檢驗數據可靠性信息化保障探討

哈玲玲，張中湖，胡 楠 通信作者，隋寶春

（山東省食品藥品檢驗研究院，山東 濟南 250101）

1 檢驗檢測數據的可靠性是管理體系要求

CNAS-CL01:2018《檢測和校準實驗室能力認可準則》的7.11數據控制與信息管理對實驗室的信息系統給出的管理規定主要有以下幾個方面[1]。

（1）用于收集、處理、記錄、報告、存儲或檢索數據的實驗室信息管理系統，在投入使用前應進行功能確認，包括實驗室信息管理系統中界面的適當運行。對管理系統的任何變更，包括修改軟件配置或現成的商業化軟件，在變更實施前應形成文件，并確認。

（2）信息系統應防止未授權的訪問，采用安全保護以防止信息被修改和丟失。

（3）建立并實施數據保護程序以確保數據和信息的完整性。

（4）對計算和數據的轉移進行系統檢查。

（5）數據信息的管理：工作站應用系統的數據采集、處理、記錄、報告、存儲、檢索需要進行適用性的確認，升級后需再確認。

（6）建立保持數據完整性、正確性、保密性的保護程序，維護系統正常運行。

在建LIMS系統之初，我們就對照以上規定提出系統要求，在系統建設和應用過程中，要確保系統的使用、變更必須符合《檢測和校準實驗室能力認可準則》相關要求。

2 我院LIMS對數據可靠性、原始性的保障措施

保障數據的可靠性，主要指保證實驗結果數據的原始性、安全性、真實性，同時通過實驗過程數據來追溯結果數據的可靠性。我院實驗室檢驗管理系統（LIMS）以檢驗流程管理為主線，通過電子原始記錄（ELN）將各模塊（如人、機、料、法、環、QC等）聯系起來，對實驗中所用的物資、儀器、實驗方法、人員情況、環境情況，審核情況等進行記錄，作為實驗過程與結果的憑證。以下詳述LIMS系統是如何保障數據可靠性的。

2.1 數據的收集

檢驗檢測數據主要有稱量值和檢測值兩種，需根據儀器類別和數據類型不同，采用不同的數據采集方式和技術，下面以我院目前在用的SW-LIMS為例介紹。

大型色譜類儀器是將測試結果虛擬打印成PDF文件后，通過安裝在儀器工作站電腦上的采集客戶端采集到系統，利用科學數據管理系統（SDMS）將非結構化的數據解析、轉換成結構化的數據存儲到數據庫中（如圖1所示），數據只能使用，不可更改。在使用時，數據通過電子原始記錄（ELN）模板事先綁定的數據源，與到該檢品的電子原始記錄（ELN）的相應位置匹配。

圖1 液相圖譜的采集

天平通過串口轉網口設備將稱量結果直接通過內網網絡傳送到系統，并存儲到數據庫中，每次稱量歷史均進行記錄（如圖2所示）。

圖2 天平數據采集

小型串口儀器：小型串口儀器同天平一樣，通過串口將數據結果采集到系統中。在使用時，數據通過ELN數據源，匹配到ELN的相應位置。

天平和小型串口儀器的數據通過接口方式實現數據實時傳送，保障數據的原始性、完整性、安全性；配有工作站的大型分析儀器數據采用SDMS（科學數據管理系統）技術，簡單來說就是將通過PDF虛擬打印機保存的不同類的分析儀器上各類型的報告結果，解析轉換成結構化的數據存儲到數據庫中。這種非結構化的數據轉換以后，不僅能保留所有的原始記錄的檢測值，而且還能大大提高對數據的查找、分析、使用的效率。

