實驗室信息管理系統(tǒng)發(fā)展與概述
時間:2022-12-17 11:01:49
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[摘要]實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)自從出現(xiàn)以來,隨著相關(guān)技術(shù)理念的不斷發(fā)展,在國內(nèi)外取得了廣泛的應(yīng)用。文章從LIMS的概念、主要發(fā)展階段、國內(nèi)LIMS的應(yīng)用現(xiàn)狀、在應(yīng)用中存在的問題和建議,以及LIMS的前景等方面進行論述。
[關(guān)鍵詞]實驗室信息管理系統(tǒng);實驗室管理;應(yīng)用
實驗室信息管理系統(tǒng)(LaboratoryInformationManagementSystem,LIMS)是針對實驗室整體環(huán)境設(shè)計,并采用科學的管理思想和先進的數(shù)據(jù)庫技術(shù),來實現(xiàn)以實驗室為核心的整體環(huán)境的全方位管理,是集完整的實驗室檢驗業(yè)務(wù)管理和質(zhì)量監(jiān)控為一體的實驗室信息管理平臺,并利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、快速數(shù)據(jù)處理技術(shù)來對實驗室的軟件與硬件系統(tǒng)[1-3]進行管理。LIMS最早于20世紀60年代末提出,并隨著技術(shù)和理念的發(fā)展,內(nèi)涵不斷豐富,主要包括以實驗室為中心的集樣品管理、數(shù)據(jù)管理、資源管理、業(yè)務(wù)管理、事務(wù)管理與報表管理等,最終以實現(xiàn)實驗室的高效和科學管理為目標,達到實驗室工作的自動化、信息化、無紙化,提高實驗室的工作效率,降低實驗室的運行成本[4-5]。
1實驗室信息管理系統(tǒng)發(fā)展
1.1LIMS的發(fā)展狀況。隨著計算機的出現(xiàn)以及計算機技術(shù)的發(fā)展和實驗室功能的增加,引入先進的管理觀念和模式,國外最早于20世紀60年代末提出了LIMS的概念并進行應(yīng)用,在20世紀80年代中后期引入到國內(nèi)的地礦、石化、制藥以及商檢等領(lǐng)域,但是由于當時國內(nèi)的管理模式以及計算機技術(shù)比較落后,國內(nèi)對LIMS的真正應(yīng)用始于20世紀90年代,石油化工科學研究院從1994年就開始LIMS方面的研究,在1998年首次開發(fā)出了適合國內(nèi)需求的商業(yè)版的LIMS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(RIPP-LIMS)[2,4]。1.2LIMS的發(fā)展階段。隨著計算機各項技術(shù)的飛速發(fā)展,LIMS也經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,根據(jù)LIMS的主要特征,大致可分為4個發(fā)展階段:第一階段的LIMS最早是各用戶自行開發(fā)或者計算機軟件公司為用戶定制的,屬于初級產(chǎn)品;第二階段的LIMS是商品化的軟件,安裝后需要編寫滿足用戶特定需求的程序,存在系統(tǒng)管理員的穩(wěn)定性不高等問題;第三階段的LIMS是完全面向?qū)嶒炇夜ぷ魅藛T的產(chǎn)品,安裝后只需要按照用戶的需求進行簡單設(shè)置即可使用,以英國實驗室系統(tǒng)公司(ThermoLabSystems)的NautilusLIMS為代表;第四階段的LIMS是集Web技術(shù)、結(jié)合C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)模式于一體的LIMS[4,6]。LIMS的計算機軟件架構(gòu)模式,則主要經(jīng)歷了C/S模式和B/S模式兩個不同的階段:C/S采用集中式架構(gòu),只適用于局域網(wǎng);而B/S基于瀏覽器的Web應(yīng)用,可應(yīng)用于廣域網(wǎng)。目前,國內(nèi)外成熟的LIMS產(chǎn)品多采用三層C/S與B/S混合的架構(gòu)進行部署[7]。1.3LIMS遵循的標準及準則。