Samenvatting automatisatie:
H1: INLEIDING
1. DEFINITIE VAN AUTOMATISERING
“ Mechanische overdracht van een specimen door middel van microprocessoren naar zelfuitvoerende analytische modellen.”
Noodzakelijk om te voldoen aan de nood aan informatie over de toestand van een patiënt.
Meestal gepaard met een zich herhalend proces op grote schaal: analyse van een groot # monsters.
Soorten monsters:
- Serum: klinische chemie -> Interferentie van de storende deeltjes is klein.
- Bloed PBO: hematologie
- Urine: [analyten] is zeer variabel dus moeilijk om binnen lineair meetbereik van het systeem te blijven
-> Kalibraties lopen wijd uiteen dus urine wordt niet standaard meegenomen in een analyse
2. BELANGRIJKE BEGRIPPEN
Testrepertorium (aantal testen dat wordt uitgevoerd)
Frequent gevraagde testen sterk geautomatiseerde toestellen
Minder frequent gevraagde testen minder geautomatiseerde toestellen
Onmiddellijk testrepertorium: het aantal soort testen dat kan uitgevoerd worden op ieder ogenblik.
Totaal testrepertorium: het totaal aantal verschillende testen dat mogelijk kan uitgevoerd worden op het toestel mits wisseling
van reagentia en enkele toebehoren van het toestel.
Discrete analyzers
Iedere monsterreactie wordt uitgevoerd in een apart compartiment (cuvet).
Turnaround time (TAT, doorlooptijd)
Tijd die loopt van de aanvraag van het staal tot de actie die wordt ondernomen als gevolg van de meting van het staal.
Vooral inbegrepen taken voor TAT: voorbereiding, analyse, rapporteren
Deze is liefst zo laag mogelijk. POCT: minder dan 5 minuten
STAT testing
Onmiddellijk uitvoeren van de testen, urgent.
“short turn around time”
STAT-monsters analyseren: eerst de tests die voor het monster werden ingezet worden afgewerkt, hierna direct het monster.
Verblijftijd / dwell time
Minimumtijd vereist om een resultaat te bekomen na de bemonstering van het toestel. Tijd dat staal in toestel verblijft.
Bloedgasanalyser Lage verblijftijd (seconden)
Enzymactiviteit, incubatie, … Hoge verblijftijd (minuten)
Wanneer er verschillende testen op een staal worden uitgevoerd stijgt de verblijftijd ook.
Doorvoercapaciteit (throughput)
Het maximaal aantal monsters dat per uur geanalyseerd kan worden ofwel het maximaal aantal testen dat per uur uitgevoerd
kan worden.
,Operationele cyclus
Regelmatige opeenvolging van opdrachten in automaat. De snelheid bepaald de DC. Het is de som van de bemonsterings-,
reagens- en analytische cyclus. Men kijkt naar de operationele cyclus om de vergelijking te maken tussen de doorvoercapaciteit
van 2 toestellen.
Analytische cyclus: snelheid waarmee een nieuwe analyse kan gestart worden.
Bij een noodzaak aan R- of S-blanco daalt de snelheid (v).
R-blanco: Reagens, geen staal
S-blanco: Geen reagens, wel staal
Bij meerdere R nodig voor 1 test daalt de snelheid (v).
Bij een ISE-meting daalt de snelheid (v) meestal. (wanneer analytische en chemische cyclus samen)
ISE-cyclus: Vaak is er een aparte module hiervoor.
Dit aparte module zorgt voor een verhoging van de totale output aan resultaten.
Bemonsteringscyclus: snelheid van het aanbieden van nieuwe stalen
Op elk staal slechts 1 of meerdere testen.
Wanneer er een wascyclus is daalt de snelheid (v).
Reagenscyclus: snelheid van het aanbieden van nieuwe reagentia
Wanneer reagentia moeten klaargemaakt worden, daalt de snelheid (v).
Onbewaakte cyclus: de tijd waarbinnen een toestel kan werken zonder tussenkomst van de operator.
Beperkt: geringe aanvoer van cuvetten of R.
Kalibrator
De vloeistof om te ijken of te standaardiseren.
Controleserum
De vloeistof met exact gekende waarde als controle.
