数字建模与商业分析:体外诊断实验室运营管理新模式

作者:尹利民
2021-12-16

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尹利民,医学博士,副主任检验师。现任云南省昆明市第一人民医院北院区检验科副主任(主持工作),昆明市中青年学术和技术后备人选、昆明市卫生局省内知名专家培养对象。兼任中国检验检验学会卫生检验与检疫专业技术委员会委员、云南省医学会检验分会常委、云南省医师协会检验医师分会委员、云南省免疫学会理事、云南省医学会医学遗传学会委员、云南省医学会微生物与免疫学会委员。近年来主持科研课题4项,发表论文10余篇。

现阶段,大部分临床实验室遇到的挑战是每年随着预算的减少,实验室削减成本的压力也在增加。实验室管理者必须不断地寻找减少支出的方法,或者找到具有成本效益的方法来管理运营费用。很多实验室希望通过流程自动化来降低成本。同时我们发现虽然信息技术长期以来在实验室操作中发挥了重要作用,但商业分析介入实验室管理的模式相对较新。尽管大家对实验室的商业分析很感兴趣,但大多数实验室还停留在数据发掘阶段,以评估实验室绩效,识别低效率的流程方式,或寻找新的创收机会。

当前困扰实验室管理者的不是缺乏实验室数据。而是如何处理这些丰富的数据信息,将来自不同系统和专业组平台(有时是来自不同的实验室和地点)的不同数据整合到一起才是更大的挑战。实验室自动化设备的IT软件系统或者LIS系统,主要控制基础的设备运行等工作流程,而实验室商业分析软件会针对全流程的数据采集、监控和评估来提供运营绩效的指标报告,两者之间有明显的区别。人工统计则会加重工作量,且导致结果不准确。

以往,实验室不得不依赖于向信息科提出的特殊申请。由信息科或LIS厂商设计和开发的这些定制报告,但是要获得批准来实施这些成本高昂且流程复杂的项目是很困难的。即使得到了相关部门的批准,采集和分类存在于分析设备的IT系统中的关键数据也有一定难度。一旦得到这些数据,整理和解释这些数据规则逻辑才是重中之重,这也非常困扰实验室管理者。更不用说实时的具有可比性、标准化的数据分析。

这次我要介绍的就是通过数字化的解决方案来管理实验室运营的新模式,这是西门子医疗基于全实验室自动化业务在全球范围内推出的一款流程管理系统,我们在科室成立的初期就与西门子医疗合作,到今天实验室已经经历了三次升级,不仅是硬件设备的迭代发展,在软件系统上我们也不断尝试,相互赋能,从早期的人工流程自动化,到这次尝试通过更全面的数字化技术来管理实验室的运营。

这套流程管理系统是今年4月份投入运行的,目前我们已经积累了3个月左右的数据。给我最大的感受就是这款系统让实验室的管理更加透明化,主界面上对于流水线的每个环节和线下设备实时监控,可以让我们随时了解到实验室的运行状态,及时发现问题规避风险。这个流程管理系统主要有两大功能组,一个是实验室设备流程的监控管理,它包括:

1. 3D设备监控(如图1)系统:Atellica流程管理系统的用户界面是实验室的操作指挥中心。它的主屏幕能显示实时警报供操作人员随时查看,保证仪器正常运行。这些警报直观显示在与实验室的分析仪和布局相匹配的3D视图上。关键警报信息直接从连接的分析仪中获取,包括分析仪状态、试剂和耗材需求,甚至试剂批次和校准状态。此外,可灵活、开放的设置自定义的提示,如定期保养安排时间的提醒。

图1. APM流程管理系统主界面

2. 急诊样本追踪(如图2):为了确保您的实验室能够提供更好的病人测试结果, 流程管理系统还会跟踪急诊样本,保证其样本周转时间(TAT)的一致及可预测。通过软件我们可以轻松定义急诊样本的规则。相比较其他软件只显示有风险或者过期样本的静态列表,APM的界面上的TAT是交互式的。点击界面中任何急诊标本,软件都能显示该标本的所有测试的实时状态以及它的样本处理记录。标本前处理和测试的每个阶段都能在软件上显示,这样能帮助你掌控样本在自动化系统上的每一步。

图2. 急诊样本追溯

3. 设置提醒规则:Atellica流程管理系统中的库存管理界面能够全面的显示连接仪器当前的试剂耗材的库存情况(图3);方便每日分析仪启动前的检查工作。工作人员也可以分类查看详细的信息,如严重程度、分析仪、效期,甚至是库存水平。这里显示的是操作人员正在查询少于10个测试的试剂. 库存水平可以显示到每个特定的分析仪和测试的水平。

