечник пипетки; его внутренняя стенка на заводе покрыта антителом или антигеном. Это одновременно и реакционная поверхность, и наконечник, поэтому прибор втягивает в него жидкость и выталкивает обратно, лунка за лункой. Цветная точка и трёхбуквенный код связывают каждый SPR с его стрипом; несовпадающая пара не даст достоверного результата, как бы ни работало железо.
Последовательность на уровне идеи короткая. Проба несколько раз прокачивается через SPR, аналит связывается со стенкой, промывка удаляет несвязавшееся, конъюгат с ферментной меткой связывается с захваченным аналитом, снова промывка, затем прокачивается субстрат. Фермент превращает субстрат во флуоресцирующий продукт, который в конце переносится в кювету и читается оптикой. Больше связанного аналита — больше фермента, больше продукта и больше света. Все жидкие отходы остаются в стрипе, поэтому у прибора нет бутыли для отходов, трубок и станции промывки. Помните это при сравнении с XP-300: здесь гидравлика — это воздух, поршни и уплотнения.
Две секции, каждая — маленький анализатор
Спереди видны две секции, A и B. У каждой свой блок SPR за дверцей, свой выдвижной лоток для стрипов, свой шестиканальный дозатор в башне над лотком, свои нагреватели и своя управляющая плата. В секцию помещается шесть одинарных или три двойных стрипа, то есть прибор ведёт до двенадцати тестов одновременно. Все шесть позиций секции идут по одному протоколу одновременно, поэтому программа не даёт смешивать в одной секции несовместимые тесты. Зелёная лампа над каждой дверцей показывает оператору, свободна ли секция, работает или закончила и ждёт выгрузки.
Для вас это важно потому, что секции независимы. Если одна секция механически отказала, оператор может вывести её из работы и продолжать на другой. При поиске неисправности первый вопрос всегда один: проблема в одной секции или в обеих. Одна секция указывает на её лоток, башню, насос, нагреватели, датчики или контроллер; обе — на общее: сканер и оптику, компьютер, блок питания, лот реагентов или помещение.
Температура регулируется в двух местах каждой секции. Блок SPR — термоизолированный блок с поверхностным нагревательным элементом и термистором, а у лотка со стрипами свой такой же нагреватель и термистор. Оба работают на 37 °C с допусками и пределами согласования между секциями, которые даёт сервисный мануал и которые вы проверите в уроке 2. Нагреватели питаются пониженным переменным напряжением, а не сетью, а отдельный регулятор держит постоянную температуру в отсеке блока питания, чтобы стабилизировать воздух внутри корпуса. Важно и помещение: мануал задаёт диапазон температуры окружающего воздуха и свободное место вокруг корпуса, и прибор под кондиционером или на солнце покажет это ошибками температуры и плавающими результатами.
Дозирование: поршни, мембраны и уплотнения
Дозатор каждой секции — один узел из шести каналов, которые двигаются вместе, но не имеют общей жидкости. Каждый канал — поршень с воздушным вытеснением, уплотнённый катящейся мембраной (её часто называют беллофрам), которая держит эффективную площадь поршня постоянной по всему ходу. Линейный шаговый двигатель с ходовым винтом через рычаг и прижимную пластину давит на все шесть поршней сразу. SPR надевается на низ каждого канала в упругое уплотнение-громмет. Весь насосный узел ходит вверх и вниз в башне на двух ходовых винтах, так что SPR прокалывают фольгу и опускаются в ту лунку, которую лоток подвёл снизу.
Для сервиса из этого следует три вещи. Первое: в поле калибровать нечего, точность объёма обеспечена точными деталями, а способ производителя её доказать — стрип контроля качества QCT, о нём в уроке 2. Второе: самое слабое место — громмет. Изношенный, загрязнённый или повреждённый громмет подсасывает воздух, SPR не набирает или не держит нужный объём, и результаты и качество промывки страдают без всякой механической ошибки. Мануал включает замену громмета в ежегодное ТО, а также при загрязнении или повреждении. Третье: мембраны хрупкие. Если при снятом двигателе рычаг насоса подскочит вверх, их можно повредить; об этом в уроке 5 при замене двигателя.
Во время работы оптические датчики следят за ходом дозирования, и если движение отличается от заданного протоколом, секция останавливается с ошибкой. Каждый подвижный узел секции — насос, башня и лоток — приводится шаговым двигателем, положение которого отсчитывается от датчика исходной позиции. Большинство этих датчиков отражательные: они смотрят на блестящую поверхность рычага, пластины насоса или лотка. Грязи, сколотой краски или выцветшего отражающего покрытия достаточно, чтобы исправная секция сообщала о заклинивании.
