معماری
آزمایشگاه تشخیص طبی

آزمایشگاه تشخیص طبی

یک آزمایشگاه پزشکی یا آزمایشگاه کلینیکی، آزمایشگاهی است که در آنجا تست‌هایی روی نمونه‌های کلینیکی انجام می‌شوند تا اطلاعاتی در مورد سلامتی یک بیمار مربوط به تشخیص، درمان و جلوگیری از بیماری‌ها به دست آید.

بخش‌ها
آزمایشگاه پزشکی عموما به دو بخش تقسیم مـی‌شـود و هـر یـک از ایـن بخش‌ها به تعدادی واحد تقسیم می‌شوند. این دو بخش عبارتند از:

‌پـاتـولـوژی آناتومیک: واحدهایی که در ایــن قـسـمــت هستنـد شـامـل هیستـوپـاتـولـوژی، cytopathology و مــیــکــروسـکــوپ الـکـتــرونــی است. از نظر آکادمیک هر واحد به صورت مجزا در یک واحد درسی مطالعه می‌شود. واحدهای درسی دیگر که به این بخش مربوط می‌شوند شــامــل آنــاتــومـی، فـیـزیـولـوژی، هـیـسـتـولـوژی، پاتولوژی و پاتوفیزیولوژی هستند.

‌پاتولوژی کلینیکی، شامل:

‌میکروبیولوژی کلینیکی: شامل پنج علم (واحـــد) مـخـتـلـــف مـــی شـــود کـــه عـبـــارتـنـــد از بــاکـتــریــولــوژی، ویــرولـوژی، پـاراسـیـتـولـوژی، ایمنولوژی و مایکولوژی.

‌شـیـمـی کلینیکـی: واحـدهـای تحـت ایـن بـخـش شـامـل آنـالـیز ابزاری مولفه‌های خونی، آنزیمولوژی، توکزیکولوژی و اندوکرینولوژی هستند.

‌هماتولوژی: این بخش، شامل آنالیز دستی و اتــومــاتـیــک سـلــول‌هــای خــونــی اســت و دو زیـرواحـد را دربرمی‌گیرد که عبارتند از؛ بانک خون و انعقاد.
‌ژنــتــیـــک ‌کـــه هــمــچــنــیـــن هـمــراه بــا یــک زیرتخصص که به‌عنوان cytogenetics شناخته می‌شود مطالعه می‌شود.

‌بـیولوژی تولیدمثل: آنالیز semen، بانک اسپرم و تکنولوژی کمک کننده تولیدمثل.
توزیع آزمایشگاه‌های کلینیکی در مکان‌های مـخـتـلـف بـسـیـار مـتـفاوت است. به‌عنوان مثال مـیـکـروبـیـولـوژی را در نـظـر بـگـیـریـد بـرخـی از آزمــــــایــشــگـــــاه‌هـــــا فــقـــــط یـــــک آزمـــــایــشــگـــــاه میکروبیولوژی دارند؛ در حالی که برخی از آزمایشگاه‌ها یک آزمایشگاه جداگانه برای هر واحد دارند، که هیچ یک آزمایشگاه میکروبیولوژی نامیده نمی‌شوند.
در ادامه مسئولیت‌های هر واحد به صورت جزئی آورده شده اند:
‌میکروبیولوژی ‌تقریبا هر نمونه کلینیکی شامل سواب‌ها، مدفوع، ادرار، خون، بـزاق، مایع مغزی نخاعی، مایع سینوویال و نیز بافت های عفونی ممکن را دریافت مـی‌کنـد. کـاری کـه در ایـن قسمـت انجـام مـی‌شود عمدتا مربوط به بافت‌ها است تا پـاتـوژن‌هـای مشکـوک یـافـت شـونـد. در صـورت یـافتـن ایـن پـاتـوژن‌هـا بـا استفـاده از تست‌های بیوشیمیایی شناسایی بیشتر انجام می‌شود. همچنین تست‌های حساسیت برای تعیین این که پاتوژن موجود به یک داروی پیشنهادی مقاوم است یا در برابر آن حساس است، انجام می‌شوند. نتایج با ارگانیزم شناسایی شده، گزارش می‌شوند و نوع و مقدار داروهایی که باید برای بیمار تجویز شود، گزارش می‌شوند.
‌پـارازیـتـولوژی، یک واحد میکروبیولوژی است که انگل‌ها را بررسی می‌کند. غالب‌ترین نمونه‌ای که در این بخش بررسی می‌شود، مدفوع است. با این وجود خون، ادرار، بزاق و نمونه‌های دیگر هم ممکن است حاوی انگل باشند.
‌ویرولوژی ‌که با خون کامل کار می‌کند تا شمارش کامل خون و فیلم‌های خون و نیز بسیاری از تست‌های دیگر انجام شوند.
‌انعقاد ‌که نیاز به نمونه‌های خونی سیتراته دارد تا فاکتورهای انعقاد و دفعات لخته شدن خون را آنالیز می‌کند.

