Czujniki w miejscu pracy: Zwiększeni dokładności i szybkości testów laboratoryjnych

Automatyzacja laboratoriów zmienia oblicze badań naukowych, rozwoju farmaceutycznego i diagnostyki klinicznej. Kluczowym elementem tej transformacji jest wykorzystanie czujników, które przekształcają właściwości fizyczne lub chemiczne w sygnały elektryczne. Czujniki te dostarczają informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym, dzięki czemu zwiększają niezawodność procesów i umożliwiają autonomiczne działanie złożonego szeregu zadań.

Ostatnio sam przekonałem się o zaletach automatyzacji podczas rutynowego badania – morfologii krwi (CBC). W zaledwie jednym mikrolitrze mojej krwi, czyli objętości wielkości łebka od szpilki, znajdowało się 4,83 miliona czerwonych krwinek i 6 700 białych krwinek – wszystko w normie, z przyjemnością mogę to potwierdzić.

W przeszłości takie badania wykonywano ręcznie (a w niektórych mniejszych laboratoriach nadal stosuje się tę technikę). Kroplę krwi umieszczano na specjalnym szkiełku mikroskopowym zwanym hemocytometrem, który ma precyzyjnie wyryte kratki o wymiarach 0,1 mm² każda. Technik laboratoryjny liczył komórki pojedynczo pod mikroskopem, a następnie mnożył uzyskany wynik przez 10 000, aby oszacować całkowitą liczbę komórek. W moim przypadku oznaczałoby to policzenie 483 komórek w tej maleńkiej kratce. Jednak moje badanie zostało wykonane przez zautomatyzowany analizator hematologiczny oparty na zasadzie Coultera, który wykrywa i zlicza każdą komórkę z prędkością 10 000 komórek na sekundę. Dzięki tej automatyzacji wyniki mojego badania były gotowe już po dwóch dniach.

Często mówi się, że 70% decyzji medycznych opiera się na wynikach badań laboratoryjnych – to statystyka, która podkreśla kluczową rolę laboratoriów klinicznych w procesie podejmowania decyzji przez lekarzy. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na szybsze wyniki, większą przepustowość i mniejszą liczbę błędów ludzkich, producenci sprzętu laboratoryjnego coraz częściej sięgają po czujniki, które napędzają innowacje.

Rosnące zapotrzebowanie na automatyzację w laboratoriach

Stawianie czoła presji dostarczania szybkich i dokładnych wyników wymaga od laboratoriów klinicznych przestrzegania szczegółowych protokołów obejmujących wiele etapów, takich jak obsługa mikropłytek, dokładny pomiar i przenoszenie płynów oraz rejestrowanie danych. Sprzęt do automatyzacji laboratoriów pomaga sprostać tym wyzwaniom i usprawnia wszystkie przepływy pracy w jednym urządzeniu. W ramach tej zautomatyzowanej konfiguracji czujniki służą jako zmysły systemu, umożliwiając precyzyjną kontrolę i monitorowanie w czasie rzeczywistym.

Integracja czujników z systemami automatyzacji laboratoriów przynosi wiele korzyści:

• Kontrola jakości w czasie rzeczywistym. Czujniki stale monitorują warunki testowe, zapewniając, że odczynniki pozostają w prawidłowych zakresach temperatur, objętości próbek są precyzyjnie odmierzone i nie ma zatorów ani wycieków w systemach płynów. To znacznie zmniejsza liczbę nieprawidłowych wyników i oszczędza krytyczny czas.

• Zwiększona przepustowość. Dzięki sprzężeniu zwrotnemu czujników w czasie rzeczywistym, systemy mogą szybko wykrywać i rozwiązywać problemy, takie jak niewłaściwie umieszczone próbki lub wyczerpanie odczynników, minimalizując w ten sposób przestoje. Pomaga to laboratoriom dotrzymywać napiętych terminów i szybciej dostarczać wyniki.

• Mniej błędów ludzkich. Automatyzacja zadań, takich jak skanowanie kodów kreskowych, ładowanie próbek i obsługa płynów, eliminuje wiele błędów ludzkich i zanieczyszczeń, które mogą wystąpić podczas operacji ręcznych. Prowadzi to do bardziej wiarygodnych wyników diagnostycznych.

• Identyfikowalność i zgodność. Czujniki tworzą archiwizują wartości temperatury, ciśnienia i innych parametrów operacyjnych. Dzienniki te mają kluczowe znaczenie dla zgodności z przepisami (np. CLIA, CAP, ISO 15189) i pomagają w ścieżkach audytu i analizie przyczyn źródłowych.

Ponieważ 70% decyzji medycznych opiera się na raportach laboratoryjnych, skutki opóźnionych lub błędnych wyników mogą być znaczące. Automatyzacja z wykorzystaniem czujników pomaga laboratoriom dostarczać wysokiej jakości, terminowe wyniki, co bezpośrednio przekłada się na szybszą diagnozę i rozpoczęcie leczenia, krótsze pobyty w szpitalu i niższe koszty opieki zdrowotnej oraz lepsze wyniki i zadowolenie pacjentów.

Pomimo wielu zalet, włączenie czujników wiąże się z pewnymi wyzwaniami. Obejmują one integrację ze starszymi systemami i potrzebę okresowej rekalibracji oraz zarządzanie dużymi ilościami danych generowanych przez czujniki. Jednak postępy w dziedzinie inteligentnych czujników, integracji IoT i automatyzacji opartej na sztucznej inteligencji rozwiązują te przeszkody. Laboratoria przyszłości mogą być wyposażone w samokalibrujące się czujniki, algorytmy konserwacji predykcyjnej i w pełni połączone ekosystemy diagnostyczne.

Czujniki zapewniają precyzję w automatyzacji laboratoriów

Czujniki to coś więcej niż tylko elementy składowe systemu. To one umożliwiają precyzję, niezawodność i szybkość, jakie obiecują nowoczesne systemy automatyki laboratoryjnej. Producenci sprzętu laboratoryjnego polegają na dostawcach czujników, którzy potrafią spełnić ich rygorystyczne wymagania, zapewniają wsparcie na skalę globalną oraz mogą pochwalić się wieloletnim doświadczeniem potwierdzonym w praktyce.

W miarę rozwoju diagnostyki laboratoryjnej czujniki pozostaną podstawową technologią napędzającą transformację laboratoriów medycznych w wysokowydajne, zorientowane na pacjenta centra diagnostyczne.