보다 신뢰할 수 있는 암 진단을 위한 혁신적인 검사실 자동화
- 고객
- inveox GmbH
- 위치
- Garching(가르칭), 독일
- 날짜
- 2019
잘못된 암 진단의 가장 흔한 원인은 수작업 과정에서의 오류입니다. 전문가들은 약 1~15%의 사례에서 오류가 발생하며, 최악의 경우 오진 및 잘못된 치료로 이어져 환자에게 치명적인 건강상의 결과를 초래할 수 있다고 추정합니다.
실험실 진단의 문제점은 무엇인가요?
"통계적으로 두 명 중 한 명은 일생에 한 번 이상 암 진단을 받게 됩니다. 암 진단은 다른 진단 절차 외에도 일반적으로 신체에서 채취한 조직 샘플의 분석을 기반으로 합니다. "의학은 거의 매일 엄청난 기술 발전을 이루고 있지만, 사전 분석의 많은 프로세스는 수십 년 동안 변하지 않았기 때문에 점점 더 문제가 되고 있습니다."라고 inveox社의 설립자이자 CEO인 도미니크 시버트(Dominik Sievert)는 말합니다. 특히 샘플에 대한 초기 데이터 입력은 전문가들 사이에서 조직병리학의 아킬레스건으로 꼽힙니다. 보통 수작업으로 진행되는 이 절차는 최적화를 위한 주요 후보입니다." 이 절차는 전 세계적으로 거의 동일하게 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 들며 오류가 발생하기 쉽습니다. "또한 샘플을 받자마자 발생할 수 있는 조직 샘플의 혼동, 오염 또는 손실과 같은 불규칙성이 후속 과정의 특징입니다."
이 시나리오는 inveox社의 설립자인 도미니크(Dominik)와 마리아 시버트(Maria Sievert)가 샘플 수집부터 실험실 분석에 이르는 프로세스의 최적화에 대해 생각하게 된 계기가 되었습니다. 그 후 inveox社가 시장에 내놓은 제품은 실험실 자동화의 혁명이라고 해도 과언이 아닐 정도로 발전했습니다.
실험실 자동화의 안전성을 높이기 위한 세 가지 혁신 기술
도미니크 시버트는 "저희의 목표는 샘플 채취부터 현미경 슬라이드에 이르기까지 디지털화되고 완전 자동화된 네트워크 조직병리학을 통해 빠르고 신뢰할 수 있는 암 진단을 가능하게 하는 것이었습니다."라고 설명합니다. 이를 위해 inveox는 조직 검사를 위한 지능형 샘플 컨테이너, 샘플 입력을 위한 자동화 장치, 주치의와 병리 실험실 간의 구조화된 통신 및 데이터 전송을 위한 고도로 안전한 온라인 플랫폼의 세 가지 핵심 구성 요소로 구성된 실험실 자동화 시스템을 개발했습니다.
전체 사전 분석을 위한 단일 시료 용기
도미니크 시버트는 "지능형 검체 컨테이너를 사용하면 하나의 컨테이너로 여러 가지 중요한 사전 분석 단계를 수행할 수 있습니다. "오늘날'의 표준 프로세스에서는 검사를 위해 환자에게서 채취한 조직을 수작업으로 여러 번 다른 용기에 재포장하고 매번 라벨을 다시 붙이기 때문에 오류가 발생할 가능성이 높습니다."라고 말합니다. inveox 생검 카세트에는 통합 필터가 내장되어 있어 용기에서 샘플을 꺼낼 필요 없이 조직을 보관한 포르말린을 추가 처리 전에 폐기할 수 있습니다. 샘플은 항상 고유 ID가 있는 동일한 용기에 보관되므로 혼동과 오염을 방지할 수 있습니다.
샘플 수집 및 원활한 추가 처리를 위한 자동화 장치
이러한 새로운 유형의 샘플 용기는 두 번째 혁신의 출발점이 된 것으로, 수십 개의 샘플 용기를 동시에 삽입하고 자동으로 처리할 수 있는 특수 자동화된 샘플 접수 시스템인 inveox가 개발했습니다. 샘플 데이터는 완전 자동으로 캡처되고, 포르말린은 제거되며, 문서화 및 추가 발견을 위해 조직 이미지가 촬영됩니다. 그런 다음 원래의 코딩된 생검 카세트에 담긴 샘플이 자동화 기기에서 추출되어 실험실에서 원활하게 추가 처리 및 검사가 이루어집니다.
체계적인 커뮤니케이션과 신뢰할 수 있는 진단을 위한 온라인 플랫폼
inveox의 마리아 시버트 전무이사는 "검사실과 의사 간의 조직 검사와 관련된 대부분의 커뮤니케이션은 여전히 종이 문서로 이루어지고 있습니다."라고 말합니다. 웹 기반의 암호화된 데이터 및 통신 플랫폼 덕분에 조직 검사 중에 얻은 이미지와 설명 등 진단 관련 데이터는 매우 안전한 IT 데이터베이스에 수집되어 기존 검사실 정보 시스템에서 병리과 전문의가 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 주치의와 검사실은 안전하고 체계적인 디지털 통신과 실시간 데이터 전송을 통해 보다 빠르고 신뢰할 수 있는 진단을 내릴 수 있습니다. "양쪽 모두 검체 채취와 디지털 검사 주문부터 진단에 이르기까지 언제든지 검체의 현재 상태에 대한 구조화된 정보를 얻을 수 있습니다.
자동화 구성 요소를 개별적으로 또는 함께 사용할 수 있습니다.
자동화 시스템의 이 세 가지 구성 요소는 서로 독립적으로 사용할 수 있으며 각각 핵심 문제를 해결합니다. 그러나 이 세 가지를 모두 사용할 때 가장 큰 효과를 발휘하여 환자의 안전이 향상되고 검체 채취 시 효율성이 50~70% 증가합니다. 이는 중간 규모의 병리 검사실의 경우 연간 최대 20만 유로의 잠재적 비용 절감을 의미하며, 대학 병원과 같은 대규모 기관의 경우 이보다 훨씬 더 많은 비용을 절감할 수 있습니다.
자동화 시스템의 핵심 요소인 이미지 처리
자동화 장비와 전체 inveox 실험실 자동화 시스템의 필수적인 부분인 이미지 처리는 시스템에서 제공하는 많은 장점의 기반이 됩니다. 조직 샘플은 비접촉식 포르말린 제거, 운반 용기에서 생검 카세트로의 조직 자동 재포장, 생검 카세트의 레이저 라벨링과 같은 여러 단계를 거쳐 샘플 입력 장치에서 완전 자동으로 통과합니다. 자동화 장치에 통합된 Basler dart 카메라는 이를 위해 투명한 재질로 만들어진 밀봉 용기에 담긴 조직 샘플의 이미지를 여러 장 촬영합니다. 동시에 바코드도 캡처합니다. 이를 위해 용기는 자동화 장치에서 완전 자동으로 정렬되고 이미지 캡처를 위한 최적의 위치로 회전합니다.
자동화 솔루션의 비전 기반이 되는 dart 카메라
구성에 따라 현재 이 어플리케이션에 충분한 해상도와 속도를 제공하는 자동 샘플러에는 최대 5대의 Basler dart 시리즈 보드 레벨 카메라가 사용되고 있습니다.
AI와 머신러닝으로 이미지 해석 지원
캡처된 이미지는 인공 지능과 머신 러닝을 사용하여 이미지에서 자동으로 조치 권장 사항과 의사 결정 기반을 도출하는 inveox에서 개발한 소프트웨어를 사용하여 해석됩니다. 예를 들어, 샘플의 크기에 따라 다음 단계에 적합한지 여부를 즉시 평가하고 부적합한 생검은 거부합니다.
그 결과 샘플의 포괄적인 360도 이미지와 치수, 모양, 색상, 질감 등 여러 매개변수를 얻을 수 있으며, 이는 문서화 목적 외에도 또 다른 중요한 기능을 수행합니다. 병리학자들은 나중에 추가 진단을 위해 데이터베이스에서 이를 불러와 디지털 형식으로 다시 볼 수 있으며, 샘플의 원래 상태를 바탕으로 결론을 도출할 수도 있습니다. 시버트는 "지금까지는 일반적으로 원본 조직 샘플에서 결론을 도출하는 것이 불가능했습니다."라고 설명합니다.
저희는 모든 이미지 처리 구성 요소를 Basler에서 구매합니다. 다양한 카메라 제품군이 Basler와 함께하게 된 주요 이유였습니다. 그러나 최적의 비전 구성 요소의 가용성만큼이나 중요한 것은 Basler가 처음부터 저희를 동등하게 대우하고 저희의 아이디어에 대한 확신을 가지고 있었다는 사실입니다. 저희가 아직 스타트업 단계에 있었음에도 불구하고 동등한 파트너로 대접받았다는 사실은 저희에게 큰 인상을 남겼습니다.
저희는 문의에 신속하게 응답하고 비교를 위한 카메라 모델의 자발적인 대여부터 통합 지원에 이르기까지 모든 측면에서 전문적인 지원을 제공하는 협력적이고 신뢰할 수 있는 비즈니스 파트너로서 Basler를 높이 평가합니다. 다른 국가에서의 장기적인 확장 계획을 고려할 때 현지에서 새로운 공급업체를 찾을 필요 없이 이미 입증된 파트너를 믿고 의지할 수 있습니다.
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