Tư vấn

Thiết kế phòng thí nghiệm lâm sàng

Thiết kế phòng thí nghiệm lâm sàng

Bốn thay đổi đang cải thiện hiệu quả và đáp ứng những thách thức mới

Các hệ thống thí nghiệm tự động có các quy trình thí nghiệm thuận lợi, được phép phân bổ tốt nhân viên, tăng năng suất và giảm thiểu lỗi và chi phí

Phòng xét nghiệm lâm sàng là một trong những nơi quan trọng nhất ở bệnh viện và các cơ sở chăm sóc sức khỏe liên quan nhưng việc thiết kế chức năng của nó đôi khi ít nhận được sự chú ý hơn so với các thiết kế của các khu vực mang lại lợi nhuận cao hơn khác

Tuy nhiên, đột phá công nghệ đang thay đổi cách chức năng phòng thí nghiệm lâm sàng đang thu hút sự chú ý của các nhà thiết kế hàng đầu của ngành chăm sóc sức khỏe bởi vì chúng giúp đỡ những không gian để đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện luồng đi của nhân viên và mẫu vật.

Bốn thay đổi lớn

Các thành phần chính của những đột phá này là bốn thay đổi lớn đang đóng góp vào việc cải thiện hiệu quả phòng thí nghiệm lâm sàng và giúp bệnh viện đáp ứng những thách thức mới.

Khi công việc phòng thí nghiệm tiếp tục di chuyển từ thí nghiệm thủ công trên các bàn thí nghiệm lên thành quy trình tự động hơn ngày càng nhiều quy trình tự động, ví dụ, thiết kế không gian xét nghiệm mở đang mang lại sự linh hoạt cần thiết cho các phòng xét nghiệm để dễ dàng thêm máy phân tích hoặc thích ứng để cung cấp quy trình làm việc hiệu quả hơn.

Tương tự như vậy, khi sự chú ý đến các mối đe dọa có thể có từ các bệnh truyền nhiễm mới và đang nổi lên và sự gia tăng chủ nghĩa khủng bố sinh học, việc thiết kế với các đặc tính kiến trúc và kỹ thuật cần thiết để cô lập và xử lý an toàn các nguyên liệu sinh học quan trọng hơn bao giờ hết, tạo điều kiện cho sự gia tăng trong việc xây dựng môi trường an toàn sinh học cấp 3

Và, với sự xuất hiện của thử nghiệm phân tử như một công cụ mới để chẩn đoán và điều trị bệnh, Phòng thí nghiệm đang được thiết kế để ngăn chặn sự lây nhiễm của mẫu tế bào được sử dụng trong loại phân tích này.

1. Thiết kế không gian mở:

Trong quá khứ, Phòng thí nghiệm lâm sàng đã được ngăn tách với nhau. Các phòng thí nghiệm được thiết kế để thử nghiệm trên các bàn thí nghiệm, các kĩ thuật xét nghiệm, thí nghiệm trong các môi trường riêng biệt, tường bao. Nhiều phòng thí nghiệm bệnh viện hiện đang đau đầu với bố cục xây dựng cũ của họ. Các bệnh viện với các phòng thí nghiệm cũ đang phải gặp khó giữa các nguy hiểm của rách tường hoặc các hệ thống tủ kệ gắn cố định với việc phải mở rộng hoạt động hoặc thêm thiết bị mới.

Các thiết kế phòng thí nghiệm mới nhất có không gian mở rộng. Với kế hoạch mở hoặc khái niệm phòng lớn, một thí nghiệm được xây dựng không có bức tường bên trong để cho phép bố trí lại khi cần thiết. Điện, dữ liệu và khí được gắn trên phía trên, thay vì cấp dưới sàn hoặc tường. Mô-đun tủ kệ, mà thường được trang bị bánh xe để di chuyển dễ dàng, được sử dụng ở nơi cố định tủ kệ. Bồn rửa và thoát nước sàn, mà muốn sửa phải thay đổi khoét sàn phức tạp, được đặt tại các khu vực mà không có khả năng thay đổi, chẳng hạn như lối đi. Thoát nước cũng có thể được hình lưới xuyên suốt trong phòng thí nghiệm, để đóng mở khi cần thiết. Việc này đặc biệt hữu ích với các máy phân tích yêu cầu nước khử ion cấp vào và cần phải liên kết vào một cống gần đó để xả thải.

