Платформы: как Advantus и Status читают мочевую полоску
Объяснить, как Clinitek Advantus и Clinitek Status/Status+ превращают цвет реагентной зоны в результат, назвать платы и узлы на этом пути и знать, какие части каждого анализатора меняются в поле.
Два прибора, один принцип
Оба прибора этого курса — рефлектометры для мочевых тест-полосок. Зона на полоске меняет цвет, реагируя с мочой; прибор освещает зону, измеряет, сколько света возвращается в нескольких цветовых диапазонах, сравнивает с белым эталоном, прочитанным за мгновение до этого, и переводит полученный процент сначала в значение декодирования, а затем в клинический уровень: «отрицательно», «следы», «2+». Ничего не аспирируется и не дозируется, гидравлики нет вовсе. Всё, что вы проходили в курсе Level 1 о насосах, клапанах и трубках, здесь не работает. Работают оптика, механика, которая ставит полоску в точное положение, и эталонная поверхность, которая должна оставаться чистой.
Clinitek Advantus — настольный полуавтоматический анализатор для лаборатории, где полоски идут потоком. Сервисное руководство, по которому мы работаем (Advantus Service Guide, номер 132410, ред. A, 2006 г., выпущено ещё под именем Bayer HealthCare до перехода бизнеса к Siemens), описывает его как сканирующий прибор производительностью свыше 500 полосок в час, преемник Clinitek 500. Оператор окунает полоску, кладёт её на платформу, а дальше всё делает машина: толкатель сдвигает полоску, механизм шагами проводит её под двумя считывающими головками и сбрасывает в контейнер для отходов.
Clinitek Status — маленький переносной считыватель одной полоски для поликлиник, отделений и кабинетов врачей. Он читает за раз одну полоску или одну иммунохроматографическую кассету (например, на ХГЧ) на тестовом столике, который втягивается внутрь. Питается от сетевого адаптера или от шести батареек АА. Имеющееся у нас сервисное руководство Status — это неполное извлечение текста, и описывает оно исходный Status. Более поздний Status+ читает по тому же принципу, но добавляет функции, описанные на публичных страницах Siemens Healthineers: автопроверки полосок, опциональный сканер штрихкода и подключение через систему Clinitek Status Connect. Где в курсе написано Status, это сказано по руководству на Status; особенности Status+ сверяйте с его актуальной документацией.
Advantus: транспорт полоски
Тракт полоски в Advantus — маленький конвейер из деталей, которые оператор снимает каждый день. Слева неподвижная платформа с зоной загрузки и прижимом, который держит полоски ровно. Толкатель сметает только что положенную полоску вправо на подвижный столик. У подвижного столика есть пальцы: они поднимаются, переносят каждую полоску на шаг вправо и опускаются. Привод под платформой превращает оборот двигателя в это движение «поднять и шагнуть». Всю работу делают три шаговых двигателя: толкателя, подвижного столика и каретки считывающих головок. Каждый управляется своей микросхемой драйвера на плате MOTHER PCB.
Три оптических прерывателя подтверждают процессору, что механика сделала то, что от неё просили: один — что неподвижная платформа на месте, второй — что толкатель вернулся в исходное положение, третий следит за флажком подвижного столика. Программа ждёт, что каждый из них сменит состояние в своём окне цикла. Если нет — прибор останавливается с общей ошибкой: 26 — платформа не на месте, 24 — толкатель, 23 — столик. Запомните это соответствие: с него начинается почти любой поиск механической неисправности в уроке 4.
Датчик полоски под зоной загрузки решает, что полоску положили. Он использует ряд красных светодиодов, которые вспыхивают по очереди, и фотоприёмники между ними. Пороги срабатывания не постоянные: прибор подбирает их при каждом включении, без полоски и с установленной неподвижной платформой, и так компенсирует разброс светодиодов и отражения столика. Практических следствий два. Если включить прибор со снятой платформой или с полоской либо рукой на зоне загрузки, датчик запомнит неверные пороги. А изменение освещения в комнате после включения может сбить его до следующего перезапуска.
Advantus: головки, калибровочный чип и 7-секундный цикл
В Advantus две одинаковые считывающие головки на одной каретке, которая ходит по шариковой направляющей от собственного шагового двигателя через ремень. В каждой головке лампа и блок фотоприёмников с четырьмя широкими фильтрами: инфракрасный, красный, зелёный и синий. Головок две, чтобы каждую полоску прочитать дважды — по руководству примерно через 25 и через 67 секунд после погружения, что подходит зонам с разной скоростью проявления. Каждый канал приёмника идёт на двухкаскадную плату предусилителя Pre-AMP; обе платы Pre-AMP идут на одну плату A/D с восьмиканальным АЦП, которая заодно стабилизирует питание предусилителей и ламп.
Цикл повторяется каждые семь секунд. Сначала головки находят белый калибровочный чип на неподвижной платформе, снимают темновой отсчёт с выключенными лампами, включают лампы и калибруют каждый канал по белой поверхности, затем сканируют полоску, делая много отсчётов, вычитают темновые значения и возвращаются к чипу. То есть коэффициент отражения всегда считается относительно чипа, измеренного секунду-две назад. Грязная или поцарапанная калибровочная поверхность не просто добавляет шум: она меняет эталон, на который делится каждая зона. Поэтому в уроке 3 чистка платформы и калибровочных планок — это измерительная задача, а не уборка.
