医科院校实验动物信息化管理工作的探讨与实践

李 莉, 赵善民, 崔淑芳

(海军军医大学1. 教学保障处; 2. 实验动物中心, 上海 200433)

实验动物是生物医学乃至整个生命科学研究的基础和重要支撑条件，其应用几乎涉及到医药科学的各个试验领域[1-3]，是生命科学、医药学、生物工程、营养学等高新技术学科发展中必不可少的实验对象[4,5]。实验动物设施管理水平的高低将直接影响到学校教学科研工作能否顺利开展，通过建立信息化管理手段、规范业务流程是一种行之有效的管理方法[6]。我校近年来着力打造了由授权管理系统、动物饲育系统、信息监控系统、设施监控系统、仪器预约管理系统和动物实验与教学管理系统构成的实验动物信息化综合管理平台，有力地提升了我校实验动物设施管理水平。

1 实验动物信息化管理特点

1.1 便捷高效

实验动物管理包括: 实验动物订购、实验动物检疫饲养、设施运行、人员管理、动物实验申请及伦理审核、动物实验监管等诸多方面的工作[7]。其管理工作较为琐碎，例如传统的实验动物饲养管理模式下，环境参数及繁殖数据记录和保存都是由饲养人员采用传统表格式手工纪录和资料保存，主要弊端是效率低、数据格式不一致，在统计分析时需耗费大量精力。再如动物房的笼位情况处于动态变化之中，传统的管理方式需要耗费较长时间清点统计才能掌握笼位使用情况。信息化应用的特点是充分发挥科技优势，建立便捷高效的管理模式，提高工作效率[8,9]。信息管理系统使管理结构趋向扁平化，数据管理有序化和数据分析科学化，从而提高实验动物设施的管理效率。

1.2 规范准确

实验动物管理工作的开展是严格落实国家法律法规、质量标准、操作规程等的过程，实验动物管理工作应该遵守《实验动物管理条例》，动物房的环境参数必须遵守我国《实验动物环境及设施国家标准》(GB 14925-2010)要求，动物实验生物学特性数据采集需遵守《啮齿类实验动物数据测定技术规程》，实验动物伦理审核需遵守《关于善待实验动物的指导性意见》等[10,11]。传统模式下，动物饲育和动物实验管理过程中数据容易发生重复、遗漏、错误等问题，同时人工记录资料易出现人为错误，保存过程中容易损坏或丢失，使工作缺乏连续性。各项规章制度、工作流程、项目标准等的全面规范落实以及相关数据及时、准确交流可通过信息化管理方式去实现，以充分保障各项作业过程和监测数据完整、规范、准确。

1.3 实时跟踪

实验动物繁育过程会产生大量记录; 笼位情况始终是动态变化的，为便于饲养费用结算及笼位使用申请，管理者要及时掌握笼位数量; 实验动物设施中温度、湿度、风速和压差等环境参数也需要定时记录。在过去工作中，我校屏障设施出现过空调故障导致设施内温度急剧下降的情况，如果不能及时发现并排除故障将会导致重大事故。实验动物信息化管理必须及时跟踪和处理动物设施中人员流、物品流、动物流所产生的各种数据，准确掌握实验动物设施运行状况，以保障实验动物工作的顺利开展。

1.4 可追溯性

实验动物设施管理涉及面广、数据量大，充分利用计算机强大的数据记录、保存和分析处理功能，便于管理者对环境设施运行状况、饲育动物状况、运行成本等数据进行综合分析查阅，便于用户及时了解所需实验动物状况及相关费用等信息。因此，实验动物信息化管理要保障数据客观、可靠，实验管理数据可核对、可追溯[12]。

1.5 数据共享

大数据时代下，数据共享是发展趋势[13,14]。作为实验动物管理者，如何更好体现实验动物福利和实验动物价值是我们需要不断思考的问题，其中借助信息化管理实现实验动物及动物实验的数据共享是减少实验动物使用数量、提升实验动物价值的重要手段。提高数据资源的共享程度也是信息化管理中网络应用的重要优势。

