Automatizace laboratorního provozu, konsolidace a integrace
                                    Miroslava Beňovská


Automatické biochemické analyzátory
ndo praxe v 70. letech minulého století
n
nprvky mechanizace - pístové pipety a dávkovače
n
nbez zásahu obsluhy - jednotlivé kroky analýzy dle naprogramovaného algoritmu
n
ntransport vzorku, pipetování, dávkování reagencií, promíchání, inkubace, měření změn absorbance,
výpočet koncentrace, zobrazení a tisk výsledku, případně jeho přenesení do LIS

Automatické (biochemické) analyzátory
n   Princip  –   1. fotometrie, (imuno)turbidimetrie
n                   2. potenciometrie (ISE)
n                   3. chemiluminiscence, fluorrescence
n                   (<konc.)
n
n

1. Princip analyzátoru - fotometr
sejmout0002
Obr.1  Optická dráha fotometru modulu c501 systému Cobas 6000, Roche
A Lampa fotometru               F Štěrbina (vstupní)                            K Štěrbina
B Vodní plášť                       G Reakční lázeň                                  L Fotometr
C Filtr k eliminaci IČ              H Reakční kyveta s obsahem                M Mřížka
D Maska                              I Štěrbina (výstupní)                            N Detektor
E Čočky kondenzoru             J Zobrazovací čočka                                 diod. pole

Zdroj světelného záření-monochromátor- absorpční prostředí-detektor
Princip Hitachi


Princip analyzátoru - fotometr
n
nZdroj světelného záření-monochromátor- absorpční prostředí-detektor
nzdroj - halogenová lampa  nebo  xenonová výbojka
nSvětelný  paprsek  spojitého  spektra  je  po průchodu  absorpčním  prostředím (kyvetou) rozložen
monochromátorem (optická mřížka)
npaprsky s definovanou vlnovou délkou (monochromatické záření)
ndetektor - diodové pole (diode array)
nzměny absorbance zaznamenány
n
n

Podle konstrukce
kontinuální
Technicon
diskrétní
LX20, Hitachi, Olympus
Podle způsobu zpracování vzorků
po metodách
Epos, Centrifichem (pouze jedna metoda, pak výměna reagencií)
po vzorcích pacientů
Random access
Podle provozu
selektivní
Výběr metod pro jednotlivé vzorky
neselektivní
Podle vazby na reagencie
uzavřené
otevřené
Podle výkonu
velkokapacitní
nízkokapacitní
    Rozdělení  analyzátorů

Kontinuální analyzátory
nProcesy kontinuálně v hadičkovém systému
nOddělení vzorku a reagencií bublinami
nV místě rozšíření hadičky smíchání a start reakce
nTemperace dalšího úseku hadiček
nMěření v průtokové kyvetě
nPouze po metodách (ne další vývoj)

Diskrétní
automatické analyzátory
nNapodobení jednotlivých kroků manuální analýzy
nMezitím krátké zastavení
nPrvní typy – po metodách
nV současnosti – diskrétní selektivní  „random access“ analyzátory – výběr z řady metod
n
n

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nTransportní systém
ndopravuje vzorky ze vstupu analyzátoru do pracovního prostoru a na výstup z analyzátoru (nově i
pohyb na magnetickém polštáři)
nposun stojánků se vzorky lineárním nebo otáčivým pohybem
nVzorky umístěny ve stojanu, RFID nosiči, vyjimečně v kruhu
nna vstupu laserová čtečka čarových kódů
n
nPipetor vzorků
nzajišťuje pipetování vzorku do kyvety, je  z inertního materiálu
npři kontaktu se vzorkem hladinový senzor zastaví pohyb pipetoru, nasátí vzorku těsně pod hladinou
n    pipetovací objemy 2-20 ul
ndetekce sraženiny
n      V případě přiucpání se zvýší podtlak - systém detekuje chybu pipetování
nZabránění  kontaminaci (cary over) –
n      omytí pipetovací jehly zevně i vnitřně
n      pipetovací špičky
n

