Berättelsen om AutoChemist Del 7: Utvecklat svar på intervjufråga 3, kapitel 4:2 Av: Ingmar Jungner

Transkript

1 Berättelsen om AutoChemist Del 7: Utvecklat svar på intervjufråga 3, kapitel 4:2 Av: Ingmar Jungner Centralenheten... 1 Styrenheten, kraftskåpet och elektronikskåpet... 1 Mäthuvuden... 3 Tryckluftdrivna pipetter ett krav för utomordentlig driftsäkerhet och precision...4 MiniCube och satellitstationer... 5 Datamaskin, programvara, registrering och utskrift... 6 Industriell reagenstillverkning... 7 Centralenheten I AutoChemist fördes proven, vanligast blodserum, i en lång rad av centrifugrör utefter en serie "provtagningsstationer" där alla rören stannade samtidigt, ett vid varje station. Med pipett togs en avmätt del av provet och överfördes samtidigt som spädningsvätskan eller reagens tillsattes till en ny rad rör (reaktionsrör) som sedan fördes genom de olika behandlingar som varje analysprocedur fordrade. Varje provtagningsstation motsvarade alltså det inledande steget för varje analyskanal. Sammanlagda antalet rör blev således stort och apparaturen rymde c:a 6000 rör. Anläggningen kunde startas genom tryck på en knapp (48; Fig. 23). AutoChemist hade två matarband för prover varav det ena var avsett för enklare procedurer. På en gång kunde mer än 1000 provrör sättas in i maskinen. Proverna fanns i ställ av speciell konstruktion som gav möjlighet till identifiering och som var bekväma att handskas med (Fig. 24). Karakteristiskt var att man sammanfört vissa analyskanaler så att de passerade bad med samma temperatur. Förutom rumstemperatur kunde man välja mellan tre olika behandlingstemperaturer vartill kom helt valfri temperatur i särskilda specialkanaler (plug-in enheter). Behandlingstiden var för standardkanaler upp till 30 minuter. Antalet analyskanaler berodde på utrustningen och kunde varieras inom vida gränser, i standardutförandet mellan analystyper. Styrenheten, kraftskåpet och elektronikskåpet Förloppet i centralenheten styrs förutom av datorn av en särskild styrenhet som även fördelar inkommande elkraft (Fig. 25a). Elektroniken i styrsystemet var av halvledartyp och saknade således rörliga delar. Kraftskåpet och elektronikskåpet försörjde maskin och komponenter med ström (63; Fig. 25 b,c). 1

2 Fig. 22d. AutoChemist transversella bandet (interiör). Fig. 23. Panel för maskinstart. I bakgrunden AutoChemistens front. Fig. 24a. Bröderna Jungner framför AutoChemist med ett provrörsställ (1970). 2

3 Fig. 25a (vänster). AutoChemist kraftenheten (interiör). Fig. 25b (mittbild). AutoChemist - styrenheten (interiör). Fig. 25c (höger). AutoChemist förstärkarskåp och lampregulatorenheten. Mäthuvuden De flesta laboratorieanalysmätningar sker genom färgmätningar på lösningar i fotometer. Fotometrarna i AutoChemisten var en 2-vägs-fotocellskolorimeter med interferensfilter (Fig. 26). I motsats till konventionell teknik användes i AutoChemisten för varje analyskanal separata mäthuvuden, där färglösningen automatiskt pumpades in och ut med tryckluftsdriven pipett. Fig. 26a (vänster). AutoChemist principskiss fotometer. Fig. 26b (höger). Fotometer utan kåpa. 3

4 Fig. 26c. Fotometerbordet i AutoChemist. Tryckluftdrivna pipetter ett krav för utomordentlig driftsäkerhet och precision Pipetteringen i en massanalysator är en kärnfråga och kraven på precision och driftsäkerhet måste ställas nästan orimligt höga. Gunnar och jag var eniga om att endast tryckluftdrivna pipetter kunde ha den erforderliga tillförlitligheten och precisionen. Någon sådan pipett fanns inte och för AGA blev det en mödosam och kostnadskrävande uppgift att ta fram en dylik pipett (Fig. 27). Och det lyckades slutligen och den blev så bra att den även kom att marknadsföras worldwide för all slags laboratorieverksamhet, även sådan där frätande vätskor skulle pipetteras. I AutoChemisten fanns cirka 300 pipetter. Livslängden beräknades till 20 miljoner pipetteringar. En tekniker kunde sedan genom att byta en s k O-ring få den att fungera som ny. Fig. 27a (vänster). AutoChemistens tryckluftdrivna provpipett. Fig. 27b (höger). Pipetten såldes också som precisionspipett för laboratorier. 4

