新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督實驗室信息管理系統(tǒng)的建立與應用

李　琛，林漢亮，林福濱，彭曉玲，王高明

（1. 新疆維吾爾自治區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，新疆烏魯木齊　830011；2. 北京三維天地科技有限公司，北京　100071）

新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督實驗室信息管理系統(tǒng)的建立與應用

李琛1，林漢亮1，林福濱1，彭曉玲1，王高明2

（1. 新疆維吾爾自治區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，新疆烏魯木齊830011；2. 北京三維天地科技有限公司，北京100071）

為提高實驗室的工作效率，新疆維吾爾自治區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所開發(fā)了實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS），并于2015年12月上線運行。LIMS運行于新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督所內(nèi)部網(wǎng)絡，其授權(quán)客戶登陸部分發(fā)布在外網(wǎng)。該系統(tǒng)采用完全B/S架構(gòu)，使用信息管理技術(shù)建立了動物疫病監(jiān)測和流行病學調(diào)查數(shù)據(jù)庫，可以對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計利用，具有系統(tǒng)集成、離線地圖、統(tǒng)計查詢、結(jié)果導入等技術(shù)特點，實現(xiàn)了對實驗的全過程監(jiān)控，保證了檢測數(shù)據(jù)的完整性、真實性和客觀性，提高了工作效率和管理水平。同時利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，實現(xiàn)了疫情預警預報。今后，該系統(tǒng)還需在移動采樣、功能拓展、信息拓展、大數(shù)據(jù)平臺應用和疫情預警方面進一步優(yōu)化。

LIMS；獸醫(yī)實驗室；動物疫病控制；檢測數(shù)據(jù)庫；建立與應用

實驗室管理是一項繁雜的系統(tǒng)工程。過去，由于動物防疫體系基礎(chǔ)建設較為薄弱，實驗室儀器設備陳舊，缺乏統(tǒng)一的人、財、物管理標準，實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法落后等，致使動物疫病監(jiān)測陷入高消耗、低效率的困境。近20年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和人民生活水平的提高，國家和地方不斷加大對動物防疫體系建設的投入，實驗室的基礎(chǔ)設施、技術(shù)水平、檢測能力，以及人、財、物管理等方面發(fā)生了較大變化。一部分省級實驗室，運用國際上最先進的Nautilus實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）的管理理念，來管理實驗室的檢測業(yè)務、樣品生命周期、儀器設備連接、實驗數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量控制、環(huán)境及生物安全等，實現(xiàn)了對動物衛(wèi)生監(jiān)督實驗室工作的全過程系統(tǒng)管理，從而有效破解了長期以來在傳統(tǒng)的人工管理模式下，實驗室因業(yè)務量迅速膨脹、歷史數(shù)據(jù)不斷累積導致的信息數(shù)量龐大，以及高投入、高消耗、低效率的難題。

1　系統(tǒng)建設簡介

新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）是對計算機硬件、應用軟件和互聯(lián)網(wǎng)的有機結(jié)合。它通過利用科學的管理思想和先進的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以實驗室為中心，將實驗室的業(yè)務流程、環(huán)境、人員、儀器設備、標物標液、化學試劑、標準方法、文件記錄、檔案資料、客戶管理等因素有機結(jié)合起來，實現(xiàn)了實驗室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報告和管理。系統(tǒng)的建設核心是開發(fā)LIMS應用軟件。該開發(fā)工作于2015年3月啟動，2015年12月上線運行，歷時9個月。該軟件既保留了當前LIMS的國際規(guī)范、先進的實驗室管理理念，又結(jié)合了我國《實驗室資質(zhì)認定準則》和新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督工作體系的管理要求，是一套完整的實驗室綜合管理和質(zhì)量監(jiān)控體系。它既能滿足實驗室日常管理要求，保證實驗室分析數(shù)據(jù)的嚴格管理和控制，又能實現(xiàn)對動物疫病監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準統(tǒng)計分析、無紙化記錄與歸檔，以及人員管理與考核、資源與設備管理，實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+智慧管理”，最終做到了對新疆動物疫病防控工作的有力把控，為推動新疆城鄉(xiāng)動物疫病綜合防控統(tǒng)籌建設和發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

