实验动物管理系统的开发和应用

2015-10-14陈纪猛王训立郑和平何宏星

实验动物与比较医学 2015年1期

陈纪猛，王训立，郑和平，何宏星，吴　胜

（1. 福建医科大学附属协和医院动物实验室，福州 350001；2. 福建中医药大学实验动物中心，　福州 350122；3. 南京军区福州总院实验动物中心，福州 350025；4. 福建医科大学实验动物中心，　福州 350108；5. 福建省医学科学研究院，福州 350003）

实验动物管理系统的开发和应用

陈纪猛1，王训立2，郑和平3，何宏星4，吴胜5

（1. 福建医科大学附属协和医院动物实验室，福州 350001；2. 福建中医药大学实验动物中心，福州 350122；3. 南京军区福州总院实验动物中心，福州 350025；4. 福建医科大学实验动物中心，福州 350108；5. 福建省医学科学研究院，福州 350003）

本实验动物管理系统包含：信息发布管理、实验预约管理、订购管理模块、仓库管理模块、动物饲养管理、动物实验管理等模块。并就管理系统的特点及实际应用进行了探讨。

实验动物管理系统；软件；开发；应用

实验动物中心的信息化管理是今后发展的大趋势，信息化（或智能化）管理除了要求配备各项硬件设施外，还需要有与之配套的管理软件。

1　实验动物管理系统功能模块简介

实验动物设施的日常管理一般有两个主流程，一个是生产管理流程，另一个是动物实验流程。遵循这两个主流程为本套管理系统设计了7个模块（图1），分别是：信息发布管理、实验预约管理、订购管理模块、仓库管理模块、动物饲养管理、动物实验管理、系统参数管理，其中前6个模块涵盖了实验动物设施的日常管理、实验动物生产及动物实验等工作。6个模块可以协同使用，共享并处理管理数据。比如，动物饲养管理模块可以提取订购管理模块的订单数据，直接转入动物饲养管理模块中。同时，每个模块还可以单独运行，自成管理系统。本套管理系统为适应不同的管理需求，还对输入及打印输出功能做了优化增强，输入方面，本套管理系统支持物品（实验用品）的条码扫描及管理，输出方面，不仅支持常规的三联单打印，还支持快速小票打印等功能。

下面分别对这几大模块进行简要描述：

1.1信息发布管理

在信息发布管理系统中，可以发布通知公告，可以上传下载图片、文档，可以发送站内消息，可以在线交流、留言，可以制订计划任务，可以进行人员管理等，这个信息发布系统就是一套标准的在线办公系统，可以构建出一个高效、规范的网上协同工作环境，方便各部门之间的信息、资源的共享。

1.2实验预约管理

实验预约管理模块提供在线提交、打印实验申请表功能，申请表含有：项目/课题名称、实验内容方法简介、实验研究者情况、拟使用的实验动物的详细情况（包括品种/品系、级别、体质量/规格、数量、组数、每组实验动物数、总实验动物数、预计实验天数）、预计购买实验动物的时间等项目，同时可以上传开展实验所需的相关图片和文档，实验预约管理系统方便了各研究所室提前申报实验计划，实验动物中心可以对申请表进行统计分析，统筹安排动物实验计划。

1.3订购管理模块

本模块是本套管理系统中一个极具特色的模块，在设计本模块之前，作者参考了现有一些技术比较成熟的在线商业管理系统，再结合实验动物的特殊要求，设计了这套在实验动物展示、检索、管理；订单提交、管理等方面的界面直观、操作简便的订购管理模块［1］，本模块可以进行实验动物订购、试剂耗材订购、笼器具和各种其它物品的订购。管理员可以对用户购买情况、本单位销售情况等进行统计分析，免除繁重而复杂的手工统计方式。而统计报表包括汇总表和明细表功能，可以直接打印，也可以导入WORD或EXCEL中进行编辑打印。

图1　实验动物管理系统功能模块图

1.4仓库管理模块

普通仓库管理系统一般只针对非实验动物的物品进行设计，对实验动物的出入库操作基本不太适合，用于实验动物管理的仓库系统，除了需要处理品种、品系、微生物学级别、性别、规格等参数。本套仓库管理软件针对这些特殊需求进行了专门优化设计，可应用于实验动物及各种其它的物资出入库操作，可以打印出标准出入库单。在统计功能上，可以按科室、姓名、年、月、日统计，也可以按品种、品系、微生物学级别、性别分别统计。

