Аннотация
Представлен комплексный обзор современного состояния и перспектив тотальной лабораторной автоматизации (TLA) в медицинских лабораториях. Исследование систематизирует существующие взгляды на автоматизацию лабораторных процессов, раскрывает технологические характеристики систем TLA. Рассмотрены особенности применения TLA в различных областях клинической лабораторной диагностики — клинической химии, иммунохимии, микробиологии, гематологии. Выявлены ключевые положительные эффекты внедрения TLA: повышение производительности труда, сокращение времени выполнения исследований, стандартизация процессов, улучшение качества и безопасности диагностики. Одновременно идентифицированы ограничения, присущие современным системам автоматизации, систематизированы и описаны риски, возникающие в процессе их внедрения и эксплуатации. Особое внимание уделено специфике применения TLA в российских лабораториях, где отмечается дефицит экспертного опыта, методологических рекомендаций, экономические и иные особенности, влияющие на внедрение и эксплуатацию автоматизированных систем. Описаны подходы к контролю и управлению эффективностью автоматизации лаборатории. Обобщены и приведены количественные метрики, используемые для объективной оценки достижения тех или иных эффектов. Предложены стратегические направления преодоления текущих ограничений TLA, включающие технологические, методологические и организационные решения. Исследование представляет интерес для специалистов в области клинической лабораторной диагностики, менеджеров здравоохранения и исследователей, интересующихся вопросами автоматизации медицинских лабораторий.
Annotation
The article presents a comprehensive review of the current state and prospects of total laboratory automation (TLA) in medical laboratories. The study systematizes existing views on the automation of laboratory processes, reveals the technological characteristics of TLA systems. The features of TLA application in various areas of laboratory diagnostics, including clinical chemistry, immunochemistry, microbiology and hematology are considered. The key positive effects of TLA implementation are identified: increased labor productivity, reduced research time, standardization of processes, improved quality and safety of diagnostics. At the same time, the limitations inherent in modern automation systems are identified, the risks arising in the process of their implementation and operation are systematized and described. Particular attention is paid to the specifics of TLA application in Russian laboratories, where there is a shortage of expert experience, methodological recommendations, economic and other features affecting the implementation and operation of automated systems. Approaches to monitoring and managing the efficiency of laboratory automation are described. Quantitative metrics used for an objective assessment of the achievement of certain effects are summarized and presented. Strategic directions for overcoming current TLA limitations are proposed, including technological, methodological, and organizational solutions. The study is valuable for laboratory diagnostics specialists, healthcare managers, and researchers interested in the automation of medical laboratories.
Key words: total laboratory automation; TLA; medical laboratories; diagnostic process automation; healthcare efficiency
Список литературы
ЛИТЕРАТУРА (пп. 5-7, 9-21, 24-44 см. REFERENCES)
1. Меньшиков В.В. Оптимизация расходов на здравоохранение, централизация лабораторных исследований и доступность лабораторной информации. Клиническая лабораторная диагностика. 2014; 59 (4): 56-9.
2. Ивойлов О.О., Кочетов А.Г. Метод анализа типовой структуры прямых затрат в себестоимости лабораторного теста. Клиническая лабораторная диагностика. 2021; 66 (3): 187-92. DOI: 10.51620/0869- 2084-2021-66-3-187-192.
3. Ивойлов О.О., Кочетов А.Г., Лянг О.В., Либонь К. Анализ затрат как основа управленческих решений при автоматизации иммуноферментных исследований на ВИЧ-инфекцию. ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2022; 14 (1): 78-89. DOI: 10.22328/2077-9828-2022-14-1-78-89.
4. Русак А.А., Алехнович Л.И., Камышников В.С., Шилейко И.Д. Управление качеством лабораторно-диагностических исследований. Лабораторная диагностика. Восточная Европа. 2022; 11 (2): 111-31. DOI: 10.34883/PI.2022.11.2.011.
8. Евгина С.А. На пути к максимальной эффективности — трековые системы автоматизации. Опыт зарубежных лабораторий. Лабораторная служба. 2016; 5 (3): 71-4. DOI: 10.17116/labs20165371-74.
