医疗设备的模拟

开放模式

概观

此示例示出了如何进行自动化测试的医疗设备，其分析生物学样品进行建模。这个例子也需要Stateflow的许可证。

客观的

医疗装置建模的目标是评估样本区域的最佳尺寸以最大化由每小时设备分析的样品的数目。

系统概述为蓝本

一种医疗装置包括:

样品分析
试剂瓶

装着待分析样品的小瓶被装载在设备的左侧。试剂瓶装在设备的右侧。

对于特定测试采样的过程

样品与相应的试剂在试管中混合。
混合物等待一定的时间让试剂对样品起作用。
为了读取混合物的数据，该设备会在混合物上发射激光。

见'自动化工作流程中使用三个机器人手臂'看医疗设备如何使用三个机器人手臂来实现这个过程的自动化的工作流程。

使用三个机器人手臂的自动化工作流程

机械臂1个拾取顶部的试管，并在测试区它的地方。
机器人手臂2平样品，将其放入试管。
为了制作待采样的混合物，机械臂3抽取与测试所需量相对应的试剂并将其放入试管中。
混合物停留的时间很短，以允许试剂作用在样品上。
取读数，装置照在混合物中的激光。
这个装置抛弃了试管。
重复该过程，直到在所述设备没有更多的样品。

医疗器械型号:这是医疗器械的SimEvents模型:

要修改的样本的数目开始模拟之前，转动旋钮中的“样品”的块。

样品托架是包含持有人持有的样品的装置。要指定样品托架到使用的数量，把这一改变可变“nSampleBays”的旋钮。
要指定一个样本库可以接受的样本数量，请转动改变变量‘samplesPerBay’的旋钮。

该模型有三个主要元素：

示范样本
测试数据
模型动画模型运行指定的样品和尺寸的长度。该模型动画可视化模拟，并允许您与模拟互动。

模型示例

该块标记为“样品”模型取样保持区域。在仿真开始，试剂区装有所有试剂。试管区域装有试管。样品区域装载有患者样品。

测试数据

“BioSampleAnalyzerData.xlsx”包含由患者要求的测试。它包含这些工作表：

“PatientTests” - 患者ID和测试的测试ID来进行。
“TESTDATA” - 每个测试的详细信息。对于每个测试ID它包含有关样品的情况下使用（sampleAmount），所使用的试剂（reagentId）的量的信息，试剂的使用（reagentAmount），优先用于测试的量和时间量读数之前的混合物必须保持在一起（原料与材料）。
“TestNames” - 为试剂名称的列表。

模型的动画

要查看和交互使用动画模式，点击“动画切换”块上的开关。点击开关“打开”打开“血液病诊断仪器”窗口。如果你不使用模型动画，该示例运行，直到结束。

“血液学诊断仪器”窗口包括:

三个机器人手臂上方。
时间 - 这显示经过时间。
可以通过 - 其中显示了器件的样品/小时。
比色皿区 - 在试管放置。剩余的反应杯的数量显示在反应杯区域的顶部。
试剂区-试剂存放的地方。试剂显示为蓝色的圆圈。每个试剂圆的顶部显示试剂的缩写。每个圆的底部显示剩余试剂的数量。当试剂残留量低于3单位时，以红色显示试剂残留量。要重新填充试剂球，单击它。当由于试剂量不足而跳过测试时，相应的试剂以黄色突出显示。
样本区域-样本保存的地方。样品显示为粉红色的球。每个样本圆的顶部显示睾丸。每个样本圆的右下角显示样本优先级;数字越低，优先级越高。样品按最高优先级到最低优先级的顺序进行测试。如果样品在等待试剂补充，小球就会变成黄色。模型跳过这个样本，继续到下一个样本，直到它不能继续。当样品完成时，球变成橙色。在每个样品柱的底部有一个数字，表示样品间隔。 To test all the samples in a bay, click the corresponding sample bay number.

试一试

改变样本数。
配置bioTester块的参数。
样本-改变样本区域的“样本湾数量”和“每个湾样本数量”值。
定时——改变定时相关的值，例如机器人的速度和其他定时相关的值。
切换“动画切换”。
切换开关“关”，直到所有的样品都用尽运行模拟。
点击“Animation Switch”“On”会显示动画窗口。在此模式下，您可以与仿真交互。要加载样本，请单击与样本库对应的列底部的一个按钮。当单击按钮时，将从工作区变量“patientTests”中读取示例数据，并使用示例填充与按钮对应的bay中的球。您可以继续单击按钮。

评估最佳样本面积

医疗设备生成器的目标之一可能是确定为该设备提供最佳吞吐量的样本区域大小。需要考虑的一个问题是，增加样本面积会增加机器人手臂到达最远样本的时间。减小样本面积可以减少机器人手臂的行走时间。但是，加载所有样例隔间、遵循设备初始化过程并打开设备需要固定的设置时间。这个设置时间在所有样本中平摊。如果样本数量较低，则设置时间会增加总体吞吐量。

为了找到最佳的样本区域尺寸，您可以用不同的样本区域大小配置来模拟设备。脚本searchDim。m在所有可能的样本区域维度上执行搜索，并绘制每个样本区域维度的吞吐量。脚本计算吞吐量如下:

通样量=(样品数量)/(完成样品时间* 3600)

下面的图显示了运行该脚本的结果: