制藥企業(yè)中實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)應(yīng)用研究

劉羽

(先聲藥業(yè)有限公司,江蘇 南京 210032)

隨著科研與制藥水平的提升,制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室樣品數(shù)量增多、分析周期延長、分析項(xiàng)目愈發(fā)復(fù)雜,對(duì)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目實(shí)施過程中數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、安全性提出了更高要求與標(biāo)準(zhǔn),而傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)無法滿足制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室管理需求。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)是依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以系統(tǒng)管理思想與數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)形成的嶄新應(yīng)用技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室管理控制方面優(yōu)勢(shì)突出。合理、合法應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng),能夠有效克服制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室管理工作難題。因此,分析實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

1 實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)概念與功能特點(diǎn)

1.1 概念

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)是基于科學(xué)的管理思想、先進(jìn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),集成樣品管理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)管理、報(bào)表管理等多個(gè)功能模塊為一體的實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)與產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控體系。應(yīng)用LIMS系統(tǒng)能夠?qū)χ扑幤髽I(yè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目展開全方位管理,既能滿足日常管理需求,也能夠?qū)?shí)驗(yàn)室項(xiàng)目展開嚴(yán)格管控。

1.2 功能特點(diǎn)

與系統(tǒng)桌面集成。LIMS系統(tǒng)的應(yīng)用程序均采用用戶熟悉的Word、Excel等界面,典型的資源管理操作模式。用戶可以結(jié)合具體需要設(shè)計(jì)快捷指令,提高操作便捷性。通常情況下,在任意窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵則會(huì)出現(xiàn)個(gè)性化快捷菜單。

質(zhì)量信息管理效率高。LIMS系統(tǒng)同時(shí)支持Oracle、SQL、Sybase等關(guān)系數(shù)據(jù)庫,用戶在對(duì)服務(wù)器進(jìn)行設(shè)置時(shí)按照實(shí)際情況連接各類型數(shù)據(jù)庫即可,連接后便可以直接訪問,利用C語言中的應(yīng)用程序編程接口,高效處理信息[1]。

與制藥企業(yè)綜合管理系統(tǒng)集成。LIMS系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行、操作,也可以作為制藥企業(yè)綜合管理系統(tǒng)的組成部分,與其他系統(tǒng)、程序協(xié)調(diào)運(yùn)行。為保證LIMS系統(tǒng)的拓展性,通常會(huì)建立與數(shù)據(jù)庫對(duì)接的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口,如InfoPlus、Uniformence等,方便實(shí)驗(yàn)室人員實(shí)時(shí)掌握化驗(yàn)分析數(shù)據(jù),靈活調(diào)整實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行條件[2]。且系統(tǒng)運(yùn)用B/S數(shù)據(jù)訪問模式,可以與綜合管理系統(tǒng)通過超鏈接完成更大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享。

分布式管理。LIMS系統(tǒng)擴(kuò)充后會(huì)動(dòng)態(tài)平行擴(kuò)展,支持用戶根據(jù)需求建立任意數(shù)量的服務(wù)器,并能夠統(tǒng)一集成到相同的應(yīng)用界面上,以便制藥企業(yè)可以在同一應(yīng)用界面上隨意訪問實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)管理中任意節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)跟蹤與溯源。在系統(tǒng)中具有登錄權(quán)限人員均掌握著刪除與修改數(shù)據(jù)的權(quán)利,但以上行為發(fā)生后均會(huì)留有痕跡,相關(guān)記錄自動(dòng)在系統(tǒng)日志中存儲(chǔ),授權(quán)用戶可以查詢、追溯,保證實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)完整、安全、可靠。

2 實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在制藥企業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 簡化樣品管理流程

