POCT的技術學分類
分類
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方法原理
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簡單顯色
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直接觀察/半定量
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酶標記
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免疫學反應
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免疫滲濾和免疫層析
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免疫學反應
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生物傳感器
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光學和電學方法識別酶和抗體
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電化學檢測
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電子探頭對某些化學分子的敏感性
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分光光度
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光學吸光度
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生物芯片
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蛋白質之間相互作用
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干化學技術是將多種反應試劑,干燥在紙片上,用被測樣品中所存在的液體作反應介質,被測成分直接與固化于載體上的干試劑進行反應。加上檢驗標本后產生顏色反應,用眼觀定性或儀器檢測(半定量)。適用于全血,血清,血漿,尿液等各類樣品。
例如:前降鈣素(PCT)的半定量檢測就是使用此種方法。尿液蛋白質、葡萄糖等一般化學檢查也都屬于此范疇。
近幾年,干化學尿液分析取得了很大的進展,各型尿沉渣分析儀相繼問世,為臨床提供一個簡便、快速的篩選方法,即將完全正常的標本通過干化學尿液分析儀篩選出去,有利于對異常的標本進行規(guī)范性檢查。
中華醫(yī)學會經過三次專家研討會,制定了篩選標準,即在干化學尿試帶全部為陰性時,可以免去對紅細胞和白細胞的顯微鏡檢查,如果有一項陽性結果,必須同時進行顯微鏡檢查。
換句話說,迄今為止無一臺儀器檢查能完全替代顯微鏡檢查,尿沉渣顯微鏡檢查以它特有臨床價值仍是尿液分析中不可缺少的檢查手段。
多層涂膜技術是從感光膠片制作技術移植而來。將多種反應試劑依次涂布在片基上,制成干片。采用多層涂膜技術制成的干片,比干化學紙片平整均勻,用儀器檢測,可以準確定量,如目前臨床使用的干板化學分析系統(tǒng),可用于大多數血液化學成分,如蛋白質、糖類、脂類、酶、電解質、非蛋白氮類及一些血藥濃度的監(jiān)測,可供檢測的項目達數十項,幾乎覆蓋了常做的臨床生化檢驗項目。由于其操作簡便、快速、常用于急診檢查,也相應推出了一些小型儀器,可做床邊檢驗,但干片成本較高。
POCT條帶技術能用于測定蛋白質和酶,如心肌標志物,激素和各種蛋白質等,多為定性試驗?;|中分析物的分離是通過紙層析法完成的,并且憑借固定在層析帶表面的特異性抗體捕獲目標分析物,用于定性分析,這種檢測可通過觀察顏色完成。
另外也有小型定量測定儀,如瑞士Roche公司的心肌標志測讀儀(CardiacReader),可用于測定肌鈣蛋白T和肌紅蛋白,尚可測定D-二聚體等。Males RG等人研究發(fā)現生物化學標志物對于急性心肌梗塞(AMI)的診斷越來越重要,尤其當心電圖對診斷沒有幫助時。POCT技術可以在病人原位進行診斷分析,最常被醫(yī)生用于幫助診斷AMI的生化標志物有肌紅蛋白(Mb),CK-MB,肌鈣蛋白Ⅰ(cTnI)和肌鈣蛋白T(cTnT),這些都可以用POCT技術來檢查,而且其性能可與實驗室依據的心肌標志物相比。
