Produktivitätssteigerung mit SMART Automation

Abstract 

In diesem White Paper wird die Workflow-Analyse am Institut für Pathologie des Vivantes Klinikums Neukölln vorgestellt. Dabei wurden die Auswirkungen der Implementierung von SMART-Automation-Geräten auf die Produktivität des Labors bewertet. Es wurde festgestellt, dass die Einführung von SMART Automation zu einer signifikanten Verbesserung der Gesamtproduktivität des Labors führte, mit der größten Steigerung von 372 % im Einbettprozess. Darüber hinaus zeigte die Analyse des Arbeitsablaufs das Potenzial für eine Zukunft auf, in der eine zunehmende Arbeitsbelastung bewältigt werden kann, um das Labor auf die Zukunft vorzubereiten. 

Einleitung

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach histopathologischen Dienstleistungen deutlich gestiegen und wächst noch weiter. Die steigende Anzahl der Krebsfälle, die erhöhte Nachfrage nach qualitativ hochwertigen Ergebnissen und die gestiegene Nachfrage nach Standardisierung konnten nicht mehr von der Mitarbeiteranzahl in der Pathologie bewältigt werden1 . Aus diesem Grund hat Sakura Finetek SMART Automation entwickelt, um den Laborprozess zu automatisieren, einen kontinuierlichen Fluss im Labor zu ermöglichen und qualitativ hochwertige Ergebnisse zu standardisieren. 

Sakura Finetek führte eine Analyse der Arbeitsabläufe durch, bei der die Produktivitätsrate in einem Pathologielabor sowohl vor als auch nach der Installation von SMARTAutomation-Geräten gemessen wurde. 

Diese Workflow-Analyse sollte untersuchen, wie SMART Automation die Produktivität eines Labors beeinflusst, und die am stärksten betroffenen Bereiche ermitteln. 

Die Hypothese dieser Workflow-Analyse war, dass die Implementierung von SMART Automation zu einer insgesamt höheren Produktivität und einem effizienteren Arbeitsablauf im Labor führen würde. 

Die Workflow-Analyse fand am Institut für Pathologie am Vivantes Klinikum Neukölln statt, dem Hauptstandort der Vivantes Hospital Group in Berlin. Dieses Institut bearbeitet große Mengen komplexer diagnostischer Fälle, einschließlich Immunhistochemie, der Erkennung und Diagnose von Krebserkrankungen und anderer molekulardiagnostischer Dienstleistungen. Darüber hinaus erhält dieses Institut komplizierte Patientengewebeproben von vier Satellitenlaboren zur weiteren Diagnostik.

Das Institut hatte sich aus folgenden Gründen für die Implementierung von SMART Automation entschieden: 

• Bewältigung des Personalmangels an MTA und Beratern 

• Reduzierung der Durchlaufzeit der Fälle 

• Reduzierung der Nacharbeit von Fällen 

• Bewältigung der steigenden Anzahl und der zunehmenden Komplexität der Fälle 

• Standardisierung des präanalytischen Prozesses und Verbesserung der Qualität 

• Erleichterung der digitalen Pathologie 

Dieses Whitepaper präsentiert die Ergebnisse der von Sakura Finetek durchgeführten Workflow-Analyse, die die Produktivität vor und nach der Implementierung von SMART Automation beobachtet. 

Methoden

Um die Veränderung der Produktivität vor und nach der Einführung des SMART-Automation-Systems zu vergleichen, beobachtete ein Team von Sakura Finetek zwei typische Laborarbeitstage am Institut für Pathologie. Der erste Beobachtungstag war im Januar 2015, bevor SMART Automation eingeführt wurde. Der zweite Beobachtungstag fand im August 2018 statt, neun Monate nach der Einführung von SMART Automation im Labor. Um eine optimale Einrichtung des Labors zu gewährleisten, wurde während und nach der Implementierung der SMART Automation Geräte ein Team von Sakura zur Unterstützung bereitgestellt. 

Tabelle 1 zeigt eine vollständige Liste der implementierten SMART-Automation-Geräte, die im Labor am zweiten Beobachtungstag im August 2018 in Betrieb waren.

Die Beobachtungstage wurden identisch durchgeführt, beginnend mit der Laboröffnungszeit bis zum Laborschluss. Die Beobachtungstage wurden randomisiert. Das Sakura-Team besuchte das Labor und bewertete die manuelle Zeit, die die Mitarbeiter des Labors bei jedem Schritt des Laborprozesses aufwenden: Probeneingang, Zuschnitt, Ausgießen und Mikrotomie. Die Zeit, die für die Entwässerung, das Färben und das Eindecken aufgewendet wurde, wurde nicht aufgezeichnet, da das Ziel der Beobachtung des Arbeitsablaufs darin bestand, die Produktivität an Stationen zu messen, die manuelle Arbeit erfordern. 

Die Gesamtanzahl der Minuten, die für manuelle Arbeiten aufgewendet wurden, wurde für jede Station summiert, und der Output jeder Station wurde überwacht. Um die Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, lief der Timer nur, wenn ein Mitarbeiter des Labors mit manuellen Arbeiten an der jeweiligen Station beschäftigt war. 

Aus den quantitativen Rohdaten (Anhang I) wurde die Produktivitätsrate berechnet. Diese Produktivitätsrate wurde berechnet, indem der Gesamtdurchsatz einer Einheit an einer Station durch die gesamte manuelle Zeit geteilt wurde, die an der betreffenden Station verbracht worden war. Die Produktivitätsrate wird in Fällen pro manueller Stunde, in Kassetten pro manueller Stunde oder in Objektträgern pro manueller Stunde ausgedrückt, je nach Output der Station. Die Produktivitätsraten des ersten Beobachtungstages im Jahr 2015 wurden mit der Produktivitätsrate des zweiten Beobachtungstages im Jahr 2018 verglichen. 

