生化分析仪的软件设计

生化分析仪的软件设计

提要 介绍一种小型全自动生化分析仪软件系统，分析了其结构、功能、用户界面的设计，和数据存储、管理、使用的方法，并详细介绍了系统汉化方法和随机帮助信息显示的实现。

关键词 生化分析仪 软件设计 用户界面 数据存储管理

The Designing of a Software for an Automated Biochemistry Analyzer

Feng Zhouyan Shen Gongyu

Zhejiang University

ABSTRACT The structure,functions,user's interface,data storage and administration of a software systen for an automated biochemistry analyzer are described. The methods to display the Chinese character menus and on-line help information are discussed in detail.

KEY WORDS Biochemistry analyzer Software designing User's interface data storage and administration

近年来，微型计算机硬件和软件在生化仪上的应用，使生化仪的功能迅速增强，提高了自动化水平。生化仪软件系统主要有三个功能：(1) 协调整机硬件的操作和运行，实现加样、稀释、混合、反应、测试和清洗等操作的自动化；(2) 各种数据的采集、分析处理、管理保存和打印显示；(3) 提供方便的人机对话界面，使用户可通过键盘和显示屏，控制、监视或调整仪器的运行状态，得到正确的分析结果。本文介绍SH-C1小型全自动生化分析仪上配备的软件系统的结构和功能，用户界面的设计，以及其数据管理和使用的方法，并详细介绍了系统汉化和随机帮助信息显示等程序实现的方法。 该生化分析仪软件系统的特点是：使用了中文菜单操作界面，可较方便地进行病人样品、测试方法和质控数据的编程；能自动保存所有的编程数据和测试数据，并进行分析和统计处理；用直观的图形和文字显示仪器运行状态和测试结果；有蜂鸣和文字提示引导操作，还配有随机帮助信息。此软件在设计过程中，借鉴了一些大中型进口生化仪的功能，使该仪器与其它小型生化仪相比具有操作直观简便、功能强的特点，且使用中文界面，较适合在我国县级以下中小型医院的推广使用。由于目前我国生化分析仪生产水平较低，仅限于半自动和刚刚起步的小型全自动生化仪的生产，因此在与进口大中型自动生化仪的竞争中，应该具有国产仪器的特色和优势，才能占有一席之地，而开发操作方便、功能强的中文界面软件系统可以成为其中的一个方向，使国产仪器能更好地适应于中小型医疗部门医务人员的使用要求。

1.软件系统功能、结构和界面设计

该软件在Borland C++3.1平台上开发完成，在DOS系统下运行，不需要中文操作系统的支持。整个软件根据仪器的功能分成12个模块，系统的结构和功能如图1所示。其中，用于仪器运行状态设置的功能有：修改日期、温度调节和空白调零；用于系统数据编程和管

理的功能有：测试样品编程、测试方法编程、质量控制编程、报告打印和文件查询；控制整机运行和维护的有：测试运行和液路清洗；还具有参数设置和仪器性能测试等功能用于仪器的调试。

图1 软件系统的结构和功能

软件系统各功能菜单使用统一格式的用户窗口界面，以图2所示的病人样品编程菜单为例，其屏幕显示的几个区域是：

(1) 左方背景以暗色调显示主菜单，从中可以看出，用户选择“测试样品编程”这一项后，打开屏幕中间区域的显示内容；

(2) 屏幕上方显示温度、时间和日期； (3) 中间为当前菜单内容和输入区，此时，左边窗口显示的是待测试的病人样品数据表，右边窗口是可选择的测试项目表； (4) 左下方是按键提示区，列出了当前菜单状态下可以使用的主要按键及其功能，其中，上排是功能，下排是对应的按键；

(5) 右下方是信息提示区，显示用户操作的提示、仪器的状态等信息，例如，图中光标处病人编号为6080701的样品已选择了ALC等三个测试项目，而操作者试图再重复加入同一个项目ALC时，信息区即提示“此项目已有!”。

由此可见，该用户界面具有简单明了、内容丰富的特点，既体现了当前操作与整个系统之间的关系，显示了常用信息，又有当前操作菜单完整的内容，方便信息的输入。另外，仪器使用标准PC键盘，一些常用按键在各菜单下有一致的功能，如：“↑、↓、←、→”四个箭头键用于移动光标：系统中使用的光标有滚动条、小三角或下划线等形式，当屏幕上同时存在两个光标时，一个光标由箭头键控制，另一个光标则由PgUp、PgDn、Home、End四个键控制；“Enter”键用于接收或确认输入的数据，或开始启动某项操作；“Esc”键用于退出当前菜单，返回前级菜单；“Ctrl-Fl”键用于打开随机操作使用说明书；“PgUp”、“PgDn”键用于翻页显示。

