![\"Flotte](\"https:\/\/www.m-q.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/Flotte-Fahrt-mit-dem-Proben-Tax.jpg\")
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D<\/strong><\/em>ie Analyse unserer Blut- oder Urinproben \u00fcbernehmen immer mehr hoch spezialisierte Laborbetriebe, die pro Tag viele Tausend Analysen durchf\u00fchren. Auch sie k\u00f6nnen heute von modernster Automatisierungstechnik profitieren. Wie bei vielen anderen Automatisierungsaufgaben spielen auch hier leistungsf\u00e4hige Kleinstantriebe eine Schl\u00fcsselrolle. Sie \u00fcberzeugen vor allem durch gute Wirkungsgrade, hohes Drehmoment bei kleiner Bauweise, Zuverl\u00e4ssigkeit und geringen Stromverbrauch.<\/p>\n Noch viel Handarbeit<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Viele Labore, die medizinische Probenanalysen durchf\u00fchren, arbeiten heute noch mit manuellen Verteilsystemen. Das heisst, die eingehenden Proben werden zun\u00e4chst datentechnisch erfasst, dann batchweise in Racks gesetzt, von Mitarbeitern zu den unterschiedlichen Analysestationen getragen und gegebenenfalls auch noch zwischendurch f\u00fcr weitere Analysen umsortiert. Bei Tausenden oder sogar Zehntausenden von Materialproben pro Tag ist das nicht nur eine anstrengende und monotone T\u00e4tigkeit, sondern auch fehleranf\u00e4llig. Die Fehlerbehebung erfordert dann zus\u00e4tzlichen Aufwand. Weitere Zeit kostet es, wenn einzelne Proben eine Sonderbehandlung erfahren m\u00fcssen, z.B. weil sie f\u00fcr eine Stufendiagnostik mehrere Stationen durchlaufen sollen. Das Gleiche gilt f\u00fcr die Verd\u00fcnnung von Proben f\u00fcr bestimmte Analysen oder f\u00fcr die Probenaufteilung f\u00fcr unterschiedliche Analysen, die sogenannte Aliquotierung. St\u00f6rungen des geordneten Arbeitsablaufs sind hier vorprogrammiert. Erschwerend kommt hinzu, dass der Trend heute dazu geht, vom Patienten f\u00fcr alle notwendigen Analysen m\u00f6glichst nur eine Materialprobe anzuliefern. Es ist keineswegs eine Entspannung der Situation in Sicht, sondern die Problematik wird sich zuk\u00fcnftig insbesondere durch die Zentralisierung von Laborleistungen noch versch\u00e4rfen.<\/p>\n Was muss ein automatisches Probenverteilsystem leisten?<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Am Einsatz praxisgerechter Automatisierungstechnik, die Mitarbeiter von monotonen T\u00e4tigkeiten befreit und Fehlerquellen beseitigt, wird deshalb im modernen Laborbetrieb kein Weg vorbeif\u00fchren. Ein automatisches Probentransportsystem transportiert die Proben idealerweise direkt zum entsprechenden Analysesystem und \u00fcbernimmt dabei quasi nebenbei weitere Aufgaben: Anhand der Identifikation der Probe nach der Anlieferung kann der Weg durchs Labor geplant und optimiert werden, wobei sich viele Parameter ber\u00fccksichtigen lassen, z.B. die Art des Gef\u00e4sses, die Aufbereitung, der F\u00fcllstand und nat\u00fcrlich die Abfolge der einzelnen Analyseschritte. F\u00fcr die Dauer der Analyse und die Bewertung sollten dann alle aktuell zu bearbeitenden Proben im Zugriff bleiben, d.h mehrere Hundert Proben sind idealerweise gleichzeitig imVerteilsystem unterwegs. Dann lassen sich Analysen schnell wiederholen oder zus\u00e4tzlich durchf\u00fchren und eventuell nachtr\u00e4glich erforderliche Begutachtungen realisieren. Ist die Analytik abgeschlossen, sollten dann die Proben automatisch ausgeschleust, nach einer Aufbewahrung von ein paar Tagen entsorgt oder f\u00fcr eine Langzeitarchivierung gegebenenfalls in geeignete Gef\u00e4sse umgef\u00fcllt werden.