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 Centrifugace ¡Význam: ¡ ¡ odstranění sraženin (krevní koláč, deproteinace….) ¡ ¡ odstranění buněk (získání plazmy z nesrážlivé krve) ¡ ¡ izolace; koncentrace buněk ¡ (cytologický preparát z likvoru – cytospin) ¡ ¡ zahuštění bílkovin (moč, likvor) ¡ ¡ dělení směsi nemísitelných kapalin Ø 6 Centriguga s výkyvným rotorem Instr • menší zrychlení, • rozdělení horizontální (odstředivá síla kolmo ke dnu) • 7 Centriguga s úhlový rotorem Instr • větší počet otáček • kratší doba dělení 8 Centrifugací plné krve vzniká: ¡ ¡Sérum - vysrážením krevního koláče ¡ ¡Plasma - odstraněním erytrocytů, leukocytů, trombocytů; ¡ na rozdíl od séra obsahuje fibrinogen a další srážecí faktory 9 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 10 ¡ 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 11 Složení perianalytického systému ¡Vstupní modul ¡Robotizovaná centrifuga ¡Odzátkovací zařízení ¡Alikvotační modul ¡Modul generující a lepící čárové kódy ¡Zátkovací modul ¡Třídící modul ¡Skladovací zařízení 12 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 14 OLA 2000 (Beckman dříve Olympus, Danaher) DSC1 15 Power Processor (Beckman Coulter, Danaher) spojený s analyzátory (St. Dominic-Jackson Memorial Hospital, Jackson, Mississippi) 16 Propojení 2x Advia 1600 a Advia Centaur - Siemens 17 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 18 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 19 Modular Preanalytics (Roche Diagnostic) Modular Preanalytics, OKBH FN Brno 21 Chlazený sklad p 501/p701 (k MPA), Roche 22 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 ¡ ¡ 23 24 25 Power Link, Beckman AU680 Power Link UniCel DxI 600 or 800 Včetně odzátkování 26 Power Express, Beckman (ještě není na trhu) ¡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) ¡ 27 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 28 Preanalytický systém cobas 8100, Roche 29 Preanalytický systém cobas 8100, Roche ¡Novinka - prezentace Euromedlab 2013, Milano ¡RFID nosič – 3D transport ¡Input station – identifikace, centrifugace, odzátkování ¡Aliquot station – příprava alikvotů, roztřídění, archivace nebo odeslání na analýzu ¡Output station – mezisklad, třídění, zátkování ¡ ¡ 30 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 34 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 ¡ 35 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 ¡ ¡ Rutinní provoz Příjem Centrifugace Čárové kódy Alikvoty Analýza Modular Vydání výsledku Počet požadavků (včetně výpočtů a pomocných metod) Poměr rutinních a statimových vzorků/stanovení Časové rozložení přicházejících vzorků 28.6.2004 Průměrná časová odezva (Turn around time – TAT): doba od příchodu vzorku do laboratoře po vydání výsledku 41 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 ¡ 42 Volba perianalytického systému 43 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 Modular Preanalytics, Roche Diagnostic MPA STD B in colour 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 Rozdělení plochy v třídícím modulu MPA podnos 1 podnos 2 podnos 3 ARCH T-MARK ELEC AAS OSMOL SPEC H917 Modular Service IMUL IMUNO Archive COBAS VNE PROT IMMAGE Schéma cesty jednotlivých typů odběrových zkumavek 48 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 50 Výhody perianalytických systémů: ¡ ¡Zkrácení TAT ¡Úspora personálu ¡Odstranění možnosti potenciální záměny materiálu ¡Omezení styku s biologickým materiálem ¡Zachycení sraženiny v séru ¡Zájem personálu o novou přístrojovou techniku ¡Representativní laboratoř