Automazione di laboratorio innovativa per diagnosi di cancro più affidabili
- Cliente
- inveox GmbH
- Posizione
- Garching, Germania
- Data
- 2019
Solo in Germania, ogni anno centinaia di pazienti ricevono diagnosi errate o trattamenti errati a causa di risultati di laboratorio errati o fuori luogo. L'azienda inveox, con sede a Garching, ha sviluppato una soluzione innovativa per la digitalizzazione e l'automazione dei laboratori di patologia che affronta questo problema. L'elaborazione delle immagini di Basler svolge un ruolo chiave in questo sistema.
Gli errori nelle procedure manuali sono la ragione più comune per diagnosi errate di cancro. Gli esperti stimano che le irregolarità si verifichino in circa l'1-15% dei casi e, nel peggiore dei casi, possono portare a diagnosi errate e trattamenti errati, con conseguenze potenzialmente fatali per la salute dei pazienti.
Quali sono i problemi con la diagnostica di laboratorio?
Statisticamente, una persona su due si trova di fronte a una diagnosi di cancro almeno una volta nella vita. Oltre ad altre procedure diagnostiche, questa si basa solitamente sull'analisi di un campione di tessuto prelevato dal corpo. "Mentre la medicina sta facendo grandi progressi tecnologici quasi ogni giorno, molti processi di pre-analisi sono rimasti invariati per decenni, il che li rende sempre più problematici," afferma Dominik Sievert, fondatore e CEO di inveox. L'inserimento iniziale dei dati per il campione, in particolare, è considerato dagli esperti il tallone d'Achille dell'istopatologia"" . Essendo una procedura (di solito) manuale, è un ottimo candidato per l'ottimizzazione. "La procedura qui è quasi la stessa in tutto il mondo: dispendiosa in termini di tempo, costosa e soggetta a errori." Inoltre, le irregolarità, come gli scambi, la contaminazione o persino la perdita di campioni di tessuto (che può verificarsi non appena il campione viene ricevuto) sono un problema serio nel processo attuale.
Questo scenario è stato l'impulso per i fondatori di inveox, Dominik e Maria Sievert, a pensare a possibili ottimizzazioni dei processi, dalla raccolta dei campioni alle analisi di laboratorio e oltre. Gli sviluppi che inveox ha portato da allora alla maturità del mercato possono essere descritti senza esagerazione come una rivoluzione nell'automazione di laboratorio.
Tre innovazioni per una maggiore sicurezza nell'automazione di laboratorio
"Il nostro obiettivo era quello di consentire diagnosi di cancro rapide e affidabili attraverso un'istopatologia digitalizzata, completamente automatizzata e in rete, dalla raccolta dei campioni al vetrino al microscopio," spiega Dominik Sievert. A tal fine, inveox ha sviluppato un sistema di automazione di laboratorio che comprende tre componenti chiave:
Un contenitore intelligente per biopsie tissutali, un dispositivo automatizzato per l'inserimento dei campioni e una piattaforma online altamente sicura per la comunicazione strutturata e il trasferimento dei dati tra il medico curante e il laboratorio di patologia.
Un unico contenitore per l'intera pre-analisi
Il contenitore intelligente del campione consente di eseguire diverse fasi cruciali di pre-analisi con un unico contenitore. "In oggi', il tessuto prelevato dal paziente per l'esame viene riconfezionato manualmente più volte in contenitori diversi e rietichettato ogni volta, il che comporta naturalmente un'elevata suscettibilità agli errori," afferma Dominik Sievert. La cassetta per biopsia inveox contiene un filtro integrato che consente di smaltire la formalina in cui è conservato il tessuto prima di un'ulteriore lavorazione senza dover rimuovere il campione dal contenitore. Poiché il campione rimane sempre nello stesso contenitore con un ID univoco, vengono eliminati gli errori e le contaminazioni.
Dispositivo di automazione per la raccolta dei campioni e l'elaborazione aggiuntiva senza soluzione di continuità
Questi nuovi contenitori per campioni sono stati il punto di partenza per la seconda innovazione: uno speciale sistema automatizzato per la ricezione dei campioni, anch'esso sviluppato da inveox, in cui diverse decine di contenitori per campioni possono essere inseriti contemporaneamente ed elaborati automaticamente. I dati del campione vengono acquisiti in modo completamente automatico, la formalina viene rimossa e vengono scattate immagini del tessuto per la documentazione e ulteriori risultati. Il campione, che si trova ancora nella cassetta per biopsia originale codificata, viene quindi dispensato dal dispositivo automatizzato per un'ulteriore elaborazione ed esame in laboratorio.