由于LIMS是跨學科的產(chǎn)物,為規(guī)范LIMS技術(shù)、提高LIMS實施過程中實驗室的管理效率、推動LIMS的廣泛應(yīng)用,早在1987年,美國測試與材料協(xié)會(ASTM:AmericanSocietyforTestingandMaterials)就制定了LIMS標準,現(xiàn)在已經(jīng)了數(shù)十個相關(guān)標準,最主要的兩個標準為實驗室信息管理系統(tǒng)指南ASTME1578-93(StandardGuideforLaboratoryInformationManagementSystem)和實驗室信息管理系統(tǒng)確認指南ASTME2066-00(StandardGuideforValidationofLaboratoryInformationManagementSystem)[2,8]。目前國際上遵循通用的實驗室認可準則ISO/IEC17025:2005《檢測和校準實驗室能力的通用要求》,中國的實驗室質(zhì)量管理體系則是等同轉(zhuǎn)化為國標GB/T27025-2008/ISO/IEC17025:2005《檢測和校準實驗室能力的通用要求》和中國國家認證認可監(jiān)督管理委員會頒布的(國認實函[2006]141號)《實驗室資質(zhì)認定評審準則》以及中國合格評定國家認可委員會(CNAS)的CNAS-CL01:2018《檢測和校準實驗室能力認可準則》[9-12]。
2實驗室信息管理系統(tǒng)的國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1應(yīng)用范圍。隨著各行各業(yè)實驗室的工作內(nèi)容不斷拓展,實驗室信息管理系統(tǒng)也在不斷地改進和升級,目前LIMS已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在醫(yī)藥、石油、化工、環(huán)保等諸多領(lǐng)域[13-17]。2003年衛(wèi)生部出臺了《全國衛(wèi)生信息化建設(shè)發(fā)展規(guī)劃綱要》,2005年又頒布了中華人民共和國衛(wèi)生部令第40號《關(guān)于疾病預(yù)防控制體系建設(shè)的若干規(guī)定》,目前,部分省級、市級疾控機構(gòu)已經(jīng)建立并使用了LIMS,其中廣東、江蘇、上海、深圳等東南沿海省市疾控中心在疾控機構(gòu)中走在前列[18]。在醫(yī)院的臨床生化檢驗、檢驗危急值、微生物學檢驗血液篩查等諸多方面,LIMS也有著極其廣泛的應(yīng)用[19-22]。在環(huán)境監(jiān)測中,LIMS整個系統(tǒng)的使用基本上涵蓋了從現(xiàn)場采樣到監(jiān)測報告管理的各個業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié)[15]。在石油領(lǐng)域中,大型的跨國公司[例如殼牌(Shell)石油公司、艾克森美孚(ExxonMobile)石油公司]都已經(jīng)實現(xiàn)了全球范圍的實驗室信息化管理;個別中央及省市國企科研機構(gòu)所屬的實驗室實現(xiàn)了實驗室管理系統(tǒng),但是LIMS系統(tǒng)僅限于分析檢測流程控制;各大油田大部分實施自我研發(fā)LIMS,但系統(tǒng)功能比較局限[16]。2.2存在的問題。國內(nèi)的各種實驗室大概可以分為研究開發(fā)型、過程控制型和分析測試型3種類型,實驗室的主要功能都是接收樣品、執(zhí)行分析任務(wù),然后報告分析結(jié)果[7]。在各行各業(yè)的實驗室開發(fā)使用LIMS之后,有些LIMS發(fā)揮了巨大作用,實現(xiàn)了工作效率的高效化,也有一些LIMS在開發(fā)后使用率極低,某些產(chǎn)品甚至停用。LIMS開發(fā)完成后未能達到預(yù)期目的大概有以下幾個方面的原因。2.2.1LIMS建設(shè)前期未進行詳細認真的需求分析[23]由于LIMS項目管理負責人的認知水平和溝通能力有限,不具有前瞻性或者未在建設(shè)前期對項目的需求進行充分調(diào)研,導(dǎo)致后期建設(shè)的LIMS未能滿足業(yè)務(wù)人員的實際需求,反而增加了業(yè)務(wù)人員的工作量。2.2.2業(yè)務(wù)人員原有的習慣不易改變,配合程度不高[24]由于LIMS是要根據(jù)統(tǒng)一的標準進行建設(shè)與開發(fā),而業(yè)務(wù)人員的實際工作習慣各不相同;或者開發(fā)的LIMS需要業(yè)務(wù)人員對某些信息重復(fù)錄入,增加了原有的工作量,這都會導(dǎo)致業(yè)務(wù)人員對LIMS的使用存在抵觸心理。2.2.3后期資金不足,建設(shè)的LIMS未及時進行再次升級改造[25]在LIMS建成與開發(fā)上,已經(jīng)花費了大量的資金,未考慮到軟件功能的升級、程序的更新、系統(tǒng)的換代也需要再次投入資金進行維護管理,導(dǎo)致已經(jīng)建成的LIMS不能滿足時代的需求而利用率降低。