2　系統(tǒng)內(nèi)容及技術(shù)特點

LIMS系統(tǒng)利用信息管理技術(shù)建立動物疫病監(jiān)測和流行病學調(diào)查數(shù)據(jù)庫，進而形成動物疫病監(jiān)測原始數(shù)據(jù)的積累，然后可對積累的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計利用。

2.1系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

LIMS運行于新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督所的內(nèi)部網(wǎng)絡，授權(quán)客戶登陸部分發(fā)布在外網(wǎng)，其網(wǎng)絡架構(gòu)見圖1。

圖1　監(jiān)督所LIMS網(wǎng)絡架構(gòu)

2.2系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

2.2.1儀器數(shù)據(jù)采集。新疆動物衛(wèi)生監(jiān)督所從供應商隨儀器一同購買數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理軟件；使用LIMS的DCU（儀器連接模塊），連接具有輸出口和數(shù)字輸出信號的儀器。對于沒有輸出信號的分析儀器，采用手動輸入方式。

2.2.2LIMS平臺。完全B/S架構(gòu)的LIMS V10。

2.2.3業(yè)務管理與信息發(fā)布、共享。應用LIMS V10軟件平臺，實現(xiàn)了對實驗室業(yè)務和資源的管理，與上級領(lǐng)導、管理部門、送檢單位的信息共享與交流反饋，以及質(zhì)量規(guī)范的管理。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　監(jiān)督所LIMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3系統(tǒng)功能架構(gòu)

“互聯(lián)網(wǎng)+智慧管理”涵蓋動物疫病檢驗業(yè)務管理、質(zhì)量保證和控制、人員管理、儀器管理、供應品管理、標準品管理、文件及標準管理、分包管理、客戶管理、供應商管理、環(huán)境管理、檔案管理、生物安全管理，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計、分析等功能，實現(xiàn)了人、機、料（標準物質(zhì)、菌毒種、劇毒品、危險化學品等）、法、環(huán)、測，以及報告和質(zhì)量控制等工作的全過程管理。LIMS的管理界面見圖3。

圖3　監(jiān)督所LIMS的管理界面

2.4技術(shù)特點

2.4.1系統(tǒng)集成。WEB Service方式支持LIMS與運行在任何操作系統(tǒng)下，以任何語言開發(fā)的應用程序進行通訊，以實現(xiàn)實驗室與企業(yè)的無縫集成。這種方式使客戶與其IT供應商之間的業(yè)務和功能從表現(xiàn)層完整分離，從而使其為各自的任務選擇最佳的實現(xiàn)途徑。

2.4.2離線地圖。系統(tǒng)針對部分種類提供了統(tǒng)計查詢功能，同時為保證網(wǎng)絡安全，提供了離線地圖展示。這是首個采用離線地圖展示的，在動物疫病防控行業(yè)使用的LIMS系統(tǒng)。該LIMS系統(tǒng)提供了兩種不同的地圖展示方式：基礎(chǔ)麻點圖、基礎(chǔ)分布圖。這兩種地圖展示方式，可以使用戶根據(jù)實際需要，更加直觀地查看相應的統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息，并且不受網(wǎng)絡的限制。

2.4.2.1麻點地圖。基礎(chǔ)麻點圖主要包括采樣點分布和陽性采樣點分布兩種統(tǒng)計類型。這兩種統(tǒng)計類型既可在地圖上展示麻點似的分布，也可以在地圖上展示整體分布和相應的數(shù)據(jù)信息。

2.4.2.2基礎(chǔ)分布圖?；A(chǔ)分布圖包括空間分布，以及免疫抗體檢測、非免疫抗體檢測、抗體檢測、病原檢測等類型的分布統(tǒng)計?；A(chǔ)分布圖既可以清晰、直觀地展示統(tǒng)計對象在不同區(qū)域的分布情況，也可以查看相應區(qū)域的統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息。同時，在地圖上，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，可以用不同顏色標記相應區(qū)域的程度等級。

