Warning: Undefined array key "bio" in /home/techwatch/domains/test.bits-chips.nl/public_html/wp-content/plugins/wpcodebox2/src/Runner/QueryRunner.php(126) : eval()'d code on line 13
Author:
Reading time: 8 minutes
Om uit te zoeken met welke bacterie een patiënt besmet is, is veel repeterend handwerk nodig in de microbiologische laboratoria van ziekenhuizen. Werk dat je beter aan een machine kunt overlaten, vindt BD Kiestra uit Drachten. Zijn installaties vinden steeds gretiger aftrek, zeker sinds de overname van het bedrijf in 2012. Die groeispurt heeft zijn weerslag op de organisatie.
Wanneer een bacteriële infectie wordt geconstateerd bij een patiënt in het ziekenhuis, is het de verantwoordelijkheid van het microbiologisch lab om zo snel mogelijk te achterhalen wat er precies aan de hand is. Om welke bacterie gaat het? En vooral, voor welke antibiotica is de infectie gevoelig?
Om het antwoord op die vragen te geven, worden de bacteriën van een patiëntenmonster opgekweekt in een petrischaaltje. Daarvoor wordt een druppeltje bloed, urine of ontlasting op een voedingsbodem gelegd en vervolgens steeds verder uitgesmeerd. Daardoor raakt het monster steeds verder verdund en komen er uiteindelijk losse bacteriën op de voedingsbodem te liggen. Dan gaat het petrischaaltje in een incubator, waar bacteriën de kans krijgen om bij de juiste temperatuur uit te groeien tot koloniën die met het oog waarneembaar zijn. Dankzij de verdunning is elke kolonie ontstaan uit een enkele bacterie, en is de boosdoener te identificeren.
De protocollen voor elk – vermoed – micro-organisme verschillen natuurlijk. Het ene moet zestien uur opgroeien op voedingsbodem nummer een, het andere 48 uur op voedingsbodem nummer twee, enzovoorts. Maar de handelingen zijn wel steeds hetzelfde. Een uitstekend aanknopingspunt voor automatisering dus.
Dat is precies wat het Drachtense BD Kiestra doet. Het bedrijf is de nalatenschap van Philippus Kiestra, die in de jaren zestig vanuit zijn loods automatiseringsoplossingen uitvond voor boerenbedrijven. Onder leiding van zijn dochter en haar man is het gaan groeien en uitbreiden naar verschillende vakgebieden. In de jaren na de eeuwwisseling voerde het een project uit bij het microbiologisch laboratorium van waterbedrijf Vitens. Toen ontstond het idee om de stap naar medische laboratoria te maken.
De installaties van BD Kiestra kunnen bijna het volledige handwerk van een analist automatiseren: uitzetten van monsters op petrischalen, transport en plaatsing in de incubator voor de juiste tijd. Bovendien zorgen de systemen voor digitalisering van de workflow: analisten kijken in eerste instantie niet langer meer naar het petrischaaltje, maar naar een hogeresolutiefoto die op exact het juiste moment is gemaakt. Dat maakt vervolgens weer zaken als telebacteriologie mogelijk: analisten in India kunnen foto’s beoordelen, of een specialist in een ander ziekenhuis kan makkelijk om raad worden gevraagd.
Het besluit tot aanschaf is dan ook geen kleinigheid voor een ziekenhuis, stelt Yan Lucas, die sinds kort de softwareafdeling van BD Kiestra leidt. ‘Tussen de handtekening en de ingebruikname zit zo’n twee jaar. Het is een handmatig werkproces waar tientallen mensen bij betrokken zijn dat wordt omgegooid. Daar komt een heel implementatieproces bij kijken. We hebben ook een afdeling die dat kan begeleiden.’