5 Fig. 27b. AutoChemistens tryckluftdriva automatpipetter. Bilden visar uppsättningen reagenspipetter för centralenhetens transversella band. Fig. 27c. AutoChemistens front med reagenspipetter. MiniCube och satellitstationer Analyser som krävde inkubation vid höga temperaturer eller reaktioner med starkt frätande eller illaluktande ämnen utfördes bäst avskiljda från övriga. En helkapslad analysrobot med två kanaler, kallad MiniCube togs därför fram (Fig. 28a). Den var tillverkad av korrosionsbeständigt material och kunde byggas in i centralenheten där plats fanns för fyra sådana kuber (Fig. 28b). Värmning kunde normalt ske upp till 110 grader Celsius. En fördel med ett automatiserat laboratorium var att det genom satellitstationer kunde sammanbindas för samverkan med annan verksamhet inom eller utom laboratoriet. En sådan satellit kunde vara en mätstation med helt annan mätapparatur som var direkt förbunden med automationslaboratoriets datamaskin (Fig. 28c). Man kunde få hjälp med analytiska beräkningar, korrektioner och kontroller etc och ha fördelen av samma rekvisitions- och svarssystem som gällde för de automatiserade analyserna. Vårdavdelningarnas in- och utorgan var på sitt sätt också satellitstationer. 5

6 Datamaskin, programvara, registrering och utskrift Ett mera utvecklat program än det tidiga som kom till användning i Epidemisjukhusprojektet, kallat 3MIACH, var länge huvudprogram för AutoChemist installationerna (43). Dator var PDP8 (Fig. 15c) och fjärrskrivare ASR Teletype Writer (Fig. 29). Redan 1975 fanns emellertid vid sidan av 3 MIACH programutvecklingar kallade 4 MIACH och 5 MIACH (Fig. 30). Namnbytet till 4 MIACH (64) skedde när ett nytt viktigt steg togs och ett Quality Control Program (QCP) införlivades i 3 MIACH (Fig. 31). 5MIACH var en extension av 4 MIACH (Fig, 31b). Fig. 30. Skiss visande konfigurationen till programmen 3 MIACH, 4 MIACH och 5 MIACH för AutoChemisten (1975). Så småningom blev 4 MIACH skelettet i en vidareutveckling kallad CLACH, Clinical Laboratory System based on AutoChemist (66, Fig. 32a), dvs ett helt datasystem för kliniskt laboratorium baserat på AutoChemist och Digital Equipments nya dator PDP 12 (67). Det var viktigt att få fram en mjukvara som gjorde AutoChemist anpassningsbar till varje laboratoriesituation. Målet var att göra ett flexibelt, oberoende och modulärt system. Systemet kunde utökas till 8K kärnminne, minneskapaciteten ökas obegränsat, och programmet skrevs i sektioner. Eftersom kraven på tillförlitlighet på ett realtid system som detta var så höga, öppnades också för möjligheten att köra system CLACH med dubbla datorer (Fig. 32b). Fig. 33 visar en bild av PDP 12. I första hand var AutoChemist avsedd för fotometrisk bestämning och registrering av analysresultaten. Det mätvärde som erhölls för varje prov digitalomvandlades och lagrades i minnet till datamaskinen, t ex PDP-8. När patientens samtliga mätvärden var färdiga, utskrevs 6

7 resultaten i ett sammanhang färdigräknade, checkade och med en hålremsa som yttre medium för lagring, ev. vidare datamaskinell behandling o s v. Kraven på datasystemet stegrades ständigt. Från en diskussion med Gunnar 21/ minns jag att vi enades om att vi behövde komplettera och införa 1) ålders/kön relaterade analysresultat som sedan skrevs ut i olika kolumner för normala, lätt och starkt avvikande resultat, 2) automatkorrektioner på alla analyser (alla korrektionsfaktorer bort) och 3) att införa kommentarer till svaren på ett sätt som kollegorna accepterade. Planerna kom att genomföras först med det nya labdatasystemet till CALAB Fig. 31. Utrustning för effektivt utnyttjande av AutoChemistens dataprogram 4 MIACH. AutoChemist datasystem var designat för att hålla arbetet för operatören vid ett absolut minimum. Allt rutinarbete gjordes automatiskt och gav personalen möjlighet till annat kvalificerat arbete. Programmet utförde ett stort antal operationer samtidigt i AutoChemisten genom att maximalt utnyttja tillsatsutrustning. Följande exempel på time-sharing operationer med 4 MIACH programmet ger en idé om systemets kapacitet: - utskrift av primär resultatlista - utskrift av kalibreringsrapport - utskrift av slutlig svarsrapport - lagring av godkända patientresultat på magnetisk tape - presentation av statistik på display - patientidentifikation inläses via ett annat keyboard - systemet samlar och processar automatiskt analysresultaten från AutoChemisten. Industriell reagenstillverkning En massanalysator förbrukar reagens i en storleksordning som var ny. Vid tidigt 1960-tal gjorde laboratorierna fortfarande mestadels sina reagens själva enligt tradition från Greta Hammarsten och Lisa Boström på Södersjukhusets laboratorium, vanligtvis i portioner på en eller annan liter och - på grund av dålig hållbarhet - ofta med mycket täta intervall (ibland 7

8 dagligen). Efter kontakter med industrin fick vi hjälp att tillverka industriellt och storskaligt och med lång hållbarhet (mestadels en månad). 25 liters plastdunkar blev transportvänlig standard (Fig. 34) Fig. 32a. Principskiss över konfigurationen för dataprogrammet CLACH, System for Clinical Laboratory with AutoChemist, baserat på datamaskinen PDP 12 från Digital Equipment (1975). Fig. 32b. System CLACH applicerat för två PDP 12 datorer som är sammanbundna av externminne till vilket båda har direkt access (1975). 8