Wstęp

Badania u dawców krwi w Polsce prowadzone są na dużą skalę. Każdego roku do punktów pobrań zgłasza się przeszło 600 000 dawców, od których pobieranych jest ponad 1 200 000 donacji [1]. W przypadku każdej donacji konieczne jest pobranie kilku próbek krwi. Przykładowo, same badania przeglądowe czynników zakaźnych przenoszonych przez krew wymagają 3 próbek: na badania metodami immunochemicznymi i biologii molekularnej (NAT, nucleid, acid testing) oraz na potrzeby frakcjonatora osocza. Dodatkowo wymagane są próbki na badania serologiczne (1–2 probówki w zależności od statusu dawcy) oraz na badanie hemoglobiny [2]. W zależności od wielkości Centrum Krwiodawstwa i Krwiolecznictwa (CKiK), rutynowymi i obligatoryjnymi badaniami obejmuje się codziennie od około 150 do 1000 dawców, co oznacza przyjęcie i skierowanie na odpowiednie badanie od 750 do 6000 próbek.

Wiadomo, że istnieje ryzyko wystąpienia błędu w poszczególnych fazach prowadzenia badań. Unikanie błędów polega przede wszystkim na standaryzacji metod, monitorowaniu zmian, na ciągłym usprawnianiu organizacji pracy w laboratorium oraz jej komputeryzacji [3]. Według zaleceń Rady Europy oraz Światowej Organizacji Zdrowia, istotnym elementem w procesie pobierania krwi i oddzielania jej składników jest między innymi zastosowanie narzędzi informatycznych umożliwiających ścisłe śledzenie i dokumentowanie losów każdej próbki [2].

W laboratoriach Centrów Krwiodawstwa na terenie Polski faza analityczna większości badań została już zautomatyzowana. W pracowniach immunologii transfuzjologicznej krwinek czerwonych wymagane są automaty do badań serologicznych grup krwi dawców, a badania przeglądowe czynników zakaźnych przenoszonych przez krew wykonywane są w systemach zamkniętych zarządzanych przez komputer [2].

Szacuje się, że obecnie 60–70% niezgodności w procesie diagnostycznym stanowią błędy z fazy przedanalitycznej [3–5]. Wynikają one między innymi z błędnej identyfikacji próbki, pobrania materiału do nieodpowiednich probówek, hemolizy, rozcieńczenia materiału oraz innych błędów ludzkich [3, 5]. W badaniach wirusologicznych, ze względu na ich wysoką czułość, istnieje niebezpieczeństwo zafałszowania wyniku, między innymi przez przeniesienie materiału między probówkami podczas niewłaściwego ich otwierania. Uważa się, że automatyzacja czynności etapu przedanalitycznego może wyeliminować błędy ludzkie i w ten sposób zwiększyć wiarygodność wyników badań.

W niniejszej pracy przeanalizowano zastosowanie aparatu cobas^® p 312, który przeznaczony jest do w pełni automatycznego realizowania zadań na etapie poprzedzającym badania. Sorter umożliwia indywidualne opracowanie systemu pracy w różnej wielkości laboratoriach, co zwiększa efektywność pracy i zmniejsza ryzyko błędów przedanalitycznych.

Cel badań

Celem badań była ocena przydatności systemu cobas^® p 312 do automatyzacji fazy przedanalitycznej w Centrach Krwiodawstwa i Krwiolecznictwa na przykładzie sortowania i odkorkowywania próbek do wirusologicznych badań przeglądowych.

Materiał i metody

Aparat cobas^® p 312

Aparat cobas^® p 312 firmy Roche jest automatycznym, wolno stojącym, zarządzanym przez komputer, połączonym z informatyczną siecią laboratoryjną urządzeniem służącym do czynności przedanalitycznych, które dodatkowo posiada opcję archiwizowania (adresowana przede wszystkim do laboratoriów klinicznych, polegająca na odstawianiu wybranych próbek).

Cobas^® p 312 służy do zarządzania próbkami: ich rejestracji, sortowania i wybiórczego zdejmowania korków. Urządzenie zajmuje powierzchnię 1 m2 (ryc. 1).

Według deklaracji producenta, aparat sortuje i otwiera około 450 próbek na godzinę, pracuje z najczęściej używanymi w krwiodawstwie probówkami (probówki tylko plastikowe, m.in. takich producentów, jak: Becton Dickinson, Sarstedt, Kabe, Greiner, Terumo). Oprogramowanie sortera umożliwia zdalny dostęp do nadzoru technicznego (m.in. pozwala na wgląd do rejestru błędów i przeprowadzonych czynności serwisowych).

