laboratórium ma: helyzetfelmérés

Dr. Liszt Ferenc 2009. szeptember 1. 1

Robotika a laboratRobotika a laboratóóriumi gyakorlatban riumi gyakorlatban (avagy laborat(avagy laboratóóriumi riumi automatizautomatizáácicióó) )

Liszt FerencPécsi Tudományegyetem, Laboratóriumi Medicina Intézet

Budapest, 2009. szeptember 1.

RobotRobot

• Definició: olyan berendezés, mely három dimenzióban műveleteket végez, azt meghatározott (programozhatóan változtatható) időn keresztül emberi beavatkozás nélkül ismétli

• Robotok típusai: mozgás típusa alapján (cilindrikus, karteziánus, poláris, rotációs stb.)

• Biztonság és hosszú időn keresztüli felügyelet nélküli működtetés

• Robot és orvosi laboratórium

LaboratLaboratóórium ma: helyzetfelmrium ma: helyzetfelméérrééss

KKööltsltséégvetgvetééss ProduktivitProduktivitááss

SzemSzeméélyzeti iglyzeti igéényny

SzolgSzolgááltatltatáás s minminőősséégege

VersenykVersenykéépesspesséégg


• Nyomás: költségek szinten tartása / csökkentése

• Csökkenő finanszírozás• Igény: a meglévő forrásokkal

több vizsgálat elvégzése• Több szállító / műszer, készlet

és költség• Laboratórium költség aránya a

kórházi büdzsében nagy

KKööltsltséégvetgvetééss



• Szükséges a személyzet és a laboratórium produktivitásának növelése

• A paralel rendszerek kalibrációja, minőségellenőrzése és karbantartása időigényes

• Paralel rendszerek a minta szétosztását igénylik

• Vizsgálati eredmények száma növekszik

ProduktivitProduktivitááss

SzolgSzolgááltatltatáás s minminőősséégege


• Széles vizsgálati profil– mind több vizsgálatfajta áll

rendelkezése (új tesztek)– a megrendelőtől igény új

vizsgálatok elvégzésére • Gyorsabb leletátfordulási idő

szükséges• Igény hosszabb szolgáltatási

időre• 24 órás szolgáltatás alapvető• Minőségi eredmény

szolgáltatásban nincs kompromisszum


• Verseny – forrásokért (?)

– megrendelőkért

• Verseny– minőségben

– árban (?)VersenykVersenykéépesspesséégg

LaboratLaboratóórium ma: crium ma: cééloklok

• Produktivitás növelése– személyzet és laboratórium– több validált vizsgálati eredmény szolgáltatása

• Szolgáltatás minőségének javítása– leletátfordulási idő csökkentése– hosszabb rendelkezésre állási idő– kiterjesztett vizsgálati profil

• Költségek szintentartása, de inkább csökkentése– több eredmény a rendelkezésre álló forrásokkal– kisebb reagens pazarlás


Miért kell több automatizáció a klinikai laboratóriumokban?

Az elmúlt évtized a minőség és a hatékonyság is javult, méghozzá technológiai eszközök révén:

Javuló laboratóriumi információs rendszerek

Az automaták jobb analitikai teljesítménye

Innovatív reagensek.

Miért kell több automatizáció?

Miközben a minőséget tartani (javítani) kell, aközbenCsökkentsd az analitikai hibátNöveld a munkahelyi biztonságotCsökkentsd a munkahelyi stresszt

Többet teljesíteni kevesebbőlA növekvő laborvizsgálati számokA mintaérkezés tekintetében a klinikus kevésbé rugalmasCsökkenő lelet-átfordulási időMunkaerőhiány, csökkenő költségvetés

Tovább kell javítani a hatékonyságot

Mindez csak a munkaigényes preanalitikai folyamatok újszerű munkaszervezésével lehetséges.

Terminológia„Work cell” automatizáció.

Célzott feladat automatizáció (szigetszerű automatizáció).

Integrált rendszer (moduláris automatizáció).

Teljes körű laboratóriumi automatizáció.

