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基于大数据的食品药品检测LIMS系统应用探讨

发布时间:2020-11-30 10:15:45 人气: 来源:未知

       随着互联网、移动互联网、社交网络、物联网、云计算等技术的迅猛发展,当今社会已进入大数据时代。我国“十三五”规划纲要中指出:“实施国家大数据战略,把大数据作为基础性战略资源,全面实施促进大数据发展行动,加快推动数据资源共享开放和开发应用,助力产业转型升级和社会治理创新”。2015年国务院《促进大数据发展行动纲要》指出加大大数据关键技术研发、产业发展和人才培养力度,着力推进数据汇集和发掘,深化大数据在各行业创新应用,促进大数据产业健康发展;完善法规制度和标准体系,科学规范利用大数据,切实保障数据安全。

       数据的扩张让我们看到大量从宏观到微观、从自然到社会的观察,各种检测仪器设备和计算都在快速产生海量多样的数据。比如实验室的各种检验、科研仪器设备和监测、监控装置以及各种应用等,这些都使得科研领域被推到了一个前所未有的“大数据”时代。海量数据的剧增,使量变扩张引起质变,从面引发人们思维和行为模式的变革。而在科学研究领域,也将直接为科研模式和方法带来极大的推动和改变。人们可以将大量小数据汇总、统计分析,完成海量信息的资源掘取,从而发现其中蕴含着巨大的经济价值和社会价值。科学大数据无处不在,它既是一门多学科融合的交叉学科,同时也影响和改变了更多的科学领域。例如,通过对安全用药大数据的研究可以提高药物临床应用安全水平,扩大药品适应证,完善药物生命周期的质量监管与监测等。



 
1、实验室信息管理系统(LIMS)

       LIMS是计算机网络技术、数据库技术、数据通信、信息管理等多门学科集成的软硬件产品。通过它可以使实验室达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的,对提高实验室工作效率、降低运行成本起到至关重要的作用。LIMS可以保证实验室的质量在严格控制下有序地进行,从而能使实验室的最终产品即所有的检测或管理数据、信息均符合相关的质量标准或规范。同时提供了实验室各种信息存储、交换和统计分析的网络化平台,可促进实验室高效、科学运作和规范化管理。

       目前,LIMS系统在全国食品、药品检验机构得到了广大的建设和发展,从2007年广东省在国内药检系统建立第一家LIMS系统,十余年间,该系统经过不断的实践应用与开发,不断丰富发展,除满足检验业务主流程外,根据不同业务需求,还建立了客户服务平台、现场抽样管理、检验数据平板现场录入、口岸药品检验等业务功能。2016年9月,山东省食品药品检验研究院药品检验信息系统软件(药品检验LIMS系统)项目开始建设,历经短短3个月完成上线,创造了全国范围内用时最短的上线记录,并在2017年全国范围内首次实现了食品检验业务的全面上线运行。在新系统支持下完成药品3201批检品,3733个项目的检验,完成食品检15308批,保健食品1979批,化妆品1424批。实现药品、食品、保健食品、化妆品检验流程优化和管理方式改革,对业务工作可知、可控、可预测管理。在新系统支持下,完成了大量检验任务,显示出了对检验业务全流程管理的规范化和标准化,进一步保证了检验数据的可靠性和完整性,为数据分析提供了依据。

2、大数据时代下的LIMS系统新应用

2.1大数据时代对LIMS系统的新要求 

       随着食品药品检验信息平台和业务系统的逐步建立完善,累积了大量丰富的数据资源,但同时产生大量的无主数据,导致的问题也日益增多:存在大量冗余数据和错误数据,严重影响了报表、领导层决策分析的效果;量分散的数据缺乏统一标准,数据对照和映射关系复杂,无法保证业务数据统计的及时性和准确性;数据结构定义复杂,把大量的信息含义定义到了数据编码结构中,数据校验存在大量人为判断和手工操作,没有有效的数据清理手段和工具,缺乏质量保证过程。

       针对冗余数据,LIMS系统除了对检验检测系统全流程的跟踪和监控外,还能通过主数据处理与分析功能,对大数据的进行挖掘和统计,不再完全依赖于随机抽样。通过大数据可以分析挖掘出小数据无法提取的有价值的信息,使用系统中的检测过程数据、资源管理数据、市场活动数据等,为实验室质量、内部核算等提供相应的数据支撑。

