Beckman Coulter LH Series Workstation 主机传输规范
文档类型：血液分析仪 LIS 主机接口规范 厂商：Beckman Coulter, Inc.（贝克曼库尔特） 产品：COULTER® LH Series Workstation（LH 750 / LH 500 血液分析仪） 文档编号：PN 4277303C（September 2003，Revision C，Software Version 2B） 来源规范：STKS 1G.1 + Retics 格式 + LH 750 Workstation 扩展格式
一、概述
本规范定义了 Beckman Coulter LH 系列血液分析仪工作站与 LIS/HIS 主机计算机之间的双向通信协议。支持两种高层协议格式：
- STKS 1G.1 + Retics 格式 — 兼容 STKS™ 和 MAXM™ 既有接口，用于已有系统升级
- LH 750 Workstation 格式 — 扩展格式，支持 CBC、DIFF（分类）、网织红细胞（Retic）参数，以及质控、图形数据传输等
支持仪器型号：LH 750、LH 500
二、硬件接口
- 物理接口：EIA RS-232-C，25-pin D-sub（LH 500 配 9→25 针转接头）
- 设备类型：DTE（Data Terminal Equipment）
- 使用信号：
| 引脚 | 信号 | 方向 |
|---|---|---|
| 2 | TXD（发送数据） | 工作站 → 主机 |
| 3 | RXD（接收数据） | 主机 → 工作站 |
| 4 | RTS（请求发送） | 工作站 → 主机 |
| 5 | CTS（清除发送） | 主机 → 工作站 |
| 6 | DSR（数据装置就绪） | 主机 → 工作站 |
| 7 | SG（信号地） | — |
| 20 | DTR（数据终端就绪） | 工作站 → 主机 |
- 硬件握手：CTS 流控。主机拉高 CTS 允许发送，拉低暂停发送。CTS 必须在超时周期内重新拉高，否则传输超时重置
- 无硬件握手时：需短接 pin4→pin5，pin20→pin6
- DTE 主机需用 NULL MODEM 线
三、通信参数
| 参数 | 可选值 | 默认 |
|---|---|---|
| 波特率 | 2400 / 4800 / 9600 / 19200 / 38400 | — |
| 数据位 | 7 / 8 bit | — |
| 校验位 | Odd / Even / None | Odd |
| 停止位 | None / 1 / 2 | 2 |
| 超时 | 30 / 60 / 90 秒 | 90 秒 |
| 块大小 | 128 / 256 字节 | 256 字节 |
| 握手 | Full Software / No Handshake | — |
| 图形传输 | RBC / PLT / WBC Threshold / DIFF / Retic DataPlot | 可选 |
注意：非图形传输最低推荐 2400 baud，图形传输最低推荐 9600 baud。
四、工作站 → 主机（结果上传）
4.1 数据链路层（Low Level Protocol）
一次样本传输由一个或多个数据块组成，最多 255 块。
传输流程（全软件握手）：
工作站 (发) 主机 (收)
SYN(就绪) ------->
<------- SYN(可以发)
块计数(2B) ------->
<------- ACK(准备接收) / NAK(中止)
[循环每块]
数据块 ------->
<------- ACK(接收成功) / NAK(重传本块) / SYN(从第1块重传)
SYN(全部完成) ------>
<------- ACK(接受传输)
No Handshake 模式：忽略所有软硬件握手响应，不发 SYN 前缀。CTS 仅表示主机在线。
4.2 数据块结构
┌─────┬──────────┬────────────┬──────┬─────┐
│ STX │ BLK NBR │ DATA │ CRC │ ETX │
│ 1B │ 2B(ASCII)│ 128/256B │ 4B │ 1B │
└─────┴──────────┴────────────┴──────┴─────┘
- STX = 0x02（Start of Text）
- BLK NBR：块序号，ASCII 十六进制，首块为 “01”
- DATA：128 或 256 字节，不足补空格（0x20）
- CRC：4 字节 ASCII 十六进制，MSB在前，LSB在后
- ETX = 0x03（End of Text）
- 校验算法：修改版 CCITT CRC-16，仅计算数据部分
4.3 表示层（消息结构）
数据块拼接后形成完整消息，结构为：
PREAMBLE → GROUP 1 → GROUP 2 → ... → GROUP n → POSTAMBLE
- 前导码（Preamble）：10 组 “CLRF”（CR/LF 对），表示消息开始
- 后导码（Postamble）：DC1 + CR/LF，表示消息结束
组（Group）结构：
DC1 (0x11) → 字段计数(2B ASCII Hex) → 字段1 → 字段2 → ... → 字段N
每个字段以 CR/LF 结尾。字段格式：Tag + 空格 + 数据。
⚠️ 重要：组内字段顺序不固定，不能用位置识别，必须用 Tag 识别。字段可能被省略。不要假设固定偏移量。
4.4 数据类型
| 类型 | 含义 | 字符范围 |
|---|---|---|
| A | Alpha | a-z, A-Z, 空格 |
| N | Numeric | 0-9, +, -, . |
| X | 可打印字符 | 0x20 - 0x7E |
| SP | 空格 | 0x20 |
4.5 组定义总览
| 组号 | 组名 | 1G.1+Retics | LH 750 |
|---|---|---|---|
