西门子ADVIA 1800生化分析仪LIS主机通信手册

来源:西门子医疗 ADVIA Chemistry System Host Communication Manual 适用机型:ADVIA 1650 / ADVIA 1800 全自动生化分析仪

一、文档概述

本手册描述西门子 ADVIA 1650/1800 全自动生化分析仪与 LIS 主机计算机之间的通信接口规范。通信基于 RS-232C 串口,采用类 ASTM 的帧格式协议。

主要通信方向:

  • 仪器向主机请求单个或批量工作清单(workorder)
  • 主机向仪器回复测试申请(test selections)
  • 仪器向主机实时或批量发送患者/质控样本结果
  • 仪器也可与外部进样器(rack handler、实验室自动化系统 LAS)通信

二、物理层与通信参数

2.1 接口规格

参数规格
传输标准RS-232C
同步方式异步
波特率4800 / 9600 / 14400 / 19200 bps 可选
校验位None / Even / Odd
起始位1 bit
停止位1 bit / 2 bits
数据位7 bits / 8 bits
最大重试次数3 次
错误跳过次数0/1/2/3 次(异常文本格式时)
仪器端连接器D-SUB 25-pin female(需 25→9 针适配器)

2.2 9针COM1端口引脚定义

引脚I/O信号说明
1INDCD未连接
2INSIN仪器数据输入
3OUTSOUT仪器数据输出
4OUTDTR与引脚6(DSR)短接
5—GND信号地
6INDSR与引脚4(DTR)短接
7OUTRTS与引脚8(CTS)短接
8INCTS与引脚7(RTS)短接
9INRI未连接

仪器不控制硬件握手信号,需在9针接头内部将DTR-DSR、RTS-CTS各自短接。使用屏蔽电缆,两端屏蔽层接连接器外壳。


三、消息帧格式

3.1 帧结构

STX  F#[0-7]  Message Text  ETX/ETB  CSH  CSL  CR  LF
字段含义说明
STX (02H)帧起始码1字节
F#帧号”1”(31H)“7”(37H)“0”(30H) 循环;ENQ后从1开始递增
Message Text消息正文ASCII 或 Shift JIS 编码
ETX (03H) / ETB (17H)帧结束码ETX=最后一帧;ETB=中间帧
CSH / CSL校验和高低位2位ASCII十六进制,mod 256,范围STX后到ETX/ETB
CR (0DH) + LF (0AH)帧结束2字节

最大帧长: 256 字节或 512 字节(可选)

3.2 通信控制字符

控制码十六进制含义
ENQ05H请求连接(Enquire)
ACK06H正确应答(Acknowledge)
NAK15H否定应答(Negative Acknowledge)
EOT04H传输结束(End of Transmission)
DC111H样本请求跳过响应

控制字符独立发送,不包含在 STX/ETX 帧内。

3.3 校验和计算

校验和 = STX 之后(不含 STX)到 ETX/ETB 之间(含 ETX/ETB)所有字符的 ASCII 值之和 mod 256,以 2 位十六进制 ASCII 表示(CSH 高位,CSL 低位)。

校验和功能可在 Online Settings 中开关。关闭时 CSH/CSL 位发送空格(20H)。


四、通信模式与系统配置

4.1 硬件配置类型

系统配置取决于安装的进样方式和条码设备:

配置类型条码进样方式
样本盘(无条码)是/否样本盘 / 架传送 / 外部传送
样本盘(有条码)是/否样本盘 / 架传送 / 外部传送
架传送器(无条码)是/否样本盘 / 架传送 / 外部传送
架传送器(有条码)是/否样本盘 / 架传送 / 外部传送
实验室自动化系统(LAS)是/否样本盘 / 架传送 / 外部传送

当前所有外部进样装置(含架传送器)均须配备条码阅读器。

4.2 系统可定制项

特性选项设置窗口
患者样本进样器机载 / 外部System Specifications Settings
样本条码阅读器条码 / 杯位System Specifications Settings
自动测试选择(STT)Yes / NoOnLine Settings
结果报告自动传送 / 用户测试代码 / 数据清理OnLine Settings

