تجهیزات177- دستگاه كشت خون اتوماتيك
آنالايزرهاي كشت خون اتوماتيك مي‌توانند پاتوژن‌هاي حمل شونده در خون را در نمونه‌هاي باليني به سرعت تشخيص دهند. پزشكان براساس نتايج به دست آمده از دستگاه كشت خون بيماران خود را با استفاده از آنتي بيوتيك مناسب درمان مي‌كنند. سيستم‌هاي اتوماتيك در مقايسه با روش‌هاي دستي، مي‌توانند قابليت اطمينان را بهبود داده و زمان مورد نياز براي به دست آوردن نتايج را كاهش دهند.
اصول عملكرد
آنالايزرهاي كشت خون اتوماتيك وجود يا عدم وجود رشد ميكروبي در نمونه‌هاي بيماران را تـشخيـص مـي‌دهنـد. عمـومـا تسـت كـردن بـا تلقيح (inoculation) نمونه به يك محيط شروع مي‌شود تا غلظت مناسب براي آناليز به دست آيـد. بـسـتـه بـه سـيـسـتـم و اصـول مـورداسـتفاده، بــاكـتــري‌هــا بــا شـمــارش يــا انــدازه گـيـري يـك محصول باكتريايي نهائي مانند دي اكسيد كربن (2)CO تـشـخـيــص داده مــي‌شــونــد. تلقيـح يـك جـمـعـيـت از مـيـكـروارگانيسم‌ها در يك محيط مــايــع، بــاعــث ايـجــاد يــك فــاز رشــد تـاخـيـردار مي‌شود؛ در اين فاز تا زماني كه ارگانيسم‌ها به يـك ارتبـاط پـايـدار بـا محيط خود نرسند تعداد آن‌ها زياد نمي‌شود. زماني كه آنزيم‌هاي آن‌ها به مـواد غـذائـي جـديـد ادپت شد، فاز log-growth شروع مي‌شود كه در اين فاز آن‌ها با نرخ نمائي رشد مي‌كنند. ارگانيزم‌ها در اين فاز مي‌توانند به يـك محيـط مشـابـه منتقـل شـونـد بـدون ايـن كـه مـشـخـصــه‌هـاي رشـد نـمـائـي خـود را از دسـت بدهند. رشد log تا زماني كه مواد غذائي مصرف شوند يا متابوليت‌هاي سمي جمع شده و مانع رشد شوند، ادامه مي‌يابد. در اين مرحله، برخي از سلول‌ها به توليدمثل ادامه مي‌دهند و برخي از آن‌ها مي‌ميرند و اين باعث مي‌شود كه رشد در ظاهر ثابت شود و تغيير قابل توجهي در تعداد ميكروب‌ها ديده نشود. در نهايت نرخ مرگ از نـرخ تـوليـد مثـل بيشتـر خـواهـد شد و جمعيت نهـائي به سرعت شروع به كاهش پيدا مي‌كند (شكل 1 را ببينيد.)
آناليز كشت خون بر اساس پنج قانون پايه است كه حاكم بر رشد ميكروارگانيسم‌ها در يك محيط مايع هستند:
تا زماني كه غلظت ميكروارگانيسم‌ها براي توليدمثل كافي است، تعداد ارگانيسم‌ها در تلقيح، تاثيري روي زمان تاخير اوليه بعد از تلقيح نمي‌گذارد. يعني با دانستن اين كه مي‌نيمم غلظت رشد وجود دارد (معمولا حداقل مقدار آن 100 ارگانيسم در هر ميلي ليتر از مايع است)، مي‌توان مايعات بدن را بدون در نظر گرفتن تعداد ارگانيسم‌هاي موجود بررسي كرد. بر اساس اين قانون مي‌توان نمونه‌هاي تست را در بازه‌هاي زماني ثابت آناليز كرد تا رشد مشخص شود.
بافت كشت داده شده راكه در فاز log در حال رشد است مي‌توان با يك محيط مشابه رقيق سازي نمود، بدون اين كه روي نرخ رشد log تاثيري داشته باشد. اين موضوع انتقال نمونه‌هاي مشابه براي تست‌هاي اضافي را تسهيل مي‌كند.
مي‌توان ارگانيزم‌ها را بدون حذف عوامل تسريع كننده‌ي رشد يا متوقف كننده‌ي رشد آناليز كرد.