При сканировании проверяется и сама полоска. Отражение в ИК-диапазоне в промежутках между определёнными зонами подтверждает, что полоска есть и лежит ровно; положение кончика полоски относительно калибровочной планки измеряется и получает номер позиции, идеал — середина. Полоска, сильно сдвинутая, перекошенная, перевёрнутая, сухая или дающая отражение больше 100%, в результат не идёт: она помечается ошибкой набора данных с номером головки, которая это увидела. Эти коды вида N–xx вы встретите в уроке 4.
Advantus: электроника и интерфейсы
Работу делят два процессора. Процессор 2 стоит на MOTHER PCB вместе с ПЛИС: он управляет двигателями, датчиком полоски и сенсорами, читает полоску, считает отражение и декодирование, ведёт часы реального времени и ловит аппаратные ошибки. Процессор 1 стоит на MAIN PCB за сенсорным экраном: он ведёт интерфейс пользователя, переводит декодирование в клинические уровни, обслуживает внутренний и внешний принтеры, порт клавиатуры и штрихкода и связь с хостом. Память с батарейной поддержкой хранит результаты и настройки; по руководству в ней помещается около 200 наборов контролей и 500 наборов результатов пациентов. Когда процессоры перестают понимать друг друга, пользователь видит ошибку анализатора 56 с подкодом.
Импульсный блок питания принимает широкий диапазон сетевого напряжения и выдаёт плюс-минус 5 В и плюс-минус 12 В, которые разводит MOTHER PCB. Регулируется только выход +5 В. Цветной сенсорный экран — резистивная плёнка поверх пассивной ЖК-матрицы, им управляет MAIN PCB. Программа хранится во внутренней флеш-памяти; карта MMC в слоте за дисплеем нужна только для загрузки ПО и после неё вынимается. Разъёмы сзади: 9-контактный RS-232, Ethernet через маленький преобразователь Ethernet–последовательный порт на MOTHER PCB, гнездо PS/2 для клавиатуры или сканера штрихкода в режиме клавиатуры (если сканер лазерный, не смотрите в луч) и 25-контактный параллельный порт внешнего принтера. Внутренний принтер термический, со своей небольшой интерфейсной платой.
Сервисная политика сформулирована прямо: платы не ремонтируются на уровне компонентов. В поле меняются MAIN PCB, MOTHER PCB, блок питания, плата A/D, предусилители, лампы, датчик полоски, узел привода, направляющие столика, кривошип, механизм основания, принтер, сенсорный экран, вентилятор и съёмные детали платформы.
Status и Status+: одна полоска, один снимок
Status устроен иначе. Сканирующей головки нет. Шесть светодиодов разной длины волны освещают всю зону чтения через пластиковый световод; отражённое изображение через зеркало и линзу попадает на ПЗС-линейку, так что вся полоска или кассета читается за одну экспозицию. Каждое чтение повторяется десять раз и усредняется. В начале каждого теста прибор снимает белую калибровочную планку на тестовом столике — это эталон для данного теста. Столик ездит внутрь и наружу от маленького коллекторного двигателя, который цепляет литые зубья на его нижней стороне; за ним закрывается шторка; датчик положения сообщает процессору, где столик. Вкладыш столика двусторонний: на одной стороне канал для полоски, на другой — гнездо для кассеты; метка в конце канала помогает прибору найти кончик полоски.
На одной главной плате стоят микроконтроллер, флеш-память программы, ОЗУ, последовательная EEPROM с настройками и калибровочными данными, часы реального времени с литиевым элементом-таблеткой, драйвер светодиодов, усилитель с переменным усилением для ПЗС, драйвер двигателя столика, драйверы принтера и интерфейс RS-232. Обновления ПО приходят на специально подготовленной карте MMC в слоте под крышкой принтера либо по последовательному порту. Дисплей — монохромный ЖК с резистивной сенсорной матрицей 8 на 6. Термопринтер управляется прямо с главной платы.
Узлов для замены в поле немного: тестовый столик, вкладыш, блок дисплея с рамкой (в него входит кнопка питания), принтер, главная плата и оптическое шасси. В оптическом шасси — светодиоды, световод, зеркало, линза, ПЗС, двигатель с шестернёй, датчик столика, разъёмы и батарейный отсек. Всё внутри выставлено на заводе, юстировки в поле нет. Если отказала оптика или привод столика, шасси меняется целиком.
Что это значит для первого визита
Прежде чем что-то трогать, запишите модель, серийный номер, версию ПО, а на Advantus распечатайте отчёт о настройках (конфигурации). На Advantus вход в сервисный тестовый режим или загрузка ПО возвращают настройки к заводским, и распечатанный отчёт остаётся единственной записью диапазонов, портов, принтера и типа полосок заказчика. На Status настройки хранятся в EEPROM на главной плате, поэтому замена главной платы тоже означает повторный ввод настроек.
