基于二維碼的電子診療卡系統(tǒng)的設(shè)計

第九O九醫(yī)院，廈門大學(xué)附屬東南醫(yī)院，福建 漳州 363000

引言

診療卡或醫(yī)院一卡通，是醫(yī)院在HIS上建立患者信息后，為病人分配的唯一標(biāo)識編碼載體[1]，通常為磁卡、IC卡、醫(yī)保卡等。診療卡主要用于掛號、繳費、打印報告、取藥等就醫(yī)環(huán)節(jié)。實體診療卡的應(yīng)用已久，它的使用為提高門診效率，提升醫(yī)院服務(wù)水平發(fā)揮較大作用，但也存在如下一些問題：① 患者必須攜卡才能就診，忘記攜帶則無法就診，就醫(yī)體驗差；② 卡片易丟失或損毀，引起重復(fù)辦卡、單個病人存在多張就診卡導(dǎo)致信息分布散亂的問題[2]；③ 患者丟失診療卡未及時掛失，可能被他人用于掛號開藥，造成經(jīng)濟上損失；④ 線下實體發(fā)卡需要醫(yī)院一定的成本支出[3]。

二維碼電子診療卡系統(tǒng)（簡稱本系統(tǒng)）的設(shè)計是在不影響當(dāng)前醫(yī)院實體卡使用的基礎(chǔ)上，充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)及移動智能設(shè)備技術(shù)的發(fā)展[4]，將二維碼作為患者身份的電子標(biāo)識，解決了實體卡帶來的上述問題。

1 現(xiàn)狀

我院擁有自己的微醫(yī)療平臺，微醫(yī)療平臺是以微信公眾號為入口，為患者提供預(yù)約、充值、檢查檢驗報告查詢、門診住院信息查詢等功能的信息平臺。本系統(tǒng)和微醫(yī)療平臺在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和患者信息認(rèn)證這兩個方面存在共性，因此直接采用微醫(yī)療平臺的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及認(rèn)證機制。

（1）本系統(tǒng)需要同時連接互聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)，我院內(nèi)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)是隔離的，因此在網(wǎng)絡(luò)搭建方面，最重要的是內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互的實現(xiàn)方式[5]。在內(nèi)、外網(wǎng)之間構(gòu)建一個既符合“物理隔離”安全要求，又能進行數(shù)據(jù)交換的通道。微醫(yī)療平臺通過網(wǎng)閘的IP配置和端口映射技術(shù)，只允許配置兩臺服務(wù)器之間的通信，滿足系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)需求。本系統(tǒng)直接采用微醫(yī)療平臺這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式。

（2）使用電子診療卡需要先綁定患者院內(nèi)賬號，微醫(yī)療平臺已經(jīng)有完善的患者信息認(rèn)證及綁卡機制，本系統(tǒng)直接采用該認(rèn)證結(jié)果，即在微醫(yī)療平臺綁定賬號的患者可以直接使用相應(yīng)的電子診療卡。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。在醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)部署后臺服務(wù)器訪問HIS數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)閘與外網(wǎng)前置機進行數(shù)據(jù)交互，同時提供內(nèi)網(wǎng)終端系統(tǒng)（收費系統(tǒng)、門診醫(yī)生站、藥房及檢查檢驗自助機等）的二維碼內(nèi)容解析服務(wù)。前置服務(wù)器受理用戶請求，生成診療卡二維碼。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.2 關(guān)鍵流程設(shè)計

2.2.1 二維碼生成

接收患者ID（患者在HIS中的唯一標(biāo)識，簡稱患者ID），查找患者信息表中該患者記錄，獲取最近一次二維碼創(chuàng)建時間，并與當(dāng)前系統(tǒng)時間對比，如果時間間隔在20 min內(nèi)，則獲取二維碼內(nèi)容字段，用該字段內(nèi)容生成二維碼。如果二維碼創(chuàng)建時間為空或超過20 min，拼接患者ID和當(dāng)前時間的時間戳，生成MD5值，該值即為二維碼內(nèi)容，保存該值和創(chuàng)建時間到患者信息表對應(yīng)字段。二維碼生成流程，見圖2。

