Kann Laborautomation dabei helfen, Leben zu retten?
News und Insights

Kann Laborautomation dabei helfen, Leben zu retten?

Wir gehen davon aus, dass die zunehmende Laborautomation im Gesundheitssektor nicht nur Potenzial für Kostensenkungen und Effizienzsteigerungen hat, sondern auch für eine Verbesserung der Patientengesundheit und eine höhere Lebenserwartung. Dieser Artikel beschäftigt sich mit Laborautomation, von der wir glauben, dass sie nur eine der Technologien ist, die allmählich den Gesundheitssektor revolutionieren und die Sicherheit der Weltbevölkerung verbessern wird.

Ein Überblick der Todesursachen

Herzkrankheiten, Krebs und Atemwegs-erkrankungen sind weithin als die weltweit häufigsten Todesursachen bekannt1. Weniger allgemein anerkannte Todesursachen sind hingegen medizinische Behandlungsfehler. Behandlungsfehler erscheinen in der Regel nicht auf Todesscheinen und haben auch keinen Platz in statistischen Auswertungen.

Doch laut einem im British Medical Journal (BMJ) veröffentlichten Bericht der John Hopkins School of Medicine waren medizinische Behandlungs-fehler tatsächlich häufige Todesursache und würden in der statistischen Rangfolge in den USA den dritten Platz belegen. Nach Schätzungen des Berichts waren im Jahr 2015 über 251’000 Todesfälle in den USA auf Behandlungsfehler zurückzuführen, während Tod durch Atemwegserkrankungen nur 149’000 Fälle ausmachte. Herzerkrankungen und Krebs sind weiterhin die Hauptursachen, auf die jeweils über eine halbe Million Todesfälle zurückzuführen sind.2

Die Kosten falscher Diagnosen

Fehler bei Laboranalysen, falsche Diagnosen und Medikation sowie Komplikationen bei chirurgischen Eingriffen sind die häufigsten Arten von Behandlungsfehlern.3 In einem früheren Thematic Insight befassten wir uns mit dem Thema der zunehmenden Antibiotikaresistenz4 und deren Gesamtkosten für die Gesellschaft in Höhe von USD 20 Milliarden.5 Einer der Faktoren, der zu diesem Anstieg der Antibiotikaresistenz beiträgt, ist die Tatsache, dass es nicht immer gelingt, Erkrankungen korrekt und rechtzeitig zu diagnostizieren.6 In vielerlei Hinsicht ist das verständlich. Der Prozess bis zu einer korrekten Diagnose ist komplex, und wenn sie einmal gefällt wurde, kann es immer noch zu System- oder menschlichem Versagen kommen – von der Verschreibung und Dosierung von Medikamenten über die Therapietreue des Patienten bis hin zur korrekten Rückmeldung über den Zustand des Patienten an den Arzt.7  Beispiele:

  • Falsche oder unvollständige Diagnosen können zu falschen Behandlungsplänen und ärztlichen Verschreibungen führen
  • Falsche Dosierungen von Medikamenten oder die Nichteinhaltung des verschriebenen Dosierungsschemas durch den Patienten oder im Extremfall die Verabreichung an den falschen Patienten
  • Zeit ist ein weiterer entscheidender Aspekt, wenn es um die Behandlung geht. Verzug bei Behandlungen kann erhebliche Komplikationen oder sogar den Tod nach sich ziehen, wie der tragischen Fall eines zwölfjährigen Jungen in New York im Jahr 2012 zeigt8, der hätte gerettet werden können, wenn seine anormalen Laborwerte dem Arzt rechtzeitig mitgeteilt worden wären.

Was ist Laborautomation?

Über das Thema Laborautomation für wissenschaftliche Forschungszwecke wurde nachweislich bereits 1875 diskutiert,9 doch erst in der jüngeren Vergangenheit, nämlich Anfang der 1980er Jahre, wurde das erste vollautomatische Labor von Dr. Masahide Sasaki am Kochi Medical School Hospital in Japan ins Leben gerufen.

Reducing variation and delivering quality, timely results are virtues that laboratories constantly strive to achieve.

Joe Ross, Führungsverantwortlicher für Automation und klinische Systeme bei Beckman Coulter Diagnostics10

Dr. Masahide schulte Medizintechniker in der Montage von Förderbändern und elektronischen Schaltungen mit dem Ziel, durch Automation und Robotersysteme Fehler zu verringern, die Kosten unter Kontrolle zu halten und beispiellose Bearbeitungszeit zu erzielen.

Diese ersten Schritte haben das Potenzial für Laborautomation erfolgreich aufgezeigt, und die Nachfrage nach dieser Art von Systemen hat seither beständig zugenommen. Technavio, ein führendes Research-Unternehmen auf dem Technologiemarkt, prognostiziert in den USA bis 2019 ein beschleunigtes Wachstum für Laborautomation, und wir gehen davon aus, dass die Wachstumsraten in der übrigen Welt, wo die Verbreitung von Laborautomationssystemen geringer ist, wesentlich höher sind.

Treiber der Laborautomation

Zurzeit gibt es vier Hauptproduktsegmente auf dem Laborautomationsmarkt. 1) Arbeitsplatz, 2) Informationsmanagementsystem, 3) Probenhandhabungssystem, 4) Probentransportsystem. Die Automation dieser vier Produktbereiche ist durch verschiedene Software- und Robotiksysteme in gewissem Masse bereits möglich und bietet kürzere Zykluszeiten, mehr Produktivität und bessere Datenqualität.

