基于信息化建設的大型儀器共享平臺安全管理模式探索

朱 蕾 楊鵬躍 董子銘 李 丹

中國醫學科學院阜外醫院心血管疾病國家重點實驗室，北京 100037

隨著計算機網絡和信息技術在大型儀器共享平臺中的應用，儀器設備的信息化建設成為平臺管理的新手段、新方法。相對于傳統實驗室以人工為基礎的管理模式，平臺信息化建設為實現可持續發展、優化平臺資源管理、提升儀器設備利用效率、解放平臺實驗技術勞動力從而提升服務質量，提供了指示性路徑。同時也為實驗室安全管理帶來了新的問題與挑戰。如何有效利用平臺信息化資源和信息化手段提升平臺安全管理質量，是管理者亟待研究解決的重要課題。本文以心血管疾病國家重點實驗室大型儀器共享平臺為例，結合實驗室安全管理現狀及平臺信息化建設成果，就如何加強平臺安全管理進行了深入探討分析。

1 大型儀器共享平臺安全管理現狀

實驗室大型儀器共享平臺是實驗室對外開放的直接窗口，也是實驗室合理配置資源、提高儀器設備利用效率和體現社會價值的重要依托[1-2]。當前，實驗室對外開放共享已成為必然趨勢，進入實驗室的人員數量及其流動性隨之增大，而安全管理是保障開放共享的首要前提。近年來，從《中華人民共和國安全生產法》《中華人民共和國特種設備安全法》到《中華人民共和國生物安全法》的相繼出臺，都標志著國家對安全管理的重視程度越來越高。高標準、嚴要求的安全管理模式已成為大型儀器共享平臺的常態化管理工作[3]。

心血管疾病國家重點實驗室現有包括人源細胞分離培養平臺、大孔徑單細胞多組學平臺、代謝質譜平臺、高精光學成像平臺、血管生物學平臺等在內的開放性實驗平臺共14個，儀器設備共計1260臺，其中150臺大型儀器設備已實現預約使用和開放共享，儀器預約系統注冊用戶達500余人。平臺專職技術人員共19名，除承擔實驗技術服務工作外，同時作為平臺安全責任人負責所在平臺的實驗人員培訓教育、危險化學品出入庫管理、儀器設備維護維修、日常安全檢查等安全管理相關工作。因此，大型儀器共享平臺的安全管理工作總體表現為儀器設備數量多、用戶使用需求量大而管理人員嚴重不足的特點。平臺大部分安全管理工作依靠人工完成，效率較低、錯誤率較高，技術人員難以全面把控平臺安全隱患和風險，使得大型儀器共享平臺安全管理工作日趨復雜。

2 大型儀器共享平臺安全管理存在的問題

2.1 安全管理職責不明

與傳統實驗室中以課題負責人為安全責任主體的管理模式不同，大型儀器共享平臺安全管理工作多由平臺實驗技術人員兼職承擔，實驗技術人員雖熟悉各自專業及所在平臺的安全防護要求，但由于安全管理工作涉及的環節及人員較多，平臺實驗技術人員未接受系統的安全培訓和學習，安全知識存在片面性，且管理職責與人員分工不明確，實驗技術人員缺少話語權，無法有力支持和推動安全管理工作，導致大型儀器共享平臺安全管理難以落實到位[4]。

2.2 實驗人員安全意識薄弱

據調查顯示，90%以上的安全事故都與人的防范意識不足有關[5]。實驗人員是實驗室科研活動的主體，實驗人員的安全知識欠缺與安全意識薄弱，直接影響實驗室的整體安全水平。大型儀器共享平臺相對于傳統實驗室，具有開放程度大、開放時間長、實驗人員流動性強的特點，雖然平臺管理人員會定期組織安全操作指導培訓，但實驗人員本身存在安全意識、技術水平和專業素養參差不齊的問題，加之實驗過程中自主性較強，平臺管理人員難以逐一監管。如遇突發事故，實驗人員無法通過迅速調動知識儲備，有效地抑制和解決危機，缺乏應急處置能力。