圖2 二維碼生成流程

2.2.2 二維碼解析

醫(yī)院HIS涉及讀卡的地方很多，例如排隊叫號系統(tǒng)、門診醫(yī)生工作站、收費系統(tǒng)、藥房取藥系統(tǒng)、報告打印自助機等，增加了電子診療卡后，這些系統(tǒng)需要通過配備碼槍獲取二維碼內(nèi)容后調(diào)用后臺服務(wù)解析二維碼內(nèi)容。二維碼內(nèi)容解析服務(wù)采用Web Service部署。該服務(wù)的主要功能：接收二維碼內(nèi)容，判斷該二維碼的有效性，查找該二維碼對應(yīng)的患者信息，返回相應(yīng)信息給調(diào)用者。二維碼內(nèi)容解析流程，見圖3。

圖3 二維碼內(nèi)容解析流程

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 二維碼

二維碼是用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0、1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理[6]。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和移動終端的廣泛普及，二維碼在智能手機上得到了充分的應(yīng)用[7]，在電商、移動支付、OTO（Online To Offline）及等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛?？紤]到二維碼能表示的信息量較大、被接受程度高及識別設(shè)備較為普及，本系統(tǒng)采用二維碼作為電子診療卡的載體。

本系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)，Java擁有眾多的第三方工具包，在二維碼創(chuàng)建和解析方面，目前主要有SourceForge（開源軟件開發(fā)平臺）的Qrcode.jar和Google（搜索引擎公司）的zxing.jar包，本系統(tǒng)采用Qrcode.jar。創(chuàng)建二維碼的代碼，見圖4。

2.3.2 MD5

MD5消息摘要算法，是一種被廣泛使用的密碼散列函數(shù)，用于確保信息傳輸完整一致[8]。MD5可以將任意長度的字節(jié)串映射為一個同樣獨一無二的固定長度字符串，且將一個MD5的值變換回原來的字符串是非常困難的。鑒于此特性，本系統(tǒng)對患者ID及時間戳進行MD5計算產(chǎn)生二維碼內(nèi)容，具有不易破解的特點。

2.3.3 數(shù)據(jù)安全

診療卡是患者的憑證，其安全性至關(guān)重要。本系統(tǒng)從有效時間及二維碼內(nèi)容兩個方面來確保安全性。

圖4 二維碼生成的代碼片段

（1）二維碼有效時間為20 min（可設(shè)置），超過時間后患者需刷新或重新進入頁面獲取新的二維碼。有效時間機制使該二維碼具有動態(tài)性，有效避免患者二維碼被復(fù)制進而被盜用的風(fēng)險。

（2）二維碼內(nèi)容利用數(shù)字簽名技術(shù)產(chǎn)生，簽名的對象包括了患者ID及時間戳信息，將患者ID和二維碼創(chuàng)建時間的時間戳拼接成字符串，計算其MD5值，用該值作為內(nèi)容生成二維碼。使用MD5算法將原始內(nèi)容變成無意義的字符串，有效避免被它人識別并破譯內(nèi)容偽造二維碼的風(fēng)險。

2.4 涉及HIS的改造

需要診療卡讀取功能的HIS子系統(tǒng)有預(yù)約叫號系統(tǒng)、門診醫(yī)生工作站、收費系統(tǒng)、取藥自助機、發(fā)藥系統(tǒng)、報告自助打印系統(tǒng)等12個系統(tǒng)，改造步驟主要有：① 配備掃碼設(shè)備；② 增加二維碼讀卡功能，讀取二維碼內(nèi)容調(diào)用后臺服務(wù)解析內(nèi)容。

3 應(yīng)用效果

3.1 主要應(yīng)用界面

本系統(tǒng)依附微醫(yī)療平臺，在患者已經(jīng)是微醫(yī)療平臺用戶的情況下，可直接使用?；颊咴谖以何⑨t(yī)療平臺中綁定自己就診賬號即可進入“我的二維碼”頁面，查看自己的二維碼。應(yīng)用頁面如圖5、圖6。