22. Свещинский М.Л., Кокарева Т.С., Плюснина С.В., Черных С.В. Оценки использования лабораторных исследований в учреждениях первичной медико-санитарной помощи. Лабораторная служба. 2017; 6 (3): 206-13. DOI: 10.17116/labs201763206-213.
23. Ивойлов О.О., Кочетов А.Г., Сальникова Ю.П., Велицкая О.А. Трудозатраты персонала автоматизированной медицинской лаборатории на проведение гематологических исследований. Клиническая лабораторная диагностика. 2025; 70 (2): 141-51. DOI: 10.51620/0869-2084-2025-70-2-141-151.
45. Ивойлов О.О., Кочетов А.Г., Гимадиев Р.Р., Гераскин А.И. Оценка трудозатрат персонала автоматизированной биохимической лаборатории. Клиническая лабораторная диагностика. 2023; 68 (6): 371-80. DOI: 10.51620/0869-2084-2023-68-6-371-380.
REFERENCES
Men`shikov V.V. Optimization of healthcare expenses, centralization of laboratory research and availability of laboratory information. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2014; 59 (4): 56-9. (in Russian)
Ivoylov O.O., Kochetov A.G. A method for analyzing the typical structure of direct costs in the cost of a laboratory test. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2021; 66 (3): 187-92. DOI: 10.51620/0869-2084-2021-66-3-187-192. (in Russian)
Ivoylov O.O., Kochetov A.G., Lyang O.V., Libon K. Cost analysis as the basis for management decisions in automation of enzyme immunoassays for HIV infection. VICH-infektsiya i immunosupressii. 2022; 14 (1): 78-89. DOI: 10.22328/2077-9828-2022-14-1-78-89. (in Russian)
Rusak A., Alekhnovich L., Kamyshnikov V., Shileyko I. Quality management of laboratory and diagnostic studies. Laboratornaya Diagnostika. Vostochnaya Evropa. 2022; 11(2): 111-31. DOI: 10.34883/PI.2022.11.2.011. (in Russian)
Hawker C.D. Laboratory automation: total and subtotal. Clin. Lab. Med. 2007; 27 (4): 749-70. DOI: 10.1016/j.cll.2007.07.010.
Lippi G., Da Rin G. Advantages and limitations of total laboratory automation: a personal overview. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). 2019; 57 (6): 802-11. DOI: 10.1515/cclm-2018-1323.
Kim K., Lee S., Kim T.H., Lee S.G. Economic evaluation of total laboratory automation in the clinical laboratory of a tertiary care hospital. Ann. Lab. Med. 2022; 42: 89-95. DOI: 10.3343/alm.2022.42.1.89.
Evgina S.A. Driving maximum efficiency — track automation system. Foreign labs experience. Laboratornaya sluzhba. 2016; 5 (3):71-4. DOI: 10.17116/labs20165371-74. (in Russian)
Hawker C.D. Nonanalytic laboratory automation: a quarter century of progress. Clin Chem. 2017; 63 (6): 1074-82. DOI: 10.1373/clinchem.2017.272047.
Nam Y., Park H.D. Revolutionizing laboratory practices: pioneering trends in total laboratory automation. Ann. Lab. Med. 2025; Epub. ahead of print. DOI: 10.3343/alm.2024.0581.
Precedence research. Lab automation market size, share and trends 2024 to 2034. Available at: https://www.precedenceresearch.com/lab-automation-market (accessed: 15 April 2025).
Reports and Insights Market Research. Lab Automation (TTA AND TLA) Market. Available at: https://www.reportsandinsights.com/report/lab-automation-tta-and-tla-market (accessed: 15 April 2025).
Global Market Insights. Lab Automation Market Size & Share Report, 2024-2032. Available at: https://www.gminsights.com/ru/industry-analysis/lab-automation-market (accessed: 25 April 2024).
Data Bridge Market Research. Global Modular Laboratory Automation Market. Available at: https://www.databridgemarketresearch.com/ru/reports/global-modular-laboratory-automation-market (accessed: 25 April 2024).
