I sistemi di gestione dati di un laboratorio

9 Gennaio 2019
laboratori

Estratto dell’articolo che sarà pubblicato, nel Marzo 2019, nell’enciclopedia della tecnologia chimica Kirk-Othmer. Muñoz-Willery Isabel, and Castelnovo Roberto, Laboratory Informatics, in Kirk-Othmer Encyclopedia, Wiley, Accepted for Publication (to be published March 2019)  

 

L’enciclopedia della tecnologia chimica Kirk-Othmer ha richiesto a NL42 Consulting di stendere una revisione ponderata dell’attuale panorama dell’informatica per i laboratori. Siamo lieti di condividere la traduzione di un estratto dell’articolo tecnico che sarà pubblicato nel Marzo 2019.

 

Il panorama dei laboratori informatici è cambiato drasticamente negli ultimi dieci anni, oggigiorno più di 200 società propongono soluzioni al problema della gestione dei dati. Alcuni soggetti chiave governano ancora il mercato e riescono a posizionarsi come stop-shop; questi hanno accumulato, nel corso degli anni, esperienza gestendo e seguendo progetti di clienti. Ingegnosamente hanno anche acquistato piccole aziende che proponevano soluzioni innovative.

È noto ormai, che non c’è più una singola azienda che propone il software migliore per la gestione dei dati di un laboratorio, ma centinaia di società che propongono soluzioni particolari e specializzate nella risoluzione di uno specifico processo, oppure propongono metodi alternativi alla routine di laboratorio di tutti i giorni.

Le soluzioni disponibili oggi sul mercato si sono largamente evolute, hanno aggiunto funzionalità, componenti o processi che non erano presenti agli inizi. Di notevole rilevanza è però il cambiamento subito, negli ultimi venti anni, dalla tecnologia usata per supportare questi sistemi, considerando la significativa evoluzione dei sistemi IT.

Negli anni Ottanta, la combinazione di hardware, software base e applicazione era offerta da un singolo venditore. Al giorno d’oggi, la maggior parte dei fornitori ha rivoluzionato i propri prodotti, optando per tecnologie innovative, includendo la possibilità di utilizzare l’opzione cloud. Le applicazioni sono virtualmente accessibili ovunque, usando smartphone o connessioni di rete pubblica.

Gestione dati di laboratorio – l’importanza della trasparenza e della sicurezza del dato

Il passare da soluzioni on-premise a quelle cloud-based rimane un argomento scottante nei laboratori che manipolano dati sensibili, ci sono infatti numerosi dibattiti riguardanti la sicurezza di questo tipo di soluzioni.  

Parlando di sicurezza, i leader di mercato prevedono già la possibilità di beneficiare della tecnologia blockchain nei laboratori. La simulazione progettata su digital twins è usata per valutare l’impatto dei processi di digitalizzazione senza influenzare le attività in corso. Le società leader in strumenti di precisione contribuiscono notevolmente all’internet of lab things.

Il laboratorio non è più etichettato come una serie di operazioni nascoste e misteriose che generano dati, ma è un centro di produzione di dati scientifici, la cui trasparenza rappresenta un valore aggiunto nelle decisioni di business prese da una compagnia.

L’obiettivo originale dell’ implementazione di un software nei laboratori era quello di sostituire i processi su carta, incrementare l’affidabilità e diminuire il tempo di risposta. Oggi, il volume di informazione generata nei laboratori (persino terabytes di dati in certi centri di ricerca), lo smisurato potere dei computer e gli strumenti ideati negli ultimi decenni, permettono l’analisi di una significativa quantità di informazione per reperire la risposta necessaria in soli pochi secondi. L’analisi dei dati permette una valutazione continua dell’informazione presente in sistemi diversi, incrociando dati e fornendo rapidamente le informazioni tecniche e di business richieste per prendere determinate decisioni.

L’obiettivo ultimo di un laboratorio digitalizzato è di aumentare la conoscenza e business intelligence dai dati generati. I dati si trovano ora al centro.  Il laboratorio sta diventando un centro di conoscenza, dove i decision makers possono accedere facilmente alle informazioni.

Per fare questo, è fondamentale coprire, controllare e proteggere l’intero ciclo di vita dei dati, dalla raccolta in origine fino l’archiviazione.

La figura, il #eDataLifeCycle, offre il prospetto di un tipico sistema di mappatura presente in un laboratorio. Si divide in quattro fette che rappresentano la raccolta dati, la manipolazione, la revisione, l’approvazione e l’archiviazione.

