創新的實驗室自動化，實現更可靠的癌症診斷
- 客戶
- inveox GmbH
- 地點
- 德國 Garching
- 日期
- 2019
手動程序中發生的錯誤，是最常見的癌症診斷錯誤原因。專家估計，大約 1% 至 15% 的病例會出現異常情況，在最壞的情況下，可能導致誤診和不正確的治療，可能對患者健康造成致命的後果。
實驗室診斷存有哪些問題？
據統計，每兩個人之中就有一位，一生至少會進行一次癌症的診斷。除了其他診斷程序外，通常是自人體採集組織檢體來進行分析，以做為診斷的依據。inveox創辦人兼執行長 Dominik Sievert 指出：「雖然醫學技術的進步日新月異，但許多預先分析的程序，可說數十年如一日，幾乎沒有變革，也使問題日漸嚴重」。特別是檢體的初始資料輸入，在專家眼中可說是「組織病理學的致命弱點」。由於這項程序通常以手動操作，因此是最應該優先改善的對象。「這類程序在全世界幾乎都一模一樣：不但耗時、昂貴，而且容易發生錯誤」。 此外，在後續過程中，在收到檢體後也經常發生混淆、污染甚至遺失問題，導致診斷結果的不規則性。
這種情況促使 inveox 創辦人 Dominik 和 Maria Sievert 思考，從檢體採樣到實驗室分析等流程的最佳化。自此，inveox 為市場的成熟發展所做的貢獻，堪稱實驗室自動化的一大革命。
讓實驗室自動化更為安全的三大創新
Dominik Sievert 解釋：「我們的目標是透過數位化、全自動和網路化的組織病理學（從檢體採樣到顯微鏡載玻片 ），帶來快速可靠的癌症診斷結果」。為此，inveox 開發出實驗室自動化系統，該系統由三個關鍵元件組成： 用於活體組織檢體的智慧檢體容器、用於檢體輸入的自動化設備，以及適用於主治醫師和病理實驗室之間結構化通訊與資料傳輸的高安全性線上平台。
用於預先分析完整程序的單一檢體容器
有了智慧檢體容器，就可以使用單一容器來執行多項關鍵預分析步驟。 Dominik Sievert 說：「現今的標準流程中，從患者身上採集以進行檢查的組織檢體，會以手動方式重新包裝到不同的容器中，每次都要重新貼上標籤，這自然會造成很高的錯誤風險」。inveox 活組織檢體盒包含一個整合的濾芯，可在進一步處理檢體之前，去除儲存組織用的福馬林，而無需從容器中取出檢體。由於檢體始終存放在具備不重覆識別碼的同一容器中，因此不會造成混淆和污染。
自動化檢體採樣裝置與無縫的進一步處理
這些新型檢體容器是第二次創新的起點，是一種用於收取檢體的特殊自動化系統，也是由 inveox 開發的；該系統可以同時插入數十個檢體容器並自動進行處理。全自動取得檢體資料、去除福馬林、拍攝組織影像以便記錄並用於其他發現。檢體一直保存在原來的已編號活組織檢體盒中，然後在自動化設備中進行分配，以便在實驗室中無縫進行進一步處理與檢驗。
提供結構化溝通和可靠診斷的線上平臺
「實驗室和醫生之間，大部分與組織檢驗相關溝通，仍然停留在紙上作業階段」，inveox 總經理 Maria Sievert 這麼說。由於有了網路加密資料與通訊平台，在組織檢驗過程中獲得的診斷相關資料（例如影像和描述），可以儲存到高度安全的 IT 資料庫中，並透過現有的實驗室資訊系統來提供給病理學家。運用這種方式，主治醫師和實驗室，都可享用安全、結構化的數位通訊和即時資料傳輸，並且使得診斷變得更快、更可靠。 兩者都可以隨時取得相關檢體最新狀態的結構化資訊 - 從採檢、數位檢查醫令到診斷，都包含在內。
自動化元件，可單獨運用，也可配合使用
我們自動化系統的三大元件，可以相互獨立使用；每個元件都解決一種核心問題。但是，將三大元件搭配成一個整體來運用時，可以帶來最宏大的效果，提高患者的安全性；採檢過程的效率可提高 50% 至 70%。對於中型的病理學實驗室來說，每年可以節省的費用高達 200,000 歐元；大學醫院等大型機構還能省下更多成本。
影像處理是該自動化系統的核心
影像處理是這個自動化設備與整個 inveox 實驗室自動化系統的組成部分，也帶來許多系統方面的優勢。組織檢體在檢體輸入設備中全自動通過幾個步驟，例如非接觸式福馬林去除、將組織從運輸容器自動重新包裝到活組織檢體盒中，以及在活組織檢體盒以雷射進行標記。整合於該自動化設備中的 Basler dart 相機，可拍攝密封容器中組織檢體的多張影像，這些容器由高度透明的材質製作。相機也同時拍攝條碼。為了做到這些，容器會在自動化設備中全自動進行對齊，並旋轉到最佳位置，以便拍攝影像。
dart 相機是該自動化解決方案的視覺基礎
根據配置的不同，自動採檢器目前最多使用 5 台 Basler dart 系列板級相機，為該應用提供充份滿足需求的解析度和速度。
人工智慧和機器學習支援的影像詮釋
拍攝下來的影像使用 inveox 開發的軟體進行詮釋；該軟體運用人工智慧和機器學習，從影像中自動歸納出行動和決策基礎的建議。例如，根據檢體大小，立即評檢體本是否適於進行後續步驟，並拒用不適用的活組織檢體。
結果是檢體的 360 度全景影像以及尺寸、形狀、顏色和紋理等多項參數，除了用以記錄之外，還具有另一重要功能：病理學家可以在資料庫中調出這些資訊，進一步進行診斷，以數位形式再次查看資料，也能從檢體的原始狀況中得到結論。 「目前為止，通常不可能從原始的組織檢體來得到結論」， Sievert 如此解釋。
我們向 Basler 訂購所有影像處理元件。Basler 多樣化的相機選擇，是我們合作的關鍵理由；但是歸根究柢，與能夠取得最佳的視覺元件同樣重要的是，Basler 對待我們如終如一，並對我們的概念充滿信心。雖然我們目前仍處在剛開始創業的階段，但 Basler 視我們為平等的合作夥伴，這讓我們印象十分深刻。
我們將 Basler 視為樂於合作且值得信賴的業務合作夥伴，能夠快速回應我們的詢問，並在各方面都提供專業支援——從主動商借各種相機型號以進行比較，到整合性的支援，都包括在內。考量到我們在其他國家的長期發展計劃，我們不必尋找新的地區供應商，而是可以倚重已經合作愉快的夥伴。
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