Hírek, Események

Utazás a laborban

2014-12-18

Automatizáció az orvosi diagnosztikai laboratóriumokban:

Bizonyára a legtöbbünkkel előfordult már, hogy betegként - szűrővizsgálat keretében, műtét előtt vagy diagnosztikai célból - vért vagy vizeletet kellett leadnunk. A minták kis felcímkézett kémcsövekbe kerülnek, amelyeket azután elszállítanak egy laboratóriumba. Néhány nap múlva tájékoztatatást kapunk az eredményről, így megtudjuk pl. a vér-, cukor-, máj- vagy veseműködési értékeinket. De tulajdonképpen hol van ez a laboratórium, ahol az egészségünket értékelik, és mi is történik ott valójában?

 

Orvosunk aligha működtet saját laboratóriumot. A vér- és vizeletmintáink elemzése ehelyett olyan magasan specializált laboratóriumokban történik, amelyekben naponta több ezer hasonló elemzést végeznek.

Ma már ezek a laboratóriumok is profitálhatnak a legkorszerűbb automatizálási technológia előnyeiből.

Mint számos más automatizálási feladat esetében a kulcsszerepet itt is a nagy teljesítőképességű mikrohajtások játsszák, amelyek mindenekelőtt jó hatásfokuknak, kis méretük ellenére elérhető nagy forgatónyomatékuknak, megbízhatóságuknak és alacsony energiafogyasztásuknak köszönhetően kiválóan alkalmasak erre a feladatra.


A váltók állítása egy magasabb szintű vezérlés segítségével történik. Egy váltó óránként átlagosan 4 500 osztályozási folyamatot képes végrehajtani.


Az orvosi mintákat elemző laboratóriumok nagy részében ma még kézi elosztó rendszereket alkalmaznak. Vagyis a laboratórium dolgozói először felveszik a bejövő minták adatait, majd a mintákat állványokra helyezve szakaszosan továbbítják a különböző elemzéseket végző állomásokhoz. Eközben adott esetben újabb osztályozásokra kerül sor a további elemzések elvégzéséhez. Ez a tevékenység napi több ezer, vagy akár több tízezer minta esetében nemcsak fárasztó és monoton munkát jelent, hanem számos hibalehetőséget is magában rejt. A hibák kiküszöbölése újabb problémát jelent. További időráfordítást igényel, ha a mintát különleges kezelésnek kell alávetni, pl. ha a vizsgálati anyagnak egy többlépcsős diagnosztikai eljárás elvégzéséhez különböző állomásokon kell keresztülhaladnia. Ugyanez a helyzet akkor, ha a mintát bizonyos elemzések elvégzéséhez hígítani kell, vagy szét kell osztani több részre (ún. mintaosztás). Egy ilyen rendszerben elkerülhetetlenül hibák csúsznak be a munkafolyamatokba. Tovább nehezíti a helyzetet az a manapság megfigyelhető tendencia, hogy a betegektől lehetőleg csupán egyetlen mintát vesznek le és küldenek be a laboratóriumba valamennyi szükséges vizsgálathoz. A helyzet javulása a jövőben sem várható, sőt a problémák a laboratóriumi szolgáltatások központosítása miatt valószínűleg súlyosbodni fognak.

Mit kell tudnia egy automatikus mintaelosztó rendszeek?

A korszerű laboratóriumokban valószínűleg elkerülhetetlenné válik egy folyamatokhoz igazodó automatizálási technológia alkalmazása, amely nemcsak mentesíti az alkalmazottakat a monoton feladatok alól, hanem a hibaforrásokat is megszünteti. Egy automatikus mintaszállító rendszer ideális esetben közvetlenül a megfelelő elemző berendezéshez szállítja a mintákat, és "mellesleg" további feladatokat is ellát: a minta átvételekor felvett azonosító adatok alapján ugyanis lehetőség nyílik a minták laboratóriumi útjának megtervezésére és optimalizálására. Ehhez számos paraméter figyelembe vehető, így például az edény típusa, a feldolgozás jellege, a minta szintje a tárolóedényben, valamint természetesen az elemzés egyes lépéseinek sorrendje. A mintának az elemzés és a kiértékelés teljes folyamata alatt hozzáférhetőnek kell maradnia, vagyis ideális esetben egyidejűleg több száz minta van mozgásban az elosztórendszerben. Így az elemzések gyorsan megismételhetők, illetve pótlólag elvégezhetők, sőt szükség esetén az utólagos kiértékelés is megoldható. Az elemzés befejeztével a minták automatikusan távoznak a rendszerből, majd néhány napos megőrzési idő után eltávolítják, vagy adott esetben hosszú távú archiválás céljából megfelelő edényekbe töltik át őket.