Trulab N, Trulab P, Biorad, …
3. TECHNOLOGISCHE ONTWIKKELINGEN
Vanaf 1900: alle testen manueel
- Traag & saai
- DC laag
- Precisie resultaten is afhankelijk van de ervaring van de operator
- Medische tests zijn zeer duur en beperkt
1e ontwikkeling: vast volume verdunningssystemen / diluters
- Verbetering DC
- Verbetering precisie
2e ontwikkeling: automatisering van additie en menging van S en R
- Verbetering DC
- Verbetering precisie
- Verbetering reproduceerbaarheid
3e ontwikkeling: auto-analyzer
S en R automatisch mengen met continuous-flow in glazen buisleidingen
Verschillende S worden van elkaar gescheiden door luchtbellen
R worden continu verbruikt wanneer het toestel werkt, ook zonder S
Doorstroomcuvet voor meten van absorbantie
- Verbetering DC
4e ontwikkeling: batch-analyzer
= toestellen die dezelfde tests simultaan uitvoeren op alle S
Centrifugaal-analyzers: Zelfde test op meerdere S gebruik makend van een draaiende rotor met hoge snelheid
-> Voor het eerst kinetische metingen
,5e ontwikkeling: analyzers met een vast profiel
= toestellen die gelijktijdig verschillende testen op meerdere S volgens een beperkt vast menu kunnen uitvoeren
- Verbetering DC
- Verbetering precisie
- Verlaging kostprijs / test
6e ontwikkeling: random access analyzers / selectieve analyzers
= toestellen die in staat zijn om meerdere testen uit te voeren. Ze zijn selectief indien de testen die moeten uitgevoerd
worden op een S gespecificeerd kunnen worden en zo S en R niet verbruikt worden door niet aangevraagde testen.
Verschillende testcombinaties doorvoeren voor ieder afzonderlijk S
Geoptimaliseerde RA: computer berekend welke volgorde van testen het voordeligst is waardoor de DC stijgt.
Tabel I: Methode van S laden en assay choice bij geoptimaliseerde RA
Type analyse S Assay choice
Batch Groot aantal S geladen in 1 keer. 1 assay met alle samples in batch.
Random batch Groot aantal S geladen in 1 keer. Meerdere assays met alle S in batch.
Random access Gelijk hoeveel S geladen in gelijk welke Enkele of meerdere assays op
volgorde. individuele S.
Continuous access S geladen en toegevoegd gelijk Enkele of meerdere assays op
wanneer. individuele S.
STAT (urgent) S geladen en toegevoegd gelijk Enkele of meerdere assays voor STAT
wanneer, met optie tot urgente S sample voor er andere assays worden
voorrang te nemen. geladen.
POCT of NPT
= point of care testing / Near patient testing
Vb.: Stick testen, bepaling pH, pO2, pCO2 in bloed, bepaling ew., glucose in urine, bepaling glucose in bloed, …
POCT is onderworpen aan een kwaliteitscontrole en traceerbaarheid. Moet aan wetgeving voldoen.
4. STAPPEN IN DE PRÉ-ANALYTISCHE FASE
Pré-analytische fase analytische fase post-analytische fase
Pré-analytische fase:
- Invullen aanvraagkaart
- Isolatie patiëntenstaal en identificatie (barcodesysteem): barcode uniek voor patiënt
- Transport naar het labo: buizensysteem / manueel naar het onthaal van het labo
- Inbrengen gegevens in LIS
- Centrifugeren: in verdeelautomaat of naar centrifuge in aparte buis voor serumstalen
Machines weten adhv de barcode of er moet gecentrifugeerd worden of niet
- Inbrengen stalen in verdeelautomaat
Stalen:
- Urine
- Faeces
- Capillair bloed: lijkt op arterieel bloed
- Arterieel bloed: wordt zelden gebruikt, gevaarlijke afname
- Veneus bloed: meest gebruikt
Primaire identificatie: S ontvangen aan het bed van de patiënt, voorzien van etiket met uniek nummer van patiënt.
