醫(yī)科院校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理工作的探討與實(shí)踐

李 莉, 趙善民, 崔淑芳

(海軍軍醫(yī)大學(xué)1. 教學(xué)保障處; 2. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心, 上海 200433)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是生物醫(yī)學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)研究的基礎(chǔ)和重要支撐條件，其應(yīng)用幾乎涉及到醫(yī)藥科學(xué)的各個(gè)試驗(yàn)領(lǐng)域[1-3]，是生命科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生物工程、營(yíng)養(yǎng)學(xué)等高新技術(shù)學(xué)科發(fā)展中必不可少的實(shí)驗(yàn)對(duì)象[4,5]。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施管理水平的高低將直接影響到學(xué)校教學(xué)科研工作能否順利開(kāi)展，通過(guò)建立信息化管理手段、規(guī)范業(yè)務(wù)流程是一種行之有效的管理方法[6]。我校近年來(lái)著力打造了由授權(quán)管理系統(tǒng)、動(dòng)物飼育系統(tǒng)、信息監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)、儀器預(yù)約管理系統(tǒng)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與教學(xué)管理系統(tǒng)構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化綜合管理平臺(tái)，有力地提升了我校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施管理水平。

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理特點(diǎn)

1.1 便捷高效

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理包括: 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物訂購(gòu)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物檢疫飼養(yǎng)、設(shè)施運(yùn)行、人員管理、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)及倫理審核、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)監(jiān)管等諸多方面的工作[7]。其管理工作較為瑣碎，例如傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)管理模式下，環(huán)境參數(shù)及繁殖數(shù)據(jù)記錄和保存都是由飼養(yǎng)人員采用傳統(tǒng)表格式手工紀(jì)錄和資料保存，主要弊端是效率低、數(shù)據(jù)格式不一致，在統(tǒng)計(jì)分析時(shí)需耗費(fèi)大量精力。再如動(dòng)物房的籠位情況處于動(dòng)態(tài)變化之中，傳統(tǒng)的管理方式需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間清點(diǎn)統(tǒng)計(jì)才能掌握籠位使用情況。信息化應(yīng)用的特點(diǎn)是充分發(fā)揮科技優(yōu)勢(shì)，建立便捷高效的管理模式，提高工作效率[8,9]。信息管理系統(tǒng)使管理結(jié)構(gòu)趨向扁平化，數(shù)據(jù)管理有序化和數(shù)據(jù)分析科學(xué)化，從而提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的管理效率。

1.2 規(guī)范準(zhǔn)確

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作的開(kāi)展是嚴(yán)格落實(shí)國(guó)家法律法規(guī)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)程等的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作應(yīng)該遵守《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》，動(dòng)物房的環(huán)境參數(shù)必須遵守我國(guó)《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境及設(shè)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14925-2010)要求，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)生物學(xué)特性數(shù)據(jù)采集需遵守《嚙齒類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)據(jù)測(cè)定技術(shù)規(guī)程》，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理審核需遵守《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見(jiàn)》等[10,11]。傳統(tǒng)模式下，動(dòng)物飼育和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)管理過(guò)程中數(shù)據(jù)容易發(fā)生重復(fù)、遺漏、錯(cuò)誤等問(wèn)題，同時(shí)人工記錄資料易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，保存過(guò)程中容易損壞或丟失，使工作缺乏連續(xù)性。各項(xiàng)規(guī)章制度、工作流程、項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)等的全面規(guī)范落實(shí)以及相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確交流可通過(guò)信息化管理方式去實(shí)現(xiàn)，以充分保障各項(xiàng)作業(yè)過(guò)程和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整、規(guī)范、準(zhǔn)確。

1.3 實(shí)時(shí)跟蹤

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量記錄; 籠位情況始終是動(dòng)態(tài)變化的，為便于飼養(yǎng)費(fèi)用結(jié)算及籠位使用申請(qǐng)，管理者要及時(shí)掌握籠位數(shù)量; 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施中溫度、濕度、風(fēng)速和壓差等環(huán)境參數(shù)也需要定時(shí)記錄。在過(guò)去工作中，我校屏障設(shè)施出現(xiàn)過(guò)空調(diào)故障導(dǎo)致設(shè)施內(nèi)溫度急劇下降的情況，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障將會(huì)導(dǎo)致重大事故。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理必須及時(shí)跟蹤和處理動(dòng)物設(shè)施中人員流、物品流、動(dòng)物流所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施運(yùn)行狀況，以保障實(shí)驗(yàn)動(dòng)物工作的順利開(kāi)展。

