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VII Congreso de la Sociedad Cubana de Bioingeniería
Habana 2007
PROLAB
SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EQUIPOS DE
LABORATORIO CLINICO
R. Ramos, A. Simón
Centro Médico de Diagnóstico de Alta Tecnología “Dr. Ernesto Che Guevara” Edo. Monagas, Venezuela
Ave. Miranda, parroquia San Simón, Maturín, Monagas, rramosrguez@gmail.com
RESUMEN
Se presenta el diseño de un sistema de interfase
automatizado para equipos de laboratorio clínico. El
sistema permite adquirir, procesar, analizar y almacenar
los datos
entregados por el autoanalizador químico
HITACHI® 902, el autoanalizador hematológico
PENTRA® 120 RETIC y el analizador de parámetros de
coagulación START® 4. La comunicación con cada
equipo se realiza de forma independiente a través del
puerto serie de un ordenador. Para la adquisición y
procesamiento de los datos se utiliza el software orientado
a la programación numérica MATLAB 7.0. De forma
automatizada los resultados de los complementarios
realizados, quedan almacenados en una hoja de un
documento EXCEL que recoge los exámenes de ese día
con el nombre, la fecha y el número de identificación del
paciente en cada departamento. El sistema incluye el
cálculo de otros TEST de laboratorio que en los equipos
resulta imposible obtener. El contar con un sistema
automatizado para la adquisición, procesamiento y análisis
de los datos entregados por los equipos anteriormente
mencionados permite garantizar la entrega en el menor
tiempo posible de un diagnóstico al paciente, reduce al
mínimo los errores humanos en el manejo de los resultados
y garantiza un respaldo legal por tiempo indefinido ante la
pérdida o reclamación de un examen. Por otra parte si
tenemos en cuenta que no solo se obtienen parámetros
relacionados con los exámenes propios del paciente sino
información del estado técnico de los equipos, esto permite
implementar un sistema automatizado para el control de
calidad de los mismos.
hematológico PENTRA® 120 RETIC y el analizador de
parámetros de coagulación START® 4. El desarrollo
tecnológico de estos equipos permite establecer
comunicación con un ordenador a través del puerto serie.
Sin embargo a muchos clientes no les he factible adquirir el
software de interfase del fabricante o en algunos de estos
equipos no hay referencia de la existencia de los mismos.
Por otra parte debido a diferencias tecnológicas entre los
fabricantes no se cuenta con un sistema estándar para la
adquisición, procesamiento, almacenamiento y análisis de
los datos.
Para obtener los resultados de los complementarios de
los pacientes estos equipos de laboratorio tienen instalada
una impresora local que imprime en una tira de papel
dichos resultados; en el mejor de los casos, al
autoanalizador hematológico PENTRA® 120 RETIC [1] se
le conecta una impresora externa la cual debe ser
compatible con este equipo y se obtiene como resultado una
hoja con un formato especifico del fabricante que no se
ajusta al formato oficial de la institución que presta los
servicios y en ninguna de estas variantes mencionadas se
tiene un respaldo digital de los datos.
Palabras clave: sistema automatizado, interfase, puerto
serie, equipos de laboratorio, autoanalizador.
1. INTRODUCCIÓN
Como resultado de la progresiva modernización de los
laboratorios clínicos en las diferentes instituciones médicas,
se han instalado equipos de alta tecnología como el
autoanalizador químico HITACHI® 902, el autoanalizador
Fig. 1. Imagen Impresora local del autoanalizador químico HITACHI902.
En el caso de los equipos que cuentan con una
impresora local, el mecanismo para presentar un informe de
los exámenes realizados resulta ineficiente debido a que se
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requiere de un personal del laboratorio para transcribir en
una computadora los resultados.
Este método manual esta sujeto a errores humanos y
demora en la entrega de resultados, que pudieran
comprometer la calidad de los servicios médicos y el
prestigio de la institución a la vez que representa un
maltrato al paciente si se le entregan los resultado fuera del
horario establecido o con errores en los mismos.
Un estudio realizado del registro de incidencia de los
equipos instalados, revela una alta probabilidad de roturas
de estas impresoras locales y en el caso del autoanalizador
químico HITACHI® 902 [2] de las unidades de discos
floppy donde se almacenan los datos.