膠體金技術也屬于POCT的范疇,膠體金、銀、硒及色素(包括熒光色素和非熒光色素)可以牢固吸附在抗體的表面而不影響抗體的活性,當標記抗體與抗原反應聚集到一定濃度時,可以直接呈現顏色。目前,金、銀、硒及色素標記免疫反應的方法主要有斑點滲濾法和免疫層析法,用于快速檢測蛋白質類和多肽類抗原,如cTnT、血清白蛋白、hs-CRP及一些病毒如HBV、HCV、HIV等的抗原和抗體定性。配合小型檢測儀,可做半定量和定量。
目前,有些公司采用免疫層析雙抗原、雙抗體夾心法原理,結合膠體金標記技術相繼開發(fā)了生殖內分泌、傳染性疾病、性病、腫瘤標志物、毒品等類幾十項,近百種規(guī)格的膠體金檢測試產品。如HCG測試卡,HBV測試卡等。Shiach CR等人用POCT在實驗室測定凝血酶原時間(PT)發(fā)現兩組INR時間是相似的,分別為60.19%和59.13%,調查問卷顯示對POCT監(jiān)測病人顯示很滿意。
用離子選擇性電極結合傳感器包括生物傳感器和化學傳感器技術,制成了便攜式快速檢測血氣(PH、PCO2、PO2等)和電解質(K+、Na+、Cl-等)的儀器,已被廣泛應用于臨床。
常用于制作經皮檢測儀器,可用于檢測血液血紅蛋白、膽紅素、葡萄糖等多種成分。這類檢測儀器可連續(xù)監(jiān)測病人血液中的目的成分,無需抽血,這可以避免抽血可能引起的交叉感染和血液標本的污染,降低每次檢驗的成本和縮短報告時間。但是,這類經皮檢測結果的準確性有待提高。
新一代POCT儀使用生物傳感器。一個生物傳感器偶聯一個特定的生物檢測器(如酶、抗體或核酸探針)到一個換能器用于靶分析物的直接測定而無需從基質中分離它。它體現了酶化學、免疫化學、電化學與計算機技術的結合。應用它可以對生物體液中的分析物進行超微量的分析,成為檢驗醫(yī)學的最佳框架。例如電解質的檢測。商業(yè)的POCT儀器用電化學技術(如微型離子選擇電極)和光學生物傳感器去測定葡萄糖,電解質和動脈血氣。隨著抗體固定技術和特異DNA序列的應用,生物傳感器探針將很快用于檢測激素、藥物、難于培養(yǎng)的細菌、病毒如衣原體、結核菌、人類免疫缺陷病毒。
生物芯片是利用上世紀末提出的以微電加工技術(Micro Electro Mechanical System,MEMS)為基礎的微全分析系統(tǒng)(iniaturizedTotal Analysis System,uTAS)的概念,將所有試樣處理及測定步驟合并于一體,分析人員可在很短時間和空間間隔內獲取電信號形式表達的化學信息。微流控芯片(Microfluidic Chip)是uTAS中當前最活躍的領域和發(fā)展前沿,它集中地體現了將分析實驗室功能轉移到芯片上的理想,即芯片實驗室(Lab-On-a-Chip,LOC),是系統(tǒng)集成微刻技術的結晶,是可以完成生物化學分析儀的微型芯片。實現對原有檢驗儀器微型化,制成便攜式儀器,用于床邊檢驗。如血細胞分析、酶聯免疫吸附試驗(ELISA),血液氣體和電解質分析等都可進行POCT。
目前生物芯片可分為基因芯片(Genechip或DNA chip)、蛋白質芯片(protein chip)、細胞芯片(cell chip)和芯片實驗室(Lab-On-a-Chip,LOC),它們具有高靈敏度、分析時間短、同時分析項目多等優(yōu)點,它是將生命科學研究中所涉及的許多分析步驟,利用微電子、微機械、物理技術、傳感器技術、計算機技術,使樣品檢測、分析過程,連續(xù)化、集成化、微型化,而且它還可促進縮微實驗室的構建。而縮微實驗室具有體積小、攜帶方便,能同時檢驗多種生物分子的特點,在軍事醫(yī)學領域中有巨大應用價值,隨著科學技術的發(fā)展,在不久的將來芯片式的POCT儀將會逐步應用到各個領域。如蛋白質芯片已經應用于很多領域,包括生物標志物的檢測,生物分子間相互作用的研究與質譜分析以及藥物靶標及其作用機制的研究。
目前雖有不少報道證明了POCT的優(yōu)越性,但缺乏嚴密的對照實驗,因而很難說明問題,所以加強這方面的研究對明確如何合理應用POCT是至關重要的,應該對其地位和用途適當把握,否則任何濫用將把事物推向錯誤的絕端。而且目前尚未形成嚴格的質量保證體系和管理規(guī)范,所以實驗結果質量不易保證。
實驗室結果質量必須有助于優(yōu)質的醫(yī)療服務,不準確和不可靠的結果甚至比不作測試更糟。對于POCT結果可靠性的諸多爭議,廠商和使用者都應予以重視。
質量控制的難點在于不同于以往的均質的液相試劑,一批試劑可作成千上萬個標本,質量是一致的,而現在POCT每一個測試單元都是獨立的,怎么保證每一批產品,每個測試單元質量都是一樣的?為了改進此問題,一種對患者測試數據具有儲存、回放、分析、觀察和制作質控圖表的儀器的產生是必要的,Searles B等人已經嘗試了一種數據管理軟件用于解決此問題。
POCT所采用的方法都是凝聚著物理、化學、免疫、分子生物學、計算機科學等的尖端科技,同時POCT一般都是單個實驗測試、單個項目為主,這和我們傳統(tǒng)的檢驗科(或中心實驗室)集中處理、組合處理病人樣本相比,成本會高出許多。然而衛(wèi)生經濟學的宗旨是投資有限的資源,以期達到最大的健康利益。因此欲以用高成本的POCT檢驗獲取高利潤的做法是不可取的,更不能以此來取得較可觀的利益。
