Auf dem Weg zum Krankenhaus 4.0: KUKA Roboter sortieren bis zu 3.000 Blutproben pro Tag

Das Universitätsklinikum Aalborg ist das größte Krankenhaus in der dänischen Region Nordjütland. Bis zu 3.000 Blutproben kommen hier täglich im Labor an. Sie müssen geprüft und sortiert werden – ein zeitaufwendiger und monotoner Prozess, der bisher manuell erledigt wurde. Nun hat das Klinikum das Verfahren automatisiert: Eine roboterbasierte Anlage und intelligente Transportboxen gewährleisten die Qualität der Proben – und zeigen, wie Arbeitsabläufe in Krankenhäusern durch Automatisierung vereinfacht werden können.

Neuer Prozess entlastet Mitarbeiter und optimiert die Abläufe

Ins Labor des Universitätsklinikums Aalborg werden täglich bis zu 3.000 Blutproben geliefert, die je nach Art der angeforderten Untersuchung vorsortiert werden müssen. Diese Aufgabe ist einerseits monoton, andererseits erfordert sie besondere Sorgfalt. Um die Laborangestellten von dieser Arbeit zu befreien, verfolgte das Klinikum das Ziel, die Sortierung der Blutproben zu automatisieren. Für die Umsetzung wurden zwei lokale Unternehmen eingespannt: LT Automation A/S designte und implementierte die Roboterlösung. Der Softwareentwickler Intelligent Systems A/S entwickelte die Software, um die Temperatur der Blutproben während des Transports zu überwachen.

Der manuelle Prozess lief bisher so ab: Die Labormitarbeiter öffneten die ankommenden Transportboxen, entnahmen die Blutproben und sortierten sie für die weitere klinische Analyse. Aufgrund der hohen Zahl an Boxen klagten die Angestellten des Krankenhauses häufig über Verletzungen der Sehnen und Muskeln, die aus der repetitiven Tätigkeit resultierten. „Wir wollten diesen Prozess automatisieren, um unsere Angestellten zu entlasten“, erklärt Annebirthe Bo Hansen, Abteilungsleiterin im Universitätsklinikum Aalborg. „Außerdem haben wir nach einer Möglichkeit gesucht, wie man die Qualität der Blutproben und deren Temperatur besser kontrollieren kann.“

KUKA Roboter und RFID-Logger erleichtern Qualitätssicherung

Um die Abläufe zu optimieren, haben LT Automation und Intelligent Systems eine Roboterlösung sowie eine innovative Transportbox entwickelt. In der Sortieranlage sind zwei KUKA Roboter aus der KR AGILUS Baureihe, einer vom Typ KR 3 und einer vom Typ KR 10, verbaut. „Dass die Wahl auf Roboter von KUKA fiel, hatte mehrere Gründe“, erklärt Lasse Thomsen, CEO bei LT Automation: „Einerseits erfüllen die Roboter die notwendigen technischen Voraussetzungen. Andererseits entsprechen sie mit ihrem weißen Äußeren der Optik, die man in einem sterilen Umfeld erwartet.“ Gesteuert werden die Roboter über das Steuerungssystem mxAutomation. Ein Förderband führt die Transportboxen zu den durch Plexiglaswände abgeschirmten Robotern.

Die Besonderheit an der „intelligenten Transportbox“ liegt in dem integrierten RFID-Datenlogger, über den nicht nur der Transportweg der einzelnen Box nachverfolgt werden kann. Der Logger speichert auch, welche Temperatur zu welcher Zeit im Inneren der Box geherrscht hat. Ein entscheidender Faktor, wie Annebirthe Bo Hansen erklärt: „Um die Qualität der Blutproben zu gewährleisten, muss die Temperatur konstant 21°C +/- 1°C betragen.“ Durch die Einführung der „intelligenten Transportbox“ konnte das Klinikum feststellen, dass dies bisher nicht immer gewährleistet war. „Die neue Technik hat uns geholfen, Fehlerquellen zu entdecken und zu beheben“, zeigt sich Annebirthe Bo Hansen zufrieden. „Das ist ein wichtiger Fortschritt.“

Roboter sortiert falsch transportierte Blutproben automatisch aus

Bis ins Klinikum legen die Blutproben einen langen Weg zurück: Entnommen werden sie in den allgemeinmedizinischen Arztpraxen im Umkreis der Klink. Die Ärzte stellen die befüllten Glasröhrchen in die transparenten Transportboxen und bewahren diese in einem entsprechenden Schrank auf, der für die optimale Temperatur sorgt. Bei der Abholung scannt der Kurierfahrer die Boxen, damit ihr Weg nachverfolgt werden kann. Er bringt die Blutproben ins Klinikum, wo sie bei ihrer Ankunft wiederum gescannt und registriert werden.

Im Labor platziert eine Mitarbeiterin die Transportboxen auf dem Zuführband der Roboteranlage. In diesem Moment liest ein im Raum montierter RFID-Scanner den Datenlogger aus. „Wenn der Scanner erkennt, dass die Temperatur einer Box zu irgendeinem Zeitpunkt auf ihrer Reise von der vorgeschriebenen Temperatur abgewichen ist, sendet er automatisch eine Information an den Roboter“, erklärt Lasse Thomsen. „Der Roboter schleust die betreffende Box aus der Anlage aus, so dass sie auf dem Arbeitsplatz des Labormitarbeiters landet.“ Der Mitarbeiter schaut sich die auf dem Logger gespeicherten Daten genau an und entscheidet, ob die in der Box befindlichen Blutproben noch verwendbar sind.

Weist der Datenlogger keine falschen Temperaturen auf, öffnet der erste Roboter die Box, entnimmt die Blutproben und stellt sie zur Sortierung ab. Anschließend legt er den Deckel wieder auf die Box und schleust sie aus, damit sie für weitere Transporte verwendet werden kann. Währenddessen sortiert der zweite Roboter die ausgepackten Glasröhrchen nach der Farbe ihrer Deckel, die er mithilfe eines Scanners erkennt. Die vorsortierten Proben werden so aus der Anlage ausgegeben, dass der Labormitarbeiter die Blutuntersuchung durchführen kann. Im Schnitt benötigt die Anlage pro Box 1,5 Minuten und schafft so bis zu vierzig Boxen in einer Stunde.

Prozessoptimierung und Verbesserung des Arbeitsplatzes

Im März 2019 wurde das neue System erstmals getestet, im August ging es schließlich in den Vollbetrieb. „Wir sind sehr zufrieden mit dieser Lösung“, resümiert Annebirthe Bo Hansen. „Das Arbeitsumfeld und die Abläufe haben sich dadurch erheblich verbessert.“ Den Labormitarbeitern bleibt nun nicht nur mehr Zeit für die Analysen der Blutproben, sondern auch für die Patienten. Zudem wurden durch die automatisierte Sortierung sowie durch die permanente Kontrolle der Temperatur in der Transportbox die möglichen Fehlerquellen reduziert.

„Mit der neuen Anlage ist das Universitätsklinikum Aalborg Vorreiter auf dem Weg zum ‚Krankenhaus 4.0‘“, so Lasse Thomsen. „Automatisierung kann gerade auch in Zeiten des Fachkräftemangels Arbeitsabläufe vereinfachen und Qualität gewährleisten." Deswegen hat die Roboterlösung seiner Meinung nach großes Potenzial: Sie ist in dieser oder ähnlicher Art für alle Krankenhäuser mit einem Labor für klinische Biochemie interessant.