Gegevens op LIS (barcode) en een secundaire identificatie in het labo
, Verdeelautomaat: Toestel met verschillende functies
- Voor analyse:
- Lezen barcodes - S beoordelen
- Ontdoppen - Controle aanvraagkaart LIS
- Aliquoteren of verdelen - Sorteren volgens te bezoeken analyzers
- Transport naar de werkpost
- Na analyse:
- Herdoppen: dopje of aluminiumfolie
- Archiveren in de diepvries
- MPA: Modular Pre-analytics EVO van Roche (> 1000 buisjes / uur)
Meest recent: Track systemen: Volledig geautomatiseerde systemen dat de stalen verdeelt, transporteert en verschillende
stappen in de pré-analytische fase uitvoert.
- Buizen individueel over track geleiden naar verschillende gekoppelde analyzers
- IOM: input en output module
-…
Transport naar de analyzers:
- Klinische chemie: substraten, enzymen, ISE, drugs, GM, ew. chemie analyzer:
- Fotometrische bepaling
- Elektrolytische bepaling
- Schildkliertesten, fertiliteitstesten, anemie, tumormerker en hartmerkers immunochemie analyzer: ECL technologie
(deze hangen niet altijd aan de track)
manuele testen, stolling, hematologie
5. VERSCHILLENDE STAPPEN IN EEN AUTOMATISCHE ANALYSE
1) Mengen van een deel van het monster met bepaalde hoeveelheden reagentia in een bepaalde volgorde
2) Detectie van het resultaat van de reactie tussen analyt en reagentia
3) Kwantificeren van dit resultaat
4) Het bekomen van een aangepaste aflezing of permanente vastlegging van het resultaat
Bereiding van de reagentia
Traditionele vloeistofsystemen: zelf maken is niet meer van deze tijd, zelf testen ontwerpen is wel mogelijk
containertjes kopen: weinig werk, eenvoudig en gebruiksvriendelijk.
- : Regelmatig kalibreren, soms variatie tussen de loten, patenten op de containertjes dus duur
Droge reagenssystemen:
- Droge tabletten + vloeistofconcentraten in de juiste hoeveelheden (Trulabs)
- Teststrookjes
- Microslides: enkel het S is vloeibaar (reflectofotometrie)
Zeer stabiel dus een lange bewaartijd, zelden kalibratie door weinig variatie in de loten, weinig stockeerruimte nodig
- : duurder, zelf testen ontwerpen is moeilijk
H1: INLEIDING
1. DEFINITIE VAN AUTOMATISERING
“ Mechanische overdracht van een specimen door middel van microprocessoren naar zelfuitvoerende analytische modellen.”
Noodzakelijk om te voldoen aan de nood aan informatie over de toestand van een patiënt.
Meestal gepaard met een zich herhalend proces op grote schaal: analyse van een groot # monsters.
Soorten monsters:
- Serum: klinische chemie -> Interferentie van de storende deeltjes is klein.
- Bloed PBO: hematologie
- Urine: [analyten] is zeer variabel dus moeilijk om binnen lineair meetbereik van het systeem te blijven
-> Kalibraties lopen wijd uiteen dus urine wordt niet standaard meegenomen in een analyse
2. BELANGRIJKE BEGRIPPEN
Testrepertorium (aantal testen dat wordt uitgevoerd)
Frequent gevraagde testen sterk geautomatiseerde toestellen
Minder frequent gevraagde testen minder geautomatiseerde toestellen
Onmiddellijk testrepertorium: het aantal soort testen dat kan uitgevoerd worden op ieder ogenblik.
Totaal testrepertorium: het totaal aantal verschillende testen dat mogelijk kan uitgevoerd worden op het toestel mits wisseling
van reagentia en enkele toebehoren van het toestel.
Discrete analyzers
Iedere monsterreactie wordt uitgevoerd in een apart compartiment (cuvet).
Turnaround time (TAT, doorlooptijd)
Tijd die loopt van de aanvraag van het staal tot de actie die wordt ondernomen als gevolg van de meting van het staal.
Vooral inbegrepen taken voor TAT: voorbereiding, analyse, rapporteren
Deze is liefst zo laag mogelijk. POCT: minder dan 5 minuten
STAT testing
Onmiddellijk uitvoeren van de testen, urgent.
“short turn around time”
STAT-monsters analyseren: eerst de tests die voor het monster werden ingezet worden afgewerkt, hierna direct het monster.
Verblijftijd / dwell time
Minimumtijd vereist om een resultaat te bekomen na de bemonstering van het toestel. Tijd dat staal in toestel verblijft.