Az automatikus mintaelosztó rendszerrel szemben támasztott követelmények tehát igen magasak, a kapacitás és megbízhatóság mellett különösen a rugalmasság tekintetében nagyok az elvárások, mégpedig kétféle tekintetben: az elosztórendszeek változó munkafeladatokkal és különböző folyamatmódosításokkal kell megbirkóznia, ugyanakkor könnyen bővíthetőnek kell lennie, például új vagy más típusú elemző berendezések utólagos - nagyobb ráfordítások nélküli - integrálása érdekében. Hogy ezek a követelmények ma már teljesíthetők, a GLP Systems által kifejlesztett teljes mértékben automatizált lab.sms® mintaelosztó rendszer bizonyítja. Ebben a rendszerben a minták szállítása egyenként történik, mivel csak így szervezhető meg a rugalmas, egyedi és optimalizálható mintakezelés. Ez a megoldás tehát alapvetően különbözik azoktól a rendszerektől, amelyek öt vagy tíz mintát tartalmazó állványokat szállítanak.

Nagyfokú szállítási és elosztási rugalmasság

A hamburgi szakemberek által kifejlesztett mintaelosztó rendszer a beérkező minta azonosító adatait először is hozzárendeli a vezérelhető mintaszállító egység azonosító adataihoz.

Az elosztórendszer tehát ismeri a mintát, és "tudja", hogy éppen melyik mobil egységgel "utazik", illetve milyen elemzéseknek kell az adott mintát alávetni. Így az utólagos folyamatmódosítások sem okoznak problémát, mivel a rendszer lehetővé teszi a véletlen (szabad) hozzáférést (random access). Ez úgy lehetséges, hogy a rendszer a minta szállítása közben minden egyes azonosítási ponton ellenőrzi annak aktuális pozícióját és a minta, illetve a hordozó egység adatainak összekapcsolását. Így a kis hordozóegységek a műanyag pályákon haladva teljesen automatikusan szállítják a vérmintákat az egyes elemző berendezésekhez. Útközben váltókon haladnak át, amelyeket egy magasabb szintű vezérlés a szükségleteknek megfelelően átállít.

Egy váltó óránként átlagosan 4 500 osztályozási folyamatot végez el, vagyis óránként 4500 mintát képes felismei és a két lehetséges irány valamelyikébe irányítani. Mivel valamennyi váltó egyidejű működésre képes, egy 50 váltóból álló rendszer osztályozási kapacitása eléri az óránkénti 225.000, azaz másodpercenként több mint 60 osztályozási folyamatot; ekkora teljesítményre pedig minden bizonnyal szükség van, mivel az elemző berendezések előtt vagy után számos minta várakozik a megfelelő sorokban, így a mintáknak gyakran át kell haladniuk egy-egy váltón.

A MINTASZÁLLÍTÓ "TAXIK" HAJTÓEREJE

Kefe nélküli egyenáramú motor
Ø 15 mm, hosszúság: 15 mm
Forgatónyomaték: 30 mNm


Munkában a mintaszállító "taxi": a kis hordozóegységek műanyag pályákon közlekedve teljesen automatikusan szállítják a mintákat a megfelelő elemző állomásokhoz


A váltók magas osztályozási teljesítménye fontos előfeltétele a laboratóriumi folyamatok rugalmas szervezésének. A folyamatok zökkenőmentessége szempontjából hasonlóan fontos szerepet játszanak a mintaszállító egységek, amelyek segítségével a minták a laboratóriumon belül közlekednek. Ezek kialakításánál a legfontosabb szempont a gyorsaság és a megbízhatóság.
Kompakt hajtások a gyors és megbízható szállításért

A kompakt mintaszállító egységek, vagyis a kis "mintaszállító taxik" felépítése valójában nagyon egyszerű. A hajtás, az akkumulátor, az elektronika és a közelítőkapcsoló az egységek beépített részeit képezik, mivel csak így biztosítható, hogy a gyorsulás, a lassulás és a leállás pontosan a megfelelő helyen, pl. az elemző állomások előtt történjen. A hajtások közül a kefe nélküli egyenáramú meghajtómotorokra esett a választás. A széles választékú FAULHABER-program motorjaira nagy megbízhatóság és hosszú élettartam jellemző; így az ilyen motorokat tartalmazó egységek sok-sok kilométert képesek megtenni az automatikus elosztórendszerekben anélkül, hogy kopástól kellene tartani. További előnyt jelent, hogy ebben az alkalmazásban is kifejezésre jutnak a motorok nyugodt, fognyomaték mentes futásjellemzői, ami annál is inkább fontos, mivel a vérmintákat többnyire nyitott tárolóedényekben kell szállítani. A motorok csendes működésűek. A forgórész ritkaföldfém alapú mágnese, valamint a mag nélküli tekercs nagy teljesítményt és dinamikus működést biztosít a kis méretek ellenére.
A kb. 15 mm átmérőjű, 15 mm hosszúságú, kb. 0,3 W teljesítményű és legfeljebb 6 mNm forgatónyomatékú hajtások egy megfelelő átmérőjű homlokfogaskerekes meghajtáson keresztül (redukáló áttétel 1 : 10) az ideális munkapontban hajtják meg a mintaszállító egység kerekét. A hajtások kompakt méreteiknek köszönhetően könnyen beépíthetők. Alacsony villamosenergia-szükségletük szintén megfelel az alkalmazás követelményeinek; a töltések közötti időintervallumok megfelelően hosszúk. Hogy a szállítóegységek mindig készen álljanak a használatra, egy beépített elektronika folyamatosan figyeli a töltöttségi szintet, így a töltés időben megkezdődhet, még mielőtt az egység leállna. Az elektronikának azonban egyéb feladatai is vannak. Így például itt van eltárolva a "taxi" azonosítószáma, továbbá az szállítóegységben elhelyezett elektronika értékeli ki a közelítőkapcsoló adatait is. Így a motorelektronika megfelelően korrigálja a kefe nélküli egyenáramú motor fordulatszámát, tehát pl. csökkenti a sebességet, vagy leállítja a motort.
A megoldás már a gyakorlatban egy nagy hamburgi orvosi laboratóriumban is megállta a helyét, ahol naponta 3000 vérmintát dolgoznak fel 19 online-elemzőberendezés segítségével.