‌بیوشیمی کلینیکی ‌معمولا سرم یا پلاسما دریافت می‌کند. آن‌ها سرم را برای بررسی وجود مواد شیمیایی در خون تست می‌کنند. این‌ها یک آرایه وسیع از مواد مانند لیپیدها، قندخون، آنزیم‌ها و هورمون‌ها را شامل می‌شوند.
‌توکزیکولوژی ‌به صورت عمده داروهای درمانی و recreational را تست می‌کند. نمونه‌های خون و ادرار به این آزمایشگاه ارسال می‌شوند.
‌ایـمـنـولـوژی/سـرولـوژی ‌از مفهوم تعامل آنتی‌ژن-آنتی بادی به عنوان یک ابزار تشخیصی استفاده می‌کند. سازگاری ارگان‌های حامل نیز تعیین می‌شود.
بانک خون گروه‌های خونی را تعیین می‌کند و تست‌های سازگاری روی افراد دهنده و گیرنده خون را انجام می‌دهند. همچنین مولفه‌ها، مشتقات و محصولات خونی برای تزریق را آماده‌سازی می‌کنند. از آنجا که از نظر FDA دادن خون به‌عنوان یک دارو در نظر گـرفتـه مـی‌شـود ایـن واحـد، گـروه خـونی بیمار و وضعیت Rh آن را تعیین می‌کند و آنتی‌بادی‌های مربوط به آنتی‌ژن‌های معمول که روی سلول‌های خونی قرمز یافت می‌شوند را بررسی می‌کند.
‌آزمـایـش ادرار، ‌ادرار را بـرای بـررسـی وجـود تعـداد زیـادی از آنـالیـت‌ها تست می‌کنند. برخی از مراکز مراقبت‌های بهداشتی، یک آزمایشگاه ادرار دارند در حالی که در برخی مراکز چنین بخش مجزایی در نظر گرفته نشده است و هر قسمتی از آزمایشات ادرار، در یک واحد مجزا و مرتبط انجام می‌شود. اگر نیاز به اندازه گیری مواد شیمیایی موجود در ادرار باشد نمونه در آزمایشگاه بیوشیمی کلینیکی پردازش می‌شود اما اگر نیاز به مطالعات سلولی باشد نمونه باید به آزمایشگاه cytopathology ارسال شود و به همین ترتیب.
‌هیستوپاتولوژی ‌بافت‌های جامدی که از بدن به دست آمده‌اند (بیوپسی‌ها) را پردازش می‌کند تا بررسی و ارزیابی آن‌ها در سطح میکروسکوپیک انجام شود.
Cytopathology مجمـوعـه‌ای از سلـول‌هـا از سـراسـر بدن (مانند گردن) را برای بررسی وجود شواهدی مبنی بر التهاب، سرطان و دیگر شرایط خطرناک تست می‌کند.
‌میکروسکوپی الکترونی ‌نمونه‌ها را آماده کرده و میکروگراف‌‌هایی با جزئیات بسیار دقیق را به وسیله TEM و SEM تولید می‌کند.
‌ژنتیک ‌به صورت عمده آنالیز DNA را انجام می‌دهد.
Cytogenetics شــامـل استفـاده از خـون و دیگـر سلـول‌هـا بـرای بـه‌دسـت آوردن کاریوتایپ می‌شود. این کار می‌تواند برای تشخیص‌های پیش از تولد (به‌عنوان مثال سندروم داون) و نیز در سرطان (برخی از انواع سرطان‌ها، کروموزوم‌های غیرطبیعی دارند) مفید باشد.
‌پاتولوژی جراحی، اعضا، ارگان‌ها، تومورها، جنین و دیگر بافت‌های بیوپسی شده در جراحی مانند ماستکتومی‌های سینه را بررسی می‌کند.

کارکنان آزمایشگاه پزشکی
در ادامه سلسله مراتب کارکنان آزمایشگاه کلینیکی از بالاترین مرتبه به پایین آورده شده‌اند:
‌سرپرست پزشکی: فردی که مسئول عملکرد کلی و مدیریت آزمایشگاه، شامل به کـارگـیـری پـرسـنـل مـجـرب اسـت. اگـر چه این فرد، این انتخاب را دارد که برخی از مسئولیت‌های خود را به فرد دیگری واگذار کند، اما به هر حال مسئولیت نهائی با او اسـت و بـایـد تـضـمـیـن کـنـد کـه تـمـام وظـایـف بـه صـورت مـنـاسب انجام می‌شوند و نیازمندی‌های مرتبط از CLIA برآورده می‌شوند. وظیفه این فرد این است که آزمایشگاه از سیستم کیفیت برای تست ‌های آزمایشگاهی استفاده می‌کند تا نتایج تست‌های به دست آمده، صحیح و قابل اعتماد باشند.
‌پـاتـولـوژیـسـت، بـیـولـوژیـسـت کـلـیـنـیـکـی: پاتولوژیست، پزشکی است در رشته پاتولوژی متخصص می‌شود و وظیفه تشخیص بیماری با استفاده از ارگان‌ها، مایعات بدن و بافت‌ها را بر عهده دارد. بیولوژیست‌های کلینیکی یک متخصص بهداشت، پزشک، داروساز یا بیولوژیست است که در بیولوژی کلینیکی (یک تخصص پزشکی که نزدیک به پاتولوژی کلینیکی است)، متخصص شده است. در حقیقت زیرتخصص‌ها در بیولوژی کلینیکی بسیار مهمتر از پاتولوژی کلینیکی است. این متخصصان، یک دوره رزیدنسی پزشکی را می‌گذرانند که مدت زمان آن بین ۳ تا ۵ سال است. این عنوان اغلب در فرانسه، بلژیک و کشورهای دیگر در غرب اروپا، افریقا و آسیا استفاده می‌شود.
‌رزیــــدنــــت در پــــاتــــولـــوژی، پـــاتـــولـــوژی آناتومیک یا بیولوژی کلینیکی
‌دستیار پاتولوژیست
‌مدیر آزمایشگاه
‌سرپرست بخش
‌تکنولوژیست اصلی
‌سایتوتکنولوژیست،  ‌
!مـــتـــخـــصـــــص آزمــــایــشــگــــاه پــــزشــکــــی، هیستوتکنولوژیست
“تـــکـــنـــســـیـــــن آزمـــــایـــشـــگـــــاه پــــزشــکــــی، هیستوتکنسین
َ‌دســتــیـــار آزمـــایــشــگـــاه پــزشـکــی یــا MLA نمونه‌های یک آزمایشگاه پاتولوژی را آماده و در برخی موارد پردازش می کنند. عمده وقت یک MLA صرف پردازش نمونه‌ها می‌شود و لذا MLA باید دانش زیادی در مورد سیاست پذیرش نمونه خـاص خـود داشـتـه بـاشـند. یک روش تیپیکال پــذیــرش نـمــونــه (در یــک آزمــایـشـگــاه شـیـمــی کلینیکی) به این صورت است: ۱- نمونه از راه می‌رسد. ۲- نمونه برای اطمینان از این که با توجه به نوع بافت، توسط حامل مناسبی ارسال شده است، چک می شود. ۳- جزئیات بیمار نیز چک شده و با هم فرم و هم نمونه انطباق داده می‌شود و در صورتی که انطباق نداشته باشند، نمونه پس فرستاده می‌شود. ۴- نمونه و فرم با یک شماره شـنـاسـایـی مـنـحـصـر بـه فـرد، بـرچـسـب گذاری مـی‌شـود. ۵- تـسـت‌هـای مـورد نـیـاز که در فرم مـشـخـص شـده‌انـد، بـه هـمـراه شماره شناسایی وارد سیستم کامپیوتری می‌شوند. ۶- نمونه‌ها یا تـوسـط MLA در یک سیستم پیش تحلیلی قرار داده می‌شوند یا این که به سرعت  توسط BMS آنـــالــیـــز مـــی‌شــود کــه بـسـتـگــی بــه نــوع تـســت درخواست شده دارد.
MLA با تمام سوالات مربوط به نمونه‌ها سر و کـار دارنـد و در مـورد پـذیـرش نـمـونـه و روش نـمــونــه‌گیـری صحیـح، بـه کـارکنـان آزمـایشگـاه توصیه‌هایی می‌کنند.
Phlebotomist افـرادی هـسـتـند که برای اخذ خون از یک انسان یا حیوان زنده، آموزش داده شده‌اند. این افراد، خون را با سوراخ کردن و جمع آوری مقدار کمی خون جمع می کنند. اخذ نمونه از نوزادان ممکن است با استفاده از چسب پـاشـنـه انـجـام شـود. ایـن افـراد مـی‌تـوانند نمونه خونی برای تست گازهای خون سرخرگی، را از سرخرگ در مچ دست یا سرخرگ بازویی در ناحیه خم آرنج، جمع آوری کنند. نیازمندی‌های مربوط به آموزش این افراد در استیت‌های مختلف ایالات متحده با هم متفاوت است و حداقل آن، یک دوره شش روزه کلاس است.
%نسخه نویس
ِ‌پردازشگر نمونه، منشی
برخی از این عناوین در برخی از کشورها وجود ندارند. گاهی تکنولوژیست‌ها و تکنسین‌ها کار مشابهی انجام می‌دهند. در فرانسه بیولوژیست‌های کلینیکی می‌توانند سرپرست پزشکی و مدیر آزمایشگاه نیز باشند.