Cobas^® p 312 pozwala na dowolne (definiowane według własnych potrzeb) ustawienie tac dla statywów wchodzących i wychodzących.

Urządzenie zostało tak zaprojektowane, aby po załadowaniu maksymalnie 600 próbek mogło pracować bezobsiugowo według wcześniej ustalonego algorytmu. W celu zwiększenia wydajności możliwe jest również płynne zarządzanie statywami wejściowymi i wyjściowymi (dostawianie i usuwanie statywów zapełnionych i pustych). Jednym ze statywów wyjściowych jest statyw „na błędy”, na przykład na probówki z nieczytelnymi kodami.

Istnieją dwa sposoby (protokoły) zarządzania pracą sortera (ryc. 2 i 3). Protokół dynamiczny, użyty w przedstawionej ewaluacji, oparty jest na założeniu, że zarządzanie próbkami odbywa się za pośrednictwem laboratoryjnego systemu informatycznego (LIS), z którego pochodzą zlecenia. Dzięki takiemu połączeniu aparat sortuje probówki do zadanych statywów oraz wybiórczo je otwiera. Zgodnie z zarządzeniami LIS podejmowana jest decyzja, czy probówka ma być otwarta czy nie i do jakiego statywu ma być wysortowana. W tym protokole oprogramowanie sortera zarządza wyłącznie próbkami, których kody są niezgodne z zaprogramowanymi czynnościami (kod nieczytelny z powodu krzywego naklejenia, uszkodzenia kodu, brak zlecenia itp.) i odstawia te probówki do statywu przeznaczonego na błędy. O dalszym losie tych probówek decyduje operator. W przypadku protokołu statycznego zarządzanie próbkami odbywa się wyłącznie z poziomu sortera, którego oprogramowanie autonomicznie podejmuje decyzję o odkorkowaniu i wy sortowaniu probówek do określonego statywu.

Przebieg badań

Badania z użyciem aparatu cobas^® p 312 oraz ocenę funkcjonalności systemu przeprowadzili pracownicy Instytutu Hematologii i Transfuzjologii (IHiT) oraz pracownicy Regionalnego Centrum Krwiodawstwa i Krwiolecznictwa w Warszawie (RCKiK w Warszawie) w okresie od 21 lipca 2015 do 24 lipca 2015 roku. Aparat zainstalowano do przeprowadzenia ewaluacji w Regionalnym Centrum Krwiodawstwa i Krwiolecznictwa w Warszawie. W trakcie oceny stosowano protokół dynamiczny. Aparat byl podłączony bezpośrednio do programu Bank Krwi, gdzie zapisano wszystkie czynności, jakie miały być wykonywane przez urządzenie. Konfigurację ułożenia statywów w cobas^® p 312 i zleceń dla próbek z poszczególnymi flagami dokonali pracownicy firmy Roche i firmy Asseco.

W trakcie badania zrealizowano 4 omówione poniżej zadania.

1. Ocena wydajności aparatu, sortowania próbek i ich selektywnego otwierania

Do aparatu w statywach wejściowych wstawiono 620 nowych, nieotwieranych wcześniej probówek o średnicy 13 mm i wysokości od 75 do 100 mm: 100 probówek firmy Sarstedt i 520 firmy Becton Dickinson (BD) z różnymi/indywidualnymi numerami kodów kreskowych, zgodnymi z kodowaniem donacji (ISBT, International Standard for Blood Transfusion). Każdemu numerowi donacji towarzyszyło 4–5 różnych flag (flaga – dwie ostatnie cyfry w kodzie kreskowym przyporządkowujące próbki do rodzaju badania). Dla probówek oklejonych kodami kreskowymi z różnego rodzaju flagami przewidziano różne działania aparatu:

