基于Python和MySQL的醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥品及耗材信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

鄒奕軒 趙海桐 趙紫婷 周蕾蕾 馬 潔 蔣紅兵* 趙 蓉

近年來,隨著藥品及耗材上市后監(jiān)管工作的重視,各級(jí)藥品及耗材采購(gòu)管理部門的工作重心逐漸轉(zhuǎn)移到監(jiān)督管理各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥品及耗材的規(guī)范采購(gòu)、促進(jìn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)合理使用藥品及耗材上來.在長(zhǎng)期的藥品及耗材采購(gòu)監(jiān)督管理工作中,醫(yī)務(wù)工作者發(fā)現(xiàn)普遍存在著管理藥品及耗材涉及的各項(xiàng)政策法規(guī)數(shù)量繁多,且在不斷的修改、調(diào)整和完善等各類問題;部分省級(jí)藥品及耗材集中采購(gòu)平臺(tái)只對(duì)少量特定單位提供查詢功能;采購(gòu)監(jiān)管部門工作人員較少,缺乏計(jì)算機(jī)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)知識(shí);基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)人員對(duì)藥品及耗材的各種政策屬性及采購(gòu)使用規(guī)定不熟悉;大量基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)無專職信息系統(tǒng)工作人員.因此,建立一個(gè)對(duì)所有相關(guān)單位開放的綜合的藥品及耗材數(shù)據(jù)查詢分析系統(tǒng),向醫(yī)療機(jī)構(gòu)和管理部門提供信息查詢、數(shù)據(jù)分析和報(bào)表生成功能將非常必要[1].為此,本研究開發(fā)設(shè)計(jì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥品及耗材信息管理系統(tǒng)軟件,為加強(qiáng)藥品及耗材信息的規(guī)范化和數(shù)字化管理提供技術(shù)支撐.

1 藥品及耗材信息管理系統(tǒng)開發(fā)管理工具

1.1 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)

MySQL是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),是常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一,其擁有易于操作、成本低、體積小、效率高、速度快及可移植性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)[2].系統(tǒng)可通過NavicatPremiu 12等數(shù)據(jù)庫(kù)可視化管理工具進(jìn)行管理[3].

1.2 Python語言開發(fā)優(yōu)勢(shì)

Python語言相較于其他編程語言,在數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)方面具有開發(fā)速度快、代碼量少、使用方便及內(nèi)部類型使用成本低等顯著優(yōu)勢(shì)[4].Python語言結(jié)合MySQL的架構(gòu)可以充分利用面向?qū)ο缶幊痰奶攸c(diǎn),在數(shù)據(jù)庫(kù)處理方面更為便捷穩(wěn)定.同時(shí)Python語言官方規(guī)范訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一接口規(guī)范(Python DB-API),防止在使用不同數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),由于底層數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)不同造成接口程序紊亂的問題.同時(shí)在圖形化展示數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算功能及一些基本統(tǒng)計(jì)方法求解時(shí),Python語言擁有許多可供參考的高效數(shù)據(jù)庫(kù)[5].

1.3 Python DB-API訪問數(shù)據(jù)庫(kù)流程

Python訪問數(shù)據(jù)庫(kù)包括引入應(yīng)用程序編程接口(application programming interface,API)模塊、獲取與數(shù)據(jù)庫(kù)(database,DB)的連接、執(zhí)行SQL語句和存儲(chǔ)過程和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接4步[6].其中,連接函數(shù)connect→使用connect→方法生成connect對(duì)象→再使用此對(duì)象訪問所需要訪問的數(shù)據(jù)庫(kù);connect函數(shù)包括用戶名(username)、密碼(password)、主機(jī)名(hostname)、數(shù)據(jù)庫(kù)名(database name)和數(shù)據(jù)庫(kù)來源名稱(data source name,DSN)[7].而執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)化查詢語言(structured query language,SQL)語句進(jìn)行查詢和返回結(jié)果主要是通過游標(biāo)(cursor)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行請(qǐng)求執(zhí)行execute()和fetch()等命令完成[8].DB-API操作數(shù)據(jù)庫(kù)流程見圖1.

圖1 DB-API操作數(shù)據(jù)庫(kù)流程圖

2 藥品及耗材信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)選擇

本研究開發(fā)系統(tǒng)適用人群主要針對(duì)醫(yī)務(wù)工作人員及藥品及耗材管理人員,以及廣大社會(huì)群眾,因此本系統(tǒng)的部署需要更加合理化[9].目前,常見的訪問架構(gòu)為客戶機(jī)與服務(wù)器(client/server,C/S)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和瀏覽器與服務(wù)器(browser/server,B/S)系統(tǒng)結(jié)構(gòu).C/S系統(tǒng)不依賴外網(wǎng)環(huán)境,交互層數(shù)少且界面和操作簡(jiǎn)單直接,易于理解和掌控,響應(yīng)速度較快[10].而B/S架構(gòu)依托廣域網(wǎng)基礎(chǔ),利用瀏覽器腳本語言,擁有比C/S更強(qiáng)的適應(yīng)性,但安全控制能力較弱[11].

結(jié)合實(shí)際工作與藥品及耗材管理流程,藥品及耗材管理系統(tǒng)應(yīng)是C/S與B/S同步發(fā)展.即C/S與B/S混合模式,利用C/S與B/S模式不同優(yōu)勢(shì)來構(gòu)建系統(tǒng).利用C/S模式的安全性與可靠性來構(gòu)架系統(tǒng)應(yīng)用,完成核心工作;利用B/S模式的適應(yīng)性和交互性來延伸應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)便捷的信息共享,進(jìn)行簡(jiǎn)單的瀏覽和查詢工作[12].

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

(1)功能設(shè)計(jì).在對(duì)藥品及耗材數(shù)據(jù)要求分析的基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的入庫(kù)、管理、查詢與統(tǒng)計(jì)功能.基于系統(tǒng)完整性、安全性及擴(kuò)展性,根據(jù)實(shí)際工作需求,配置不同級(jí)別,不同權(quán)限人員的訪問界面菜單,限制各權(quán)限內(nèi)人員的操作行為.用戶權(quán)限設(shè)定控制不同工作人員擁有不同權(quán)限:①藥品及耗材管理工作人員的登陸界面具有增加、刪除、修改和查詢所有藥品及耗材信息的權(quán)限;②訪客登錄界面僅具有查詢部分藥品及耗材信息的權(quán)限;③系統(tǒng)管理員始終擁有最高權(quán)限[13].以藥品為例,軟件用戶管理模塊結(jié)構(gòu)見圖2.

圖2 藥品用戶管理模塊結(jié)構(gòu)圖

(2)系統(tǒng)主要功能.①查詢功能:所有用戶均可通過包裝二維碼,中標(biāo)編碼、通用名及生產(chǎn)企業(yè)等字段查詢藥品和耗材的通用名、劑型、規(guī)格、生產(chǎn)企業(yè)、中標(biāo)價(jià)格、醫(yī)療保險(xiǎn)類型以及批準(zhǔn)文號(hào)等信息,藥品管理工作人員還可以查詢到基本藥物類型編碼、抗菌藥物類別、是否為營(yíng)養(yǎng)性輔助性重點(diǎn)關(guān)注藥品以及是否通過一致性評(píng)價(jià)等信息,以上查詢均可以使用一個(gè)或多個(gè)字段查詢;②統(tǒng)計(jì)功能:按照一定模板導(dǎo)入數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),主要的統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目有各基本藥物類別、各抗菌藥物類別、營(yíng)養(yǎng)性輔助性重點(diǎn)關(guān)注藥品、不同價(jià)格區(qū)間藥品、不同類別藥品的采購(gòu)金額、金額占比及品種數(shù)等.

