基于B/S模式架构的实验动物繁育与动物实验信息管理系统的设计

【摘 要】实验动物机构每天都会产生大量的繁育和实验数据，这些数据需要一个合适的系统来运转和管理，才能產生有效价值。设计针对国内流程清晰的动物生产繁育、科研实验机构，采用LAMP（Linux+apache+mysql+php）环境开发，建立一个包含动物资源库、档案、引保种（繁育）、质量监测、疾病监控和实验管理等功能模块，关注繁育与实验管理的需求，帮助收集和分析数据，为决策提供帮助的数据化信息管理系统。

【关键词】实验动物；动物实验；B/S模式

中图分类号： G250 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）29-0018-003

【Abstract】Laboratory animals produce a large number of breeding and experimental data every day.These data need an appropriate system to operate and manage in order to produce effective value.Designed for the domestic process of clear animal production and breeding，scientific research institutions，the use of LAMP（Linux+apache+mysql+php） environment development，the establishment of a collection of animal resources，archives，cited seed（breeding），quality monitoring，disease surveillance and Experimental management and other functional modules，concerned about the breeding and experimental management needs to help collect and analyze data，to help decision-making data-based information management system.

【Key words】Experimental animals；Animal experiments；B/S mode

0 引言

实验动物的生产和供给管理是一项复杂而繁琐的工作[1]，其本身就是一类特殊的工具和材料，它们的品质随着动物的年龄体重生长繁育状况而改变其时效性非常显著[2]。动物实验研究是以实验动物为研究对象或重要手段，是生命科学研究的常用方法，也是进行基础研究、临床试验、教学、产品检验等领域科研活动不可缺少的重要手段和工具[3]。

目前，绝大部分实验动物机构管理工作的记录繁琐重复、信息存储麻烦，记录纸张容易丢失腐烂、不易高压灭菌与长期保存；数据资料不断增长更新，查询目录不完整或者缺失，甚至无法找到需要的历史资料；档案不能完成自动分类，需要人工整理，增加工作量及出错率[2]。特别是基因工程动物的生产、繁殖、饲养管理中产生的大量数据，完全靠手工记录不仅要花费大量人力，而且极易发生错误。尤其在数据统计、分析、比对、搜索查询等工作中更是如此。实验动物产业市场上急需能够关注繁育和实验管理需求，帮助收集和分析数据，为决策提供帮助的信息化系统。

1 系统设计

1.1 系统开发环境

系统的开发环境基于WEB应用系统，采用B/S（Browse/Server，浏览器/服务器）网络架构的模式。使用LAMP（Linux+apache+mysql+php）框架结构来进行开发操作，包括Linux系统的界面操作、Apache的服务器软件操作、Mysql的开发操作以及PHP的界面实现操作。

首先，采用的Linux服务器环境是可免费使用和自由传播的操作系统。开源是其中一个重要的因素，开源就意味着透明，也就是系统漏洞、安全等问题很容易暴露出来。此外，开源也意味着可自由根据需求来定制功能，仅保留想要的，有效地避免了闭源系统里捆绑无用功能而造成的系统臃肿。其次，Linux上网络工具众多，各种解决方案都有来自不同的组织、机构故总能找到适合的、有效的，可以借鉴参考的解决方案，排除故障极为方便。最后，只要仔细地对Linux的各种系统功能进行设定、优化、筛选，再加上必要的安全技术防范措施和安全检查就能最大限度地保证系统的安全性。

1.2 总体设计与结构

系统共设计了六大功能模块即系统基本设置管理、动物资源库管理、动物档案管理、动物引保种（繁育）管理、质量监测管理、疾病监控管理、动物实验管理功能模块。系统设置为将各个功能模块产生的数据形成数据报表，再以最基础的Excel数据表形式导出，便于对数据进行分析、比对、统计及对接；报表设置为多条件、多种方式查询为用户提供便捷。

在系统基本设置与管理方面，根据实验动物管理工作需求，构建科学的组织结构，实现按照人员职责不同的合理分工，根据角色的不同分配不同级别的权限，再通过密码认证实现对数据库的安全访问。为了防止意外，还设置了数据库备份和恢复还原功能，配合开展异地备份工作，从而能保证数据库安全稳定的运行。

在引种繁育管理方面，基本资料数据设计包括实验动物品种品系（分类、代码）、动物编号、性别、出生日期、父代/母代编号、笼位（号）等。这部分数据是相对固定变化不大，在数据录入时只需给予必要的提醒和指示，即可大大地降低错误发生率。基本资料数据尽量录入完整、全面（绝大部分为必填项），这样就可以方便系统的通过各种查询方式快速定位。