Bloedgasanalyser Lage verblijftijd (seconden)
Enzymactiviteit, incubatie, … Hoge verblijftijd (minuten)
Wanneer er verschillende testen op een staal worden uitgevoerd stijgt de verblijftijd ook.
Doorvoercapaciteit (throughput)
Het maximaal aantal monsters dat per uur geanalyseerd kan worden ofwel het maximaal aantal testen dat per uur uitgevoerd
kan worden.
,Operationele cyclus
Regelmatige opeenvolging van opdrachten in automaat. De snelheid bepaald de DC. Het is de som van de bemonsterings-,
reagens- en analytische cyclus. Men kijkt naar de operationele cyclus om de vergelijking te maken tussen de doorvoercapaciteit
van 2 toestellen.
Analytische cyclus: snelheid waarmee een nieuwe analyse kan gestart worden.
Bij een noodzaak aan R- of S-blanco daalt de snelheid (v).
R-blanco: Reagens, geen staal
S-blanco: Geen reagens, wel staal
Bij meerdere R nodig voor 1 test daalt de snelheid (v).
Bij een ISE-meting daalt de snelheid (v) meestal. (wanneer analytische en chemische cyclus samen)
ISE-cyclus: Vaak is er een aparte module hiervoor.
Dit aparte module zorgt voor een verhoging van de totale output aan resultaten.
Bemonsteringscyclus: snelheid van het aanbieden van nieuwe stalen
Op elk staal slechts 1 of meerdere testen.
Wanneer er een wascyclus is daalt de snelheid (v).
Reagenscyclus: snelheid van het aanbieden van nieuwe reagentia
Wanneer reagentia moeten klaargemaakt worden, daalt de snelheid (v).
Onbewaakte cyclus: de tijd waarbinnen een toestel kan werken zonder tussenkomst van de operator.
Beperkt: geringe aanvoer van cuvetten of R.
Kalibrator
De vloeistof om te ijken of te standaardiseren.
Controleserum
De vloeistof met exact gekende waarde als controle.
Trulab N, Trulab P, Biorad, …
3. TECHNOLOGISCHE ONTWIKKELINGEN
Vanaf 1900: alle testen manueel
- Traag & saai
- DC laag
- Precisie resultaten is afhankelijk van de ervaring van de operator
- Medische tests zijn zeer duur en beperkt
1e ontwikkeling: vast volume verdunningssystemen / diluters
- Verbetering DC
- Verbetering precisie
2e ontwikkeling: automatisering van additie en menging van S en R
- Verbetering DC
- Verbetering precisie
- Verbetering reproduceerbaarheid
3e ontwikkeling: auto-analyzer
S en R automatisch mengen met continuous-flow in glazen buisleidingen
Verschillende S worden van elkaar gescheiden door luchtbellen
R worden continu verbruikt wanneer het toestel werkt, ook zonder S
Doorstroomcuvet voor meten van absorbantie
- Verbetering DC
4e ontwikkeling: batch-analyzer
= toestellen die dezelfde tests simultaan uitvoeren op alle S
Centrifugaal-analyzers: Zelfde test op meerdere S gebruik makend van een draaiende rotor met hoge snelheid
-> Voor het eerst kinetische metingen
,5e ontwikkeling: analyzers met een vast profiel
= toestellen die gelijktijdig verschillende testen op meerdere S volgens een beperkt vast menu kunnen uitvoeren
- Verbetering DC
- Verbetering precisie
- Verlaging kostprijs / test
6e ontwikkeling: random access analyzers / selectieve analyzers
= toestellen die in staat zijn om meerdere testen uit te voeren. Ze zijn selectief indien de testen die moeten uitgevoerd
worden op een S gespecificeerd kunnen worden en zo S en R niet verbruikt worden door niet aangevraagde testen.
Verschillende testcombinaties doorvoeren voor ieder afzonderlijk S
Geoptimaliseerde RA: computer berekend welke volgorde van testen het voordeligst is waardoor de DC stijgt.
Tabel I: Methode van S laden en assay choice bij geoptimaliseerde RA
Type analyse S Assay choice
Batch Groot aantal S geladen in 1 keer. 1 assay met alle samples in batch.