2.2 數據的存儲

首先，數據采集后將自動保存到SW-LIMS系統數據庫中并留存日志。其次，關于數據的一切操作都有完整的審計跟蹤。SW-LIMS系統中數據審計跟蹤功能記錄了操作人員對原始數據的修改，包括修改時間、修改前后的數據。系統管理員通過設定對哪些字段進行跟蹤及執行跟蹤的條件，實現對所有原始記錄數據的審計跟蹤。系統管理員通過系統日志，追蹤所有進入系統的人員和登錄記錄、訪問的模塊、停留的時間、對數據的改動。另外結合儀器工作站計算機上安裝時間戳等手段，做到數據修改留痕、第一時間記錄稱量值和檢測值，確保數據的完整性、真實性和可追溯。

2.3 數據使用（傳送、計算）

數據采集后主要應用在電子原始記錄（ELN）方法上（如圖3所示），ELN方法必須經驗證并進行受控管理，任何修改都要經過重新驗證與受控管理，SW-LIMS系統中有一整套的ELN驗證和受控管理流程來保證ELN的正確使用。數據匹配到檢驗原始記錄后，通過自動化的公式計算出結果。ELN中數據使用后如果要退修，會留下歷史痕跡，也就是說，ELN的數據都是可溯源的，保證了數據的原始可靠。

圖3 ELN方法內的數據使用

2.4 LIMS實驗室管理方面的保障

我院在用的SW-LIMS系統使用了全生命周期管理的方法，LIMS系統的閉環追溯性保障要完全遵循ISO/IEC17025的全部管理要素（人、機、料、法、環測）的要求。從信息管理角度確保了良好的質量管理體系。

（1）在人員方面，嚴格的授權管理是數據可靠性保障的重要措施。根據人員能力和組織結構等，通過組織結構管理模塊分級定義角色和組織及組織成員，通過預先設置，系統在用戶登錄時自動將其可操作信息指向其所屬崗位和組織的權限。角色管理模塊設置角色的功能權限，角色授權后，用戶在系統中只能看到自己角色范圍內的功能模塊。例如，一個檢驗人員具備上崗資格后，系統管理員在系統中分配一個用戶賬號給該檢驗人員，同時分配一個檢驗人員的角色，該角色已經事先定義好可操作的功能權限、菜單、流程節點等。同時，通過系統內的組織架構管理，維護人員賬號所屬的科室，從事檢驗的檢品領域等，這樣多維度控制人員可操作的權限與查看的范圍。此外，通過身份驗證、電子簽名、訪問控制、密碼策略等多層次的保密手段，共同確保系統內人員管理方面的數據的可靠性和安全性。

（2）儀器設備、物料資源、檢驗方法、實驗環境方面合規保障。集成的電子原始記錄管理模塊對每個檢品每個項目涉及的所有實驗資源和實驗數據進行完整記錄，預先編輯好的電子原始記錄模板都經過了驗證和受控。檢驗結果錄入前登記儀器、色譜柱、標準品等的使用記錄，以及檢驗用到的設備、環境、物料資源，通過提前在電子原始記錄模板中綁定，實現自動記錄，保證了原始記錄的完整性和原始性。檢驗結果在SW-LIMS系統內可實現部分數據的自動抓取，避免了人工錄入和計算導致的人為誤差。

（3）可組態的審計追蹤技術對原始記錄和實驗數據的追溯。可對系統內電子原始記錄進行審計追蹤（如圖4所示），可追溯系統內數據的任何修改，包括修改時間、修改人、修改前后內容。在提交原始記錄時，完成版本內容記錄；在被退回又修改時，可查看之前提交的歷史版本的原始記錄（如圖5所示）。

圖5 ELN歷史記錄

3 基礎IT技術的支持

3.1 我院LIMS系統技術架構

目前，我院LIMS系統采用B/S（Browser/Server）架構，不需要在客戶端安裝應用程序，使用瀏覽器就可以登錄系統。在實驗室網絡環境下，這種架構維護簡單，如果有任何更新，客戶端不用逐個升級，對操作系統基本沒有要求。LIMS的服務器對數據的安全起了至關重要的作用，我院的LIMS系統在建設之初從長遠考慮，不管是服務器配置、內存大小、存儲以及RAID的使用，都完全滿足軟件的配置要求，其結構采用一臺應用服務器、一臺備份服務器、一臺數據庫服務器，兩臺服務器一主一備同時工作，每日進行增量備份，一旦出現問題，短期內即可恢復。采用應用層、數據層多層分離的架構，符合未來規模擴大和發展的需求。

