此示例显示如何对自动测试进行建模,以模拟分析生物学样本的医疗设备。此示例还需要一个州流许可证。
医疗设备建模的目的是评估样品区域的最佳尺寸,以最大化每小时通过设备分析的样品数量。
医疗设备包含:
要分析的样品
试剂瓶
保持待分析样品的小瓶装载在装置的左侧。试剂瓶装在装置的右侧。
将样品与比色皿中的相应试剂混合。
该混合物等待试剂作用于样品的某个持续时间。
要采取混合的读数,该装置在混合物上闪耀激光。
请参阅“使用三个机器人武器”的自动化工作流程,以了解医疗设备如何使用三个机器人臂来实现此过程作为自动工作流程。
机器人手臂1拾起比色皿并将其放在顶部的测试区域。
机器人臂2画一个样品并将其放入比色皿中。
为了生成待取样的混合物,机器人手臂3提取所需的试剂,并将其放入比色皿中。
混合物致持续时间,以允许试剂作用于样品。
要读取读数,该装置在混合物上闪耀着激光。
该设备丢弃了比色皿。
重复该过程,直到设备中没有更多的样本。
医疗器械模型:这是医疗设备的SimEvents模型:
要在开始模拟之前修改样本数量,请在“样本”块中转动旋钮。
样品托架是一个包含持有样品的持有者的设备。要指定要使用的样本托架的数量,请转动更改变量'nsamplebays'的旋钮。
要指定样本托架可以采取的样本数,请转动更改变量'Samplepay'的旋钮。
模型样品
测试数据
模型动画模型运行指定样本和尺寸的长度。模型动画可视化模拟,并允许您与模拟交互。
标有“样本”模拟样品控股区域的块。在仿真开始时,试剂区域与所有试剂一起装载。比色皿区域装有比色皿。样品区域配备患者样品。
'BiosampleanalyzataData.xlsx'包含患者要求的测试。它包含以下工作表:
“患者” - 患者ID和测试的测试ID。
'testdata' - 每个测试的细节。对于每个测试ID,它包含有关使用的样品量的信息(Sampleamount),所使用的试剂(重复化),使用的试剂量(Reagentamount),测试的优先级以及时间的优先级在阅读之前,混合物必须保持在一起(测试时间)。
'testnames' - 占地名称列表。
使用动画查看和交互,单击“动画交换机”块上的开关。单击“开关”开关将打开“血液学诊断仪器”窗口。如果不使用模型动画,则示例运行直到结束。
顶部三个机器人臂。
时间 - 显示经过的时间。
吞吐量 - 显示设备的样本/小时。
比色皿区域 - 放置比色皿。剩余比色皿的数量在比色皿区域的顶部示出。
试剂区域 - 试剂的保存。试剂显示为蓝色圆圈。每种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量。当剩余试剂的量低于3个单位时,剩余试剂的量以红色显示。要重新填充试剂球,请单击它。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。
样品区域 - 保留样品的区域。样品显示为粉红色球。每个样本圆的顶部显示睾丸。每个样品圆的右下角显示样本优先级;数量越低,优先级越高。按顺序测试样品,最高优先级的最高优先级。如果样品正在等待重新填充试剂,则球变黄。模型跳过该样本并进入下一个样本,直到它无法再继续。当样品完成时,球会变成橙色。在每个样本柱的底部是指示样品舱的数字。 To test all the samples in a bay, click the corresponding sample bay number.
更改样本数量。
配置Biotester块的参数。
样本-改变“样本海湾的数量”和“每个海湾的样本数量”值的样本区域。
时序 - 更改定时相关值,例如机器人的速度和其他定时相关值。
切换“动画交换机”。
切换开关以“关闭”运行模拟,直到所有样本都耗尽。
切换“动画交换机”上'显示动画窗口。在此模式下,您可以与模拟交互。要加载样本,请单击对应于样本托架的列的底部的一个按钮。单击按钮时,从工作区变量“患者”读取样本数据,并填充与按钮对应的托架中的球。您可以继续单击按钮。
医疗设备构建器的目标之一可能是确定给设备提供最佳吞吐量的示例区域大小。一次考虑因素是增加样本区域的大小增加了机器人手臂到达最远的样品所需的时间。减小样品区域的尺寸减少了机器人臂的行程时间。但是,加载所有样品托架所需的固定设置时间,请按照设备初始化过程,然后打开设备。此设置时间在所有样本中摊销。如果样本数量低,则设置时间会增加整个吞吐量。
要找到最佳的示例区域尺寸,可以模拟具有不同样本区域大小配置的设备。脚本SearchDim.M在所有可能的样本区域尺寸上执行搜索,并为每个样本区域尺寸绘制吞吐量。脚本计算吞吐量为:
通过pout =(样本数)/(完成样本的时间* 3600)
以下绘图显示运行此脚本的结果:
第一曲线图显示了沿垂直轴的水平和“样品托架的每个海湾”的吞吐量的热图。第二个图显示了“样本吞吐量”与“样本数”的线曲线。从这些图中看出,对应于6个托架的尺寸和每海湾9个样品的宽度给出了最高的吞吐量。