Aanvankelijk waren het alleen de early adopters die warmliepen voor een Kiestra-systeem. Maar de laatste jaren beginnen steeds meer ziekenhuizen er brood in te zien. Het bedrijf kwam daarom een paar jaar terug voor de keuze te staan: óf een nichespeler blijven als mkb’er die op projectbasis werkt, óf manieren zoeken om flink door te groeien tot grote speler met gestandaardiseerde producten. In 2012 koos het voor de tweede optie, via een overname van Kiestra Lab Automation door BD. ‘Dat is een groot Amerikaans bedrijf dat onder meer medische disposables maakt: buisjes, slangetjes, spuitjes, noem maar op. BD zag in Kiestra een manier om heel veel disposables te verkopen. Een beetje het printermodel, zeg maar’, legt Lucas uit.
Sinds de overname is het bedrijf in een stroomversnelling geraakt. BD is een gerenommeerde naam in de ziekenhuiswereld met een enorm wereldwijd verkoopapparaat. ‘Vóór de overname verkochten we vijf tot tien machines per jaar. Nu gaat dat aantal zo’n beetje per maand de deur uit’, weet Lucas.
BD Kiestra groeit dan ook als kool: sinds de overname is het personeelsbestand gegroeid van honderd naar driehonderd werknemers, en alleen de r&d-afdeling zet voor volgend jaar al in op groei met een kwart. Een uitbreiding van het pand in Drachten was dan ook niet genoeg; de productie moest verhuizen naar een tweede locatie in de buurt. Het betekent ook dat BD Kiestra in een nieuwe fase is gekomen: van projectgeoriënteerde onderneming moet het veranderen in een productbedrijf.
1001 varianten
BD Kiestra is niet de enige op de wereld die aan laboratoriumautomatisering werkt, maar vooralsnog wel de enige die alle onderdelen aan elkaar kan koppelen tot een total lab automation-oplossing (tla). Het begint bij de Inoqula, een robot voor het uitzetten van de monsters in petrischaaltjes. Hiervoor hoeft een analist slechts de buisjes met patiëntenmonsters in een rekje te plaatsen, en in het laboratory information system (lis) aan te geven welke behandelingen er nodig zijn.
De robot roept zelfstandig petrischaaltjes met de juiste voedingsbodems op, schudt het buisje, haalt het dopje eraf en pipetteert een druppeltje in het schaaltje, samen met een kogeltje. Met dat kogeltje zorgt een magneet onder het schaaltje vervolgens voor het uitstrijken van het monster. De Inoqula voert ondertussen nog optische controles uit, voorziet de schaaltjes van de juiste barcodes en slaat alles op in het lis.
De Inoqula is daarnaast voorzien van een semiautomatisch werkstation voor niet-vloeibare monsters, zoals stukjes huid. Deze moeten nog steeds handmatig worden verwerkt door een analist, maar wanneer die de barcode van het monster scant, worden automatisch de juiste materialen aangeleverd.
Nadat het monster is bereid, wordt het via de transportbanden die door heel het lab lopen, getransporteerd naar een incubator, waar een robot het in een rek zet om de micro-organismen te laten groeien. Wanneer de incubatietijd is verstreken, pakt de robot het petrischaaltje weer uit het rek en brengt het naar de ingebouwde imaging-unit. Daar worden onder verschillende belichtingen en achtergronden foto’s gemaakt van de onder-, boven- en zijkanten, 24 in totaal. ‘Die kan de laborant op zijn beeldscherm op allerlei verschillende manieren combineren’, vertelt Lucas. ‘En als hij alsnog meer informatie wil, kan hij het schaaltje zelf ook nog opvragen uit de incubator. Dat komt dan via de lopende band naar hem toe.’
Dat is nog niet zo eenvoudig als het lijkt. Binnen de microbiologie is er namelijk weinig gestandaardiseerd, aldus Gerard Mulder, projectmanager new product development. Neem de koppeling met het lis, het hart van het laboratorium; het lot van elk monster en elke petrischaal wordt via het lis beheerd. ‘Maar daar zijn 1001 varianten van, dus het is voor de software wel echt belangrijk om daar een goede interface mee te maken. Dat zijn we nu wat aan het standaardiseren. We hebben nu ook duidelijke protocollen vastgelegd over hoe onze interface werkt, duidelijk vastgelegd welke commando’s wij vanuit het lis ondersteunen.’
