LIMS系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)管理模塊的創(chuàng)新與應(yīng)用

關(guān)鍵詞：LIMS，標(biāo)準(zhǔn)管理，互聯(lián)網(wǎng)爬蟲，DBN，自動(dòng)采集與更新，智能匹配

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.12.024

保障人民群眾的食品藥品安全一直是食品藥品監(jiān)管的重點(diǎn)工作。近年來，各地政府積極支持基層食品藥品承檢機(jī)構(gòu)的檢測能力建設(shè)與發(fā)展。由于機(jī)構(gòu)改革的進(jìn)行，各地組建了新的綜合性的實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)際運(yùn)行過程中，基層的檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)管理方面往往面臨標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)更新不及時(shí)、人工操作繁瑣等問題[1]。為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化管理，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，基層檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)不斷深入發(fā)展實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）的建設(shè)，促進(jìn)了食藥檢行業(yè)中檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的信息化管理[2]。

結(jié)合工作的需要，我們通過引入互聯(lián)網(wǎng)爬蟲和DBN技術(shù)，并在LIMS標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)中進(jìn)行研究與實(shí)踐，旨在通過該項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新提升標(biāo)準(zhǔn)管理的效率和智能化程度，研究通過以下兩方面進(jìn)行。

1 利用精細(xì)化互聯(lián)網(wǎng)爬蟲實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)采集與實(shí)時(shí)更新

1.1 精細(xì)化爬蟲設(shè)計(jì)

為了更高效地抓取和更新標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種精細(xì)化的互聯(lián)網(wǎng)爬蟲。該爬蟲不僅具備基本的網(wǎng)頁抓取功能，還能通過模擬登錄、處理驗(yàn)證碼等高級(jí)技術(shù)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)源網(wǎng)站的反爬蟲機(jī)制。同時(shí)，我們利用多線程和異步處理技術(shù)，大幅提高了數(shù)據(jù)抓取的速度和效率。

1.2 數(shù)據(jù)解析與清洗

爬蟲抓取的數(shù)據(jù)往往包含大量的HTML標(biāo)簽和無關(guān)信息，因此需要進(jìn)行精細(xì)化的數(shù)據(jù)解析和清洗。我們采用正則表達(dá)式、XPath和CSS選擇器等多種技術(shù)，準(zhǔn)確提取出所需的標(biāo)準(zhǔn)信息，并通過數(shù)據(jù)清洗算法去除重復(fù)、無效和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，確保最終存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確、完整和有效的。

1.3 實(shí)時(shí)更新機(jī)制

為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)更新，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于時(shí)間戳和增量抓取的更新機(jī)制。爬蟲程序會(huì)定期檢查數(shù)據(jù)源網(wǎng)站上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的更新時(shí)間戳，并與本地?cái)?shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的時(shí)間戳進(jìn)行對(duì)比。一旦發(fā)現(xiàn)新的更新，爬蟲會(huì)立即啟動(dòng)增量抓取程序，只抓取新增或修改的數(shù)據(jù)部分，從而大大減少了數(shù)據(jù)抓取和更新的時(shí)間和資源消耗。

2 利用DBN構(gòu)建智能匹配模型實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)智能推薦

在構(gòu)建LIMS軟件中的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用智能推薦系統(tǒng)時(shí)，我們將檢品名稱、檢品小類和檢驗(yàn)類型作為最重要的要素，這些要素能夠直接關(guān)聯(lián)到實(shí)驗(yàn)室工作中所使用的標(biāo)準(zhǔn)，因此它們對(duì)于生成準(zhǔn)確的推薦至關(guān)重要。同時(shí)，最近使用的標(biāo)準(zhǔn)通常具有較高的推薦價(jià)值。以下是如何結(jié)合這些要素以及最近使用的標(biāo)準(zhǔn)來構(gòu)建智能推薦系統(tǒng)的簡要說明：

2.1 數(shù)據(jù)整合

首先，確保LIMS系統(tǒng)中包含了檢品名稱、檢品小類、檢驗(yàn)類型以及與之相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)使用記錄。對(duì)于每個(gè)檢品，系統(tǒng)應(yīng)該能夠追蹤其歷史檢驗(yàn)記錄，包括所使用的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 特征工程

