LIMS中样品检测管理模块的开发设计

孔德川

（河南科技学院,河南新乡453003）

实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System）是以实验室为中心,将操作人员、仪器设备、实验方法、设施环境等影响分析数据的因素有机结合起来,采用先进的计算机网络、数据库技术和标准化的实验室管理思想,组成一个开放的分布式体系,为实现分析任务网上分配、检测数据采集、快速发布、信息共享、分析报告自动生成、质量保证体系顺利实施、成本严格控制、人员量化考核、实验室管理水平整体提高等各方面提供技术性支持,是连接实验室、管理部门及客户的信息平台[1-3].

以河南科技学院为例,为满足本科生、研究生培养及科学研究对大型通用仪器设备及相关配套设施条件需要,2006年3月投资1 350万元建立了校级开放性公用教学科研实验中心.随着多年的不断投入建设,实验室规模不断扩大,实验室的样品分析、测试能力得到不断加强,由此产生的数据量和信息量迅速增大.作为一种信息资源,实验室的分析数据应该有规范的贮存和再加工能力,这就对现有实验室的管理提出了更高的要求.对于这种大型的高校分析测试中心,传统上基于人工管理的实验室管理模式肯定不能满足实验室管理的需求,根据实际工作需要,组织开发了适合实验室实际情况的河南科技学院实验室信息管理系统（HIST-LIMS）.

1 样品检测管理模块的需求分析

在HIST-LIMS中样品检测管理模块是整个系统的核心.对于主要进行样品检测的实验室来说,样品检测是实验室最主要的工作,其他工作都是紧紧围绕这个中心而开展的,所以做好样品检测管理是提高实验室管理水平、提高样品分析质量和人员工作效率的最有效途径和基础[4-5].经过对实验室实际工作调研和分析,样品检测模块应满足以下几方面的需求：

（1）要有严格的流程管理,对实验任务的下达、样品的管理、检测、数据提交等环节能够进行追溯,便于管理人员掌握检测工作周期,了解整个实验室实验任务进行状况；

（2）实现实验检测数据提交、审核和发布的计算机管理,避免人为因素造成的数据错误,减少数据传递环节,便于管理人员对数据进行审核,缩短分析报告的报出时间；

（3）能够方便的对检测数据进行查询.管理人员或检测委托人可以根据权限对检测结果及相关数据以多种形式进行查询和导出.

2 样品检测管理模块的设计

2.1 模块总体设计及业务流程

根据河南科技学院教科研中心现有的样品检测流程,将样品检测管理功能模块划分为以下6个子模块,分别是：实验任务、样品检测、数据提交、数据审核、留样管理、信息查询.模块功能框架图如图1所示.

图1 样品检测管理模块功能框架Fig.1 Frame diagram of samples testing management module function

实验样品在整个实验室样品检测任务工作流程图如图2所示.

图2 样品检测任务运行流程Fig.2 The task-run flowchart of samples detection

2.2 子模块功能设计

2.2.1 实验任务 该子模块主要是针对实验室整体检测任务运行情况进行管理,实验室管理人员可以根据各大型仪器运行情况、实验员在岗情况、当前工作情况等因素进行样品检测分析任务的分配,并根据送检用户需求设定检测项目及相关检测要求,并对相关检测样品进行必要的的登记、接收,同时还具有基本的增加、删除、修改、查询实验任务的功能.

2.2.2 样品检测 实验人员拿到测试样品后,登陆系统选择相应实验任务,系统会根据实验任务列出测试样品所需测试的项目和测试要求.实验人员根据系统实验任务提示进行相关实验完成对样品检测分析,完成实验后将相关数据录入到系统中,并进行实验数据的核对、检查.同时对于一些能够自动生成数据的仪器设备,也可以通过仪器相关的数据通信接口直接将实验分析结果传递到系统当中[5-6].该子模块业务流程图如图3所示.

图3 样品检测任务流程Fig.3 Flowchart of Sample detection tasks

2.2.3 数据提交 在这个子模块中实验人员可以将保存下来的样品检测数据进行一定的整理.对照实验任务要求,按照实验室管理规范,在复查无误后,提交给上级实验室管理人员进行数据审核.该子模块中,允许实验人员对错误的实验数据记录在提交之前进行修改或者删除,提交后的数据则由上级实验室管理人员进行处理.

2.2.4 数据审核 数据审核是样品检测管理中非常重要的一环,在这个子模块中数据审核主要是由实验室的技术负责人或者上级实验室管理人员来完成的.根据实验室日常工作需要,对不同类型操作人员和不同的测试任务进行审核权限的划分.比如：一般校内检测任务的数据审核由实验室技术负责人审核即可；而对于需要对外出具检验报告的检测任务,则由实验室主任在实验室技术负责人审核的基础上进行二次审核,审核通过后才能出具相关检测报告.