ارگانيسم در فاز رشد تاخيردار تحت شرايط خاص به صورتي قابل پيش بيني به يك فشار وارده پاسخ مي‌دهد. در يك كشت تركيبي، هر جمعيتي از ميكروارگانيسم‌ها به صورت مستقل، اما قابل پيش بيني، پاسخ مي‌دهند. اگر يك جمعيت مانع از رشد جمعيت ديگري شود، از بين بردن جمعيت اول باعث افزايش رشد جمعيت دوم مي‌شود.
در زمان تقسيم سلولي تمام سلول‌هاي دختر ابعاد فيزيكي و متابوليسم‌هاي مشابه دارند. اين موضوع به عنوان قانون ابعاد شناخته مي‌شود. در نتيجه مي‌توان يك ميكروب را با ابعاد آن شناسايي كرد و جمعيت‌هاي مختلفي از ارگانيزم‌ها را مي‌توان در يك محيط كشت شناسايي كرد. اين قانون تنها در سيستم‌هايي كه قادر به آناليز ارتفاع پالس هستند مفيد است.
روش هاي تشخيص رشد ميكروب در دستگاه كشت خون اتوماتيك
در آنالايزرهاي كشت خون اتوماتيك، نمونه‌ها عموما در شيشه‌ها يا بطري‌هايي با محيط مطلوب تلقيح مي‌شوند؛ مواد تشكيل دهنده‌ي مرسوم شامل يك broth مغذي (به عنوان مثال )trypticase soy و يك داروي ضدانعقادي براي جلوگيري از ايجاد لخته در خون -كه مي‌تواند باكتري را به دام انداخته و مانع از تشخيص صحيح شود- است. شيشه‌ها يا بطري‌ها در دماي 35 درجه سانتيگراد انكوبه شده و سپس با استفاده از روش تشخيص انتخابي، وجود باكتري در آن‌ها تست مي‌شود.
در سـيـسـتـم راديـومتـريـك نمـونـه‌هـا در شيشـه‌هـاي حـاوي محيـط و زيـرلايـه‌هـاي برچسب‌‌گذاري شده، تلقيح مي‌شوند. در حالي كه در يك محيط هوازي يا بي هوازي مـنـاسب، شيشه‌هاي كشت روي همزن قرار داده مي‌شوند و محفظه‌ي يونيزاسيون سـيـسـتـم هر چند ساعت يك بار براي تشخيص وجود 2CO14، مقدار را مي‌خواند. شاخص رشد 100 متناظر با تشخيص 025/0 ميكروكوري از 2CO14 است؛ شاخص رشد 20 تا 30 براي ميكروارگانيسم‌ها مثبت در نظر گرفته مي‌شود.
سـيـستم ديگر، مشابه با سيستم راديومتريك عمل مي‌كند اما از اسپكتروفتومتري مـادون قـرمـز بـراي تـشـخـيـص تـغييرات غلظت ناشي از متابوليسم ميكروبي استفاده مي‌كند. در ابتدا سطح 2CO در فضاي فوقاني يك شيشه‌ي بسته از نمونه ثابت است. در طـول انـكـوبـاسـيـون، با رشد ميكروارگانيسم‌ها در محيط كشت، غلظت 2CO در اثر افـزايـش فـعـالـيـت مـتـابـوليك زياد مي‌شود. يك اسپكتروفتومتر مادون قرمز كه براي تـشـخـيـص تـغـيـيـرات در سـطـح 2CO كـالـيـبـره شده است سطح 2CO را قبل و بعد از انكوباسيون كمي مي‌كند.
برخي از سيستم‌ها از فلورسانس براي تشخيص فعاليت ميكروبي استفاده مي‌كنند. يك روش از زيرلايه ي fluorogenic استفاده مي‌كند. زماني كه ارگانيزم، محيط تست بيوشيميايي را از طريق متابوليزم تغيير مي‌دهد، ميكروارگانيسم فلئور مي‌شود -يعني طول موجي بلندتر از طول موج نوري كه جذب مي‌كند، ساطع مي‌كند.- فلئومتر براي خواندن فلئورسانس از نمونه اي كه از روي آن عبور مي‌كند استفاده مي‌شود. روش ديــگــر از يــك مــولـكــول فـلـئــورسـنــت اسـتـفــاده مـ
ـيكـنــد؛ ايــن مــولـكــول در حـضــور مـيـكـروارگـانيسم‌ها براي توليد محصول غيرفلئورسنت واكنش مي‌دهد. كاهش در فلئورسانس با شمارشگر فلئورسانس تشخيص داده مي‌شود. در اين سيستم‌ها تمام اعمال داخلي با ميكروپروسسور كنترل مي‌شوند.
