医疗设备的模拟

开放模式

概述

这个例子展示了如何进行自动化测试来为分析生物样本的医疗设备建模。此示例还需要一个Stateflow许可证。

客观的

医疗器械建模的目的是评估样本区域的最优尺寸，以最大限度地增加器械每小时分析的样本数量。

要建模的系统概述

医疗仪器包括:

待分析样品
试剂瓶

装着要分析的样品的小瓶装在设备的左侧。试剂瓶装在设备的右侧。

特定测试的取样过程

样品与相应的试剂在试管中混合。
混合物等待一定的时间试剂作用在样品上。
为了记录混合物的读数，该设备将激光照射到混合物上。

请参阅“使用三个机器人手臂的自动化工作流程”，以了解医疗设备如何使用三个机器人手臂来实现这一过程作为一个自动化工作流程。

自动化工作流程使用三个机器人手臂

机械臂1拿起一个试管，放在顶部的测试区域。
机器人手臂2绘制一个样本，并将其放入试管中。
为了创建一个混合物进行采样，机器人手臂3绘制所需的试剂量相应的测试，并将其放入试管。
混合物停留一小段时间，使试剂作用于样品上。
为了记录读数，该设备将激光照射到混合物上。
这个装置把小杯扔掉了。
重复这个过程，直到设备中没有更多的样品。

医疗器械型号:这是医疗设备的SimEvents模型:

要在开始模拟之前修改样本的数量，请转动“样本”块中的旋钮。

样品舱是一个设备，其中包含的持有人持有样品。若要指定要使用的采样区数量，请旋转可更改变量“nSampleBays”的旋钮。
要指定一个样品舱可以接受的样品数量，可以转动改变变量“samplesPerBay”的旋钮。

该模型有三个主要元素:

模型样本
测试数据
模型动画模型运行指定样本的长度和尺寸。模型动画使仿真可视化，并允许您与仿真进行交互。

模型样本

标记为“Samples”的块模拟样本保存区域。在模拟开始时，试剂区装载所有试剂。小试管区域装满了小试管。样本区域装载了患者样本。

测试数据

“BioSampleAnalyzerData。xlsx'包含患者要求的测试。它包含这些工作表:

“病人测试”-病人的身份证和要进行的测试的身份证。
'TestData' -每个测试的详细信息。为每个测试它包含ID信息样本的数量(sampleAmount),使用的试剂(reagentId),使用的试剂(reagentAmount),使用的优先级测试和混合物必须呆在一起的时间(testTime)前阅读。
“TestNames”—regents的名称列表。

模型的动画

要使用动画查看模型并与之交互，请单击“动画开关”块上的开关。点击“打开”按钮，打开“血液学诊断仪”窗口。如果不使用模型动画，则示例将一直运行到最后。

“血液学诊断仪”窗口包含:

顶部有三个机器人手臂。
时间——显示经过的时间。
吞吐量——显示设备的样本/小时。
试管区域-放置试管的地方。剩余的小管数量显示在小管区域的顶部。
试剂区-存放试剂的地方。试剂显示为蓝色圆圈。每个试剂圆的顶部显示该试剂的缩写。每个圆的底部显示剩余试剂的量。当剩余试剂量低于3个单位时，剩余试剂量显示为红色。要重新注满试剂球，点击它。当由于试剂数量不足而跳过一个测试时，相应的试剂用黄色突出显示。
样品区-存放样品的地方。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的优先级;数字越小，优先级越高。样品按顺序测试，从最高优先级到最低优先级。如果样品在等待试剂补充，小球就会变成黄色。模型跳过该样本并继续到下一个样本，直到它不能再继续。当一个样本完成时，球变成橙色。每个样本列的底部都有一个数字，表示样本间隔。 To test all the samples in a bay, click the corresponding sample bay number.

尝试的东西

改变样本的数量。
配置bioTester块的参数。
样本-更改样本区域的“样本海湾数目”和“每个海湾的样本数目”值。
定时-改变与定时相关的值，如机器人的速度和其他与定时相关的值。
切换“动画开关”。
将开关切换到“Off”运行模拟，直到所有的样本都用完。
切换“动画开关”“打开”显示动画窗口。在这种模式下，您可以与模拟进行交互。要加载样例，请单击对应于样例间隔的列底部的一个按钮。当单击按钮时，将从工作空间变量“patientTests”中读取样本数据，并使用样本填充与按钮对应的区域内的球。您可以继续单击按钮。

评估最佳样本面积尺寸

医疗设备生成器的目标之一可能是确定为设备提供最佳吞吐量的样本区域大小。一个考虑因素是，增加样本区域的大小会增加机器人手臂到达距离最远的样本所需的时间。减小样本区域的尺寸可以减少机器人手臂的行走时间。然而，有一个固定的设置时间需要加载所有的样本海湾，遵循设备初始化程序，并打开设备。这个设置时间是在所有样本中平摊的。如果样本数量较低，则设置时间会增加总体吞吐量。

为了找到最佳的样品区尺寸，你可以用不同的样品区尺寸配置来模拟设备。脚本searchDim。m跨所有可能的样本区域维执行搜索，并绘制每个样本区域维的吞吐量。脚本计算吞吐量为:

通量=(样品数量)/(完成样品时间* 3600)

下面的图显示了运行这个脚本的结果: