1 Analytická a perianalytická automatizace a robotizace - perianalytika Miroslava Beňovská 2 Laboratorní proces ¡ ¡Preanalytická fáze - příprava vzorku ¡ k analýze ¡ ¡Analytická fáze - stanovení jednotlivých ¡ parametrů ¡ ¡Postanalytická fáze – uskladnění vzorků, ¡ interpretace výsledků 3 Automatizace perianalytických kroků ¡ Nahrazuje manipulaci s biologickými vzorky předcházející ¡analýze a jejich uložení po analýze ¡ ¡Jedná se o robotizaci následujících operací ¡Preanalytická část: načtení jednoznačně identifikovaného ¡ materiálu, centrifugace, odzátkování, rozpipetování ¡ vzorku na potřebné díly, označení alikvotů vygene- ¡ rovaným čárovým kódem, zátkování, roztřídění ¡ ¡ ¡ 4 Automatizace perianalytických kroků ¡ Nahrazuje manipulaci s biologickými vzorky předcházející ¡analýze a jejich uložení po analýze ¡ ¡Jedná se o robotizaci následujících operací ¡Preanalytická část: načtení jednoznačně identifikovaného ¡ materiálu, centrifugace, odzátkování, rozpipetování ¡ vzorku na potřebné díly, označení alikvotů vygene- ¡ rovaným čárovým kódem, zátkování, roztřídění ¡ ¡Postanalytická část: archivace a skladování vzorků, jejich ¡ likvidace v naprogramovanou dobu, vytřídění a ¡ návrat vzorků k provedení doordinovaných vyšetření ¡ 5 Automatická centrifugace – nejobtížnější prvek preanalytické automatizace ¡Z plné krve vzniká: ¡ ¡Sérum - vysrážením krevního koláče ¡ ¡Plasma - odstraněním erytrocytů, leukocytů, trombocytů; ¡ na rozdíl od séra obsahuje fibrinogen a další srážecí faktory 6 preanal_video_2 002 Separační gel - specifická hustota mezi krevními elementy a sérem nebo plazmou - po centrifugaci přepážka mezi nimi – oddělení - zabrání průniku látek z krevních elementů (např. draslíku) do séra nebo plasmy - odstraňuje nutnost sérum nebo plazmu po centrifugaci přenést do jiné zkumavky Plasma EDTA Plasma heparinát Sérum ATL (Spenser) mimolaboratorní preanalytika ¡Dle požadovaných vyšetření připraví ¡ příslušné odběrové zkumavky ¡ ¡Polepí je čarovými kódy ¡ ¡Vhodná do centrálních odběrových místností 7 ATL (Spenser) mimolaboratorní preanalytika 8 Transport odebraných vzorků s Tempus 600, Sarstedt ¡Transport po jednotlivých zkumavkách úzkou trubicí ¡ ¡Jednoduchá instalace - podhledy nebo mezi pavilony pomocí mostků ¡ ¡Posun s využitím tlakového vzduchu o předem nastavené konstantní teplotě ¡ ¡Vhodné pro urgentní vzorky (i jako dílčí řešení) 9 Transport odebraných vzorků s Tempus 600, Sarstedt ¡Tempus 600 Vita, 810 vzorků/hod ¡https://youtu.be/HvmQmECX6p0 ¡ ¡ ¡Tempus 600 Quantit, 25 zkumavek do zásuvky současně ¡https://youtu.be/BGCWe5QzhBY ¡ 10 11 ¡ Základní části: ¡Vstup – místo pro vkládání zkumavek ¡Dopravníkový systém - transport zkumavek mezi jednotlivými funkčními jednotkami ¡Laserová čtečka k identifikaci vzorku načtením čárového kódu ¡Robotizovaná centrifuga ¡Odzátkovací zařízení ¡Tisk a nalepení štítků s čárovým kódem ¡Zařízení pro roztřídění primárních zkumavek a aliquotů pro cílové analyzátory ¡Chlazený sklad pro uložení vzorků – automaticky posílá vzorky pro analýzu doordinovaných testů, po uplynutí skladovací doby vyhodí vzorky Perianalytické systémy 12 Složení perianalytického systému ¡Vstupní modul ¡Robotizovaná centrifuga ¡Odzátkovací zařízení ¡Alikvotační modul ¡Modul generující a lepící čárové kódy ¡Zátkovací modul ¡Třídící modul ¡Skladovací zařízení 13 Typy laboratorní perianalytické automatizace ¡Celková ¡Perianalytická zařízení spojená transportní dráhou přímo s