Samenvatting Automatisering PDF

Preview

Summary

Samenvatting Automatisering...

Description

Automatisering 1 Informatica in het labo 1.1 LI(M)S = labo informatica management systeem Het is een software die verschillende stappen in het analytisch proces aanstuurt. Alles vertrekt vanuit de aanvraagbrief die in het systeem wordt gebracht vervolgens worden de analyses aan de nodige werkposten met al dan niet bijhorende toestellen worden gebracht. Na validatie wordt een protocol gevormd dat aan de aanvragende arts wordt bezorgd. Een groot voordeel is dat er de mogelijkheid is om het staal of aliquot doorheen het laboratorium te traceren en de workflow te stroomlijnen. Door persoonlijke logins, kan gezien worden wie welke stappen heeft uitgevoerd.

1.2 Toestelsoftware Ieder toestel wordt geleverd met een eigen softwaresturing, dit is de toestelsoftware. Dit zorgt voor enkele uitdagingen, dit omdat de toestellen van verschillende fabrikanten een andere software hebben, dit zorgt ervoor dat er externe opleidingen moeten gevolgd worden… Daarnaast kan het veel tijd vergen om een toestel correct met het LIS te laten communiceren. Er wordt vaak gebruik gemaakt van middleware. Dit is software die zich tussen het toestel en het LIS positioneert. De bedoeling is om alle data op te vangen en technische controles toe te passen vooraleer de gegevens naar het LIS doorgaan. Point-of-care testing maakt hier al gebruik van.

1.3 QC software Zowel LIS-pakketten als toestelsoftwarepakketen kunnen modules voor kwaliteitscontrole bevatten. De integratie is handig omdat er geen extra programma’s dient te openen of resultaten dient door te sturen. Er bestaan softwarepakketten hebben zich gespecialiseerd in kwaliteitscontrole. Dit is een goed alternatief.

1.4 Elektronische order Momenteel wordt een aanvraagbrief nog manueel ingevuld. Deze brief, wordt op het labo gebracht en wordt manueel in het LIS ingegeven. Dan krijgen ook de stalen een uniek label… Dit kan allemaal zorgen voor fouten. Dit kan worden weggewerkt, door een elektronische aanvraag brief te gebruiken. De elektronische aanvraagbrief wordt meteen verwerkt, en op de aanvragende dienst krijgen ze al staallabels ter beschikking. Dit zorgt ervoor dat de staalwisseling verminderd moet zijn.

1.5 Datamining/ datawarehousing

Dit is het zoeken van verbanden in grote databases. Dit kan zowel voor wetenschappelijk als voor commerciële doeleinden worden toegepast. Als een database wordt opgebouwd, gebeurt dit volgens bepaalde vereisten. Hieruit kan men gegevens extraheren die geanalyseerd moeten worden op specifieke patronen. Deze kunnen interessante conclusies opleveren Vb. Kan het aanvraag gedrag geanalyseerd worden. Ook de artificiële intelligentie kan leiden tot meer rationeel gebruik van middelen. vb. Als een bepaalde klinische bioloog een test aanvraagt, kan er al een andere test gesuggereerd worden. Dit kan zorgen voor het minder vergeten van testen  daling van de bi aanvragen. Vooral het elektronisch order biedt veel voordelen. Een labo heeft in ieder geval al veel data omdat het wettelijk verplicht is om verschillende gegevens voor een welomschreven periode bij te houden.

2 Pre-analytische fase 2.1 Biologische variabiliteit Er wordt een onderscheid gemaakt tussen biologische variabiliteit tussen verschillende personen onderling (= INTER-individuele variabiliteit vb. leeftijd, geslacht, ras) maar ook binnen éénzelfde persoon (=INTRA-individuele variabiliteit vb. diurnale variatie, dieet, menstruatiecyclus) Variabiliteit kan in 2 groepen gedeeld worden. 1. Fysiologische variabiliteit omvat variatie tussen gezonde personen of binnen 1 gezonde persoon. 2. Pathologische variabiliteit omvat variatie tussen gezonde en zieke personen voor een bepaalde parameter Laboratoriumtesten maken gebruik van pathologische variabiliteit. Bij interpretatie van een test wordt rekening gehouden met de fysiologische variabiliteit van een parameter bij individuele patiënt of verschillende patiënten onderling

