Olympus AU2700 & AU5400 生化分析仪在线通讯协议
概述
Olympus(现Beckman Coulter)AU2700 和 AU5400 全自动生化分析仪的 LIS 主机接口规范。
- 发布日期:2000.3.16,修订 2000.6.8
- 发布方:Olympus Optical Co., Ltd.
- 文档页数:约66页(含6章+5个附录)
- 适用机型:AU2700 / AU5400 全自动生化分析仪
一、数据交换内容
仪器与 LIS 主机之间交换两类数据:
- T.R.I.(Test Requisition Information) — 检测申请信息(LIS → 仪器)
- Test Results — 检测结果(仪器 → LIS)
二、两种传输模式
| 模式 | 特点 | ACK/NAK | 同步方式 |
|---|---|---|---|
| Class A | 无应答,按时间间隔发送 | 不使用 | 不与分析同步 |
| Class B | 有应答确认 | 使用 ACK/NAK | 与分析同步 |
三、物理层与基本规范
3.1 物理接口
- 接口:RS-232C,半双工
- 波特率:4800 / 9600 bps(菜单可选)
- 数据位:7 或 8 bit
- 校验位:none / odd / even
- 停止位:1 或 2 bit
- 连接器:DB9 Female(IBM PC 标准)
- 引脚:仅使用 2(RxD)/3(TxD)/5(SG)/7(RTS)/8(CTS),RTS 与 CTS 必须短接
- 信号电平:SPACE(ON) = +3V 以上,MARK(OFF) = -3V 以下
- 通道:1 通道
- 重传次数:Class A 无;Class B 0-3 次可选
3.2 传输编码
- 7位码:ASCII(20H-7EH)
- 8位码:可扩展 A1H-DFH(日文汉字)
- 控制码:01H-1FH
四、帧格式
4.1 基本帧结构
[1] 文本起始码 (STX等, 01H-1FH)
[2] 文本分类码 (2字符, 如 R_, S_, D_, RB, DB, RE, SE, DE 等)
[3] 单元号 Unit No. (0-2, 可选)
[4] 文本内容
[5] 文本结束码 (ETX等, 01H-1FH)
[6] BCC 校验 (1字节, 异或校验, 可选)
4.2 文本分类码全集
T.R.I. 查询(仪器 → LIS)
| 代码 | 含义 | 方向 |
|---|---|---|
| RB | T.R.I. 查询开始 | 仪器→主机 |
| R_ | 正常样本 T.R.I. 查询 | 仪器→主机 |
| RH | 重测样本 T.R.I. 查询 | 仪器→主机 |
| RE | T.R.I. 查询结束 | 仪器→主机 |
T.R.I. 申请(LIS → 仪器)
| 代码 | 含义 | 方向 |
|---|---|---|
| S_ | 正常样本 T.R.I. | 主机→仪器 |
| SH | 重测样本 T.R.I. | 主机→仪器 |
| SE | T.R.I. 传输停止 | 主机→仪器 |
检测结果(仪器 → LIS)
| 代码 | 含义 | 方向 |
|---|---|---|
| DB | 结果传输开始 | 仪器→主机 |
| D_ | 正常样本结果 | 仪器→主机 |
| DH | 重测样本结果 | 仪器→主机 |
| DR | 试剂空白结果 | 仪器→主机 |
| DA | 校准结果 | 仪器→主机 |
| DQ | 质控结果 | 仪器→主机 |
| d_ | Stat Fast 结果(AU2700)/ Emergency Fast(AU5400) | 仪器→主机 |
| dH | Stat Fast 重测结果(AU2700)/ Emergency Fast 重测(AU5400) | 仪器→主机 |
| DE | 结果传输结束 | 仪器→主机 |
4.3 分块传输(Blocking)
- 最大块长可选:256 / 512 / 1024 字节
- 块标识号:首块=0,中间块=1-9,末块=E
- 块结束符:ETB(17H),文本结束符:ETX(03H)
- 固定长度文本:非分块传输(Start/End of inquiry, Start/End of result)
- 可变长度文本:使用分块(T.R.I. 文本、结果文本等)
4.4 BCC 校验
- 从第2部分到第5部分(含第5部分)的异或运算
- 可在菜单中选择启用/禁用
五、T.R.I. 文本格式
5.1 正常样本 T.R.I.(S_)
S_ + Rack No. + Cup Position + Sample No. + Sample ID + Sample Type
+ Sex + Age + Month + Patient Info 1-6 + Test Code × N + Dummy
+ Block ID + 结束码 + BCC
5.2 重测样本 T.R.I.(SH)
比正常样本多一个 Original Sample No. 字段(原始样本号)。
5.3 T.R.I. 查询方式
| 方式 | 查询内容 | 匹配方式 |
|---|---|---|
| 顺序方式 | 按 Rack No. 顺序查询 | 样本号匹配 |
| Sample No. 方式 | 请求样本号 | 样本号匹配 |
| Sample ID 方式 | 请求样本ID | 样本ID匹配 |
注意:计算项目(Calculated Test)的 T.R.I. 被忽略,只能申请组成计算项目的原始测试。
六、检测结果文本格式
6.1 正常样本结果(D_)
D_ + Rack No. + Cup Position + Sample No. + Sample ID + Sample Type
+ Sex + Age + Month + Patient Info 1-6
+ R1 Lot No. + R1 Bottle No. + R2 Lot No. + R2 Bottle No.