2.3 儀器設備故障率高

大型儀器共享平臺匯集了實驗室購置的大型科研設備，數量多、種類全、價值高[6]。儀器設備是大型儀器共享平臺重要的組成部分，保證儀器設備安全運行，有效服務于實驗室內外科研工作，是大型儀器共享平臺建設運行的基本保證。多數大型儀器設備精密度較高，對操作要求和維護保養要求也比較高，并且基于平臺的開放共享職能，可能存在儀器設備使用頻率過高的情況。若實驗人員操作不規范或平臺管理人員對儀器設備維護保養不及時，極易造成儀器設備故障，帶來經濟損失，甚至安全事故[7]。

2.4 實驗數據無備份管理

大型儀器共享平臺儀器設備數量眾多，每天產生大量的實驗數據，且不同類型、品牌、型號的設備所生成的實驗數據格式、字段、存儲位置、導出方式等各不相同。實驗人員在完成實驗操作后，通常會將實驗數據保存至儀器設備配套的電腦端，再通過U盤、移動硬盤拷貝或光盤刻錄等方式導出個人實驗數據。平臺管理人員無法及時對實驗原始數據進行備份管理，極易出現實驗人員錯拷數據或已導出數據丟失的事故。此外，儀器設備所連接的網絡環境不穩定或高壓脈沖等因素，也可導致計算機、硬盤損壞，數據丟失，對實驗結果的準確性、數據安全性以及科研工作進展造成嚴重影響[8]。

2.5 缺乏危險化學品動態監管

危險化學品是開展科研活動的重要工具，也是平臺安全管理中最大的難點和盲區。大型儀器共享平臺的用戶具有不同背景，學科交叉性強，實驗人員根據不同實驗的需求選擇儀器設備。在實驗操作中，實驗人員可能會使用到各種易制毒、易制爆等危險化學試劑和易燃、助燃類氣體。對于用量少、金額低的危險化學品，實驗人員多采取獨立采購的方式從試劑供應商處獲得，平臺管理人員難以掌握實際數量變動情況，危險化學品使用過程的動態監管環節缺失，如儲存或廢棄處理操作不當，易造成平臺管理中的重大安全隱患。

2.6 安全檢查流于形式

大型儀器共享平臺安全檢查工作目前多采用巡查或各平臺自查等大面積鋪開的方式進行。這種形式雖簡單易行且能起到良好的示范和宣傳效果，但浪費了大量的時間和人力，缺乏統一的檢查標準，檢查數據的收集、整合工作均靠人工完成，無法及時準確地將隱患問題反饋至相關責任人。安全隱患整改工作難以落實，最終導致安全檢查流于形式，不能滿足監管和整改要求，可能對平臺正常運行造成干擾。

3 以信息化建設為依托，提高大型儀器共享平臺安全管理水平的措施和策略

心血管疾病國家重點實驗室通過梳理、總結大型儀器共享平臺安全管理工作中存在的問題，尋找以信息化設備、軟件、數據代替傳統人工的安全管理新模式，著手搭建平臺信息化管理系統。已建成的信息化硬件設備包括視頻監控、人臉識別門禁、儀器刷卡登錄設備等，可實現在線培訓考試、儀器設備預約登錄使用、系統自動計時計費、設備運行狀態實時監控，實驗原始數據定時抓取等功能。心血管疾病國家重點實驗室合理有效利用信息化系統模塊，構建了全面、準確、動態的大型儀器共享平臺安全管理系統，進一步降低安全管理工作的人力成本，實現實驗室安全管理全覆蓋。最大限度杜絕安全隱患，提高大型儀器共享平臺安全管理水平[9-10]。