انواع آزمایشگاه
در بسیاری از کشورها دو نوع اصلی آزمایشگاه وجود دارد که عمده ی نمونه های پزشکی را پردازش می‌کنند. آزمایشگاه‌های بیمارستان که متصل به یک بیمارستان هستند و تست‌هایی روی بیماران انجام می‌دهند. آزمایشگاه خصوصی که نمونه‌هایی را از پــزشـکــان عـمـومـی، کمپـانـی‌هـای بیمـه، مکـان‌هـای تحقیقـات کلینیکـی و دیگـر کلینیک‌های بهداشتی، برای آنالیز دریافت می‌کنند. این آزمایشگاه‌ها را آزمایشگاه‌های مرجع نیز می‌نامند که در آن‌ها تست‌های غیرمعمول تر و مبهم انجام می‌شوند. برای تست‌های بسیار تخصصی، ممکن است نمونه‌ها به یک آزمایشگاه تحقیقاتی ارسال شوند. تعداد زیادی از نمونه‌ها برای تست های غیرمعمول بین آزمایشگاه های مختلف فرستاده می شوند. اگر یک آزمایشگاه خاص فقط به یک تست نادر اختصاص داده شود و تمام نمونه‌های مربوطه از دیگر آزمایشگاه‌ها به آن ارسال شوند، از نظر هزینه بسیار مقرون به صرفه است.
در بـسیاری از کشورها به صورت عمده سه نوع آزمایشگاه پزشکی وجود دارد: ۱- پاتولوژی کلینیکی. ۲- میکروبیولوژی کلینیکی و ۳- آزمایشگاه‌های بیوشیمی کلینیکی.
۱- پاتولوژی کلینیکی: هماتولوژی، هیستوپاتولوژی، Cytology، پاتولوژی روتین.
۲- مـیـکـروبـیـولـوژی کـلـیـنـیـکی: باکتریولوژی، مایکوباکتریولوژی، ویرولوژی، مایکولوژی، انگل شناسی، ایمنولوژی، سرولوژی.
۳- بیوشیمی کلینیکی: آنالیز بیوشیمیایی، تست‌های هورمونی
بـانـک‌هـای خـونـی کـه یـک بـخـش جـداسـت و آزمـایـشـگـاه آن نـیـاز بـه آنـالـیـزهـای میکروبیولوژی برای بررسی بیماری‌های عفونی که می‌توانند در خون یافت شوند، دارد.