A jövőben további alkalmazások várhatók. A korszerű kisméretű hajtások tehát ismét bebizonyították sokoldalúságukat. A "mintaszállító egységek" elve azonban akár más területeken is hasznosítható lenne. Hasonló automatizált elosztórendszerek felhasználhatók például minden olyan területen, ahol kisméretű alkatrészeknek különböző gyártó és ellenőrző állomásokon kell áthaladniuk.

Nagy rugalmasságú automatikus mintaelosztó rendszer: a minták szállítása egyenként történik, mivel csak így szervezhető meg a rugalmas, egyedi és optimalizálható mintakezelés.

További információk:

GLP systems GmbH, Hamburg
glp-systems.com
FAULHABER Németország
www.faulhaber.com

Forrás: Faulhaber motion 01.2014

Array
(
    [LNG] => HUN
    [CURR] => HUF
    [CURR_TAX] => 0
    [CURR_DECNUM] => 0
    [CURR_FORMAT] => 5
    [CURR_PREFIX] => 
    [CURR_POSTFIX] => Ft
    [CURR_RATE] => 1
    [SITEMESSAGE] => Array
        (
        )

    [SITEERRORS] => Array
        (
        )

    [CONF_SESSID] => trd2p5psh23fvl3i5ai0p2j6h4
    [CONF_SESSCREATE] => 1508764920.4318
    [USER] => 0
    [CONF_REFRESH] => 1508764920.4318
    [MAIN_BASEURL] => http://faulhaber.hu/
    [MAIN_JSULR] => js/
    [MAIN_CSSURL] => css/
    [MAIN_MODULEURL] => mainfiles/modules/
    [MAIN_INCURL] => inc/
    [MAIN_IMGURL] => img/
    [MAIN_TITLE] => faulhaber.hu
    [MAIN_KEYWORDS] => faulhaber.hu
    [MAIN_DESCRIPTION] => faulhaber.hu
    [MAIN_EXTRAMETA] => 
    [MAIN_EXTRASCRIPT] => 
    [MAIN_THEME] => default
    [MAIN_LANG] => HUN
    [MAIN_CURRENCYCODE] => HUF
    [MAIN_LOGO] => logo.png
    [MAIN_BUSSINESSEMAIL] => @
    [MAIN_INFOEMAIL] => info@faulhaber.hu
    [MAIN_FROMNAME] => info@faulhaber.hu
    [MAIN_FROMEMAIL] => info@faulhaber.hu
    [MAIN_SAVEOUTGOINGMAILS] => 1
    [MAIN_SKYPEACCOUNT] => _
    [MAIN_DEFAULTTIMEZONE] => Europe/Paris
    [MAIN_CHECKCODELEN] => 5
    [MAIN_USRLEVEL] => 10
    [MAIN_GLOBAL_DISCOUNT] => 0
    [MAIN_VISIBLEPSTATS] => 0
    [MAIN_STARTPAGE] => 83
    [PAYBY_PAYPAL] => 0
    [PAYBY_WIRE] => 0
    [PAYBY_BANKCARD] => 0
    [SELECTED_CAT] => x
    [000] => 2017-10-23 15.22.002017-10-23 15.22.00
    [SELECTED_BRAND] => y
    [URLSTRING] => hirek/utazas_a_laborban
    [URLCALL] => Array
        (
            [0] => hirek
            [1] => utazas_a_laborban
        )

    [FACEBOOKPID] => 0
    [LEVEL] => 10
    [LOGGEDIN] => 
    [BASEURL] => http://faulhaber.hu/
)