4.3 24种操作模式概览

按样本ID类型(杯位/条码/架号/序号)、进样方式(样本盘/架/LAS)、医嘱注册方式(自动/批量/实时)组合共定义 24 种操作模式:

  • 模式 1-6:机载样本盘(无条码 + 有条码),自动/批量注册
  • 模式 7-12:架传送器(有条码),实时/批量注册
  • 模式 13-16:插入样本(急诊样本)处理
  • 模式 17-24:实验室自动化系统(LAS),条码/架号 + 实时/批量

4.4 工作清单指令(Host Order)

主机下发的 workorder 可携带 4 种系统指令:

指令值系统动作
0在系统数据库中创建新 workorder;如已存在则覆盖
1向已有 workorder 追加测试;不存在则新建
2系统不为此 ID 创建 workorder
3删除系统数据库中该 ID 的 workorder

五、样本标识

5.1 注册编号(Registration Number)

  • 范围 1-10000,系统内部使用
  • 不用于 与主机或外部进样器的通信

5.2 位置编号(Position Number)

  • 格式:TT-CC(TT=盘号 1-97,CC=杯位 1-84)
  • 仅用于机载样本盘(STT)无条码模式
  • 通信中左对齐、不补零、以空格(20H)结尾

5.3 样本编号(Sample Number)

  • 最多 13 个字母数字字符
  • 条码模式下即条码 ID
  • 所有 workorder 必须有样本编号(包括位置模式)
  • 通信中左对齐、不补零、空格结尾
  • “001” 与 “1” 被视为不同编号
  • 质控样本编号自动分配:PA001 ~ PZ200(P=质控,字母=质控组,数字=序号)

5.4 样本信息(Sample Information)

  • Comment 1 / Comment 2:各最多 16 字符,可用作患者号/姓名
  • 性别、年龄等
  • 通信中作为字符数据处理

六、样本分类与数据库容量

6.1 样本类型对照表

样本类型样本ID主机注册输出到主机样本盘外部进样
普通样本13位是是是是
插入样本13位是是是否
质控样本PA001-PZ200否是是否
校准样本C0101-C0110 / M980101-M980110否否是否
  • 系统最多管理 10,000 个普通样本
  • 校准样本不参与在线通信

6.2 测试数据库容量

  • 每个数据块存储 10 个测试
  • 共 30,000 个数据块可用
  • 最多管理 326 个测试项目:300 测试 + 20 计算结果 + 3 血清指数 + 3 电解质
测试数/样本最大注册样本数
1010,000
2010,000
3010,000
407,500
506,000
1003,000

6.3 主机测试代码表

两种测试编码方式:

  1. 系统处理号(1-326):仪器内部使用
  2. 主机测试代码(Host Test Codes):实验室自定义编号,在 Online Settings 中配置

电解质三项(Na+/K+/Cl-)任一被申请时,其余两项自动运行。


七、五种通信协议

7.1 协议类型总览

协议方向触发方式用途
批量测试注册主机→仪器操作员在 Order Entry 窗口发起批量下载工作清单
自动测试选择(STT)主机→仪器运行开始时自动触发机载盘样本批量医嘱查询
实时测试选择主机→仪器外部进样器条码触发架/LAS 样本实时医嘱查询
批量数据输出仪器→主机操作员在 Review/Edit 窗口发起批量发送结果
实时数据输出仪器→主机样本完成时自动触发实时发送结果

7.2 3秒响应时间约束

  • ADVIA 系统每 3.0 秒分析一个样本(单测试)
  • 主机响应时间必须 < 3.0 秒,否则降低系统通量
  • 多测试样本:响应时间需 < 3.0 秒 × 测试数 n
  • ISE 电解质分析需 24 秒
  • 系统优先级:测试注册通信 > 结果传输通信
  • 若注册超时导致数据堆积,可能损坏仪器 PC