2 数据存储、管理和使用

全自动生化分析仪需要处理的数据量很大，可将其分成样品数据、项目测试方法数据、质控数据和仪器参数设置数据等几大类，下面详细介绍各类数据的存储、管理和使用的方法。

2.1 样品编程和测试结果数据文件

样品数据文件存放每个待测试样品的数据，内容有：样品杯号、样品编号、样品所选择的测试项目和总测试项目数、测试分析所得吸光度值和计算结果等，前几项数据由操作人员在“样品编程”菜单中输入，其界面如图2所示，图中左边是待测样品编程表，其中的样品杯号自动产生，样品编号如果是连续的，也可用自动产生的方式输入；总测试项目数由系统自动统计生成；右边是可供选择的测试项目表，其中显示颜色反转的测试项目表示已被选中，移动小三角形光标可任意选择需要测试的项目。样品数据文件的测试分析结果则在仪器测试运行时按上述编程内容自动存储。

当前使用的样品数据文件保存在工作目录的TEMP子目录下的sample文件中，一旦文件内容被改动，系统即自动保存，因此，即使出现断电等意外，数据仍可保存完好。

当一批样品测试完毕后，可新开另一个样品编程表，此时，表格左上角的文件编号自动增一，成为新的当前样品数据文件。原TEMP目录下的sample文件以文件编号为名被转存入SAMP子目录中，供以后查询用。

进入系统的数据查询菜单，可查阅以往的样品数据文件，屏幕上以文件号的次序列出文件目录，以及保存日期和时间，可翻页查找目录，也可直接键入文件号检索，然后打开文件，显示或打印编程数据和测试结果数据。打印输出的报告单上都标有文件号，以便于日后查询。 2.2 测试方法数据文件

该文件中保存每个测试项目的测试方法参数，系统进行测试分析时，即根据这些参数的设置，协调控制仪器各部件的动作，进行自动测试，得到分析结果。

该数据文件的用户编程输入界面格式与上述样品编程类似，右边是测试项目表，表中列出所有仪器可做的测试项目名(用户可增删测试项目，也可更改测试项目名)，移动光标可选中其中的任何一个项目进行编程，左边编程表中列出被选中项目的各个参数值，如：测试方法、比色池温度、测试波长、质控品测试个数、延迟时间、测试读数时间、样品和试剂用量、标准品数值等等，用户可修改或输入新值。一旦文件内容有所改动，系统自动保存，该文件保存在TEMP子目录下的item文件中。另外，在ITEM子目录中存有后备的9个测试方法文件，可随时替换TEMP目录下保存的当前使用测试方法文件，以便适应不同试剂厂家产品的测试要求。

2.3 质量控制数据文件

本系统共可编程10个质控品，对于每个测试项目可任选其中2个作为该项目的质控，至于实际测试运行时是否要做质控品测试，则可在2.2所述的项目测试方法中选择决定，一旦做了测试，则仪器自动记录测试结果，并作统计分析。对每个质控品可编程设置质控品名称、标称值和上下限(2SD)等参数，这些数据自动保存在TEMP子目录下的control文件中。质控品的测试结果则以测试项目编号为文件名自动保存在CONTROL子目录中，每个项目的每个质控品数据单独存于一个文件中。用户在“质量控制”功能菜单中，可随时将质控数据文件调出，按常规质控图形式或按文字形式显示，并同时显示质控测试数据的均值、标准差和变异系数等统计数据，标记失控数据。

每个项目的质控品测试数据最多可保存300个，当第300个测试数据产生时，系统提示“质控数据已满”，并在第301个测试数据产生时，自动将前200个数据删除，保留最近测试的100个数据和新的测试数据。 2.4 系统调试和性能测试数据文件

该系统还配备有仪器光电比色部分吸光度值定标软件，用它可方便地对每个测试波长进行吸光度值的校正，校正所得的曲线拟合参数存放在TEMP子目录下的light文件中。系统调试中所需设置的其它参数，如稀释器校正系数、比色池吸样量等参数，保存在TEMP子目录下的setup文件中。每次系统启动时，将这些文件调入，用于硬件参数设置和测试结果的分析计算。

为了方便仪器的调试和性能检测，系统中还带有仪器性能测试功能，可对仪