LIMS與CDS系統的(de)整合

傳統的(de)LIMS（實驗室信息管理(lǐ)系統）定義是以樣品爲核心，将實驗室的(de)業務流程、環境、人(rén)員(yuán)、儀器設備、标物(wù)标液、化(huà)學試劑、标準方法等實驗室數據和(hé)信息的(de)收集、分(fēn)析、報告和(hé)管理(lǐ)的(de)系統。CDS（Chromatography data system,色譜數據系統）則是網絡化(huà)的(de)色譜儀器工作站，代替之前單機版的(de)色譜工作站。從軟件分(fēn)類上來(lái)講，LIMS屬于管理(lǐ)型軟件，CDS更類似于工具性軟件。從一線分(fēn)析人(rén)員(yuán)的(de)感受來(lái)說，CDS的(de)受歡迎度是遠(yuǎn)超LIMS的(de)。CDS讓分(fēn)析人(rén)員(yuán)坐(zuò)在辦公室裏操作儀器，處理(lǐ)數據，遠(yuǎn)離儀器噪聲和(hé)有機溶劑的(de)危害，也(yě)讓實驗室看起來(lái)更加整潔有序，體現了(le)一個(gè)企業對(duì)員(yuán)工關懷。LIMS就不多(duō)說了(le)，說多(duō)了(le)都是淚。不管是先有LIMS還(hái)是先有ELN，都有了(le)那就涉及這(zhè)兩個(gè)系統之間接口的(de)問題。

通(tōng)過CDS與LIMS的(de)整合可(kě)以避免員(yuán)工在CDS中重複輸入樣品信息，也(yě)避免将CDS的(de)結果以手抄的(de)方式輸入，這(zhè)樣不僅将實驗室人(rén)員(yuán)從一些日常工作中解放出來(lái)，數據的(de)自動傳輸也(yě)避免了(le)人(rén)工易犯的(de)謄抄錯誤，還(hái)能增加實驗室樣品分(fēn)析通(tōng)量。

系統整合以完美(měi)者的(de)角度出發應該是雙向的(de)，即CDS能從LIMS中獲取待分(fēn)析的(de)樣品，也(yě)能将樣品分(fēn)析結果發送回LIMS。現在很多(duō)LIMS供應商都提供成熟的(de)CDS接口，做(zuò)一些配置就可(kě)以用(yòng)上了(le)。如果沒有現成的(de)，那就需要完全二次開發，前提是兩個(gè)軟件都要提供SDK包。

系統整合方式上，第一種是從LIMS中生成待分(fēn)析的(de)樣品序列Sequence，然後将序列主動推送到CDS中，甚至直接在LIMS中就可(kě)以啓動Sequence的(de)運行，數據分(fēn)析與結果審核完後将數據取回到LIMS中，即Push-Pull。

第二種是遵從現有習(xí)慣，也(yě)是最受推薦的(de)方式。LIMS中不再完成生成Sequence的(de)任務，而隻是将待分(fēn)析的(de)樣品列表導入到CDS中，在在CDS中最終生成Sequence。在功能實現上即将LIMS的(de)部分(fēn)功能集成到CDS中，使之成爲CDS的(de)一部分(fēn)，分(fēn)析人(rén)員(yuán)仍舊(jiù)主要使用(yòng)CDS或其中增加的(de)一部分(fēn)功能，管理(lǐ)人(rén)員(yuán)主要使用(yòng)LIMS，而不用(yòng)在兩個(gè)軟件之間來(lái)回切換。CDS類似于儀器的(de)工作站，而LIMS則屬于管理(lǐ)軟件。分(fēn)析人(rén)員(yuán)在實驗室與CDS接觸時(shí)間是最多(duō)的(de)，往往對(duì)CDS也(yě)更熟悉，而對(duì)LIMS而言，其可(kě)能隻需要使用(yòng)到其很小一部分(fēn)功能，所以如果将LIMS-CDS接口程序整合到CDS中形成CDS中的(de)一個(gè)菜單項，分(fēn)析人(rén)員(yuán)就不需要專門學習(xí)操作LIMS，從而能降低學習(xí)和(hé)培訓的(de)成本。用(yòng)戶在CDS中直接查詢和(hé)調用(yòng)LIMS中的(de)待分(fēn)析樣品列表并根據要求生成運行Sequence，如果更加智能化(huà)一點的(de)話(huà)，自動在待分(fēn)析樣品列表中加入标準品和(hé)QC樣品。即先Pull，然後在Push.

基于第二種系統集成方式，我們談一談集成接口所涉及的(de)問題

從LIMS到CDS的(de)數據傳輸

CDS需要哪些數據才能産生Sequence決定了(le)LIMS需要傳遞的(de)數據，通(tōng)常一款CDS的(de)sequence需要樣品的(de)編号、分(fēn)析方法名稱、儀器名、标準品/空白/質控樣品的(de)數量、樣品的(de)分(fēn)析順序，進樣次數、SST（系統适用(yòng)性檢查）樣品分(fēn)布等。如果最終結果的(de)計算(suàn)交由CDS完成，則還(hái)需要相關的(de)輔助數據，如标準品的(de)稀釋倍數，樣品的(de)稱重與配制濃度，樣品的(de)稀釋引子，這(zhè)些數據将參與最終結果的(de)計算(suàn)。兩個(gè)系統之間接口的(de)實現要求所有數據都從LIMS來(lái)是不現實的(de)，一般隻需要選擇關鍵數據，例如樣品編号和(hé)參比樣品純度之類的(de)，其他(tā)信息可(kě)以通(tōng)過CDS的(de)Sequence文件模闆自動生成。

結果計算(suàn)與分(fēn)析結果的(de)審核

CDS僅僅能從色譜的(de)角度給出分(fēn)析數據，而分(fēn)析結果的(de)出具可(kě)能還(hái)需要其他(tā)來(lái)源的(de)數據，例如樣品的(de)純度，稱重等。這(zhè)些數據可(kě)能存在于LIMS中，也(yě)可(kě)能來(lái)源于其他(tā)系統或硬件，例如稱重就可(kě)能直接來(lái)源于天平，好的(de)LIMS-CDS接口應該能彙集計算(suàn)所需數據（這(zhè)裏包含LIMS未提供的(de)數據），并能執行必要的(de)計算(suàn)。這(zhè)些計算(suàn)應該是模式化(huà)和(hé)流程化(huà)的(de)，避免人(rén)工計算(suàn)可(kě)能出現的(de)錯誤，最後将分(fēn)析結果提交到LIMS。目前非常多(duō)的(de)CDS系統都提供優秀的(de)運行後處理(lǐ)功能，可(kě)以批量執行特定的(de)計算(suàn)功能，例如重複進樣取平均數，單位的(de)換算(suàn)等。

最終分(fēn)析結果到底是放在CDS進行審核還(hái)是放到LIMS中進行審核是需要注意的(de)，考慮到分(fēn)析人(rén)員(yuán)主要使用(yòng)CDS系統，一般建議(yì)将分(fēn)析結果放在CDS中審核，這(zhè)裏包括采用(yòng)電子簽名對(duì)結果進行确認，最後發送到LIMS中。

CDS分(fēn)析結果傳遞的(de)媒介有兩種，一種是通(tōng)過中間文件過渡的(de)方式，即CDS将分(fēn)析結果寫入到某個(gè)文件中，LIMS定時(shí)去讀取該文件中的(de)内容。一種是直接數據庫對(duì)數據庫的(de)方式寫入。第一種需要對(duì)該中間過渡文件采取保護措施以免發生數據真實性和(hé)完整性問題；第二種則是十分(fēn)安全和(hé)推薦的(de)方法。

OOS結果報告

如果隻有單獨的(de)CDS或LIMS系統，對(duì)于分(fēn)析結果的(de)OOS（out-of-specification）報告自然分(fēn)别由CDS或LIMS負責，如果LIMS和(hé)CDS都有，而且二者還(hái)做(zuò)了(le)整合，就要确定到底是誰來(lái)負責做(zuò)OOS檢查了(le)。LIMS主要是用(yòng)來(lái)做(zuò)樣品和(hé)結果管理(lǐ)的(de)，CDS主要是控制儀器運轉和(hé)對(duì)結果進行計算(suàn)的(de)，這(zhè)點搞清楚了(le)，将OOS檢查放到LIMS中就很符合邏輯了(le)，而且LIMS中還(hái)會包含相關的(de)檢測标準，如果CDS傳過來(lái)的(de)某個(gè)結果OOS了(le)，在LIMS裏有啓動OOS調查的(de)功能的(de)前提下(xià)，就在LIMS裏啓動CAPA（預防與糾正措施），如果沒有，就需要專門的(de)質量管理(lǐ)系統去啓動了(le)CAPA，還(hái)涉及到LIMS與質量管理(lǐ)系統的(de)整合。