پردازش نمونه‌ها و جریان کار
پردازش نمونه‌ها معمولا با مجموعه‌ای از نمونه‌ها و یک فرم درخواست شروع می‌شود.
مـعـمـولا یـک مجمـوعـه از لـولـه‌هـای حـاوی خــون یــا نـمــونــه‌هــای دیـگـر کـه در یـک کـیـسـه پــلاسـتـیـکــی کــوچــک و هـمــراه بــا یـک فـرم بـه آزمایشگاه می‌رسند شروع می‌شود.
بـــه فـــرم و نـمــونــه‌هــا یــک شـمــاره از طــرف آزمایشگاه اختصاص داده می‌شود. این نمونه‌ها معمولا همه یک شماره را دریافت می‌کنند که اغلب به‌صورت یک برچسب است که می‌توان آن را روی لوله‌ها و فرم قرار داد. این برچسب، یک بارکد دارد که می‌توان توسط آنالایزرهای اتـومـاتـیـک آن را اسـکـن کـرد و نـیـازمندی‌های تــســــت از LIS آپــلــــود مـــی‌شـــونـــد. واردکـــردن درخــــواســـت‌هـــا در یـــک سـیـسـتـــم مـــدیـــریـــت آزمـایـشـگـاهـی شـامل تایپ یا اسکن کردن (در صــــورت اســتــفــــاده از بــــارکــــد) و وارد کــــردن مشخصه‌های بیمار و نیز تمام تست‌های مورد نیاز است. با این کار، دستگاه‌ها و کامپیوترهای آزمایشگاه و کارکنان می‌دانند که چه تست‌هایی در صف هستند و نیز مکانی که نتایج باید به آنجا برسند (مانند یک بخش در بیمارستان، پزشک یا متقاضی‌های دیگر) را تعیین می‌کند.
بـرای نـمـونـه‌هـای بـیـوشـیـمـی، معمولا خون سانتریفیوژ شده و سرم از آن جدا می‌شود. اگر نیاز باشد که سرم در بیش از یک دستگاه بررسی شود، در چند لوله تقسیم می‌شود.
بـسـیـاری از نـمـونـه‌هـا نـهـایـتا به آنالایزرهای پـیـشـرفـتـه اتـوماتیک داده می‌شوند که نمونه را پـردازش مـی‌کـنـنـد و یـک یـا چـنـد نـتـیجه تولید مــــی‌کــنــنــــد. در بـــرخـــی از آزمـــایــشــگـــاه‌هـــا از گرداننده‌های نمونه روباتیک استفاده می‌شود تا جـــریـــان کـــار بـهـیـنــه شــود و خـطــر آلــودگــی و دستکاری نمونه توسط کارکنان کم شود.
بار کاری در یک آزمایشگاه معمولا  از ۲ تا ۱۰ صبح، بسیار سنگین است. پرستاران و پزشکان عمـومـا بیمـاران خـود را هـر روز بـا تسـت‌هـای بـررسـی شـمـارش کـامـل خـون و پـروفایل‌های شـیـمـیـایـی، ارزیـابـی مـی‌کـنـنـد. ایـن تـجویزهای پزشکان، در صبح با اخذ خون از بیماران شروع مـی‌شـود تـا نـتـایـج مـورد نـیـاز برای پزشکان در چارت بیماران آماده باشد. یک زمان شلوغ دیگر در آزمایشگاه، بعد از ساعت ۳ بعدازظهر است که مطب‌های پزشکان خصوصی در حال بسته شدن است. پیک‌ها نمونه‌های جمع‌آوری شده در طول روز را برداشته و آن‌ها را به آزمایشگاه تحویل می‌دهند. این نمونه‌ها عصر و در طول شب بررسی می‌شوند تا نتایج برای روز بعد آماده باشند.

انفورماتیک آزمایشگاهی
امروزه در آزمایشگاه ‌ها، یک سیستم از برنامه‌های نرم افزاری و کامپیوترهایی که داده‌های مربوط به بیماران، تست‌های موردنیاز و نتایج تست‌ها را رد و بدل می‌کنند وجود دارد که به‌عنوان سیستم اطلاعات آزمایشگاهی یا LIS شناخته می‌شود. سیستم اطلاعات بیمارستان واسطه LIS است.
ایـن سیستـم بـرای بیمـارستـان‌هـا و آزمـایشگـاه‌هـا ایـن امکـان را فـراهـم مـی‌کند که تست‌های صحیح را برای هر بیمار سفارش دهند، سابقه هر بیمار یا نمونه را به صورت دقیق دنبال کنند و به تضمین تولید نتایج با کیفیت بهتر و نیز پرینت کپی‌های نتایج برای چارت‌های بیماران و برای این که پزشکان آن را بررسی کنند، کمک می‌کند.

آنالیز، اعتبارسنجی و تفسیر نتایج
طبق ۱۵۱۸۹ ISO، تمام نتایج پاتولوژی باید توسط یک متخصص دارای صلاحیت تایید شوند. در برخی از کشورها، کارکنانی مانند محققان کلینیکی، بخش عمده این کار را داخل آزمایشگاه انجام می‌دهند و نتایج غیرطبیعی را به پاتولوژیست مربوطه ارجاع مـی‌دهنـد. در بقیـه کشـورهـا، تنهـا پـرسنـل پـزشکی (پاتولوژیست‌ها یا بیولوژیست‌ها کلینیکی) در این فاز درگیر می‌شوند. می‌توان برای ارزیابی نتایج طبیعی یا غیراصلاح شده، از نرم افزار هم کمک گرفت. گاهی، برای توضیح نتایج پاتولوژی به پزشکان نیاز به کمک کارکنان پزشکی است. برای این که یک نتیجه ساده که از طریق تلفن منتقل مـی‌شـود یا برای یک مساله تکنیکی، این تکنولوژیست پزشکی یا محقق آزمایشگاه پزشکی است که آن را به پرستار مربوطه توضیح می‌دهد.
در بـرخـی از کشـورهـا، بخـش‌هـا فقـط تـوسـط یـک پـاتـولـوژیست متخصص اداره می‌شوند و در دیگر کشورها، یک مشاور، پزشکی یا غیر پزشکی، می‌تواند رئیس بخش باشد. در بسیاری از کشورها، محققان کلینیکی این حق را دارند که نتایج پاتولوژی را تفسیر کنند. در اروپا این افراد، حداقل مدرک کارشناسی ارشد دارند. در فرانسه تنها کـارکنان پزشکی می‌توانند نتایج پاتولوژی را بررسی کنند و محققان کلینیکی جزو پرسنل پزشکی محسوب نمی‌شوند.

اعتبارگذاری آزمایشگاه‌های پزشکی
اعتبار آزمایشگاه‌های پزشکی در سلامتی و ایمنی بیمارانی که متکی به سرویس‌های تستی که این آزمایشگاه‌ها فراهم می‌کنند هستند، بسیار مهم است. استاندارد بین‌المللی کـه امـروز برای اعتبارسنجی آزمایشگاه‌های پزشکی استفاده می‌شود، ۱۵۱۸۹ ISO -آزمایشگاه‌های پزشکی- نیازمندی‌های خاص برای کیفیت و کفایت است.
اعتبارسنجی توسط Joint Commission، کالج پاتولوژیست‌های امریکایی، AABB و دیـگـر آژانـس‌هـای فـدرال و ایـالتـی انجـام مـی‌شـود. ۸۸ CLIA یـا دیگـر ضمـایـم بهبـود آزمایشگاه‌های کلینیکی نیز در مورد پرسنل و تست‌ها، دستوراتی اعمال می‌کنند.
بدنه تایید در استرالیا NATA است و تمام آزمایشگاه‌ها باید این تاییدیه را داشته باشند تا از Medicare پول دریافت کنند.