• flaga 25 – 150 probówek (50 BD i 100 Sarstedt) z żelem separującym przeznaczonych do badań technikami biologii molekularnej. Zlecono ich otwieranie;
• flaga 24 – 150 probówek (BD) z aktywatorem krzepnięcia (na skrzep) przeznaczonych do badań markerów wirusologicznych metodami serologicznymi. Zlecono ich otwieranie;
• flaga 21 – 150 probówek (BD) z EDTA przeznaczonych do oznaczania grup krwi (I oznaczenie grupy krwi). Nie zlecono ich otwierania;
• flaga 22 – 150 probówek (BD) z EDTA przeznaczonych do oznaczania grup krwi (II oznaczenie grupy krwi). Nie zlecono ich otwierania;
• flaga 00 – 20 probówek (BD) z żelem separującym przeznaczonych do badań technikami biologii molekularnej. Nie zlecono ich otwierania. Podczas pracy aparatu oceniano:
• wydajność sortowania (liczbę wysortowanych probówek na godzinę);
• jakość sortowania – trafność/wlaściwe wstawianie probówek do dedykowanych statywów;
• wychwytywanie błędów (źle naklejone lub nieczytelne kody, kody nieposiadające flag);
• poprawność otwierania różnego typu probówek.

2. Ocena ryzyka kontaminacji podczas segregowania i otwierania próbek przeznaczonych na badania wirusologiczne markerów serologicznych

Zadanie obejmowało ocenę prawidłowości wstawiania przez sorter probówek do raków systemowych w pozycji do odczytu oraz sprawdzenie, czy w trakcie czynności wykonywanych w aparacie nie doszło do przeniesienia materiału biologicznego (czy nie nastąpiła tzw. kontaminacja). Do aparatu cobas^® p 312 wstawiono 50 zamkniętych probówek (firmy Becton Dickinson) zawierających osocze: 49 próbek bez antygenu HBs oraz próbkę osocza zawierającą HBsAg (stężenie antygenu HBs 3980 IU/ml – próbka z kodem Z53201590000024). Następnie w Banku Krwi zaprogramowano dla sortera wykonywanie następujących czynności: skanowanie kodu kreskowego z probówki, zdjęcie korków i sortowanie probówek na podstawie kodu kreskowego do statywu dedykowanego dla aparatu Architect i2000SR firmy Abbott oraz ustawienie w pozycji do odczytu (kod kreskowy w szczelinie statywu). Po zakończeniu przez system cobas^® p 312 wymienionych działań zaplanowano wykonanie badania HBsAg (testem ARCHITECT HBsAg II Reagent Kit, Abbott, Stany Zjednoczone) w Pracowni Serodiagnostyki Wirusów Przenoszonych przez Krew w RCKiK w Warszawie na aparacie Architect i2000SR (Abbott, Stany Zjednoczone) w każdej z 50 próbek.

3. Ocena ryzyka kontaminacji podczas segregowania i otwierania próbek przeznaczonych na badania technikami biologii molekularnej

Do aparatu cobas^® p 312 wstawiono 48 zamkniętych probówek (firmy Becton Dickinson) zawierających osocze: 47 próbek nie zawierało DNA B19V, a w 1 próbce było wysokie stężenie DNA B19V (> 6 X 108 IU/ml – próbka z kodem Z53201590000025). Zaprogramowano z poziomu LIS wykonanie przez aparat cobas^® p 312 następujących czynności: skanowanie kodów, zdjęcie korków i wstawienie próbek do statywu dedykowanego do aparatu Procleix Tigris. Po ich realizacji przewidziano wykonanie badania DNA B19V (test Procleix Parvo/HAV Assay) w osoczu każdej z 48 próbek. Badania wirusologiczne przeprowadzono w Pracowni Biologii Molekularnej w RCKiK w Warszawie. Schemat tego sprawdzianu został przedstawiony na rycinie 4.

4. Sprawdzenie właściwej komunikacji między systemem cobas^® p 312 a systemem informatycznym (LIS) Bank Krwi (BK)

W zadaniu dokonano analizy obiegu numerów kodowych z probówek między sorterem a LIS (Bank Krwi – BK). Sprawdzano, czy po zeskanowaniu numeru donacji z probówki sorter prawidłowo komunikuje się z programem Bank Krwi: czy zeskanowane numery zostały zarejestrowane w BK, czy zadania zostały wykonane zgodnie z planem przewidzianym w ramach ewaluacji, czy przeprowadzone czynności zostały zapisane w BK.

Sorter zgodnie z pobranym z BK zleceniem powinien otwierać probówki opatrzone flagą 25 (badania NAT) i flagą 24 (badania serologiczne wirusów), natomiast probówki oznaczone flagami: 00, 21 i 22 – zostawić zamknięte.