1.5动物饲养管理

动物饲养一般分两种情形，一种是用于动物实验的饲养，另一种是用于生产繁殖的饲养。对于大部分只具备实验动物使用许可证的单位，因为只能从事动物实验，不能生产实验动物，所以饲养管理模块中的繁殖功能是不需要的，这些单位无需详细的繁殖记录，对这些单位来说，饲养管理功能应予以简化，一般有以下几个主要字段就够：动物ID、笼号、饲养开始日期、饲养结束日期、管理费用、饲料费用、其它费用等。如果饲养模块是用于生产繁殖管理，则需要增加动物信息表和详细的繁殖记录表。利用本模块提供的统计功能和报表输出功能可以极大提高生产效率，同时，对生产繁殖也可以进行精确指导［2］。

1.6动物实验管理

动物实验常见的操作有采血、收集尿液、注射、灌胃、麻醉、外科手术等，针对某一项操作有可能一日要进行数次，实验过程中还需要各种耗材，这些操作和耗材，均可用本模块进行登记管理，实验进行过程中可以随时查询耗材使用情况，费用的结算也非常方便。

1.7系统参数管理

系统参数管理模块中，设定有回收站功能、操作记录跟踪功能，所有被删除的通知、文档、订单等均会先放入回收站中，由上一级管理人员对回收站进行管理，管理人员可以对回收站的资料进行还原操作，或执行真正的删除操作，这样可以有效地防止误操作。操作记录跟踪功能可以记录管理员和用户在本系统中的各项操作，对于系统的安全运行具有重要意义。在本模块中还可以进行数据备份、各项参数设定和权限设定等。

2　系统的主要技术特点

2.1系统的平台结构

网络多用户管理系统一般采用C/S或B/S这两种方式。C/S结构（客户机/服务器模式）分为客户机和服务器两层，为每一个应用开发一个客户端，然后在每一个客户端进行安装，需要花费时间加以培训才能使用，这种结构的管理软件适合于用户数量有限的局域网内使用。B/S（Browser/Server）结构［3］，即浏览器和服务器结构，是将程序安装于服务器上，用户通过浏览器即可实现各项操作，客户端只要有一台具有上网功能的电脑就可使用，并且客户端不需进行任何维护。基于B/S结构的管理系统，通过本地电脑、局域网、互联网均可使用，使得相关机构管理与业务不受地域限制。B/S结构相对于C/S结构，具有易于维护及成本低，更方便和高效等特点。基于B/S结构的各种优点，本套管理系统采用了B/S结构进行设计。

为了提高管理系统的兼容性和通用性，本管理系统已开发出ASP版，并且预备开发出ASP.NET版。作者于2005年就已开始进行市场调研、框架设计，其中ASP版本于2006年投入使用，截至目前已完成几大主要功能模块的设计，经过实际使用及不断完善，该管理系统已经稳定地运行了多年。在用ASP设计时作者进行了大量页面代码优化，并采用模块化设计，将大部分函数、自定义类、功能模块存放到单独的文件夹中，并通过include包含到主程序中使用，这么处理之后，往后可以很方便地将程序文件移植为.NET版本。同时，为提高页面的运行效率，本套系统还大量使用了先进的AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）技术，极大地增强了页面的交互能力。

2.2系统所适用的终端

目前智能手机、平板电脑等已渐渐流行，通过智能手机进行各项网络业务操作是今后的发展方向，因此，在设计管理系统时已考虑到这种需求，对程序代码做了优化调整，以使本套管理系统能在各个智能终端上便捷操作，目前本套管理系统（ASP版本）除了支持电脑的浏览器操作外，还支持iPhone手机、安卓（andriod）手机、Nokia智能手机、windows Phone手机等手机平台，以及各类平板电脑平台等。

2.3数据库技术

在设计系统时，作者也考虑到大型应用和小型应用的两种可能，所以这套管理系统采用了两种数据库方案，一种是适合小范围应用的ACCESS数据库方案，采用ACCESS数据库不仅成本低廉，而且易于维护；另一种是MS SQL大型数据库方案，SQL数据库在安装、维护、备份上都比ACCESS复杂一些，比较适合于大型应用。同时，可以根据实际需要，具有将数据从ACCESS数据库迁移至MS SQL数据库，或者从MS SQL数据库迁移至ACCESS数据库等功能。

2.4系统运行模式的选择

在管理系统的运行模式上，作者根据各用户的实际情况设计了两种使用方案，一种是网络多用户模式（局域网或广域网模式），另一种是单机模式。本套管理系统主要以网络多用户模式使用，这也是常规的默认模式，但考虑到有些实验动物中心还未全面开展各项业务，或由于条件所限，还未开展网络业务，若只运行本套管理系统中的某一部分（如仓库管理）进行实验动物及各项物品的管理工作，单机模式即可。以下简要介绍本套系统这两种运行模式的区别：

