آشنایی با دستگاه کشت خون اتوماتیک

اصول عملکرد
آنالایزرهای کشت خون اتوماتیک وجود یا عدم وجود رشد میکروبی در نمونه‌های بیماران را تـشخیـص مـی‌دهنـد. عمـومـا تسـت کـردن بـا تلقیح (inoculation) نمونه به یک محیط شروع می‌شود تا غلظت مناسب برای آنالیز به دست آیـد. بـسـتـه بـه سـیـسـتـم و اصـول مـورداسـتفاده، بــاکـتــری‌هــا بــا شـمــارش یــا انــدازه گـیـری یـک محصول باکتریایی نهائی مانند دی اکسید کربن (۲)CO تـشـخـیــص داده مــی‌شــونــد. تلقیـح یـک جـمـعـیـت از مـیـکـروارگانیسم‌ها در یک محیط مــایــع، بــاعــث ایـجــاد یــک فــاز رشــد تـاخـیـردار می‌شود؛ در این فاز تا زمانی که ارگانیسم‌ها به یـک ارتبـاط پـایـدار بـا محیط خود نرسند تعداد آن‌ها زیاد نمی‌شود. زمانی که آنزیم‌های آن‌ها به مـواد غـذائـی جـدیـد ادپت شد، فاز log-growth شروع می‌شود که در این فاز آن‌ها با نرخ نمائی رشد می‌کنند. ارگانیزم‌ها در این فاز می‌توانند به یـک محیـط مشـابـه منتقـل شـونـد بـدون ایـن کـه مـشـخـصــه‌هـای رشـد نـمـائـی خـود را از دسـت بدهند. رشد log تا زمانی که مواد غذائی مصرف شوند یا متابولیت‌های سمی جمع شده و مانع رشد شوند، ادامه می‌یابد. در این مرحله، برخی از سلول‌ها به تولیدمثل ادامه می‌دهند و برخی از آن‌ها می‌میرند و این باعث می‌شود که رشد در ظاهر ثابت شود و تغییر قابل توجهی در تعداد میکروب‌ها دیده نشود. در نهایت نرخ مرگ از نـرخ تـولیـد مثـل بیشتـر خـواهـد شد و جمعیت نهـائی به سرعت شروع به کاهش پیدا می‌کند (شکل ۱ را ببینید.)


BMEcenter.ir

آنالیز کشت خون بر اساس پنج قانون پایه است که حاکم بر رشد میکروارگانیسم‌ها در یک محیط مایع هستند:
تا زمانی که غلظت میکروارگانیسم‌ها برای تولیدمثل کافی است، تعداد ارگانیسم‌ها در تلقیح، تاثیری روی زمان تاخیر اولیه بعد از تلقیح نمی‌گذارد. یعنی با دانستن این که می‌نیمم غلظت رشد وجود دارد (معمولا حداقل مقدار آن ۱۰۰ ارگانیسم در هر میلی لیتر از مایع است)، می‌توان مایعات بدن را بدون در نظر گرفتن تعداد ارگانیسم‌های موجود بررسی کرد. بر اساس این قانون می‌توان نمونه‌های تست را در بازه‌های زمانی ثابت آنالیز کرد تا رشد مشخص شود.
بافت کشت داده شده راکه در فاز log در حال رشد است می‌توان با یک محیط مشابه رقیق سازی نمود، بدون این که روی نرخ رشد log تاثیری داشته باشد. این موضوع انتقال نمونه‌های مشابه برای تست‌های اضافی را تسهیل می‌کند.
می‌توان ارگانیزم‌ها را بدون حذف عوامل تسریع کننده‌ی رشد یا متوقف کننده‌ی رشد آنالیز کرد.
ارگانیسم در فاز رشد تاخیردار تحت شرایط خاص به صورتی قابل پیش بینی به یک فشار وارده پاسخ می‌دهد. در یک کشت ترکیبی، هر جمعیتی از میکروارگانیسم‌ها به صورت مستقل، اما قابل پیش بینی، پاسخ می‌دهند. اگر یک جمعیت مانع از رشد جمعیت دیگری شود، از بین بردن جمعیت اول باعث افزایش رشد جمعیت دوم می‌شود.
در زمان تقسیم سلولی تمام سلول‌های دختر ابعاد فیزیکی و متابولیسم‌های مشابه دارند. این موضوع به عنوان قانون ابعاد شناخته می‌شود. در نتیجه می‌توان یک میکروب را با ابعاد آن شناسایی کرد و جمعیت‌های مختلفی از ارگانیزم‌ها را می‌توان در یک محیط کشت شناسایی کرد. این قانون تنها در سیستم‌هایی که قادر به آنالیز ارتفاع پالس هستند مفید است.