| 1 | General Information（基本信息） | ✓ | ✓ |
| 2 | CBC Parameters（CBC 参数） | ✓ | ✓ |
| 3 | DIFF Count Parameters（分类计数） | ✓ | ✓ |
| 4 | DIFF Percent Parameters（分类百分比） | ✓ | ✓ |
| 5 | Comment（注释） | ✓ | ✓ |
| 6 | Flags（标志）/ Definitive Flags | ✓（Flags） | ✓ |
| 7 | Suspect Flags（可疑标志） | — | ✓ |
| 8 | Conditional Flags（条件标志） | — | ✓ |
| 9 | Other Flags（其他标志） | — | ✓ |
| 10 | Demographics（人口统计） | ✓（组7） | ✓ |
| 11 | RBC Histogram（红细胞直方图） | ✓（组11） | ✓（组14） |
| 12 | PLT Histogram（血小板直方图） | ✓（组12） | ✓（组15） |
| 13/16 | RETIC Parameters（网织红细胞参数） | ✓（组13） | ✓（组16） |
| 26 | WBC Threshold（白细胞阈值） | — | ✓ |
| 27 | WBC Threshold Full Histogram | — | ✓ |
| 31 | DIFF Latex Parameters | — | ✓ |
| 32 | RETIC Latex Parameters | — | ✓ |
| 34 | Control Information（质控信息） | — | ✓ |
| 35 | Control CBC Parameters（质控CBC） | — | ✓ |
| 36 | Control DIFF Count（质控分类计数） | — | ✓ |
| 37 | Control DIFF Percent（质控分类百分比） | — | ✓ |
| 38 | Control RETIC Parameters（质控网织红） | — | ✓ |
| 50 | DIFF Graphics（分类散点图） | — | ✓ |
| 51 | Retic Graphics（网织红散点图） | — | ✓ |
4.6 基本信息组（Group 1）关键字段
| Tag | 字段 | 格式 | 长度 |
|---|---|---|---|
| DATE | 运行日期 | MM/DD/YY | 9B |
| TIME | 运行时间 | HH:MM:SS | 12B |
| ID1 | 样本ID | X | 16B |
| ID2 | 患者姓名 | X | 16B（姓, 名） |
| CASS/POS | cassette/位置号 | XXXX/XX | 8B |
| SEQUENCE | 序号 | X | 7B |
| 1EC/P | 1E cassette/位置 | AXXXXXX | 8B |
| ID1STATUS | ID1状态 | A | 2B（P/E/N/空格） |
| C/PSTATUS | cass/pos状态 | A | 2B |
| WLSTATUS | ToDo列表状态 | AAAAAAAA | 9B |
ID状态优先级：E（编辑）> N（自动编号）> P（阳性ID）> 空格
4.7 CBC 参数组（Group 2）
参数列表：WBC, RBC, HGB, HCT, MCV, MCH, MCHC, RDW, PLT, PCT, MPV, PDW（部分）
每个参数字段包含：数值 + 标志位。标志位表示异常方向（高/低）、线性异常、结果不可用等。
4.8 LH 750 质控数据（Groups 34-38）
LH 750 格式新增质控组：
- Group 34：Control Information（质控信息）
- Group 35：Control CBC Parameters（质控CBC参数）
- Group 36：Control DIFF Count（质控分类计数）
- Group 37：Control DIFF Percent（质控分类百分比）
- Group 38：Control RETIC Parameters（质控网织红参数）
4.9 图形数据传输
LH 750 格式支持传输：
- RBC / PLT / WBC Threshold 直方图（Group 14/15/27）
- DIFF DataPlot（散点图，Group 50）
- Retic DataPlot（散点图，Group 51）
DataPlot 格式包含：数据头 + 数据块 + 渲染信息块（调色板、位图库、Dataplot 头），第 8 章详述重建方法。
五、主机 → 工作站（ToDo List 下载）
5.1 数据链路层
与工作站→主机类似，但用 ENQ 替换 SYN 作为起始字符。工作站必须使用全握手。
主机 (发) 工作站 (收)
ENQ(就绪) ------->
<------- ENQ(可以发) / SYN(忙)
块计数(2B) ------->
<------- ACK(准备接收) / NAK(中止)
[循环每块]
数据块 ------->
<------- ACK / NAK(重传本块) / ENQ(从第1块重传)
ENQ(全部完成) ------>
<------- ACK(接受) / NAK(拒绝) + DLE响应码
错误处理：同一块连续 NAK 3 次，工作站中止并等待下次传输。
5.2 表示层（消息结构）
PREAMBLE → INTRO → FIELD 1 → FIELD 2 → ... → FIELD N
前导码（Preamble）：
SOH (0x01) + 字段数(2B ASCII Hex) + CR/LF
字段数 = intro字段数 + 所有数据字段数
Intro 字段：
记录类型(2B) + 操作码(2B) + CR/LF
- 记录类型：
WL= ToDo List - 操作码：
