Sysmex XE-5000 血液分析仪 ASTM 协议主机接口规范

文档版本：Revision 2.03（2007-09-26）厂商：SYSMEX CORPORATION 协议标准：ASTM E 1381-02（数据链路层）+ ASTM E 1394-97（表示层） 适用机型：XE-5000 全自动血液分析仪 文件位置：/工作相关/关于lis/52个LIS仪器通讯文档合集/XE-5000_ASTM.pdf 文件大小：376.62 KB，50 页 处理方法：pdftotext 全文提取 + 结构化梳理

一、文档概述

XE-5000 ASTM 版主机接口规范定义了血液分析仪与 LIS 主机计算机之间基于 ASTM 标准协议 的通信方式。与 XE-5000_std_R2.11（Sysmex 自定义协议版）相比，ASTM 版采用行业标准协议栈，互操作性更强。

1.1 版本演进

版本	日期	主要变更
1.00	2006-07-07	初始版本
1.10	2006-08-29	修正笔误；新增北美规格 PDW/P-LCR/LFR/MFR/HFR/PCT 研究用途说明；HFC#/HFC% → HFLC#/HFLC%
1.20	2006-09-25	新增 ASTM 1381-02 模式
2.00	2006-12-06	新增研究参数：HF-BF#/HF-BF%/TC-BF#
2.01	2007-04-12	新增 IMI#、10 项研究用白系分类参数
2.02	2007-08-27	北美规格新增 TC-BF#；修正传输示例笔误
2.03	2007-09-26	新增 IG#_Research / IG%_Research

1.2 协议分层架构

┌─────────────────────────────────────┐
│  应用层：业务逻辑（结果/订单/质控）    │
├─────────────────────────────────────┤
│  表示层：ASTM E 1394-97               │
│  消息/记录/字段/分隔符/记录类型       │
├─────────────────────────────────────┤
│  数据链路层：ASTM E 1381-02           │
│  ENQ/ACK/NAK/EOT + 帧结构 + 校验和    │
├─────────────────────────────────────┤
│  物理层：RS-232C 或 TCP/IP            │
│  RS-232C（串口）/ IEEE 802.3（网络）  │
└─────────────────────────────────────┘

二、物理层

2.1 RS-232C 串口

连接器：标准串口
信号电平：RS-232C 标准
连接电缆：按标准规格
接口参数：可配置（速率/数据位/停止位/校验）
标准遵从：ASTM E 1381-02

2.2 TCP/IP 网络（附录 A）

网络接口：IEEE 802.3 / 10Base-T / RJ45 / UTP Cat 5
IPU 默认 IP：192.168.28.142（可联系 Sysmex 修改）
主机 IP：通过 IPU 设置界面配置
默认 TCP 端口：5000（可在 IPU 设置中修改）
IPU 角色：TCP 客户端（主动连接主机服务器）
传输模式：
- 实时传输（每例分析完成即传）
- 批量传输（从存储数据统一发送）

TCP/IP 下两种 ASTM 模式

模式	说明
ASTM E 1381-95 模式	直接传输表示层记录，不使用 ENQ/ACK/EOT 控制码，每条记录以结束
ASTM E 1381-02 模式	在 TCP 连接之上完整实现数据链路层协议（含 ENQ/ACK/帧结构/校验和）

三、数据链路层（ASTM E 1381-02）

3.1 通信状态与三阶段

Neutral Status ──建立──▶ Linked Status ──终止──▶ Neutral Status
        (Establishment)    (Transfer)    (Termination)

建立阶段：建立通信线路，确定数据传输方向，识别发送方和接收方
传输阶段：发送方持续发送消息，直到全部传输完成
终止阶段：释放通信线路，双方回到中性状态

3.2 建立阶段

发送方（IPU） 发送 [ENQ]
接收方（主机） 回应：
- [ACK] — 通信可用
- [NAK] — 通信不可用（发送方至少等待 10 秒后重发 ENQ）
同时发送 ENQ 冲突：主机必须让权给 IPU
- IPU：1 秒后重发 ENQ
- 主机：等待 20 秒后才能再发 ENQ

3.3 传输阶段

帧结构

[STX] [F#] [Text] [ETX/ETB] [CHK1] [CHK2] [CR] [LF]