       针对上述情况,2018年山东省食品药品检验研究院对LIMS系统提出了更高的要求,不断开发新的功能。如,仪器管理功能:实现用户对LIMS系统中仪器相关的管理功能,能对信息进行查询,并对相关联的信息进行展示,对相关流程进行管理。功能主要有仪器数据采集管理、仪器设备购置申请、仪器设备安装调试建档、仪器设备维修、仪器设备检定、校准、仪器使用记录维护记录;质量管理功能:主要建设贯穿实验室检验业务全流程的质量管理体系,功能主要有与原始记录关联的审计追踪、质量监控计划、质量监控计划实施等。文件及标准管理包括对检品类型范围的质量体系文件的修改、审批、发布等的管理。这些新功能的开发与应用均需要基于检验检测大数据的采集与分析。

2.2基于LIMS系统未来可以做的项目

2.2.1大屏幕展示
 
       大屏幕包含两个部分:

       ①展示区大屏:实现信息实时监控,便于领导及送检客户更加清楚地了解检验的完成及进展状况。通过大屏幕直观地看到各检验科室的检验量、办结信息等全局情况,实现信息全面公开展示。

       ②实验区大屏:供检验人员使用,直观的展示每个检验组待检、待领样等检验任务,实现检验信息的实时通知与消息推送展现,便于提升工作效率。

2.2.2抽样管理 

       
持进支行抽样安排(包括对接上级的系统任务和下达本级任务),确定抽样人、抽样时间、抽样地点、抽样类别等信息,并能够通知抽样人。

2.2.3标准管理 

       增加标准管理系统模块,与开发者标准平台实现无缝对接,实现LIMS系统实时查询最新上线、即将实施、被替代、正在实行等国家、地方、行业标准,为检验提供标准依据。实现检验标准管理的系统化、规范化和自动化,将药品、食品、保化的国家标准,企业标准等纸质标准数据化。包括标准数据査询、标准数据管理、标准文本浏览、用户管理及标准类别管理。实现与检验业务流程的自动关联,检验人员可以根据检品、项目、检验依据信息等关键字动态查询对应,自动加载出符合条件的标准内容及对应的电子文件,供检验人员查询使用。

2.2.4移动互联应用

       实验室信息管理系统支持主流手机平台(ISO、安卓)使用定制APP或微信集成功能对检验业务流程相关环节进行审批,并支持与LIMS系统数据互通和交互,达到无缝集成,支持根据环节设置进行主动提醒功能。可以使报告的审批与签发在移动端完成授权过程。

2.2.5其他的应用

       其他应用还包括业务统计系统主要针对相关业务的统计,其中包含工作量统计、绩效统计、报告时限统计、耗材统计、仪器使用率统计、差错率统计等方面,统计内容可扩展到其他的业务方面。除对业务数据进行统计外,还可通过数据分析与数据挖掘系统实现标准建设、成本效益分析、高级统计、结果综合分析、检验项目先进性分析、平台使用情况、质控趋势分析等的数据分析和挖掘,进而建立全省的食药检验大数据决策分析平台等等。

3、讨论

       习近平总书记2016年10月9日中央政治局第三十六次集体学习时指出以推行电子政务、建设新型智慧城市等为抓手,以数据集中和共享为途径,建设全国一体化的国家大数据中心,推进技术融合、业务融合、数据融合,实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理和服务。全面贯彻习近平总书记“实施国家大数据战略、加快建设数字中国”讲话精神,让检验检测“大数据”活起来是社会进步的必然趋势。应用“大数据”的一个重要方面,是避免陷入数据陷阱,根据不同业务的相互联系、结合数据库技术,将数据库间的冗余数据剔除,利用整合或重建消除数据孤岛,让检验检测“大数据”以最好的形式呈现出来。应用“大数据”的另一重要方面是为数据保驾护航,“大数据”的开放、交互,带来了隐私、机密泄露的风险。作为国家数据的一部分,检验检测的数据必须有目的、有保障、有监控地开放交互,依靠法规的保障,有条件、有范围地进行“大数据”预测。“大数据”可能会为检验检测工作带来不同的指导方向,甚至会改变我们探索世界的方法,但是它的根本却离不开思想创新,需要检验检测人员日积月累的实践经验来支撑,并由高效创新的思维来武装,才能发挥预知未来的作用。

       同时大数据的分析与处理不是简单的数据汇总,它包含了数据计算、数据分析与挖掘、决策分类、趋势分析、关联规则挖掘等几个方面。对于LIMS系统大数据的采集和使用,需要添加新的硬件系统和功能模块,这也往往也需要大量的资金投入,检验单位应根据自身定位和建设的需求来挑选实现。

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