روش های تشخیص رشد میکروب در دستگاه کشت خون اتوماتیک
در آنالایزرهای کشت خون اتوماتیک، نمونه‌ها عموما در شیشه‌ها یا بطری‌هایی با محیط مطلوب تلقیح می‌شوند؛ مواد تشکیل دهنده‌ی مرسوم شامل یک broth مغذی (به عنوان مثال )trypticase soy و یک داروی ضدانعقادی برای جلوگیری از ایجاد لخته در خون -که می‌تواند باکتری را به دام انداخته و مانع از تشخیص صحیح شود- است. شیشه‌ها یا بطری‌ها در دمای ۳۵ درجه سانتیگراد انکوبه شده و سپس با استفاده از روش تشخیص انتخابی، وجود باکتری در آن‌ها تست می‌شود.
در سـیـسـتـم رادیـومتـریـک نمـونـه‌هـا در شیشـه‌هـای حـاوی محیـط و زیـرلایـه‌هـای برچسب‌‌گذاری شده، تلقیح می‌شوند. در حالی که در یک محیط هوازی یا بی هوازی مـنـاسب، شیشه‌های کشت روی همزن قرار داده می‌شوند و محفظه‌ی یونیزاسیون سـیـسـتـم هر چند ساعت یک بار برای تشخیص وجود ۲CO14، مقدار را می‌خواند. شاخص رشد ۱۰۰ متناظر با تشخیص ۰۲۵/۰‌ میکروکوری از ۲CO14 است؛ شاخص رشد ۲۰ تا ۳۰ برای میکروارگانیسم‌ها مثبت در نظر گرفته می‌شود.
سـیـستم دیگر، مشابه با سیستم رادیومتریک عمل می‌کند اما از اسپکتروفتومتری مـادون قـرمـز بـرای تـشـخـیـص تـغییرات غلظت ناشی از متابولیسم میکروبی استفاده می‌کند. در ابتدا سطح ۲CO در فضای فوقانی یک شیشه‌ی بسته از نمونه ثابت است. در طـول انـکـوبـاسـیـون، با رشد میکروارگانیسم‌ها در محیط کشت، غلظت ۲CO در اثر افـزایـش فـعـالـیـت مـتـابـولیک زیاد می‌شود. یک اسپکتروفتومتر مادون قرمز که برای تـشـخـیـص تـغـیـیـرات در سـطـح ۲CO کـالـیـبـره شده است سطح ۲CO را قبل و بعد از انکوباسیون کمی می‌کند.
برخی از سیستم‌ها از فلورسانس برای تشخیص فعالیت میکروبی استفاده می‌کنند. یک روش از زیرلایه ی fluorogenic استفاده می‌کند. زمانی که ارگانیزم، محیط تست بیوشیمیایی را از طریق متابولیزم تغییر می‌دهد، میکروارگانیسم فلئور می‌شود -یعنی طول موجی بلندتر از طول موج نوری که جذب می‌کند، ساطع می‌کند.- فلئومتر برای خواندن فلئورسانس از نمونه ای که از روی آن عبور می‌کند استفاده می‌شود. روش دیــگــر از یــک مــولـکــول فـلـئــورسـنــت اسـتـفــاده مــی‌کـنــد؛ ایــن مــولـکــول در حـضــور مـیـکـروارگـانیسم‌ها برای تولید محصول غیرفلئورسنت واکنش می‌دهد. کاهش در فلئورسانس با شمارشگر فلئورسانس تشخیص داده می‌شود. در این سیستم‌ها تمام اعمال داخلی با میکروپروسسور کنترل می‌شوند.
سیستم‌های دیگر باکتری را با استفاده از رنگ سنجی تشخیص می‌دهند- تشخیص تـغـیـیـرات رنـگ در شـاخـص‌هـای pH کـه تـوسط محصولات نهایی متابولیکی ایجاد مـی‌شود.- یک سلول فتوالکتریک تغییرات در انعکاس نور در قسمت پائینی بطری کشت را اندازه گیری می‌کند.
سیستم‌های تشخیص اتوماتیک برنامه‌های کامپیوتری برای تعیین نتایج نهائی تست دارند. برنامه‌های مختلفی بسته به سیستم مورداستفاده موجودند؛ برخی از برنامه نرخ تشخیص، مدت زمــان تـشـخـیــص، مـیــزان آلــودگــی و فـرکـانـس ایزولاسیون را تعیین می‌کنند.
شـمـارش ارگـانـیـزم‌هـا با رابطه‌ی خطی بین زمــان تـشـخـیــص و مـعـکــوس لـگــاریـتـم تـعـداد سلول‌ها در تلقیح، امکان پذیر است. این رابطه مــی‌تــوانــد بـسـتــه بــه نــوع ارگــانیـزم و تغییـرات بیوشیمیایی داخل محیط کشت تغییر کند.