Wyniki badań

Zadanie 1. Ocena wydajności aparatu: sortowania próbek i ich selektywnego otwierania

100 próbek zostało automatycznie rozsortowanych w ciągu 13 minut, a kolejne 500 próbek – w ciągu 1 godziny i 15 minut (409 próbek w ciągu 1 godz.). W tym czasie aparat zidentyfikował 39 próbek z nieczytelnym lub nieprawidłowym kodem, a 300 z 500 probówek otworzył.

Wszystkie probówki zostały rozsortowane do dedykowanych raków/statywów zgodnie z założeniami. Aparat prawidłowo rozpoznawał wszystkie próbki z nieczytelnym lub nieprawidłowym kodem. Te próbki sorter odstawił do raka przeznaczonego na nierozpoznawalne kody (próbki wymagające interwencji operatora). Zgodnie z założeniami urządzenie w prawidłowy sposób otwierało probówki z kodami, dla których zlecono zdejmowanie korków (probówki z flagą 24 i z flagą 25), pozostawiając pozostałe probówki zamknięte (probówki z flagą 00, 21 i 22).

Uzyskane wyniki potwierdziły zgodność rzeczywistej wydajności systemu cobas^® p 312 z deklaracją producenta. Aparat prawidłowo przeprowadził proces sortowania i otworzył wskazane probówki, jednocześnie identyfikując i odkładając probówki z uszkodzonymi kodami.

Zadanie 2. Ocena wstawiania przez sorter probówek do raków systemowych w pozycji do odczytu, oraz ocena ryzyka kontaminacji w trakcie sortowania i odkorkowywania – badania serologiczne markerów wirusologicznych

Zgodnie z założonym planem aparat zeskanował kody kreskowe na 50 zamkniętych probówkach z osoczem, wszystkie odkorkowal i rozsortowal do wstawionych na jego pokład raków/statywów aparatu Architect, umieszczając je w pozycji do odczytu (kod kreskowy w szczelinie statywu). Raki zostały wstawione do aparatu Architect i2000SR (Abbott, Stany Zjednoczone) przez pracownika RCKiK i we wszystkich 50 próbkach wykonano oznaczenie HBsAg testem ARCHITECT HBsAg II Reagent Kit. W probówce oznaczonej numerem Z53201590000024 uzyskano reaktywny wynik badania w kierunku HBsAg (S/Co 6148,31). Dla pozostałych 49 próbek otrzymano wyniki niereaktywne.

Wszystkie zaplanowane czynności zostały prawidłowo wykonane przez aparat, a wyniki badań wirusologicznych markerów serologicznych były w pełni zgodne z oczekiwaniami.

Zadanie 3. Ocena wstawiania przez sorter probówek do raków systemowych w pozycji do odczytu, oraz ocena ryzyka kontaminacji w trakcie sortowania i odkorkowywania – wirusologiczne badania molekularne

Urządzenie sortujące zeskanowalo kody paskowe z flagą 25 na wszystkich 48 zamkniętych probówkach z osoczem oraz odkorkowalo i wstawiło do raków wyjściowych aparatu cobas^® p 312 (statywy do raków aparatu Tigris były niedostępne). Otwarte probówki zostały przełożone do raków aparatu Tigris (przez pracownika RCKiK) i przeniesione do Pracowni Biologii Molekularnej RCKiK w Warszawie. Z materiału zawartego w otwartych przez sorter probówkach za pomocą stacji pulującej Procleix SP (Novartis, Szwajcaria) utworzono trzy pule (każda składała się z 16 próbek wyjściowych), w których w aparacie Tigris wykonano oznaczenie DNA parvowirusa B19 (B19V). System Procleix Tigris w dwóch pulach nie wykrył DNA B19V (wyniki < 500 IU/ml), a dla 1 puli (w skład której wchodziła próbka zakażona B19V) otrzymano wynik DNA B19 > 100 000 IU/ml (powyżej progu liniowości testu). Zgodnie z algorytmem testu każda z 16 próbek wchodzących w skład tej puli została zbadana indywidualnie. W 15 próbkach nie wykryto DNA B19V (wynik < 500 IU/ml, uznawany jako wynik ujemny), a dla jednej próbki (nr donacji Z53201590000025) otrzymano wynik > 100 000 IU/ml (ryc. 4).

Uzyskane wyniki były w 100% zgodne z oczekiwaniami: prawidłowo zidentyfikowano donację z wysoką wiremią B19V, nie obserwowano wyników fałszywie reaktywnych.