2.4.3統(tǒng)計查詢。LIMS系統(tǒng)中的統(tǒng)計查詢功能，可以方便應用者直接獲取所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息。LIMS系統(tǒng)可將所產(chǎn)生的各種類型數(shù)據(jù)進行存儲，并按照數(shù)據(jù)類型，分別進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。使用者可根據(jù)系統(tǒng)提供的查詢條件，輸入所需數(shù)據(jù)的限制條件，即可獲得目標信息。

2.4.4結(jié)果導入。LIMS系統(tǒng)可將實驗室產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過三種方式錄入：按照分析項手動錄入；儀器自動采集；Excel批量導入。其中，該系統(tǒng)在Excel導入模板中額外設計了應對公式，可適應不同樣品的對照順序和樣品數(shù)量。

3　使用效果分析

該系統(tǒng)在新疆維吾爾自治區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所的布魯氏菌病室、病毒室、寄生蟲室、禽病室、細菌室等5個科室進行了6個月的退回、重測、重采樣測試?？梢詫崿F(xiàn)以下的功能。

3.1提高了管理水平和工作效率

LIMS系統(tǒng)實現(xiàn)了新疆維吾爾自治區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所動物疫病監(jiān)測數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化共享、無紙化記錄與辦公、資源與設備管理、人員工作質(zhì)與量考核，為實驗室管理水平的整體提高和實驗室的全面管理提供了先進的技術(shù)支持。先進的LIMS系統(tǒng)替換原有的手工檢測管理模式，提高了數(shù)據(jù)的共享和傳遞速度。LIMS系統(tǒng)可利用其強大的自動計算功能，自動生成數(shù)據(jù)報告，降低了勞動難度，減少了差錯率。該系統(tǒng)還實現(xiàn)了檢驗任務的自動提醒，如采樣提醒、分析提醒、報告審核提醒，等等，進而提高了工作效率，增加了用戶滿意度。

3.2實現(xiàn)了試驗的全過程監(jiān)控

LIMS系統(tǒng)集成了實驗室各管理要素，實現(xiàn)了從樣品采集到分析結(jié)束的全過程監(jiān)控。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了網(wǎng)絡功能，建立了辦公網(wǎng)絡系統(tǒng)，可以快捷采集相關(guān)業(yè)務報表和監(jiān)測信息，為動物疫情信息系統(tǒng)與動物疫情分析評估及預警預報建立了便捷的信息通道。

3.3利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，實現(xiàn)了預警預報

LIMS系統(tǒng)自動保存實驗室數(shù)據(jù)，從而可進行快速分析統(tǒng)計，縮短了樣品的分析周期，實現(xiàn)了組織內(nèi)部共享。使用信息管理技術(shù)建立的動物疫病監(jiān)測數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了實驗室自動化管理，提升了實驗室管理效率。通過動物疫病監(jiān)測和流行病學調(diào)查，形成了監(jiān)測結(jié)果的原始數(shù)據(jù)積累，進而通過對歷史數(shù)據(jù)的同比、環(huán)比，幫助研判動物疫情的發(fā)生和發(fā)展，為制定動物疫病防控措施提供科學依據(jù)。

3.4保證了檢測數(shù)據(jù)的完整性、真實性和客觀性

該系統(tǒng)具有強大的溯源功能，對所有檢測結(jié)果都能追溯到原始數(shù)據(jù)、標準曲線、儀器運行狀況、質(zhì)量控制，以及其它有關(guān)信息，保證了數(shù)據(jù)的完整可靠；追溯功能杜絕了人為捏造及修改數(shù)據(jù)的行為，確保了檢測數(shù)據(jù)的真實性、客觀性；系統(tǒng)可對可疑數(shù)據(jù)進行復查，增強了檢測數(shù)據(jù)的說服力和法律效力，維護了檢測數(shù)據(jù)的法定權(quán)威，提升了動物衛(wèi)生監(jiān)督所的信譽度。

4　后期發(fā)展規(guī)劃及愿景

LIMS系統(tǒng)不僅適用于新疆維吾爾自治區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，也可延伸至其他地區(qū)的市或區(qū)縣的相關(guān)業(yè)務領(lǐng)域，形成區(qū)域行業(yè)內(nèi)的互聯(lián)互通。在未來應用中，還需在如下功能上進行優(yōu)化。