Work cell : összeköti az egyes különálló egységeket(software és hardware)

Samplesloader/stoker


Célzott feladat (szigetszerű) automatizációaz ismétlődő feladatok mechanizálása

Manual transferin personality carriers

to the analysers

Manual transfer

Eth

erne

t

Integrált rendszer (moduláris automatizáció).

One turn key platform

egy gyártó cég, készülékek on-line

Teljes körű laboratóriumi automatizáció.

Több laboratóriumi szubdiszciplina egy szobában, több gyártó cég, egy integrátor.

Controlleranalyser 3

Othersanalysers

Analyser1

Analyser 3

Controlleranalyser 1+2 Data Manager /

concentrator

LIS

Analyser2

Analyser6

Analyser7

Analyser8

Analyser4

Analyser 5

– … csak a gazdaságossági tényezők játszanak szerepet?

Milyen szempontok alapján kell választanunk?


megoldás a központi és szatelit laborra is?

konszolidáció foka?

milyen gyorsan készülnek el a sürgős minták?

milyen háttér műszer szükséges?

elég-e a kapacitás?

Lehetséges szempontok– Kórház

konszolidáció foka?

háttér hogyan működik?

napi munka milyen gyorsan készül el?

mekkora létszám szükséges?

megoldás kis laborra is alkalmazható?

Lehetséges szempontok– magánszféra

mekkora személyzetre van szükség?

könnyen használható a megoldás?

létezik a problémára automata megoldás?

érzékenység, specificitás?

a megoldás reális?

Lehetséges szempontok– speciális laboratóriumok Melyiket válasszuk?

• Work cell” automatizáció: csak kiindulás, nincs preanalitikai feldolgozás, nagy térigény, interfacekdrágák

• Célzott feladat automatizáció (szigetszerűautomatizáció): flexibilis, kis térigény, nagyszámúminta speciális vizsgálatokkal, programozott érkezési idővel

• Integrált rendszer: folyamatos működtetés, kompakt, rövid TAT, gyors implementáció és upgrade

• Teljes körű laboratóriumi automatizáció: ha pénz, idő és hely is van…


kezelőorvos

vizsgálatkérés elrendelése

mintavevőpáciens

kérőlap + minta

szállító-szállítás

laboratórium

minta fogadás

minta azonosítás

munkalista előkészítés, tárolás

minta aliquotok

analízisanalízis

analízis

számításszámítás

számítás

eredményeredmény

eredmény

nyugtázásadminisztráció

lelet összeállítása

eredmények validálása

összeállítás kézbesítésre

szállítás, kézbesítés

interpretáció beavatkozás

KezelKezelőőorvostorvostóól kezell kezelőőorvosigorvosig

preanalitika

analitika

postanalitika

LaboratLaboratóóriumi munkafolyamatok riumi munkafolyamatok megoszlmegoszláásasa

LeletezLeletezééss18%18%

FeltFeltööltltééss4%4%

HibakeresHibakeresééss4%4%

DokumentDokumentáállááss5%5%

SzSzáállllííttááss4%4%

AnalitikaAnalitika1313%

VVáálogatlogatááss6%6%

BevitelBevitel27%27%

SzSzéétoszttosztááss15%15%

CentrifugCentrifugáállááss4%4%

PreanalitikaPreanalitika52 %52 %

legköltségigényesebb folyamatok

LaboratLaboratóóriumi automatizriumi automatizáálláás megvals megvalóósulsuláásasa

Analitika, műszerpark konszolidációja

Informatikai háttér javítása

Laboratóriumi folyamatok áttekintése és javítása

A preanalitikaautomatizálása

Teljes automatizálás


IBM ACU DSP ARN BCL RSP FSS

6,2 m

6,76 m

ACU: automata centrifuga egysACU: automata centrifuga egyséégg

• kilendülőfejes centrifuga• csak műanyag csövekre

használható• automatikus betöltés és kivétel,

kiegyensúlyozás• max. 40 minta /

cenrifugálásonként• programozható idő-g profil, 400

– 1900 g• két egység esetén max. 400

minta/óra kapacitás• STAT minta centrifugálás

DSP: dugDSP: dugóó elteltáávolvolííttóó egysegyséég g • eltávolítja a mintadugót• csak műanyag csövekre használható• max. 400 minta / óra kapacitás• különféle gyártók csövei

használhatók, de ezeket előre definiálni kell:

– Becton-Dickinson, Greiner, Sarstedt– méret: 13*75, 13*100, 16*75, 16*100

mm• gumi, műanyag dugóra használható• csövek keverhetők méret szerint

AQN: AQN: onlineonline aliquotaliquot egysegyséég g • aliquotokat készít minta cupba

ill. szekunder (később bárkódozható) csövekbe

• maximum 10 aliquotmintánként

• folyadékszint és clot detektálás• programozható aliquot térfogat

300-9999 ul között• egyszer használatos műanyag

hegyekkel működik• max. 400 minta / óra kapacitás


BCL: bBCL: báárkrkóód cd cíímkmkéézzőő egysegyséég g

• a primer csövek bárkódját automatikusa duplikálja és a szekunder csöveket felcímkézi

• különféle bárkód rendszereket (Codabar, ITF, Code 39, Code128) szelektíven nyomtatja

• a bárkód mező tartalmaz felhasználó által definiált, szemmel olvasható mezőt is

• max. 450 minta / óra kapacitás

RSP: RSP: visszadugvisszadugóózzóó egysegyséég g

• automatikusan visszahelyezi a primer csövek dugóját, a szekunder csöveket dugóval látja el

• ellenőrzi a dugó helyes elhelyezkedését

• aliquot csoportonként szelektíve választható


FSS: flexibilis minta FSS: flexibilis minta elosztelosztóó egysegyséég g

• a csöveket felhasználó által definiált cél tartókba irányítja további felhasználás céljából


A A preanalitikaipreanalitikai folyamatfolyamat


Jellemzők:

– Ellenőrzött hőmérsékletű, hűtött tároló egység klinikai kémia, immunkémia, koaguláció, hematológiai és vizelet analitika primer és szekunder mintái részére

– Tároló kapacitás 13.500 (cobascobas pp 501501) or 27.000 cső számára ((cobas p cobas p 701701))

– Stand- alone vagy MPA-hoz is köthető

– Két elkülönített archiváló terület, flexibilis méretben és tárolási időintervallumban (1-30 nap)

– A tároló állványokat robot kezeli a hűtőtérben

– Kamera azonosítja a cső méretét és a kupak meglétét

• 13 vagy 16 mm átmérőjű csövek tárolható az állványokban

• Hiányzó kupak esetén a csövet„kivételként” kezeli

cobas p 501 and p 701Minta tároló és visszakereső modul (SRM)

Jellemzők:

– Cső visszakeresési eljárás:

• Sürgős: azonnal (max. 5 min.)

– Automatikus ürítés a lejárati idő elérése után

– A tartóknál nincs defragmentáció, mert:

• Egy tartóban minden primer cső azonos lejárati idővel szerepel

• Mindegyik tartót képes a robot megközelíteni


Opciók:

– Automatikus visszadugózás (Sarstedt dugó alkamas 13-16 mm)

• Kötelezően: nyitott csövek esetén

• Korábbi dugó eltávolítás után archiválás esetén

– Visszakeresett csöveknél dugó eltávolítása automatikusan


cobas p 501 and p 701Design I

Refrigerator

Possibility ofmanual sample

input

Sample retrieval output

Connection port for Modular

Preanalitics

Operating screen

Waste container


Manual sample input(Hitachi tray)

Sample retrieval output (2 rows of up

to 5 racks each)

Manual sample input

(rack)

cobas p 501 and p 701Design II

Default output

cobas p 501 and p 701Functional Model I

• Recapper (RS)

• Decapper (DS)

• High density storage rack for 13 mm and 16 mm tubes

• Easy to access waste containers

cobas p 501 and p 701Functional Model II

cobas p 501 and p 701Functional Model III

• Easy to access cooling unit


cobas p 501 and p 701Functional Units LELETLELETÁÁTFORDULTFORDULÁÁSI IDSI IDŐŐ (TAT)(TAT)

avagy ahogy tetszikavagy ahogy tetszik……a minta érkezésétől az eredmény (nyugtázott? validált?) közléséig

a minta kérésétől a terápia megkezdéséig

a minta kérésétől az állapot javulásáig

OLA2500OLA2500

• pre-/postanalitikai automatizáció• manuális minta betöltés és

eltávolítás• dugó eltávolítás, szortírozás,

minta jelölés és aliquot készítése• digitális bit-map kép a

mintacsőről (típus, méret, minta térfogat felismerése)

