При определении архитектуры лабораторной автоматизированной системы необходимо принимать во внимание существующие на рынке технологии и тенденции развития, определять цели системы, оценивать структуру лаборатории и вырабатывать план, отвечающий интересам лаборатории как важного элемента лечебно-диагностического процесса.
В настоящее время существуют следующие тенденции развития лабораторных автоматизированных систем [Sasaki М., 1993; KostG.J., 1996]:

• полностью автоматизированные системы (Total LaboratoryAutomatisation);
• модульная автоматизация отдельных лабораторий и подразделений лаборатории (modular and work-cell automation).

Коротко рассмотрим каждое из представленных направлений развития.
Широкое и успешное распространение в Японии получили комплексные, или тотальные, лабораторные автоматизированные системы (Total Laboratory Automatisation Systems). 18 госпиталей и крупных коммерческих лабораторий США, несколько клиник в Европе также выбрали указанное направление лабораторной автоматизации. Комплексные лабораторные автоматизированные системы требуют больших капитальных инвестиций, которые окупаются не менее чем через 2-3 года.
Комплексные лабораторные автоматизированные системы предназначены для полной автоматизации всех этапов обработки проб в лаборатории, включая:

• преаналитический этап (проверка поступивших проб, сортировка, отбраковка);
• технологический процесс подготовки биоматериала к исследованиям (дополнительная сортировка, центрифугирование, снятие крышек, разлив биоматериала во вторичные пробирки и т.д.);
• аналитический этап (проведение лабораторных исследований на анализаторах или вручную);
• постаналитический этап (сохранение биоматериала определенное время);
• хранение информации.

Приведенная выше классификация этапов обработки проб может быть упрощена и сведена ктрем основным этапам: преаналитический, аналитический и постаналитический.
Основными компонентами комплексной автоматизированной системы являются система маркировки и слежения за пробами, зона механизмов для распределения проб, секция центрифугирования, зона приспособлений для разлива пробы, конвейерная линия, секция хранения и возврата (если необходимо) проб. Система должна работать с нестандартными контейнерами для биопроб, иметь возможность быстро обнаруживать пробу и внести изменения в заявку на исследования, обладать способностью выявлять липемические и иктеричные сыворотки, гемолиз и т.д.
Создание комплексных лабораторных автоматизированных систем обосновывается главным образом необходимостью проведения большого или очень большого объема лабораторных исследований (более 5-7 млн. тестов в год).
Признанным центром по разработке лабораторных автоматизированных систем является Япония [Sasaki М., 1996]. На японском рынке в этом направлении уже длительное время работает несколько десятков конкурирующих компаний.
Тем не менее, рынок ЛАС очень быстро развивается, и появляются компании - разработчики ЛАС в Европе и США.
В качестве примеров комплексных лабораторных автоматизированных систем можно привести следующие.
В Kouchi Medical School (Япония) была разработана и реализована первая в мире система транспортировки проб, к которой подключено значительное количество лабораторных анализаторов. Система управляется через интерфейс с лабораторной информационной системой. Конструкция системы была создана одним из пионеров лабораторной автоматизации профессором М. Sasaki (1993). Система имеет открытый интерфейс, поэтому к ней могут дополнительно подключаться новые лабораторные анализаторы.
Компания Hitachi является одним из лидеров по производству высокопроизводительных лабораторных автоматизированных систем, а также систем транспортировки проб. "Hitachi" имеет большую инсталляцию ЛАС в Университете Osaka City. В Saga Medical School имеется лабораторная автоматизированная система компании "Hitachi”; в состав которой входит несколько роботов [Sasaki М., 1996].
Архитектура Clinical Laboratory Integration Systems компании "Hitachi" обеспечивает подключение следующих устройств автоматизации лаборатории:

• входной модуль (подача проб);
• станция сортировки проб;
• устройство снятия крышек;
• станция нанесения этикеток штрих - кода;
• станция с автоматизированной центрифугой;
• станции дозирования порций проб (работающие в режимах on-line и off-line);
• устройство закупорки проб;
• дочерняя станция для сортировки проб;
• устройство для временного хранения проб;
• управляющий компьютер.

"ЮС Company" производит высокоэффективные системы транспортировки проб. Данная ЛАС является типичным примером использования системы, где каждая пробирка перемещается индивидуально. На мировом рынке ЮС работает в тесной кооперации с компанией Coulter. В Kobe University School of Medicine установлена автоматизированная система производства ЮС Company. Большие аналогичные системы имеются в Медицинском Центре компании Samsung (Корея) и в Медицинском центре Beth Israel (США).
В Университете Kagoshima лабораторная автоматизированная система разработана компанией "Аamp;Т" (Kikuchi Т. et al., 1993), которая использует идеологию виртуальных линий в системе транспортировки проб, обеспечивает повторное выполнение тестов в реальном времени, предоставляет возможность включения в состав системы анализаторов различного типа. Лабораторные автоматизированные системы разработки компании "Аamp;Т" установлены также в Университете Showa, Медицинском Университете Iwate, госпиталях Ebara, Okazaki, lizuka и во многих других лабораториях (рис. 2.16-2.18).
Взаимосвязь лабораторной информационной системы с ЛАС, используемой в системе "CLINILOG" компании "Аamp;Т", представлена на рис. 2.19.
Большую активность на рынке лабораторной автоматизации проявляют также компании Olympus Optical Со., JEOL Ltd, Matsushita Electric Works/Panasonic, Sigma precision machine company, Simadzu Corporation и некоторые другие [Godolphin W. etal., 1991].

