生物医疗实验室管理一体化创新:生物样本库信息管理系统建设
2020-04-28 11:52
在我国全面迈向创新型国家的过程中,生物样本库发展迅速,实验室信息化建设对于支撑样本库的建设、运营、管理和服务全程具有极为重要的作用。
实验室信息化管理系统可实现生物样本、临床资料、分子数据等各种资源的高效管理和全面共享;对外通过数据集成、交换和安全系统,形成一体化的整合数据库和公共门户网站,面向临床样本资源的各类访问者展示可用资源,实现网上检索、递交申请、网上审批等功能,借助大数据时代的优势,有效管理和使用生物样本及其衍生的各种信息,并使之最大限度地服务于医疗领域。
实验室信息化建设支撑样本库管理、服务和运营的全过程,实现从生物样本及临床信息资料的采集、储存、应用、产出和质量控制的全面信息化管理,对促进信息资源共享、提高研究效率具有重要作用。
实验室信息化管理系统依托自上而下的模式为顶层设计,建设国家级生物样本库网络,通过制定通用数据元和网络接口方式,有效保证样本信息的质量并解决不断提升的信息容量。保障信息质量,还可有效促进资源共享,实施大规模、高通量的研究。整合现有的信息资源建立协作网络,从基础管理、样本采集到存储和研究均利用现有的系统数据,形成集成共享资源。
实验室信息化建设集成现有的信息数据进行协作高效且快速,多层次精准医学知识库体系和生物医学大数据共享平台建设项目。探索建立队列资源开放应用机制和样本与数据共享机制迫在眉睫,多元化临床研究样本库的信息建设亟待统一和规范。
随着对疾病认识的加深,研究者需要多样化的生物样本及分子资源。临床医疗领域新的研究技术也将产生大量的数据需要存储,同时需要开展高通量分析及大数据深度挖掘,这种复杂化、多样化的信息交互和存储,以及容量不断扩展和分析挖掘的需求,使得仅以样本为中心将难以满足科研需要,临床生物样本库的发展战略需从以生物样本为中心转换为以信息为中心。生物样本库信息管理系统应涵盖生物样本管理系统、临床数据管理系统、分子数据平台、科研项目以及仪器、人员、设备、财务等综合性管理系统。
实验室信息化管理平台围绕一个基本点,兼具延展性、开放性和密闭性的特点。以样本生命周期为主线,实现从样本入库核收、处理、分装、标识、冻存的全过程管理,可进行样本类型定义、注释、冻存空间分配、效期管理、动态库存统计、出入库管理、质控记录管理等,通过唯一标识或编码实现样本谱系化溯源管理。
面向医疗实验室研究者、工作人员各种角色进行权限开放,并通过提示性的查询和完备的报告系统,对医疗研究进行精细化管理、全程监测和适时提醒。
通用数据元标准化是建设的基本点,也是数据能够实现共享的关键点。 通用数据元是通过定义和标识来规定具有某些属性的通用数据单元,各种通用数据元共同组成数据元字典,其设定的目的是提高数据质量并促进共享,以规范样本数据表达的一致性,提高数据质量,实现各队列、各样本库之间数据库联网。并对实验室庞大数据的存储、交互和挖掘,便于开展高通量筛选、检测、功能分析以及临床验证,将多组学数据与疾病的临床数据相关联,进行深度信息分析和挖掘,提高样本携带生物大数据的利用和转化能力,从多角度探究疾病的发病机制及个性化诊疗。
实验室信息化管理平台包含:科研项目管理系统实现对出入库科研项目的流程管理; 人力资源管理系统实现人员资质及培训、考核管理; 保障系统实现对中心各项运行设备、耗材和试剂的维护和过程记录,物联管控; 信息发布系统通过开放门户网站面向临床样本资源的各类访问者展示可用资源、申请流程和共享方式等,实现快速检索、递交申请和审批等功能。 为保证各系统数据集成、传输和交换的可靠性、稳定性和高效性,信息体系的建设需在网络结构模式、技术架构、数据传输、数据连接、浏览方式等方面进行全面深入的考虑,在网络结构模式上可采用B/S(Browser/Server)结构;在技术架构方面创建支持信息访问、传递以及跨库的集成化应用环境,提高其兼容性、安全性和工作效能;对于多中心数据库尤其需考虑数据交换方面采用可扩展标记语言格式以进行数据定义,确保数据传输交换的一致性。同时,在数据连接方面采用对象关系映射框架,以便于集成多种数据库,并实现内存数据模型与存储模型之间的相互转换。 实验室信息化管理系统可针对各研究机构自身需求进行选择和定制开发,整个过程实际上通过多系统交互和信息流传递完成,高效、准确、迅速,降低了人力资源成本和系统误差。(内容节选自《协和医学杂志》)