 

Khi sử dụng một thiết kế không gian mở, thì một người trưởng lab và kỹ thuật viên thay đổi lại một phần của phòng thí nghiệm mình trong một ngày cuối tuần để thêm một máy phân tích và được chạy để thử nghiệm vào ngày thứ hai. Không cần phải tham gia một nhà thầu hoặc bộ phận dịch vụ xây dựng của bệnh viện tạo ra sự gián đoạn tạm thời, để cắt tấm thạch cao và bức tường, hoặc sửa lại đường ống dẫn nước. Bệnh viện không cần phải có kế hoạch phát triển giai đoạn hoặc tạm dừng để nâng cấp không gian xét nghiệm

 

Nhiều phòng xét nghiệm của bệnh viện đang áp dụng các mô hình hoạt động tinh gọn để tránh bị lỗi và giảm di chuyển, lãng phí không gian, lãng phí năng lượng và lãng phí thời gian. Phòng thí nghiệm mở giúp tạo thuận lợi cho việc thực hiện và tiếp tục các mục tiêu hoạt động của thiết kế tinh gọn.

Thiết kế phòng thí nghiệm mở và tủ kệ di chuyển cũng hữu ích cho việc thừa nhận thiết bị mới. Trước khi đưa ra quyết định cuối cùng để mua một máy phân tích mới hoặc thay đổi nhà cung cấp, phòng thí nghiệm có thể mang trong một máy phân tích cho  “việc thử nghiệm” hoặc để chuẩn hiệu suất của nó đối với thiết bị hiện có, mà không cần lo lắng về nơi mà các công cụ đang xem xét có thể phù hợp với phòng thí nghiệm.

2. Tự động kiểm tra:

Hệ thống kiểm tra tự động, một công nghệ phòng thí nghiệm tiến bộ, được tạo trang bị bởi thiết kế phòng thí nghiệm mở. Trong một hệ thống tự động, các máy phân tích được bố trí dọc theo một đường di chuyển robot vận hành giống như một băng tải. Tùy thuộc vào số lượng các máy phân tích, Hệ thống tự động có thể bao 15-18m băng tải được gắn vào sàn nhà. Các dòng tự động hóa chức năng như xương sống của phòng thí nghiệm. Modun hệ thống này nên được vị trí nơi nó sẽ không hoạt động như một rào cản hoặc chia bất kỳ luồng tiếp cận hay quy trình làm việc khác, các khu vực kiểm tra thủ công của phòng thí nghiệm. Ngoài ra, mặt trước, hoặc phần trước phân tích, của hệ thống phải được đặt càng gần càng tốt để các mẫu vật đi vào phòng xét nghiệm. Lý tưởng là, một bộ xử lý mẫu ngồi bên cạnh trạm ống khí nén của phòng thí nghiệm sẽ có thể lấy mẫu vật ra khỏi ống và đơn giản là mở cái nắp để thả các mẫu trực tiếp vào đầu vào của mô đun xét nghiệm tự động, không có hành động hay thời gian nào bị lãng phí.

Bởi vì hầu hết các hệ thống xét nghiệm tự động đều có thể mở rộng, chúng hoạt động rất hiệu quả trong các phòng thí nghiệm với thiết kế kế hoạch mở. Một phòng thí nghiệm có thể bắt đầu, ví dụ, với hai máy phân tích hóa học; trong một vài năm, phòng xét nghiệm có thể dễ dàng mở rộng hệ thống để một máy phân tích thứ ba. Hoặc phòng thí nghiệm có thể thay thế một máy phân tích với một trong đó có thể thực hiện nhiều xét nghiệm hơn mỗi giờ. Thiết kế kế hoạch mở cho phép tăng trưởng mô-đun xét nghiệm.

3. An toàn sinh học cấp 3:

Thiết kế phòng thí nghiệm cũng bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng ngăn chặn BSL-3. Theo truyền thống, mức độ ngăn chặn này là  lớn và các cơ sở quân sự. Ngày nay, với mối quan tâm tăng lên về bệnh truyền nhiễm sau sự bùng phát của hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng, cúm lợn, cúm chim, Ebola và hội chứng hô hấp Trung Đông, cũng như gia tăng mối lo ngại về bệnh di truyền, ngay cả các bệnh viện cộng đồng nhỏ đang trở nên quan tâm đến việc cung cấp mức độ bảo vệ này. Trong phòng thí nghiệm để đảm bảo xử lý mẫu vật an toàn, ngay cả khi chỉ gửi chúng ra để thử nghiệm thêm.