Video_zkouška_2 016



Video_zkouška_2 019



Liverpool_04 136



Hlavní součásti automatického analyzátoru
nDávkovače reagencií
npracují na stejném principu včetně hladinových senzorů a mycí stanice k zabránění vzájemné
kontaminace reagencií.
nobjemy např. 20-100 µl (reakční kyveta)
nPřesné odměřování objemu vzorku a dávkování reagencií zajišťují pístové dávkovače, s koncovými
pipetory jsou spojeny hadičkami naplněnými vodou
nReakční kyvety
nobjem (asi100 µl)
njednorázové
n    opakovaně používané po automatickém vymytí
npropustnost materiálu pro UV záření (340 nm)
n    syntetické materiály, křemenné sklo
n

Video_zkouška_2 012



Hlavní součásti automatického analyzátoru
nInkubační lázeň
numístěny reakční kyvety
n37 °C s přesností ± 0,1 °C (enzymy)
nteplotní prostředí zajišťuje cirkulující voda, olej nebo vzduch
n
nZdroj světelného záření-monochromátor- absorpční prostředí-detektor
nzdroj - halogenová lampa nebo xenonová výbojka
nsvětelný paprsek spojitého spektra je po průchodu absorpčním prostředím (kyvetou) rozložen
monochromátorem (optická mřížka)
npaprsky s definovanou vlnovou délkou (monochromatické záření)
ndetektor - diodové pole (diode array)
nzměny absorbance zaznamenány

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nReagencie
nKazeta s dvěmi reagenciemi či dvě jednotlivé reagencie na jednu metodu
ntekuté (ready to use)
nchlazené (stabilita)
noznačeny čarovým kódem - nezáleží na pozici v kruhu
notáčení reag. kruhu před pipetováním
nMíchadlo
nzajišťuje promíchání reakční směsi v kyvetě
n     rotačním pohybem lopatky míchadla,
n     ultrazvuk, pohyby kyvety, probubláním vzduchovými bublinami aj.
nMycí stanice
npo měření odsává reakční směs, myje  a suší kyvety




Hlavní součásti automatického analyzátoru
nParametry-definice metod
nzpůsob měření-end point&kinetika
nvlnové délky
nobjem pipetovaného vzorku a dávkovaných reagencií
nměřící body - měření vzestupu nebo poklesu absorbance
nhodnoty pro opakování analýzy s větším nebo menším objemem
n
nZobrazení a přenos výsledků
nvýsledky v databasi na obrazovce
ntištěny na tiskárně analyzátoru
npřenášeny do LIS a NIS do dokumentace pacienta

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nPrůběh reakce
nZměny absorbance reakční směsi v kyvetě průběžně monitorovány a graficky zaznamenány (enzymy)
n
nChybová hlášení, autodiagnostika
nVšechny činnosti analyzátoru naprogramované v  řídícím PC
npohyb pohyblivých součástí zajišťují krokové motory
nfunkce pohyblivých součástí - monitorována pomocí speciálních čidel -kontrola koncové polohy i
času dosažení
npři nedodržení se analyzátor zastaví s  chybovým hlášením

Hlavní součásti automatického analyzátoru
nInterní kontrola kvality
nsprávnost kontrolována pravidelně
nkontrolní vzorky s deklarovanou hodnotou
nkontroly na dvou hladinách
nvyhovující výsledky ±2 SD
nGrafické zobrazení - Yodenova grafu pro aktuální výsledky
n                                   Levey-Jenningově graf
nWestgardova pravidla
n
nValidace výsledků (nálezů)
ntisíce analýz - nejprve tzv. elektronická validace
nvýsledky v referenčním rozmezí bez chybových hlášení a delta checku -  vydány automaticky
nostatní nálezy  k validaci supervizorovi – posouzení souladu s ostatními testy, předchozí
vyšetření, diagnózou
npři  pochybnostech o správnosti - opakované stanovení

Levey-Jenningův graf



Zavedení automatických analyzátorů do klinické laboratorní praxe umožnilo:
nZvládnout enormní nárůst požadavků
nzkrátit časovou odezvu (TAT) - statim desítky minut, vysoce speciální metody hodiny
nZajistit vyhovující přesnost a správnost analýz
nZavedení mikrometod - snížení spotřeby reagencií (náklady, životní prostředí)
nSnížení potřeby biologického materiálu
nZvýšení hygienického standardu
nElektronické zpracování získaných dat

Globální rozložení diagnostického průmyslu
F:\Cina\20151014_042745.jpg


Integrace
nSpojení  přístrojů (modulů) pracujících na různém principu
nNejčasteji přístroje (moduly) na klinickou chemii a imunochemii
nSpojení analytické a preanalytické techniky

Video_zkouška_2 009
Modular PPE, Roche





Cobas 6000 , Roche
7dcdaddc-c3d9-449c-91fa-37cf6d7ff6a4


Cobas 6000 , Roche
nModul c 501
Absorpční fotometrie: Enzymy, substráty
n    Turbidimetrie: Specifické proteiny, DAT
ISE modul
Výkon až 1170 testů/hodinu
n    Stojánkový systém
n    Identifikace vzorku BC
Detektor sraženiny
n    Automatické vkládání a vykládání reagencií
n    Možnost instalace metody jiné firmy
nModul e 601-Elektrochemiluminiscence
a) detekce sraženiny a pěny
b) jednorázové špičky eliminující přenos
c) pravidelné promíchávání paramagnetických mikročástic
nReagencie kazetové
n

Cobas 6000 – Efektivní způsob distribuce stojánků



cobas® 8000 modular analyzer series with cobas c 701 module, cobas c 502 module and cobas e 602
module envisioned to provide serum work area solutions for large workload laboratories
Cobas 8000, Roche

Cobas pro
nNa trhu od konce roku 2018
nSložení: ISE, c503 (1000 testů/hod), e801
nC503 – 60 reagenčních pozic
n            - stabilita kazet 6 měsíců na palubě
n            - některé údržbové kroky na pozadí
n            - ultrazvukové mytí vzorkového
n              pipetoru
n            - menší pipetovací objemy
n            - pouze úprava kalib. křiv.
n
n
Související obrázek

Robotické vkládání reagencií do cobas pro
robot Kenji na kongresu Euromedlab 2019
\\fnbrno.cz\tree\home\27232\My Pictures\C8000\Kenji.png

Cobas 8000, Roche
nKombinace klinických a imunochemických testů
n
nMultimodularita
n
nKlinický modul – 2000 testů/hod.
n
nDynamika pohybu vzorků
n
nSoftware detailně plní akreditační požadavky

Zásobník vzorků - Sample Buffer



    Kazetové reagencie - modul c 70x a c50x



cobas c 701
Cobas 8000, Roche – modul c 701


• Automatické   vkládání  a
   odstraňování reagencií za
   chodu
 •Automatické odzátkování
   reagencií
Cobas 8000, Roche – modul c 702
http://i.ytimg.com/vi/lJaTt_S7zW8/maxresdefault.jpg

2760-3594
Cobas 4000, Roche
Cobas e 311 - klinická chemie
Cobas c 411 – imunochemie
300 testů/hod – pro malé laboratoře
45 reagenčních pozic

/siemens/en_GLOBAL/gg_diag_FBAs/images/product_images/ADVIA/ADVIA_2400/ADVIA_2400_h5.jpg
ADVIA® 2400 , Siemens


ADVIA® 2400, Siemens
n2400 tests/hod
n Fotometrie, turbidimetrie, ISE
nUniverzální pětipoziční stojánek
nReflex Testing  - provádět testy na základě výsledků
nDetekce sraženiny
nSérové indexy
nPředředění vzorků 1:5
nObjem reagencií 80-120 µL / test
nKapacita  na palubě 20,000 testů
nPlastové kyvety
n14 vlnových délek