سيستم‌هاي ديگر باكتري را با استفاده از رنگ سنجي تشخيص مي‌دهند- تشخيص تـغـيـيـرات رنـگ در شـاخـص‌هـاي pH كـه تـوسط محصولات نهايي متابوليكي ايجاد مـي‌شود.- يك سلول فتوالكتريك تغييرات در انعكاس نور در قسمت پائيني بطري كشت را اندازه گيري مي‌كند.
سيستم‌هاي تشخيص اتوماتيك برنامه‌هاي كامپيوتري براي تعيين نتايج نهائي تست دارند. برنامه‌هاي مختلفي بسته به سيستم مورداستفاده موجودند؛ برخي از برنامه نرخ تشخيص، مدت زمــان تـشـخـيــص، مـيــزان آلــودگــي و فـركـانـس ايزولاسيون را تعيين مي‌كنند.
شـمـارش ارگـانـيـزم‌هـا با رابطه‌ي خطي بين زمــان تـشـخـيــص و مـعـكــوس لـگــاريـتـم تـعـداد سلول‌ها در تلقيح، امكان پذير است. اين رابطه مــي‌تــوانــد بـسـتــه بــه نــوع ارگــانيـزم و تغييـرات بيوشيميايي داخل محيط كشت تغيير كند.
نكاتي كه بايد رعايت شوند
نمونه‌هاي كشت خون بايد بعد از اين كه به آزمـايـشـگـاه مي‌رسند، در اسرع وقت پردازش شـونـد تـا تـغـيـيـرات در مـيـكرومحيط‌ها حداقل شوند. اپراتورها بايد مراقب باشند كه آلودگي در طول آماده سازي نمونه مي‌نيمم شود و هر ماده اي كه ممكن است با آناليز تداخل داشته باشد، حـذف شـود و نـيـز بـايـد مـنابع ايجاد خطا براي روش‌هاي خاص تست، مورد توجه قرارگيرند. به عنوان مثال ذرات اضافي در سنجش كشت خـــون بـــا اســتــفـــاده از آنــالـيــز پــراكـنــدگــي نــور (light scattering) نامطلوب‌اند و منابع خارجي راديــوايــزوتــوپ‌هــا مــي‌تــوانـنــد در آنــالـيـزهـاي راديومتريك مشكل ايجاد كنند.
مـــواد راديـــواكـتـيــو مــورداسـتـفــاده در تـســت راديـومتـريـك بـايـد بـا دقـت، دستكـاري شـونـد. گـرچـه اغـلـب روش‌هـا تـنـها از الكترون‌هاي با انـــرژي پـــايـيــن -كــه نـمــي‌تــوانـنــد بــه ديــواره‌ي پـلاسـتـيـكـي و شـيـشـه‌اي مـحـفـظـه نـفـوذ كـنـنـد- اسـتـفــاده مــي‌كننـد (تقـريبـا 5/1 ميكـروكـوري از مــاده‌ي بـا بـرچـسـب C14)، 2CO14 تـولـيـدشـده توسط ارگانيزم تست اگر تنفس شده يا بلعيده شود خطرناك است و بايد از ورود آن به اتمسفر آزمايشگاه جلوگيري شود. تحت شرايط كاري طــبــيــعـــــي تــلـــــه ي 2CO روي آنـــــالايــــزرهــــاي راديومتريك نصب مي‌شود و به حد كافي اين خـطــر را از بـيـن مـي‌بـرد. دفـع مـواد راديـواكتيـو مـي‌تواند بسيار هزينه بر باشد و بايد در برنامه ريزي براي خريداري در نظر گرفته شود.
انتخاب دستگاه كشت خون اتوماتيك
انتخاب يك ابزار تحليلي باليني در درجه ي اول بستگـي بـه مـدل‌هـاي مـوجـود كـه نيـازمنـدي‌هاي تست و حجم مختلف در يك بيمارستان يا سيستم بهداشتي را برآورده مي‌كنند دارد. آزمايشگاه‌هاي مركزي يا مرجع نياز به دستگاه‌هاي بزرگ‌تر و اتوماتيك تر و با يك منوي تست جامع و خروجي بالا دارند. خريداران بايد دستگاهي را انتخاب كنند كه هم نمونه‌هاي مربوط به بزرگسالان و هم نمونه‌هاي اطفال را تحليل كند.