• szortirozás 20 különböző tray-re(„walk-away” rendszer)

egyszerre csavaros vagy gumidugóeltávolítása lehetséges

szekunder csövek címkézése felhasználó definiáltan

aliquot szekunder csőbe és más tartóba is (pl. mikrolemez)


What is the ACCELERATOR Integrated Product?

Component-based, physical automation solution

Role:Role:

Preanalytics (sorting, centrifugation, decapping)

Sample Transportation

Postanalytics (resealing, automated storage)

Automation SolutionsAutomation Solutions

Modular software featuring advanced decision logic

Role:Role:

Real-time decision making

Application of user-defined rules

Single point of access across lab disciplines and locations

Instrument Instrument ManagerManagerTMTM

ACCELERATOR Product Offering

Input / Output(IOM)

Centrifuge(CM)

Decapper(DCM)

90° Track Section(90TS)

Storage and Retrieval (SRM)

Resealer(RSM)

ARCHITECT i2000

Track Section(TS)

ARCHITECT i2000SR

ARCHITECT c8000/c16000

Informatics

Modules

Input Output Module (1)

Centrifuge Module (0-2)

Decapper Module (0-1)

Instrument Interfaces (0-8)

Track Section (layout specific)

90° Track Section (0-2)

Resealer Module (0-1)

Storage & Retrieval Module (0-1)

Desealer and Aliquotter Slots

Abbott Instrumentation

ARCHITECT i 2000, i 2000SR

ARCHITECT c8000, c16000

Non-Abbott Instrumentation

Ortho Fusion 5,1

ACCELERATOR Modules and Interfaces

ii 20002000SRSR

Fusion Fusion 5,15,1

ii 20002000

cc 8000/ 8000/ cc 1600016000

The Building Blocks – APS Modules

DecapperCentrifugeInput / Output

Track Section 90° Angled Track Resealer

Storage and Retrieval


The Building Blocks – Instrument Interfaces

ARCHITECT i2000

ARCHITECT c8000 ARCHITECT c16000

ARCHITECT i2000SR

Workcell Configurations

Layouts within each category may vary based

on customer need

Preanalytics ARCHITECT Workcells

Configurable Workcells

ACCELERATOR: Stand-Alone Preanalytics

PreanalyticsPreanalyticsAutomates most labor intensive front-end processesConfiguration includes Input Output Module, Centrifuge Module, Decapper Module, and the ability for off-line archiving

ACCELERATOR: ARCHITECT Workcells

ARCHITECT ARCHITECT WorkcellsWorkcellsAdds immunochemistry instrumentationConfiguration includes Input Output Module, Centrifuge Module, Decapper Module, ARCHITECT instrumentation (2 Clinical Chemistry, 2 Immunoassay), and the ability for off-line archiving


ACCELERATOR: Configurable Workcells

Configurable Configurable WorkcellsWorkcellsLayout designed to meet specific customer needsMay be designed with or without postanalytical capabilities Configuration may include Input Output Module, Centrifuge Module (2 or less), Decapper Module, analytical instrumentation (8 or less), Resealer Module, Storage and Retrieval Module, and 90° Angle Track Sections (2 or less)

System OverviewIOM starts every process

Samples on APS move counterclockwise

Modules placed in the order of sample processing

Input Output ModuleSingle Point of Interaction

Maximizes efficiency

Loading / Unloading

Routines and STATs

Sorting

Archiving / Mapping

Exception Management

Decreases required space

Up to 300 – 600* Tubes / Hour

Increases throughput

720 Tube Capacity

Maximizes efficiency 1. Diverter Lane 2. Routine Lanes (15)

3. Priority Input Lanes (2) 4. Exception Lanes (3)

1. User Interface 2. IOM Table

3. System CPU 4. Indicator Lights

5. IOM Robot

3

2

1

4 5

32

1

4

* Theoretical system throughput. Up to 600 tubes/hour with storage and retrieval unit on-line