Propojení  2x Advia 1600 a Advia Centaur - Siemens



Dimension_RxL_Max_wModule_Transparent_large
Dimension RxL Max – Integrovaný System , Siemens
• Klinické a imunochem.
  testy – široké spektrum
  léků a drog
• 800 testů/hod
• Zatavené kyvety na
  jedno použití
• Reagencie bez přípravy
• Doplňování reagencií za
  chodu
• Minimální údržba
•

• Integrovaný systém - kombinuje princip fotometrie, turbidemetrie,
   nephelometrie, IMT  (integrované  multisenzorové  technologie)  a
   LOCI(moderní homogenní chemiluminiscence)
• Všechny testy v jednom systému
• 1500 testů/hod
• Možnost spojení dvou systému – 3000 testů/hod
Dimension Vista 1500  - Inteligentní Lab Systém, Siemens
2772-3606

Attelica, Siemens
n
\\fnbrno.cz\tree\home\27232\My Pictures\Atellica ic.png

Atellica, Siemens
n
n
n
nIntegrovaný systém pro imuno i klinickou chemii – nová řada Siemens, jméno Atellica pro všechny
analyzátory (hematologie, močová analýza)
n
nPosun vzorků (Sample Handler) pomocí patentované Atellica Magline™ - posun vzorků na magnetickém
polštáři
n
nKontroly a kalibrátory jsou chlazené na palubě, automaticky prováděné dle nastavení a mohou je
využívat všechny spojené analyzátory
n

Atellica, Siemens
n
nPři pipetování se vytvoří vnitřní alikvot s objemem dle požadovaných testů a vzorek hned pokračuje
dál k další analýze
n
nISE elektrody integrované – čip, který se mění za 2 týdny; roztoky vzůru dnem – stékají, netřeba
prime; diluent s hovězím albuminem – proteinová chyba konstantní
n
nKontroly a kalibrátory jsou chlazené na palubě, automaticky prováděné dle nastavení (např. po
vožení nové kazety) a mohou je využívat všechny spojené analyzátory
n
nPřipravuje se:  odzátkovač
n

Atellica, Siemens
n
n
n
n
nhttps://www.siemens-healthineers.com/cz/integrated-chemistry/systems/atellica-solution-analyzers
n

[USEMAP]
Aliniti, Abbott
•Integrovaný systém pro imuno (Aliniti i) i klinickou chemii (Aliniti c)
•
•Novinka firmy, dostává se na trh
•Až čtyři moduly v jedné sestavě
•Zabírá malou plochu
\\fnbrno.cz\tree\home\27232\My Pictures\Abbott-Alinity-ci-crop640.jpg

ARCHITECT c8000
ARCHITECT c8000, Abbott


ARCHITECT c8000
nOtevřený systém pro klinickou biochemii
nMožnost integrace s imunoanalytickým systémem Architect i2000 SR
nVýkon až 1 200 testů za hodinu
nDetekce kapalin a sraženin
nUniverzální stojánky pro 25 vzorků
nTeflonová piezoelektrická míchadla
nUnikátní technologie mytí vzorkové jehly – deklarován přenos vzorku do 0,1 ppm
nRozšířená linearita FlexRate pro fotometrii  - vlnové délky (od 340 do 804 nm)
nKyvety z křemenného skla
nIntegrovaný ISE Chip (ICT) pro Na, K, Cl
nSmart Wash - technologie pro 8krokové mytí kyvet a dávkovacích jehel
n

c16000_and_logo
• až 1800 klinických
   testů/hod
• 65 reagencií na
   palubě
• kombinace s imunochem.
   modulem i 2000 SR
Architect c 16000, Abbott

image010
Alcyon, Abbott
• Stolní analyzátor pro malé laboratoře
•
• 300 fotometrických and 450 ISE testů/ hod.
•
• První výsledek za 3 až 6 min.
•
• Integrovaný kyvetové  centrum
  pro automatické vkládání
  a vykládání kyvet
•

glb_bci_052453
AU5800, Beckman (vlastní Danaher)