被檢樣品是制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室管理的重點(diǎn)對(duì)象,隨著被檢樣品數(shù)量的增多,傳統(tǒng)管理系統(tǒng)中復(fù)雜混亂的流程、低效率的信息登記,影響著樣品檢測(cè)結(jié)果錄入客觀性,也耗費(fèi)過多時(shí)間,容易延誤生產(chǎn)安排。但LIMS系統(tǒng)對(duì)樣品管理流程進(jìn)行簡化,運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)減少人為失誤,并通過實(shí)時(shí)共享信息使管理效率大幅提升。如:在取樣環(huán)節(jié),制藥企業(yè)生產(chǎn)部直接使用條形碼技術(shù)在LIMS系統(tǒng)中登記樣品,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打印樣品標(biāo)簽,無需人工填寫;在錄入檢測(cè)結(jié)果時(shí),系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷結(jié)果是否異常,實(shí)驗(yàn)室人員復(fù)核結(jié)果無誤后,在系統(tǒng)中直接簽發(fā),進(jìn)而生成檢測(cè)報(bào)告,無需額外花費(fèi)時(shí)間掃描,并直接省略了實(shí)驗(yàn)室填寫報(bào)告、二次復(fù)核報(bào)告、掃描報(bào)告等流程。

2.2 提高樣品統(tǒng)計(jì)效率

在樣品量統(tǒng)計(jì)上,通常需要實(shí)驗(yàn)室人員抽時(shí)間處理,當(dāng)在滿負(fù)荷工作狀態(tài)下,難以騰出額外時(shí)間統(tǒng)計(jì),從而無法及時(shí)掌握樣品處理能力。運(yùn)用LIMS系統(tǒng),按照時(shí)間段與姓名篩選班組量處理樣品量,可快速完成樣品處理能力評(píng)估,及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作中需要改進(jìn)事項(xiàng)。在樣品放行時(shí)間統(tǒng)計(jì)上,LIMS系統(tǒng)可以按照時(shí)間段、樣品模板搜出相同模板所有樣品的放行時(shí)間,準(zhǔn)確、客觀判斷放行情況以及評(píng)估實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力,無需實(shí)驗(yàn)室指派專人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在樣品檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)上,運(yùn)用系統(tǒng)中檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)功能可以直接、快速地統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,同樣檢索時(shí)間段、樣品模板,則可以出現(xiàn)時(shí)間段內(nèi)同一模板所有樣品檢測(cè)結(jié)果清單,選擇相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與綜合分析,可以對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程等多項(xiàng)能力進(jìn)行判斷。

3 實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在制藥企業(yè)中的具體應(yīng)用

3.1 基于項(xiàng)目管理理論的LIMS系統(tǒng)建立與實(shí)施

制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室決定啟動(dòng)LIMS建立與實(shí)施項(xiàng)目后,通常按照啟動(dòng)-導(dǎo)入-準(zhǔn)備-實(shí)施-結(jié)束流程推進(jìn)項(xiàng)目,每個(gè)階段具體工作內(nèi)容與要求如下:

3.1.1 啟動(dòng)階段

在啟動(dòng)階段,主要完成LIMS系統(tǒng)項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目手冊(cè)的制定與審批以及驗(yàn)證計(jì)劃,為項(xiàng)目實(shí)施確定框架與方向。在制定項(xiàng)目計(jì)劃中,根據(jù)系統(tǒng)中職責(zé)與權(quán)限信息、職能部門信息、溝通與決策模式、各階段活動(dòng),完成時(shí)間安排與資源分配,如:項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間,包括測(cè)試、驗(yàn)證培訓(xùn)系統(tǒng)建立時(shí)間、擬定性能確認(rèn)方案等,明確每項(xiàng)工作落實(shí)期間各個(gè)責(zé)任部門完成任務(wù)的期限,計(jì)劃形成后由LIMS系統(tǒng)及驗(yàn)證專家團(tuán)隊(duì)、本地實(shí)驗(yàn)室管理團(tuán)隊(duì)、管理層進(jìn)行審批。在制定項(xiàng)目手冊(cè)中,全面采集信息,篩選、匯總,客觀、詳細(xì)說明LIMS系統(tǒng)建立與實(shí)施情況、適用范圍、實(shí)施工具與指南等。在驗(yàn)證計(jì)劃中,根據(jù)相關(guān)法規(guī)要求,若將LIMS系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目實(shí)施中管理工作的IT系統(tǒng),需要對(duì)其功能與數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行驗(yàn)證,保證系統(tǒng)具備制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的個(gè)性化特征。