接口的(de)合規性設計

從計算(suàn)機驗證（CSV）的(de)角度講，用(yòng)戶對(duì)接口的(de)功能需求要有詳細說明(míng)（URS），并且對(duì)這(zhè)些需求條目進行唯一編碼标識，以便在将來(lái)測試時(shí)能夠逐條匹配和(hé)追溯。URS中要包含接口将如何使用(yòng)，預期一個(gè)運行序列中最大(dà)所包含的(de)樣品數量，運行序列中所包含的(de)樣品量将決定在LIMS和(hé)CDS之間傳遞的(de)數據量。如果是定制化(huà)的(de)接口，還(hái)要說明(míng)處理(lǐ)這(zhè)些數據的(de)模塊設計及代碼，錯誤如何處理(lǐ)等，這(zhè)些在DS(設計說明(míng)書(shū))中要有體現。如果LIMS和(hé)CDS之間的(de)數據的(de)傳遞采用(yòng)中間文件作爲過渡形式，那麽還(hái)要說明(míng)如何保障這(zhè)些中間過渡文件中所包含數據真實性和(hé)完整性的(de)相關措施。如果采用(yòng)的(de)是商品化(huà)的(de)接口，則需要相應的(de)配置說明(míng)書(shū)說明(míng)系統的(de)配置方案。

系統集成後要進行相應的(de)測試。編寫測試方案書(shū)應根據用(yòng)戶需求說明(míng)書(shū)，對(duì)每一條需求都要有相應的(de)測試項相對(duì)應，從而驗證相應的(de)需求得(de)以滿足。測試中還(hái)要檢查系統對(duì)錯誤的(de)處理(lǐ)，例如網絡中斷的(de)情況下(xià)，數據會丢失還(hái)是在網絡恢複後自動重新發送。這(zhè)裏特别要注意的(de)是，如果LIMS和(hé)CDS之間采用(yòng)文件作爲數據的(de)傳遞交換媒介，需要測試數據在傳遞過程中能否避免篡改的(de)情況發生，對(duì)這(zhè)些文件是否有足夠的(de)保護措施，

 如果是受法規監管的(de)行業，軟件接口的(de)合規性要能遵守21CFR Part11,以保證電子數據的(de)真實性，完整性，可(kě)追溯性。電子簽名，密碼保護，審計跟蹤這(zhè)些特性都缺一不可(kě)。電子簽名可(kě)作爲操作者對(duì)自身操作的(de)身份确認，與手寫簽名在法律意義上等效。密碼保護則作爲系統的(de)訪問控制手段，結合用(yòng)戶名和(hé)角色對(duì)用(yòng)戶能夠訪問的(de)系統功能和(hé)數據對(duì)象加以限制，例如用(yòng)戶登錄系統後能使用(yòng)哪些菜單項，看到哪些數據。審計跟蹤應能夠記錄用(yòng)戶所有的(de)操作事件，包括系統登陸，軟件設置，數據修改，數據查看等，記錄何時(shí)，何地，和(hé)人(rén)做(zuò)了(le)何事。審計跟蹤日志應該存儲在獨立的(de)數據庫中，禁止任何人(rén)修改。

結語

在以分(fēn)析爲主的(de)實驗室，采用(yòng)CDS可(kě)以對(duì)數據進行高(gāo)效管理(lǐ)，改善實驗室的(de)整體效率，及時(shí)出具結果報告，并确保在報告中數據的(de)完整性。LIMS和(hé)CDS軟件已經出現了(le)很多(duō)年，兩者的(de)整合有大(dà)量的(de)文字材料論述。一些實驗室的(de)儀器如果品牌比較雜(zá)而多(duō)，很多(duō)用(yòng)戶基于使用(yòng)習(xí)慣可(kě)能還(hái)是會考慮各家儀器公司自産的(de)CDS軟件連接各自的(de)儀器（雖然很多(duō)CDS軟件能連接不同品牌的(de)色譜儀器），那就涉及LIMS與不同CDS之間的(de)連接，如果缺乏統一的(de)接口，實施，培訓，驗證确認及後期維護的(de)成本都會大(dà)大(dà)增加。

自從ELN(電子實驗記錄本)出現以後，大(dà)大(dà)改變了(le)實驗室信息化(huà)的(de)格局，使得(de)各個(gè)軟件之間的(de)數據流和(hé)邏輯關系出現了(le)調整，如果LIMS，CDS，ELN同時(shí)出現，ELN将會作爲LIMS和(hé)CDS之間的(de)承接者，更多(duō)的(de)要考慮LIMS-ELN，ELN-CDS之間的(de)整合。

總之，在考慮CDS和(hé)LIMS之間的(de)接口時(shí)，要考慮以下(xià)幾點：

  •  LIMS與CDS之間的(de)雙向連接

  •  能夠承擔一些數據處理(lǐ)和(hé)計算(suàn)，并能調整報告格式以适合LIMS

  •  CDS和(hé)LIMS之間的(de)數據傳遞最好能采用(yòng)直接的(de)，無中間文件過渡的(de)連接方式

  •  接口的(de)合規性