اتوماتوسیون آزمایشگاه‌ها
اتـومـاتـوسـیـون آزمـایـشـگـاه یـک اسـتـراتـژی چـنـدرشته‌ای برای تحقیقات، توسعه، بـهینه‌سازی و سرمایه گذاری روی تکنولوژی‌هایی در آزمایشگاه است که منجر به فرایندهای بهبود یافته و جدید می‌شوند. افراد حرفه‌ای در زمینه اتوماسیون آزمایشگاه، شـامل محققان آکادمیک، تجاری و دولتی، دانشمندان و مهندسانی هستند که روی تـوسـعـه تـکـنـولـوژی‌هـای جـدید برای افزایش بهره‌وری، بالا بردن کیفیت داده‌های آزمـــایـشـگـــاهـــی، کـــاهـــش زمـــان پــروســه‌هــای آزمـایشگـاهـی و ایجـاد امکان آزمایش‌هایی که غیرممکن هستند، تحقیق می‌کنند.
وسیـع‌تـرین کاربرد شناخته شده تکنولوژی اتوماسیون، روباتیک آزمایشگاهی است. رشته اتـــــومــــاســیــــون آزمــــایــشــگــــاهــــی بــســیــــاری از الــگـــــوریــتـــــم‌هـــــای نـــــرم افـــــزاری، وســــایــــل و دستگاه‌های آزمایشگاهی اتوماتیک مختلف و روش‌هــای مــورد اسـتفـاده بـرای ایجـاد امکـان، تسریع و افزایش کارائی و بهره‌وری تحقیقات علمی در آزمایشگاه‌ها، را در بر می‌گیرد.
امـــــــروزه، اســــتـــفــــــاده از تـــکـــنــــــولــــــوژی در آزمایشگاه‌ها برای پیش بردن به هنگام کارها و حــــفـــــــظ تــــــوان رقــــــابـــتــــــی ضــــــروری اســــــت. آزمـــایــشــگـــاه‌هـــای اخــتــصـــاص داده شـــده بـــه فعالیت‌هایی مانند غربالگری با میزان خروجی بــالا، شـیـمــی تــرکـیـبــی، تسـت‌هـای کلینیکـی و تحلیلی اتوماتیک و بسیاری از آزمایشگاه‌های دیگر بدون پیشرفت در اتوماسیون آزمایشگاهی وجود نداشت.
در بـرخـی از دانـشـگـاه‌ها برنامه‌هایی وجود دارنـد که فقط به تکنولوژی‌های آزمایشگاهی اختصاص داده شده اند. به‌عنوان مثال، دانشگاه ایـنـدیـانـا htt<(p:ww//w.iupui.edu)>/ یک برنامه تـحـصـیـلات تـکـمـیـلـی مـربـوط بـه انـفـورمـاتیک پـــــزشـــکـــــی دارد. هـــمـــچـــنـــیـــــن در انـــســـتــیــتــــو Keck(htt/ در کـــالـیـفــرنـیــا، یکی از مدارکی که می‌توان با آن فارغ التحصیل شـــد، روی تـــوســعـــه ابـــزارهـــای آنـــالـیــز داده و دستگاه‌های مورد نیاز برای تشخیص کلینیکی، غربالگری با خروجی بالا، ژنوتیپ، تکنولوژی میکروآرایه، پروتئومیک، تصویربرداری و دیگر کاربردها تاکید دارد.

تاریخچه اتوماسیون آزمایشگاه
در ۱۹۹۳ دکــــتــر راد مــــارکــیــــــن در دانـــشگـاه مــــــرکــــــز پــــــزشـــکـی نـــبـــــراســـکـا Center(ًMedicalًNebraskaًofً)en.wikipedia.org/wiki/University یــکـــی از اولـیـــن سـیـسـتـــم‌هـــای مــدیــریـت آزمـایـشـگـاه کـلـیـنـیـکـی اتـومـاتـیـک را سـاخـت. او در اواسـط دهه ۱۹۹۰، ریاست یک گــــروه اســتــــانــــدارد بــــه نــــام کــمــیــتـــه هـــدایـــت اسـتـانـداردهای اتوماسیون تست‌های کلینیکی (CTASSC) از انجمن امریکایی شیمی کلینیکی را بر عهده گرفت که بعدها به کمیته منطقه‌ای موسسه استانداردهای آزمایشگاهی و کلینیکی توسعه یافت.
در ۲۰۰۴ موسسه‌های ملی سلامت (NIH) و بیش از ۳۰۰ فرد پیشرو در زمینه‌های آکـادمیـک، صنعتـی، دولتـی و عمـومـی،  NIH Roadmap را بـرای سـرعـت بخشیدن به کشف‌های پزشکی برای بهبود سلامت تکمیل کردند. NIH Roadmap به صورت واضح توسعه تکنولوژی را به عنوان یک عامل حیاتی در آزمایشگاه‌های مولکولی و گروه تصویربرداری تعیین می‌کند.

انفورماتیک آزمایشگاهی
انفورماتیک آزمایشگاهی یک کابرد خاص از تکنولوژی اطلاعات است که برای بهینه سازی اعمال آزمایشگاهی تخصصی شده است و نوت‌بوک‌های آزمایشگاهی الکترونیکی، مدیریت نمونه، اخذ داده، پردازش داده و مدیریت علمی داده‌ها را در برمی‌گیرد. یک رشته بسیار مرتبط با انفورماتیک آزمایشگاهی، اتوماسیون آزمایشگاهی است.
زیر موضوعات مربوط به انفورماتیک آزمایشگاهی
-سیستم مدیریت اطلاعات آزمایشگاهی (LIMS)
-سیستم اطلاعات آزمایشگاهی (LIS)
-‌سیستم داده کروماتوگرافی (CDS)
-نوت بوک آزمایشگاه الکترونیکی (ELN)
-سیستم علمی مدیریت داده (SDMS)
در ادامه راجع به هر یک از این زمینه‌ها، توضیحاتی آورده شده است.