2.2 Factoren die een bron van biologische variabiliteit zijn

Beïnvloedbare factoren Lichaamshouding - rechtstaan: bloeddrukstijging  bloedvolume ↓ (migratie van eiwitvrij water naar capillairen) - waarden van hormonen die betrokken zijn bij bloeddrukregulatie zijn sterk houdingsafhankelijk Is ook belangrijk bij de bloed afname (liggend/staand) Langdurige immobilisatie / hospitalisatie - gedaald hematocriet - toegenomen vochtretentie - gestegen Ca (mobilisatie uit bot) - negatieve eiwitbalans Lichaamsbeweging - Spieractiviteit heeft een belangrijke invloed: stijging van spierenzymen, lactaat - Bij sterke uitgesproken activiteit zorgt voor acuut-fase effect (↑ CRP) ook microalbuminurie - Fietsen bij oudere mannen kan effect hebben op PSA-waarden Tijdstip van afname - Sommige parameters zijn seizoensafhankelijk Andere worden gekenmerkt door een circadiaan ritme - Vooral het gevolg van opeenvolgende periodes (activiteit/rust) - Altijd het tijdstip van afname duidelijk vermelden Voeding/stimulantia/ medicatie Voeding - tijdspanne tussen voedselinname en staalname als samenstelling van de maaltijd. glucose, triglyceriden … Postprandiale lipemie is een interferende factor bij fotometrische bepaling. Vasten - stijging van ketonen Alcohol langdurig, matig, MCV en gamma GT Roken afhankelijk van aantal sigaretten en het al dan niet inhaleren Medicatie - IM-injectie (↑ spierenzymen) - Anticoagulantia (effect op stollingsstesten) Naast biologische invloed zullen sommige

Niet-beïnvloedbare factoren Leeftijd, geslacht en ras - Leeftijd geslachtshormonen, HbF - Geslacht geslachtshormonen, ijzerstatus - Ras Eiwit bij zwarten, hogere Hb waarden

Klimaat, omgeving of seizoen - hoogte (↑ Hematocriet) - vervuiling door verkeer - industrie Menstuele cyclus / zwangerschap - daling van het Htc -cholesterol is het laagst bij de ovulatie

Ziekte, stress of koorts Koorts = toename van glucose

geneesmiddelen ook een interfererend effect hebben op de analyse zelf INTRA-individuele variatie: meeste parameters zijn gering maar voor sommige parameters is het beter de verschillen binnen 1 persoon in functie van de tijd op te volgen (= persoonlijke referentiewaarden) INTER-individuele variatie: deze kan veel groter zijn  duidelijk referentiewaarden voor een bepaalde populatie opstellen. Best is een nuchtere afname (12u vasten) in mogelijk gestandaardiseerde toestand (15min rust)

2.3 Interfererende factoren Alle in vivo en vitro factoren die kunnen interfereren maar niet verklaard kunnen worden in biologische variabiliteit. In vivo factoren    

= factoren die al in het lichaam aanwezig waren

Geneesmiddelen Lipemie (melkachtig, niet-nuchter) Bilirubinemie (icterisch materiaal) In vivo hemolyse

In vitro factoren

= ontstaan tijdens of na afname in de testtube

 Hemolyse (slechte afname)  Indamping  Verdamping (ethanol) Hemolyse kan ook zorgen voor het vrijkomen van K, fosfaat, Mg… Om deze factoren tot het minimaal te beperken moet er een optimale keuze zijn van de meetmethode en een goede staalafname.

2.4 Belang van goeie staalafname 2.4.1

Algemene richtlijnen

 Identificatie van de patiënt is zeer belangrijk, persoonsgegeven en controleren van het polsbandje  Specifieke afname voorwaarden volgen  Vroegere afnameproblemen informeren.  Aandacht hebben voor de medische problemen vb. amputatie (dan mag er niet aan de kant van de amputatie geprikt worden)  Identificeren van ALLE recipiënten  Bij onduidelijkheden eerst bioloog of aanvragende arts contacteren  Patiënt zoveel mogelijk geruststellen (invloed van stress vermijden)

2.4.2

Bloed

Soorten bloed  Veneus bloed Dit is het meest frequent voor bloedstaal, meestal is het een afname met vacuüm systeem.  Arterieel bloed Dit is standaard voor bloedgasanalyse in speciale spuitjes voor elektrolyten.  Capillair Mensgels van arteriolair en veneus bloed. Vooral afname aan dorsale rand van de voetzool, aan de zijkant van de vingertop.  Katheters Vaak bij oncologische patiënten (handig bij veelvuldige bloedafname’s) LET OP: er kan bijmenging met infuusvloeistof zijn. Soorten afnametubes ‘droog’