BMEcenter.ir

نکاتی که باید رعایت شوند
نمونه‌های کشت خون باید بعد از این که به آزمـایـشـگـاه می‌رسند، در اسرع وقت پردازش شـونـد تـا تـغـیـیـرات در مـیـکرومحیط‌ها حداقل شوند. اپراتورها باید مراقب باشند که آلودگی در طول آماده سازی نمونه می‌نیمم شود و هر ماده ای که ممکن است با آنالیز تداخل داشته باشد، حـذف شـود و نـیـز بـایـد مـنابع ایجاد خطا برای روش‌های خاص تست، مورد توجه قرارگیرند. به عنوان مثال ذرات اضافی در سنجش کشت خـــون بـــا اســتــفـــاده از آنــالـیــز پــراکـنــدگــی نــور (light scattering) نامطلوب‌اند و منابع خارجی رادیــوایــزوتــوپ‌هــا مــی‌تــوانـنــد در آنــالـیـزهـای رادیومتریک مشکل ایجاد کنند.
مـــواد رادیـــواکـتـیــو مــورداسـتـفــاده در تـســت رادیـومتـریـک بـایـد بـا دقـت، دستکـاری شـونـد. گـرچـه اغـلـب روش‌هـا تـنـها از الکترون‌های با انـــرژی پـــایـیــن -کــه نـمــی‌تــوانـنــد بــه دیــواره‌ی پـلاسـتـیـکـی و شـیـشـه‌ای مـحـفـظـه نـفـوذ کـنـنـد- اسـتـفــاده مــی‌کننـد (تقـریبـا ۵/۱‌ میکـروکـوری از مــاده‌ی بـا بـرچـسـب C14)، ۲CO14 تـولـیـدشـده توسط ارگانیزم تست اگر تنفس شده یا بلعیده شود خطرناک است و باید از ورود آن به اتمسفر آزمایشگاه جلوگیری شود. تحت شرایط کاری طــبــیــعـــــی تــلـــــه ی ۲CO روی آنـــــالایــــزرهــــای رادیومتریک نصب می‌شود و به حد کافی این خـطــر را از بـیـن مـی‌بـرد. دفـع مـواد رادیـواکتیـو مـی‌تواند بسیار هزینه بر باشد و باید در برنامه ریزی برای خریداری در نظر گرفته شود.