سیستم مدیریت اطلاعات آزمایشگاهی (LIMS)
این سیستم که گاهی سیستم اطلاعات آزمایشگاهی (LIS) هم نامیده می‌شود، یک آزمایشگاه بر اساس نرم افزار و سیستم مدیریت اطلاعاتی است که مجموعه ای از ویــژگـی‌هـای کلیـدی بـرای پشتیبـانـی اعمـال مـدرن آزمـایشگـاهـی ارائـه مـی‌کنـد. ایـن ویژگی‌های کلیدی شامل پشتیبانی جریان کار و دنبال کردن داده‌ها، معماری انعطاف پذیر و واسطه‌های هوشمند تبادل داده هستند. ویژگی‌ها و استفاده‌های یک LIMS در طول سال‌ها از یک دنبال کردن ساده نمونه تا ابزار برنامه‌ریزی منابع سازمانی که چندین بـعـد از انـفورماتیک پزشکی را مدیریت می‌کند، پیشرفت کرده است. به خاطر نرخ تغییرات سریع نیازهای مدیریت داده در آزمایشگاه، تعریف LIMS تاحدی بحث برانگیز شده است. با توجه به این که نیازهای آزمایشگاه مدرن، بین آزمایشگاه‌های مختلف، متفاوت است، آنچه از یک سیستم مدیریت اطلاعات آزمایشگاهی انتظار می‌رود نیز متفاوت خواهد بود. تعریف یک LIMS وابسته به کاربر است. دکتر مکللند (McLelland)، در انستیتوی بیوشیمی، این مساله را که چگونه LMIS به شکل‌های متفاوت، توسط کارشناس، مدیر آزمایشگاه، مدیر سیستم‌های اطلاعات و حسابدار تعریف می‌شود، به این صورت توضیح می‌دهد که تمام این دیدگاه‌ها درست، اما محدود به درک کاربران مربوطه هستند.
در گذشته، LMIS، LIS و سیستم اجرای توسعه فرایند (PDES) همگی کارهای مشابهی را انجام می‌دادند. اخیرا محصولات LMIS به محدوده‌ای بیشتر از هدف اصلی خود، یعنی مدیریت نمونه توسعه یافته‌اند. مدیریت داده، داده کاوی، آنالیز داده و نوت بوک کتابخانه الکترونیکی (ELN) همگی ویژگی‌هایی هستند که به بسیاری از LIMS ها افزوده شده‌اند.
تا اواخر دهه ۷۰ مدیریت نمونه‌های آزمایشگاهی و گزارش‌ها و تحلیل‌های مرتبط، فـرایـنـدهـای زمـان‌گـیـری بـودنـد کـه اغـلـب تـحـت تـاثـیـر خـطاهای رونویسی هم قرار مــی‌گـرفتنـد. ایـن مـوضـوعـات، بـرای بـرخـی از سازمان‌ها این انگیزه را ایجاد کرد که به نحوی فرایند جمع‌آوری داده و نحوه گزارش‌دهی آن را ساده و موثر کنند. در ۱۹۸۲ اولین نسل از LIMS به شکل یک مینی‌کامپیوتر مرکزی معرفی شد که بـه آزمـایـشـگـاه‌ها امکان می‌داد که از ابزارهای گزارش‌گیری اتوماتیک استفاده کنند. با افزایش عــــلاقــــه بــــه ایـــن ســیــســتـــم‌هـــای اولــیـــه LIMS، سـردستـه‌هـای صنعتـی مـانند Gerst Gibbon در مـرکـز تکنـولوژی انرژی فدرال در پیتسبورگ، اولین کنفرانس‌های مربوط به LIMS را برگزار کـردند. تا ۱۹۹۸ دومین نسل نیز ایجاد شدند و کـنـفـــرانـــس‌هـــای بـیـــن الـمـلـلـــی LIMS در حــال بـرگـزاری در نقـاط مختلـف بـودند. با قدرتمند شدن کامپیوترهای شخصی، نسل سوم LIMS در اوایــل ۱۹۹۰ ایـجــاد شـدنـد. ایـن LIMS جـدیـد از مـعـمــاری client/server در حــال تــوسـعــه بـهــره می‌بردند و لذا به آزمایشگاه‌ها امکان می‌دادند که پردازش و تبادل داده‌ها را بهتر انجام دهند.
تا ۱۹۹۵ این ابزارهای client/server به حدی پـیشرفت کردند که امکان پردازش داده در هر جـایـی از شـبـکـه را فـراهـم مـی‌کـردنـد. LIMS بر اساس وب، در سال بعدی معرفی شدند و برای محققان این امکان را فراهم آوردند که اعمال را به خارج از محدوده آزمایشگاه، بسط دهند. از ۱۹۹۶ تــا ۲۰۰۲ تـوانـائـی‌هـای بـیـشـتـری بـه LIMS افـزوده شـد؛ مانند قابلیت اتصال به شبکه‌های بی‌سیم و مرجع دادن جغرافیایی نمونه‌ها، اخذ استانداردهای XML و توسعه خرید اینترنتی.
از ابـتـــدا هـسـتـــه عـمـلـکــرد LIMS، مــدیــریــت نمونه‌ها بوده است و این فرایند، با رسیدن نمونه بـه آزمـایشگـاه و ثبت شدن آن در LIMS شروع می‌شوند. فرایند ثبت شدن، شامل دسترسی به نـمــونـه و تـولیـد بـارکـد بـرای ضمیمـه کـردن بـه مـحـفـظـه نـمـونـه اسـت. پـارامترهای دیگر مانند اطلاعات فنوتیپی یا کلینیکی متناظر با نمونه نیز اغـلــب ثـبــت مــی‌شــونــد. سـپـس LIMS زنـجـیـره نگهداری و نیز محل نمونه را دنبال می‌کند. برای دنبـال کـردن محـل نمونه معمولا نیاز است که نمـونـه را بـه یـک محـل خاص در فریزر نسبت دهیم.
LIMS مـدرن، امکان پیکربندی‌های مختلفی دارنـد. معمولا فروشنده‌های LIMS نمی‌توانند در مورد نیازهای مربوط به دنبال کردن داده پیش فرضی داشته باشند و لذا باید LIMS ای تولید کنند که به محیط‌های مجزا، منطبق شوند.