Zadanie 4. Analiza obiegu numerów kodowych z probówek w systemie informatycznym Bank Krwi (BK) (Asseco). Sprawdzenie właściwej komunikacji między systemem cobas^® p 312 a LIS (programem Bank Krwi)

Zgodnie z założeniami, sorter po zeskanowaniu numeru donacji z probówki komunikował się z programem BK, w którym zaplanowano postępowanie dla probówek oklejonych odpowiednim rodzajem kodów kreskowych. Jednocześnie następowała rejestracja próbki w tym programie. Na podstawie zarejestrowanego rodzaju kodu w BK generowane było odpowiednie zlecenie, przekazane do cobas p 312, a następnie prawidłowo realizowane. Informacje z BK we właściwy sposób docierały do sortera, który zgodnie ze zleceniem otwierał probówki opatrzone flagą 25 (badania NAT) oraz flagą 24 (badania serologiczne wirusów). Probówki oznaczone flagami: 00, 21 i 22, zgodnie z dyspozycją, nie były otwierane.

Wykonane czynności wraz z czasem realizacji zadania zostały odnotowane w LIS (ryc. 5).

Podsumowanie i omówienie wyników

W trakcie oceny potwierdzono, że aparat cobas^® p 312 skanuje kody kreskowe próbek oraz przekazuje dane do oprogramowania zarządzającego BK, bezbłędnie identyfikuje probówki z nieprawidłowymi kodami i odstawia je w wydzielone miejsce (do odpowiedniego statywu). Urządzenie sortuje i ustawia probówki w rakach/statywach wyjściowych we właściwej pozycji umożliwiającej odczytywanie kodów w innych aparatach na następnych etapach badania oraz prawidłowo odkorkowuje probówki, dla których takie zadanie zostało zlecone. Dzięki komunikacji z systemem komputerowym następowała rejestracja próbki w BK. Sorter cobas^® p 312 realizował zadania z wydajnością zbliżoną do deklaracji producenta. Jednocześnie czynności wykonywane przez urządzenie nie wiązały się z ryzykiem przeniesienia materiału biologicznego między probówkami.

Na podstawie analizy sposobu realizacji zadań stwierdzono, że system przedanalityczny cobas^® p 312 firmy Roche może być używany do automatyzacji fazy przedanalitycznej przeglądowych badań wirusologicznych wykonywanych na terenie Centrum Krwiodawstwa. Należy spodziewać się, że zastosowanie urządzenia zmniejszy liczbę błędów manualnych na etapie przedanalitycznym (np. skanowanie numerów donacji i wstawianie do dedykowanych statywów/raków) oraz podniesie poziom bezpieczeństwa pracowników laboratorium przez ograniczenie kontaktu z materiałem zakaźnym (np. zdejmowanie korków z probówek).

Poza omawianym sorterem p 312 dostępne są jeszcze dwa inne urządzenia preanalityczne cobas^® – p 512 i p 612. Zakres funkcjonalności obejmuje zadania aparatu cobas^® p 312 oraz dodatkowo aparaty dzięki obecności kamery mogą określać poziom płynu w probówce oraz określać jakość płynu (np. poziom bilirubiny). Producent deklaruje, że wydajność sortowania aparatów cobas^® p 512 i cobas^® p 612 jest wyższa i wynosi około 1100 probówek w ciągu godziny.

Podsumowując, na podstawie wyników otrzymanych podczas ewaluacji aparatu cobas^® p 312 można oczekiwać zmniejszenia liczby błędów przedanalitycznych oraz zwiększenia bezpieczeństwa pracy w laboratorium. Pełna funkcjonalność sortera może być sprawdzona po wdrożeniu aparatu do pracy rutynowej.

Podziękowanie

Autorzy składają serdeczne podziękowanie pani Anecie Niciejewskiej oraz panu Piotrowi Milce z firmy Roche Diagnostics Polska za pomoc w organizacji badań.

Badania zostały sfinansowane przez Roche Diagnostics Polska Sp. z o.o.

Konflikt interesów

Praca powstała na podstawie wykładu wygłoszonego podczas seminarium „Postępy w badaniach przeglądowych dawców krwi” (Warszawa, 5–6 października 2015 r.), organizowanego przez Roche Diagnostics Polska Sp. z o.o. pod nadzorem merytorycznym Instytutu Hematologii i Transfuzjologii w Warszawie.

Adres do korespondencji: mgr Ewa Sulkowska, Zakład Wirusologii, Instytut Hematologii i Transfuzjologii, ul. I. Gandhi 14, 02–776 Warszawa, e-mail: esulkowska@ihit.waw.pl