انتخاب دستگاه کشت خون اتوماتیک


BMEcenter.ir


انتخاب یک ابزار تحلیلی بالینی در درجه ی اول بستگـی بـه مـدل‌هـای مـوجـود کـه نیـازمنـدی‌های تست و حجم مختلف در یک بیمارستان یا سیستم بهداشتی را برآورده می‌کنند دارد. آزمایشگاه‌های مرکزی یا مرجع نیاز به دستگاه‌های بزرگ‌تر و اتوماتیک تر و با یک منوی تست جامع و خروجی بالا دارند. خریداران باید دستگاهی را انتخاب کنند که هم نمونه‌های مربوط به بزرگسالان و هم نمونه‌های اطفال را تحلیل کند.
از آنجـا که آنالایزرهای اتوماتیک، موجب صرفه جویی در زمان، افزایش کارائی، افزایش صحت نتایج تست در مقایسه با روش‌های دستی و بهبود رضایت از شغل با کاهش تعداد کارهای دستی خسته کننده می‌شوند، آزمایشگاه‌هایی که حجم بالایی از تست‌ها را انجام می‌دهند ممکن است نیاز به استفاده از سیستم‌های اتوماتیک داشته باشند.
چندین عامل و ویژگی هستند که باید در هنگام خرید آنالایزر کشت خون اتوماتیک در نظر گرفته شوند. خریداران باید بررسی کنند که آیا دستگاه می‌تواند در آینده ارتقاهای سخت‌افزاری را بپذیرد و آیا دستگاه می‌تواند به سایر دستگاه‌ها در آزمایشگاه (مانند سیستم‌های میکروبیولوژی اتوماتیک) متصل شود. در براورد هزینه‌ها، باید هزینه ی ارتقا دادن سالانه نرم افزار نیز در نظر گرفته شود.
سیستـم‌هـایـی کـه مـی‌تـواننـد تعـداد زیـادی از نتـایـج تسـت را ذخیـره کننـد نسبـت به دستگاه‌هایی که این قابلیت را ندارند برتری دارند. برای ذخیره ی طولانی مدت نتایج و برای مرور پزشک یا ورود به یک سیستم مدیریت داده نیاز به حافظه‌های بزرگ است. ECRI توصیه می‌کند که کاربران آنالایزر کشت خون اتوماتیک با سیستم مدیریت داده را خریداری نمایند.
آنالایزرهایی که از برچسب گذاری بارکد استفاده می‌کنند این امکان را فراهم می‌کنند که بدون توجه به توالی نمونه، نتایج بیمار را به نتایج چاپ شده یا واسطه ی سیستم اطلاعات آزمایشگاهی (LIS) انطباق دهند.


ملاحظات دیگر
مقررات نهائی (۱۹۸۸ CLIA ) Clinical Laboratory Improvement Amendments of توسط وزارت بهداشت و خدمات انسانی ایالات متحده (DHHS) در فوریه ی ۱۹۹۲ منتشر شد. طبـق ایـن مقـررات CLIA تمـام آزمـایشگـاه‌هـای بـالـیـنی باید گواهی صادرشده توسط فدرال را داشته باشند. برای اخذ این گواهینامه آزمایشگاه باید تمام استانداردهای مربوطه را برآورده کند کــه ایــن اسـتــانــداردهــا بــا تـوجـه بـه پـیـچـیـدگـی تـســت‌هــای انـجــام شــده در آزمــایشگـاه تعییـن مـی‌شـونـد. اسـتـانـداردهـای تـعـیـیـن شده توسط CLIA بــه حــوزه‌هــایــی مــانـنــد مــدیــریـت تـسـت بـیـمـاران، QC، تسـت‌هـای مهـارت، صـلاحیـت پرسنل و برنامه‌های تضمین کیفیت (QA) اعمال می‌شوند. هزینه‌های صدور گواهینامه بسته به سطح پیچیدگی و حجم تست‌ها تغییر می‌کند.
یک نکته ی مهم که باید در نظر گرفته شود قابلیت اتصال دستگاه به کامپیوتر است. ارتباط موثر سیستم با LIS موجود یا دیگر سیستم‌های کامپیوتری مرکزی موجود در بیمارستان برای وارد کـــــردن داده‌هـــــای تـــســــت و حــفــــظ QC، کـالـیـبـراسـیـون، تـسـت‌های مهارت و فایل‌های بـیـمـاران طـبـق دسـتـورالـعـمـل‌های CLIA الزامی اسـت. بـا ایـن کـه CLIA اسـتـفاده از سیستم‌های گـزارش دهـی کـامـپـیـوتـری در آزمـایـشگاه‌های بیمارستان را اجبار نمی کند، اما الزام می‌کند که آزمایشگاه‌ها سیستمی برای تضمین سازگاری بـا اسـتانداردهای کارائی CLIA برای QC و QA دستگاه‌ها و روش‌های تست بیمار داشته باشند. یک واسطه ی موثر LIS، یک روش سریع و کارا برای مدیریت حجم بالای داده‌ی تستی است که آزمـایـشگاه در هر روز تولید می‌کند و نیز یک روش مناسب برای سازمان دهی و ذخیره ی داده مـوردنیاز برای تطبیق با نیازمندی‌های CLIA و دیگر سازمان‌های بازرسی است.
استفاده از LIS مستلزم این است که وسایل با مــقـــررات تــعــیــیـــن شـــده تـــوســط (۱۹۹۶ HIPAA )Health Insurance Portability and Accountability Act of تطابق داشته باشند. علاوه بر این کـه هـر کـاربـر بـایـد از شـنـاسه و پسورد خاصی استفاده کند، باید صفحات مانیتورها به نحوی تنظیم شوند که تنها پرسنل مجاز بتوانند صفحه را ببینند، از پست الکترونیکی برای انتقال داده‌های بـیـمـاران اسـتـفـاده نـشـود، ممیزی‌های تصادفی انـجـام شـونـد، در صورت اتصال به شبکه‌های خارجی از فایروال استفاده شود و از رمزگذاری و محدودیت دسترسی نیز استفاده شود. الزامات ســازگـاری بـرای هـر بخـش از HIPAA متفـاوت اســت و بـسـتــه بــه انــدازه ی ســازمـان نـیـز فـرق می‌کنند.
کـــاربـــران گـــاهـــی اوقــات در ایـجــاد ارتـبــاط سـیـسـتــم‌هــایـشــان بــا سـیـسـتــم‌هــای اطــلاعـات بـیـمـارسـتـانـی (HISs) یـا LISs مـشـکل داشته‌اند. گرچه ممکن است یک تولیدکننده ادعا کند که سیستمش می‌تواند به راحتی با HISها و/یا LISها ارتباط برقرار کند، خریداران باید در مورد تمام مـســائــل مــربــوطــه بــا ســازنــده‌ی یــک سـیـسـتـم اطـــلاعـــات خـــاص و بـــا پــرسـنــل مــربــوطــه در آزمایشگاه بالینی صحبت کنند.