3.1 完善大型儀器共享平臺安全管理制度，明確主體責任

安全管理制度和責任體系建設是大型儀器共享平臺安全管理工作必不可少的核心內容，也是將信息化手段應用到平臺管理機制的重要支撐。心血管疾病國家重點實驗室經過不斷探索與改革，建立了完善的大型儀器共享平臺安全責任體系。根據儀器設備功能、學科，將大型儀器共享平臺拆分為10個獨立平臺，進一步賦予平臺實驗技術人員管理權限。設置平臺技術主管崗位，明確以平臺技術主管為主體的安全管理職責。各平臺以房間、實驗臺為單位，以“誰使用，誰負責”為原則，確定安全責任人并簽署安全責任書，嚴格落實責任到人，避免因職責不清、多頭管理等造成的安全管理死角，提高工作效率。此外，實驗室大型儀器共享平臺建立了包括人員準入制度、危險化學品管理制度、醫療廢物管理制度、安全檢查制度在內的34個完整、科學、可操作性強的安全管理制度，涵蓋人員管理、危險化學品管理、儀器設備管理、應急處置等方面。安全管理制度的建設使大型儀器共享平臺安全管理有規可依，有章可循。

3.2 搭建人員培訓與準入系統，加強安全教育

據調查顯示，實驗人員的安全意識越強，就會越趨于安全操作，因此加強安全培訓教育，提高實驗人員安全意識，嚴格規定人員準入標準是平臺安全運行的首要前提，也是降低安全事故發生率的有效手段[11]。心血管疾病國家重點實驗室嚴守大型儀器共享平臺用戶準入門檻，搭建人員培訓與準入信息化系統，由各平臺技術主管對該平臺安全使用要求及大型儀器操作規范制訂標準化流程，并錄制培訓課程視頻，課程內容包括實驗前準備、儀器操作方法、應急預案、個人防護要求、危險化學品使用要求等。實驗人員在申請進入平臺前，必須通過平臺信息化系統完成在線學習培訓，并通過線上考試，獲得平臺技術主管授權的門禁權限，方可進入對應平臺自主操作儀器設備。未參加培訓考試或考試未通過人員均無權進入平臺開展實驗活動。平臺技術主管可通過信息化系統及時更新學習內容、在線關注培訓進度，實時掌握平臺實驗人員學習狀態，確保安全培訓質量。在線學習考核不拘泥于學習時間、地點、形式，實驗人員可反復學習。在實驗活動開展前，熟悉實驗環境中的危險因素和預防措施，增強安全意識，掌握必要的安全操作技能，最大限度地減少因人員操作不當引發的安全事故[12-13]。除實驗人員準入考核外，心血管疾病國家重點實驗室定期組織開展生物安全講座、大型儀器規范化操作培訓等專題教育活動，為實驗人員建立基本的安全認知，增強個人安全防護知識。同時針對平臺可能出現的安全風險，制訂安全事故應急處理預案，并定期組織開展突發事故應急演練，形成規范化的應急響應機制[6]。例如，在二氧化碳、液氮使用量較大的細胞學平臺組織開展氣體泄漏、液氮凍傷等事故應急處置演練活動，讓實驗人員在演練活動中熟悉事故現場處置流程，切實提高安全防護意識。

3.3 搭建人臉識別及監控系統，保障儀器安全運行

心血管疾病國家重點實驗室充分利用信息化手段提高安全防護水平，建立了基于多點位的人臉識別及實時監控系統，對大型儀器共享平臺進出人員及進出時間進行自動記錄，保證平臺開放式管理的安全性。平臺技術主管通過手機或電腦端隨時在線監控平臺運行狀況，實時掌握儀器設備狀態。對于操作不熟練的實驗人員，平臺技術主管可通過監控系統進行遠程指導，及時糾正違規行為。對未獲得準入資格人員進行門禁攔截和監控追蹤，最大限度地規避安全隱患。如發生安全事故，監控系統可記錄事故過程、發生時間、責任人，為查找和分析事故原因提供依據[14]。

