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生物样本库全流程管理信息化解决方案

2021-01-11 09:43


随着转化医学研究的不断深入,生物样本库的规模不断扩大,也日益受到各个国家的重视。而生物样本库的管理离不开管理系统和标识化的信息。借助LIMS计算机网络及物联网等新技术的发展,对于推动生物样本库信息化管理也起到巨大的推动作用。

物联网被视为确立未来信息社会竞争优势的关键。作为计算机和互联网、移动通讯网之后的第三次产业浪潮,各种智能传感设备,可穿戴设备,都逐步应用到社会方方面面。

1. 射频识别技术

射频识别技术(radio frequency identification,RFID)又称无线射频识别技术,可通过无线电信号给芯片提供能量并读写相关数据,两者不需要直接接触和使用额外的识别设备,RFID具有识别快、传输距离远、数据容量大、耐用、可读写等特点,但是RFID芯片价格昂贵,限制了其大规模应用。

2. 二维码技术

同样是物联网的关键核心技术,二维码由一个二维码点阵图形和一个编号组成,配以对应的说明文字,通过专用读码设备或摄像头读取二维码中的大量信息。二维码具有信息量大、纠错能力强、识别速度快的特点。作为一种准确、高效、价格低廉的数据获取方式,已在金融、医疗卫生、工业、自动化等许多领域得到了广泛应用。与RFID相比,二维码除了印刷,几乎不需要增加成本[8]。所以基于二维码的物联网技术管理生物样本库已成为行业发展的趋势。

近年来,生物样本库开始大规模使用二维码。与传统的条形码相比,二维码占用体积小,可以打印在细小的冻存管上而不因管壁的弧度影响识别。将其印刷到冻存管底部,通过扫描设备进行整盒扫描批量出入库。二维码包含的样本信息量大,内容可以包括字母、数字和中文等信息,也能够通过扫描二维码实现特定的功能,例如将特定的命令信息写入二维码中,通过扫描传入到系统而完成特定的快捷操作。因此使用二维码技术能够方便快捷地管理样本信息。

基于现有生物样本库管理的经验和物联网技术,利用二维码技术研发的生物样本库管理系统可以实现移动终端管理生物样本库流程。

通过手持终端实现样本管理操作,相对于在电脑上手动操作样本库管理系统,能够提升管理效率,提高样本管理的精确度。新开发的样本管理系统增加了对手持终端的支持,通过无线网络的覆盖,能够在样本库的任意位置对样本进行操作。增加各类二维码标识,不仅对样本进行标识化管理,并对各种设备和流程进行标识化,做到了标识即流程。使用有独立知识产权的便携式测温条码扫描仪,获取标识信息和被扫描样本表面的温度。将设备标识信息与操作流程相关联,样本管理系统获得标识信息的同时启动样本流程管理模式,自动记录当前操作人信息、操作时间、样本信息等。实现了现实流程与虚拟流程的同步操作,减少了操作人员的工作量,也避免了因不同步导致的记录偏差。新系统与随访系统、实验室信息管理系统、医院信息管理系统连接,从医院接收的样本可以直接获取相关的信息,并实时更新。

生物样本库使用二维码标识代替流程管理。目前使用二维码管理的类型有各种耗材、设备、流程和标记。其中样本类和设备类的标识主要是用于样本和设备的识别,如冻存管采用底部二维码设计,每支冻存管都有唯一的编号,可用于批量扫描获取信息。手持终端扫描样本类和设备类的标识可以激活样本管理系统中与之相关的操作。流程和标记类二维码包含了可以被生物样本库管理系统解析的快捷命令,每个命令按照一定的语法编写,通过扫描传递给生物样本库管理系统,用于执行一系列样本操作。

扫描标识进行样本管理的基本流程,操作人员使用时首先扫描流程类标识,激活该管理流程。部分设备只对应一种流程,因此扫描该设备的标识也能激活相应的管理流程。然后根据手持终端的提示输入流程的补充信息,并确认处理的样本信息完成流程操作。也可以扫描快捷方式标识激活预先定制好的流程信息,并将符合要求的样本统一处理。

生物样本库管理样本的流程由样本的采集、运输、处理、出入库、搬移、外送、提取和检测等组成,每个流程都涉及多个步骤及操作,新的样本管理系统运用二维码和手持终端将所有流程纳入管理。

1. 接收阶段

样本接收人员查看样本状态、数量、有无破损,扫描样本转运箱的标识和接收单标识,完成样本接收。系统将自动记录接收时间、转运箱编号和接收单编号,同时样本状态从运输状态更新为待登记状态。

2. 登记阶段

样本登记人员操作计算机,扫描样本编号,测量样本表面温度,通过样本管理系统获取该编号的捐献者信息、采集时间,分配冻存管编号,关联冻存盒信息和接收阶段信息。系统根据样本类型判断是否需要离心,需要离心的样本将更新为待离心状态,否则更新为待分装状态。

3. 离心阶段

离心人员扫描离心机上标识,在手持终端上选择要离心的样本编号,默认全选(最大40个),选择离心条件、离心时间,进入离心流程。也可以扫描快速离心标识,按照预定的离心条件将所有待离心状态的样本变成离心状态。离心状态的样本会根据离心时间自动更新为待分装状态。

4. 分装阶段

分装人员扫描分装设备标识或操作台标识,选择分装方式,扫描待分装存入的冻存管或冻存盒,扫描冻存盒默认会将所有保存在该冻存盒中的处于待处理的样本进行分装,完成分装流程。也可以扫描预设好的快速分装标识,按照预定的规则完成分装。

5. 入库阶段

入库人员扫描冻存设备,一般是要存入的冰箱标识,在扫描冻存盒,冻存盒将存入该冰箱的待存区,之后需要在计算机上进行冰箱内的定位,完成入库。也可以扫描冻存设备上的快速存储,冻存盒将自动存入该冰箱中的顺序空位置。如果扫描的是暂存冰箱的标识,样本则会变成暂存状态,等待管理员取出和入库。与其他操作设备不同,冻存设备的信息将会长期与其保存的样本信息进行关联,如冰箱的设定温度就是样本的保存温度或暂存温度,温度监控系统也会将冰箱的温度情况进行长期记录。

物联网管理样本流程的实质就是管理样本的状态,使用物联网技术获取每个样本状态的相关信息,加以汇总,在一个样本完成实际入库的同时,完成LIMS样本管理系统对样本入库的管理。

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