POCT的操作者應是經過培訓合格的專業(yè)或非專業(yè)檢驗人員或非檢驗醫(yī)務人員,他們必須理解有關的檢測原理并能熟練操作,還應具備標本采集、質量控制、結果記錄和判斷、儀器保養(yǎng)、試劑保存等多方面的知識和技能。然而,目前仍然有很多POCT操作者是未經過技術培訓的醫(yī)生、護士甚至是病人、病人家屬,無形中降低了POCT的準確性和應有的技術含量。
(1)POCT的法律法規(guī)不健全。在美國從事POCT的非檢驗人員,必須經過考核和培訓,在達到一定的要求后,方可被正式認可參加POCT的質量工作;
(2)POCT的行政管理和規(guī)章制度不完善。臨床科室開展的POCT一般由醫(yī)生和護士完成而不是由檢驗人員獨立完成,職責分工不明及操作者專業(yè)知識欠缺,影響結果的準確性和可重復性;
(3)POCT的結果報告形式混亂。POCT的結果報告應有統(tǒng)一的格式,且應與檢驗科的報告單有所區(qū)別。由于部分POCT的儀器方法學的缺陷,靈敏性和重復性欠佳,線性范圍窄,只是急診或急救時用于參考,必要時需要送到檢驗科進行復查,不同的報告格式就顯得非常重要。同時由于POCT多數采用便攜式儀器分散進行,檢驗結果常未納入實驗室資料管理系統(tǒng)或電子病理,對醫(yī)院的醫(yī)療管理造成漏洞。
POCT需要注意的問題
(一)質量是關鍵,質量就是生命
POCT有如上許多特點,許多優(yōu)勢,但其能否按我們預期的設想發(fā)展,關鍵還在于質量。其質量的難點在于不同于以往均質的液相試劑。一批試劑可做成千上萬個標本。質量是一致的;而現在POCT每一個測試單元都是獨立的,怎么保證每一批產品,每批產品中每個測試單元質量都是一樣的?十分困難,質量怎么控制至今沒有完全成熟的經驗或法規(guī)。質量涉及病人的生命,也直接關系生產廠商的生存競爭。
POCT的早期產品都是定性,現在逐漸出現了定量產品。有用色卡對比的半定量,也有能制作標準曲線(或出廠前制作好的)用比色、測熒光的全定量產品。
定性還是定量并不是由廠方決定,也不是說定量比定性高級,而是根據實際的需要,有些東西無法或無需定量,如性傳染病檢測、毒品檢測,而有些東西又必須定量,如CRP、HbAlc、CTn、BNP等,因為它需要診斷也需要隨訪。但必須指出其性(是質)其量都必須有根據,可溯源,即其物質性質,其定量的基準要與現行的實驗室認可標準有一致性,有可比性,不能由廠商自行標定。即使是定性,其實質還是有一個量的cut off ,如尿HCG陽性,應定位25MIU/ml,不能隨意更動,定高了,假陰性多,定低了,假陽性多。
POCT產品無論是生化、免疫、分子生物技術做成的其使用、保存仍然會受到時間、溫度、濕度、光線等客觀條件的影響,無論是顯色、免疫結合、分子雜交在低溫下必然慢,在高溫下必然快,用肉眼判讀時,時間短、光線暗讀為陰性,時間一長,光線一亮讀成了陽性。所以廠商在產品說明中必須注明必要的條件,操作者也必須遵守這些要求。
POCT操作雖簡單,但不可能讓完全沒有醫(yī)學知識、無需一點培訓的人員來操作。美國、歐洲等國已初步制定了POCT人員培訓的要求,各質量準許、質量管理的辦法,國內不久也將頒發(fā)相應的規(guī)定。
循征醫(yī)學要求用當前最新的研究成果為臨床提供證據,要求建立最適當、最經濟的診斷途徑,POCT以其縮微的高新技術,快速而正確的即時報告,順應了這一發(fā)展趨勢,又因其能提高診治效率,降低總醫(yī)療支出而進一步促進循征醫(yī)學在臨床上的貫徹執(zhí)行。
POCT的發(fā)展和臨床應用其涉及面之廣,影響面之大,前所未有。正如循證醫(yī)學中所說“實驗診斷的發(fā)展不僅提高了疾病的診斷水平,甚至可以改變治療方案,提高治療效果”。POCT把它視為診斷技術的新革命,和對傳統(tǒng)檢驗的巨大挑戰(zhàn),其理由是:診斷流程的變革
檢驗成為臨床對病人進行循證診治不可或缺的重要依據,從醫(yī)生開具檢驗單到拿到報告,必須經過十多個步驟,急診檢驗最快要半個小時到一個小時,日常檢驗要一天或數天后才能拿到報告,反饋時間很長,作為中心實驗室,面對大量的病員,批量的標本,必須這樣做,無法省略任一步驟。關于TAT的問題,有人做過專門研究。TAT實際包括分析前、分析中和分析后三段時間,實際上分析中的時間最少,大量時間消耗在分析前和分析后,同時樣品在離開病人現場后的傳送中發(fā)生差錯的機會也逐步增加,所以單靠分析技術的加速而流程不變的話,仍難達到STAT的目的。POCT之所以能夠滿足STAT的要求,不僅是由于分析方法簡單、快速、正確,同時因為是現場分析,大大減少了樣品轉送流程,既縮短了報告時間,也降低了發(fā)生差錯的機會,可以說是實現了個性化的服務。