图3. 按试剂到期时间或库存水平设置提醒规则

不仅如此,还有设备投屏等远程管理的功能,从流程管理系统的界面就可以进入分析设备和中间件的操作界面,助力我们打造检控分区的先进实验室,避免过多的实验室工作人员往返各种仪器间的路径损耗。第二大功能组就是它的实验室KPI指标报告体系;西门子医疗结合全球的实验室管理经验为我们提供了15个实用性的分析报告,某种层面上来说,这些报告改变了我在实验室管理上的一些方式,不妨让我们来看几个例子。

在这其中有一个指标叫做自动化利用率。在自动化系统上线并投入日常运行后,西门子医疗的自动化流水线团队会针对整体系统开展一次健康体检。确保整个流水线系统按照当初设计预期的正常运行。但是拥有自动化系统的实验室是一个动态系统:从实验室流程上来说,每天的样本数量都不一样,随时会开展新的试剂项目,还有人员上的变化,因此我们需要一个强大的灵活的系统来反馈这些不断发生的变化。

在这套流程管理系统提供给我的报告中,我们可以看到的除了测试量在每时每天的峰值负荷外,还提供了一个独特的视角来了解样本管实际上是如何在自动化的设备中分配的。我们可以通过数字技术分析获得关于整个实验室在价值量化方面的分析。确保我们有没有将科室自动化的优势发挥到最佳状态,例如,图4上显示的是我们科室当前的自动化设备的利用率,我们发现在流水线设备升级后最初的两个月,离心机1的上机样本每天平均是1000个,而离心机2的上机样本只有200多个,第一台离心机满负荷运作,而第二台离心机比较空闲,这会影响到流水线上样本的TAT时间,于是我们及时的沟通技术支持,调整了相应的配置,现在我们离心机的处理样本的比例差不多是1:1,利用率更加合理。

图4. 优化流程前后两台离心机的自动化利用率

如果说到价值量化,还有就是成本考量,这里有另外一个指标报告叫做试剂利用率(图5),实验室主要支出部分是试剂成本。搞清楚试剂用在哪里,是降低成本的关键所在。试剂利用率就是运行总测试数中发出报告的测试数的占比,总测试数还包括质控,复查,校准消耗和系统上的过期试剂测试数。我们可以从实验室整体数据、筛选至特定分析仪以及特定项目的不同维度进行数据查看。它可以帮助我节约质控和校准成本,避免在一台分析仪上运行过多次的质控或校准,而另一台用于测试的分析仪处于闲置状态。不会浪费员工时间以及昂贵的耗材,最大限度的减少浪费,控制实验室的运营成本,同时针对实际利用率低的项目,我们会考虑外送去第三方实验室检测,对于试剂利用率低的设备,我们也会触发预警,提前分析是否是分析单元的故障导致不必要的试剂浪费。比如叶酸这个项目(图6),可以从这套系统中清楚的了解到,在过去的一个月中,每天都是个位数的检测量,同时为了保证准确性实验室每天都会做质控,这样就会导致试剂的利用率比较低,我们接受这样非故障导致的试剂利用率低,同时APM帮助我们对实验室的试剂成本管理做到了然于胸。

图5. 试剂效率

图6. 叶酸的试剂利用率统计

还有一个特别重要的指标报告是错误样本分析(图7),随着科学技术不断发展,检测仪器本身带来的测量误差占总误差中的比例越来越小,而检验分析前误差占实验误差的70%[1]。只有确定检验前样本的合格,才能确保检验结果准确,因此提高检验样本的合格率对检验结果的准确性和报告及时性有着重大意义。不合格原因主要有:血液凝固、样本量少、样本容器错误,样本类型错误,病人信息错误,超时送检,疑似样本污染,重度脂血溶血等。流程管理系统提供的错误样本报告可以了解产生问题样本的原因,以确定哪些类型的错误发生频率最高,这些问题样本是来源于哪些临床科室。实验室可以针对性的采取相应的措施。它可以帮助检验科针对确定样本质量问题出现的类型,并且规范采集、运送样本的流程,完善相关的监督机制,同时可加强检验科医务人员对临床的沟通,检验科医务人员可随时查看既往报告并进行实时跟踪。

图7. 问题样本统计报告

同时这套系统还提供了TAT、超时TAT、员工效率等15个全球标准化的指标报告,让我们通过商业视角和不同的维度更全面的管理实验室的运营。

作为一款实用性的系统工具,无论是设备流程的监控,还是数据的梳理分析,让我们可以集中通过一个软件系统来操作是非常便利的。而且商业分析用在临床检验实验室管理中的案例并不多见,我希望可以通过我们的尝试,探索一条符合中国检验实验室的运营管理的特色之路,接下来,在科室硬件升级后的磨合期稳定之后,我们还会持续的运用数字化的手段,升级我们的实验室,为大家带来更多的探索性分享。也希望能和全国的检验同仁们共同探讨交流,在当下技术迭代、求实求变的阶段,为中国的体外诊断实验室产业化作一份力所能及的贡献。

参考文献:

[1] 申子瑜, 曾洁. 检验分析前护理工作与临床检验质量保证[J]. 中国护理管理, 2011, 11(02): 5-7.