Met anticoagulans

 bloed zal stollen

Bloed zal niet stollen  volbloed

Centrifugern

Centrifugeren van het niet gestolde bloed

Serum

Plasma

Serum = proper supernatans  geen fibrinogeen meer Plasma = supernatans met fibrinogeen 1. Hemocultuurflessen Steriliteit, om bacteriën in het bloed te bepalen 2. Citraat Dit zorgt voor vaatwandactivatie, is de minst krachtige complexator (er moet genoeg vloeistof in deze buis aanwezig zijn.) 3. Serum Dit is een droge tube, met stolactivator, separatorgel , sporenvrije tube 4. Li-heparine / Na-heparine Zorgt voor inhibitie via antitrombine-III Volbloed: beenmergpunctie, celisolatie Plasma: meest urgente chemieparameters 5. EDTA Is een Ca-chelator Bij volbloed: voor de bloedformule, TDM Plasma: vb. ammoniak … 6. Fluoride, oxalaat, … buis goed vullen om rekening te houden met de verdunning. Is het best om ‘lang’ te bewaren 7. Citraat-fluoride

Plasma (Li-heparine) of serum? Li-heparine Voor snelle analyse Hoog staalrendement (10-15%)

Serum Stolling 20-30min (tenzij er een stollingsactivator wordt gebruikt) Lager rendement Nastolling bij patiënten op anticoagulantia Stollingsgeïnduceerde veranderingen: - ↓ glucose - ↑ K, Mg, bij klontervorming komen cellen vrij  veel K

Contaminatie met tegenionen (Li, Na, K …) Complexering van ionen Interferentie/ inhibitie door fibrinogeen Als dit aanwezig blijft bij elektroforese: is er een extra piek te zien.

Vacuüm of spuit Vacuümtubes zijn zeer praktisch maar ook hebben ze verschillende nadelen. (dit omdat ze het vacuüm snel verliezen) Als alternatief wordt zeer weinig nog een spuit gebruikt, dit omdat het staaltransfer vaak heel moeilijk is. Sommige firma’s hebben tubes waarbij de gebruiker zelf vacuüm moet maken voor de afname, dit is meer werk maar is wel steeds perfect vacuüm. Andere voorzorgsmaatregelen  Ammoniak, lactaat: snel op ijs en zo snel mogelijk afcentrifugeren (groot contactoppervlak voorzien zodat het genoeg gekoeld wordt)  Bilirubine/vit D: afschermen van licht  Pyruvaat dadelijk onteiwitten Belangrijkste foutenbronnen     

Hemolyse Foute afnametube Onvolledige vulling Bijmenging Slechte menging met anticoagulans

2.4.3

Urine

Er zijn 2 collectiemodaliteiten voor urinestalen 1. Verse, midstream urine: staal: dipstick, sediment, chemie, kweek 2. 24u collectie: uitmiddelen van variaties van excretie in functie van de tijd Bewaren in de koelkast, of met bewaarmiddelen (zuren)

2.4.4    

Andere lichaamsvochten

Faeces : staal of collectie Cerebrospinaal vocht 2/3 tubes Gewrichtsvocht Pleura-, ascitesvocht Afname in droge en steriele recipiënten

2.5 Staaltransport en –bewaring  Transport: snel en niet bruut  Voorbereiding: voldoende stoltijd, gekoelde centrifugatie  Bewaring in frigo max gedurende 24u

2.6 Automatisatie pre-analytische fase     

Buizenpost (sneller staaltransport) Pipetteerstation (staalverdeling) LIS (correcte aanvraagprocedure) Computergestuurde aanvragen vanuit de diensten Elektronische identificatie van de patiënt

Voorbeelden:  INR bepaling: International normalized ratio op citraat buis  Complete bepaling op een EDTA tube  Dringende glucose Li-heparine moet niet gewacht worden tot stolling gedaan is

3 Productie-en voorraadbeheer 3.1 Productiebeheer: inleiding tot factory physics Wallace Hopp en Mark Spearman hebben deze theorie gevormd. Met hun bedrijfsfysica proberen ze een antwoord te formuleren op de vraag wat de impact is van de verschillende vormen van variabiliteit en doorlooptijd van een product. Doorlooptijd komt overeen met doorlooptijd van een patiëntenstaal van 1 analyse. De lay-out van productieruimten heeft een belangrijke impact op de flexibiliteit en de mogelijke variatie in producten die een werklijn aankan.