Оптический сканер
Одна оптическая головка обслуживает обе секции. Она стоит на каретке, которая едет по направляющей в основании прибора от шагового двигателя через ходовой винт, и несёт три вещи: флуориметр, считыватель штрихкодов этикеток стрипов и датчик края лотка, который находит точное положение каждого лотка. Флажок на каретке и оптический датчик задают исходную позицию сканера. Кабели к головке идут в гибкой кабельной цепи (E-chain), которая должна двигаться без перегибов.
Флуориметр одноканальный, с измерением отношения. Ксеноновая импульсная лампа даёт серию вспышек через узкополосный фильтр ближнего ультрафиолета и линзу на кювету. Флуоресцирующий продукт светится синим; вторая линза под прямым углом к возбуждению собирает этот свет через узкополосный синий фильтр на чувствительный PIN-фотодиод. Светоделитель направляет часть возбуждающего света на опорный фотодиод, и электроника делит сигнал на опору, так что старение лампы компенсируется. Пиковые детекторы удерживают каждый импульс, АЦП на плате сканера оцифровывает их, самые высокие и самые низкие вспышки отбрасываются, остальные усредняются в относительное значение флуоресценции.
Импульсной лампе нужен высоковольтный источник на каретке, а сама лампа излучает УФ. Мануал предупреждает об обеих опасностях на узле сканера: поражение высоким напряжением и повреждение глаз ультрафиолетом. Держите крышки на месте при включённом приборе и не смотрите в головку, пока лампа вспыхивает.
Между секциями A и B стоит твёрдый флуоресцентный эталон в стандартной кювете — эталон автокалибровки. После калибровки в поле жидкими калибровочными стрипами производителя его показание сохраняется на плате сканера, и дальше прибор периодически читает твёрдый эталон и сам подстраивает усиление, чтобы удержать это значение. Именно это держит оптику стабильной между визитами инженера, и поэтому ошибки по твёрдому эталону, его кронштейну или сохранённому значению запрещают прибору выполнять тесты. Логика и пределы — в уроке 2.
Электроника: кто чем управляет
Контроллеров три уровня, и знать их — половина поиска неисправностей. Наверху внутренний компьютер VIDAS, плата VIC, на правой торцевой панели. Он ведёт меню, хранит протоколы, данные мастер-лотов, стандарты, конфигурацию и результаты, управляет дисплеем, клавиатурой, динамиком и принтерами и говорит с ЛИС. У него флеш-память, слот карты памяти сзади для ПО и данных и часы реального времени с батареей.
В середине плата сканера внутри верхней крышки, мануал называет её также системным контроллером. Она получает протоколы от VIC и раздаёт их секциям, управляет двигателем сканера, считывателем штрихкодов и датчиком края лотка, оцифровывает показания флуоресценции, ведёт автокалибровку и самотесты при включении и сообщает температуры. У неё последовательный порт к VIC и второй последовательный порт для диагностического терминала — окно инженера внутрь прибора.
Внизу две одинаковые платы инкубатора, по одной на секцию, тоже внутри верхней крышки. Каждая управляет двигателями насоса, башни и лотка своей секции, читает её датчики, ведёт два регулятора температуры и показывает состояние датчиков и температуры светодиодами. Адресные перемычки сообщают плате, какая это секция, поэтому заменяющая плата должна быть с теми же перемычками, что и старая. На каждой башне стоит плата интерфейса секции (BIB), которая просто соединяет плату инкубатора с нагревателями, термисторами, двигателями, датчиками и передней лампой своей секции.
Блок питания стоит сзади в основании: тороидальный трансформатор, импульсный источник логических шин и плата питания, которая распределяет и формирует остальные напряжения, включая пониженное переменное для нагревателей и питание принтера. На ней контрольные точки всех шин и вентилятор, и вы будете измерять их на каждом ТО.
Интерфейс оператора, принтер и ЛИС
У оператора жидкокристаллический дисплей с клавишами выбора рядом, цифровая клавиатура, стрелки и три функциональные клавиши: справка и вывод ошибок, возврат на экран назад, отмена последнего ввода. При серьёзной ошибке прибор пищит и может мигать дисплеем; клавиша справки показывает код и сообщение ошибки. Встроенное тестовое меню позволяет оператору и вам проверить дисплей, клавиши, динамик и принтер.
Результаты печатаются на встроенном термопринтере над блоком дисплея; сервисный мануал 2000 года называет две марки, для старых и поздних приборов, а на более позднем выпуске может стоять и другой, поэтому проверьте, какой у вас, прежде чем заказывать детали. Вместо него можно выбрать внешний параллельный принтер. Ручной сканер штрихкодов подключается к заднему разъёму.