Tube Identification – RFID (Radio Frequency Identification)

State-of-the-Art Technology

Eliminates the Need for MultipleBar-code Readers

Improves reliability

Tracking of All Specimens to TakeReal-time Action

Ensures reduced TAT

1. Bar-code Reader 2. Tube Identification Sensor

3. Tube Height Sensor 4. RFID Tag

32

1

4


Connects APS Components and Analytics

Minimal Moving Parts / Motors

Improves reliability

Varying Segment Lengths

Provides flexibility


Accommodates 90° Angle Track

Provides flexibility


Sample Transport Module Storage and Retrieval ModuleOn-line Refrigerated Storage

Increases throughput

15,360 Tube Capacity


Automatic Tube Retrieval


Repeat, Reflex, and Add-on Testing

Ensures consistent TAT

Repeat, Reflex, and Add-on Testing

Automatic Disposal


Enhances operator safety

1. Storage Table 2. Storage Robot

3. Disposal Chute 4. Refrigerated Storage

5. Cooler Unit 6. Electrical Box

7. Motor Cover

321

45

6

7

Instrument Interface TypesPoint in Space - Direct from Track (DTS)

Adheres to CLSI (NCCLS) StandardAbility of clinical instrument to sample from a tube that is on or near the main track section.

ExamplesARCHITECT i2000, OCD Fusion 5,1, Bayer Centaur

Point in Space – DTS from SpurAdheres to CLSI (NCCLS) Standard

Modified track extension that presents a tube to the aspiration point of the instrument where direct track sampling is not possible.

ExamplesARCHITECT c8000 & i2000SR, DiaSorin Liaison

Robotic Automation Interface (RAI)Definition

Interface module for removing a tube from the track line and placing it into an instrument rack.

ExamplesRoche Modular, Olympus Chemistry, Hematology

Sampling Point

Sampling Point

Sampling Point

Automation consists of …Automation Automation consistsconsists of of ……

SampleSampleManagementManagement

Data Data ManagementManagement

AnalysisAnalysisManagementManagement


• Primary tube: individual tube transportation using pucks(no racks)

• Reduces need of aliquots

PuckPuckTwoTwo lanelane tracktrack

Sample ManagementSample ManagementSample Management

• Sample is delivered directly to appropriate analyzerwithout blocking flow of other tubes


• Tubes are always outside the analyzer:• are immediately available for further tests• can always be tracked


Diluting Reruns Add-onsReflex Tests

Sample Manager

Sample ManagementSample Management


BarcodeBarcode illegibleillegible oror missingmissingNo No requestrequestDuplicateDuplicate specimenspecimen

RouteRoute totoSpecificSpecific traytray

oror gategate: : SIQSIQ((ssamplesamples iin n qquestionuestion) )


Critical samples


• easy sample access• well documented in archive• easy and safe disposal• no limitation > 100,000 tubes

• easy sample access• well documented in archive• easy and safe disposal• no limitation > 100,000 tubes

Archiving


Track

• STAT analysis in <30 min.• Single tube transportation & fast lane• Constant access to tubes

• STAT analysis in <30 min.• Single tube transportation & fast lane• Constant access to tubes

TwoTwo lanelane tracktrack

SlowSlow tracktrack FastFast tracktrack

Track



Flexible Flexible configurationconfiguration: No. : No. ofof puckspucks in in queuequeue


Track Individual Individual samplesample transporttransport


Track

UniversalRobot

InterfaceInstrument

Robot

Racks Point In SpaceInterfaces

ADVIA Clinical Chemistry

Point in Space (direct from tube)

Barcode ID read at Divert Gate

Barcode ID re-sent from Interface Gate and checked

System directly loadable at all times

ADVIA LabCellAutomation SolutionsADVIA WorkCell™ CDX


ADVIA® Automation

Tube Tube reductionreduction

AliquotAliquot reductionreduction

FasterFaster & & consistentconsistent TATTAT

AutomatedAutomated RerunRerun / Reflex / / Reflex / AddAdd--onsons

ExceptionException ManagementManagement

TrueTrue STAT STAT capabilitycapability

Sample ManagerSample Manager

Track ( SIQ )Track ( SIQ )