Het doksysteem = een plaats waar veel verschillende mensen werken, waar het product ter plaatse blijft en niets gekoppeld is. JOB SHOP = een werkplek los van geautomatiseerde dingen vb. de staalvoorbereiding in microbiologie. De cel = een plaats waar verschillende zaken samenkomen Lijn = een plaats waar er sterk geautomatiseerd is en verschillende automaten aan elkaar gekoppeld is maar nog niet alles Continue lijn = een plaats waar alles gekoppeld is Dit kan voor problemen zorgen bij bijaanvragen, want dan kan het staal niet uit de lijn genomen worden; Het automatiseren en de straten zijn er om:  Kosten te besparen  Snellere resultaten (↓ TAT)  Software is verminderd  complexiteit ↓

 Verbetering van stockbeheer Het proces schuift op naar linksonder zolang het productievolume groeit, dit om efficiënt te blijven. Een herziening van de lay-out kost veel geld en tijd. De hoeksteen van een eventuele herziening is de TAT = prestatiemaatstaf (= key performance indicator of KPI) om deze te optimaliseren moet er een werklijn uitgebalanceerd worden.

3.2 Productiebeheer: uitbalanceren van een werklijn Het is belangrijk te weten of wat voor werklijn het gaat: Gebonden lijn Ongebonden lijn Bij gebonden lijn = geen buffers  een band die continu of intermittent loopt Bij een ongebonden lijn zijn er buffers, zodat de stations onafhankelijk van elkaar kunnen werken Bij het uitbalanceren van een lijn moet voldaan worden aan - technische volgorde beperkingen - totale bewerkingstijd - optimalisatie van de prestatiemaatstaf Bij het productieproces komen een aantal performantiekarakteristieken aan het oppervlakte  Throughput = capaciteit (TH) aantal flow units per tijdseenheid (= aantal stalen per uur)  Work-in-progress (WIP) Aantal flow unit in het system die in verwerking zijn op staan te wachten op verwerking  Cycle time = doorlooptijd (CT) De tijd die een flow nodig heeft om een proces te doorlopen.

WET VAN LITTLE WIP = TH x CT Het aantal producten die in het system begint op te lopen omdat het in verwerking is, kan aangepast worden door de capaciteit te vergroten of doorlooptijd korter te maken. (oefeningen zie cursus)

3.3 Voorraadbeheer Vaak wordt dit gedaan door een medisch laboratoriumtechnoloog, maar soms zijn ze niet altijd even goed op de hoogte. Bij een voorraadsysteem: Vraagstructuur = de vraag kan constant of variabel zijn, gekend of niet gekend. Aanbodstructuur = rekening houden met aankoopvoorwaarden wachttijden… Beperkingen = ruimtelijke, financiële of kwalitatieve aard Kosten = een belangrijke plaats in het systeem.

De optimale bestelgrootte met minimale kosten = econcomic order quantity (EOQ) Dit bestaat uit een  Jaarlijkse vraag (= demond) D dit is het verbruik (#/jaar)  Orderingskost (=bestelkost) C0 kost / bestelling / jaar (€/jaar)  Hold cost (= bewaarkost) Ch Is de kost voor de plaats en bewaarcondities (€/jaar)

EOQ=

√

2 D . C0 Ch

Oefeningen zie cursus

4 Automatisatie in de microbiologie 4.1 Inleiding Deze automatisatie was het traagst, dit vooral omdat er afhankelijkheid is van:  Trage groei van bacteriën  Complexe manipulaties (enten, isoleren…)  Moeilijk voorspelbare secundaire acties De automaten die al in het labo zijn:  Hemocultuur-incubatiesystemen  Systemen voor bacteriële identificatie en gevoeligheidsbepalingen  Urine flowcytometrie

4.2 Incubatiesystemen voor hemoculturen 4.2.1

Traditionele hemocultuurtechniek

Bij een bacteriële sepsis vermoeden wordt er bloed afgenomen en toegevoegd aan een vloeibare kweekbodem. Bij macroscopische tekenen van bacteriële groei wordt een subcultuur uitgevoerd of vaste bodems. De detectie kan versneld worden door gebruik te maken van flessen met een dipslide of met een drukdetector. Door de trage en ontrouwbare detectie is de techniek volledig verlaten. 4.2.2

Detectie van CO2

Op de bodem van een hemocultuurfles, zit een pH-gevoelige sensor deze is gescheiden van het kweekmilieu door een selectief permeabel membraan. In het geval van bacteriële groei zal het gevormde CO2 voor een verlaging van de pH in het detectiemembraan zorgen. Dit zorgt ook voor verkleuring van de indicator in de bodem van de flessen of toename van de fluorescentie. De kleur wordt regelmatig gemeten zodat er een optimaal onderscheid mogelijk is. De flessen worden in het systeem continu geschud.