1.4 可追溯性

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施管理涉及面廣、數(shù)據(jù)量大，充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄、保存和分析處理功能，便于管理者對(duì)環(huán)境設(shè)施運(yùn)行狀況、飼育動(dòng)物狀況、運(yùn)行成本等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析查閱，便于用戶及時(shí)了解所需實(shí)驗(yàn)動(dòng)物狀況及相關(guān)費(fèi)用等信息。因此，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理要保障數(shù)據(jù)客觀、可靠，實(shí)驗(yàn)管理數(shù)據(jù)可核對(duì)、可追溯[12]。

1.5 數(shù)據(jù)共享

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，數(shù)據(jù)共享是發(fā)展趨勢(shì)[13,14]。作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理者，如何更好體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物價(jià)值是我們需要不斷思考的問(wèn)題，其中借助信息化管理實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)共享是減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用數(shù)量、提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物價(jià)值的重要手段。提高數(shù)據(jù)資源的共享程度也是信息化管理中網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要優(yōu)勢(shì)。

2 我校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理措施

為提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理水平，我校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心先后裝備了動(dòng)物飼育系統(tǒng)、設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)、授權(quán)管理系統(tǒng)、信息監(jiān)控系統(tǒng)、儀器預(yù)約管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)管理與教學(xué)系統(tǒng)等六大功能模塊，構(gòu)成了我校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化綜合管理平臺(tái)(圖1)。

2.1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人員管理

所有進(jìn)入動(dòng)物中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的人員全部要在系統(tǒng)上按要求注冊(cè)，錄入姓名、聯(lián)系電話、所屬課題組等基本信息，由系統(tǒng)管理員審核后開(kāi)通賬戶。采用IC卡作為門(mén)禁系統(tǒng)的電子鑰匙，每個(gè)進(jìn)入動(dòng)物中心的實(shí)驗(yàn)人員都須通過(guò)IC卡認(rèn)證。管理人員可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)人員的具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)周期設(shè)置其進(jìn)入的房間和具體的實(shí)驗(yàn)時(shí)間段。管理人員設(shè)置好實(shí)驗(yàn)人員的門(mén)禁權(quán)限后，實(shí)驗(yàn)人員就可以自助式進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這大大提高了實(shí)驗(yàn)效率；同時(shí)管理人員能夠以實(shí)時(shí)和可回放的視頻監(jiān)控系統(tǒng)掌握動(dòng)物房人員進(jìn)出情況，降低動(dòng)物中心管理外來(lái)實(shí)驗(yàn)人員的難度，提高管理效率。

2.2 動(dòng)物飼育管理

圖 1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理平臺(tái)架構(gòu)

用戶可通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)物申購(gòu)和動(dòng)物寄養(yǎng)，同時(shí)，可以通過(guò)系統(tǒng)查詢課題經(jīng)費(fèi)使用情況，及時(shí)了解課題組消費(fèi)清單。系統(tǒng)具有自動(dòng)扣費(fèi)功能，當(dāng)課題經(jīng)費(fèi)不足時(shí)，會(huì)及時(shí)提示，不僅減少了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理者的人力成本，還方便科研人員及時(shí)了解經(jīng)費(fèi)使用情況。動(dòng)物飼育系統(tǒng)按照IVC的SOP對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行飼育管理，通過(guò)采用條碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(RFID)進(jìn)行動(dòng)物中心日常工作管理，保障實(shí)驗(yàn)動(dòng)物從出生或引種到實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程及各種指標(biāo)的透明性和可追溯性，通過(guò)給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息(包括遺傳背景、飼養(yǎng)過(guò)程所有數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、異常記錄、檢疫檢測(cè)記錄等)建檔，并與電子標(biāo)簽逐一掛接進(jìn)行管理。只需要掃描電子標(biāo)簽即可查詢到該實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的所有資料和相關(guān)數(shù)據(jù)，能為用戶提供可追溯的完整動(dòng)物信息。與此同時(shí)，日常飼育工作需要記錄的數(shù)據(jù)同樣通過(guò)條碼掃描的方式進(jìn)行記錄,減少工作人員工作量，降低人工記錄差錯(cuò)率。

