HOCHLEISTUNGS-
LOGISTIK UND PRÄANALYTIK
IM MEDIZINISCHEN LABOR
Das Projekt SMS 10K ist auf die Bedürfnisse größerer medizinischer Laboratorien zugeschnitten. SMS 10K bedeutet „Probenlogistiksystem für 10.000 Proben Durchsatz pro Stunde“
Der Hintergrund ist eine seit Jahrzehnten andauernde, stürmische Entwicklung der Laboranalytik in der Medizin, die zu Laboratorien mit 100.000 und mehr eingehenden Proben pro Tag geführt hat. Obwohl gleichzeitig auch die Leistungsfähigkeit der Analysengeräte zugenommen hat, bleibt der Bereich Annahme, Präanalytik, Verteilung, Archivierung und Dearchivierung von Proben besonders bei hohen Probenfrequenzen dem Improvisationstalent des jeweiligen Labors überlassen.
Das Projekt SMS 10K hat zum Ziel, vom Eingang des Materials an zehntausend Proben stündlich zu sortieren, die Präanalytik einschließlich Zentrifugation durchzuführen, individuell auf unterschiedliche Analysengeräte zu verteilen, dort abzuholen und zu anschließend zu archivieren, zugänglich zu halten und nach Ablauf der Aufbewahrungszeit zu entsorgen. Das SMS 10K ist auf einen 24/7-Betrieb ausgelegt.
Wie gestaltet sich der Ablauf?
Das System arbeitet einzelprobenorientiert und vollautomatisch bis zur Bestückung/Entladung gerätespezifischer Racks (Probenständer) im Bereich eines Analysengeräts. Die Beladung der Analysengeräte mit gefüllten Racks und deren Entladung erfolgt dabei manuell. Dadurch wird bei geringem Aufwand eine hohe Flexibilität durch Anpassung an nahezu jede Geräteausstattung eines Labors erreicht. Bei Analysengeräten, die eine Aliquot-Entnahme von Proben direkt aus dem Fördersystem vornehmen können, kann eine Versorgung mit Proben vollautomatisch erfolgen.
Technisch gesehen beginnt das System mit einem Förderband, auf das alle ankommenden Proben geschüttet werden. Das Band fördert die Proben in einen Sorter, der mit einer Leistung von 10.000 Sortierungen pro Stunde arbeitet und mit den sortierten Proben automatisch ein schnelles Einzelproben-Fördersystem bestückt.
Das Fördersystem besteht aus bis zu mehreren Hundert Einzelelementen, die jede Probe in kürzester Zeit entsprechend ihrem Auftrag zu einem Ziel bringen und sie dort wieder abholen.
Zu den möglichen Zielen gehören:
Zentrifugenplätze
Ein oder mehrere automatische Zentrifugenplätze. Die einzelnen Proben werden gewogen und zur Vermeidung von Unwuchten intelligent auf Zentrifugeneinsätze verteilt. Ein Zentrifugenplatz kann auf einen Durchsatz von bis zu 5.000 Proben pro Stunde ausgelegt werden.
Decapper und Recapper
Decapper und Recapper, die zur Erhöhung der Leistung kaskadiert werden. Im SMS 10K-System ist die Wiederverwendung der individuellen Stopfen einer Probe vorgesehen, das sowohl Abfall wie auch Kosten einspart.
Rackfelder
Rackfelder, die gerätespezifische Racks in Gruppen aufnehmen, wo sie mit Proben beladen oder deren Proben entladen werden. Diese Felder können in der Nachbarschaft von Analysengeräten positioniert werden, um deren Bestückung/Entladung zu beschleunigen. Die Bestückungsleistung eines Rackfeldes kann an den Probendurchsatz von Analysengeräten angepaßt werden, bis zu einer Leistung von 5.000 Beladungen/Entladungen pro Stunde.
Aliquoter
Handelsübliche Aliquoter können über Rackfelder oder, wenn diese direkt Aliquote vom Fördersystem entnehmen können, automatisch mit Proben versorgt werden. Neu angelegte Specimen können danach bei Bedarf vom Fördersystem wieder aufgenommen und weiterverteilt werden.
Puffer
Puffer, in denen Proben in Wartestellung aufbewahrt werden, beispielsweise nach erfolgter Sortierung im Sorter bis zur Eingabe eines Analysenauftrags. Die Einlagerungs- und Ausgabefrequenz beträgt bis zu 10.000 Proben pro Stunde, die Kapazität bis zu 6.000 Proben pro Einheit.
Archive
Archive zur Aufbewahrung von Proben für den Fall einer Testwiederholung oder für eventuelle Analysen-Nachforderungen bilden zusammen mit einer Entsorgungseinheit den Abschluß des Systems. Sinnvollerweise werden aufgrund unterschiedlicher Aufbewahrungsbedingungen und Zeiten in Abhängigkeit des Probenmaterials unterschiedliche Archive benötigt, deren Kapazitäten von 40.000 bis zu mehreren 100.000 Proben umfassen können. Die Aufnahmeleistung eines Archivs kann bis zu 10.000 Proben pro Stunde betragen, eine Dearchivierung angeforderter Proben erfolgt in innerhalb von wenigen Minuten. Alle Proben bleiben im Fall eines Totalausfalls manuell zugänglich.
Obwohl die Leistungsfähigkeit des SMS 10K-Systems sehr hoch erscheint, verwendet es keine außergewöhnliche, anfällige Technik. Es ist auch für geringere Anforderungen geeignet, von der Kostenstruktur her erschwinglich und amortisiert sich schnell auch bei geringeren Probenzahlen. Es kann zudem mit den Anforderungen des Labors wachsen und bleibt für ein sich änderndes Umfeld anpassungsfähig.