检验数据可靠性信息化保障探讨

哈玲玲，张中湖，胡 楠 通信作者，隋宝春

（山东省食品药品检验研究院，山东 济南 250101）

1 检验检测数据的可靠性是管理体系要求

CNAS-CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》的7.11数据控制与信息管理对实验室的信息系统给出的管理规定主要有以下几个方面[1]。

（1）用于收集、处理、记录、报告、存储或检索数据的实验室信息管理系统，在投入使用前应进行功能确认，包括实验室信息管理系统中界面的适当运行。对管理系统的任何变更，包括修改软件配置或现成的商业化软件，在变更实施前应形成文件，并确认。

（2）信息系统应防止未授权的访问，采用安全保护以防止信息被修改和丢失。

（3）建立并实施数据保护程序以确保数据和信息的完整性。

（4）对计算和数据的转移进行系统检查。

（5）数据信息的管理：工作站应用系统的数据采集、处理、记录、报告、存储、检索需要进行适用性的确认，升级后需再确认。

（6）建立保持数据完整性、正确性、保密性的保护程序，维护系统正常运行。

在建LIMS系统之初，我们就对照以上规定提出系统要求，在系统建设和应用过程中，要确保系统的使用、变更必须符合《检测和校准实验室能力认可准则》相关要求。

2 我院LIMS对数据可靠性、原始性的保障措施

保障数据的可靠性，主要指保证实验结果数据的原始性、安全性、真实性，同时通过实验过程数据来追溯结果数据的可靠性。我院实验室检验管理系统（LIMS）以检验流程管理为主线，通过电子原始记录（ELN）将各模块（如人、机、料、法、环、QC等）联系起来，对实验中所用的物资、仪器、实验方法、人员情况、环境情况，审核情况等进行记录，作为实验过程与结果的凭证。以下详述LIMS系统是如何保障数据可靠性的。

2.1 数据的收集

检验检测数据主要有称量值和检测值两种，需根据仪器类别和数据类型不同，采用不同的数据采集方式和技术，下面以我院目前在用的SW-LIMS为例介绍。

大型色谱类仪器是将测试结果虚拟打印成PDF文件后，通过安装在仪器工作站电脑上的采集客户端采集到系统，利用科学数据管理系统（SDMS）将非结构化的数据解析、转换成结构化的数据存储到数据库中（如图1所示），数据只能使用，不可更改。在使用时，数据通过电子原始记录（ELN）模板事先绑定的数据源，与到该检品的电子原始记录（ELN）的相应位置匹配。

图1 液相图谱的采集

天平通过串口转网口设备将称量结果直接通过内网网络传送到系统，并存储到数据库中，每次称量历史均进行记录（如图2所示）。

图2 天平数据采集

小型串口仪器：小型串口仪器同天平一样，通过串口将数据结果采集到系统中。在使用时，数据通过ELN数据源，匹配到ELN的相应位置。

天平和小型串口仪器的数据通过接口方式实现数据实时传送，保障数据的原始性、完整性、安全性；配有工作站的大型分析仪器数据采用SDMS（科学数据管理系统）技术，简单来说就是将通过PDF虚拟打印机保存的不同类的分析仪器上各类型的报告结果，解析转换成结构化的数据存储到数据库中。这种非结构化的数据转换以后，不仅能保留所有的原始记录的检测值，而且还能大大提高对数据的查找、分析、使用的效率。

2.2 数据的存储

首先，数据采集后将自动保存到SW-LIMS系统数据库中并留存日志。其次，关于数据的一切操作都有完整的审计跟踪。SW-LIMS系统中数据审计跟踪功能记录了操作人员对原始数据的修改，包括修改时间、修改前后的数据。系统管理员通过设定对哪些字段进行跟踪及执行跟踪的条件，实现对所有原始记录数据的审计跟踪。系统管理员通过系统日志，追踪所有进入系统的人员和登录记录、访问的模块、停留的时间、对数据的改动。另外结合仪器工作站计算机上安装时间戳等手段，做到数据修改留痕、第一时间记录称量值和检测值，确保数据的完整性、真实性和可追溯。

2.3 数据使用（传送、计算）

数据采集后主要应用在电子原始记录（ELN）方法上（如图3所示），ELN方法必须经验证并进行受控管理，任何修改都要经过重新验证与受控管理，SW-LIMS系统中有一整套的ELN验证和受控管理流程来保证ELN的正确使用。数据匹配到检验原始记录后，通过自动化的公式计算出结果。ELN中数据使用后如果要退修，会留下历史痕迹，也就是说，ELN的数据都是可溯源的，保证了数据的原始可靠。

图3 ELN方法内的数据使用

2.4 LIMS实验室管理方面的保障

我院在用的SW-LIMS系统使用了全生命周期管理的方法，LIMS系统的闭环追溯性保障要完全遵循ISO/IEC17025的全部管理要素（人、机、料、法、环测）的要求。从信息管理角度确保了良好的质量管理体系。

（1）在人员方面，严格的授权管理是数据可靠性保障的重要措施。根据人员能力和组织结构等，通过组织结构管理模块分级定义角色和组织及组织成员，通过预先设置，系统在用户登录时自动将其可操作信息指向其所属岗位和组织的权限。角色管理模块设置角色的功能权限，角色授权后，用户在系统中只能看到自己角色范围内的功能模块。例如，一个检验人员具备上岗资格后，系统管理员在系统中分配一个用户账号给该检验人员，同时分配一个检验人员的角色，该角色已经事先定义好可操作的功能权限、菜单、流程节点等。同时，通过系统内的组织架构管理，维护人员账号所属的科室，从事检验的检品领域等，这样多维度控制人员可操作的权限与查看的范围。此外，通过身份验证、电子签名、访问控制、密码策略等多层次的保密手段，共同确保系统内人员管理方面的数据的可靠性和安全性。