Estos desperfectos de las impresoras y las unidades de
almacenamiento pueden poner fuera de servicio o dificultar
Fig. 2. Diagrama en bloques de la arquitectura del sistema. Cada equipo
el desempeño del laboratorio clínico si no se cuenta con un
se conecta físicamente a un puerto serie. El software procesa los datos
sistema de interfase capaz de adquirir en tiempo real los
adquiridos y almacena los resultados automáticamente en una base de
datos entregados por los equipos.
datos.
Si se diseñara un sistema de interfase que interactué con
En la Fig. 3 se muestra el esquema de la configuración
estos equipos se podrían eliminar todos los inconvenientes
tecnológicos existentes hasta el momento y la ineficiencias física de conexión de los equipos de laboratorio [1], [2], [3]
en los servicios de diagnostico consecuencia del método a la computadora y una descripción de las señales utilizadas
manual empleado para transcribir los resultados.
En este trabajo se presenta el diseño de un sistema de
interfase que permite adquirir, procesar, analizar, almacenar
y representar los datos entregados por los equipos de
laboratorio clínico HITACHI® 902, PENTRA® 120 RETIC
y START® 4.
Este sistema se basa en la comunicación de estos
equipos con un ordenador a través del puerto serie
utilizando el protocolo RS232C [4] y conectados
físicamente por un cable diseñado para esta aplicación. El
control, adquisición y procesamiento de la información se
realiza mediante un programa diseñado en MATLAB.
Como resultado, el sistema almacena automáticamente
en hojas de un documento EXCEL el valor numérico de los
complementarios de cada paciente, el nombre, la fecha del
examen y el número de identificación correspondiente.
La implementación de este sistema de interfase,
minimiza la probabilidad de errores en los resultados de los
pacientes comparado con el método manual, garantiza la
entrega de los mismos en el horario establecido y con la en la comunicación por el puerto serie.
calidad requerida.
Fig. 3. Esquema de la configuración física de conexión de los equipos de
El sistema además garantiza el servicio de diagnostico
laboratorio a la computadora. Las señales TXD y RXD son utilizadas
aun en presencia de averías en las impresoras y unidades de
para la transmisión y recepción de los datos, las otras señales se utilizan
almacenamiento ya que la entrega de los resultados ahora
para el control de flujo de dichos datos.
no dependen de dichos periféricos.
2. METODOLOGÍA
En la Fig. 2 se muestra un diagrama en bloques de la
arquitectura del sistema. Los equipos se conectan
físicamente a los puertos series COM 1, COM 2 y COM 3
de un ordenador (PC).
El software diseñado para este sistema, adquiere los
datos en los registros de los puertos, procesa
convenientemente la trama de los mismos y almacena
automáticamente los resultados en una base de datos de
EXCEL.
El protocolo RS232C establece un modo de
comunicación serie asincrónico [4]. Este estándar tiene la
ventaja de utilizar menos líneas de transmisión comparada
con la comunicación paralela. Un enlace serie puede ser
realizado con apenas tres líneas, una señal para transmisión
(TXD), una para recepción (RXD) y un común (SG). La
transmisión puede ser en ambas direcciones y la velocidad
variable pero estandarizada. La Fig. 4 muestra el formato
de transmisión serie asincrónico estándar.
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Fig. 4. Formato de transmisión serie asincrónico estándar. Los bits de un
carácter ASCII son transmitidos sobre una línea comenzando por el
LSB. El control de flujo puede hacerse por software o hardware
utilizando algunas líneas adicionales de control. RS-232C permite
distancias para los cables de conexión de hasta 15 m.
En la Fig. 5 se presenta un formato general de la
estructura de la trama de datos entregadas por los equipos.
Los datos de cabecera contienen información de
identificación del equipo, tipo de trama y función. El
campo de datos incluye información del paciente y
resultados de los complementarios o resultados de la
calibración del equipo en algunos casos.
Fig.5. Formato general de la trama transmitida por los equipos. El campo
de datos es de longitud variable. La comunicación se sincroniza por los
bits de inicio y fin de trama.
En la Fig. 6 se muestra el algoritmo de programación
utilizado para la aplicación. Inicialmente se debe configurar
ambos puertos el de la computadora y el equipo con
idénticos parámetros de comunicación. Luego el software
accede al directorio predeterminado por el usuario y borra
del fichero EXCEL los resultados del día anterior. El
fichero contiene una hoja para cada paciente.
