Klinkt een geheel gerobotiseerde verwerking van bloedmonsters door transport in kleine ‘autootjes’ over een labstraat als toekomstmuziek? In het LUMC is dit sinds eind 2017 werkelijkheid.
Introductie
De afdeling Klinische Chemie en Laboratoriumgeneeskunde (KCL) is verantwoordelijk voor miljoenen hematologische, chemische en immunologische analyses van lichaamsvochten per jaar en voor de uitgifte van bloedproducten in het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). Begin 2017 heeft de afdeling KCL een modern, gerobotiseerd laboratorium in gebruik genomen. In dit nieuwe laboratorium worden materialen vanuit de poliklinische bloedafname geautomatiseerd ontvangen op de labstraat om vervolgens snel, veilig en accuraat verwerkt te worden door gebruik te maken van totale lab automatisering. Hierdoor hoeven medewerkers een groot deel van de materialen niet meer handmatig te verwerken.
Denken in gehelen
De afdeling KCL bestond voorheen uit de afdelingen Klinische Chemie, Hematologie en Bloedtransfusie. Ieder laboratorium had zijn eigen proces van monsterontvangst, analyse en opslag van materialen en inrichting van het Laboratorium Informatie Systeem (LIS). Echter, de verschillende inrichtingen van het LIS waren complex, en konden onderling niet met elkaar communiceren. Om als diagnostische laboratoria optimaal aan te sluiten bij de hedendaagse wensen voor goede dienstverlening en efficiënte zorgpaden was een herinrichting van de laboratoria noodzakelijk. De afdelingen die 24/7 diensten verlenen, namelijk Klinische Chemie, Hematologie en Bloedtransfusie, werden samengebracht in één laboratorium.
Uniek aan de aanpak die het LUMC gehanteerd heeft, is dat voorafgaand aan de Europese aanbesteding een functioneel ontwerp is gemaakt van het wenselijke laboratoriumproces. Er zijn duidelijke uitgangspunten benoemd: goede track-and-trace van patiëntmaterialen, procesvereenvoudiging, consolidatie van materialen, gegarandeerde doorlooptijden en afname van minder bloedvolume. Het nieuwe proces moest ook maximaal aansluiten bij de behoeften en de wensen vanuit de kliniek. Daarom is het diagnostische proces ziekenhuisbreed heringericht: van aanvraag tot en met rapportage. Daarnaast was het randvoorwaardelijk dat de infrastructuur die gebruikt zou gaan worden voor de patiëntendiagnostiek ook de andere kerntaken van een academisch ziekenhuis, namelijk wetenschappelijk onderzoek en onderwijs, kan faciliteren.
Op het uiteindelijke functionele ontwerp heeft het LUMC zijn Europese aanbesteding gevoerd. Gezien de complexiteit van het ontwerp was het niet voor één leverancier mogelijk om alles te bieden en zo heeft het LUMC bewerkstelligd dat de leveranciers gingen samenwerken en met het ziekenhuis in dialoog zouden gaan. Deze vorm van Europees aanbesteden (de concurrentiegerichte dialoog) was destijds, anno 2015, uniek in Nederland.
Volautomatisch proces
Welk proces is nu gerealiseerd, uitgaande van een functioneel ontwerp? Om een goede indruk te krijgen, kunt u de film kijken die van het laboratorium gemaakt is. Een infographic van het vernieuwde totale testproces is terug te vinden in figuur 1.
Aanvraag en bloedafname
Het totale testproces van laboratoriumdiagnostiek begint met het plaatsen van een elektronische aanvraag via order management in het Ziekenhuis Informatie Systeem (ZIS) door de behandelend arts. Indien het een poliklinische bloedafname betreft, wordt de patiënt in de meeste gevallen op de Centrale Bloedafname (CBA) van het ziekenhuis geprikt. Een medewerker van de poliklinische bloedafname identificeert de patiënt en zorgt dat de geplaatste order in het ZIS geactiveerd wordt in het LIS, waarna de monsteretiketten met de benodigde informatie over de bloedafname geprint worden. De monsteretiketten bevatten informatie m.b.t. patiëntidentificatie, type materiaal dat afgenomen moet worden, locatie waar het materiaal naartoe moet, en eventuele bijzonderheden voor het transport naar het lab (bv. op ijs of donker).