3.4 搭建數據實時抓取系統，嚴守科研誠信底線

實驗原始數據是科研工作的重要基石，實時、完整地備份和保存實驗數據，為平臺用戶提供數據查詢和獲取通道，是大型儀器共享平臺的重要職責。心血管疾病國家重點實驗室結合大型儀器共享平臺儀器設備數量多、端口不統一、數據類型多樣等特點，大量摸排不同品牌、型號、種類儀器設備的端口、數據存儲格式及大小、傳輸方式等信息并進行整合，組織開發了數據實時抓取系統。配置大存儲量服務器，實現每日定時抓取儀器設備系統內產生的實驗數據并單向傳輸至服務器中進行備份存儲。實驗人員通過系統個人賬號登錄服務器云端，下載同賬號對應時間內存儲的實驗數據。除下載操作外，實驗人員無權對服務器內的數據進行編輯、刪除或覆蓋操作，確保原始實驗數據的安全性和導出數據的準確性，為論文撰寫階段的原始實驗數據備查工作提供有力保障。有效避免篡改、編造實驗數據等學術不端事故的發生，嚴守科研誠信底線。

3.5 搭建危險化學品管理系統，實現動態全流程監管

大型儀器共享平臺危險化學品管理的重點在于對危險品源頭和全流程、全生命周期的管控。心血管疾病國家重點實驗室依托中國醫學科學院阜外醫院科研試劑采購平臺，嚴格貫徹執行危險化學品采購申請審批流程，由專人負責驗貨入庫，從源頭把控危險化學品采購種類及數量，形成采購記錄。大型儀器共享平臺危險化學品儲存柜的管理參照儀器設備信息化管理模式，由平臺技術主管、危險化學品管理員雙人刷卡開啟，系統自動記錄開門時間、出入庫試劑名稱、存領量、存領人、庫存余量等信息，自動生成電子臺賬。建立起采購、運輸、存儲、使用、處置為一體的全生命周期管理體系，實現對危險化學品的動態全流程監管[15]。

3.6 搭建安全檢查評估系統，提高監管時效性、準確性

定期進行安全檢查是杜絕實驗室安全隱患的重要措施，做好各種隱患的排查，防患于未然是大型儀器共享平臺安全工作最重要的內容之一[16]。大型儀器共享平臺安全檢查工作也可以借助信息化的力量。心血管疾病國家重點實驗室安全檢查工作分為平臺每周自查、實驗室安全檢查小組每月檢查等多種形式。通過開發安全檢查評估系統，各平臺技術主管可登錄系統隨時獲取實驗室安全管理重點信息，明確安全檢查要求。現場安全檢查工作結束后，平臺技術主管需在系統內上傳自查情況及照片，或由實驗室安全檢查小組成員上傳各平臺安全風險點位、需整改的問題及照片，相關平臺技術主管確定安全隱患責任人并在系統中反饋整改情況，及時準確地解決安全問題，提高安全管理效率。此外，安全檢查評估系統可與人員培訓準入系統實時聯動，如同一責任人多次出現安全問題、操作不規范或整改不及時等情況，系統可以為平臺技術主管提供責任人行為及其對平臺運行造成安全風險的評估數據，平臺技術主管有權限制或取消責任人的門禁和儀器設備使用權限，并要求其重新參加培訓考核。

4 小結

信息化建設改變了傳統的人工管理模式，有效地降低了綜合管理成本，改善了資源分配結構，解放人力，使技術員回歸技術服務，管理者對平臺有更直觀的了解，實時把握平臺動態，提高了平臺安全管理水平。搭建大型儀器共享平臺安全管理系統，營造安全、穩定的實驗環境，才能最大程度地發揮大型儀器共享平臺的科研服務功能，從而更好地促進開放共享。作為管理者要不斷改革創新，利用信息化、智能化手段探索出適應新時代要求的大型儀器共享平臺安全管理模式，使實驗室安全管理工作范圍更廣、更全面。