医疗设备的模拟

开放式

这个例子展示了如何对分析生物样本的医疗设备进行自动化测试。本示例还需要statflow许可证。

客观的

医疗设备建模的目标是评估样本区域的最佳尺寸，以最大限度地增加设备每小时分析的样本数量。

要建模的系统概述

医疗设备包含：

待分析样本
试剂瓶

装有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。

特定测试的取样过程

将样品与比色皿中的相应试剂混合。
混合物放置一定的时间，使试剂作用于样品。
要采取混合的读数，该装置在混合物上闪耀激光。

请参阅“使用三个机械臂的自动化工作流程”，了解医疗设备如何使用三个机械臂将此过程实现为自动化工作流程。

使用三个机器人武器自动化工作流程

机器臂1拿起一个试管，并将它放在顶部的测试区域。
机器臂2抽取样本并将其放入试管中。
为了生成待取样的混合物，机械臂3提取与测试相对应的所需试剂量，并将其放入试管中。
混合物致持续时间，使试剂作用于样品。
为了测量读数，该设备会用激光照射混合物。
该设备丢弃了比色皿。
这个过程一直重复，直到设备中没有更多的样品。

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，请转动“samples”块中的旋钮。

样品舱是一种装有样品容器的装置。要指定要使用的样本bayes的数量，请旋转改变变量' nsamplebayes '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。

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的样本和尺寸的长度。模型动画将仿真可视化，并允许您与仿真进行交互。

模型样本

标记为“样品”的区块模拟了样品保存区域。在模拟开始时，试剂区域装载了所有试剂。比皿区域装有比皿。样本区装载了患者样本。

测试数据

“BioSampleAnalyzerData.xlsx”包含患者要求的检测。它包含以下工作表:

“PatientTests”-要进行的测试的患者id和测试id。
'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' -试剂名称列表。

模型动画

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

“血液学诊断仪器”窗口包含：

上面有三个机器臂。
Time -显示经过的时间。
吞吐量-显示设备的样本/小时。
比皿区-比皿放置的地方。剩余的比皿数显示在比皿区域的顶部。
试剂区域 - 试剂保存。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TestID。每个样本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，优先于最低优先级。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.

尝试的东西

更改样本数量。
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。
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“动画开关”。
将开关切换到“Off”运行模拟，直到所有样本耗尽。
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，请单击与样本托架对应的列底部的一个按钮。单击按钮后，从工作空间变量“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。

评估最佳样本区域尺寸

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样本区域大小。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，加载所有样本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。如果样本的数量低，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，可以模拟具有不同示例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绘制每个样本区域尺寸的吞吐量。该脚本计算吞吐量为：

吞吐量=（样本数量）/（完成样本的时间* 3600）

以下绘图显示运行此脚本的结果：