符号	含义
`[STX]`	帧起始
`[F#]`	帧号：1→2→3→4→5→6→7→0 循环；重传时使用相同帧号
`[Text]`	ASTM E 1394-97 记录数据（不可用 0x00-0x06/0x08/0x0A/0x0E-0x1F/0x7F/0xFF）
`[ETB]`	中间帧结束（长记录分片时使用）
`[ETX]`	最终帧结束
`[CHK1][CHK2]`	校验和：STX 后到 ETB/ETX 前（含）二进制求和，低 8 位十六进制，2 个 ASCII 字符
`[CR][LF]`	帧结束

帧大小

RS-232C 连接：每条记录最大 240 字符（兼容 ASTM E 1381-95）
TCP/IP 连接：每条记录最大 63993 字符（完全兼容 ASTM E 1381-02）
单帧只能包含一条记录
长记录自动分片为多帧，中间帧用 ETB，最后一帧用 ETX

确认与重传

接收成功且准备好下一帧 → 回应 [ACK]，发送方帧号 +1
接收失败但可重收 → 回应 [NAK]，发送方用同帧号重传
连续 6 次发送失败 → 进入终止阶段，结束消息传输
IPU 将主机的 [EOT] 响应视为 [ACK]（不支持 EOT 暂停功能）

3.4 终止阶段

发送方发送 [EOT] 通知传输完成，双方回到 Neutral 状态。

3.5 超时

阶段	超时设置	触发条件	处理
建立阶段	15 秒	发送 ENQ 后未收到 ACK/NAK/ENQ	进入终止阶段
传输阶段（发送方）	15 秒	发完一帧后未收到响应	进入终止阶段
传输阶段（接收方）	30 秒	进入传输或回应 ACK/NAK 后未收到下一帧或 EOT	丢弃不完整消息，进入终止阶段

四、表示层（ASTM E 1394-97）

4.1 消息、记录与字段

消息：以 H 记录开头、L 记录结尾的记录数组。

记录：以 ASCII 字母标识符开头、以 [CR] 结尾。

记录类型	标识符	层级	内容
Header Record	H	0	发送方/接收方信息
Patient Information Record	P	1	患者信息
Inquiry Record	Q	1	检验申请查询信息
Test Order Record	O	2	检验申请信息
Test Result Record	R	3	分析结果信息
Comment Record	C	1-4	标本/患者评论
Manufacturer Information Record	M	1-4	未使用
Scientific Information Record	S	N/A	未使用
Message Terminator Record	L	0	消息结束

层级规则：数字越小层级越高；高层记录信息对所有低层记录通用；低层记录必须跟在高层之后；评论记录可插入任意层级（视为比前一记录低一层），但不可连续插入两条评论。

4.2 字段分隔符

类型	字符	ASCII	用途
字段分隔符	`\|`	0x7C	记录内字段分隔
重复分隔符	`\`	0x5C	字段内多个描述符分隔
组件分隔符	`^`	0x5E	字段内分层/限定元素分隔
转义分隔符	`&`	0x26	文本字段内特殊操作标识

4.3 三大通信协议

协议一：分析申请查询（IPU → 主机）

IPU 向主机查询样本的分析申请信息，可通过样本 ID 或架号+管位查询。

IPU                    Host
ENQ ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
H   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
Q   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
L   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
EOT ─────────────────▶

协议二：分析信息应答（主机 → IPU）

主机响应 IPU 的查询，返回患者信息 + 检验申请 + 评论。

IPU                    Host
    ◀──────────────── ENQ
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── H
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── P
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── C  (患者评论，可选)
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── O  (检验申请)
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── C  (标本评论，可选)
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── L
ACK ─────────────────▶
    ◀──────────────── EOT

协议三：分析结果与质控数据（IPU → 主机）

IPU 向主机上传分析结果、质控数据（实时 QC 或手动批量 QC）。

质控数据时患者记录为空（空 P 记录）。

IPU                    Host
ENQ ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
H   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
P   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
C   ─────────────────▶  (患者评论，可选)
    ◀──────────────── ACK
O   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
C   ─────────────────▶  (标本评论，可选)
    ◀──────────────── ACK
R   ─────────────────▶  } 重复：每个参数一条 R 记录
    ◀──────────────── ACK  }
... (多个R记录)
L   ─────────────────▶
    ◀──────────────── ACK
EOT ─────────────────▶

