Mit Highheels auf den Gipfel?

Dr. Ulrike Schneeweiß,

Welches LIMS darf´s denn sein?

Wer sich aus der Vielfalt der LIM-Systeme eines auswählen will, sollte im Vorfeld wissen, welchen Nutzen er daraus ziehen möchte.

Bei der Anschaffung eines LIMS muss der Nutzer wissen, welcher Bedarf damit abgedeckt werden soll. © Fotolia, eugensalzmann

Es ist ein bisschen wie beim Schuhekaufen: Nicht nur die Farbe muss stimmen. Erst die richtige Kombination aus Größe, Passform, Material macht ein geeignetes Paar aus. Und selbst mit den perfekten Sandalen bekommt man im Tiefschnee schnell kalte Füße. Auch bei der Anschaffung eines LIMS muss der Nutzer aus der Vielfalt an Produkten dasjenige auswählen, das seinen ganz speziellen Bedarf am besten deckt. 

Viele Gründe sprechen für die Nutzung eines Labor-Informations- und Management-Systems (LIMS): Proben und Prozesse werden systematisch angelegt, Arbeitsabläufe mitarbeiterunabhängig strukturiert und Ergebnisse unmittelbar systematisch dokumentiert. Auch unter dem Gesichtspunkt regulatorischer Anforderungen bieten LIMS viel Potenzial für die Vereinheitlichung und Standardisierung von Arbeitsabläufen. Zudem kann ein LIMS den Mitarbeitern einiges an Arbeit abnehmen – wenn die individuellen Gegebenheiten im Labor bei Auswahl und Etablierung des Systems angemessen berücksichtigt werden. 

Wer sich auf die Suche nach dem geeigneten Produkt begibt, sollte deshalb eine klare Vorstellung davon haben, welche Vorteile er sich von der Nutzung eines LIMS erhofft und wie es sich auf Arbeitsabläufe auswirken wird. Um in der Schuh-Analogie zu bleiben: Soll der Schuh aus wärmendem Lammfell oder schickem Kunstleder sein? Möchte ich darin tanzen oder bergsteigen? Und wie werde ich auf Highheels den Gipfel erstürmen?

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Ein detailliertes Lastenheft kann die Entscheidung für ein bestimmtes Produkt oder sogar eine Auftragsentwicklung fördern. Um von Anfang an für Transparenz und Akzeptanz zu sorgen, sollten bei der Erarbeitung des Lastenheftes unbedingt diejenigen an Bord sein, die im Laboralltag am meisten mit dem System arbeiten werden.

Auch die Kosten spielen natürlich eine Rolle bei der Auswahl der geeigneten Software. Dabei geht es nicht allein um das Preisschild am System der Wahl. Die Einführung und Etablierung eines LIMS im Labor ist ein aufwändiger Prozess, der Zeit und Personal kostet. Im Idealfall haben die Mitarbeiter, die die Einführung begleiten, Erfahrung in der Projektdurchführung. Und während ein LIMS durchaus zu Einsparungen durch Effizienzsteigerung führen kann, sind auch mögliche Folgeinvestitionen zu berücksichtigen, zum Beispiel solche in IT-Equipment oder Automatisierungstechnologie.

Die Qual der Wahl: Große Vielfalt, unendliche Möglichkeiten

An die 300 Anbieter von LIMS sind weltweit auf dem Markt, darunter etablierte Konzerne mit Standardsystemen ebenso wie Startups und KMU, die Nischenprodukte anbieten. Rainer Jonak ist Geschäftsführender Gesellschafter der Imcor GmbH. Er und sein Team unterstützen Interessierte bei der Auswahl des richtigen LIMS mit einer anbieterneutralen Beratung. „Der Markt wächst zwar insgesamt eher moderat”, so Jonak. “Gerade in speziellen Branchen wie Life Science und Biotech entstehen jedoch immer wieder Nischenanbieter, die ganz spezielle Lösungen entwickeln.” Die Landschaft aller LIMS zu durchforsten, ist also eine echte Mammutaufgabe.

Zwar hat die verbreitete Nutzung von SQL-Servern eine gewisse Kernkompatibilität geschaffen, an der Oberfläche herrscht jedoch nach wie vor eine immense Heterogenität unter den Systemen. Das fängt schon mit der Probenerfassung an: Sollen Proben manuell angelegt werden oder importiert das System Daten automatisch aus Vorsystemen? Wie wird die Auftragsnummer vergeben, welche Probenparameter oder Patientendaten sollen erfasst werden, wie tief wird die Probe mit anderen Proben, Aufträgen oder Projekten verlinkt? Die Bedarfe verschiedener Nutzer klaffen hier weit auseinander, ebenso wie auf der Ebene der Auftragsbearbeitung, Dokumentation und Berichterstattung.

Einige Anbieter bringen eine eigene Produktfamilie auf den Markt, in der Module zur Lagerverwaltung oder Abrechnung mit dem LIMS harmonieren. So erhalten z. B. Auftragslabore eine komplette ERP-Lösung vom CRM über das Probenmanagement bis zur Finanzbuchhaltung. © Integris

Eine weitere Herausforderung für die Entwickler besteht in der Einbindung des LIMS in eine bestehende Infrastruktur von Soft- und Hardware im Labor. So mancher Hersteller wirbt mit dem Versprechen nahtloser Integration. Die Geräterealität in Bestandslabors gleicht allerdings meist eher einem Flickenteppich. Das LIMS soll mit dem Pipettierroboter ebenso kommunizieren wie mit der Bestandsführung und dem Abrechnungssystem. Und nicht zuletzt gibt es, gerade an großen Forschungszentren oder Kliniken, Berührungspunkte zwischen verschiedenen LIMS. Auch hier soll die Kommunikation möglichst reibungsfrei ablaufen.

Die Anbieter begegnen diesen Anforderungen mit flexiblen Baukastenlösungen, multiplen konfigurierbaren Daten- und Geräteschnittstellen und mit individuellen Anpassungen. Entwickler arbeiten mit umfangreichen Parametrisierungsmöglichkeiten und Erweiterungsmodulen, um den Funktionsumfang der Software passgenau für individuelle Labors einrichten zu können. Viele Systeme bieten beispielsweise Schnittstellen zu SAP-Modulen. Andere Anbieter bringen ihre eigene Produktfamilie auf den Markt, in der Module zur Lagerverwaltung oder Abrechnung mit dem LIMS harmonieren. So zum Beispiel der Dresdner Softwareentwickler Integris, der Auftragslaboren mit seinem iLIMS eine komplette ERP-Lösung vom CRM über das Probenmanagement bis zur Finanzbuchhaltung bietet. „iLIMS begleitet den Nutzer vom Erstkontakt mit dem Kunden bis zur Rechnungsstellung”, so Geschäftsführer Bernd Koschitzki.

Brücken statt Lücken: Bestandshardware mit dem LIMS vernetzen

Die Vernetzung von Geräten, Software und Mitarbeitern ist Grundlage reibungsloser Abläufe in jedem modernen Labor. Integris schließt mit seinem Hard- und Software-System iControl die Lücke zwischen Messgeräten und Labormanagement-System. Koschitzki erklärt: „Proben werden am iControl Arbeitsplatz per Scanner registriert. Das Touchdisplay zeigt die nötigen Arbeitsschritte und Prüfungen aus dem LIMS an und kann auf die Anzeige von SOPs umgeschaltet werden. Messwerte werden automatisch auf dem Display angezeigt und direkt in das LIMS übernommen.” Das Softwarehaus Triestram & Partner bietet zur Vernetzung seines Lisa.lims mit Laborgeräten die Middleware NaSI (Native Subsystem Integration). Ein COM-Port oder Netzwerkanschluss genügt, um mittels NaSI einen Kommunikationskanal zwischen dem LIMS und Geräten mit und ohne eigene Softwareschnittstelle zu etablieren. Dieser Kanal ermöglicht den Transfer von Daten und Steuerbefehlen in beide Richtungen.

Bei allen Lösungen gilt es, die goldene Mitte zu treffen: zwischen der optimalen Anpassung an die spezifischen Gegebenheiten einerseits und dem berechtigten Anspruch des Nutzers, sein System im Laboralltag ohne Programmierkenntnisse nutzen und pflegen zu können. Die meisten Systeme sind so ausgelegt, dass Anwender auf einer GUI, beispielsweise per „drag und drop“, Anpassungen an Prozessen und an der Programmoberfläche vornehmen können. Einige jüngere Entwicklungen, wie das iLIMS von Integris, arbeiten zudem auf Basis eines Datenmodells. So kann der Anwender Auswertungen, Statistiken und Berichte erstellen, ohne direkt auf Datenbanken zugreifen zu müssen. „Grundlegende Programmierkenntnisse erweitern allerdings die Möglichkeiten für den Kunden, Anpassungswünsche selbst umzusetzen“, gibt Koschitzki zu bedenken. 

Zudem bedeutet ein höheres Maß an individuellen Anpassungen oft auch eine längere Dauer der Systemeinführung im Labor. Manche Hersteller versprechen eine „Off-the-Shelf”-Lösung zum sofortigen Einsatz; gebrauchsfertige Produkte, die nachhaltig dem Bedarf des Labors entsprechen, sind jedoch eher eine Seltenheit.

Steuerung, Prüfung, Darstellung: Die Facetten eines LIMS

Michael Hallensleben ist Gründer der Firma Avalas und hat „LICC” programmiert, das Laboratory Information Control Center, das zum Beispiel in Diagnostiklaboren großer Kliniken läuft. Als einer der ersten richtete Hallensleben sein Augenmerk auf den Aspekt der aktiven Prozesssteuerung („Control”). Im LICC werden Arbeitsabläufe aus individuell programmierten Arbeitsschritten zusammengestellt und transparent und verständlich abgebildet. Eingehende Proben werden erfasst und kategorisiert und je nach Erfordernis an entsprechende Arbeitsplätze verteilt. Wissenschaftler und Assistenten rufen im LICC ihren jeweiligen Arbeitsplatz auf und bearbeiten die vorliegenden Proben. Erst nach Abschluss und Validierung des vorhergehenden Schrittes gibt das System den folgenden Schritt zur Durchführung frei. Über die reine Arbeitsvorschrift hinaus steuert das LICC so aktiv die Abläufe im Labor. Heute bieten auch andere Systeme die Möglichkeit, Prozesse zu steuern; Integris beispielsweise mit den Modulen „Workflow” und „Businessprozess”. Ob und wie diese Möglichkeiten zur Routine und den Gepflogenheiten in einem Labor passen, müssen interessierte Nutzer individuell ermitteln.

Besonders knifflig ist es, die anschauliche und übersichtliche Darstellung der Ergebnisse komplexer Untersuchungen direkt in der Oberfläche des LIMS zu ermöglichen. „Für die klassische klinische Chemie reichten einfache Tabellen, in denen Blutwerte eingetragen wurden”, sagt Michael Hallensleben. Heute umfassen auch Routineuntersuchungen oft komplexe Methoden wie Next-Generation-Sequencing, Durchflusszytometrie oder Massenspektrometrie, deren Resultate nicht als einfache Werte darzustellen sind. Hallensleben ist Vorreiter darin, Analyseberichte direkt im LIMS darzustellen, so dass Laborleiter oder Supervisor sie auf einen Blick überprüfen und freigeben können. Das erfordert oft die Einbindung grafischer Darstellung oder umfangreicher Datenmengen aus anderen Programmen.

Zudem werden zunehmend Algorithmen der künstlichen Intelligenz die Auswertung bestimmter Laboranalysen unterstützen oder eigenständig durchführen. Dazu gehören Methoden wie die histologische Mikroskopie oder Durchflusszytometrie, Multiplex-Assays und Big-Data-Analysen wie (Einzelzell-) Omiks. Die Analyse- und Auswertemethoden in diesen Bereichen entwickeln sich mit rasender Geschwindigkeit. Heute müssen die meisten Labore die Datenverwaltung und -auswertung in separater Software vornehmen. Entsprechende Prozesse in der Oberfläche des LIMS abzubilden, auditgerecht zu dokumentieren und Ergebnisse darzustellen gehören zu den großen Aufgaben für Programmierer am Puls der Zeit.

Der Trend hin zum mobilen Endgerät

Was im Privaten längst selbstverständlich erscheint, wünschen sich Anwender natürlich auch im Labor: das Smartphone als Universalfernbedienung. Den Trend zur Nutzung mobiler Endgeräte spüren deshalb auch die LIMS-Anbieter. „Die Verfügbarkeit von LIMS-Modulen auf Mobilgeräten wird von Kundenseite aktiv nachgefragt”, beobachtet Rainer Jonak in seinen Beratungen bei Imcor. „Die Anbieter arbeiten intensiv daran, diese Nachfrage zu bedienen. Um die mobile Nutzung wirklich komfortabel und ergonomisch zu gestalten, müssen sie aber noch einiges tun.” Viele LIMS-Anbieter stellen zunächst Teilkomponenten für die mobile Nutzung bereit, wie zum Beispiel ein Modul zur Unterstützung der Probenahme vor Ort. Webbasierte LIMS, die im Browser lauffähig sind, können prinzipiell von mobilen Endgeräten aus genutzt werden. „Allerdings ist es sinnvoll und meistens nötig, die Dialoge an die kleineren Bildschirmgrößen der Mobilgeräte anzupassen. Sonst wirken sie überladen und eine übersichtliche und ergonomische Bedienung ist nicht mehr sichergestellt”, ergänzt Berater Jonak.

Manche Hersteller gehen deshalb einen anderen Weg. Integris-Geschäftsführer Koschitzki: „Wenn ein Kunde mobile Offlinelösungen benötigt, um beispielsweise Probenahmen vor Ort zu dokumentieren, erstellen wir zu diesem Zweck individuelle, native Apps auf Android oder iOS.”

Auf das Finetuning kommt es an

“Ein LIMS ist ein LIMS. Grundsätzlich unterscheiden sich die Produkte der Anbieter gar nicht so sehr. Die Spezialisierungen liegen in den individuellen Leistungen”, sagt Constanze Escher, Marketingverantwortliche bei Triestram & Partner, das neben Unternehmen verschiedener Branchen auch schon diverse große Behörden mit passgenauen LIMS-Lösungen ausgestattet hat. „Im Prinzip können wir jeden noch so ausgefallenen Kundenwunsch erfüllen. Oft ist das nur eine Frage des Budgets.” LIMS-Anbieter stehen daher im ständigen Austausch mit ihren Kunden. Und weil sie auf deren Nachfragen eingehen und Lösungen für unterschiedlichste Aufgaben programmieren, wachsen die bestehenden Systeme nach und nach in ihrem Funktionsumfang.

Dass es dabei nicht unübersichtlich wird, dafür sorgen Aufbau und Design der Nutzeroberfläche. Auch hier zeigen sich verschiedenste Herangehensweisen der Entwickler. Hoher Bedienkomfort steht im Fokus der Entwicklungen der Advux Software GmbH. Gründer Florian Weser erklärt: „Es gibt immer vier Schritte eines wissenschaftlichen Experimentes: Planung, Durchführung, Überprüfung und Analyse.” Sein so einfaches wie erfolgreiches Konzept ist es, diese vier Schritte auch in der Software abzubilden, damit der Nutzer an einer übersichtlichen und komfortablen GUI arbeiten kann.

Die Themen Vernetzung und mobiler Einsatz stehen weit oben auf der Agenda aller LIMS-Anbieter. Auch regulatorische Anforderungen an Qualitätsmanagement und -sicherung bedienen fast alle Systeme mit Features wie dem Audit Trail. Darüber hinaus zählt für den Kunden, den Anbieter als Partner schon während der Planung, Spezifikation und Implementierung an seiner Seite zu haben. „Was unser Produkt einzigartig macht, sind die Menschen dahinter”, sagt deshalb Constanze Escher von Triestram & Partner. Ein Team von Informatikern und praxiserfahrenen Naturwissenschaftlern berät und betreut die Kunden ganz individuell. Sie wissen genau, worauf es im Labor ankommt: „Der persönliche Kontakt ist die Basis einer vertrauensvollen Zusammenarbeit.”

Übrigens bieten viele Hersteller Demoversionen ihrer Software an. Der ein oder andere Testlauf lohnt sich – damit am Ende der Schuh nicht drückt.

AUTORIN

Dr. Ulrike Schneeweiß
wibior, Wissenschaft in Wort und Bild

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