Buispost
De afgenomen monsters, voorzien van de monsteretiketten, worden vervolgens aangeboden aan de Tempus buispost. Monsters worden in een soort van tuinslang onder gereduceerde luchtdruk met een snelheid van 10 m/s naar het laboratorium verstuurd, dat zo’n 200 meter verderop van de poliklinische bloedafname ligt. De voordelen van deze buispost is dat materialen niet meer verpakt hoeven te worden en dat deze buispost direct gekoppeld is aan de labstraat op het centrale laboratorium, in tegenstelling tot de meer traditionele buispostsystemen die in het ziekenhuis gebruikt worden. Hierdoor worden monsters, zonder tussenkomst van medewerkers, volgens het first-in-first out principe automatisch op de labstraat geplaatst. Hierdoor wordt ongeveer 40% van de monsters, op een totaal van 3.000-3.500 per dag, volledig automatisch verwerkt.
Op dit moment is alleen de poliklinische bloedafname gekoppeld aan deze buispost, maar uitbreiding naar andere locaties in het ziekenhuis is relatief eenvoudig te realiseren. Op dit moment worden gesprekken gevoerd met diverse (spoedeisende) afdelingen om te kijken naar de mogelijkheden om hen via deze buispost direct te connecteren met het laboratorium.
Op de labstraat
De module die de monsters van de poliklinische bloedafname ontvangt, plaatst de monsters vervolgens op de labstraat van GLP-systems. Eerst wordt de barcode op het monsteretiket gelezen, waarna het monster in een ‘car’ op de labstraat geplaatst wordt (zie figuur 2).
Overige monsters die afkomstig zijn van klinische afdelingen of de SEH, worden aan het centrale laboratorium aangeleverd via het traditionele buispostsysteem (waarvoor materialen nog verpakt moeten worden) of via bodes. Deze monsters worden door medewerkers manueel aan de labstraat aangeboden, door het monster in een lade van een zogenoemde input module aan te bieden, waarna het monster na het scannen van de barcode in een ‘car’ geplaatst wordt.
Route van monsters op de labstraat
Op het moment dat de order geactiveerd werd in het LIS, heeft het besturingssysteem van de labstraat reeds informatie betreffende dit monsters ontvangen vanuit het LIS. Hierdoor weet de labstraat welke monsters verwacht worden, inclusief welk materiaal het betreft en welke testen uit dit monster gedaan moeten worden. Middels het lezen van de barcode weet de labstraat dat het monster fysiek gearriveerd is op de labstraat. Op de labstraat wordt vervolgens gecontroleerd of het juiste materiaal is afgenomen, door het monster naar een camera te sturen. Omdat ieder buistype een unieke dopkleur heeft, is het mogelijk om op basis van de (kleuren)foto’s die op de labstraat van de buis gemaakt worden te controleren of het juiste materiaal is afgenomen. Indien het materiaal niet overeen komt met het materiaal dat het LIS gestuurd heeft, wordt het monster niet verder verwerkt via de labstraat, maar naar een error area op de labstraat gestuurd.
Als het afgenomen materiaal correct is dan wordt het materiaal verder via de labstraat geheel gerobotiseerd en geautomatiseerd verwerkt. Tijdens de controle of de juiste buis is afgenomen, dit duurt ongeveer 8 seconden, stippelt de track uit welke route het monster zal afleggen. De route is afhankelijk van de aangevraagde testen en het type materiaal, waarbij rekening gehouden wordt met de beschikbaarheid van de modules, analyzers en karretjes op de track (zie figuur 3 voor het transport van een ‘car’ op de labstraat.