实验员所进行的审核仅仅是样品检测数据的初步核对,而实验室的技术负责人或者上级实验室管理人员的审核则是对样品检测数据整体的考核.如果审核人员确认实验数据正确无误,点击审核通过按钮,审核后的数据就可以进行报告编制、数据发布等工作.如果发现错误,则点击审核未通过按钮,将相关实验数据送回实验人员,并发出重做指令.在出现实验人员对审核未通过的数据产生争议或者是用户对已通过审核的数据产生争议时,可以启动数据争议处理流程进行相关处理.数据争议处理流程如图4所示.

图4 数据争议处理流程Fig.4 Flowchart of data dispute processing

由图4可知当争议人员（实验人员或检测委托人）对分析结果产生质疑时,可以发出争议请求,由实验室技术负责人调出争议内容的相关实验数据,从测试数据、测试方法、历史数据、仪器标准四个主要方面来综合分析争议请求的内容,如实验数据准确没有错误,则向用户驳回争议请求,并出具相关判断依据.对于确实存在错误的争议请求,则退回到样品检测的相应阶段,重新开始实验,并将实验结果反馈给争议人员,直到最后争议解决.

2.2.5 留样管理 由于实验室某些样品检测任务的特殊性,需要对测试样品进行留样备查,所以留样管理子模块主要包括：留样交接、留样管理、留样处理等主要功能,便于实验人员能快速地根据实验任务对留样样品的采样、交接、保存、观察、三废处理等方面进行管理.

2.2.6 信息查询 信息查询子模块是HIST-LIMS系统中数据输出管理的核心部分,主要包括数据查询、数据认可、报告生成、数据下载等主要功能,另外以后也可以根据实验室管理需求,随时挂接其它功能模块,实现了实验数据管理与质量控制的基本功能.在检测委托人登陆系统后,根据自身权限不同可以实现数据浏览、数据固定查询、自定义查询、固定格式/自定义格式报表生成、固定方式/自定义方式数据统计、数据导出（Txt文件、Excel文件、Web文件等）、样品分析时间查询、工作量查询、国家标准查询、仪器设备基本情况查询等功能.

3 模块测试与实施效果

3.1 模块测试

为保证LIMS系统投入使用后,样品检测管理模块运行符合需求分析的要求,使用模拟数据对模块的工作流程进行验证测试.登录HIST-LIMS系统后,在“实验任务”页面点击“确认登记”按钮,完成测试样品登记、使用设备情况和检测项目要求等信息输入,创建实验任务分配给相关仪器管理人员,如图5所示.

图5 实验任务创建Fig.5 Experimental task creating

仪器管理人员按照下达的实验任务,领取样品后进行相应分析检测,检测完成后将测试数据输入到“数据提交”页面中,提交给实验室主任进行审核,如图6所示.

图6 实验数据提交Fig.6 Experimental data Submitting

实验室主任审核数据后,点击“数据发布”按钮,确认分析检测数据,生成分析报告,供不同用户权限的人员进行浏览,如图7所示.

图7 实验数据发布Fig.7 Experimental data publishing

3.2 实施效果

样品检测管理模块运行实施后,实验室样品分析检测工作情况有了较大改善,如表1所示：

表1 实施前后检测工作效果对比Tab.1 Contrasting effect of work detecting before and after implementation

4 小结

HIST-LIMS系统提高了实验室的管理水平和工作效率,规范了样品检测的管理流程,为检测数据提供了高效和科学的处理平台.在使用过程中,我们按照实验室认证、认可的要求对实验室的检测任务的处理流程进行设计和完善,实现了对实验室日常工作和样品检测工作的有效监督管理,为下一步申请实验室资质认定打下了坚实基础.

[1]姚文勇,张晓杰,周奇慧.流程化管理模式在综合性检测机构中的信息化实践[J].现代测量与实验室管理,2010（4）：46-48.

[2]张金平.应用 LIMS 系统,提升管理现代化[J].现代科学仪器,2005（5）：81-83.

[3]韩方珍,俞守华,曹咏,等.高校院系 LIMS 发展综述[J].现代计算机：专业版,2009（2）：122-123.

[4]王冰,刘洪录,贾春香.浅谈实验室信息管理系统的应用[J].计算机与应用化学,2010,27（8）：1145-1147.

[5]陈婷,杨铸,张改荣,等.LIMS在实验室认证和规范化管理中的应用模型[J].现代测量与实验室管理,2009（4）：35-39.

[6]苏从霞,冯记德.运用LIMS技术提高实验室管理水平[J].石油规划设计,2010,21（2）：47-48.