+ Cuvette Side + ANL Unit No.
+ [Test Code + Method + Test Result + Flags] × N
+ Block ID + 结束码 + BCC
6.2 结果数据格式
- 数据位数:6 位或 9 位(可选)
- 0 抑制:可选启用/禁用
- 方法码:0=正常,1=稀释,2=浓缩
- OD值:负数用溢出格式表示
6.3 LIH(血清指数)结果
三个指标:LIP(脂血)/ ICT(黄疸)/ HEM(溶血)
| 等级 | 含义 |
|---|---|
| 0 | NORMAL |
| 1-5 | + 到 +++++ 五档 |
| 6 | ABN(异常) |
| 9 | 未执行测试 |
七、字段定义速查
| 字段 | 位数 | 说明 |
|---|---|---|
| Rack No. | 4或5 | 0001-9999 或 00001-99999,STAT为空格 |
| Cup Position | 2 | 常规架 01-10,STAT 01-22 |
| Sample Type | 1 | 空格=血清,U=尿液,X=其他 |
| Sample No. | 4 | 0001-9999 常规 / E001-E999 急诊 / P001-P999 STAT / R001-R999 试剂空白 / A001-A999 校准 / Q001-Q999 质控 |
| Sample ID | 4-26 | 数字或字符 |
| ANL Unit No. | 1 | AU5400: 1=ISE/单元1, 2=单元2, 3=单元3;AU2700: 1 |
| Cuvette Side | 1 | 0=内杯,1=外杯 |
| Sex | 1 | M=男,F=女,SP/0=未设置 |
| Age | 3 | 000-150 |
| Test Code | 2 | 01-99 |
| Method | 1 | 0=正常/1=稀释/2=浓缩 |
| Test Result | 6或11 | 6或9位数据 + 2位Flags |
八、传输协议详解
8.1 Class A(无应答)
- 发送方按时间间隔直接发送
- 无 ACK/NAK 交互
- 适用于对可靠性要求不高的场景
8.2 Class B(有应答)
- 每发送一块后等待 ACK
- 收到 NAK 或超时:同一块最多重发指定次数(0-3次)
- 同一文本内的 NAK:第一块 NAK 重发同一块,第二块 NAK 发送下一块
- 文本级 NAK:第一次重发同一文本,第二次返回初始状态
8.3 超时参数(Class B)
| 代号 | 含义 | 默认值 |
|---|---|---|
| T1 | 发送结束到开始接收文本的时限 | 0.5s |
| T2 | 接收开始到接收结束的时限 | 0.5s |
| T3 | 发送开始到发送结束的时限 | 0.5s |
| T4 | 文本发送结束到接收应答的时限 | 0.5s |
| T5 | 发送间隔时间 | 0.1×n 秒 (n=1-99) |
| T6 | 最小接收间隔 | 2s |
| T7 | NAK 应答到重发文本开始的时限 | 2s |
九、应用协议
9.1 T.R.I. 接收流程
实时模式(Real-time):
- 仪器从待机转入测量时发送 RB
- 检测到样本杯时发送 R_ 查询样本号/ID
- 收到 S_ 后保存申请
- 转到待机/停止时发送 RE
- 通信错误时发送 RE 终止
批量模式(Batch):
- 在测试申请菜单中选择后按指定时间间隔传输
- 最后一个样本后发送 SE
- 通信错误可配置为继续或停止
9.2 结果发送流程
实时模式:
- 转入测量模式后发送 DB
- 每个样本测量完成后逐一发送 Dx
- 转回待机/停止时发送 DE
批量模式:
- 在在线菜单中选择开始传输后发送 DB
- 按指定时间间隔传输选中样本的结果
- 全部传输完后发送 DE
9.3 混合会话规则
T.R.I. 查询会话 与 结果传输会话 不能交叉进行:
- T.R.I. 查询会话期间:不发送结果文本
