Университет Дюссельдорфа имени Генриха Гейне: польза от автоматизации

20.12.2011

Практическая польза от автоматизации в диагностической лаборатории университета: больше, чем можно увидеть невооруженным взглядом

Р. МакКензи

Институт Медицинской Микробиологии и Больничной Гигиены, Больница Университета, Университет имени Генриха Гейне, Дюссельдорф

ВВЕДЕНИЕ

За последние несколько лет в сфере автоматизации лаборатории был совершен прорыв, имеющий огромное значение. Он произошел благодаря растущему уровню технологии, стандартизации процесса сбора образцов и комплексу многочисленных процессов - от простой инокуляции среды до получения изображений и идентификации микроорганизмов при помощи сложной технологии, например, время-пролётной ионизации лазерной десорбцией с использованием матрицы в полуавтоматическом режиме. Лаборатории университетов обычно не являются крупными диагностическими центрами, и зачастую состав персонала заметно отличается от коллег в частном секторе. Таким образом, они не являлись целью для многих коммерческих компаний, производящих подобные технологии. Однако существует потребность в эффективности и улучшении качества, которые должны быть обеспечены стандартизированными процедурами, оптимально выполняемыми автоматизированными системами.

Методы: Диагностическая лаборатория университета, обслуживающая примерно 1800 стационарных пациентов, большинство из которых (1200) находятся в центре высокоспециализированной медицинской помощи / на территории университета, а остальные – в прилегающей базовой больнице, где также оказывается высококвалифицированная помощь, провела испытания автоматизированного оборудования для инокуляции с перспективой дальнейшей автоматизации и интеграции передовых технологий.

Результаты: Внедрение системы происходило двумя основными этапами; сначала внедрили стандартизированную систему сбора образцов, обязательную для подготовки к полной автоматизации. Таким образом, на начальной стадии система eSwab (компания Копан - Италия) была универсально представлена приблизительно за 18 месяцев до начала второго этапа, на котором автоматический инокулятор или устройство для обработки образцов (WASP – прибор автоматизированного микробиологического посева – компания МАСТ/Копан-Италия) был установлен в диагностической лаборатории. После установки, которая включала одностороннее соединение с информационной системой лаборатории, проверку посевов со средой на совместимость и обучение технического персонала, система применялась одновременно с ручной инокуляцией в течение базисного периода с целью проведения сравнения контроля качества. В дальнейшем система была введена в действие, оказывая диагностические услуги как единственное устройство для обработки образцов. Перераспределение персонала и время обработки, качество образцов и ошибки были зафиксированы и проанализированы.

Оценка преимуществ автоматической инокуляции является комплексной. К тем областям, в которых время необходимо перераспределить, относятся получение образцов и разделение работы, также как и сортировка образцов - либо ввести их в прибор WASP напрямую, либо сначала исследовать в других областях. Это может включать пре-инокуляционные тесты, например, окрашивание по Граму. Важно соблюдать последовательность производимых операций таким образом, чтобы и перед началом инокуляции при помощи прибора WASP, и перед автоматизированным посевом выполнить необходимые тесты. К примеру, все образцы, нуждающиеся в молекулярном биологическом исследовании, сначала должны быть обработаны в этой области, так как стерильные петли не обязательно не содержат ДНК (это не стало бы существенной проблемой при использовании оборудования с разовыми инокуляторами). Многие образцы, не являющиеся тампонами, получают в жидкой транспортной среде, например, малые биопсии. Их трудно выявить, а оказавшись в приборе, они больше не обнаружатся, таким образом, их не удастся рассмотреть. В этом отношении произошло перераспределение времени с посевов на преданалитическое изучение образцов.

Число посевов в лаборатории за неделю.

Среднее число образцов, полученных в течение дня (семидневная неделя, все дни равны по значимости).

На диагностическую микробиологию оказывает огромное влияние время получения образцов. Как можно увидеть на диаграмме, пик получения образцов приходится на середину дня. Это затрудняет равномерное распределение работы. Автоматическая инокуляция может принести огромную пользу, поскольку образцы могут быть распределены по определенным критическим областям, например, сначала подвергнуться микробиологической обработке, а затем отправиться в очередь на автоматическую инокуляцию. Подача материала для устройства и удаление посевов – это простая процедура, требующая минимум времени. Таким образом, у технического персонала появляется свободное время в период пика получения образцов.

Рабочий процесс можно оптимизировать, выбрав правильную последовательность сред. Например, используя прибор WASP, можно увеличить число посевов в час, запрограммировав информационную систему лаборатории на доставку информации о посеве для каждого образца в той последовательности, которая позволяет инкубировать посев в тех же

условиях, чтобы можно было делать это серийно. Это уменьшает время помещения посева в силос.

Дальнейшая оптимизация может происходить при критическом осмотре штрихованного образца – к примеру, мы не обнаружили снижения в количестве отдельных колоний для дальнейшего исследования, когда перестали стерилизовать петлю между первичной и вторичной инокуляцией.

ВЫВОДЫ

Перед началом автоматизации лаборатории следует учитывать следующие важные факторы:

• анализ рабочего процесса – лучше всего провести до установки оборудования, однако зачастую он возможен только после этого, так как многие факторы нельзя определить до проведения автоматизации

• определить области для исследования перед обработкой образцов - например, молекулярная биология

• определить, какие образцы должны быть включены, и выделить те из них, которые обладают высшим приоритетом - например, обследование, рутинные мазки, секреции из органов дыхания, стул и т.д. Многие из подобных образцов нуждаются в особых контейнерах для сбора или в прединокуляционном исследовании.

• определить аспекты биологической безопасности – закрывает ли инокулятор емкости с образцами, минимизировано ли образование аэрозоли либо осуществляется ли фильтрация, возможна ли дезинфекция?

Дальнейшая автоматизация, включающая загрузку инкубаторов, электронную и автоматизированную визуализацию посевов с использованием ПЗС камер и дистанционный порядок для дальнейших исследований, таких как отбор колоний для время пролётной ионизации лазерной десорбцией с использованием матрицы MS или диагностики молекулярной биологии, хотя еще и находится на стадиях разработки, дает возможность мельком взглянуть на новую эру в микробиологии. Также базовые больницы университетов должны быть активно задействованы в развитии данных технологий.