7.3 批量测试注册流程

仪器 → ENQ → 主机              <1>
仪器 ← ACK ← 主机              <2>
仪器 → 批量测试查询文本 → 主机   <3>
仪器 ← ACK ← 主机              <4>
仪器 → EOT → 主机              <5>
仪器 ← ENQ ← 主机              <6>
仪器 → ACK → 主机              <7>
仪器 ← 测试选择指令 ← 主机       <8>  (重复多帧)
仪器 → ACK → 主机
...
仪器 ← EOT ← 主机              传输结束

7.4 自动测试注册协议(Host Query Mode)

运行开始时,系统自动为机载盘(STT)上的所有患者样本向主机查询 workorder。

  • 主机查询超时:60.0 秒
  • 若主机返回 workorder,系统执行
  • 若主机无 workorder,系统查内部数据库
  • 两处都没有,则该样本不吸样

7.5 实时测试注册协议

外部进样器(架传送器/LAS)的条码被读取后,系统向主机请求该样本的 workorder。

  • 实时测试选择超时:3.0 秒
  • 帧间隔超时:3.0 秒
  • 是对通量影响最大的通信模式

7.6 批量数据输出协议

操作员在 Review/Edit 窗口选择一批结果发送给主机。流程与批量测试注册方向相反。

7.7 实时数据输出协议

每个样本分析完成后,结果立即发送给主机。

  • 自动传送普通样本结果(STT)
  • 自动传送插入样本结果(Rack Handler/LAS)
  • 自动传送质控样本结果

八、消息文本格式

8.1 批量测试查询文本(Batch-Test Query Text)

仪器向主机发送,请求指定范围内的样本医嘱。

8.2 测试请求文本(Test Request Text)

用于实时测试选择,仪器向主机发送样本ID请求医嘱。

8.3 测试选择指令文本(Test-Selection Instruction Text)

主机向仪器下发的 workorder 格式,包含:

  • 样本编号 / 位置编号
  • 指令码(0-3:新建/追加/无/删除)
  • 测试代码列表
  • 样本信息(注释/性别/年龄等)

两种格式:

  • 无前值(no previous value):新建 workorder
  • 有前值(previous value exists):追加测试

8.4 测量数据文本(Measurement Data Text)

仪器向主机发送的结果数据,包含:

  • 样本编号 / 位置编号
  • 各测试结果数值 + 标志位(Mark/Result Flag)
  • 质控/校准等特殊样本标识
  • 旧格式 vs 新格式(可选 New Host Protocol)

8.5 新主机协议格式(可选)

新版协议额外包含:

  • 架号和位置号(URH)
  • E 标志
  • 3 位用户代码
  • 检验时间

需在系统参数 213 和 224 中开启,TD workstation V8.22.1 不支持。


九、错误处理

9.1 异常文本格式处理

当接收到格式异常的文本时:

  1. 系统返回 NAK
  2. 主机应重发同一帧号的数据
  3. 跳过错误文本计数递增
  4. 达到最大跳过次数后,系统离线

9.2 重发请求处理

收到重发请求后:

  • 检查帧号是否匹配
  • 重新发送对应帧内容
  • 若帧号超出范围,返回 NAK

9.3 超时处理

各阶段均有独立超时计时器(见各协议时序表)。超时后系统重发或终止通信。


十、结果标志(Mark)

ADVIA 1650 和 1800 各有独立的结果标志规范:

  • ADVIA 1650 Mark 规格(见手册第45页)
  • ADVIA 1800 Mark 规格(见手册第46页)

标志类型包括:超出范围、危急值、质控相关、稀释/浓缩标记、干扰提示(脂血/溶血/黄疸)等。


关键数据速查

项目值
通信接口RS-232C 异步串口
默认波特率9600 bps(可选 4800/14400/19200)
帧格式STX + 帧号 + 文本 + ETX/ETB + 校验和 + CR/LF
帧号循环0-7(8帧循环)
重试次数3 次
实时注册响应时间≤ 3.0 秒
最大样本数10,000
最大测试项目326 项
样本编号长度最多 13 字符
质控样本ID范围PA001 - PZ200
机载盘容量97 盘 × 84 杯位

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