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體關(guān)系表格設(shè)計(jì)

遵循數(shù)據(jù)庫(kù)搭建的域完整性、實(shí)體完整性和參照完整性的要求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體關(guān)系(entityrelationship,E-R)表[14].設(shè)計(jì)主要入組表格內(nèi)容包括藥品及耗材基本信息表、醫(yī)療保險(xiǎn)信息表、藥品及耗材說明書表、生產(chǎn)企業(yè)信息表、基本藥物類型表以及抗菌藥物細(xì)分表等.其中主表藥品及耗材基本信息表包含藥品及耗材的通用名、劑型、規(guī)格、中標(biāo)價(jià)格、采購(gòu)編碼、營(yíng)養(yǎng)關(guān)注性以及一致性評(píng)價(jià)等基本信息.E-R表見圖3.

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)E-R表格設(shè)計(jì)圖

3 藥品及耗材信息管理系統(tǒng)關(guān)鍵模塊及應(yīng)用

藥品及耗材信息管理系統(tǒng)關(guān)鍵模塊使用Python3.6作為開發(fā)平臺(tái),后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為MySQL,使用Pyinstaller庫(kù)將腳本打包為可執(zhí)行程序,并在目標(biāo)文件夾中生成依賴文件,在日后長(zhǎng)期維護(hù)工作中更加方便,整個(gè)軟件占用空間小,可以實(shí)現(xiàn)Windows10、Windows8和Windows7等多平臺(tái)不同系統(tǒng)環(huán)境下的運(yùn)行,并保證了良好的兼容性[15].

3.1 信息登錄模塊

用戶入口界面實(shí)現(xiàn)用戶登陸、注冊(cè)及找回密碼等功能.用戶輸入正確的賬號(hào)密碼后,點(diǎn)擊"登陸"按鈕,軟件將自動(dòng)通過預(yù)設(shè)權(quán)限編碼選擇相應(yīng)的用戶操作界面,出于系統(tǒng)安全性考慮,連續(xù)輸入5次密碼錯(cuò)誤時(shí),賬號(hào)將會(huì)凍結(jié)24 h.注冊(cè)新用戶時(shí),需輸入注冊(cè)用戶名、密碼及確認(rèn)密碼,當(dāng)用戶名不與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的用戶名沖突且兩次輸入密碼一致時(shí)方可注冊(cè)成功.找回密碼選項(xiàng)可通過注冊(cè)郵箱接收驗(yàn)證信息的方式找回密碼[16].信息登陸界面見圖4.

圖4 信息登陸界面圖

3.2 信息檢索模塊

信息檢索可通過關(guān)鍵字進(jìn)行檢索,關(guān)鍵字包括中標(biāo)編碼、通用名、生產(chǎn)企業(yè)以及價(jià)格區(qū)間等.檢索模塊使用正則表達(dá)式查詢,用戶點(diǎn)擊文本框并鍵入需要查詢的關(guān)鍵字,多個(gè)關(guān)鍵字需用"|"符號(hào)隔開.當(dāng)文本框內(nèi)容為空時(shí),自動(dòng)忽略該查詢條件,當(dāng)所有文本框內(nèi)容為空時(shí),顯示整張數(shù)據(jù)表.用戶亦可通過拍掃條形碼的方式查詢某個(gè)藥品及耗材的信息,點(diǎn)擊"拍掃條碼"選項(xiàng),等待掃碼槍掃描條形碼,通過串口通訊讀取編碼,并通過與預(yù)先輸入的編碼進(jìn)行查詢操作以獲取藥品及耗材信息[17].信息查詢界面見圖5.

圖5 信息查詢界面圖

查詢到所需藥品及耗材信息后可以進(jìn)行導(dǎo)出和打印,此模塊利用xlwt第三方庫(kù)的函數(shù)直接完成,藥品及耗材信息通過MySQL寫入Excel并以默認(rèn)格式保存到默認(rèn)路徑下.

