Berättelsen om AutoChemist Del 2, Vidare svar på intervjufråga 3, kapitel 1 Av: Ingmar Jungner

Transkript

1 Berättelsen om AutoChemist Del 2, Vidare svar på intervjufråga 3, kapitel 1 Av: Ingmar Jungner Kapitel 1: Etapp 3:1. Tempo-automatisering och visioner om screening i stor skala och sjukhusautomatisering Försök med "tempo-automatisering", dvs automatisering av vissa steg i en analyskedja, gjordes och utifrån detta byggdes apparatuppsättningar ihop som på ett ganska extremt sätt visade laboratorieautomationens möjligheter (6,7). Det var den stora arbetsbördan, koncentrerad till vissa analytiska procedurer såsom blodsocker, rest-kväve, och elektrolyter, som var bakgrund och förutsättning för denna tidiga laboratorieautomatisering. Vad ville vi då vinna med denna? Först och främst medför automationen en mycket hög kapacitet. En laboratorierobot utmärks av stor ihärdighet och uthållighet. Ett maskinsystem som utför kemiska analyser utsätter varje prov för mycket likartad och monoton behandling. Detta ger stor säkerhet mot tillfälliga analysfel men innebär i princip också en betydande stelhet. Maskinen kunde läras att utföra vissa moment säkert och uthålligt. Då laboratorierobotarna själva registrerar resultaten och gör ev. omräkningar, korrektioner och slutligen också utskrift av svaret reduceras inte bara skrivarbetet utan också möjligheten för felskrivningar och förväxlingar. I automationens idé ligger att behovet av mänsklig arbetskraft minskar. Laboratorieautomationen är ytterst avsedd att ge säkra analyser förutom att vara förbilligande, en konsekvens av framför allt personalbesparingen. De tekniska resurser vi förfogade över 1961 för att genomföra laboratorieanalyser automatiskt var främst egna konstruktioner och hopsättningar av befintlig apparatur (Fig. 2). Vi använde oss också av Technicon s "Auto Analyzer"1 (8, Fig. 3) som var baserad på principer från konstgjorda njuren, och slutligen hade vi tillgång till en unik prototyp av "Robot Chemist"2 1 I AutoAnalyzern (8) pumpas prov och vätskor i ett långt slangsystem genom de olika dialysatorer, temperaturbad, kolorimetrar mm som analysen fordrar. Provet avmätes genom att en sugspets doppar ned under en bestämd tid i provkoppar som successivt matas fram. Slangpumpen pumpar samtidigt även de spädningsvätskor och reagens som tillsätts provet i slangarna och den luft som bildar luftblåsor som uppdelar slangarnas vätskepelare i korta segment. Proverna kan på så sätt pumpas ganska tätt efter varandra då luftblåsorna avgränsar de olika delarna av proverna. När den avsedda färgen har utvecklats får vätskeströmmen passera en genomflödeskuvett i kolorimetern. Genom kuvetten kommer då omväxlande att passera prover och mellan dem vissa mängder av reagens som sköljning. Då färgutvecklingen registreras på en skrivare kommer skrivaren att göra utslag i form av toppar för varje prov. Genom att göra serier med kända standardlösningar och jämföra höjden med de okända proven erhålles analysvärdena. Med en särskild avläsningsteknik kan grafiskt med stor snabbhet topparnas höjd mätas samtidigt som man får en enkel omräkning till önskade enheter eller mått på koncentrationen. Apparaten kunde i regel göra 40 mätningar per timme, undantagsvis 60, men för åtskilliga analyser endast 20 per timme AutoAnalyzern uppfanns 1951 av amerikanen Skeggs (10). Den kostade i Sverige på 1960-talet mellan 50, , 000 kronor beroende på vilka analyser som önskades men priset kunde bli väsentligt högre för specialanalyser. Genom att kombinera likartade analyser kunde kostnaden nedbringas per analystyp och kombinationer med bl a elektrolyter var vanliga. 2 Robot Chemist (9) gav större mångsidighet än AutoAnalyzern men blev i princip ett mera stelt system då det var svårt att få en robot att anpassa sig och göra olika analyser. Den kompletterade emellertid AutoAnalyzern och hade i princip väsentliga fördelar bland annat därför att provmärkning och arbetssätt gav mycket god säkerhet mot förväxlingar. Till skillnad från AutoAnalyzern kom den aldrig till större användning i Europa 1

