循序渐进的自动化 核心实验室评估解决方案

问：为什么越来越多的实验室考虑应用自动化方案呢？

答：原因有很多，其中之一是临床实验室总是要面对报销的压力。2018年，当一种新的基于市场的实验室试验医疗支付体系上线后，这种压力似乎还有加剧的趋势。因此，以前实验室迫切希望找到一条提高效率降低成本的道路，现在这种希望成为必须要做的事情。为了应对这些压力，更多的实验室正在重新考虑自动化是不是能够解决问题。成本的考量是实验室考虑应用自动化方案的重要因素。

问：如果成本的考虑是一个现实的因素，那么实验室通过实现自动化能降低大概多少成本呢？

答：根据一般的经验，通过实现自动化，实验室可以降低30%的人力成本。实验室的劳动力正在萎缩，因此凭借更少的工作人员完成更多的工作是实验室生存的关键。一家使用自动化解决方案的实验室至少可以节省50%的人力损耗。

问：既然自动化对实验室的成本控制如此有利，那么请问实验室的自动化水平受哪些因素影响呢？

答：自动化能显著提高实验室效率并降低成本，但是自动化水平很大程度上取决于实验室的规模、试验量和预算。

问：那么实验室投资自动化方案的投入与回报的具体情况如何？

答：基础的自动化系统包括馈线和自动离心机，这需要花费30万美元。这些投资可以在3-5年内收回。由于自动化设备的寿命在10年左右，采用基础系统的实验室可以在第二个五年实现盈利。

问：在考虑实施自动化方案之前，实验室需要做哪些准备工作？

答：在考虑实施自动化或更新现有系统时，实验室应该仔细地评估设备。应该绘制现有工作流程图谱，图谱应该涵盖从标本接收到结果报告之间所有的步骤。这有助于实验室找出浪费人力资源、产生瓶颈或证明是有误的步骤。如果实验室确定其80%的日常工作量适用于自动化，那么这就表明可以基于节约人力成本、改进周转时间和质量实施实验室自动化。

问：请问lean和6西格玛在实验室自动化方案实施中有何作用？

答：实验室依靠lean和6西格玛来确保自动化解决方案确实能改进操作。不应该仅仅靠购买自动化设备并将其硬塞到差劲的工作流程中来实现自动化。除了能减少误差，lean和6西格玛还能提高效率。ARUP实验室在1998年开始执行lean分析和自动化分析的12年后，该实验室节省了等同于130个全时工作的实验室人员的人力成本，节约了30%的周转时间，标本丢失率从百万分之六点五下降到低于百万分之零点一，工作量增加了30倍。

问：实验室该如何选择适合本实验室的自动化类型？

答：一旦实验室完成了评估并将工作流程流水线化，这时就可以选择其所需的自动化类型了。确定实验室自动化类型最好基于实验室规模、预算，选择任务针对性自动化（TTA）如自动标签或标本传输，还可以选择整体实验室自动化（TLA）系统。TLA系统利用传送带把标本处理功能和分析仪连接起来，通常包括分析后功能。单调和重复的任务容易造成人为误差，这样的任务应该使用自动化任务处理。如果实验室预算允许且标本量支持，TLA是最佳选择。1995年，TLA系统正式面世。日标本处理量在15000到25000之间的实验室可以考虑投资自动化，但是现在入门日处理量已经下降到每天1000个标本。标本处理或其他任务的任务针对性自动化的入门处理量为每天500个标本。

问：实验室的自动化应该按照哪些步骤来实现呢？

答：可以分为以下10个步骤来进行，即：

1. 利用工作流程图谱评估设备并鉴别需要自动化的功能。

2. 测量基线指标并将其与自动化后的性能比较。

3. 将需要自动化的功能区分为“必须自动化”和“使用自动化

   更佳”2个分类。

4. 确定分析仪和当前自动化项目是否需要更换。

5. 列出需要考虑的厂商和这些厂商现有的产品的清单。确保厂

   商分析实验室设备并按照实验室的特殊需求提供能节省人力

   成本、周转时间和其他成本的设备。

6. 如有需要，考虑所选厂商的分析仪与其他厂商的分析仪之间

   相互连接的能力。

7. 访问已经安装自动化设备的实验室并评估其性能。

8. 分析替代厂商的方案，包括评估的投资回报和该厂商产品满

   足必须自动化的实验室设备的水平。此次分析应该包括最终

   确定的厂商以及同一厂商提供的不同功能选项。

9. 利用lean和6西格玛改进流程并减少浪费。

10. 实施、检测并确认安装的自动化设备和工作流程，利用自

    动化之前的指标评估自动化后产生的进步。

问：TTA系统有何特点？

答：可以定制适于实验室工作流程和预算的产品，厂商现在可以提供更多的TTA选择。通过使用可以执行单一任务或可以将多个任务结合到多功能工作站的TTA系统，实验室可以显著提高效率，提高质量并节约周转时间。TTA系统可以控制自动化离心、开盖、重新封盖、等分和筛选，可以用于分析前和分析后筛选归档储存。

TTA几乎都可以取得投资回报，对容易出错的单调的劳动密集型工作最为有用，针对性设备的成本大大低于全自动化的系统，采购一台自动化离心机的花费通常在10万美元以下。

除了单任务系统，许多厂商现在都有生产多功能TTA系统。多功能TTA系统可以实现多个传统人工标本处理步骤的自动化，如标本接收、适当性检测、标本的实验室信息系统登记、打码以及从常规标本中分选紧急的标本等。这些功能是日处理量在500-1500个标本或使用多个不同厂商分析仪的实验室的绝佳选择。

问：TLA系统有何特点？

答：TLA系统利用传送带将分析前标本处理和其他功能直接连接到分析仪。这样的系统可能包括分析后储存、标本分选功能或将标本传输到低量检测区域或参考实验室的等分功能。

TLA系统的功能比TTA系统多，实验室应该平衡预期收益与额外TLA成本。因为缺乏技术支持，一些日处理量在600-800个标本的实验室会选择TLA系统。但是这些系统设计用于日处理量在1000到25000个标本以上的实验室。

问：请问实验室自动化的发展趋势有哪些？

答：实验室自动化的一个挑战是开发能够处理不同类型和规格试管的系统。此外，厂商正在努力攻关能够处理儿科试管和其他罕见规格试管的设备。

能让实验室保持标本一周内有效的自动化冷藏和检索系统正在日益普及。涉及储存量达到3000-30000个标本，这些系统能够满足生物学储存的需求，让研究者可以随时选取标本。厂商们还在努力提高质谱（MS）工作流程的自动化水平，MS设备将与自动化前端技术结合。未来几年内该领域将有极大的发展。

机器视觉技术是一种广泛应用于生产的技术，是最新的实验室自动化趋势。该技术将替代人工检测，提高实验室产能并减少误差。实验室中，机器视觉将检查试管高度、直径和塞子的颜色，检测旋转试管的血清量，测定是否出现溶血等干扰。

标本检测器是未来的趋势，该技术已经在其他领域取得了巨大的成功。

考虑到巨大的经济和人力成本压力，几乎所有的实验室都会选择不同程度的自动化来提高效率和降低成本。无论您的实验室采用TTA或TLA形式的自动化，未来您的实验室都会或多或少地发生变化。

（摘自《Clinical Chemistry》，版权归其所有，仅供内部参考）

编译：张凯

审校：方研