Рис. 2.16. Система "CLINILOG" компании "Аamp;Т" в Университете Showa

Рис. 2.17. Система "CLINILOG" компании "Аamp;Т" в Университете IWATE

Рис. 2.18. Система "CLINILOG" компании "Аamp;Т" в госпитале EBARA
Среди разработчиков лабораторных автоматизированных систем из США и Европы необходимо отметить несколько компаний.
Lab-InterLink Inc. (Канада) разрабатывает и производит системы транспортировки проб и технологии управления процессами лабораторной диагностики в сотрудничестве с Медицинским Центром Университета Небраска. Компания применяет метод транспортировки проб "по одной" в комбинации с уникальным устройством, позволяющим использовать в этой системе пробирки различного размера.
Отличительными характеристиками решений компании Lab-InterLink Inc. для автоматизации лабораторий являются [Felder R.A., 1996]:

• открытая архитектура системы, гибкий подход к выбору лабораторных анализаторов, отвечающих требованиям потребителя;
• программное обеспечение управления процессами, которое включает мощный прикладной пакет, предназначенный для управления всеми лабораторными анализаторами с одной рабочей станции, и предоставляет возможность повторного тестирования, передачи клинической информации, масштабирования управления процессами, диспетчеризации и маршрутизации проб в реальном времени, выполнения операций в соответствии с установленными правилами, оптимизации загрузки однородных инструментов;
• поэтапное внедрение; модульная и открытая инфраструктура системы предоставляют для пользователя набор необходимых инструментов при последовательной автоматизации в соответствии с запросами медицинской практики;
• возможность транспортировки проб различного типа и размера; данное патентованное решение предоставляет пользователю возможность применения любых пробирок.

Рис. 2.19. ЛАС в системе "CLINILOG" компании "Аamp;Т"
На базе системы транспортировки проб компании Labotix Automation Inc. (MDS Group) в Торонто (Канада) функционирует одна из крупнейших в мире коммерческих лабораторий Excel Best View Medical Laboratory. Компания Labotix Automation Inc производит полностью интегрированные комплексные лабораторные автоматизированные и отдельные автоматизированные рабочие ячейки для оборудования лабораторий в медицинских учреждениях и использования в крупных коммерческих лабораториях.
Автоматизированное оборудование производства компании "Labotix Automation Inc." предназначено для решения следующих задач:

• транспортировки и сортировки проб;
• идентификации проб и распределения по технологическим операциям;
• снятия крышек и закупорки проб;
• нанесения штрих-кода на вторичные пробирки;
• автоматического пипетирования;
• автоматического деления проб на порции;
• автоматизированного управления системой диагностики и интерфейсом с

ЛИС;

• роботизированной загрузки и выгрузки проб;
• хранения проб в холодильных камерах;
• осуществления связи (интерфейсы) с роботизированными анализаторами;
• автоматизированного центрифугирования с роботизированной загрузкой и

выгрузкой проб.
Оборудование Labotix Automation Inc. имеет модульную архитектуру, за счет чего лаборатории могут поэтапно, эффективно и продуктивно решать проблемы автоматизации преаналитического этапа обработки проб.
После объединения компаний Beckman и Coulter была основана компания Beckman Coulter Inc., которая унаследовала от каждой компании - родителя систему транспортировки проб. Оригинальной разработкой компании Beckman является система транспортировки проб Accel Net. Другой системой транспортировки проб является совместная разработка компаний Coulter и ЮС.
Компания Abbott Laboratories анонсировала разработку системы транспортировки проб совместно с компанией "Toshiba". В рамках предлагаемой структуры должна быть создана система транспортировки проб, к которой будут подключаться биохимические анализаторы производства компании Toshiba и иммуно- биохимические анализаторы производства компании "Abbott Laboratories".
Компании Roche и Boehringer Mannheim объединились, и на рынке появилась компания Roche Diagnostics. Ранее компания Boehringer Mannheim продавала анализаторы и системы транспортировки проб компании Hitachi.
Комплексные лабораторные автоматизированные системы, представленные на мировом медицинском рынке, предназначены в основном для создания на их основе больших лабораторий, выполняющих несколько миллионов исследований в год. Для средних и малых медицинских учреждений они экономически не выгодны.