3.3 信息管理模塊

藥品及耗材信息管理模塊主要用于藥品及耗材信息的增刪修改,管理工作人員只需在錄入選項(xiàng)信息空白處添加正確的藥品及耗材信息,并可在下拉菜單中選擇藥品劑型、醫(yī)療保險(xiǎn)類型與基本藥物類別選項(xiàng),錄入完成后單擊"確認(rèn)錄入"按鈕即可完成藥品及耗材信息的錄入工作.錄入的信息將實(shí)時(shí)在Treeview表格界面顯示,同時(shí)也將數(shù)據(jù)以string字符串的形式存入MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中.在執(zhí)行過程中,保持主鍵和關(guān)鍵信息的唯一性,其中"中標(biāo)編碼"信息必須唯一,由前兩位大寫字母與后8位數(shù)字組成.由藥品及耗材采購(gòu)時(shí)自動(dòng)生成并由工作人員事先錄入,當(dāng)"中標(biāo)編碼"沖突時(shí),后一次記錄直接覆蓋前一次記錄,否則由自增長(zhǎng)主鍵生成一條新記錄.在藥品及耗材信息中"中標(biāo)編碼"與"批文編號(hào)"有相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)格式,軟件對(duì)這些字段設(shè)置字符串格式校驗(yàn)功能,當(dāng)輸入格式與預(yù)存格式類型不匹配時(shí),軟件將提示"輸入錯(cuò)誤,請(qǐng)查證后重新輸入".藥品及耗材信息錄入界面見圖6.

圖6 藥品及耗材信息錄入界面圖

3.4 統(tǒng)計(jì)與圖表模塊

藥品及耗材管理機(jī)構(gòu)工作中經(jīng)常需要將同類或同屬性藥品及耗材按照不同需求進(jìn)行分組、比較和統(tǒng)計(jì)操作.本模塊運(yùn)用開源數(shù)據(jù)可視化JS庫(kù)Echarts繪制統(tǒng)計(jì)圖,并用第三方可視化繪圖庫(kù)Pyecharts與Python對(duì)接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)與制圖功能,在"圖表"選項(xiàng)中按需求選擇統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目,并選擇繪制圖形,包括柱狀圖、折線圖、餅狀圖及散點(diǎn)圖等,即可完成金額、金額占比、品種數(shù)及數(shù)量等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),鼠標(biāo)掠過相應(yīng)色塊即可查看明細(xì)[18].選擇餅狀圖后生成統(tǒng)計(jì)見圖7.

圖7 餅狀統(tǒng)計(jì)圖

4 藥品及耗材信息管理系統(tǒng)應(yīng)用效果

系統(tǒng)經(jīng)測(cè)試及試運(yùn)行顯示魯棒性強(qiáng),運(yùn)行良好.系統(tǒng)提供的藥品及耗材信息錄入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計(jì)、篩選及繪制圖表等功能,使得原本需要耗費(fèi)大量人力及時(shí)間的藥品及耗材信息管理工作變得簡(jiǎn)單便捷,免去不必要的學(xué)習(xí)和整理時(shí)間.同時(shí)此系統(tǒng)界面友好簡(jiǎn)潔,操作方便,所需功能一目了然.相較于以往使用Excel等軟件管理藥品及耗材信息的方式,藥品及耗材信息更新與查詢統(tǒng)計(jì)等操作相當(dāng)繁瑣復(fù)雜,且因?yàn)閿?shù)據(jù)量過大常常造成卡頓.使用該系統(tǒng)后,對(duì)于不具備專業(yè)計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)及藥理學(xué)(醫(yī)用耗材)相關(guān)知識(shí)的工作人員,面對(duì)龐大繁雜的采購(gòu)數(shù)據(jù)與使用記錄也能輕松應(yīng)對(duì),工作時(shí)間減少近60%,可有效提高工作效率.

5 結(jié)語

醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥品及耗材信息查詢分析管理系統(tǒng)是醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)字化管理的重要環(huán)節(jié),該系統(tǒng)不僅為藥品及耗材采購(gòu)與管理工作者提供工作上的輔助,更使得醫(yī)務(wù)工作者能便捷全面了解藥品及耗材的各類信息,同時(shí)也可快速查詢到藥品及耗材使用和醫(yī)療保險(xiǎn)說明,極大促進(jìn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)藥品及耗材的規(guī)范采購(gòu),提高管理部門的監(jiān)督管理力度.