Iqbal S., Naeem S.T., Fatima A., Naseem S., Sharafat S., Zeeshan F. Installation and implementation of automation and its impact on clinical chemistry laboratory productivity. RMJ. 2021; 46(1): 228-31.
Younas A., Haroon Z.H., Aamir M., Khalid U.B., Mubarak S., Jaffar S.R. Total lab- automation: a key to efficient laboratory services and better patient care. Pak. J. Pathol. 2021; 32(3): 111-5.
Al Naam Y.A., Elsafi S., Al Jahdali M.H., Al Shaman R.S., Al-Qurouni B.H., Al Zahrani E.M. The impact of total automaton on the clinical laboratory workforce: a case study. J. Healthc. Leadersh. 2022; 14: 55-62. DOI: 10.2147/JHL.S362614.
Tseng C.W., Li Y.C., Lee H.S., Tseng Y.M. Laboratory testing consolidation and total laboratory automation improves service efficiency and effectiveness: a study of a medical center in Taiwan. Lab. Med. 2024; 55 (6): 677-85. DOI: 10.1093/labmed/lmae044.
Da Rin G., Lippi G. Total laboratory automation of routine hemostasis testing. Journal of Laboratory Automation. 2013; 19(4): 419-22. DOI: 10.1177/2211068213511246.
Roundy C.S., Lin D.C., Klopping P.J., Ence A.T., Krezel A.C., Genzen J.R. Specimen temperature detection on a clinical laboratory pre-analytic automation track: implications for direct-from-track total laboratory automation (TLA) systems. SLAS Technol. 2020; 25(3): 293-9. DOI: 10.1177/2472630319881999.
Hawker C.D., Roberts W.L., DaSilva A., Stam G.D., Owen W.E., Curtis D. et al. Development and validation of an automated thawing and mixing workcell. Clin Chem. 2007; 53(12): 2209-11. DOI: 10.1373/clinchem.2007.094185.
Sveshchinskiy M.L., Kokareva Т.S., Plyusnina S.V., Chernykh S.V. Analysis of the use of laboratory tests in primary care in the Russian region. Laboratornaya sluzhba. 2017; 6 (3): 206-13. DOI: 10.17116/labs201763206-213. (in Russian)
Ivoylov O.O., Kochetov A.G., Sal`nikova Yu.P., Velitskaya O.A. Labor costs of automated medical laboratory staff for performing hematological tests. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2025; 70 (2): 141-51. DOI: 10.51620/0869-2084-2025-70-2-141-151. (in Russian)
Zimmermann S. Laboratory automation in the microbiology laboratory: an ongoing journey, Not a tale? J. Clin. Microbiol. 2021; 59 (3): e02592-20. DOI: 10.1128/JCM.02592-20.
Da Rin G., Zoppelletto M., Lippi G. Integration of diagnostic microbiology in a model of total laboratory automation. Lab. Med. 2016; 47 (1): 73-82. DOI: 10.1093/labmed/lmv007.
Bailey A.L., Ledeboer N., Burnham C.D. Clinical microbiology is growing up: the total laboratory automation revolution. Clin. Chem. 2019; 65(5): 634-43. DOI: 10.1373/clinchem.2017.274522.
Yu H.E., Lanzoni H., Steffen T., Derr W., Cannon K., Contreras J., Olson J.E. Improving laboratory processes with total laboratory automation. Lab. Med. 2019; 50 (1): 96-102. DOI: 10.1093/labmed/lmy031.
Culbreath K., Piwonka H., Korver J., Noorbakhsh M. Benefits derived from full laboratory automation in microbiology: a tale of four laboratories. J. Clin. Microbiol. 2021; 59 (3): e01969-20. DOI: 10.1128/JCM.01969-20.
Froment P., Marchandin H., Vande Perre P., Lamy B. Automated versus manual sample inoculations in routine clinical microbiology: a performance evaluation of the fully automated InoqulA instrument. J. Clin. Microbiol. 2014; 52(3): 796-802. DOI: 10.1128/JCM.02341-13.