BSL-3 Labs yêu cầu thiết kế đặc biệt và xây dựng. Điều này bao gồm các vật liệu không xốp, do đó, mầm bệnh không thể, ví dụ, xâm nhập vào bề mặt ván ép của một mặt bàn và cách nào đó. Tường epoxy tráng hoặc tường được bảo vệ là cần thiết để vết trầy xước trong sơn không thể phô bày một mối nguy hiểm tương tự. Hệ thống ống nước và đường chân không phải được trang bị van khóa chân không nhiều vị trí và tất cả lối vào vào phòng phải được kín để các mầm bệnh không thể thoát ra trong trường hợp mất áp lực. Tất cả các hệ thống ống nước rời khỏi các khu vực này nên được xử lý nhiệt hoặc khử trùng hóa học. Các Nồi tiệt trùng/nồi hấp khử trùng được khuyến khích sử dụng giữa phòng thử nghiệm và phòng đệm, để mọi thứ được chạy qua máy khử trùng đầu cuối trước khi được ném vào thùng rác sinh học.

Các quy trình vận hành tiêu chuẩn chuyên biệt và đào tạo bổ sung là rất cần thiết cho hoạt động an toàn của phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp 3, nhưng thiết kế thích hợp cũng quan trọng. Kiến trúc và hệ thống ống nước và cơ khí phải được thiết kế phù hợp để đảm bảo an toàn.

4. thử nghiệm phân tử:

Một tiền bộ y học khác gần đây là ảnh hưởng đến thiết kế của các phòng thí nghiệm lâm sàng là xét nghiệm phân tử. Chẩn đoán phân tử và thử nghiệm nhanh chóng thay thế vi sinh vật truyền thống và là lĩnh vực phát triển nhanh nhất của phòng thí nghiệm y khoa. Xét nghiệm phân tử là một thành phần thiết yếu của thuốc được cá nhân hóa, dựa bản chất di truyền cá nhân của bệnh nhân.

Với thử nghiệm phân tử, , ví dụ,  kĩ thuật viên phòng thí nghiệm có thể trực tiếp kiểm tra máu của một bệnh nhân nghi ngờ nhiễm trùng máu toàn thân. Không cần thiết phải ủ một mẫu vật trong một thời gian dài. Trực tiếp thử nghiệm một mẫu máu cho các dấu hiệu DNA từ các sinh vật cụ thể có thể tạo ra kết quả trong một buổi chiều, chứ không phải là qua đêm hoặc hơn một vài ngày. Dựa trên các dấu hiệu di truyền cụ thể trong mẫu, kĩ thuật viên có thể xác định loại vi khuẩn, virus hoặc ký sinh trùng có mặt và có hay không nó mang,  các gen cho kháng amoxicillin.

Thí nghiệm phân tử cũng có thể được sử dụng để xác định các dấu hiệu ung thư trong các mẫu mô. Thay vì gửi một mẫu của một bệnh ung thư nghi ngờ đến một phòng thí nghiệm giải phẫu bệnh để xử lý mô qua đêm và đánh giá bởi một bệnh học, các mô có thể được kiểm tra trực tiếp cho các đột biến di truyền cụ thể có thể tiết lộ chính xác loại khối u nào có mặt. Khối u sau đó có thể được điều trị bằng cách sử dụng hóa trị tốt nhất cho loại đột biến đó; một cơ sở dữ liệu phù hợp với bệnh ung thư để hóa trị liệu hiệu quả đang được phát triển.

Di truyền học là một khu vực đầy hứa hẹn cho thí nghiệm sinh học phân tử. Một số người chuyển hóa các loại thuốc khác với những người khác, do gốc di truyền của họ. Một loại thuốc có thể có tác dụng cho một bệnh nhân nhưng bệnh nhân khác thì không, hoặc có thể gây ra các tác dụng phụ xấu, do trên gen của một cá nhân. Ví dụ, thí nghiệm sinh học phân tử có thể giúp thiết lập cho dù bệnh nhân sẽ được phục vụ tốt hơn bằng hóa trị hoặc điều trị liệu pháp miễn dịch. Đây là thuốc nhắm mục tiêu vào hệ thống miễn dịch của bệnh nhân cụ thể, hóa học cơ thể hoặc tình trạng.