到醫(yī)院看病實質上是兩大塊整體,一塊是來看“有沒有病”,是篩查性的;另一塊是真有病,需醫(yī)治,是治療性的。傳統(tǒng)的醫(yī)療機構分三級(國外稱之謂不同的三級護理),現在不管有病無病都涌向三級醫(yī)院,或逐級就醫(yī)(以前尚需轉診),造成各級醫(yī)院忙閑不均,衛(wèi)生資源極大浪費,事實上病員中有一半是去問病,查病的,而有病的當中絕大部分是常見病,多發(fā)病,根本無需去大型的三級醫(yī)院,造成就醫(yī)擁擠,衛(wèi)生資源過度浪費。大部分的篩查、鑒別、隨訪工作,倘若有正確的方法和合理科學的使用準則,完全可以在基層衛(wèi)生系統(tǒng),在病人附近得以解決。國外從衛(wèi)生經濟學和衛(wèi)生資源利用率的調查研究發(fā)現,同一地區(qū),同樣的人口,將原來的多種大中醫(yī)院,少量社區(qū)衛(wèi)生所集中為一個大型綜合醫(yī)院(負責整個地區(qū)居民的疑難、重癥病員的診治)和多個社區(qū)衛(wèi)生所(負責常見病、多發(fā)病的診治和居民健康保健及隨訪、護理、急診處理)不僅節(jié)約了資金,居民受益更多,健康程度提高。當然,社區(qū)醫(yī)院的水平應有相當的提高,其中POCT將起主要的作用即改變以前“問病拿藥”的狀態(tài),而是使用POCT以數據為準,同樣實施循征醫(yī)學的行醫(yī)模式。
1、儀器或試劑體積小、攜帶方便、容易使用和出結果快速
POCT最主要特點是強調出結果快速,大大縮短了實驗結果周轉時間。對于急診治療和搶救的病人,這些病人往往情況危急且病因不明,而傳統(tǒng)的臨床檢驗室測量時間一般要15分鐘以上,POCT一般在5分鐘以內即可完成測試,醫(yī)生根據POCT提供的信息,對病人及時作出初步診斷并擬定救治方案,必將減少住院時間,降低發(fā)病率/死亡率,產生很大的社會效益和經濟效益。同時對于一些需要長期監(jiān)控的慢性病,如糖尿病的病人可以方便地按照醫(yī)生的要求由病人自己或家屬進行血糖和尿糖的監(jiān)控。
醫(yī)生根據癥狀開化驗單,門診病人尤其是對于急診科的病人,絕大多數的癥狀都是原始的,沒有經過藥物或手術處理,醫(yī)生此時開的化驗項目都是針對當時的癥狀的,這時的化驗結果更能反應病人的真實情況,對醫(yī)生的正確診治將提供非常有益的幫助。檢驗人員可即時報告結果利于和病人當面交流,體現了快速滿意的人性化服務。
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臨床實驗室
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POCT
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周轉時間
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慢
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快
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標本鑒定
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復雜
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簡單
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標本處理
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通常需要
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不需要
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血標本類型
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血清
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血清、血漿、全血
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校正操作
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頻繁而且煩瑣
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不頻繁并且簡單
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試劑配置