<\/p>\n <\/p>\n Hohe Flexibilit\u00e4tDie Anforderungen an ein automatisches Probenverteilsystem sind damit hoch, neben Kapazit\u00e4t und Zuverl\u00e4ssigkeit vor allem auch im Hinblick auf die Flexibilit\u00e4t, und das gleich in zweierlei Hinsicht: Das Verteilsystem muss mit wechselnden Arbeitsaufgaben und Ablauf\u00e4nderungen zurechtkommen, gleichzeitig aber auch einfach erweiterbar sein, damit beispielsweise neue oder andere Analyseger\u00e4te auch nachtr\u00e4glich und ohne grossen Aufwand integriert werden k\u00f6nnen. Dass diese Anforderungen heute erf\u00fcllbar sind, hat GLP Systems (vgl. Kastentext 1) mit der Entwicklung des vollautomatischen Probenverteilsystems lab.sms\u00ae bewiesen. Es bef\u00f6rdert jede Probe (Specimen) separat, da nur so eine flexible, individuelle und optimierbare Organisation einzelner Proben m\u00f6glich ist. Es unterscheidet sich deshalb grundlegend von Systemen, die Racks mit f\u00fcnf oder zehn Specimen f\u00f6rdern.<\/p>\n Hohe Flexibilit\u00e4t bei Transport und Verteilung<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Beim Probenverteilsystem der Hamburger Spezialisten wird nach der Anlieferung im Zuordnungspunkt die Identifikation des Specimens mit der Identifikation des fahrbaren Probentr\u00e4gers verkn\u00fcpft. Das Verteilsystem kennt also die Probe und \u00abweiss\u00bb, auf welchem W\u00e4gelchen sie aktuell unterwegs ist und welche Analysen notwendig sind. Dabei sind auch nachtr\u00e4gliche Ablauf\u00e4nderungen unproblematisch, weil ein wahlfreier Zugriff (Random A0ccess) m\u00f6glich ist. Dazu wird w\u00e4hrend des Transports an Identifikationspunkten immer wieder die Position der Specimen und die Zuordnung zum W\u00e4gelchen \u00fcberpr\u00fcft. \u00dcber Kunststoffbahnen fahren die W\u00e4gelchen mit den Blutproben dann vollautomatisch die jeweiligen Analysestationen an (Bild 1). Die Weichen, die sie unterwegs passieren, werden von der \u00fcbergeordneten Steuerung entsprechend gestellt (Bild 2).<\/p>\n <\/p>\n Jede Weiche schafft durchschnittlich 4.500 Sortierungsprozesse pro Stunde: Es k\u00f6nnen also 4.500 Specimen in der Stunde erkannt und individuell in eine von zwei Richtungen geleitet werden. Da alle Weichen in der Lage sind, gleichzeitig zu arbeiten, ergibt dies beispielsweise in einem System mit 50 divergenten Weichen eine Sortierkapazit\u00e4t von 225 000 Sortierungsvorg\u00e4ngen pro Stunde oder mehr als 60 pro Sekunde; eine Leistung, die durchaus ben\u00f6tigt wird, da sich viele Specimen vor und nach der Analytik in der Warteschleife befinden und dadurch Weichen h\u00e4ufig durchfahren werden. Die hohe Sortierleistung der Weichen liefert damit eine wichtige Voraussetzung f\u00fcr die organisatorische Flexibilit\u00e4t im Laborbetrieb. Ebenso wichtig f\u00fcr den reibungslosen Ablauf sind die \u00abW\u00e4gelchen\u00bb, mit denen die Proben durchs Labor reisen. Schnelligkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit haben hier oberste Priorit\u00e4t.