Random batch Groot aantal S geladen in 1 keer. Meerdere assays met alle S in batch.
Random access Gelijk hoeveel S geladen in gelijk welke Enkele of meerdere assays op
volgorde. individuele S.
Continuous access S geladen en toegevoegd gelijk Enkele of meerdere assays op
wanneer. individuele S.
STAT (urgent) S geladen en toegevoegd gelijk Enkele of meerdere assays voor STAT
wanneer, met optie tot urgente S sample voor er andere assays worden
voorrang te nemen. geladen.
POCT of NPT
= point of care testing / Near patient testing
Vb.: Stick testen, bepaling pH, pO2, pCO2 in bloed, bepaling ew., glucose in urine, bepaling glucose in bloed, …
POCT is onderworpen aan een kwaliteitscontrole en traceerbaarheid. Moet aan wetgeving voldoen.
4. STAPPEN IN DE PRÉ-ANALYTISCHE FASE
Pré-analytische fase analytische fase post-analytische fase
Pré-analytische fase:
- Invullen aanvraagkaart
- Isolatie patiëntenstaal en identificatie (barcodesysteem): barcode uniek voor patiënt
- Transport naar het labo: buizensysteem / manueel naar het onthaal van het labo
- Inbrengen gegevens in LIS
- Centrifugeren: in verdeelautomaat of naar centrifuge in aparte buis voor serumstalen
Machines weten adhv de barcode of er moet gecentrifugeerd worden of niet
- Inbrengen stalen in verdeelautomaat
Stalen:
- Urine
- Faeces
- Capillair bloed: lijkt op arterieel bloed
- Arterieel bloed: wordt zelden gebruikt, gevaarlijke afname
- Veneus bloed: meest gebruikt
Primaire identificatie: S ontvangen aan het bed van de patiënt, voorzien van etiket met uniek nummer van patiënt.
Gegevens op LIS (barcode) en een secundaire identificatie in het labo
, Verdeelautomaat: Toestel met verschillende functies
- Voor analyse:
- Lezen barcodes - S beoordelen
- Ontdoppen - Controle aanvraagkaart LIS
- Aliquoteren of verdelen - Sorteren volgens te bezoeken analyzers
- Transport naar de werkpost
- Na analyse:
- Herdoppen: dopje of aluminiumfolie
- Archiveren in de diepvries
- MPA: Modular Pre-analytics EVO van Roche (> 1000 buisjes / uur)
Meest recent: Track systemen: Volledig geautomatiseerde systemen dat de stalen verdeelt, transporteert en verschillende
stappen in de pré-analytische fase uitvoert.
- Buizen individueel over track geleiden naar verschillende gekoppelde analyzers
- IOM: input en output module
-…
Transport naar de analyzers:
- Klinische chemie: substraten, enzymen, ISE, drugs, GM, ew. chemie analyzer:
- Fotometrische bepaling
- Elektrolytische bepaling
- Schildkliertesten, fertiliteitstesten, anemie, tumormerker en hartmerkers immunochemie analyzer: ECL technologie
(deze hangen niet altijd aan de track)
manuele testen, stolling, hematologie
5. VERSCHILLENDE STAPPEN IN EEN AUTOMATISCHE ANALYSE
1) Mengen van een deel van het monster met bepaalde hoeveelheden reagentia in een bepaalde volgorde
2) Detectie van het resultaat van de reactie tussen analyt en reagentia
3) Kwantificeren van dit resultaat
4) Het bekomen van een aangepaste aflezing of permanente vastlegging van het resultaat
Bereiding van de reagentia
Traditionele vloeistofsystemen: zelf maken is niet meer van deze tijd, zelf testen ontwerpen is wel mogelijk
containertjes kopen: weinig werk, eenvoudig en gebruiksvriendelijk.
- : Regelmatig kalibreren, soms variatie tussen de loten, patenten op de containertjes dus duur
Droge reagenssystemen:
- Droge tabletten + vloeistofconcentraten in de juiste hoeveelheden (Trulabs)
- Teststrookjes
- Microslides: enkel het S is vloeibaar (reflectofotometrie)
Zeer stabiel dus een lange bewaartijd, zelden kalibratie door weinig variatie in de loten, weinig stockeerruimte nodig
- : duurder, zelf testen ontwerpen is moeilijk