| 操作码 | 含义 |
|---|---|
| AD | Add or Update（添加或更新） |
| UN | Unique（唯一，患者ID不能重复） |
| RU | Reuse（重用，已存在则清除人口学信息） |
| DE | Delete（删除） |
5.3 DLE 响应码（表示层）
数据链路成功后，工作站返回 DLE + 一个字符表示接受/拒绝：
| 响应码 | 含义 |
|---|---|
| DLE A | 接受，可继续发送 |
| DLE B | 接受，但不要继续发 |
| DLE C | 拒绝，重试 |
| DLE D | 拒绝，放弃 |
| DLE E | 拒绝，至少有一个重复的待检测试请求 |
| DLE F | 拒绝，患者ID已存在于数据库 |
注意：可配置将 DLE E 替换为 DLE C（向后兼容）。
Delete 专属响应码：
- DLE G：患者ID字段格式错误
- DLE H：测试字段格式错误
- DLE I：ToDo列表项未删除
5.4 消息字段定义
| Tag | 字段 | 长度 | 依赖 |
|---|---|---|---|
| ID | Patient ID（患者ID） | 16B | — |
| PL | Patient Last Name（姓） | 16B | ID |
| PF | Patient First Name（名） | 16B | ID |
| SN | Sequence Number（序号） | 6B | Test |
| BD | Birth Date（出生日期） | 10B (MM/DD/YYYY) | ID |
| SX | Sex（性别） | 1B | ID |
| LOC | Location（位置） | 16B | Test |
| PHL | Physician Last Name（医生姓） | 16B | Test |
| PHF | Physician First Name（医生名） | 16B | Test |
| UF1/UF2/UF3 | 用户字段1/2/3 | 16B×3 | Test |
| COM | Comments（注释） | 40B | Test |
| RP | Report Profile（报告模板） | 8B | Test |
| SDD | Sample Drawn Date（采样日期） | 10B | Test |
| SDT | Sample Drawn Time（采样时间） | 8B | Test |
| TST | Test（测试请求） | 可变 | — |
| SLR | Slide Request（玻片请求） | 可变 | Test |
⚠️ 字段不能有前导或尾随空格，否则消息将被拒绝。
5.5 AD / UN / RU 操作对比
| 场景 | AD（Add/Update） | UN（Unique） | RU（Reuse） |
|---|---|---|---|
| ID 都不存在 | 添加 | 添加 | 添加 |
| 患者ID存在但样本ID不在ToDo | 添加+更新所有同患者人口学信息 | 拒绝（DLE F） | 添加+清除所有同患者人口学信息 |
| 样本ID已在ToDo | 拒绝（DLE E/C）+更新人口学信息 | 拒绝（DLE F） | 拒绝（DLE E/C）+清除人口学信息 |
| 格式错误 | 拒绝（DLE C/D） | 拒绝（DLE C/D） | 拒绝（DLE C/D） |
5.6 测试请求（Test 字段）
支持的测试类型：
- C = CBC
- CD = CBC + DIFF
- CDR = CBC + DIFF + RETIC
- CR = CBC + RETIC
- R = RETIC
- D = DIFF
可组合多测试请求，详见 Table 5.3。
六、CRC 算法
- 算法：修改版 CCITT CRC-16
- 计算范围：仅数据部分（不含 STX、块号、CRC、ETX）
- 结果长度：16-bit，传输为 4 个 ASCII 十六进制字符（MSB 在前）
- 第 7 章提供了 ASM86 和 C 语言实现示例
七、其他功能
7.1 Spooler（假脱机）
传输结果自动缓存到 Spooler，直到主机确认接收。主机离线时所有传输排队等待。可手动清空 Spooler。
7.2 主机通信禁用
可在系统设置中禁用自动上传（不影响手动传输和主机下发）。
7.3 验证码
启用后，各测试组的验证状态（AutoValidation）会在条件标志组中传输。仅 LH 750 格式适用。
7.4 Collate ToDo List
ToDo List 生成基于任务预分配，通过预分配测试面板确定哪些数据需要合并到最终报告中。
八、版本历史
| 版本 | 日期 | 软件版本 | 主要变更 |
|---|---|---|---|
| Initial Issue | 7/01 | 1A | 初始版本 |
| Revision B | 4/02 | 2A | 更新稀释因子说明；删除 “Subset” 引用；新增 WBC Threshold Full Histogram 组；新增 3.18 Collate ToDo List；通用信息组从 29 组减至 24 组 |
| Revision C | 9/03 | 2B | 新增 3.19 节（Replace V and v Flags with R）；更新多表格 |
关联笔记
- Sysmex XE-5000血液分析仪数据通信规范 — Sysmex 血液分析仪 LIS 接口（自定义协议 + ASTM）
- Beckman Coulter UniCel DxH 800 血液分析仪主机接口传输手册 — 贝克曼库尔特高端血液分析仪（CLSI LIS1-A/LIS2-A 标准）
- 迈瑞BC-5300系列血液分析仪 — 迈瑞血液分析仪
- IS1200控制台软件与LIS系统通信协议 — 生化分析仪 ASTM 协议参考
- 雅培 ARCHITECT 系统 RS-232 标准接口手册 — 免疫分析仪 CLSI 标准协议参考