2 från Research Specialities Co.,USA (6, Fig. 4), som efterhärmar mänskliga rörelser och gör arbetsmomenten på samma sätt och i samma ordning som en laborant. Den senare, som troligen var enda exemplaret i Europa, kom vi över i samband med att den visades på en ickemedicinsk mässa i Tyskland som robot att göra industriella kalkanalyser! Den marknadsfördes emellertid i USA som en robot för bl a katekolaminanalyser (9). De analysuppsättningar vi använde hade potentiometerskrivare som utgång utom Robot Chemist som försetts med tillsatsapparatur som möjliggjorde digital utskrift. Datorisering skulle dröja ytterligare en tid. Fig. 2a (vänster). Försök med tempoautomatisering Foto av apparatuppställningar vari flera automatiska analyskomponenter kombinerats för att ge större mångsidighet. Fig. 2b (höger). Försök med tempoautomatisering Alternativ apparatuppställning. Fig. 3a. AutoAnalyzer systemets olika komponenter (från vänster):provväxlare, doserings-pump, dialysator, värmebad, kolorimeter, skrivare. Fig. 3b (vänster). AutoAnalyzer pump Fig. 3c (höger). Bild av ett analyssystem uppbyggt kring AutoAnalyzer 2

3 Fig. 4a (vänster). Den mekaniska laboratorieroboten Robot Chemist från Research Specialities Co., Richmond, USA. Fig. 4b (höger). Principskiss över en mekanisk analysrobot Robot Chemist. Huvudkomponenter:provhållare, reaktionsbord, tre överföringsmekanismer (A,B,C) för prov alternativt reagens, kolorimeter, sifferskrivare. Fig. 4c (vänster). Bild av vår "RobotChemist" troligen det enda exemplaret i Europa (1962). Den efterhärmar mänskliga rörelser och de använda metoderna kom därför att väsentligen bli desamma som med gängse analysteknik. Här ombyggd för medicinsk användning och med tillsatsapparatur som ger digital utskrift. Fig. 4d (höger). Robot Chemist överföringsmekanism A. Fig. 5a. Principskiss över den allmänna gången i ett automatiserat sjukhuslaboratorium (remiss prov - analys registrering arkivering - utskrift). Bilden utgör ett principförslag som diskuterades 1959 på National Institute of Health (NIH) i samband med institutets planer på att genomdriva en fullständig laboratorieautomation. 3

4 Redan 1961 fanns tankar hos oss om att den gynnsamma ekonomin vid en laboratorieautomation, i förening med den oerhörda kapaciteten i förhållande till personalinsatsen, kunde användas till att utnyttja kemiska analyser för screening/hälsokontroll vid befolkningsundersökningar (mer därom under Etapp 3:2). En bild från NIH (Fig. 5a) som Gunnar fört med sig om den allmänna gången i ett automatiserat sjukhuslaboratorium, dvs att remiss och prov hämtades från vårdavdelning och sedan, efter analys och registrering på laboratoriet, sändes som utskrivet svar tillbaka till vårdavdelningen beräknat, arkiverat, databehandlat via en "elektronhjärna", syntes logisk men gick den verkligen att genomföra? 1 föredrag och artiklar diskuterade vi laboratorieautomationens möjligheter och sjukhuslaboratoriernas automatisering och framtida funktion i sjukvården (6,7,11,12). En huvudfråga var kommunikationssystemet vid ett tänkt system för sjukhusautomation med en mångfald av inläsnings-och utskriftsmaskiner där alla väsentliga serviceavdelningar var automatiserade (6,11, Fig.5b). Och att en automatisering av sjukhuslaboratorierna skulle utsträckas till andra automatiserbara tjänster som transporter t ex av prover, mat, tvätt osv fanns också med (4) men mer därom under Etapp 3:3. Detta krävde ett nytänkande bl a i fråga om vårdenheternas "hjärna" (Fig. 6a), transportsystem (Fig. 6b), och sjukhusbyggande (Fig. 6c). Gunnars föredrag De kemiska sjukhuslaboratoriernas automatisering och framtida funktion i sjukvården på Svenska Sjukhusföreningens årsmöte 1961 avslutades med orden: "Därmed är jag framme vid den yttersta konsekvensen av laboratorieautomation, en ny typ av sjukhus och drift. Steget mellan fullständig laboratorieautomation och en genomgripande automatisering av sjukvården är inte så långt. Laboratorieautomationen kommer att verka i den riktningen"(6). Fig. 5b. Schematisk framställning av förda patienthandlingar och kommunikationssystem vid ett tänkt system för sjukhusautomation Huvudjournal moderniserad journal; klin. sammanfattning används för remiss, epikris, meddelanden till inrem. läkare, statistisk bearbetning m.m. Laboratoriejournal med kodsystem för samtliga laboratorier samt en del andra sifferuppgifter. Kommunikationsmedel: utöver telefon, snabbtelefon och söksystem förutsättes rörpost, kabel för utskriftsmaskiner samt budcentral med personsökare. OBS! Telefon och snabbtelefon skall avlastas, är icke lämpliga för rutinmeddelanden. Det går fortare att lämna besked med elektrisk utskriftsmaskin som inte behöver passas. 4

5 Fig. 6a. Vårdenhetens hjärna i det tänkta automatiserade sjukhuset Fig. 6b. Tvättdistribution i det tänkta automatiserade sjukhuset Fig. 6c. Exempel på ett kompakt byggnadssätt vid sjukhusautomation 5