Ergebnisse und Diskussion

Die Ergebnisse der Studie sind in Abbildung 1 dargestellt. Insgesamt ergab die Studie, dass die Implementierung von SMART-Automation-Geräten die Produktivitätsrate in den meisten Bereichen der Laborarbeit durchgängig verbessert hat, obwohl die Effektivität zwischen den Stationen leicht variierte. 

Abbildung 1. Implementierung von SMART Automation an jeder Station: die Produktivitätsrate 2015 (vorher) und die Produktivitätsrate 2018 (nachher) sowie die prozentuale Differenz der Produktivität. Die Einheiten sind in Form von Fallzahlen dargestellt: Probeneingang, Kassetten im Zuschnitt und beim Ausgießen sowie Objektträger in der Mikrotomie.

Die größte Produktivitätssteigerung fand beim Ausgießen statt (Abbildung 1C). Diese Station verzeichnete eine deutliche Steigerung der Produktivität von 68 Kassetten pro Stunde manueller Arbeit auf 320 Kassetten pro Stunde manueller Arbeit, was einer Steigerung von 372 % entspricht. Dieser drastische Anstieg ist der Effekt der Kombination aus dem Tissue-Tek AutoTEC a120 und dem schneidbaren Kassettensystem Tissue-Tek® Paraform®. 

Der Tissue-Tek AutoTEC a120 automatisiert den Ausgießprozess für alle Standardkassettengrößen. Mit der Einführung des Tissue-Tek AutoTEC a120 konnte das Labor die manuelle Zeit deutlich reduzieren und so den MTA ermöglichen mehr wertschöpfende Arbeit zu tun. Die manuelle Zeit, die nach der Implementierung von SMART Automation an der Ausgießstation gemessen wird, wurde nur für Kassetten in Sondergrößen aufgewendet. 

Darüber hinaus ermöglichten die Tissue-Tek Paraform Kassetten die Fixierung des Gewebes in der richtigen Orientierung von der Zuschneidestation bis zum Ausgießen. Dadurch entfällt der manuelle Zeitaufwand für das erneute Öffnen der Kassette und die Orientierung des Gewebes beim Ausgießen. Trotz des zusätzlichen Orientierungsschritts beim Zuschnitt bei Verwendung von Paraform-Kassetten geht dies nicht zu Lasten der Produktivitätsrate beim Zuschnitt. Im Gegenteil, Abbildung 1B zeigt eine Produktivitätssteigerung von 20 %. 

Zudem verzeichnete die Mikrotomie nach der Implementierung der SMART-Automation-Geräte eine deutliche Steigerung der Produktivität um 37 % (Abbildung 1D). Das Tissue-Tek AutoSection war ein Schlüsselfaktor für die Steigerung der Produktivität der Mikrotomie. Das automatisierte Mikrotom spart Zeit, da der Block automatisch ausgerichtet wird. Das automatische Ausrichten des Blocks war besonders zeitsparend bei Nachschnitten oder wenn zusätzliche Schnitte gefordert wurden. Darüber hinaus hat AutoSection dazu beigetragen, Verletzungen durch wiederholte Belastung (RSI) durch herkömmliche, manuelle Mikrotomie zu reduzieren. Außerdem berichteten die MTA, dass das AutoSection zur Standardisierung der Objektträgerpräparation beitrug. Die produzierten Objektträger wurden alle vom TissueTek Film Folieneindeckautomat eingedeckt und für das digitale Scannen verwendet. 

Abbildung 1A zeigt einen leichten Rückgang der Fälle pro Stunde beim Probeneingang. Es wurde jedoch der Schluss gezogen, dass dies auf eine geringfügige Änderung des Umfangs der auszuführenden Verwaltungsaufgaben zurückzuführen ist. Der Zeitgewinn bei den anderen Stationen überwiegt diesen Produktivitätsrückgang beim Probeneingang deutlich. 

Verbesserungen nach der Studie

Das Labor hat die Anzahl der mit dem Tissue-Tek Xpress x120 entwässerten Kassetten weiter erhöht. Da das Labor weiterhin zwei Linien zur Entwässerung der Kassetten verwendet – kontinuierliche Entwässerung und konventionelle Entwässerung – hat das Labor beschlossen, einen zweiten Tissue-Tek AutoTEC a120 zu installieren, um die Linien zu ergänzen und den Kassettendurchsatz weiter zu erhöhen. Zum Zeitpunkt des Berichts nach der Studie war auch die Installation eines dritten Tissue-Tek AutoSection geplant. All diese Ergänzungen haben den Arbeitsablauf weiter verbessert und den Übergang zur digitalen Pathologie optimiert, wie die Pathologieabteilung berichtet. 

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse der Workflow-Analyse haben die Hypothese bestätigt: Die Implementierung von SMART Automation schafft einen effizienteren Arbeitsablauf und führt zu einer insgesamt höheren Produktivität. Neben dem Beweis dieser Hypothese wurde in der Workflow-Analyse auch das zukünftige Potenzial aufgezeigt, in der steigende Arbeitsbelastungen bewältigt werden können, ohne dass Personal aus einem bereits begrenzten Pool potenzieller Mitarbeiter eingestellt werden muss. Dies ist besonders wichtig für Labore, die Schwierigkeiten haben, eine zufriedenstellende Anzahl von Mitarbeitern zu halten.

* Inkonsistenzen des Volumens im gesamten Arbeitsablauf werden u. a. durch die Entwässerung von (Fett-)Gewebe über Nacht und die Fixation über Nacht verursacht.