五、记录字段详解

5.1 Header Record（H）

示例：

H|\^&|||XE-5000^00-01^11001^^^^12345678||||||||E1394-97[CR]

关键字段：

7.1.2 分隔符定义：固定 |\^&
7.1.5 发送方 ID：分析仪名^软件版本^序列号^^^^PS码
- 分析仪名固定为 XE-5000
7.1.13 ASTM 版本号：固定 E1394-97

5.2 Patient Information Record（P）

示例：

P|1|||123456|^Johnson^Thomas||20010820|M|||||^Dr. M||||||||||||^^^West[CR]

关键字段：

ASTM 字段	名称	最大长度	说明
8.1.1	记录类型	1	固定 P
8.1.2	序列号	4	记录在消息中的序号（高层记录出现时重置为 1）
8.1.5	患者 ID	16	字母数字 + 连字符
8.1.6	患者姓名	^20 + ^20	^名^姓
8.1.8	出生日期	8	YYYYMMDD
8.1.9	性别	1	M / F / U
8.1.14	主治医师 ID	^20	医师姓名
8.1.26	位置	^^^20	^^^病区

质控数据输出时：除记录类型和序列号外，所有字段均不使用。

5.3 Inquiry Record（Q）— 查询记录

仅 IPU → 主机方向使用，主机不发送。

示例：

Q|1|1^1^ 1234567890^B||||20010905150959[CR]

关键字段：

ASTM 字段	名称	说明
12.1.3	起始范围 ID	`架号^管位^样本号^样本号属性`（手动模式用样本号，批量查询用架号+管位）
12.1.7	请求结果起始时间	YYYYMMDDHHMMSS

样本号属性：

M — 手动键盘输入
A — 分析仪自动分配（ID 读取错误时以 ERR 开头）
B — 条码阅读器读取

5.4 Test Order Record（O）— 检验申请记录

示例：

O|1||^^123-4567-890123^B|^^^^WBC\^^^^RBC\^^^^NRBC#|||||||N||||||||||||||F[CR]

关键字段：

ASTM 字段	名称	说明
9.4.3	标本 ID（主机→IPU）	架号^管位^样本号^属性
9.4.4	仪器标本 ID（IPU→主机）	架号^管位^样本号^属性
9.4.5	通用检验 ID	^^^^参数名^^^^参数名…（重复分隔符分隔多参数）
9.4.12	动作码	N=正常样本 / Q=质控品
9.4.26	报告类型	IPU→主机固定 F（最终结果）；主机→IPU Y=无申请 / Q=查询应答

“QC” 开头的样本号 预留给质控样本使用。

5.5 Test Result Record（R）— 检验结果记录

仅 IPU → 主机方向使用。

示例：

R|1|^^^^WBC^1|7.80|10*3/μL||N||||||20011116101000[CR]

关键字段：

ASTM 字段	名称	说明
10.1.3	通用检验 ID	`^^^^参数名^稀释比^^^扩展结果`
10.1.4	测量值	分析数据值；`-----` 表示分析错误；`+++++` 表示溢出
10.1.5	单位	参数单位
10.1.7	结果异常标志	L=低于参考范围 / H=高于 / >=超线性 / N=正常 / A=错误 / W=低可靠性
10.1.13	测试完成时间	YYYYMMDDHHMMSS

稀释比：

1 — 手动模式 / 采样模式 / 闭盖模式
5 — 末梢血模式

扩展结果标志 W：

WBC、LYMPH#、LYMPH% 经 NRBC 校正时
NEUT#、NEUT% 经 IG 或 NRBC 校正时
WBC 使用 WBC-D 报告时
PLT 使用 PLT-O 报告时

六、分析参数清单

6.1 常规分析参数（约 40 项）

白系（CBC+DIFF）：WBC、RBC、HGB、HCT、MCV、MCH、MCHC、PLT、NEUT%、LYMPH%、MONO%、EO%、BASO%、NEUT#、LYMPH#、MONO#、EO#、BASO#、IG%、IG#、NRBC%、NRBC#