（2）仪器设备、物料资源、检验方法、实验环境方面合规保障。集成的电子原始记录管理模块对每个检品每个项目涉及的所有实验资源和实验数据进行完整记录，预先编辑好的电子原始记录模板都经过了验证和受控。检验结果录入前登记仪器、色谱柱、标准品等的使用记录，以及检验用到的设备、环境、物料资源，通过提前在电子原始记录模板中绑定，实现自动记录，保证了原始记录的完整性和原始性。检验结果在SW-LIMS系统内可实现部分数据的自动抓取，避免了人工录入和计算导致的人为误差。

（3）可组态的审计追踪技术对原始记录和实验数据的追溯。可对系统内电子原始记录进行审计追踪（如图4所示），可追溯系统内数据的任何修改，包括修改时间、修改人、修改前后内容。在提交原始记录时，完成版本内容记录；在被退回又修改时，可查看之前提交的历史版本的原始记录（如图5所示）。

图5 ELN历史记录

3 基础IT技术的支持

3.1 我院LIMS系统技术架构

目前，我院LIMS系统采用B/S（Browser/Server）架构，不需要在客户端安装应用程序，使用浏览器就可以登录系统。在实验室网络环境下，这种架构维护简单，如果有任何更新，客户端不用逐个升级，对操作系统基本没有要求。LIMS的服务器对数据的安全起了至关重要的作用，我院的LIMS系统在建设之初从长远考虑，不管是服务器配置、内存大小、存储以及RAID的使用，都完全满足软件的配置要求，其结构采用一台应用服务器、一台备份服务器、一台数据库服务器，两台服务器一主一备同时工作，每日进行增量备份，一旦出现问题，短期内即可恢复。采用应用层、数据层多层分离的架构，符合未来规模扩大和发展的需求。

3.2 网络安全

我院部分实验室的仪器操作系统和工作站软件比较老旧，很多还在Windows XP操作系统运行，再加上有时用优盘进行数据传递，时有病毒产生，甚至会感染整个内网。为此，一方面我们禁止优盘的使用，规定只能在内网FTP上进行数据中转；另一方面及时更新内网杀毒软件的病毒库，防范病毒入侵。

4 我院LIMS系统保障数据可靠方面的不足与新技术展望

4.1 与仪器设备的深度互联

要想做好数据可靠性的信息化保障，分析仪器的应用系统与LIMS的深度融合是一个必要解决的问题，通过与仪器工作站软件深度对接，实现色谱数据结果的自动采集、在LIMS系统上操作仪器工作站，实现仪器工作站和LIMS系统的交互。例如，根据标准按时自动安排进样和质控样，是保障检验检测数据可靠性的重要的一个课题。

我院从建设LIMS系统之初，就持续推进液相气相等分析仪器的工作站与LIMS系统的系统层、数据层的对接，目前已经与国内的几大国产液相仪器设备厂家合作研究检验数据与检验检测系统的深度融合，建数字化实验室，期待不久的将来实现数据的实时传输，仪器工作站与LIMS的数据交互和操作交互。

4.2 计算机化系统验证

（1）验证系统功能。CFDA公布的《药品记录与数据管理规范（征求意见稿）》[2]第二十四条系统验证要求中提到，采用电子记录的计算机（化）系统验证项目，应当根据系统的基础架构、系统功能与业务功能，综合系统成熟程度与复杂程度等多重因素，确定验证的范围与程度，确保系统功能符合预定用途。为此，LIMS系统使用前需进行可靠性、稳定性、适用性确认，做出评价，经论证、批准后可投入使用，同时LIMS系统相关硬件或软件改变后应进行再确认，以确保计算机化系统符合法规、符合指定用途。

（2）系统文档。详细的验证文件、风险管理文档、电子签名授权书等，包括开发过程文档、使用手册、测试报告，以及使用前验证系统功能和验证ELN的文档的齐备，也是保障数据可靠性真实性的必要手段[3]。我院作为国家重点实验室、国家口岸检验所，承担着国产、进口药品、疫苗、血液制品批签发等的重要检验工作，在计算机化系统验证方面的工作应该走在行业前面。下一步，我院开始探索实践计算机化系统的验证方法来更有力保障数据可靠性。

5 结束语

在检验检测中，数据可靠性指的不仅是检验检测系统，也包括系统计算机、服务器等硬件，连接到系统上的仪器、仪器工作站系统，同时还包含操作系统人员、标准操作流程等，以上这些是一个整体体系，用以保障实验数据的可靠性。通过总结我院应用LIMS系统进行实验室检验流程数字化和实验室管理来保障检验数据原始性和可靠性的措施，证明我院应用的SW-LIMS系统在数据可靠性的保障上是有效的。但是系统的应用以及升级是一个长期的工作，同时计算机化系统的验证应该尽早开展，以便建立起完善的系统管理体系来保障数据可靠性与持续性[3]，我们将不断探索检验检测管理系统与分析仪器的对接和交互，利用信息技术在检验检测数据原始性方面做出更大突破。■