Online platform for structured communication and reliable diagnoses
"The majority of communication regarding tissue examinations between the laboratory and doctor is still done on paper," says inveox Managing Director Maria Sievert. Thanks to a web-based, encrypted data and communication platform, the diagnosis-relevant data obtained during the tissue examination (such as images and descriptions) are collected in a highly secure IT database and made available to the pathologists in their existing laboratory information systems. In this way, the attending physician and the laboratory benefit from secure, structured, digital communication and data transfer in real time, as well as a faster, more reliable diagnosis." Both can obtain structured information about the current status of the sample at any time - from collection and digital examination order to the diagnosis.
I componenti di automazione possono essere utilizzati singolarmente o insieme
Questi tre componenti del nostro sistema di automazione possono essere utilizzati indipendentemente l'uno dall'altro e ciascuno risolve un problema fondamentale. Tuttavia, se utilizzati nella loro interezza, hanno il massimo effetto e portano a una maggiore sicurezza del paziente e a un aumento dell'efficienza dal 50 al 70% durante la raccolta del campione. Per i laboratori di patologia di medie dimensioni, ciò potrebbe significare l'equivalente di un risparmio potenziale fino a 200.000 euro all'anno, e anche di più per istituti più grandi come gli ospedali universitari.
L'elaborazione delle immagini come elemento centrale del sistema di automazione
Come parte integrante dell'attrezzatura automatizzata e quindi dell'intero sistema di automazione del laboratorio inveox, l'elaborazione delle immagini costituisce la base per molti dei sistemi'. I campioni di tessuto passano attraverso diverse fasi in modo completamente automatico nei dispositivi di ingresso dei campioni, come la rimozione della formalina senza contatto, il riconfezionamento automatizzato del tessuto dal contenitore di trasporto nella cassetta per biopsia e l'etichettatura laser delle cassette per biopsia. Le telecamere per freccette Basler integrate nel dispositivo di automazione acquisiscono più immagini dei campioni di tessuto nei contenitori sigillati, che sono realizzati in un materiale cristallino per questo scopo. Allo stesso tempo, acquisiscono anche il loro codice a barre. A tal fine, i contenitori vengono allineati in modo completamente automatico nel dispositivo di automazione e ruotati nella posizione ottimale per l'acquisizione delle immagini.
Le telecamere DART come base visiva per la soluzione di automazione
A seconda della configurazione, nei campionatori automatici vengono attualmente utilizzate fino a cinque telecamere a livello di scheda della serie dart, che forniscono una risoluzione e una velocità più che sufficienti per questa applicazione.
L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico supportano l'interpretazione delle immagini
Le immagini catturate vengono interpretate utilizzando il software sviluppato da inveox, che utilizza l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico per ricavare automaticamente raccomandazioni per l'azione e le decisioni basate sulle immagini. Ad esempio, viene effettuata una valutazione immediata per stabilire se un campione è adatto o meno per le fasi successive in base alle sue dimensioni e le biopsie non idonee vengono rifiutate.
I risultati sono immagini complete a 360 gradi dei campioni e diversi parametri come dimensioni, forma, colore e consistenza. Questi svolgono un'altra importante funzione oltre a quella della documentazione: i patologi possono successivamente richiamarli nel database per ulteriori diagnosi, visualizzarli nuovamente in forma digitale ed eventualmente trarre conclusioni dallo stato originale del campione. "Fino ad ora, in genere non era possibile trarre conclusioni dai campioni di tessuto originali," spiega Sievert.
Acquistiamo tutti i nostri componenti per l'elaborazione delle immagini da Basler. La loro ampia selezione di telecamere è stata un argomento chiave per la nostra collaborazione. Tuttavia, almeno altrettanto importante della disponibilità dei componenti visivi ottimali è stato il fatto che Basler ci ha trattato da pari a pari fin dall'inizio e ha avuto fiducia nella nostra idea. Il fatto di essere trattati come un partner alla pari, anche se eravamo ancora nella fase di avvio, ci ha fatto una grande impressione.
Apprezziamo Basler come un partner commerciale cooperativo e affidabile che risponde rapidamente alle nostre richieste e ci fornisce un supporto professionale sotto ogni punto di vista, dal prestito spontaneo di modelli di telecamere per il confronto al supporto per l'integrazione. Considerando i nostri piani di espansione a lungo termine in altri paesi, non dobbiamo cercare nuovi fornitori a livello locale, ma possiamo contare su un partner già collaudato.
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