Iets vergelijkbaars geldt voor het laboratoriummateriaal: ‘Er zijn verschillende diameters van petrischalen, verschillende hoogtes, verschillende soorten kunststof, we hebben buisjes met verschillende hoogtes en breedtes, een dop die je eraf klikt, een schroefdop, van hard of zacht rubber’, somt Mulder op. ‘Dat is een beetje het nadeel van de microbiologie. Nu we wat groter beginnen te worden, zeggen we tegen klanten dat we een range van maten hebben waarbij het is getest. Als je iets anders hebt, mag dat er ook in, maar dan werkt het buiten specificatie. In de Kiestra-tijd was dat heel anders: toen zorgden we er gewoon voor dat het werkte met het materiaal van de klant.’
Het is een sprekend voorbeeld van hoe de aanpak is veranderd sinds de overname door BD. Voorheen werkte het bedrijf puur op projectbasis, volledig naar de situatie van de klant. Daarbij werden weleens technisch wat bochten afgesneden. ‘Voor toen was dat de juiste werkwijze, maar we zouden die machines nu denk ik omschrijven als prototypes’, zegt Mulder. ‘De ontwikkeling van een product kost miljoenen, dat kun je als mkb’er niet opbrengen. Dus toen was het: als iets werkt, dan moet je leveren.’
Met honderden installaties per jaar is die situatie niet langer houdbaar. De overname heeft de financiële armslag gebracht om te focussen op standaardisatie en kwaliteit van technologie. ‘Het is een heel andere mindset, met voor- en nadelen’, vindt Lucas. ‘De afstand tot de klant wordt wel groter. Vroeger kwamen de ontwikkelaars er vanzelf over de vloer om iets te installeren of omdat iets het niet deed. Aan de andere kant hebben we nu de ruimte om rustig te werken aan de volgende versie.’
Ook de gebruikte technologie – plc’s, Delphi – is niet meer helemaal van deze tijd, en bovendien afwijkend van de technologie die binnen BD wordt gebruikt voor apparaatontwikkeling. Vandaar dat er samen met de vestiging in Baltimore wordt gewerkt aan een nieuwe architectuur met microcontrollers en C#. ‘Er zijn nu drie bordjes gerealiseerd binnen BD: een applicatiebord, een motionbord en een i/o-bord. Het i/o-bord hebben we hier ontwikkeld’, aldus Lucas.
Heilige graal
Daarnaast moet de functionaliteit natuurlijk worden uitgebreid. Zo wil BD Kiestra nog meer handelingen kunnen automatiseren. Nu kan de analist na de beoordeling via het lis wel beslissen wat er met een kweek moet gebeuren, bijvoorbeeld om het nog vier uur langer te incuberen of om het naar de stapel voor afval te sturen, maar uitzoeken op welke antibiotica de bacterie reageert, kan nog niet automatisch. ‘Dat is het hele eieren eten van een microbiologielab’, vertelt Lucas. ‘Daarvoor heb je kleine schijfjes met een antibioticum, die leg je op je kolonie en dan kijk je hoe die reageert. Dat gebeurt nu nog handmatig, of met andere machines die nu nog niet gelinkt zijn met ons systeem.’
Bovendien is het bedrijf bezig met het implementeren van een kwaliteitssysteem – een groter contrast met de oude manier van werken is wellicht niet denkbaar. Op een goed moment is het de bedoeling dat de machines geclassificeerd gaan worden als medisch device. Er wordt namelijk hard gewerkt aan functionaliteit om de foto’s softwarematig te beoordelen; nu is dat nog mensenwerk. Lucas: ‘Het is natuurlijk de heilige graal van elke labautomatiseerder om dat ook te automatiseren; daar kun je heel veel tijd mee besparen. Niet zozeer voor de kosten, maar vanwege de time-to-diagnosis. Elk uur dat je wint, kan levens redden. Dat maakt het toch wel bijzonder om hier te werken.’