analyzátory ( „On-line“) ¡ a) kruhové uspořádání ¡ b) moduly uspořádané stavebnicově za ¡ sebou ¡ ¡Diskrétní ¡Samostatně stojící pracovní stanice ¡Roznášení vzorků k analýze do samostatně stojících přístrojů Typy perianalytických systémů na trhu TCAutomation Laboratory Automation Solutions accelerator_05 powerpic MPA STD B in colour MPA, Roche Diagnostic /siemens/en_INTDIAG/gg_diag_FBAs/images/product_images/ADVIA/ADVIA_LabCell/advia_labcell_overview_h 6.jpg ADVIA LabCell, Siemens Power Processor, Beckman Coulter TCAutomation, Thermo Electron Corporation (Ortho) ACCELERATOR, Abbott Samostatně stojící preanalytické stanice 15 OLA 2500 (Beckman) DSC1 AutoMate 800, Beckman ¡Plynulé vkládání vzorků včetně pediatrických v adaptéru 13x75 ¡Centrifugace ¡Stanovení objemu před odvíčkováním a rozdělením na alikvoty ¡Možnost třídění přímo do stojánků pro jednotlivé analyzátory 17 https://3s.com.my/imgs/products/dnt/automation/img-AutoMate800.png 18 Preanalytický systém cobas p 312 - „Kolibřík“, Roche ¡Malý, výkonný preanalytický systém (1mx1m) ¡Velmi vhodný pro menší laboratoře, pro provozy s nedostatkem místa ¡Zpracování 100 až 2000 vzorků za den ¡Provede odzátkování, třídění a archivaci vzorků z různých oborů ¡ (klinická chemie, imunologie, ¡ hematologie, koagulace a močová ¡ analýza) ANd9GcR6eDXGIi1OmOX7JvGGlFCk7IrYMdsR24yuUp9ib_PA7qt7_giL cobas p 612, Roche cobas-p-612-with-p-471-and-BLM-800 •Bez alikvotačního modulu se nazývá p512 •Až1400 vzorků/hod •Na obrázku spojený s centrifugou cobas p471 •Umožňuje nasypání vzorků (bulk loading) ¡Celková automatizace ¡– systémy online spojené s analyzátory 20 CCM, Roche (cobas conection moduls) – spojený s cobas p612 může být online připojen s analyzátorem např.s cobas p 602 nebo cobas 8000 Výsledek obrázku pro ccm roche picture 22 Výsledek obrázku pro photo bulk loader ccm roche Bulk loader CCM – možnost nasypání zkumavek (v tomto případě napojený přímo na potrubní poštu) Power Processor (Beckman Coulter) spojený s analyzátory (St. Dominic-Jackson Memorial Hospital, Jackson, Mississippi) Aptio Automation, Siemens 24 http://www.emedico.co.kr/news/photo/201209/15045_8174_2126.jpg Aptio Automation, Siemens ¡Dopravníkový systém včetně centrifugy ¡Třídění – 800 vzorků/hod. ¡Vzorky stačí nasypat do systému ¡Centrifuga – 300 vzorků/hod. ¡Možnost připojení biochemických i imunochemických analyzátorů Advia, immulite, Dimension, hematologické analyzátory včetně koagulometrů ¡Víčkování pomocí fólie ¡ ¡ 25 Accelerator a 3600, Abbott Accelerator_a3600_450x240.jpg •Celková laboratorní automatizace •Možnost napojení analyzátorů jiných výrobců 27 Preanalytický systém cobas 8100, Roche 28 Preanalytický systém cobas 8100, Roche ¡Novinka ¡RFID nosič – 3D transport ¡Input station – identifikace, centrifugace, kontrolní modul, odzátkování ¡Aliquot station – příprava alikvotů, roztřídění, archivace nebo odeslání na analýzu ¡Output station – mezisklad na 1000 vzorků (z něj pouze softwarově posílány vzorky na provedení doordinovaných vyšetření; automaticky posílá vzorky na dokončení pokud to analyzátor již umožňuje), třídění, zátkování ¡ ¡ Sample Check modul C:\Users\27232\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.132\IMG_3615.JPG •Kontrola objemu vzorku •Zjištění přítomnosti interference, rozdělení do skupin 30 Chlazený sklad p 501/p701 (k MPA), Roche 31 Chlazený sklad p 501/p701 (k MPA), Roche ¡Ukládá 400 zkumavek/hod. ¡Automaticky zátkuje a odzátkovává ¡Likviduje vzorky po uplynutí expirace ¡Kapacita 13500 zkumavek modul p501 ¡Kapacita 27000 zkumavek modul p701 ¡ ¡ Trend pro středně velké laboratoře ¡Pracovní stanice spojující některé funkce preanalytiky, klinickou a imunochemickou analýzu 32 33 Korus Automatický systém KORUS (dodává Medesa) ¡Umožňuje konsolidaci biochemických a imunochemických metod ¡Vhodný pro střední laboratoře s výkonem od 200 000 do 1 000 000 testů za rok ¡K dispozici více jak ¡ 100 metod pro vyšetření ¡ z jednoho vzorku ¡Systém se skládá z ¡ biochem. a imunochem. ¡ části, z dopravníku a ¡ modulu pro vklad vzorku 34 Automatický systém KORUS ¡Biochemická část systému zabezpečena přístrojem KONELAB PRIME 60 (Thermo Scientific) - 600 testů/hod, 45 pozic na reagencie) ¡Imunochemická část systému zabezpečena přístrojem AIA-2000 (Tosoh Bioscience ) - 200 testů/hod, 48 metod) ¡Automatický dopravník má průchodnost až 300 zkumavek za hodinu ¡Vstup vzorku - modul zajišťuje distribuci vzorků po automatické lince a automatické třídění vzorků po dokončení analýz ¡ (ES Flex) ¡Odvíčkovač zajišťuje ¡ odstranění víček Vstup%20vzorku 35 Power Link, Beckman AU680 Power Link UniCel DxI 600 or 800 Včetně odzátkování 36 Power Express, Beckman ¡Složeno z AU5800 a UniCel DxI 800 immunoanalyzátor ¡RFID technologie ¡Konsolidace chemie, klinický ¡ informační systém a hematologie ¡Možnost integrace s chlazeným skladem (skladování a likvidace vzorků) ¡ VersaCell X3, Siemens – novinka ¡Automatický třídič ¡ ¡200 vzorků/hod ¡ ¡Spojený s centrálním Data managerem ¡ ¡Možnost připojení až tří přístrojů (biochemické i imunochemické analyzátory) 37 http://www.healthcare.siemens.com/siemens_hwem-hwem_ssxa_websites-context-root/wcm/idc/groups/publi c/@global/@lab/@corelab/documents/image/mdax/nziy/~edisp/versacell_x3_solutions_teaser-00857742/~re nditions/versacell_x3_solutions_teaser-00857742~10.jpg VersaCell X3 - ve spojení s analyzátory Siemens 38 Image result for versacell x3 39 Řešení preanalytické fáze – pouze software ¡Automatický tisk alikvotačních štítků, ¡případně sledování vzorku, skladování - ¡manuální rozpipetování vzorků a další ¡operace ¡ ¡Infolab (LIS), MP Program ¡PSM, Roche ¡iPAW, Beckman ¡ ¡ Celková laboratorní automatizace - TLA charakteristika /dodavatel systém výrobce uspořádání transport typy zkumavek identifikace vzorku maximální počet centrifug odzátkování zátkování alikvotace spojení s analyzátorem chlazený sklad Celková laboratorní automatizace - TLA charakteristika /dodavatel Beckman Roche Ortho, Biovendor systém Power Processor Modular Preanalytics TCAutomation výrobce IDS (Japonsko) Hitachi (Japonsko) Thermo (Finsko) uspořádání kruhové lineární kruhové transport nosič pro jeden vzorek stojánek pro pět vzorků nosič pro jeden vzorek typy zkumavek 13x75,13x100 16x100,13x100, 16x75,13x75 13x75,16x100 identifikace vzorku čárový kód čárový kód RFID maximální počet centrifug bez omezení 2 4 odzátkování ano ano ano zátkování ano ano ne alikvotace ano ano ano spojení s analyzátorem přímé + robotické rameno přímé přímé + robotické rameno chlazený sklad ano ano (od 6/2009) ano (novinka, v Evropě od r.2010) Celková laboratorní automatizace - TLA charakteristika /dodavatel Siemens Abbott systém AdviaLabCell StreamLab Accelerator APS výrobce ATS (Kanada) Inpeco (Itálie) Inpeco (Itálie) uspořádání kruhové kruhové kruhové transport nosič pro jeden vzorek nosič pro jeden vzorek nosič pro jeden vzorek typy zkumavek 16x100,13x100, 