LIMS مدرن، به صورت افزاینده‌ای با دستگاه‌ها و برنامه‌های کاربردی آزمایشگاهی یکپارچه می‌شوند. یک LIMS می‌تواند یک سری فایل کنترلی ایجاد کند که به تجهیزات، داده می‌شوند و عملکرد آن‌ها روی برخی از آیتم‌های فیزیکی مانند لوله‌ها یا ظرف‌های نمونه را هدایت می‌کنند. سپس LIMS می‌تواند فایل‌های مربوط به نتایج دستگاه‌ها را برای استخراج داده برای ارزیابی کنترل کیفیت عمل انجام شده روی نمونه ارسال کند.
یک توسعه نسبتا جدید که در محصولات LIMS ایجاد شده است، توانایی ارسال و مـدیـریـت نتـایـج سنجـش خـام داده اسـت.  سنجـش‌هـای هـدفـدار مدرن مانند qPCR می‌توانند هزاران نقطه داده به ازای هر نمونه تولید کنند. به‌علاوه در مورد توسعه‌های تشخیصی و دارویی می‌توان حدود ۱۲ سنجش مختلف و حتی بیشتر روی هر نمونه، اجرا کرد. به منظور دنبال کردن این داده، حل LIMS باید با بسیاری از فرمت‌های سنجش سازگار باشد و در عین حال، کارائی خوب خود را حفظ کند. در برخی از محصولات LIMS این کار به سادگی با ضمیمه کردن داده‌های سنجش به عنوان BLOB ها به نمونه‌ها انجام می‌شود؛ اما این روش، استفاده از داده در داده کاوی و آنالیزهای ساده و موثر را محدود می‌کند.
حجم رو به رشد داده‌های ایجاد شده در آزمایشگاه‌ها و نیز افزایش تقاضا و تمرکز روی سوددهی، تولیدکنندگان LIMS را به این سمت سوق داده است که مساله تبادل داده الکترونیکی توسط LIMS خود را بیشتر مورد توجه قرار دهند. باید به این نکته توجه شود که چگونه داده‌های ورودی و خروجی دستگاه‌ها مدیریت می‌شوند، چگونه داده‌های مربوط به نمونه‌هایی که جای دیگر جمع‌آوری شده‌اند، دریافت و ارسال می‌شود و چگونه تکنولوژی Tablet و PDA ها با LIMS یکپارچه می‌شوند. انتقال موفق فایل‌های داده در میکروسافت اکسل و دیگر فرمت‌ها و نیز دریافت و ارسال داده در پایگاه‌های داده میکروسافت اکسس، SQL و Oracle یک بعد اساسی در یک LIMS مدرن است. در حقیقت انتقال از پایگاه‌های داده اختصاصی به سیستم‌های استاندارد مدیریت پایگاه داده مانند Oracle و SQL یکی از بزرگ‌ترین تاثیرات را روی نحوه مدیریت و انتقال داده‌ها در آزمایشگاه‌ها داشته است.
علاوه بر اعمال کلیدی مانند مدیریت نمونه‌ها، یکپارچه کردن برنامه‌های کاربردی و دستگاه‌ها و تبادل داده‌های الکترونیکی، اعمال زیاد دیگری نیز هستند که می‌توانند در یک LIMS مدیریت شوند که برخی از آن‌ها عبارتند از:
مدیریت حسابرسی: دنبال کردن و ذخیره کردن دنباله ممیزی
کار با بارکد: اختصاص دادن یک یا چند نقطه داده به یک فرمت بارکد، خواندن و استخراج اطلاعات از یک بارکد
زنجیره حفاظت: تعیین کردن نقش و گروه‌‌هایی که دسترسی به داده‌های خاص را مشخص می‌کنند و افرادی که آن‌ها را مدیریت می‌کنند.
انـطـبــاق: پـیــروی از استـانـداردهـای تنظیمـی خـاص کـه روی آزمـایشگـاه تـاثیـر می‌گذارند.
مدیریت ارتباط با مشتری: رسیدگی به اطلاعات جمعیتی و ارتباطات مربوط به مشتریان
مـدیـریـت پـرونـده‌ها: پردازش و تبدیل داده‌ها به فرمت‌های خاص؛ مدیریت چگونگی توزیع و دسترسی به پرونده‌ها
کالیبراسیون و نگهداری از دستگاه‌ها: برنامه‌ریزی کردن نکات مهم مربوط به کــــالــیــبــــراســیــــون و نــگــهــــداری از تـجـهـیـــزات آزمایشگاهی و ذخیره کردن اطلاعات دقیق در مورد انجام این فعالیت‌ها.
مدیریت تجهیزات و لیست دارائی: تعیین و ثبت کردن دارایی‌ها و تجهیزات آزمایشگاه.
ورود داده هـا بـه صـورت دستـی و الکتـرونیک: فراهم کردن واسطه‌های سریع و قــابــل اطـمـیـنـان بـرای ورود داده تـوسـط کـاربـر انسانی یا به صورت الکترونیکی.
مدیریت روش: فراهم کردن مکانی برای این که تمام فرایندها، دستورالعمل‌ها و روش‌ها جا داده شده و مدیریت شوند.
مدیریت بار کاری و پرسنل: سازمان‌دهی برنامه‌های کاری، انتساب بار کاری، اطلاعات دموگرافیک کارمندان و اطلاعات مالی
کـنـتـرل و تـضـمـیـن کـارائـی: سـنجش و زمـان‌بـنـدی گـزارش هـا در یـک فرمت خاص؛ زمـان بـنـدی و تـوزیـع گزارش ها به دسته های تعیین شده.
دنـبــال کــردن زمــان: مـحــاسـبــه و حـفـظ زمــان‌هــای کــار و پــردازش روی واکنـش‌هـای شیمیایی، فلوی کارها و غیره.