Khối lượng lớn mẫu vật không cần thiết cho xét nghiệm sinh học phân tử. Mẫu vật được khuếch đại trong quá trình này để một số gen hoặc một phần của DNA thường xảy ra với số lượng nhỏ được nhân lên đến hàng chục triệu lần. Để tránh làm ô nhiễm các mẫu vật — và sau đó khuyếch đại nhiễm bẩn-một môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát là cần thiết. Quá trình khai thác và khuếch đại phía trước yêu cầu một loại môi trường cụ thể và quy trình 1 chiều cụ thể để tránh nhiễm bẩn.

Đơn giản chỉ cần chuyển đổi một văn phòng của người quản lý cũ thành một phòng chiết xuất và một phòng lưu trữ ở giữa phòng thí nghiệm để được bộ khuếch đại sẽ không làm việc; một mẫu vật hay kĩ thuật viên không bao giờ nên vượt qua một khu vực cho đến sau khi các mẫu đã được khuếch đại và ổn định. phòng Chiết xuất và khuếch đại nên được xây liền mạch, với các đặc điểm như hệ thống passbox và cửa Interlock cho phép chỉ có một cánh cửa được mở ra một lúc, để giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm chéo hoặc tái nhiễm một mẫu vật.

Xử lý không khí và hoàn thiện trần tường sàn phòng là rất quan trọng cho sự thành công của thí nghiệm sinh học phân tử. Một hạt bụi có thể mang vi khuẩn sẽ gây ô nhiễm mẫu vật. Sàn liền mạch có bo góc; trần khối; và không thấm, vật liệu dễ dàng làm sạch giúp giữ cho phòng chiết xuất và khuếch đại miễn nhiễm các chất gây ô nhiễm tiềm tàng. Trong khi mục tiêu chính của ngăn chặn BSL điển hình được tìm thấy trong các khu vực kiểm tra phòng thí nghiệm khác là bảo vệ nhân viên và môi trường khỏi mẫu kiểm, mục tiêu của phòng thí nghiệm phân tử là để bảo vệ mẫu vật khỏi bị ô nhiễm bởi các nhân viên và môi trường.

Thành công dài hạn

Phòng thí nghiệm lâm sàng được thiết kế tốt cung cấp không gian rộng rãi cho sự linh hoạt tối đa để cho phép các phòng thí nghiệm phát triển, thay đổi và thích ứng với tương lai. Chúng cũng cung cấp cơ sở hạ tầng và bố trí cần thiết để tận dụng những phát triển mới nhất trong công nghệ và y học. Đủ năng lượng và dữ liệu, sưởi ấm mạnh mẽ và thông gió, thiết kế cẩn thận của hệ thống kỹ thuật và lựa chọn vật liệu thích hợp và kết thúc rất quan trọng cho sự thành công lâu dài của các phòng thí nghiệm bệnh viện.

Hệ thống kiểm tra tự động và hiệu quả thí nghiệm

Hệ thống kiểm tra tự động đang được thích ứng thông qua trong nhiều lĩnh vực của phòng thí nghiệm xét nghiệm y khoa. Với máy phân tích độc lập truyền thống, kỹ thuật viên có xu hướng để mẫu hàng loạt cho đến khi có đủ cho một tải đầy đủ trước khi đặt mẫu vào một máy phân tích, chạy một lô, sau đó lấy ra khỏi các máy phân tích khi thử nghiệm được thực hiện. Thiết bị độc lập thường đòi hỏi một số lượng lớn kĩ thuật viên, bởi vì một công nghệ có thể xử lý mẫu, theo dõi và loại bỏ chỉ một số lượng nhỏ các máy phân tích tại một thời điểm.

