Mô hình phòng xét nghiệm ROCHE – Modular Lab Automation

Mô hình Lab Automation Roche bằng in 3D
Dự án lần này của IN3DPLUS là một mô hình Lab Automation mô phỏng hệ thống xét nghiệm tự động dành cho lĩnh vực y tế và laboratory workflow. Toàn bộ cụm máy được phát triển dựa trên layout tham khảo từ giải pháp Roche Diagnostics, phục vụ nhu cầu exhibition, training và demo workflow cho khách hàng ngành lab – y tế.

Trước đây, 3Dplus có thực hiện dự án mô hình máy xét nghiệm Metis 600 dài 1,5m: https://in3dplus.com/project/may-phan-tich-sinh-hoa-siemens-healthineers-atellica-solution/

Thiết kế mô hình Lab Automation cho ngành xét nghiệm

Một trong những phần khá quan trọng của dự án lần này là khả năng thay đổi layout workflow và tối ưu cho việc vận chuyển exhibition thực tế. Tổng chiều dài hệ thống sau khi hoàn thiện khoảng 1.4m, tái hiện gần như đầy đủ cảm giác của một automated laboratory line thu nhỏ.

Toàn bộ hệ thống được phát triển theo định hướng modular lab automation, cho phép thay đổi layout nhanh chóng trong quá trình demo workflow xét nghiệm. Các analyzer và conveyor được gắn bằng nam châm âm bên trong, giúp tháo lắp nhanh và thay đổi layout phòng xét nghiệm chỉ trong vài phút.

Trong thực tế, các trung tâm xét nghiệm lớn thường có rất nhiều bài toán liên quan tới layout vận hành. Tuỳ theo diện tích phòng lab, workflow xét nghiệm hoặc số lượng analyzer sử dụng mà cách bố trí conveyor, transport tube và các cụm máy sẽ thay đổi khá nhiều.

Chính vì vậy, mô hình lần này được thiết kế theo dạng module rời. Team sales engineer hoặc technical specialist có thể linh hoạt bố trí lại các cụm máy, thay đổi hướng line conveyor hoặc mở rộng workflow tuỳ theo từng cấu hình demo khác nhau.

Ví dụ, khi cần trình bày giải pháp clinical chemistry analyzer, hệ thống có thể setup theo dạng compact. Nhưng khi cần giới thiệu integrated laboratory automation workflow, toàn bộ conveyor, vertical transport và analyzer sẽ ghép thành line dài liên tục giống mô hình lab thực tế.

Giải pháp modular lab automation cho exhibition

Một bài toán khá quan trọng khác của dự án là khả năng tháo lắp và vận chuyển mô hình. Thay vì làm nguyên khối cồng kềnh, bàn sa bàn được chia thành 2 module riêng và liên kết bằng bản lề gập. Khi tháo ra, toàn bộ hệ thống có thể đặt vừa trong xe oto con, khá tiện cho các team thường xuyên di chuyển giữa hội nghị, workshop hoặc triển lãm thiết bị y tế.

Quy trình in 3D mô hình hệ thống xét nghiệm ROCHE

Ở giai đoạn đầu, toàn bộ hệ thống được dựng CAD 3D lại dựa trên reference layout và hình ảnh kỹ thuật thực tế của các analyzer. Sau đó từng cụm máy được tách part để tối ưu cho quá trình in 3D và xử lý bề mặt.

Bên dưới là ảnh so sánh thực tế lúc in xong, xử lý mịn rồi sơn và lắp thành phẩm của từng máy.

Sản phẩm vừa in xong, chuẩn bị sơn lót

Tổng thể các chi tiết rời, chuẩn bị lắp ráp và sơn màu

Một số chi tiết như rail conveyor, turn unit hay vertical connection phải test in khá nhiều lần để đảm bảo đủ độ cứng nhưng vẫn giữ được cảm giác thanh thoát khi nhìn tổng thể. Sau công đoạn in, toàn bộ part tiếp tục được xử lý surface thủ công nhằm giảm vân lớp và tăng cảm giác giống thiết bị công nghiệp thật.

Mô hình cũng được test lắp ráp nhiều lần trước khi bàn giao nhằm đảm bảo khả năng tháo lắp và vận chuyển exhibition thực tế.

Tone màu mô hình được giữ theo phong cách laboratory hiện đại với trắng, xám nhạt và xanh navy. Khi đặt full hệ thống lên bàn, cụm analyzer và conveyor tạo cảm giác khá “dày máy”, giống một mini total laboratory automation line ngoài thực tế.

Một vài thiết bị nổi bật trong hệ thống ROCHE gồm:

• cobas p 471 / p 671: hệ thống pre-analytical automation dùng cho sorting và handling tube tự động.
• cobas c 503: clinical chemistry analyzer dành cho throughput lớn.
• cobas e 801: immunoassay analyzer sử dụng công nghệ điện hoá.
• cobas ISE neo: cụm phân tích điện giải tích hợp.
• cobas t 711: hệ thống xét nghiệm đông máu dành cho workflow coagulation.
• CCM Conveyor Unit: sample transport system kết nối giữa các analyzer.
• Vertical Conveyor Unit: giải pháp transport tube theo chiều đứng cho laboratory automation.
• Sysmex XN-9000: hematology analyzer dùng cho CBC và workflow huyết học.
• Và nhiều cụm thiết bị phụ trợ khác nhau ….

Ứng dụng mô hình Lab Automation trong demo workflow xét nghiệm

Dự án lần này tuy không sử dụng led hay hiệu ứng chuyển động, nhưng mật độ chi tiết và cách bố trí workflow vẫn tạo cảm giác khá giống một hệ thống lab automation thực tế khi nhìn trực tiếp.

Đây cũng là dạng mô hình được nhiều team sales engineer, application specialist hoặc technical consultant sử dụng trong exhibition, workshop và demo giải pháp xét nghiệm với khách hàng ngành y tế.

Ngoài các dự án laboratory automation, IN3DPLUS hiện cũng thực hiện nhiều mô hình kỹ thuật và mockup công nghiệp ứng dụng công nghệ in 3D như nhà máy, dây chuyền sản xuất, năng lượng, cơ khí và thiết bị automation theo yêu cầu.

Các ứng dụng của mô hình Lab Automation

• Demo workflow xét nghiệm tự động
• Exhibition và workshop ngành y tế
• Trưng bày showroom thiết bị xét nghiệm
• Đào tạo vận hành hệ thống laboratory automation
• Mô phỏng layout phòng xét nghiệm thực tế