2.3 設(shè)施監(jiān)控管理

設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)監(jiān)控動(dòng)物房溫度、濕度、壓差、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等關(guān)鍵指標(biāo)，并設(shè)置預(yù)警值。當(dāng)運(yùn)行閾值超標(biāo)時(shí)出現(xiàn)報(bào)警信息并以短信形式實(shí)時(shí)發(fā)送給設(shè)施管理及維護(hù)人員，以迅速啟動(dòng)維修，做到第一時(shí)間知曉環(huán)境變動(dòng)，最短時(shí)間處理設(shè)施故障(圖2)。此外對(duì)每次異常情況處理過(guò)程進(jìn)行備案和評(píng)估，進(jìn)而提出相應(yīng)改善方案，并記錄到系統(tǒng)中形成預(yù)案庫(kù)，建立設(shè)施運(yùn)行異常情況的預(yù)警預(yù)案管理體系。

2.4 信息監(jiān)控管理

信息監(jiān)控系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的信息監(jiān)控和影像顯示外，還實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、人員監(jiān)控以及報(bào)警信息實(shí)時(shí)記錄。該系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)人員何日何時(shí)進(jìn)出動(dòng)物房、實(shí)驗(yàn)室、使用衣柜、啟閉籠盒等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。此外，還設(shè)置了計(jì)費(fèi)模式，根據(jù)課題組實(shí)驗(yàn)人員使用頻次，自動(dòng)計(jì)算課題組的應(yīng)繳費(fèi)用。系統(tǒng)還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的信息進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)和分析，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的基本信息、資格認(rèn)證、職稱(chēng)、培訓(xùn)情況等進(jìn)行管理，從對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的上崗、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用進(jìn)行全過(guò)程管理。

圖 2 設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.5 授權(quán)管理系統(tǒng)

授權(quán)管理系統(tǒng)包括管理工作人員的權(quán)限、管理課題組實(shí)驗(yàn)人員的權(quán)限以及通過(guò)IC卡管理門(mén)禁、設(shè)備的授權(quán)使用，便于對(duì)工作人員日常動(dòng)物房操作記錄、門(mén)禁、更衣柜、籠盒使用、考勤管理等。課題組入駐后給實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)卡并激活，當(dāng)課題完成或者實(shí)驗(yàn)人員中途退出課題組時(shí)，注銷(xiāo)卡或取消權(quán)限。實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的跟蹤管理，只有激活的有權(quán)限的卡才能使用授權(quán)的動(dòng)物房、實(shí)驗(yàn)室，只能打開(kāi)有權(quán)限的籠盒。

2.6 儀器預(yù)約管理

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所需儀器往往分散放置，各教研室分散管理，管理成本較高，而使用效率較低[15,16]。為提高儀器設(shè)備的使用效率，學(xué)校依托校園網(wǎng)絡(luò)建立儀器預(yù)約管理系統(tǒng)，將小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)、動(dòng)物血壓遙測(cè)分析系統(tǒng)、清醒大動(dòng)物遙測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)物血液分析儀、生化儀等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)備集中管理，保障動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施。用戶可以通過(guò)該預(yù)約管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢索相關(guān)儀器設(shè)備，查看儀器狀態(tài)(可預(yù)約、已預(yù)約、正在使用、儀器故障等)，進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約。管理人員可通過(guò)系統(tǒng)掌握儀器設(shè)備的運(yùn)行狀況。