AU5800, Beckman
nnový vysokokapacitní biochemický systém
nvýkon 2 000 fotometrických testů/hod na modul
naž čtyři moduly
nširoké spektrum testů včetně léků, drog křemenné kyvety

Biochemický analyzátor DxC 700 AU, Beckman (novinka)
nPro střední laboratoře – 800 fotom. a 400 ISE testů/hod
nKombinuje nejlepší charakteristiky analyzátorů řady DxC a AU
nŠiroké portfolio léků s EMIT 2000 technologií
C:\Users\27232\Documents\Magist.studium\DxC700AU.jpg

unicel_dxc_600
Biochemické analyzátory řady
UniCel® DxC, Beckman

Biochemické analyzátory řady
UniCel® DxC
npracuje samostatně či v napojení s dalšími analyzátory Beckman Coulter (linka)
nřízení SW REMISOL 2000 System Data management
nčástečně otevřený systém
nnevyžaduje denní údržbu, nemění se lampy
ndetekce a odstranění sraženiny, detekce a určení kvality séra
nUniCel® DxC 600 - 65 metod na palubě s výkonem 990 testů za hodinu

BS-300
Specifikace:
• výkon 300 fotometrických testů/hod.
              180 ISE testů/hod.
• 50 pozic na reagencie + 4 ISE (Na+,
   K+, Cl -, Li+ )
• 9 fixních vlnových délek: 340, 405,
  450, 510, 546, 578, 630, 670, 700 nm
• objem dávkovaného vzorku: 3 – 45 μl,
   krok po 0,5 μl
• reakční objem: 180 – 500 μl
• vzorkový kruh s 60-ti pozicemi
• jednorázové reakční kyvety a
  automatickým podavačem
BS-300, MINDRAY, Čína – dodává Medesa

CS-6400, Dirui
•Plně automatizovaný, random access
•1600testů/hod. každý modul, maximum 4 moduly a 1 ISE modul
•67 reagenčních pozic
•330 reakčních kyvet
n
C:\Users\27232\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet
Files\Content.Outlook\YXZ4HDAN\Scan2.JPG

Analyzátory řady Vitros, Ortho
nPracují   bez   kapalných   reagencií
nReakční  zónu  tvoří tzv. „slide“, na kterém  je
    zabudována  suchá reagenční  multivrstva na podložce z polystyrenu
nPrincip  -  reflexní   fotometrie   -  výpočet koncentrace využívá Williams – Clapperova vztahu
–  pro  kalibrační   křivku   nutné   tři koncentrační hladiny
                 - potenciometrie
nDoba analýzy - test do 5 minut
J & J Vitros 950
J a J Vitros 950, Ortho

Znaky moderních analyzátorů -trendy
nDetekce sraženiny
nVýměna reagencií za chodu
nIntegrovaná chemie a imunochemie
nEfektivní distribuce vzorků – krátký TAT
nMalý objem kyvety, malý mrtvý objem
nKazetové reagencie bez přípravy
nMinimální doba údržby – za chodu?
nŠiroká nabídka vyšetření
nInstalace metod s využitím webu
nMožnost nainstalovat metodu jiného výrobce
nMěření sérových indexů

Konsolidace laboratoří
nProces spojování laboratoří pracujících v různých oborech do jednoho celku
nSpojení oddělení biochemie, hematologie a mikrobiologie
nZachování samostatnosti jednotlivých oborů – interpretace výsledků specialistou -  v čele
laboratorního celku manažer
nAnalýza některých testů na společném přístroji (imunochemické analyzátory - testy biochemické i
sérologické)
nFlexibilní personál
nV malých nemocnicích v ČR již proběhla před mnoha lety
nV současnosti v soukromých velkých laboratořích

Centralizace
nSpojování pracovišť stejného oboru s ní vytvořením větších laboratorních celků
nMožnost provádět široké spektrum laboratorních vyšetření
nPřísun vzorků často svozem biologického materiálu
nProces centralizace a konsolidace bývá s výhodou kombinován