El software accede al buffer del puerto y cuando ocurre
un evento de lectura decodifica la trama de datos y valida
los resultados. Si se detecta un error durante la transmisión
o un parámetro no valido introducido por el operador del
equipo, se visualiza en pantalla la información del error
ocurrido. Si los datos son validos, el programa procesa la
información y almacena los resultados en el fichero
correspondiente.
El programa tiene implementadas las ecuaciones para el
cálculo de las lipoproteínas a partir de los valores de
triglicéridos y colesterol, estos test no los calcula el
autoanalizador de química.
Fig. 6. Algoritmo de programación. El puerto debe cerrarse luego de una
operación de lectura. El programa almacena en el fichero los resultados, ID
del paciente, fecha del examen y los test calculados.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Fig. 7 se presentan los datos de un paciente luego
de ser decodificados por el software. La interfase de
MATLAB muestra algunos de los canales de medición del
HITACHI -902 con sus respectivos valores.
VLDL = Triglicéridos.C-1
LDL = Colesterol -VLDL - HDL
Donde:
VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad.
LDL: lipoproteínas de baja densidad.
HDL: lipoproteínas de alta densidad.
C: constante igual a 2,2.
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Estadística de Exámenes
8000
7000
6000
Total de
Examenes 5000
4000
7457
3000
5630
6184
6254
5913
SEM 18
SEM 19
SEM 20
4903
2000
3400
1000
0
SEM 14
SEM 15
SEM 16
SEM 17
Fig. 8. Gráfico estadístico de la cantidad de exámenes realizados por
semana. El sistema fue implementado a partir de la semana 16. Los
resultados dependen de la cantidad de pacientes atendidos.
5. CONCLUSIONES
Fig. 6. Interfase del programa. Datos decodificados por el software. Se
muestran los canales del HITACHI 902 y los valores de medición.
Los
resultados
obtenidos
son
almacenados
automáticamente por el software en un fichero EXCEL
(Fig. 7). La fiabilidad de este sistema comparado con el
método manual de trascripción de resultados, es
significativamente superior si se tiene en cuanta que por
cada 80 resultados de pacientes transmitidos, 5 son
rechazados por el sistema a causa de múltiples factores.
La implementación del sistema de interfase PROLAB,
ha permitido adquirir, procesar, analizar y almacenar
automáticamente los datos entregados por el autoanalizador
químico HITACHI® 902, el autoanalizador hematológico
PENTRA® 120 RETIC y el analizador de parámetros de
coagulación START® 4.
Almacenar los datos automáticamente en un fichero
EXCEL garantiza una mayor fiabilidad de los resultados
comparado con el método manual de trascripción de datos.
La posibilidad que brinda este sistema de adquirir los
datos en tiempo real, elimina los inconvenientes
tecnológicos causados por las roturas de las impresoras
locales y unidades de almacenamiento de estos equipos, ya
que los resultados no dependen de los mismos.
La implementación en el software de ecuaciones para el
cálculo de nuevos test de laboratorio aumentan el número
de exámenes realizado en relación a los resultados
estadísticos.
Almacenar los datos en formato digital de los
complementarios e información de calibración de los
equipos, permite realizar controles automáticos de calidad y
estudios epidemiológicos de la población atendida en las
diferentes instituciones médicas que cuentan con este
equipamiento de alta tecnología.
AGRADECIMIENTOS
Al colectivo de colaboradores del Centro Médico de
Diagnóstico de Alta Tecnología “Dr. Ernesto Che Guevara”
por su contribución a la realización de este trabajo.
Fig. 7. Fichero de EXCEL. El software almacena automáticamente la
fecha, el ID del paciente, y el resultado de las mediciones. A cada paciente
se le asigna previamente una hoja del documento.
A la Dr. Briseida T. Rabionet Joa por su aporte
científico.
REFERENCIAS
La implementación en el programa de ecuaciones para el
cálculo de LDL y VLDL ha derivado como resultado un
aumento considerable de la cantidad de exámenes
realizados. La Fig. 8 muestra un gráfico estadístico de la
cantidad de exámenes por semanas, el sistema fue
implementado a partir de la semana 16.
[1]
[2]
[3]
[4]
HORIBA ABX Diagnostics, “Service Manual for Pentra 120 Retic”
HITACHI, “Service Manual for Model 902 Automatic Analizer”.
Diagnostica Stago, “Service Manual for Start 4”.
http://www.euskalnet.net/shizuka/underc.htm.
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