Directly on single analyzersDirectly on single analyzers

No No carryovercarryover

SortingSorting and and ArchivingArchiving

Total specimen Total specimen traceabilitytraceability

ADVIA® Automation

SeamlessSeamless BackBack--upup capabilitiescapabilities

RobustRobust ArchitectureArchitecture

AnalyzersAnalyzers independentindependent fromfrom tracktrack

ADVIA® Automation StreamLAB® - Lab Automation

Pre-

analytics Post-

analytics

Analytics

Automation Level

50 % 30 % 20 %

StreamLAB®

The Key to multidisciplinary

Automation

StreamLAB®

The Key to multidisciplinary

Automation


Throghput of 300 tubes/hour

Noncentrifuged/uncappedtubes

Different tube types in an intermixed mode (diameter 13-16mm, hight 75-100mm)

12 racks with 48 positions each

Two STAT racks with 12 pos.

Immediate output of “problem tubes”

EASY HANDLING, LONG WALKAWAY TIME

StreamLAB® - 1. Rack loading

Single sample transportation

Barcode scan – LIS

Sample position and statusalways available (RFIC* Radio

Frequency Identification Chip)

Autom. distribution to theanalytical systems

Optimal route for each individual sample

StreamLAB® - 2. Sample Transportation

Takes into consideration - Requested methods - Instrument inventory status- QC- & calibration data- Instrument utilization

Optimization of instrument utilization

Constant TAT

Optimal route for each individual sample(Dimension®)

StreamLAB® - 2. Sample Transportation

Automatic maintenance-free centrifugation

Centrifuge optional

Hettich Rotanta

Defineable centrifugationparameters (time, temparature, start)

„Auto Balancing“

Up to 300 tubes/hour

Capacity per cycle: 80 tubes

No queues

STAT mode

StreamLAB® - 3. Centrifuge


NO INFECTION RISK AT TUBE DECAPPING

Supporting all common tube types

Minimized infection risk

Intermixed mode on closed and opened tubes

Up to 300 tubes/hour

Continuous process - avoidingqueues

Faster than manual decapping

StreamLAB® - 4. Decapper

SHORT TAT OF PRIMARY TUBE

Autom. dispense of sample volume(200 – 550 µl)

„buffer“ for repeat & reflex testing

Primary tube immediately released & transported to I/O or next system

Intermixd processing of aliquots and Primary tubes

StreamLAB® - 5. Aliquot Dispensing

SORTING TO SUBSEQUENT WORKSTATIONS/ARCHIVE

Sorting of tubes to subsequentworkstations(secondary analytics, not time critical)

Sequential sample flow withoutTAT delay

Outputsorting of tubes intoarchiving racks

Output racks user defineable

StreamLAB® - 6. Sample Sorting

Automated postanalytics

StreamLAB® - Configurations

Automated resealing of tubes with metal foilHeat sealing for plastic tubesLeft site from I-/O module or at the right end of the transportation track3 user defineable modi:

„Automatic Seal“ – tube sealingbefore output into archive racks„Seal Now“ – time of tube sealingcompetely defineably (eg. at theend of the working shift)„Seal Only“ – for tubes withoutrequests to SL connected systems


Sikeresen automatizált rendszer jellemzői

Egyedi minta transzport a rendszeren belül Különböző primer csövek használatát támogatjaSTAT minták használhatók az egész rendszerbenNyitott a CC, IA, koaguláció és hematológia számáraNagy teljesítményű centrifugaFőleg a preanalitikában nyilvánvaló a folyamatszabályzásFolyamat optimalizálás az ismétlések és pótkérések eseténTAT csökkentés rutin és STAT mintáknálTiszta strukturák a laboratórium fő működési területeinHumán erőforrás csökkenésBeteg mintavétel csökkenés (aliquotok száma csökken)Jobb minta managementMegfelelő archiváló koncepció

KKööszszöönnööm a figyelmetm a figyelmet

laboratórium ma: helyzetfelmérés

Documents