3.2 網絡安全

我院部分實驗室的儀器操作系統和工作站軟件比較老舊，很多還在Windows XP操作系統運行，再加上有時用優盤進行數據傳遞，時有病毒產生，甚至會感染整個內網。為此，一方面我們禁止優盤的使用，規定只能在內網FTP上進行數據中轉；另一方面及時更新內網殺毒軟件的病毒庫，防范病毒入侵。

4 我院LIMS系統保障數據可靠方面的不足與新技術展望

4.1 與儀器設備的深度互聯

要想做好數據可靠性的信息化保障，分析儀器的應用系統與LIMS的深度融合是一個必要解決的問題，通過與儀器工作站軟件深度對接，實現色譜數據結果的自動采集、在LIMS系統上操作儀器工作站，實現儀器工作站和LIMS系統的交互。例如，根據標準按時自動安排進樣和質控樣，是保障檢驗檢測數據可靠性的重要的一個課題。

我院從建設LIMS系統之初，就持續推進液相氣相等分析儀器的工作站與LIMS系統的系統層、數據層的對接，目前已經與國內的幾大國產液相儀器設備廠家合作研究檢驗數據與檢驗檢測系統的深度融合，建數字化實驗室，期待不久的將來實現數據的實時傳輸，儀器工作站與LIMS的數據交互和操作交互。

4.2 計算機化系統驗證

（1）驗證系統功能。CFDA公布的《藥品記錄與數據管理規范（征求意見稿）》[2]第二十四條系統驗證要求中提到，采用電子記錄的計算機（化）系統驗證項目，應當根據系統的基礎架構、系統功能與業務功能，綜合系統成熟程度與復雜程度等多重因素，確定驗證的范圍與程度，確保系統功能符合預定用途。為此，LIMS系統使用前需進行可靠性、穩定性、適用性確認，做出評價，經論證、批準后可投入使用，同時LIMS系統相關硬件或軟件改變后應進行再確認，以確保計算機化系統符合法規、符合指定用途。

（2）系統文檔。詳細的驗證文件、風險管理文檔、電子簽名授權書等，包括開發過程文檔、使用手冊、測試報告，以及使用前驗證系統功能和驗證ELN的文檔的齊備，也是保障數據可靠性真實性的必要手段[3]。我院作為國家重點實驗室、國家口岸檢驗所，承擔著國產、進口藥品、疫苗、血液制品批簽發等的重要檢驗工作，在計算機化系統驗證方面的工作應該走在行業前面。下一步，我院開始探索實踐計算機化系統的驗證方法來更有力保障數據可靠性。

5 結束語

在檢驗檢測中，數據可靠性指的不僅是檢驗檢測系統，也包括系統計算機、服務器等硬件，連接到系統上的儀器、儀器工作站系統，同時還包含操作系統人員、標準操作流程等，以上這些是一個整體體系，用以保障實驗數據的可靠性。通過總結我院應用LIMS系統進行實驗室檢驗流程數字化和實驗室管理來保障檢驗數據原始性和可靠性的措施，證明我院應用的SW-LIMS系統在數據可靠性的保障上是有效的。但是系統的應用以及升級是一個長期的工作，同時計算機化系統的驗證應該盡早開展，以便建立起完善的系統管理體系來保障數據可靠性與持續性[3]，我們將不斷探索檢驗檢測管理系統與分析儀器的對接和交互，利用信息技術在檢驗檢測數據原始性方面做出更大突破。■