- 结果传输会话期间:不接收 T.R.I. 文本
十、Flags 标志全集(精选)
| Flag | 含义 |
|---|---|
| % | 污染规避失败(清洗液不足) |
| ? | 样品针堵塞 |
| # | 计算失败(光度数据异常) |
| R | 样品液面检测错误 |
| ! | 试剂液面检测错误 |
| * | 吸光度异常高(>2.5) |
| & | 动力学线性误差 |
| Z | Prozone 数据错误 |
| F | 结果高于动态范围 |
| G | 结果低于动态范围 |
| 1-6 | Multi-rule QC 数据错误(Westgard多规则) |
| P | 结果超出 Panic 值 |
| N | 结果高于重复测试范围 |
| H | 结果高于结果值范围 |
| L | 结果低于结果值范围 |
| S | 结果提取用于重测 |
| / | 测试未执行 |
| r | 已传输到主机的数据 |
| e | 已编辑的数据 |
| c | 手工校正的正确数据 |
| a | 机载稳定性超限 |
| b | 校准稳定性超限或不存在校准 |
十一、在线告警类型
| 错误码 | 含义 |
|---|---|
| 01 | 设备名称错误 |
| 02 | 帧错误(Framing) |
| 03 | 溢出错(Overrun) |
| 04 | 校验错误(Parity) |
| 05 | 超时错误 |
| 06 | 发送文本时收到 NAK |
| 07 | 接收文本时 BCC 错误 |
| 08 | 其他通信错误 |
| 09 | 功能错误(全双工而非半双工) |
| 10 | 单元名称错误 |
| 11 | 参数错误 |
| 12 | 请求取消 |
其他告警:格式错误(FORMAT ERROR)、非法文本代码、非法块号、非法样本号、非法架号、非法性别、非法年龄/月份、分析方法不匹配、样本号不匹配、架号不匹配、样本ID不匹配、项目错误、重测项目错误等 16 类。
十二、可配置参数总览
- 传输设置:各样本类型(常规/急诊/STAT/重测/质控/校准/试剂空白)的实时/批量/无设置
- 协议设置:波特率、Class A/B、BCC 校验、重传次数、7个超时参数
- 文本格式:起始码、结束码、最大文本长、单元号、ETB控制
- 字段开关:架号/杯位、性别、年龄/月份、患者信息1-6、样本ID位数
- 数据格式:6/9位、0抑制
- Special 菜单:Sample Type、Dummy、Block ID、ANL Unit No.、Cuvette Side、S.No./S.ID顺序、Lot/Bottle No.
十三、AU2700 vs AU5400 差异
| 特性 | AU2700 | AU5400 |
|---|---|---|
| ANL 单元 | 1个(unit 1) | 最多3个单元 + ISE |
| Cuvette | 内/外双杯 + ISE Cell 1/2 | 内/外双杯 + ISE Cell 1/2 |
| Stat Fast | 有(d_ 文本) | 称为 Emergency Fast |
| 急诊STAT | P 编号 | E 编号 |
十四、与其他 Olympus/Beckman AU 系列对比
- AU680/AU480:自定义帧格式(非标准ASTM),Class A/B 双校验模式,架构类似但消息ID体系不同
- AU5800:自定义帧格式第5版,16种消息ID,62种数据标志,在线参数配置更丰富
- AU2700/AU5400:本规范,自定义帧格式(R_/S_/D_ 体系),T.R.I. 查询+结果传输,参数化程度高
不同于 cobas e 411 / Centaur 等使用 ASTM E1381/E1394 标准协议,Olympus AU 系列使用自定义的帧格式和文本分类码体系,但基本的 Class A/B 传输模式、ACK/NAK 握手机制与 ASTM 标准思路一致。
关联笔记
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