3.1.2 導(dǎo)入階段

在導(dǎo)入階段,需要完成LIMS系統(tǒng)差異分析、主數(shù)據(jù)查看與確認(rèn)、風(fēng)險(xiǎn)分析等工作。

在差異分析中,確定LIMS建立、實(shí)施要求與本地實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況之間的差異,并結(jié)合當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)進(jìn)行分析,基于分析結(jié)果進(jìn)行LIMS系統(tǒng)流程優(yōu)化,保證LIMS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室預(yù)期管理目標(biāo)、本地硬件與系統(tǒng)要求硬件適配、實(shí)驗(yàn)室管理人員知識(shí)掌握與系統(tǒng)要求適配[3]。如:根據(jù)差異分析,確定需要對(duì)LIMS系統(tǒng)做出以下調(diào)整:增加中文模塊、在項(xiàng)目使用范圍中增加研發(fā)中心、增加團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)計(jì)劃與實(shí)施流程、本地標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程列表需要修訂。

在主數(shù)據(jù)查看與確認(rèn)中,由技術(shù)人員設(shè)置LIMS系統(tǒng)主數(shù)據(jù),經(jīng)管理層以及實(shí)驗(yàn)室管理團(tuán)隊(duì)查看與確認(rèn),需要確定用戶規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、功能規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)是否符合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目實(shí)際情況;同時(shí),也要對(duì)LIMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、確認(rèn)、設(shè)置,包括樣品、儀器、輔助設(shè)備信息清單等;除此之外,確定LIMS工作組分組權(quán)責(zé),設(shè)置后則確定不同類型用戶的訪問權(quán)限[4]。

在風(fēng)險(xiǎn)分析中,對(duì)LIMS系統(tǒng)中各功能進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,不得與藥品相關(guān)法規(guī)發(fā)生沖突,尤其是樣品、儀器、統(tǒng)計(jì)分析等管理模塊,藥品法規(guī)嚴(yán)格,模塊每項(xiàng)功能的實(shí)施與操作均需要驗(yàn)證,確保與藥品質(zhì)量、法規(guī)要求相符。

3.1.3 準(zhǔn)備階段

在準(zhǔn)備階段,由負(fù)責(zé)人對(duì)前期文件內(nèi)容進(jìn)行審閱、修訂、審批,如:驗(yàn)證方案、測(cè)試用例等項(xiàng)目驗(yàn)證文件的修訂與審批;測(cè)試、驗(yàn)證、培訓(xùn)系統(tǒng)靜態(tài)主數(shù)據(jù)建立的審批;LIMS系統(tǒng)試運(yùn)行計(jì)劃審批等。

3.1.4 實(shí)施階段

在實(shí)施階段,先執(zhí)行LIMS系統(tǒng)運(yùn)行、性能確認(rèn)測(cè)試,形成報(bào)告,作為驗(yàn)證系統(tǒng)合規(guī)性的依據(jù);運(yùn)用培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行用戶培訓(xùn),使不同權(quán)限的用戶正確應(yīng)用系統(tǒng)功能;正式運(yùn)作系統(tǒng)建立后輸入靜態(tài)主數(shù)據(jù),包括實(shí)驗(yàn)室樣品模板、檢測(cè)項(xiàng)目及其規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)模板、測(cè)試計(jì)劃等數(shù)據(jù),輸入后由實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)內(nèi)容,無誤后在使用中只需輸入樣品數(shù)據(jù)與檢測(cè)數(shù)據(jù)即可,當(dāng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)項(xiàng)目、方法、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)未發(fā)生變更時(shí),無需改變系統(tǒng)靜態(tài)主數(shù)據(jù);試運(yùn)行正式運(yùn)作系統(tǒng),為期30 d,需及時(shí)處理運(yùn)行期間出現(xiàn)的問題,并基于試運(yùn)行情況進(jìn)一步調(diào)整LIMS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)操作程序。