De labstraat is opgebouwd uit verschillende segmenten waarop zelfrijdende ‘cars’ rijden. Aan de backbone van de labstraat zijn verschillende modules gekoppeld, zoals een input module met camera, een buffer, centrifuges, ontdopper, modules die monsters aan een track-gekoppelde analyzer aanbieden en archieven. De cars worden aangestuurd door het besturingssyteem van de labstraat. Op de labstraat zitten diverse oplaadpunten waar de batterij van de car opgeladen kan worden).
Voor serummonsters is het relevant dat de stolling voltooid is, voordat deze verder verwerkt kunnen worden. Omdat de monsters vaak eerder op het lab zijn dan de benodigde stoltijd, worden op basis van de registratie van de actuele afnametijd de monsters tot 30 minuten na afname in een buffer geplaatst, voordat ze op de labstraat afgedraaid worden. Indien nodig worden monsters ontdopt en vervolgens gaan ze naar de analyzers toe die aan de labstraat gekoppeld zijn.
Zoals eerder genoemd is de route afhankelijk van het type materiaal en de aangevraagde testen. Bijvoorbeeld voor analyse van cellen in bloed m.b.v. de hematologie analyzer hoeft het EDTA buisje (paarse dop) met bloed niet te stollen, afgedraaid of ontdopt te worden. Het materiaal gaat direct na ontvangst naar de hematologie analyzer toe. Voor analyse van nier- en leverfuncties gebruiken we een stolbuis (gele dop). Het bloed in deze buis moet eerst stollen in de buffer, waarna de buis afgedraaid en ontdopt wordt voordat het aan de analyzer aangeboden kan worden. Voor de analyse van stolling hoeft het monster niet eerst te stollen, na aankomst van de citraat buis (blauwe dop) op de labstraat kan deze buis direct afgedraaid en ontdopt worden.
Verlaten van monsters van de labstraat
Wanneer de analyse van de monsters op de labstraat klaar is en alle uitslagen bekend zijn, worden de monsters automatisch in het archief geplaatst dat aan de track gekoppeld is. Indien een arts een navraag plaatst, wordt na invoer van de navraag in het LIS het monster automatisch uit het archief gehaald voor verdere analyse. Op dit moment wordt gekeken of het mogelijk is dat de navraag direct vanuit het ZIS ingevoerd kan worden, zodat de aanvrager niet meer een papieren formulier hoeft in te sturen. Na een vastgestelde periode worden de monsters automatisch uit het archief verwijderd. Voor de analyses op de unit Kernlaboratorium worden monsters vanaf de Tempus buispost niet meer met de hand aangeraakt, alleen het vervangen van de afvalbakken vindt nog handmatig plaats.
Als het materiaal bestemd is voor andere units van onze afdeling (bijvoorbeeld voor de bloedtransfusie of voor speciële units waar analyses niet dagelijks uitgevoerd worden) of laboratoria van andere diagnostische afdelingen in ons ziekenhuis (bv. apotheek of medische microbiologie), dan wordt het materiaal zonodig eerst verdeeld en gaat het vervolgens naar een specifieke output area. Medewerkers plaatsen de monsters vervolgens in de juiste rekken, vanuit waar de andere units of andere laboratoria de materialen komen ophalen voor verdere verwerking en/of analyse.
Track-and-trace
De afgelegde route van de monsters op de labstraat wordt ook doorgestuurd naar het LIS. Hierdoor is van ieder monster, vanaf afname tot afvalbak, een goede track-and-trace terug te vinden in het LIS. Hierdoor raken minder monsters zoek op de verschillende laboratoria.
Om toe te zien of het proces juist verloopt hebben we, net zoals in de industrie, een controlekamer ingericht: de cockpit (zie figuur 4). Deze cockpit is eigenlijk het zenuwcentrum van het laboratorium, de analisten die hier werkzaam zijn houden toezicht op de track-and-trace van het proces en geven dagelijks zo’n 27.500 analyseresultaten vrij voor rapportage. Ook is het vanuit de cockpit mogelijk om via een KVM (keyboard, video, mouse) verbinding de belangrijkste computers in het laboratorium over te nemen (bv. de computers die de analyzers bedienen).