از آنجـا كه آنالايزرهاي اتوماتيك، موجب صرفه جويي در زمان، افزايش كارائي، افزايش صحت نتايج تست در مقايسه با روش‌هاي دستي و بهبود رضايت از شغل با كاهش تعداد كارهاي دستي خسته كننده مي‌شوند، آزمايشگاه‌هايي كه حجم بالايي از تست‌ها را انجام مي‌دهند ممكن است نياز به استفاده از سيستم‌هاي اتوماتيك داشته باشند.
چندين عامل و ويژگي هستند كه بايد در هنگام خريد آنالايزر كشت خون اتوماتيك در نظر گرفته شوند. خريداران بايد بررسي كنند كه آيا دستگاه مي‌تواند در آينده ارتقاهاي سخت‌افزاري را بپذيرد و آيا دستگاه مي‌تواند به ساير دستگاه‌ها در آزمايشگاه (مانند سيستم‌هاي ميكروبيولوژي اتوماتيك) متصل شود. در براورد هزينه‌ها، بايد هزينه ي ارتقا دادن سالانه نرم افزار نيز در نظر گرفته شود.
سيستـم‌هـايـي كـه مـي‌تـواننـد تعـداد زيـادي از نتـايـج تسـت را ذخيـره كننـد نسبـت به دستگاه‌هايي كه اين قابليت را ندارند برتري دارند. براي ذخيره ي طولاني مدت نتايج و براي مرور پزشك يا ورود به يك سيستم مديريت داده نياز به حافظه‌هاي بزرگ است. ECRI توصيه مي‌كند كه كاربران آنالايزر كشت خون اتوماتيك با سيستم مديريت داده را خريداري نمايند.
آنالايزرهايي كه از برچسب گذاري باركد استفاده مي‌كنند اين امكان را فراهم مي‌كنند كه بدون توجه به توالي نمونه، نتايج بيمار را به نتايج چاپ شده يا واسطه ي سيستم اطلاعات آزمايشگاهي (LIS) انطباق دهند. 
ملاحظات ديگر
مقررات نهائي (1988 CLIA ) Clinical Laboratory Improvement Amendments of توسط وزارت بهداشت و خدمات انساني ايالات متحده (DHHS) در فوريه ي 1992 منتشر شد. طبـق ايـن مقـررات CLIA تمـام آزمـايشگـاه‌هـاي بـالـيـني بايد گواهي صادرشده توسط فدرال را داشته باشند. براي اخذ اين گواهينامه آزمايشگاه بايد تمام استانداردهاي مربوطه را برآورده كند كــه ايــن اسـتــانــداردهــا بــا تـوجـه بـه پـيـچـيـدگـي تـســت‌هــاي انـجــام شــده در آزمــايشگـاه تعييـن مـي‌شـونـد. اسـتـانـداردهـاي تـعـيـيـن شده توسط CLIA بــه حــوزه‌هــايــي مــانـنــد مــديــريـت تـسـت بـيـمـاران، QC، تسـت‌هـاي مهـارت، صـلاحيـت پرسنل و برنامه‌هاي تضمين كيفيت (QA) اعمال مي‌شوند. هزينه‌هاي صدور گواهينامه بسته به سطح پيچيدگي و حجم تست‌ها تغيير مي‌كند.
يك نكته ي مهم كه بايد در نظر گرفته شود قابليت اتصال دستگاه به كامپيوتر است. ارتباط موثر سيستم با LIS موجود يا ديگر سيستم‌هاي كامپيوتري مركزي موجود در بيمارستان براي وارد كـــــردن داده‌هـــــاي تـــســــت و حــفــــظ QC، كـالـيـبـراسـيـون، تـسـت‌هاي مهارت و فايل‌هاي بـيـمـاران طـبـق دسـتـورالـعـمـل‌هاي CLIA الزامي اسـت. بـا ايـن كـه CLIA اسـتـفاده از سيستم‌هاي گـزارش دهـي كـامـپـيـوتـري در آزمـايـشگاه‌هاي بيمارستان را اجبار نمي كند، اما الزام مي‌كند كه آزمايشگاه‌ها سيستمي براي تضمين سازگاري بـا اسـتانداردهاي كارائي CLIA براي QC و QA دستگاه‌ها و روش‌هاي تست بيمار داشته باشند. يك واسطه ي موثر LIS، يك روش سريع و كارا براي مديريت حجم بالاي داده‌ي تستي است كه آزمـايـشگاه در هر روز توليد مي‌كند و نيز يك روش مناسب براي سازمان دهي و ذخيره ي داده مـوردنياز براي تطبيق با نيازمندي‌هاي CLIA و ديگر سازمان‌هاي بازرسي است.