4.1移動采樣

通過手持移動設備（PDA等），錄入所采集或者抽樣的相關(guān)信息。系統(tǒng)將采樣或抽樣現(xiàn)場錄入的樣品數(shù)據(jù)信息，緩存到APP系統(tǒng)中。在工作人員做完采樣或抽樣工作之后，再將緩存在系統(tǒng)中的相關(guān)信息，一鍵提交至LIMS系統(tǒng)。

4.2功能拓展

在原有基礎(chǔ)上，將流行病學調(diào)查的內(nèi)容納入到系統(tǒng)中，實現(xiàn)在線自定義有關(guān)流行病學調(diào)查問卷，直接發(fā)布到系統(tǒng)上，以供被調(diào)查者及時填報。系統(tǒng)自動匯總調(diào)查結(jié)果，并進行初步分析，形成餅狀圖、柱狀圖等各種直觀圖，為流行病學的研究和分析提供數(shù)據(jù)支撐。

4.3地圖信息拓展

當前地圖信息平臺僅針對部分統(tǒng)計信息提供離線地圖展示功能。隨著行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務拓展需要，在將來的EWGIS平臺上，可更加直觀地呈現(xiàn)給用戶更多的內(nèi)容。

4.4大數(shù)據(jù)平臺應用

集成第三方大數(shù)據(jù)挖掘分析平臺，深度挖掘歷史數(shù)據(jù)，形成圖像化展示界面，研究時間、動物種類等因素對動物疫病發(fā)生和傳播的影響。

4.5疫情預警

通過系統(tǒng)內(nèi)歷史數(shù)據(jù)的查詢展現(xiàn)，了解區(qū)域內(nèi)疫情發(fā)生歷史及當前疫情的發(fā)生、分布情況，研判發(fā)展趨勢，提出動物疫情的預警預報。

［1］張秋菊，郭祖鵬. 實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）-降低實驗室風險的有效方法之一［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2011（8）：2.

［2］楊仲瑋. 淺議實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）在環(huán)境監(jiān)測中的應用［J］. 甘肅科技雜志，2012，28（3）：58-59.

［3］程琳琳，王旭. 實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）在實驗室科學管理中的應用［J］. 熱帶農(nóng)業(yè)工程，2014（1）：19.

［4］才家慶，李強. 淺談LIMS實驗室信息管理系統(tǒng)［J］.口腔護理用品工業(yè)雜志，2015，25（3）：33-35.

［5］鄧波，葛杰. 實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）在動物微生物菌種資源保藏方面的應用［J］. 上海畜牧獸醫(yī)通訊，2015（3）：54.

（責任編輯：朱迪國）

Establishment and Application of Laboratory Information Management System in Xinjiang Animal Health Supervision Institution

Li Chen1，Lin Hanliang1，Lin Fubin1，Peng Xiaoling1，Wang Gaoming2
（1. Animal Health Supervision Institution of Xinjiang Uygur Autonomous Region ，Urumqi，Xinjiang 830011；2. Beijing Three Dimensional World Technology Co.，Ltd，Beijing 100071）

To improve the efficiency of laboratory work，the laboratory information management system（LIMS）was developed in the Animal Health Supervision Department in Xinjiang Uygur Autonomous Region，which was put into operation in December 2015. LIMS was running in local area network of Xinjiang Animal Health Supervision Institution，and the client port that allowed customers to log in was published to the network. The system adopted B/ S structure completely，and the animal disease monitoring and epidemiological investigation database was established by information management technology，which has the function of data statistics. Its technical characteristics of system integration，offl ine maps，statistical query and results importation successfully realized the monitoring of the whole experimental process，ensured the integrity，authenticity and objectivity of the testing data and improved the work effi ciency and management level. At the same time，its data statistics function realized the early warning forecast. The system also needs to be further optimized in the mobile sampling，function expansion，development of information，big data platform application and outbreak early warning，etc.

LIMS；veterinary laboratory；animal disease control；testing database；establishment and application

S851.3

B

1005-944X（2016）10-0066-04

10.3969/j.issn.1005-944X.2016.10.018

彭曉玲