Die Nachfrage nach Laborautomation ist in Bereichen wie biotechnologischer und pharmazeutischer sowie akademischer und wissenschaftlicher Forschung und klinischen Diagnosen am grössten. Dahinter stehen zwei Hauptfaktoren als Treiber. Zum einen machen strengere Qualitätsanforderungen seitens der Aufsichtsbehörden die Laborautomation gegenüber der Verarbeitung durch Menschen erstrebenswerter, um Konsistenz zu erhöhen und das Risiko von Fehlern und Verunreinigungen zu mindern. Zum anderen müssen Spitäler und Labors angesichts der markanten Zunahme des Volumens von Laboruntersuchungen aufgrund der alternden Bevölkerung ihre Produktivität und ihre Effizienz steigern und dabei die Kosten unter Kontrolle halten.

The solution to these error challenges lies in task-targeted automation that can tirelessly perform routine extra-analytical functions such as sample inspection, sorting, centrifugation, transportation, and post-analytical processing.

Robin Felder, Professor für Pathologie an der University of Virginia School of Medicine

Million Insights, ein Anbieter von Marktforschungsberichten, prognostiziert ein Wachstum von klinischen Labordiensten mit einer Rate von jährlich 6,3 % im Zeitraum zwischen 2014 und 2025.11 Gleichzeitig unterstreicht er, dass klinische Labors von entscheidender Bedeutung für den Gesundheitssektor seien, da etwa 80 % aller ärztlichen Diagnosen auf Laboranalysen beruhen.

Automation der Prä- und Postanalyse

Studien des National Center for Biotechnology Information (NCBI) kommen zu dem Schluss, dass bei diagnostischen Untersuchungen bis zu 68 % der Fehler in der präanalytischen Phase und bis zu 47 % der Fehler in der postanalytischen Phase auftreten,12 mit anderen Worten: ausserhalb der eigentlichen Laboruntersuchung. Der Studie zufolge sind solche Fehler oft auf schlechte Kommunikation vor oder nach der Analyse zurückzuführen oder auf falsche Verfahren in der präanalytischen Phase, an denen Ärzte, Krankenschwestern und Phlebologen beteiligt sind.

Nach Robin Felder, Professor für Pathologie an der University of Virginia School of Medicine, können diese Fehler schwerwiegende Konsequenzen für die Patientensicherheit haben. Auch er ist der Meinung, dass viele Fehler vor oder nach der diagnostischen Analyse auftreten können, beispielsweise falsche Kennzeichnung von Proben, falsches Identifizieren und Sortieren, unkorrektes Weiterleiten oder Umfüllen (Dekantieren). Auch hier, in der präanalytischen Phase, können automatisierte Lösungen einen hilfreichen Beitrag leisten, beispielsweise:

  • Computerisierte Eingabe, um Untersuchungsanfragen zu vereinfachen und zu vermeiden, dass eine Person die Aufträge manuell eingeben muss.
  • Automatisierte Vorbereitung von Ablagekästen zu phlebotomischen Zwecken,13 um einen vollständigen Satz von Blutentnahmeröhrchen bereitzustellen.
  • Probenkennzeichnungen mit High-Density-Codes (QR), die wesentlich umfassendere Informationen enthalten als einfache Barcodes, und in Echtzeit mit QR-Ortungsgeräten verbunden werden können.
  • Diese Verknüpfung mit QR-Ortung erlaubt das Gewinnen von Echtzeitinformationen über die Probensammlung und macht es möglich, eine Probe über den Transport, die Verarbeitung und die Lagerung zu verfolgen.

Überraschend ist die Tatsache, dass in der postanalytischen Phase so banale Fehler auftreten können wie der Versand der Ergebnisse an den falschen Arzt, sodass Ergebnisse später erneut versendet werden müssen, oder das Unterlassen eines Anrufs bei einem Arzt, für den kritische Ergebnisse vorliegen.14 Wir gehen davon aus, dass die Technologie zur Prozessautonomie für Zustellung von Laborergebnissen eine bedeutende Rolle bei der Verringerung dieser Art von Fehlern spielen wird. Dies kann beispielsweise der Zugang für Ärzte zu einem gesicherten Portal sein, in dem alle Laborergebnisse ihrer Patienten abgelegt sind. Ein solches System liefert nicht nur die Ergebnisse schneller, sondern spart hochqualifiziertem Laborpersonal zudem Zeit ein, die für Aufgaben mit höherer Wertschöpfung genutzt werden kann.

Fazit

Wir glauben, dass präziseren und zeitgerechteren Diagnoseergebnissen angesichts der alternden Bevölkerung und zunehmender Regulierung entscheidende Bedeutung zukommen wird, da die Analysevolumina rasant steigen und die Gesundheitskosten weiter anschwellen werden. Im Zuge des technologischen Fortschritts werden die Kosten von Laborautomation sinken, was die Einführung von zusätzlichen Systemen dieser Art in den Labors begünstigen wird. Gleichzeitig werden dank technologischer Innovation aus unserer Sicht bessere Laborausrüstungen und -systeme entstehen, mit denen sich schnellere und präzisere Diagnoseergebnisse erzielen lassen. Wir erwarten mehr Kosteneffizienz für Spitäler und Kliniken und bessere Ergebnisse für Patienten.

Als langfristig orientierte Anleger sind wir überzeugt, dass Sicherheitssysteme im Gesundheitswesen sowie Laborautomation und im weiteren Sinne Robotik und Sicherheit interessante langfristige Wachstumsthemen für geduldige Anleger sind. Zudem glauben wir, dass diese Themen erst in der Anfangsphase sind. Auf der Grundlage dieser Überzeugung halten wir Anteile einer Reihe von Unternehmen mit innovativen Lösungen und Technologien, die darauf fokussiert sind, die Messlatte im Bereich automatisierter Laborsysteme höher zu legen.