استفاده از LIS مستلزم اين است كه وسايل با مــقـــررات تــعــيــيـــن شـــده تـــوســط (1996 HIPAA )Health Insurance Portability and Accountability Act of تطابق داشته باشند. علاوه بر اين كـه هـر كـاربـر بـايـد از شـنـاسه و پسورد خاصي استفاده كند، بايد صفحات مانيتورها به نحوي تنظيم شوند كه تنها پرسنل مجاز بتوانند صفحه را ببينند، از پست الكترونيكي براي انتقال داده‌هاي بـيـمـاران اسـتـفـاده نـشـود، مميزي‌هاي تصادفي انـجـام شـونـد، در صورت اتصال به شبكه‌هاي خارجي از فايروال استفاده شود و از رمزگذاري و محدوديت دسترسي نيز استفاده شود. الزامات ســازگـاري بـراي هـر بخـش از HIPAA متفـاوت اســت و بـسـتــه بــه انــدازه ي ســازمـان نـيـز فـرق مي‌كنند.
كـــاربـــران گـــاهـــي اوقــات در ايـجــاد ارتـبــاط سـيـسـتــم‌هــايـشــان بــا سـيـسـتــم‌هــاي اطــلاعـات بـيـمـارسـتـانـي (HISs) يـا LISs مـشـكل داشته‌اند. گرچه ممكن است يك توليدكننده ادعا كند كه سيستمش مي‌تواند به راحتي با HISها و/يا LISها ارتباط برقرار كند، خريداران بايد در مورد تمام مـســائــل مــربــوطــه بــا ســازنــده‌ي يــك سـيـسـتـم اطـــلاعـــات خـــاص و بـــا پــرسـنــل مــربــوطــه در آزمايشگاه باليني صحبت كنند.
مهار هزينه ها
ازآنــجــــا كــــه آنــــالايــــزرهــــاي كـشـــت خـــون هزينه‌هاي عملكردي و نگهداري مداوم دارند هزينه ي خريد اوليه ي دستگاه، هزينه ي نهايي مــالـكـيـت آن را مـشـخـص نـمـي كـنـد. بـنـابـرايـن تصميم‌گيري براي خريد بايد بر اساس مسائلي مانند هزينه ي سيكل زندگي )LCC(، پشتيباني خدمات محلي، نرخ‌هاي تخفيف و مزاياي ارائه شـده تـوسـط تـاميـن كننـده كـه بـه قيمـت ارتباط ندارند و نيز استانداردسازي با تجهيزات موجود در مركز يا بيمارستان (به عنوان مثال خريد تمام آنالايزرها از يك تامين كننده) انجام شود.
از آنـــالـيـــز LCC مـــي‌تــوان بــراي مـقــايـســه ي انتخـاب‌هـاي ديگر و/يا تعيين ارزش اقتصادي مثبـت يـا منفـي يـك جـايگـزيـن استفـاده كرد. به عــنــــوان مـثـــال بـيـمـــارسـتـــان‌هـــا مـــي‌تـــوانـنـــد از تكنيك‌هاي آناليز LCC براي بررسي اين كه آيا اجاره كردن دستگاه در مقايسه با خريد آن از نظر هزينه مقرون به صرفه است يا نه، استفاده كنند. از آنـجــا كــه در آنــالـيــز LCC، تـاثـيـر جـريـان نـقـدي هزينه‌هاي خريد اوليه ي دستگاه و هزينه‌هاي عملكرد آن در طول يك بازه ي زماني در نظر گرفته مي‌شود، روشي مفيد براي مقايسه‌ي انتخاب‌هاي مختلف با جريان‌هاي نقدي متفاوت و تعيين هزينه‌هاي نهائي مالكيت دستگاه است. يك تكنيك LCC خاص به نام آناليز PV يا ارزش فعلي به صورت خاص مفيد است؛ زيرا تورم و ارزش زماني پول را نيز در نظر مي‌گيرد. انجام آناليز PV/LCC اغلب نشان مي‌دهد كه هزينه ي مالكيت دستگاه بيش از هزينه ي خريد اوليه ي آن است و افزايش كمي در هزينه‌ي اوليه ي خريد دستگاه ممكن است موجب صرفه جويي قابل تـوجهـي در هـزينـه‌هـاي عملكـردي طـولانـي مـدت آن شود. PV با استفاده از جريان خروجي نقدي ساليانه، نرخ تخفيف دلار و طول عمر دستگاه بر حسب سال با استفاده از يك معادله‌ي رياضي محاسبه مي‌شود.
منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۱۴۴، مهندس فاطمه یاوری