16x75,13x75 16x100,13x100, 16x75,13x75 16x100,13x10, 16x75,13x75 identifikace vzorku RFID RFID RFID maximální počet centrifug 2 1 2 odzátkování ano ano ano zátkování ne ano ano alikvotace ne ne ne spojení s analyzátorem přímé přímé+robotické rameno přímé chlazený sklad ne ne ano 43 Postup při automatizaci perianalytické fáze ¡ ¡Rozhodnutí automatizovat - důvody (stereotyp, ¡ chybovost) ¡Podrobná specifikace požadavků ¡Provedení analýzy laboratorních procesů (workflow analýza) ¡Detailní seznámení s perianalytickými systémy na ¡ trhu ¡Prověření dalších aspektů robotizace – IT, prostory, finanční možnosti ¡Volba systému - současná instalace perianalytického systému i nových analyzátorů (ano – ne) ¡Příprava projektu, implementace vybraného systému, vyhodnocení ¡ 44 Workflow analýza ¡(Předchází výběru preanalytického systému) ¡ ¡Kvantitativní rozbor provozu laboratoře dle počtu zpracovaných vzorků, počtu stanovení, podílu rutinních a statimových vyšetření, počtu vzorků pro jednotlivé analyzátory ¡ ¡Časová analýza provozu laboratoře dle distribuce vzorků v laboratoři, počtu stanovení ¡ ¡ Počet požadavků (včetně výpočtů a pomocných metod) Časové rozložení přicházejících vzorků 28.6.2004 47 Vyhledání slabých míst jednotlivých procesů a zavedení organizačních změn ¡ ¡Metodika: ¡Rozbor dat z workflow analýzy ¡ ¡ ¡ ¡Změny: ¡Realizace provozních změn ¡ (neautomatizovat špatný proces) ¡ ¡ př. Zvýšení počtu elektronických požadavků, ¡ zavedení průběžného tisku nepatologických ¡ nálezů ¡ 48 Ukázka komplexního řešení výkonnostní kompatibility perianalytického a analytického systému – volba systému ¡Cíl: Vyvážený preanalytický a analytický systém ¡ Průchodnost modulů odpovídá denním maximům ¡ Rezerva ¡ ¡Metodika: ¡ Rozbor dat z workflow analýzy ¡ ¡Vztah: ¡ Perianalytika Analýza ¡vzorky/hod. – nejslabší čl. vzorky/hod. ¡počet alikvotů testy/hod. ¡počet cílů TATS do 1 hod. ¡kapacita třídící plochy TATR do 2 hod. ¡ ¡ _17 ACU Cíl Účel Popis 1 HIT917/Modular Service Podnos 1, Segment 1 2 AAS Podnos 1, Segment 2 3 OSMOL (osmometr) Podnos 1, Segment 2 4 SPEC (Speciální úsek) Podnos 1, Segment 2 5 ARCH (Architect) Podnos 2, Segment 3 6 IMMUL (Immulite) Podnos 2, Segment 3 7 T-MARK (tumorové markery) Podnos 2, Segment 3 8 IMUNO (Imunochemický úsek) Podnos 2, Segment 3 9 ELEC (Elecsys) Podnos 2, Segment 3 10 COBAS (Cobas Mira) Podnos 2, Segment 4 11 VNE (elektroforéza) Podnos 2, Segment 4 12 PROT (Úsek proteiny) Podnos 2, Segment 4 13 IMMAGE Podnos 2, Segment 4 14 Archív zkumavky 13 a 16 mm Podnos 3, Segment 5 Naprogramování systému, cíle pro třídící modul 50 Optimalizace provozu navazující na instalaci perianalytického systému ¡Posílení analytického systému? ¡ ¡Přesunutí některých vyšetření z externích cílů na nově vzniklý integrovaný systém ( v případě on-line systému) ¡ ¡Přerozdělení personálu ¡ ¡Dílčí úpravy v souvislosti s pracovním prostředím Vyhodnocení provozu po instalaci perianalytického systému Pozn.: Průměrná časová odezva (Turn around time – TAT): doba od příchodu vzorku do laboratoře po vydání výsledku 52 Výhody perianalytických systémů: ¡ ¡Zkrácení TAT ¡Úspora personálu ¡Odstranění možnosti potenciální záměny materiálu ¡Omezení styku s biologickým materiálem ¡Zachycení sraženiny v séru před analýzou ¡Representativní laboratoř Aptio Automation, Siemens ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ https://www.siemens-healthineers.com/cz/laboratory-automation/systems/aptio-automation