2.7 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與教學(xué)管理

過(guò)去動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為表現(xiàn)需要實(shí)驗(yàn)人員肉眼觀察，效率較低，并且容易錯(cuò)失觀察時(shí)機(jī)。為此，我們引入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為自動(dòng)跟蹤與分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為24 h監(jiān)控，該系統(tǒng)能夠迅速而準(zhǔn)確地識(shí)別并跟蹤實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，并能自動(dòng)分析動(dòng)物社交行為。同時(shí)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、教室、中央控制室裝備數(shù)碼互動(dòng)多媒體影像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、教室、中央控制室影像、聲音等信息互通，便于教學(xué)視頻播放、錄制、示教等工作的進(jìn)行(圖 3)。

3 未來(lái)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理改革措施

3.1 進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼育過(guò)程信息化管理水平

圖 3 數(shù)碼互動(dòng)多媒體影像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

應(yīng)用計(jì)算機(jī)新技術(shù)，建立互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物監(jiān)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程掌握實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所處的環(huán)境參數(shù)，并能夠通過(guò)調(diào)控?cái)z像頭角度和焦距，觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物狀態(tài)及進(jìn)食飲水情況[17]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人員也可使用授權(quán)的用戶賬戶，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)端口進(jìn)入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物監(jiān)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物狀況。

3.2 進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物服務(wù)保障信息化水平

目前，我校動(dòng)物實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)及倫理審核仍然采用紙質(zhì)材料審核的方式，由動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人員提交紙質(zhì)申請(qǐng)書(shū)給福利倫理審查辦公室，福利倫理審查辦公室受理申請(qǐng)[18]。初審?fù)ㄟ^(guò)后，再經(jīng)福利倫理審查委員會(huì)專(zhuān)家委員審核。審核通過(guò)后，辦公室通過(guò)電話告知申請(qǐng)人員，申請(qǐng)人員取回申請(qǐng)資料。這種方式浪費(fèi)大量人力和時(shí)間，中間環(huán)節(jié)有許多不確定因素，如辦公室人員不在辦公室，審核專(zhuān)家出差或申請(qǐng)人員工作繁忙沒(méi)能及時(shí)取回資料等。未來(lái)可以借助信息管理系統(tǒng)拓展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)及倫理審查功能，申請(qǐng)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提交福利倫理審查申請(qǐng)書(shū)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)辦公室在線受理申請(qǐng)，初審?fù)ㄟ^(guò)后，將結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提交給委員會(huì)專(zhuān)家審查， 專(zhuān)家審查后把審查意見(jiàn)通過(guò)系統(tǒng)或電子郵件傳到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)辦公室，申請(qǐng)人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)查看審查進(jìn)程[17,19]。申請(qǐng)人員從申請(qǐng)到拿到審查告知書(shū)，全程網(wǎng)絡(luò)化辦理，節(jié)省人力和時(shí)間，提高效率。

3.3 提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源及數(shù)據(jù)共享水平

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源及數(shù)據(jù)的共享是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物動(dòng)物信息化管理的難點(diǎn)。部分實(shí)驗(yàn)人員對(duì)資源共享有抵觸情緒，如何科學(xué)合理調(diào)動(dòng)資源，實(shí)現(xiàn)共享，也是一直困擾管理者的難題[20]。在未來(lái)工作中，可以借助實(shí)驗(yàn)動(dòng)物審核平臺(tái)協(xié)調(diào)整合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，共用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或者分別獲取不同類(lèi)型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)本或樣品，做到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源利用最大化，標(biāo)本樣品最大程度共享。同時(shí)整合學(xué)?？蒲谐晒Y源管理系統(tǒng)，建立動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物需求情況、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的共享。

4 總結(jié)

信息化建設(shè)是落實(shí)法律規(guī)章制度、提高工作效率、降低人力負(fù)擔(dān)、共享資源數(shù)據(jù)的有效方式，在重視低碳環(huán)保工作方式的今天，信息化管理注定是未來(lái)工作方式的主流[21,22]。信息化對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作也具有極強(qiáng)滲透性，必將對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生倍增作用、潤(rùn)滑作用和催化作用，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)發(fā)展。在今后工作中需要充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)新技術(shù)，建立可將各模塊信息整合的大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同辦公，從而進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息化管理水平，有效降低實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施和儀器設(shè)備管理工作中運(yùn)行成本，提高管理效率。

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