网络多用户模式（局域网或广域网模式）: 网络多用户模式需要有服务器端和客户端。服务器端：可以采用Linux服务器或windows的服务器；ASP版本的可在Linux 服务器和windows的服务器中运行，适应性更为广泛；ASP.NET版本程序目前暂时只能在windows的服务器中运行。客户端：可以是windows操作系统，也可以是非windows操作系统，客户端无需安装专用软件，使用浏览器即可实现系统管理和各项功能操作。

单机模式：单机模式下ASP版和ASP.NET版运行略有区别。ASP版：只需双击执行本管理系统附带的一款绿色版的ASP支持程序，无需安装IIS支持系统，无需其它设置，即可运行本套管理系统；本套管理系统不仅在硬盘上，也可以在优盘或移动硬盘上运行；单机模式的程序运行与在服务器上运行没有任何差别；如果将本套管理系统软件拷入U盘或移盘硬盘上运行，就可以随身携带，随时运行。ASP.NET版：需要电脑安装IIS 与.NET Framework框架才可以运行管理系统，运行环境相对复杂一些。

以上两种运行模式介绍中所提到的均是采用ACCESS数据库的系统，如果采用的是MS SQL数据库，则电脑还需另外安装SQL2000数据库，并且需进行一些必要的数据库设置。所以单机模式下，最佳方案是采用ASP+ACCESS的本套管理系统。

3　系统实际应用

3.1动物实验方面应用

一般科研人员开展实验前，需要了解动物实验室情况（包括场地、规章制度、注意事项等）、动物价格情况，之后还需提交申请表、购买动物、开展实验、结算等等，这些操作如果都用手工操作，将相当费时费力。现在我们可以使用本套管理系统来完成这些工作，开展动物实验流程如图2。

图2　开展动物实验流程图

本次流程均是通过网上24 h在线操作，自助完成，极大简化了科研人员实验前后的各项准备工作，可以让科研人员将全部精力集中于动物实验，提高了工作效率。通过订购管理模块、动物饲养管理模块、动物实验管理模块，可以查询本次实验详细的实验记录、费用等统计情况。

对于实验动物中心的管理人员来说，通知公告等可以即时发布在网站上，各项审批操作均在网上完成，简化了操作流程，可以对用户的申请表、购买情况、饲养情况、实验情况等进行统计分析，可以方便地按年、月、日等进行统计，也可以按科室、按人员或按动物品种、品系等进行统计［4］。

3.2在生产管理方面的应用

对生产单位来说，除了要有动物实验流程，还需要有生产流程的控制，可以使用饲养管理模块和仓库管理模块对生产进行管理。生产单位使用的饲养模块需要有完整的动物信息及详尽的繁殖记录。通过饲养模块，可以很容易地统计出当日、当周或当月的生产繁殖情况，避免了因手工登记、操作，容易产生的差错。

图3　生产管理流程图

生产管理流程如图3。

某一批次生产的实验动物，达到所需的要求后，由饲养室工作人员将该批次实验动物由繁殖模块直接转入仓库管理系统（入库操作），当某科室或某单位有需求时（通过订购管理模块订购了实验动物或其它物品），管理人员查阅仓库系统，如发现库存动物或其它物资符合该科室的需求，即予以出库操作，该批次实验动物即可划归科室或单位使用，并进入动物实验模块（或饲养管理模块）。

由于实验动物中心一般只能生产某几个物种或品种实验动物，大多需要外购以补充科研需要，而饲料、垫料、笼器具、办公用品等各项耗材，以及仪器设备等一般也需要实验动物中心外购，这些外购的动物、设备、材料等均可由管理人员进行入库操作，录入系统。待需要时，再进行出库操作，比如某个饲养室或某科室需领购材料，就可以进行出库操作。

使用仓库管理系统，可以清楚地了解某饲养室的物品领用（消耗）情况及动物产出情况，这就可以对生产成本进行有效地控制。在生产过程中，对于群养的实验动物，比如啮齿类实验动物，饮食量是随着日龄变化而动态变化，除非某个实验有特殊需

求，否则不需要非常精确地知道每只动物每日消耗多少饲料、水等，但可以利用一些现有的通用方法粗略计算出每只动物的消耗量，对生产管理者来说，利用仓库管理系统，某个饲养室的总消耗是比较明确的，可以知道某饲养室的物品领用（消耗）情况及动物产出情况，对生产成本实行有效控制。