3.1.5 結(jié)束階段

在結(jié)束階段,停止系統(tǒng)試運(yùn)行,出具LIMS系統(tǒng)驗(yàn)證報(bào)告,確定是否符合預(yù)期建立與實(shí)施要求,確定符合后正式激活系統(tǒng)程序。

3.2 LIMS系統(tǒng)功能模塊的運(yùn)行

LIMS系統(tǒng)建立與實(shí)施后,程序即可按照設(shè)定的流程執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不同功能,其中核心功能模塊的運(yùn)行情況如下:

3.2.1 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理功能模塊是其他功能模塊的運(yùn)行基礎(chǔ),其對(duì)任務(wù)管理、樣品管理、數(shù)據(jù)輸入與審核、數(shù)據(jù)查詢與處理等諸多環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理、分類、處理、存儲(chǔ)。如:在樣品管理環(huán)節(jié),數(shù)據(jù)管理功能模塊會(huì)自動(dòng)記錄樣品信息,包括樣品來源、數(shù)量、類型、質(zhì)量等多類型數(shù)據(jù);在實(shí)驗(yàn)中,記錄實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)、相關(guān)文檔等,形成堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)。

3.2.2 任務(wù)管理

任務(wù)管理功能模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)任務(wù)與分析計(jì)劃的維護(hù),在模塊中設(shè)置實(shí)驗(yàn)室分析取樣點(diǎn)、項(xiàng)目以及控制指標(biāo)、分析頻次等運(yùn)行參數(shù),可以利用不同顏色對(duì)分析任務(wù)的進(jìn)展與狀態(tài)進(jìn)行表示,方便實(shí)驗(yàn)室觀察分析任務(wù)狀態(tài),平衡好臨時(shí)生產(chǎn)任務(wù)與委托分析任務(wù)。

3.2.3 數(shù)據(jù)輸入

數(shù)據(jù)輸入功能模塊負(fù)責(zé)記錄樣品分析中產(chǎn)生的原始信息,在系統(tǒng)建立與實(shí)施環(huán)節(jié)預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)計(jì)算公式與修約規(guī)則,系統(tǒng)運(yùn)行期間輸入數(shù)據(jù)后可以自動(dòng)獲取分析結(jié)果;并將原始記錄、分析結(jié)果、圖譜數(shù)據(jù)等自動(dòng)保存到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi),當(dāng)分析中發(fā)現(xiàn)有指標(biāo)超標(biāo)、樣品質(zhì)量缺陷情況時(shí),自動(dòng)展開進(jìn)一步分析,詳細(xì)說明情況與分析結(jié)果[5]。

數(shù)據(jù)輸入模塊在采集藥品化驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)有自動(dòng)與人工兩種方式,化驗(yàn)儀器中安裝計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與程序或設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)通信接口時(shí),會(huì)自動(dòng)采集數(shù)據(jù),自動(dòng)將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式,直接保存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,整個(gè)過程無需人工干預(yù)。但目前也有特殊儀器,無標(biāo)準(zhǔn)通信接口、無法設(shè)置控制程序,也可以采用手工輸入方式。