 

Gli acronimi come LIMS (Laboratory Information Management System), LES (Laboratory Execution System), ELN (Electronic Laboratory Notebook), CDS (Chromatography Data Systems), SDMS (Scientific Data Management System) e altri, definiscono le soluzioni secondo la loro abilità di gestione di specifici dati o particolari flussi di lavoro.

Di seguito, le definizioni dei sistemi di LIMS e ELN. Per maggiori informazioni, controllare l’intero articolo.

 

LIMS: Laboratory Information Management System

Il LIMS è la tipica risposta alle maggiori richieste correlate alla gestione dei dati di un laboratorio.

Considerando che i LIMS commerciali sono a disposizione sul mercato da circa quarant’anni e più, questi si sono evoluti per coprire il flusso di lavoro tipico di un laboratorio, aggiungendo un vasto numero di funzionalità per soddisfare richieste specifiche di differenti mercati. In generale, un LIMS copre le attività partendo da una richiesta di analisi ricevuta dal laboratorio, sia da un cliente/richiedente esterno o interno, fino alla spedizione di un documento (come il CoA, certificate of analysis) contenente l’informazione richiesta collegata a dei test eseguiti su uno o diversi campioni associati alla richiesta di analisi.

Un LIMS offre anche capacità di archiviazione per assicurare il corretto salvataggio a lungo termine e la possibilità di recupero quando richiesto, dei dati.

Numerose funzionalità addizionali e opzionali sono solitamente disponibili all’interno di un LIMS, incluse: analisi di stabilità, calibrazione e manutenzione degli strumenti, gestione dell’inventario di laboratorio, registri di formazione, gestione dei lotti, connessione degli strumenti, prove precliniche, analisi forensi, gestione di un laboratorio clinico, etc. Per i laboratori di servizio, possono servire delle capacità di fatturazione, salvo che il LIMS non sia già connesso con il sistema di fatturazione della compagnia.

In generale, il LIMS può essere considerato come la spina dorsale del data management di molti laboratori.

ELN: Electronic Laboratory Notebook

Gli ELN sono tipicamente una soluzione aggiunta ai LIMS per supportare l’implementazione di un laboratorio paperless. Alcuni LIMS oggi offrono funzionalità simili a quelle di un ELN. L’obiettivo di questo tipo di sistema è quello di permettere al personale di un laboratorio di trascrivere in formato elettronico tutte le informazioni registrate precedentemente su un notebook cartaceo. Questo include appunti, calcoli, disegni, etc. Spesso ai notebooks di laboratorio sono associati output cartacei di certi strumenti (bilance, pHmetri, etc.).

Data la notevole flessibilità offerta da alcuni ELN, il loro primo uso fu nei laboratori R&D per soddisfare la possibilità di registrare qualsiasi tipo di dati (immagini, disegni, esperimenti) connessi a metadata usati per cercare l’informazione.

Al giorno d’oggi, un ELN può soddisfare ogni tipo di laboratorio offrendo la soluzione finale di sostitutivo del notebook cartaceo, che occasionalmente è ancora presente nei banchi da laboratorio.  

Gli ELN hanno tipicamente l’abilità di connettere gli strumenti analitici ed eseguire connessioni bidirezionali con altri sistemi come LIMS, ERP e altri.

Un ELN è solitamente considerato come sistema “tablet-based”, dal momento che i tecnici di laboratorio trovano l’utilizzo dei tablet simile a quello dei notebooks, infatti possono prendere facilmente appunti liberi, disegni e annotazioni.

I tablet sono anche una soluzione più flessibile dal punto di vista della mobilità, in quanto permettono ai tecnici di lavorare mentre si spostano tra differenti dipartimenti della compagnia, come i laboratori R&D, le aree precliniche e gli uffici. D’altro canto, le tecnologie attuali permettono un facile accesso web a qualsiasi applicazione da qualunque dispositivo.


Questo è un estratto tradotto dall’articolo The Laboratory Data Management Systems che sarà pubblicato nel Marzo 2019, nell’enciclopedia della tecnologia chimica Kirk-Othmer.

Muñoz-Willery Isabel, and Castelnovo Roberto, Laboratory Informatics, in Kirk-Othmer Encyclopedia, Wiley, Accepted for Publication (to be published March 2019)  

 

Scheda Aziendale: NL42 Consulting

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