Cherkaoui A., Schrenzel J. Total laboratory automation for rapid detection and identification of microorganisms and their antimicrobial resistance profiles. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2022; 12: 807668. DOI: 10.3389/fcimb.2022.807668.
Archetti C., Montanelli A., Finazzi D., Caimi L., Garrafa E. Clinical laboratory automation: a case study. J. Public. Health Res. 2017; 6 (1): 881. DOI: 10.4081/jphr.2017.881.
Angeletti S., De Cesaris M., Hart J.G., Urbano M., Vitali M.A., Fragliasso F., Dicuonzo G. Laboratory automation and intra-laboratory turnaround time: experience at the university hospital campus Bio-Medico of Rome. J. Lab. Autom. 2015; 20(6): 652-8. DOI: 10.1177/2211068214566458.
Lou A.H., Elnenaei M.O., Sadek I., Thompson S., Crocker B.D., Nassar B. Evaluation of the impact of a total automation system in a large core laboratory on turnaround time. Clin. Biochem. 2016; 49 (16-17): 1254-8. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2016.08.018.
Yeo C.P., Ng W.Y. Automation and productivity in the clinical laboratory: experience of a tertiary healthcare facility. Singapore Med. J. 2018; 59(11): 597-601. DOI: 10.11622/smedj.2018136.
Miler M., Nikolac Gabaj N., Dukic L., Simundic A.M. Key Performance indicators to measure improvement after implementation of total laboratory automation Abbott Accelerator a3600. J. Med. Syst. 2017; 42(2): 28. DOI: 10.1007/s10916-017-0878-1.
Daldaban-Dinçer Ş., Aksaray S. The effect of total laboratory automation on urine culture result times in a consolidated laboratory. Clin. Lab. 2023; 69 (6). DOI: 10.7754/Clin.Lab.2022.220736.
Cherkaoui A., Renzi G., Martischang R., Harbarth S., Vuilleumier N., Schrenzel J. Impact of total laboratory automation on turnaround times for urine cultures and screening specimens for MRSA, ESBL, and VRE carriage: retrospective comparison with manual workflow. Front. Cell Infect. Microbiol. 2020; 10: 552122. DOI: 10.3389/fcimb.2020.552122.
Gonzalez-Ortiz C., Emrick A., Tabak Y.P., Vankeepuram L., Kurt S., Sellers D. et al. Impact on microbiology laboratory turnaround times following process improvements and total laboratory automation. J. Exp. Pathol. 2021; 2(1): 16-25. DOI: 10.33696/pathology.2.012.
Dauwalder O., Landrieve L., Laurent F., de Montclos M, Vandenesch F, Lina G. Does bacteriology laboratory automation reduce time to results and increase quality management? Clin. Microbiol. Infect. 2016; 22 (3): 236-43. DOI: 10.1016/j.cmi.2015.10.037.
Adler Ja., Hoffmann G. Total laboratory automation: Vom «AutoAnalyzer» zum Labor 4.0. Trillium Diagnostik. 2024; 22 (5): 6-9. DOI: 10.47184/td.2024.05.01.
Ialongo C., Bernardini S. Total laboratory automation has the potential to be the field of application of artificial intelligence: the cyber-physical system and «Automation 4.0». Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). 2019; 57(11): e279-e281. DOI: 10.1515/cclm-2019-0226.
CLSI. Laboratory automation: electromechanical interfaces: approved standard. Wayne (PA): CLSI; 2001. CLSI document AUTO05-A.
CLSI. Laboratory automation: communications with automated clinical laboratory systems, instruments, devices, and information systems: approved standard. Wayne (PA): CLSI; 2009. CLSI document AUTO03-A2.
CLSI. Autoverification of clinical laboratory test results: approved guideline. Wayne (PA): CLSI; 2006. CLSI document AUTO10-A.
Ivoylov O.O., Kochetov A.G., Gimadiev R.R., Geraskin A.I. Estimation of labor costs of the automated biochemistry laboratory staff. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2023; 68 (6): 371-80. DOI: 10.51620/0869-2084-2023-68-6-371-380. (in Russian)