Figuur 1 Infographic van het totale diagnostische testproces
*ad figuur 3: De labstraat is opgebouwd uit verschillende segmenten waarop zelfrijdende ‘cars’ rijden. Aan de backbone van de labstraat zijn verschillende modules gekoppeld, zoals een input module met camera, een buffer, centrifuges, ontdopper, modules die monsters aan een track-gekoppelde analyzer aanbieden en archieven. De cars worden aangestuurd door het besturingssyteem van de labstraat. Op de labstraat zitten diverse oplaadpunten waar de batterij van de car opgeladen kan worden.next
Procesvereenvoudiging
Met de implementatie van de nieuwe labstraat zijn vele processen vereenvoudigd op onze afdeling en hebben we een eenduidige werkwijze bewerkstelligd. Door deze standaardisatie van het diagnostische proces, is het proces nu veel meer in controle. Zo vormt onze afdeling de centrale monsterontvangst voor de volgende diagnostische laboratoria in het ziekenhuis: Medische Microbiologie, Klinische Farmacie en Toxicologie, Speciële Hematologie en Immunohematologie. Voor de opwerking van de aldaar te analyseren monsters wordt zoveel mogelijk gebruik gemaakt van de beschikbare modules in de labstraat. In het kader van track-and-trace van de monsters, worden alle monsters gescand bij aankomst op het uitvoerend laboratorium. Deze ontvangstscan wordt geregistreerd in het LIS.
Ook is getracht het proces dusdanig in te richten, dat de meeste monsters zonder manuele interventie direct op de labstraat gezet kunnen worden. Er is kritisch naar de bestaande processen gekeken en indien mogelijk zijn ze vereenvoudigd. Een goed voorbeeld hiervan is de ontvangst van monsters op ijs. Voor alle partijen betekent dit extra werk. Allereerst moet diegene die de bloedafname verricht ijs regelen en afzonderlijk transport regelen. De afdeling Logistiek van het Facilitair Bedrijf transporteert deze monsters vervolgens naar het laboratorium en aldaar aangekomen worden deze monsters manueel verwerkt. Eerder ontvingen we dagelijks meer dan 100 monsters op ijs. Door andere buistypen te gebruiken (bv. met remmers van het metabolisme erin) en door kritisch te kijken of ijs wel toegevoegde waarde heeft, hoeven we nu dagelijks nog slechts een handvol aantal monsters op ijs te verwerken, zonder dat de kwaliteit van de uitslagen in het geding is.
Door de vereenvoudiging van de monsterontvangst kunnen we onze medewerkers nu anders in het testproces inzetten. Als afdeling willen we graag waarde toevoegen voor de patiënt. Dat doen we niet door tijd te besteden aan de monsterontvangst, maar bijvoorbeeld op het niveau van de interpretatie van testen en door te zorgen dat de uitslagen snel bekend zijn, waardoor de aanvrager bv. tijdens het polibezoek van de patiënt al beleid kan maken, zonder dat er een belafspraak hoeft te volgen. Verder hebben onze medewerkers nieuwe taken gekregen. Zo trainen ze verpleegkundigen op klinische afdelingen voor point-of-care testing, indien decentraal testen geïndiceerd is.
Geborgde, voorspelbare doorlooptijden
Het gebruik van het nieuwe buispostsysteem is een extra borg dat bloedmonsters binnen de afgesproken doorlooptijden worden geanalyseerd. Vanaf de poliklinische bloedafname ontvangen we nu de monsters binnen 20 seconden, in plaats van met een bode die ieder kwartier de materialen kwam brengen. Hierdoor wordt een tijdswinst tot 15 minuten gerealiseerd. Ook de analysetijden zijn kort, voor een hemoglobinebepaling zien we bijvoorbeeld dat 50% van de uitslagen binnen 8 minuten na ontvangst van het materiaal op het lab bekend is, 95% van de resultaten binnen 25 minuten. Omdat alles geautomatiseerd verloopt, kunnen we de doorlooptijd van de 3.000-3.500 monsters die we dagelijks verwerken ook garanderen. Zo kunnen artsen tijdig beschikken over de uitslagen en wordt de patiënt sneller en effectiever geholpen.