將檢品名稱、檢品小類和檢驗(yàn)類型轉(zhuǎn)換為適合機(jī)器學(xué)習(xí)模型處理的特征。例如，可以使用獨(dú)熱編碼（One-Hot Encoding）處理類別數(shù)據(jù)，或者使用詞嵌入技術(shù)處理文本數(shù)據(jù)。

對(duì)于最近使用的標(biāo)準(zhǔn)，可以引入時(shí)間衰減因子，以便在推薦時(shí)給予更近時(shí)間段內(nèi)的使用記錄更高的權(quán)重。

2.3 模型構(gòu)建

選擇適合的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來捕捉特征與標(biāo)準(zhǔn)使用之間的關(guān)系。考慮到推薦的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性要求，可以采用如矩陣分解、深度學(xué)習(xí)模型（如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RNN處理序列數(shù)據(jù)）等先進(jìn)算法。

在模型訓(xùn)練過程中，優(yōu)化目標(biāo)應(yīng)該是最大化準(zhǔn)確地推薦與給定檢品名稱、檢品小類和檢驗(yàn)類型相匹配的標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 推薦邏輯

當(dāng)用戶輸入檢品名稱、檢品小類和檢驗(yàn)類型時(shí)，系統(tǒng)首先檢索與之最相關(guān)的歷史檢驗(yàn)記錄。

接下來，根據(jù)最近使用的標(biāo)準(zhǔn)和其他相關(guān)因素（如標(biāo)準(zhǔn)的熱門程度、用戶的個(gè)性化偏好等），為當(dāng)前檢品生成一個(gè)推薦標(biāo)準(zhǔn)列表。

最后，將推薦列表呈現(xiàn)給用戶，供其選擇和使用。

2.5 反饋循環(huán)與模型更新

用戶對(duì)推薦結(jié)果的反饋（如采用、忽略或提供新的建議）應(yīng)被收集并用于模型的持續(xù)改進(jìn)。

定期組織數(shù)據(jù)更新和模型重訓(xùn)練，以確保推薦系統(tǒng)能夠跟上實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)的變化和用戶需求的發(fā)展。

通過這種方式，LIMS軟件中的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用智能推薦系統(tǒng)能夠不斷適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室工作的動(dòng)態(tài)變化，為用戶提供更加高效和準(zhǔn)確的支持。

3 應(yīng)用效果與展望

通過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，我們發(fā)現(xiàn)這兩項(xiàng)創(chuàng)新點(diǎn)在LIMS標(biāo)準(zhǔn)管理中取得了顯著的效果提升。精細(xì)化的互聯(lián)網(wǎng)爬蟲技術(shù)大大提高了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集效率和更新及時(shí)性，而DBN智能匹配模型則為用戶提供了精準(zhǔn)、個(gè)性化的標(biāo)準(zhǔn)推薦服務(wù)[3]。同時(shí)新的標(biāo)準(zhǔn)管理模式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品、食品等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)方法目錄查詢和電子文檔無紙化管理，標(biāo)準(zhǔn)分類整理、受控、發(fā)放、查新、修訂、變更、作廢回收等環(huán)節(jié)[4-6]，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫并結(jié)合信息化的科學(xué)管理模式[7-9]。展望未來，我們將繼續(xù)探索更多先進(jìn)的技術(shù)和方法在LIMS標(biāo)準(zhǔn)管理中的應(yīng)用潛力，如利用自然語言處理技術(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行更深入的分析和理解，以及結(jié)合用戶反饋數(shù)據(jù)對(duì)智能匹配模型進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化和迭代，為信息管理提供電子終端服務(wù)等[10 -11]。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新應(yīng)用的深入拓展，LIMS系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)管理將迎來更加智能化、高效化的新時(shí)代。

作者簡介

劉薇，本科，主管藥師，研究方向?yàn)槭称匪幤窐?biāo)準(zhǔn)管理與實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理。

王琪，通信作者，本科，主管藥師，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理與食品藥品檢驗(yàn)檢測。

涂堅(jiān)，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)室軟件系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）