Для лабораторной системы mini VIDAS начиная с указанной версии ПО предлагает односторонний последовательный интерфейс; так пишет мануал 2000 года, и действующая страница продукта bioMérieux тоже указывает для mini VIDAS однонаправленный интерфейс, но версию ПО и промежуточное ПО проверьте на месте: он отправляет результаты в ЛИС или на хост и ничего не принимает. Настройки — параметры связи, тайм-ауты и формат данных — задаются по спецификации поставщика ЛИС, а тестовое сообщение отправляется из меню конфигурации. Односторонний значит без загрузки рабочих списков, и идентификация проб зависит от того, что ввёл или отсканировал оператор. Относитесь к связи как к каналу данных пациентов: уходящие с прибора результаты несут идентификаторы, и любые изменения согласуются с лабораторией и её ИТ-службой.
| Деталь | Что делает | Как отказывает | |
|---|---|---|---|
| 01 | Лоток реагентных стрипов (по одному на секцию) | Несёт шесть стрипов, подводит лунки под SPR и к сканеру; нагрет до 37 °C | Заклинивания, потеря шагов от износа шестерён, грязный отражатель, отказ нагревателя |
| 02 | Блок SPR и дверца | Держит и греет шесть SPR; датчик дверцы подтверждает, что она закрыта | Отказ нагревателя, залипание гильз, выцветшая крышка даёт ошибки дверцы |
| 03 | Насосный узел (дозатор) | Шесть поршней с воздушным вытеснением на мембранах двигают жидкость в SPR | Износ громмета, повреждение мембран, неисправности двигателя или датчика насоса |
| 04 | Башня | Поднимает и опускает насос на двух винтах, чтобы SPR доставали до лунок | Сухие винты, износ или натяжение ремня, рассогласование винтов |
| 05 | Сканер/каретка с флуориметром | Флуориметр с импульсной лампой, считыватель штрихкода и датчик края лотка на подвижной головке | Заедание, повреждение E-chain, шумные показания, лампа или высоковольтный источник |
| 06 | Твёрдый эталон | Внутренний флуоресцентный эталон для автоматической проверки калибровки | Неверный зазор или не найден кронштейн; нет сохранённого значения |
| 07 | Плата сканера | Системный контроллер: оптика, двигатель сканера, автокалибровка, связь с секциями и VIC | Ошибки памяти и самотеста, дрейф оптической электроники, повреждение статикой |
| 08 | Платы инкубатора (две) и платы BIB (две) | Контроллеры секций: двигатели, датчики, контуры температуры; BIB коммутирует секцию | Ошибки связи или сброса, неисправность опоры температуры, не те перемычки |
| 09 | Плата VIC | Внутренний компьютер: меню, протоколы, данные, дисплей, клавиатура, принтеры, ЛИС | Ошибки загрузки протоколов и хранения данных, отказ флеш-памяти, ошибки исключений |
| 10 | Блок питания | Логические шины, переменное для нагревателей, питание принтера, температура отсека, вентилятор | Шина вне допуска, отказ вентилятора, сгоревшие предохранители |
Типовая ситуация: «неисправность дозирования», которая оказалась чужой парой
Типовая ситуация, не записанный случай. Лаборатория сообщила, что один тест два дня даёт недостоверные результаты в секции B, а в секции A всё в порядке. Инженера попросили заменить насос. Прежде чем трогать прибор, он попросил показать стрипы и SPR от неудачного прогона. Вместе со стрипами были загружены два SPR из другого набора, их цветные точки не совпадали. Остальные недостоверные результаты были у одного оператора, который загружал секцию B. После того как лаборатория поправила порядок загрузки и повторила контроли в обеих секциях, результаты стали достоверными, а ни одна деталь не менялась.
На этом приборе химию несут стрип и SPR. Прежде чем подозревать дозатор, убедитесь, что расходники парные, в сроке и загружены правильно.
Старый ридер, для которого нет дисплея
Инженеры, обслуживающие микропланшетный ридер Bio-Rad Model 680, старый иммуноанализатор, не смогли найти замену дисплею. Поставщики больше не держали его отдельной деталью. Рабочее решение, которым поделились в обсуждении, — управлять ридером со старого компьютера через управляющую программу производителя, которая взяла на себя роль дисплея; персоналу лаборатории так даже понравилось больше. Инженеры подчеркнули: для прибора такого возраста срок службы определяется тем, есть ли детали интерфейса оператора.
mini VIDAS тоже старая платформа, и его дисплей, клавиатура и плата VIC — единственный интерфейс оператора: компьютера про запас нет. Прежде чем обещать ремонт, проверьте наличие дисплея, клавиатуры, принтера и платы VIC, а неисправные, но ремонтопригодные детали маркируйте.
Чек-лист на объекте
- Записаны модель, серийный номер и версии ПО
- Неисправность отнесена к одной секции или к обеим
- Проверены расходники: стрип и SPR парные, в сроке, на правильных позициях
- Проверено место установки: температура воздуха, зазоры, нет кондиционера и прямого солнца
- Определены тип принтера и подключение к ЛИС