2 我校实验动物信息化管理措施

为提升实验动物信息化管理水平，我校实验动物中心先后装备了动物饲育系统、设施监控系统、授权管理系统、信息监控系统、仪器预约管理系统、实验管理与教学系统等六大功能模块，构成了我校实验动物信息化综合管理平台(图1)。

2.1 动物实验人员管理

所有进入动物中心进行实验的人员全部要在系统上按要求注册，录入姓名、联系电话、所属课题组等基本信息，由系统管理员审核后开通账户。采用IC卡作为门禁系统的电子钥匙，每个进入动物中心的实验人员都须通过IC卡认证。管理人员可以根据实验人员的具体实验内容和实验周期设置其进入的房间和具体的实验时间段。管理人员设置好实验人员的门禁权限后，实验人员就可以自助式进出实验室进行实验，这大大提高了实验效率；同时管理人员能够以实时和可回放的视频监控系统掌握动物房人员进出情况，降低动物中心管理外来实验人员的难度，提高管理效率。

2.2 动物饲育管理

图 1 实验动物信息化管理平台架构

用户可通过系统进行动物申购和动物寄养，同时，可以通过系统查询课题经费使用情况，及时了解课题组消费清单。系统具有自动扣费功能，当课题经费不足时，会及时提示，不仅减少了实验动物管理者的人力成本，还方便科研人员及时了解经费使用情况。动物饲育系统按照IVC的SOP对实验动物进行饲育管理，通过采用条码自动识别技术(RFID)进行动物中心日常工作管理，保障实验动物从出生或引种到实验的整个过程及各种指标的透明性和可追溯性，通过给实验动物信息(包括遗传背景、饲养过程所有数据、环境监测数据、异常记录、检疫检测记录等)建档，并与电子标签逐一挂接进行管理。只需要扫描电子标签即可查询到该实验动物的所有资料和相关数据，能为用户提供可追溯的完整动物信息。与此同时，日常饲育工作需要记录的数据同样通过条码扫描的方式进行记录,减少工作人员工作量，降低人工记录差错率。

2.3 设施监控管理

设施监控系统可动态监控动物房温度、湿度、压差、风机运转状况等关键指标，并设置预警值。当运行阈值超标时出现报警信息并以短信形式实时发送给设施管理及维护人员，以迅速启动维修，做到第一时间知晓环境变动，最短时间处理设施故障(图2)。此外对每次异常情况处理过程进行备案和评估，进而提出相应改善方案，并记录到系统中形成预案库，建立设施运行异常情况的预警预案管理体系。

2.4 信息监控管理

信息监控系统除实现环境参数、设备状态的信息监控和影像显示外，还实现了业务数据、人员监控以及报警信息实时记录。该系统自动记录实验人员何日何时进出动物房、实验室、使用衣柜、启闭笼盒等业务数据。此外，还设置了计费模式，根据课题组实验人员使用频次，自动计算课题组的应缴费用。系统还可以对实验人员的信息进行分类统计和分析，通过对实验人员的基本信息、资格认证、职称、培训情况等进行管理，从对实验人员的上岗、进入实验室、实验动物使用进行全过程管理。

图 2 设施监控系统结构图

2.5 授权管理系统

授权管理系统包括管理工作人员的权限、管理课题组实验人员的权限以及通过IC卡管理门禁、设备的授权使用，便于对工作人员日常动物房操作记录、门禁、更衣柜、笼盒使用、考勤管理等。课题组入驻后给实验人员开卡并激活，当课题完成或者实验人员中途退出课题组时，注销卡或取消权限。实现对实验人员的跟踪管理，只有激活的有权限的卡才能使用授权的动物房、实验室，只能打开有权限的笼盒。