繁育记录数据设计包括离乳日期、体重体长记录（含出生窝重、离乳窝重）、生物学特性数据（生理生化值、解剖数值等）、留种记录、胎次、配种（合笼）日期、分娩日期、公（母）仔个数、活（死）仔数、寄养数、哺乳情况、淘汰管理等。通过繁育系统化管理，对出生率、成活率和繁殖率跟踪，能够及时准确掌握动物的繁育能力；对实时监测动物库存量及状态，也为动物的选种、配种、供应动物提供快速查询，促使繁殖管理精细化，育种数据规范化。通过以上功能可以提高实验动物的繁育管理工作水平，简化和规范化繁育管理过程。再以上述的数据为基础，设计报表功能统计离乳率、配种率、胎次间隔、仔存活率、各周龄生长速度、生长曲线、体重体长等。

在质量控制方面，对实验动物的病原微生物等监督检测数据进行记录、比对、分析和统计，有利于完善的实验动物质量的检测检疫体系。在档案管理方面，实现对档案的自动化、无纸化管理，通过系统自动存储档案，提高工作效率，减少出错率。还可以实时查询档案资料，减少因人员流动导致的工作缺乏连续性，促使档案资料的完整性、规范化。

在疾病预防控制方面，电子病历模块将详细地记录动物病史，包括其治疗方案、过程以及结果，便于统计特定疾病的发生率，快速查询相关治疗方案以及提供一定时间段范围内疫情的警示；也可以通过系统收集生产实验过程中的典型病例，将其症状表现、化验结果、诊断结果及治疗情况均进行记录，再将数据资料进行分类存储，让其形成完善的数据化信息资源，从而帮助以后工作中能够提高诊断能力、加快治疗处理的过程；也有利于提高兽医对动物疾病的预防及诊治水平。利用系统对动物病历、麻醉药使用记录的数据化管理，可有效避免药物依赖性，解决药物使用的安全性、准确性和有效性，有效指导疾病防控工作开展。

在动物实验管理方面，实验动物的日常观察是主要工作内容。从动物迁入到实验室开始就要对其放置位置、体重变化、给药时间与剂量、采样状态、手术处置及预后或安乐死等多项数据进行统计，从而实现系统对动物实验情况进行量化记录与管理， 减少繁琐人工统计，使得动物实验的科研人员可随时查看动物实验的进展、结果变化与状态。

以上述的数据为基础，设计报表功能可统计分析试剂耗材及成本核算、供試品、实验项目、课题、论文等统计查询。动物实验原始档案的数据信息化管理，有效的监管和指导并进行动物实验的诚信管理，防范“学术不端”行为的发生。

1.3 数据库设计

数据库有些功能（比如数据批量导入导出、数据对接等）需要很高的安全性。设计选用了Apache服务器和MySQL数据库，MySQL的内部安全机制，需要利用操作系统的相关权限在文件系统级别保证数据库服务器的安全；MySQL的外部安全机制就需要建立用户权限表对其操作权限进行分配及限制来提高数据库的安全性。在某些链接中需要使用显式的URL参数时，也会对传递的参数信息进行检验、过滤，阻止恶意代码的攻击，以防御SQL注入式攻击的漏洞。

数据的访问权限采用三种级别，即数据管理员、数据操作员和数据查询员，来实现对数据安全控制，并且每当工作员进入数据库对数据进行操作，将自动记录该访问者，这样便于数据管理责任到个人，客观上保证了数据的真实性。

2 结束语

实验动物行业生产繁育不像农业、畜牧业里的产肉或产奶具有明确的定向性指标，科学研究的方向和发展水平才是实验动物动物生产繁育的风向标。在经过一个或长或短生产繁育周期的摸索，我们可以获得一些经验，这些经验再通过数据化管理的方法，可以固化成一种内部的管理机制，当累计一定的程度时，繁育经营便可以迅速扩大。在许多情况下，是否要进行某一项动物试验取决于以前的动物试验结果，这是因为要检验的假设可以从已获得的结果中推断出来[4]。如果利用实验动物进行这种重复性的研究，这将会增加无谓的动物使用量。因此，建立一个根据生产与实验管理的需求，快捷、便利地收集、分析、保存这个过程中相关数据资料，为生产和实验决策提供帮助的数据化管理系统是非常重要的。

【参考文献】

[1]肖革新.实验动物领域信息化技术应用[J].动物医学进展，2005，26（11）：98-101.

[2]黄韧，薛成，程树军，杨丰华.实验动物信息学与中国实验动物数据信息网建设[J].中国实验动物学杂志，2000.10（3）189-192.

[3]张娜，刘学芳，赵君玫，吕越.谈生物安全教育在中医院校实验动物学教学工作的重要性[J].中国科教创新导刊，2012，（28）：24-25.

[4]贺争鸣.我国动物实验替代方法研究的思路、模式和优先支持研究领域[D].中国农业大学，2004.