3實驗室信息管理系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的建議
3.1加強設(shè)計,資源整合。開發(fā)實驗室信息管理系統(tǒng)要注重設(shè)計,設(shè)計既要符合業(yè)務(wù),又要符合工作人員特性,還要有一定前瞻性,保持在一段時間內(nèi)不會淘汰。同時信息管理系統(tǒng)設(shè)計要充分考慮并能實現(xiàn)實驗室數(shù)據(jù)資料的橫向整合和共享,即保證實驗室工作人員間、實驗室與業(yè)務(wù)部門和管理工作間資料信息,也要互聯(lián)互通;設(shè)計還要實現(xiàn)實驗室數(shù)據(jù)資料的縱向整合,有利于根據(jù)實驗室數(shù)據(jù)動態(tài)監(jiān)測和分析,評價控制或干預(yù)措施效果[25-27]。3.2統(tǒng)一規(guī)劃,分期建設(shè)。建設(shè)實驗室信息管理系統(tǒng)需要加強統(tǒng)籌規(guī)劃、規(guī)范管理,加大投入和建設(shè)力度,逐步實現(xiàn)實驗室智慧化的基礎(chǔ)。建設(shè)實驗室信息管理系統(tǒng),還要預(yù)留接口或空間,以便適應(yīng)將來實驗室工作的新要求和新環(huán)境,為實驗室管理信息系統(tǒng)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件,減少資源浪費[25-27]。3.3標準優(yōu)先,保障安全。信息化建設(shè)的標準規(guī)范是實現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享、有效協(xié)同的基礎(chǔ)和前提。信息化建設(shè)具體長期性、繁雜性和連續(xù)性。為保障不同時期信息化建設(shè)的銜接,其建設(shè)必須按照信息化標準規(guī)范建設(shè)。實驗室信息管理系統(tǒng)涉及經(jīng)濟發(fā)展、軍事設(shè)備或傳染病、食品安全以及生物等方面的敏感保密的數(shù)據(jù),對信息化建設(shè)在安全性方面的要求提出新的、更高的要求,實驗室信息化建設(shè)要按照國家網(wǎng)絡(luò)和信息安全的要求,采取相應(yīng)措施,建立有效的安全保障體系和規(guī)范的安全管理體系[25-27]。3.4開放合作,注重績效。實驗室信息管理系統(tǒng)建設(shè)方案要保證實用性的前提下做到最經(jīng)濟,在硬件和軟件配置、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計上應(yīng)充分考慮在實現(xiàn)全部功能基礎(chǔ)上盡量節(jié)約經(jīng)濟成本[25-27]。
4結(jié)語
LIMS經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)從最初僅完成數(shù)據(jù)存儲發(fā)展到現(xiàn)在可以處理大量數(shù)據(jù),具備完整的管理職能,極大地提高了實驗室的工作及運行效率。但是,國內(nèi)大多數(shù)LIMS產(chǎn)品還是在數(shù)據(jù)存儲和工作任務(wù)安排的水平,僅少數(shù)LIMS產(chǎn)品能夠達到管理水平[7]。隨著國內(nèi)各項技術(shù)的不斷提升,LIMS產(chǎn)品也應(yīng)該不斷改造、升級,最終達到客戶滿意的體驗。國內(nèi)未來的實驗室信息管事系統(tǒng)應(yīng)是更加專業(yè)化、自動化、智能化、數(shù)字化的,LIMS也將不斷適應(yīng)實驗室發(fā)展的要求,為實驗室提供更專業(yè)的分析方法。
作者:陳莉月 楊安興 潘文暉 單位:上海飛域?qū)嶒炇以O(shè)備有限公司技術(shù)中心
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