2.6 仪器预约管理

动物实验所需仪器往往分散放置，各教研室分散管理，管理成本较高，而使用效率较低[15,16]。为提高仪器设备的使用效率，学校依托校园网络建立仪器预约管理系统，将小动物活体成像系统、动物血压遥测分析系统、清醒大动物遥测系统、动物血液分析仪、生化仪等动物实验设备集中管理，保障动物实验的顺利实施。用户可以通过该预约管理系统实时检索相关仪器设备，查看仪器状态(可预约、已预约、正在使用、仪器故障等)，进行网上预约。管理人员可通过系统掌握仪器设备的运行状况。

2.7 动物实验与教学管理

过去动物实验中，实验动物行为表现需要实验人员肉眼观察，效率较低，并且容易错失观察时机。为此，我们引入实验动物行为自动跟踪与分析系统，实现实验动物行为24 h监控，该系统能够迅速而准确地识别并跟踪实验动物，并能自动分析动物社交行为。同时，动物实验室、教室、中央控制室装备数码互动多媒体影像系统，实现动物实验室、教室、中央控制室影像、声音等信息互通，便于教学视频播放、录制、示教等工作的进行(图 3)。

3 未来实验动物信息化管理改革措施

3.1 进一步提高实验动物饲育过程信息化管理水平

图 3 数码互动多媒体影像系统结构图

应用计算机新技术，建立互联网远程监控系统，实验动物管理人员通过实验动物监控系统，远程掌握实验动物所处的环境参数，并能够通过调控摄像头角度和焦距，观察实验动物状态及进食饮水情况[17]。动物实验人员也可使用授权的用户账户，通过互联网端口进入实验动物监控系统，远程观察实验动物状况。

3.2 进一步提高实验动物服务保障信息化水平

目前，我校动物实验申请及伦理审核仍然采用纸质材料审核的方式，由动物实验人员提交纸质申请书给福利伦理审查办公室，福利伦理审查办公室受理申请[18]。初审通过后，再经福利伦理审查委员会专家委员审核。审核通过后，办公室通过电话告知申请人员，申请人员取回申请资料。这种方式浪费大量人力和时间，中间环节有许多不确定因素，如办公室人员不在办公室，审核专家出差或申请人员工作繁忙没能及时取回资料等。未来可以借助信息管理系统拓展动物实验申请及伦理审查功能，申请人员通过网络平台提交福利伦理审查申请书，实验动物伦理委员会办公室在线受理申请，初审通过后，将结果通过网络平台提交给委员会专家审查， 专家审查后把审查意见通过系统或电子邮件传到实验动物伦理委员会办公室，申请人员可以通过网络平台查看审查进程[17,19]。申请人员从申请到拿到审查告知书，全程网络化办理，节省人力和时间，提高效率。

3.3 提升实验动物资源及数据共享水平

实验动物资源及数据的共享是实验动物动物信息化管理的难点。部分实验人员对资源共享有抵触情绪，如何科学合理调动资源，实现共享，也是一直困扰管理者的难题[20]。在未来工作中，可以借助实验动物审核平台协调整合动物实验项目，共用实验动物或者分别获取不同类型实验动物标本或样品，做到实验动物资源利用最大化，标本样品最大程度共享。同时整合学校科研成果资源管理系统，建立动物实验数据共享系统，实现实验动物需求情况、实验数据的共享。

4 总结

信息化建设是落实法律规章制度、提高工作效率、降低人力负担、共享资源数据的有效方式，在重视低碳环保工作方式的今天，信息化管理注定是未来工作方式的主流[21,22]。信息化对实验动物管理工作也具有极强渗透性，必将对实验动物产业产生倍增作用、润滑作用和催化作用，促进实验动物科学发展。在今后工作中需要充分运用计算机新技术，建立可将各模块信息整合的大型数据库管理系统，通过移动互联网实现数据共享和协同办公，从而进一步提升实验动物信息化管理水平，有效降低实验动物设施和仪器设备管理工作中运行成本，提高管理效率。

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