Затем посмотрите, какой тип полосок использует лаборатория и как под него настроен прибор, в каком состоянии эталонные поверхности и каков путь данных: только принтер, последовательный хост или сеть через продукт подключения. Большинство вызовов по этим приборам решается в первые пятнадцать минут именно этими тремя вещами: правильная настройка полосок, чистый эталон и работающий путь данных.
| Деталь | Что делает | Как отказывает | |
|---|---|---|---|
| 01 | Неподвижная платформа с калибровочными планками и прижимом (A) | Зона загрузки, ровный путь полоски и белый эталон каждого цикла | Испачканный или поцарапанный чип, изношенный прижим, не дожата: 26, 27, 29, 10-x |
| 02 | Толкатель, подвижный столик и узел привода (A) | Проводят каждую полоску от зоны загрузки через обе головки в отходы | Погнутые пальцы, сухой вал толкателя, износ привода: 23, 24, 06-2, 08-x, 09-x |
| 03 | Плата датчика полоски (A) | Видит полоску в зоне загрузки; пороги подбираются при включении | Ложное или пропущенное срабатывание, значения настройки вне диапазона: 28, 31 |
| 04 | Головки с лампами, платы Pre-AMP и A/D (A) | Освещают зоны, принимают четыре цветовых диапазона, оцифровывают | Слабая или грязная лампа, загрязнённый Pre-AMP, пропало питание: 01–05, 25, 29, 30 |
| 05 | MOTHER PCB, процессор 2 (A) | Двигатели, сенсоры, чтение полоски, расчёты, порты и разводка питания | Нет движения при включении, порт не проходит петлю, ошибки связи 56-xx |
| 06 | MAIN PCB, процессор 1, и сенсорный экран (A) | Интерфейс, клинические уровни, принтеры, данные хоста, память результатов | Пустой или мёртвый экран при нормальном питании, 21, 36, 37, 55 |
| 07 | Тестовый столик и вкладыш с белой планкой (S) | Несут полоску или кассету; эталон читается в каждом тесте | Грязная или поцарапанная планка, сломанные зубья: E11, E12, E58, E63–E65 |
| 08 | Оптическое шасси: светодиоды, световод, линза, ПЗС, двигатель (S) | Освещает и снимает всю зону чтения; двигает столик | Отказ светодиода или ПЗС, засветка, разъюстировка: E12, E62, коды ECC |
| 09 | Главная плата с EEPROM, элементом часов и слотом MMC (S) | Управление, хранение настроек и калибровки, принтер и RS-232 | Ошибки контрольных сумм и памяти E02–E04, E10, E20, E27 |
| 10 | Термопринтер (A и S) | Печатает результаты и сервисные отчёты | Не та или перевёрнутая бумага, грязный валик, поднят рычаг, плохой шлейф: 50, E24, E28 |
Типичная ситуация: Advantus, «откалиброванный» без платформы
Типичная ситуация, не реальный случай. Лаборатория жалуется, что её Clinitek Advantus иногда гоняет толкатель по пустой платформе, а иногда не замечает полоску. Утром анализатор включили, пока неподвижная платформа отмокала в лотке, и поставили её на место через несколько минут. Инженер объясняет, что датчик полоски подбирает пороги только при включении и правильно — только с установленной платформой и пустой зоной загрузки. Платформу дожали, зону освободили, прибор перезапустили — обнаружение стало нормальным. Значения настройки датчика, распечатанные из сервисных тестов, в пределах нормы.
В Advantus датчик полоски калибруется при включении по платформе. Научите лабораторию: сначала чистка, потом платформа на место, потом включение. И перезапустите прибор с пустой зоной загрузки, прежде чем подозревать датчик.
Анализатор мочи в сети при коротком окне доступа
В чате инженеров коллега готовился обслуживать анализатор мочи Sysmex (модель не указана) на объекте, где доступ давали только до обеда. Задача была сделать анализатор видимым в сети и настроить печать результатов. Советы были практичные: прописать его как обычное сетевое устройство, заранее согласовать с объектом IP-адрес, имя и порт, параметры печати задать в программе отчётов и перезагружать устройство между работами. Неисправности не было, случай — о подготовке. Это не Clinitek, но то же относится к любому анализатору мочевых полосок, который отправляет данные на хост.
Путь данных — часть прибора. Для Advantus в сети Ethernet или Status+ за продуктом подключения соберите сетевые параметры и контакт администратора до визита, чтобы окно доступа ушло на прибор, а не на поиски администратора.
Чек-лист на объекте
- Записаны модель (Advantus, Status или Status+), серийный номер и версия ПО
- Advantus: отчёт о настройках распечатан до любого сервисного режима или работы с ПО
- Status: настройки заказчика записаны, потому что они хранятся на главной плате
- Тип используемых полосок совпадает с типом, выбранным в приборе
- Осмотрены эталонные поверхности: калибровочные планки платформы Advantus, белая планка столика Status
- Определён путь данных: внутренний принтер, внешний принтер, последовательный хост, сеть или продукт подключения
- Отмечен вариант питания: Advantus от сети; Status от адаптера или от батареек АА