سیستم اطلاعات آزمایشگاهی (LIS)
LIS کـــلاســـی از نـــرم افــزارهــایــی اســت کــه اطـــلاعـــات تـــولــیــد شــده تــوســط فــرایـنــدهــای آزمایشگاهی را دریافت کرده، پردازش و ذخیره می کند. این سیستم‌ها اغلب باید واسطه ای مانند دستگاه‌ها و دیگر سیستم‌های اطلاعاتی مانند سیستم‌های اطلاعات بیمارستان داشته باشند.

سیستم داده کروماتوگرافی
ایـــــن ســـیــســتــــم کــــه بــــه عــنــــوان نــــرم‌افــــزار کـرومـاتـوگـرافـی نـیـز شـنـاخـتـه مـی شـود، نـتـایج کـرومـاتـوگـرافـی تولیدشده توسط دتکتورهای کروماتوگرافی را جمع آوری و آنالیز می‌کند.
بـــســـیــــــاری از بـــســـتــــــه‌هـــــای نـــــرم افـــــزاری کـرومـاتوگرافی توسط تولیدکنندگان مختلف، تهیه شده‌اند و بسیاری از آن‌ها، یک واسطه ساده برای اخذ داده را فراهم می‌کنند. آن‌ها همچنین ابـزارهای مختلفی برای تحلیل این داده فراهم می‌کنند.
مـرسـوم‌تـریـن ابـزار، یکپارچه‌سازی است و ابــزار دیـگــر، کــالـیبـراسیـون اسـت. در جـدول ۱ لیستی از نرم افزارهایی که این ابزارها و بسیاری از ابزارهای دیگر را فراهم می‌کنند، آورده شده است:

نوت بوک الکترونیکی آزمایشگاه (ELN)
نوت بوت الکترونیکی که به عنوان نوت بوک آزمایشگاهی الکترونیکی (ELN) هم شـنــاخـتــه مــی‌شــود یــک بــرنــامــه نــرم افــزاری طــراحــی شــده بـرای جـایگـزیـن کـردن نوت‌بوک‌های کاغذی آزمایشگاه است. نوت بوک‌های آزمایشگاهی در حالت کلی توسط دانشمندان و تکنسین‌ها برای مستندسازی تحقیقات، آزمایشگاه‌ها و فرایندهای انجام شده در یک آزمایشگاه استفاده می‌شوند. یک نوت بوک آزمایشگاهی، اغلب به عنوان یک سند قانونی نگهداری می‌شود و می‌توان در دادگاه از آن به عنوان مدرک استفاده کرد.
نوت بوک‌های الکترونیکی یک تکنولوژی نسبتا جدید هستند و مزایای بسیاری را فراهم می‌کنند. به‌عنوان مثال جستجو در این نوت ‌بوک‌ها، ساده‌تر است، کپی کردن داده‌ها و تهیه پشتیبان از آن‌ها را ساده می‌کنند و امکان همکاری بین کاربران مختلف را فراهم می‌کنند. ELN ها می‌توانند کنترل‌های با دسترسی‌های جزئی داشته باشند و می‌توانند نسبت به موارد مشابه کاغذی، امنیت بسیار بالاتری را فراهم کنند. همچنین می‌توان داده را مستقیما از دستگاه‌ها در آن‌ها وارد کرد و دیگر نیازی به چاپ کردن داده و وارد کردن آن با گیره کاغذ در یک نوت بوک کاغذی نیست.
ELN را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: ۱ELN- های خاص که ویژگی‌هایی برای کار با بـرنـامـه‌هـای کـاربـردی خـاص، دسـتـگـاه‌هـای عـلمی یا انواع داده دارند. ۲ELN -های بین‌رشته‌ای که برای پشتیبانی دسترسی به تمام داده‌ها و اطلاعاتی که نیاز است روی یک نوت بوک آزمایشگاهی ذخیره شوند، طراحی شده‌اند.
راه‌حل‌ها از برنامه‌های اختصاصی که اساسا برای استفاده به عنوان ELN طراحی شده‌اند تا اصلاحات برنامه‌های کلی یا استفاده مستقیم از این برنامه در این زمینه است. نـمـونه‌ای از یک نوع میانی،MyLanBook()http://mylabbook.org /  است که بر اساس سـیـسـتـم مـدیـریت محتوای وب Drupal(>http://en.wikipedia.org/wiki/Drupal<) است. مــثـــال‌هـــایـــی از اســتــفـــاده از بـــرنـــامـــه‌هـــای نــرم افــزاری کـلــی‌تــر شــامــل اسـتـفــاده از )OpenWetWare )http://en.wikipedia.org/wiki/OpenWetWare، به‌عنوان یک ELN یا استفاده از نرم افزار نوت برداری مانند OneNote به عنوان ELN است.
ELN ها می‌توان برنامه‌های مستقلی باشند یا این که از مدل client/server استفاده کنند یا کلا بر اساس وب باشند.
برخی از ELN ها از یک روش lab-notebook، بـرخی از آن‌ها، مانند LabTrove) http://www.labtrove.org)/، از یک شیوه Blog-like و برخی هم از روش wiki استفاده می‌کنند.
یک نوت بوک آزمایشگاهی خوب باید هم یــک مـحـیـط ایمـن و مطمئـن بـرای حفـاظـت از یکپارچگی هم داده و هم فرایندها را تامین کند و هم انطاف پذیری لازم برای پذیرفتن فرایندهای جدید یا تغییردادن فرایندهای موجود بدون نیاز به توسعه بیشتر نرم افزار را داشته باشد. معماری بـسـتـه بـایـد یک طراحی مدولار داشته باشد به نحوی که برای تغییراتی که بعدا می خواهید در آن ایجاد کنید، مینیمم هزینه را نیاز داشته باشد.

سیستم مدیریت علمی داده
این سیستم، یک سیستم اطلاعات تخصصی برای مدیریت ثبت الکترونیکی برای اکثر انواع داده‌ها و پرونده‌های تحلیلی است که حفاظت، دردسترس بودن و بازیابی طولانی مدت داده‌ها را تضمین می‌کند.

 

پاسخ دهید