红系：RDW-SD、RDW-CV

血小板：PDW、MPV、P-LCR、PCT

网织红：RET%、RET#、IRF、LFR、MFR、HFR、HPC#、RET-HE、IPF

体液：WBC-BF、RBC-BF、MN#、MN%、PMN#、PMN%、TC-BF#

北美规格中 PDW/P-LCR/LFR/MFR/HFR/PCT 为研究用途，不用于临床诊断。

6.2 研究参数（约 46 项，Table 23）

包括：WBC-B/D、NEUT#&/NEUT%&、LYMPH#&/LYMPH%&、HFLC#/%、AREA#/%、NRBC+W、NEUT-X、RBC-O、PLT-O/I、HF-BF#/%、FRC#/%、RBC-HE、D-HE、RET-Y、RBC-Y、IRF-Y、RPI、LSCRBC、HSCRBC、MICROR、MACROR、H-IPF、IPF#、PLT-X、IMI#、12 项 _RESEARCH 白系参数、IG%_RESEARCH、IG#_Research 等。

6.3 IP 消息

异常 IP 消息（Abnormal，27 项，Table 18）

异常标志=A 时输出（无数值），包括：

白系：WBC_Abn_Scattergram、NRBC_Abn_Scattergram、Neutropenia、Neutrophilia、Lymphopenia、Lymphocytosis、Leukocytopenia、Leukocytosis、Monocytosis、Eosinophilia、Basophilia、NRBC_Present、IG_Present
红系：RBC_Abn_Distribution、Dimorphic_Population、Anisocytosis、Microcytosis、Macrocytosis、Hypochromia、Anemia、Erythrocytosis、RET_Abn_Scattergram、Reticulocytosis
血小板：PLT_Abn_Scattergram、PLT_Abn_Distribution、Thrombocytopenia、Thrombocytosis

可疑 IP 消息（Suspect，14 项，Table 19）

含 Q-Flag 等级值（0-300），包括： Blasts?、Immature_Gran?、Left_Shift?、NRBC?、Atypical_Lympho?、RBC_Lyse_Resistance?、Abn_Lympho/L-Blasts?、RBC_Agglutination?、Turbidity/HGB_Interference?、Iron_Deficiency?、HGB_Defect?、Fragments?、PLT_Clumps?、PLT_Clumps(S)?

⚠️ IP 消息和 Q-Flag 仅用于临床实验室，不用于患者诊断，仅提示可能存在异常需人工复核。

6.4 动作消息 / 阳性错误信息 / 散点图信息

Table 20 Action Message List — 动作消息列表
Table 21 Positive and Error Information List — 阳性与错误信息列表
Table 22 Scattergram Information List — 散点图信息列表

（这些也是 R 记录的一部分，作为特殊参数输出）

七、评论记录（C）与消息结束（L）

7.1 Comment Record

C|1||patient comments^specimen comments[CR]

患者评论 + 标本评论，用 ^ 分隔
可插入任意层级，但不可连续两条
可选

7.2 Message Terminator Record

L|1|N[CR]

标记消息结束
终止码 N=正常

八、通信示例（TCP/IP ASTM E 1381-95 模式）

8.1 实时查询（IPU → 主机）

IPU → HC:
  H|\^&|||XE-5000^00-01^11001^^^^12345678||||||||E1394-97<CR>
  Q|1|2^1^ 1234567890^B||||20011001153000<CR>
  L|1|N<CR>

HC → IPU:
  H|\^&|||||||||||E1394-97<CR>
  P|1|||100|^Johnson^Thomas||20010820|M|||||^Dr.1||||||||||||^^^WEST<CR>
  C|1||patient_comments<CR>
  O|1|2^1^ 1234567890^B||^^^^WBC\^^^^RBC\^^^^HGB\...(30+参数)...||20010807101000|||||N||||||||||||||Q<CR>
  C|1||specimen_comments<CR>
  L|1|N<CR>