<\/p>\n Kompakte Antriebe f\u00fcr einen schnellen, zuverl\u00e4ssigen Transport<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Die kompakten W\u00e4gelchen, also die \u00abProben-Taxis\u00bb, sind eigentlich recht einfach aufgebaut. Integriert sind Antrieb, Akku, Elektronik und N\u00e4herungsschalter, damit die Taxis punktgenau beschleunigen, abbremsen oder stoppen k\u00f6nnen, z.B. vor den Analysestationen. Bei den Antrieben fiel die Wahl auf b\u00fcrstenlose Gleichstrommotoren, sogenannte Flachl\u00e4ufermotoren. Die Motoren aus dem umfangreichen Faulhaber-Programm (vgl. Kastentext 2) sind f\u00fcr hohe Zuverl\u00e4ssigkeit und lange Lebensdauer ausgelegt, k\u00f6nnen also ohne Weiteres in den automatischen Verteilsystemen viele, viele Kilometer zur\u00fccklegen, ohne dass Verschleiss zu bef\u00fcrchten ist. Dar\u00fcber hinaus \u00fcberzeugen sie auch in dieser Anwendung ,durch ihre ruhigen, rastmomentfreien Laufeigenschaften, was besonders wichtig ist, weil meist offene Blutproben zu transportieren sind. Ausserdem arbeiten die Antriebe leise. Der Seltenerdenmagnet des Rotors und die Faulhaber-Schr\u00e4gwicklung sorgen zudem f\u00fcr hohe Leistung und Dynamik bei kleinem Bauvolumen (Bild 3).<\/p>\n <\/p>\n Die Antriebe, die bei ca. 15 mm Durchmesser und 15 mm L\u00e4nge etwa 0,3 W und ein Drehmoment von bis zu 6 mNm liefern, treiben \u00fcber ein durchmesserkonformes Stirnradgetriebe (Untersetzung 1:10) das Rad des \u00abProben-Taxis\u00bb im idealen Arbeitspunkt an. Dank ihrer kompakten Abmessungen liessen sie sich gut integrieren und ihr geringer Strombedarf kam der Anwendung ebenfalls entgegen; die Aufladeintervalle des Akkus sind entsprechend lang. Damit die W\u00e4gelchen stets einsatzbereit sind, \u00fcberwacht die in ihnen integrierte Elektronik st\u00e4ndig den Ladezustand, sodass rechtzeitig nachgeladen wird, bevor es zum Stillstand kommt. Die Elektronik hat aber noch weitere Aufgaben. So ist hier die Identifikationsnummer des \u00abTaxis\u00bb hinterlegt und sie wertet die Signale des N\u00e4herungsschalters aus. Die Motorelektronik kann dann die Drehzahl der b\u00fcrstenlosen Gleichstrommotoren entsprechend anpassen, also z.B. die Geschwindigkeit reduzieren oder stoppen.<\/p>\n Interessant auch f\u00fcr andere Anwendungen<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Die L\u00f6sung hat sich bereits in einem grossen medizinischen Labor in Hamburg im praktischen Einsatz bew\u00e4hrt. Verarbeitet werden hier t\u00e4glich 3000 h\u00e4matologische Specimen mit 19 OnlineAnalyseger\u00e4ten. Weitere Anwendungen werden folgen. Moderne Kleinantriebe haben damit einmal mehr ihre Vielseitigkeit bewiesen. Das Prinzip \u00abProben-Taxi\u00bb k\u00f6nnte aber durchaus auf andere Anwendungsbereiche \u00fcbertragbar sein. \u00c4hnliche automatisierte Verteilsysteme sind beispielsweise \u00fcberall dort denkbar, wo Kleinteile separat unterschiedliche Fertigungs- oder Pr\u00fcfstationen durchlaufen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Die Analyse unserer Blut- oder Urinproben \u00fcbernehmen immer mehr hoch spezialisierte Laborbetriebe, die pro Tag viele Tausend Analysen durchf\u00fchren. Auch sie k\u00f6nnen heute von modernster Automatisierungstechnik profitieren. Wie bei vielen anderen Automatisierungsaufgaben spielen auch hier leistungsf\u00e4hige Kleinstantriebe eine Schl\u00fcsselrolle. 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