3.2 應(yīng)用效果

3.2.1 減少患者就醫(yī)時間

二維碼識別時間在十毫秒級別，且在我院運行以來識別成功率接近100%。以一次就診過程需要讀卡5次計算，通常實體卡會遇到多次刷卡、插卡等待、片卡無磁、損壞等問題，平均讀卡時間約1 min，使用電子診療卡為患者一次就診大約縮短5 min時間，減少門診患者就醫(yī)時間[9]。

圖5 診療卡信息

圖6 我的二維碼

3.2.2 減少實體卡發(fā)放量，降低醫(yī)療成本

我院月平均門診量大約10萬人次，本系統(tǒng)上線前月均發(fā)卡數(shù)約13000張（包括新辦和補辦）。本系統(tǒng)上線后，月均發(fā)卡數(shù)約2500張，月均發(fā)卡數(shù)減少約10500張，發(fā)卡量降低約80%。以磁條卡成本0.35元/張計算（如使用IC卡或非接觸式卡則成本更高），每月節(jié)省卡片成本約4000元，一年節(jié)省成本約5萬元。且在減少醫(yī)院發(fā)卡成本的同時極大緩解辦卡中心工作壓力，避免辦卡中心排長隊[10]，為醫(yī)院節(jié)省人工窗口的工作量，提高醫(yī)療資源的利用率[11]。圖7為本系統(tǒng)上線前后（2018年上半年及2019年上半年）我院月實體卡發(fā)放量對比，在我院門診量同比有所上升的情況下，系統(tǒng)上線前后實體發(fā)卡量大幅下降。

圖7 系統(tǒng)上線前后我院實體卡發(fā)放量對比

3.2.3 使醫(yī)療數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)

在沒有電子診療卡時，患者丟失或者忘記攜帶就診卡，通常情況會重新辦理診療卡，這就形成一個患者多個賬戶的情況，造成同一個患者多次門診病歷、檢查檢驗等醫(yī)療數(shù)據(jù)無法關(guān)聯(lián)，可能造成重復(fù)檢查等問題，甚至影響醫(yī)生的正確診斷。本系統(tǒng)上線后，隨著患者越來越多使用電子診療卡，解決了單個病人多個賬戶導(dǎo)致信息分布散亂的問題。通過對HIS新增的患者數(shù)據(jù)的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，單個病人多個賬戶的情況較上線前減少約45%。

3.2.4 提升患者滿意度

電子診療卡的應(yīng)用，基本解決患者因忘記帶卡而多次往返醫(yī)院、時間成本較大的問題[12]，減少患者由于實體卡損壞需要維護或更換而在反復(fù)排隊和等候時浪費時間，提升患者就醫(yī)體驗[13]，提高患者滿意度。

4 結(jié)論與展望

本文結(jié)合我院信息化現(xiàn)狀和特點從系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵流程、關(guān)鍵技術(shù)、安全性、HIS改造等方面介紹基于二維碼的電子診療卡系統(tǒng)的設(shè)計思路。采用電子診療卡替代實體卡降低醫(yī)院成本，提高患者滿意度，提升醫(yī)院競爭力，社會和經(jīng)濟效益顯著[14]。

為適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+健康醫(yī)療事業(yè)的快速發(fā)展[15]，國家衛(wèi)健委統(tǒng)計信息中心聯(lián)合騰訊公司推出電子健康卡平臺。電子健康卡同樣以二維碼為載體，通過對接平臺接口的方式接入。本文所介紹的二維碼電子診療卡系統(tǒng)在硬件配置、整體架構(gòu)方面同樣適合接入該平臺。因此，本系統(tǒng)不僅可以跟電子健康卡同時使用，甚至只需對本系統(tǒng)進行少量的改動接入平臺接口即可同時支持電子健康卡。

加快電子診療卡的推廣，為未來醫(yī)院智能化發(fā)展打下基礎(chǔ)[16]。相信在不久的將來，電子診療卡將成為主流，屆時只需一部手機，就可滿足門診全流程的就診之需。