3.2.4 數(shù)學(xué)查詢

數(shù)據(jù)查詢功能模塊可以瀏覽規(guī)定時(shí)間內(nèi)的歷史分析數(shù)據(jù),在符合查詢條件下,檢索出分析數(shù)據(jù)、樣品圖譜數(shù)據(jù)、相同檢驗(yàn)項(xiàng)目一定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù),匯總與整理后能夠直觀地反饋檢驗(yàn)項(xiàng)目變化趨勢(shì);瀏覽超標(biāo)數(shù)據(jù)、加樣數(shù)據(jù)、復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)、修改記錄、審核記錄、判定記錄等。功能運(yùn)行中,會(huì)利用顏色差異對(duì)數(shù)據(jù)的類型進(jìn)行區(qū)分,根據(jù)管理需要篩選數(shù)據(jù)計(jì)算最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差等,方便管理人員計(jì)算與數(shù)據(jù)分析;對(duì)于同一分析項(xiàng)目,可以查詢某時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù),制作趨勢(shì)圖、分布圖等分析圖表。除此之外,該功能模塊運(yùn)行中也能夠完成上述內(nèi)容提到的數(shù)據(jù)溯源,對(duì)某項(xiàng)數(shù)據(jù)的歷史信息全方位查詢,詳細(xì)獲取樣品接收、數(shù)據(jù)錄入等各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)信息、操作人員信息、分析結(jié)果信息等。

3.2.5 報(bào)表處理

報(bào)表處理功能模塊對(duì)所有類型數(shù)據(jù)的記錄格式進(jìn)行了自定義,如:檢驗(yàn)報(bào)告、質(zhì)量臺(tái)賬、原始記錄單、不合格品臺(tái)賬等,并能夠與分析項(xiàng)目以及分析結(jié)果之間建立動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián),實(shí)驗(yàn)室完成數(shù)據(jù)分析、獲取結(jié)果且通過審批后,則自動(dòng)按照自定義格式生成分析報(bào)告或報(bào)表,具有極強(qiáng)的開放性,可以滿足制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室任意復(fù)雜格式報(bào)表與報(bào)告的處理需求。

3.2.6 數(shù)據(jù)庫

1)數(shù)據(jù)模型。在傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)中,制藥企業(yè)實(shí)驗(yàn)室采用分層模型、網(wǎng)絡(luò)模型。樹結(jié)構(gòu)的分層模型可以用于識(shí)別實(shí)體之間的鏈接,但無法進(jìn)行多對(duì)多關(guān)系的表示;網(wǎng)絡(luò)模型與實(shí)體之間的鏈接以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),在數(shù)據(jù)獨(dú)立性上存在明顯缺陷。而LIMS系統(tǒng)支持關(guān)系模型,是一種基于嚴(yán)格數(shù)學(xué)基礎(chǔ),以二維形式進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)體與實(shí)體聯(lián)系的模型,其層次具有較高的抽象性,更適應(yīng)以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)的LIMS系統(tǒng)。

2)數(shù)據(jù)字典。LIMS系統(tǒng)運(yùn)行期間,數(shù)據(jù)字典是支持?jǐn)?shù)據(jù)模型的基礎(chǔ),應(yīng)按照系統(tǒng)模型以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定,數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)執(zhí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),如:大小、限制數(shù)據(jù)字段、默認(rèn)值等標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表及其關(guān)系通常為一對(duì)一,但也會(huì)額外建立數(shù)據(jù)表,如:公告信息表、角色信息表、提醒用戶信息表等,發(fā)揮維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行操作的作用。

4 結(jié)束語

綜上所述,實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)在制藥企業(yè)中應(yīng)用切實(shí)具有重要價(jià)值,但應(yīng)用還處于起步階段,在系統(tǒng)的建立與實(shí)施、功能運(yùn)行方面還有較大的進(jìn)步與提升空間。為保證系統(tǒng)順利投入使用、充分發(fā)揮功能與價(jià)值,制藥企業(yè)應(yīng)主動(dòng)積累應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),掌握系統(tǒng)建立、流程優(yōu)化、運(yùn)行操作、功能使用等多方面的技能,從而深度開發(fā)使用價(jià)值,使管理決策有科學(xué)的依據(jù),進(jìn)而有效提高實(shí)驗(yàn)室管理質(zhì)量與水平。