Trong một hệ thống tự động, kĩ thuật viên cho mẫu riêng lẻ lên một băng chuyền robot trong thời gian thực khi các mẫu vật đến phòng xét nghiệm. Hệ thống tự động xử lý tất cả mọi thứ từ việc tách và chụp ống, tiêu mẫu và dán nhãn các ống mới, phân phối chúng cho máy ly tâm khi cần, tải chúng lên các thiết bị phân tích thích hợp để thử nghiệm, và tự động lưu trữ chúng cho đến khi chúng sẵn sàng để được vứt bỏ. Hệ thống tự động có thể lấy lấy lại một ngày mẫu sau đó và chạy lại nó để thử nghiệm thêm, tất cả mà không cần 1 kĩ thuật viên nàophải chạm vào mẫu vật.

Hóa học và miễn dịch đã được tự động trong hơn 15 năm. Beckman Coulter Inc., Brea, California, là một nhà sản xuất đầu tiên, thống trị tại Hoa Kỳ; Malvern, Siemens Healthcare và  Roche đặt tại Thụy sĩ trên đang tiến nhanh trong các lĩnh vực hóa học và miễn dịch. Công nghệ tự động bắt đầu được phổ biến cho thử nghiệm huyết học khoảng 10 năm trước, với Beckman Coulter và Nhật Bản -Sysmex Corp là những đơn vị hàng đầu nổi bật trong lĩnh vực này.

Trong vài năm qua, các thiết bị, các quy trình, tự động và đã được phát triển cho vi sinh vật học, trong đó, trong thế kỷ qua, đã được một hoàn toàn thủ công, quá trình tốn thời gian. Trong vi sinh vật thủ công, kĩ thuật viên vệt một vi khuẩn hoặc nấm nuôi trên một đĩa để phát triển, ấp nó cho 24 đến 72 giờ, và trực quan tự đếm các lạc khuẩn nào đã hình thành. Sau đó, kĩ thuật viên (KTV) nhỏ một giọt kháng sinh trên đĩa petri, đậy lại , và đặt nó trở lại trong tủ ấm cho một 24 đến 72 giờ, sau đó thử lại các đĩa một lần nữa để xem nếu bất kỳ điểm kháng sinh đã chứng minh hiệu quả. Nó có thể mất năm hoặc sáu ngày để xác định, ví dụ, rằng một nhiễm trùng máu là do vi khuẩn phản ứng penicillin.

Với một hệ thống hoàn toàn tự động, mẫu vật được đặt vào một môi trường có kiểm soát nơi nó được xử lý và gửi qua một rãnh đến tủ ấm thông minh, quét mẫu vật ở các khoảng thời gian đều đặn. Sự tăng trưởng hình thành lạc khuẩn được tự động ghi lại trong ảnh kỹ thuật số mà KTV vi sinh vật có thể xem trên màn hình máy tính. Công nghệ có thể thông báo bất cứ điều gì của lưu ý, làm tủ ấm thông minh để gửi các đĩa petri đặt nghi vấn để một tính nhạy cảm tự động và phân tích nhận dạng. Như với các hệ thống kiểm tra tự động khác, KTV xử lý mẫu chỉ để tải chúng vào cuối mặt trước của thiết bị và vứt bỏ chúng khi thực hiện. Hệ thống vi sinh học tự động có thể mở rộng. Khi khối lượng mẫu nhiều, một phòng thí nghiệm có thể chọn thêm mô-đun để tự động phát hiện hoặc lưu trữ mẫu tự động và truy xuất.

Toàn bộ ngành công nghiệp là nhận được gần gũi hơn với tự động hóa nhiều hơn nữa đồng nhất bằng cách thêm kiểm tra huyết học và đông máu cho các hệ thống  sinh hóa và miễn dịch. Hiện vẫn cần còn vài kiểm tra bởi FDA vượt qua, nhưng phê duyệt có lẽ là đến trong vòng năm tới hoặc lâu hơn.

Bằng cách tự động hóa các quy trình lặp lại, phòng xét nghiệm của bệnh viện có thể tận dụng tối đa vốn trí tuệ có tay nghề cao, KTV được đào tạo cao. Thay vì dành thời gian của họ chuẩn bị mẫu vật hoặc chuyển mẫu nhiệm vụ cơ khí mà có thể tiêu tốn ngày làm việc của họ -họ có thể làm những gì họ làm tốt nhất, đó là sử dụng các kỹ năng nhận thức giải quyết vấn đề của họ để phân tích kết quả.

Xem thêm: Thiết kế Trung Tâm Xét nghiệm Y khoa Life Lab

Print Friendly, PDF & Email