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需要配制
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隨時可用
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消耗品使用
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相對少
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相對多
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檢測儀復雜度
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復雜
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簡單
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對操作者的要求
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專業(yè)人員
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普通人亦可
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試驗花費
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低
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高
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POCT也就是及時檢驗的意思,自身存在的缺點有操作者的技術水平參差不齊、質量控制體系不完善、臨床管理不夠完善、檢驗成本偏高,四個缺點具體分析如下:
POCT的操作者應是經過培訓合格的專業(yè)或非專業(yè)檢驗人員或非檢驗醫(yī)務人員,他們必須理解有關的檢測原理并能熟練操作,還應具備標本采集、質量控制、結果記錄和判斷、醫(yī)療器械的保養(yǎng)、生物診斷試劑保存等多方面的知識和技能。然而,目前仍然有很多POCT操作者是未經過技術培訓的醫(yī)生、護士甚至是病人、病人家屬,無形中降低了POCT的準確性和應有的技術含量。
目前雖有不少報道證明了POCT的優(yōu)越性,但缺乏嚴密的對照實驗,因而很難說明問題,所以加強這方面的研究對明確如何合理應用POCT是至關重要的,應該對其地位和用途適當把握,否則任何濫用將把事物推向錯誤的絕端。而且目前尚未形成嚴格的質量保證體系和管理規(guī)范,所以實驗結果質量不易保證。
實驗室結果質量必須有助于優(yōu)質的醫(yī)療服務,不準確和不可靠的結果甚至比不作測試更糟。對于POCT結果可靠性的諸多爭議,廠商和使用者都應予以重視。
質量控制的難點在于不同于以往的均質的液相試劑,一批試劑可作成千上萬個標本,質量是一致的,而現在POCT每一個測試單元都是獨立的,怎么保證每一批產品,每個測試單元質量都是一樣的?為了改進此問題,一種對患者測試數據具有儲存、回放、分析、觀察和制作質控圖表的醫(yī)療器械的產生是必要的。
1、POCT的法律法規(guī)不健全。在美國從事POCT的非檢驗人員,必須經過考核和培訓,在達到一定的要求后,方可被正式認可參加POCT的質量工作;
2、POCT的行政管理和規(guī)章制度不完善。臨床科室開展的POCT一般由醫(yī)生和護士完成而不是由檢驗人員獨立完成,職責分工不明及操作者專業(yè)知識欠缺,影響結果的準確性和可重復性;
3、POCT的結果報告形式混亂。POCT的結果報告應有統(tǒng)一的格式,且應與檢驗科的報告單有所區(qū)別。由于部分POCT的儀器方法學的缺陷,靈敏性和重復性欠佳,線性范圍窄,只是急診或急救時用于參考,必要時需要送到檢驗科進行復查,不同的報告格式就顯得非常重要。同時由于POCT多數采用便攜式醫(yī)療器械(如:便攜式血紅蛋白儀等)分散進行,檢驗結果常未納入實驗室資料管理系統(tǒng)或電子病理,對醫(yī)院的醫(yī)療管理造成漏洞。
POCT所采用的方法都是凝聚著物理、化學、免疫、分子生物學、計算機科學等的尖端科技,同時POCT一般都是單個實驗測試、單個項目為主,這和我們傳統(tǒng)的檢驗科(或中心實驗室)集中處理、組合處理病人樣本相比,成本會高出許多。
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