مهار هزینه ها
ازآنــجــــا کــــه آنــــالایــــزرهــــای کـشـــت خـــون هزینه‌های عملکردی و نگهداری مداوم دارند هزینه ی خرید اولیه ی دستگاه، هزینه ی نهایی مــالـکـیـت آن را مـشـخـص نـمـی کـنـد. بـنـابـرایـن تصمیم‌گیری برای خرید باید بر اساس مسائلی مانند هزینه ی سیکل زندگی )LCC(، پشتیبانی خدمات محلی، نرخ‌های تخفیف و مزایای ارائه شـده تـوسـط تـامیـن کننـده کـه بـه قیمـت ارتباط ندارند و نیز استانداردسازی با تجهیزات موجود در مرکز یا بیمارستان (به عنوان مثال خرید تمام آنالایزرها از یک تامین کننده) انجام شود.
از آنـــالـیـــز LCC مـــی‌تــوان بــرای مـقــایـســه ی انتخـاب‌هـای دیگر و/یا تعیین ارزش اقتصادی مثبـت یـا منفـی یـک جـایگـزیـن استفـاده کرد. به عــنــــوان مـثـــال بـیـمـــارسـتـــان‌هـــا مـــی‌تـــوانـنـــد از تکنیک‌های آنالیز LCC برای بررسی این که آیا اجاره کردن دستگاه در مقایسه با خرید آن از نظر هزینه مقرون به صرفه است یا نه، استفاده کنند. از آنـجــا کــه در آنــالـیــز LCC، تـاثـیـر جـریـان نـقـدی هزینه‌های خرید اولیه ی دستگاه و هزینه‌های عملکرد آن در طول یک بازه ی زمانی در نظر گرفته می‌شود، روشی مفید برای مقایسه‌ی انتخاب‌های مختلف با جریان‌های نقدی متفاوت و تعیین هزینه‌های نهائی مالکیت دستگاه است. یک تکنیک LCC خاص به نام آنالیز PV یا ارزش فعلی به صورت خاص مفید است؛ زیرا تورم و ارزش زمانی پول را نیز در نظر می‌گیرد. انجام آنالیز PV/LCC اغلب نشان می‌دهد که هزینه ی مالکیت دستگاه بیش از هزینه ی خرید اولیه ی آن است و افزایش کمی در هزینه‌ی اولیه ‌ی خرید دستگاه ممکن است موجب صرفه جویی قابل تـوجهـی در هـزینـه‌هـای عملکـردی طـولانـی مـدت آن شود. PV با استفاده از جریان خروجی نقدی سالیانه، نرخ تخفیف دلار و طول عمر دستگاه بر حسب سال با استفاده از یک معادله‌ی ریاضی محاسبه می‌شود.


منبع:انجمن مهندسی پزشکی