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Olympus AU2700 & AU5400 生化分析仪在线通讯协议

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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：

  1. T.R.I.（Test Requisition Information） — 检测申请信息（LIS → 仪器）
  2. 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
RBT.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
RET.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
SET.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
dHStat 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
0NORMAL
1-5+ 到 +++++ 五档
6ABN（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50001-9999 或 00001-99999，STAT为空格
Cup Position2常规架 01-10，STAT 01-22
Sample Type1空格=血清，U=尿液，X=其他
Sample No.40001-9999 常规 / E001-E999 急诊 / P001-P999 STAT / R001-R999 试剂空白 / A001-A999 校准 / Q001-Q999 质控
Sample ID4-26数字或字符
ANL Unit No.1AU5400: 1=ISE/单元1, 2=单元2, 3=单元3；AU2700: 1
Cuvette Side10=内杯，1=外杯
Sex1M=男，F=女，SP/0=未设置
Age3000-150
Test Code201-99
Method10=正常/1=稀释/2=浓缩
Test Result6或116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
T7NAK 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
ZProzone 数据错误
F结果高于动态范围
G结果低于动态范围
1-6Multi-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AU2700AU5400
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STATP 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

关系图谱

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