ASTM E 1381-95 模式下直接传输表示层记录，没有 ENQ/ACK/EOT 链路控制。

九、与 Standard 版（自定义协议）的对比

维度	ASTM 版（本文档）	Standard 版（XE-5000_std_R2.11）
协议标准	ASTM E 1381-02 + E 1394-97	Sysmex 自定义格式
数据链路层	ENQ/ACK/NAK/EOT + 帧 + 校验和	简化的自定义握手
记录格式	H/P/Q/O/R/C/L 标准记录类型	自定义数据段
字段分隔符		^ \ & 四分隔符体系
TCP/IP 模式	95 模式（直传记录）/ 02 模式（完整链路层）	自定义 TCP 协议
参数数量	约 40 常规 + 46 研究 + 27 异常 IP + 14 可疑 IP	与 ASTM 版基本相同的参数集
互操作性	高（符合行业标准，任何 LIS 支持 ASTM 即可对接）	低（需按 Sysmex 自定义格式开发）
适用场景	标准化医院 LIS 对接	与 Sysmex 自有系统对接

十、关键要点总结

三层架构清晰：物理层（RS-232C/TCP-IP）→ 数据链路层（ASTM 1381-02）→ 表示层（ASTM 1394-97），符合 ISO/OSI 思想
双向通信：IPU 可主动查询申请（Q 记录），主机可应答申请（O 记录），IPU 可上传结果（R 记录）
参数丰富：覆盖常规 CBC+DIFF+网织红+体液+研究参数+IP 消息+Q-Flag，完整反映 XE-5000 高端血球仪的分析能力
质控支持：QC-xxxxxx 样本号保留，实时 QC 和手动批量 QC 均支持
双协议模式：TCP/IP 下支持 ASTM 1381-95（简单直传）和 1381-02（完整链路层+错误恢复）两种模式
扩展标记 W：通过扩展结果标志指示参数是否经过校正（NRBC 校正、IG 校正、PLT-O 替代等）
研究参数标注：北美规格下部分参数明确标注为研究用途，体现法规合规要求

关联笔记

Sysmex XE-5000 血液分析仪数据通信规范 — Standard 版（Sysmex 自定义协议）
雅培 ARCHITECT 系统 RS-232 标准接口手册 — 另一款免疫分析仪 ASTM LIS 接口
迈瑞 BS-400/BS-420 全自动生化分析仪 HL7 接口使用说明书 — 生化分析仪 HL7 协议
CS 系列生化分析仪 HL7 LIS 网络接口使用说明书 — 生化分析仪 HL7 协议
西门子 ADVIA 1800 生化分析仪 LIS 主机通信手册 — 生化分析仪类 ASTM 协议
BS-400 全自动生化分析仪 LIS 通讯接口手册（ASTM） — 生化分析仪 ASTM 协议

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Sysmex XE-5000 血液分析仪 ASTM 协议主机接口规范

一、文档概述

1.1 版本演进

1.2 协议分层架构

二、物理层

2.1 RS-232C 串口

2.2 TCP/IP 网络（附录 A）

TCP/IP 下两种 ASTM 模式

三、数据链路层（ASTM E 1381-02）

3.1 通信状态与三阶段

3.2 建立阶段

3.3 传输阶段

帧结构

帧大小

确认与重传

3.4 终止阶段

3.5 超时

四、表示层（ASTM E 1394-97）

4.1 消息、记录与字段

4.2 字段分隔符

4.3 三大通信协议

协议一：分析申请查询（IPU → 主机）

协议二：分析信息应答（主机 → IPU）

协议三：分析结果与质控数据（IPU → 主机）

五、记录字段详解

5.1 Header Record（H）

5.2 Patient Information Record（P）

5.3 Inquiry Record（Q）— 查询记录

5.4 Test Order Record（O）— 检验申请记录

5.5 Test Result Record（R）— 检验结果记录

六、分析参数清单

6.1 常规分析参数（约 40 项）

6.2 研究参数（约 46 项，Table 23）

6.3 IP 消息

异常 IP 消息（Abnormal，27 项，Table 18）

可疑 IP 消息（Suspect，14 项，Table 19）

6.4 动作消息 / 阳性错误信息 / 散点图信息

七、评论记录（C）与消息结束（L）

7.1 Comment Record

7.2 Message Terminator Record

八、通信示例（TCP/IP ASTM E 1381-95 模式）

8.1 实时查询（IPU → 主机）

九、与 Standard 版（自定义协议）的对比

十、关键要点总结

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