Er is ook al evolutie geweest in de type flessen die op de markt zijn.  Rijke bouillons, specifiek voor aëroob en anaëroob  Hypertone bouillon  Absorberende harsen  Specifieke flessen voor mycobacteriën

4.3 Automatisatie voor identificatie en antibiogram Een gestandaardiseerd innoculum wordt in een testkaart gebracht die een aantal gedroogde reactieven bevat. Aan de hand van het reactiepatroon kan met tot identificatie komen. De gevoeligheidsbepaling is er volgens eenzelfde principe, dit door verschillende concentraties van gedroogde antibiotica. Voordelen

Nadelen

Maximale standaardisatie

Duurder

Minimale werklast

Moeilijk toepasbaar voor zeldzamen kiemen

Sneller resultaat

Mengculturen, subpopulaties..

4.3.1

MALDI-TOF

= matrix-assisted laser desorption/ionisation-time of flight Er is een zuivere kolonie nodig om te kunnen bepalen.  geen groei meer nodig  snelle detectie. Met een laser wordt een micro-organisme (ingebed op een matrix) beschoten, waardoor geïoniseerde fragmenten ontstaan. Deze fragmenten worden door massa-spectrometrie gedetecteerd op basis van de tijd die het fragment nodig heeft om de detector te bereiken. Het ontstane massaspectrum wordt vergeleken met een referentiedatabase. Hierdoor kan er identificatie van zuivere kolonies zijn. 4.3.2

GeneXpert

Dit is een toestel van de firma cepheid en is een volledig gesloten ketting van moleculaire biologie. Het te onderzoeken staal wordt in een cartridge gebracht net als de reagentia. Na het sluiten wordt de cartridge in het toestel geplaats waar er volledige PCR-cyclus is zonder dat er menselijke ingrijpen nodig zijn. Het voordeel zit hem vooral bij bepaling van MRSA. De methode werkt snel en is betrouwbaar. Dit wordt wel niet overal gebruikt want de kostprijs is heel groot.

4.4 Entautomatisatie Vb. WASP Er zijn ook al straten in de entautomatisatie: waarbij er foto genomen wordt om dan een goede kolonie te selecteren voor dan verdere identificatie

5 Automatisatie hematologie 5.1 Automatisatie perifeer bloedonderzoek 5.1.1

Inleiding

De manuele telling in een telkamer is zeer tijdrovend en heeft een belangrijke foutenmarge. Gelijkaardige problemen komen voor bij differentiatie van WBC. Bij het Coulterprincipe en de flowcytometrie, kunnen grote aantallen volautomatisch en met grote reproduceerbaarheid en accuraatheid geanalyseerd worden. Er is meer tijd voor de afwijkende (afgevlagde) stalen en nog microscopisch worden nagekeken. Bij volautomatische analyse zal het toestel zelf diluties doen en een aantal analyses simultaan uitvoeren, resultaten worden verwerkt en doorgestuurd naar een externe computer verbonden aan het LIS. De resultaten worden voorgesteld als cijfers en als grafieken. De meeste automaten genereren 8 tot 24 verschillende parameters, al dan niet inclusief met een leukocytaire formule. Ook het identificeren, aanbieden en opmengen van het staal gebeurt op automatische wijze. Na elke analyse is er een spoelprocedure waarvoor een overmaat aan volbloed van het volgende te analyseren staal gebruikt wordt. 5.1.2

Hemoglobine bepaling

Na hemolyse van RBC kan de meting van Hb op verschillende methoden gebeuren: 1. Cyaanmethemoglobine Dit is de gouden standaard voor hemoglobinebepaling. De omzetting van hemoglobine naar cyaanmethemoglobine met fotometrische bepaling. Deze omzetting is moeilijk terug te zetten. NADEEL: het duurt lang voor stabil...