基于B/S 結(jié)構(gòu)的核酸檢測信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(上海市大數(shù)據(jù)股份有限公司,上海 200072)

1 背景

為應(yīng)對(duì)和防范秋冬季可能出現(xiàn)的新一輪新冠疫情風(fēng)險(xiǎn),新冠防疫相關(guān)部門著手制定工作預(yù)案,核酸檢測則是篩查和診療的一種重要手段。為有效提高核酸檢測的信息管理效率,在大規(guī)模篩查時(shí)可以從容調(diào)配資源,實(shí)現(xiàn)“愿檢盡檢”“應(yīng)檢盡檢”,需要建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的信息化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)新冠病毒核酸檢測工作的全流程信息化管理,形成全流程閉環(huán)。

2 需求分析

通過前期對(duì)幾家指定進(jìn)行核酸檢測的醫(yī)院開展調(diào)研工作,對(duì)醫(yī)務(wù)人員及管理機(jī)構(gòu)提出的實(shí)際需求進(jìn)行分析,整理該系統(tǒng)建設(shè)主要有采樣、檢測和管理三部分功能需求[1]。其中,采樣需要實(shí)現(xiàn)賬戶登錄、機(jī)構(gòu)信息管理、采樣登記、手工填報(bào)、采樣信息管理五部分功能;檢測需要實(shí)現(xiàn)賬戶登錄、樣本掃描查詢、混檢送檢、檢測結(jié)果錄入四部分功能;管理需要實(shí)現(xiàn)采樣點(diǎn)維護(hù)、檢測機(jī)構(gòu)維護(hù)、預(yù)約信息統(tǒng)計(jì)、采樣信息統(tǒng)計(jì)、檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)五部分功能[2]。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為五層架構(gòu),如圖1所示。自頂向下,依次為訪問層、應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)設(shè)施層[3]。

3.1.1 訪問層

訪問層包括采樣機(jī)構(gòu)頁面、檢測機(jī)構(gòu)頁面和管理機(jī)構(gòu)頁面,分別面向不同用戶,通過用戶和權(quán)限管理控制訪問。

3.1.2 應(yīng)用層

應(yīng)用層包括采樣管理子系統(tǒng)、檢測管理子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)。采樣管理子系統(tǒng)、檢測管理子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)部署政務(wù)云平臺(tái)政務(wù)外網(wǎng)區(qū)域。

3.1.3 應(yīng)用支撐層

應(yīng)用支撐層包括統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一授權(quán)管理、統(tǒng)一接入、信息發(fā)布、認(rèn)證管理、表單組件、規(guī)則配置組件、工作流組件、日志/文件服務(wù)[4]。

3.1.4 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、預(yù)約信息庫、采樣信息庫和核酸檢測專題數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。數(shù)據(jù)對(duì)接、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份等統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源服務(wù)。

3.1.5 基礎(chǔ)設(shè)施層

本系統(tǒng)部署在政務(wù)外網(wǎng)環(huán)境,統(tǒng)一由政務(wù)云平臺(tái)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、虛擬服務(wù)器、安全服務(wù)和應(yīng)用軟件等基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。另外,為采樣機(jī)構(gòu)和檢測機(jī)構(gòu)配備硬件設(shè)施;掃描槍和條碼打印機(jī),硬件設(shè)備連接政務(wù)外網(wǎng)服務(wù)。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)選型

系統(tǒng)使用SpringBoot作為后端框架,mybatis作為數(shù)據(jù)持久層框架,使用MySQL 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫,存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。并通過RateLimiter對(duì)接口進(jìn)行限流控制,保證了接口的高可用[5]。前端采用ReactJS作為底層開發(fā)框架,使用Hooks模式編寫,結(jié)合antd作為UX框架,靈活可用。

通過使用這些技術(shù)框架,實(shí)現(xiàn)了核酸檢測信息管理系統(tǒng)的相關(guān)功能,并滿足各項(xiàng)使用指標(biāo)要求,便于后期維護(hù),可擴(kuò)展性較強(qiáng)[6]。

3.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)部署方面,部署在政務(wù)外網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖2 所示。采樣機(jī)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)通過政務(wù)外網(wǎng)訪問部署在政務(wù)外網(wǎng)的采樣管理子系統(tǒng)、檢測管理子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng);在政務(wù)外網(wǎng)部署數(shù)據(jù)庫集群存儲(chǔ)全量數(shù)據(jù)。

3.4 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)主要提供給民辦醫(yī)療機(jī)構(gòu)、公辦醫(yī)療機(jī)構(gòu)及新冠防疫相關(guān)部門有關(guān)人員錄入核酸檢測相關(guān)信息,并支持對(duì)核酸檢測的信息進(jìn)行相關(guān)管理操作。所以核酸檢測信息管理系統(tǒng)由采樣管理模塊、檢測管理模塊、管理模塊三部分共同組成。系統(tǒng)的整體工作流程圖如圖3所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 System Architecture Diagram

其中,為便于管理用戶信息及機(jī)構(gòu)信息,設(shè)置了user_info、org_info兩個(gè)數(shù)據(jù)表。User_info表由“主鍵”,“機(jī)構(gòu)編碼”,“用戶編碼”,“用戶名稱”,“用戶密碼”等字段組成,Org_info表由“機(jī)構(gòu)編碼”,“機(jī)構(gòu)名稱”,“機(jī)構(gòu)類型”等字段組成,主要通過“機(jī)構(gòu)類型”字段區(qū)分不同職責(zé)、不同權(quán)限的機(jī)構(gòu)。

3.4.1 采樣管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

采樣工作人員可以登錄采樣管理子系統(tǒng),該模塊主要功能為賬戶登錄、機(jī)構(gòu)信息管理(查看機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)信息、分時(shí)預(yù)約管理、訂單管理)、采樣登記、手工填報(bào)、采樣信息管理等。核酸檢測信息管理系統(tǒng)中,登記被檢測者的信息是非常關(guān)鍵的一步,這為后續(xù)信息管理、編輯、查詢等提供了基礎(chǔ)。系統(tǒng)主要登記被檢測人的身份證號(hào)、姓名、年齡、性別、聯(lián)系方式、住址、檢測時(shí)間、檢測地點(diǎn)、檢測方式等信息。為實(shí)現(xiàn)該功能,需要在數(shù)據(jù)庫中建立sample_info數(shù)據(jù)表。

Sample_info表由“采樣機(jī)構(gòu)名稱”“采樣操作人”“樣本編碼”“檢測人姓名”“檢測人證件號(hào)”“檢測條目”等字段組成。采樣工作人員登陸核酸檢測信息管理系統(tǒng)時(shí),要輸入正確的系統(tǒng)賬號(hào)和密碼。當(dāng)用戶側(cè)發(fā)出登錄請(qǐng)求時(shí),后臺(tái)服務(wù)端會(huì)將賬號(hào)和密碼與存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的user_info表中相應(yīng)信息進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)通過后,會(huì)顯示出該用戶所具有的所有操作功能的系統(tǒng)界面。登錄成功后,采樣工作人員在“樣本掃描”環(huán)節(jié),使用掃碼槍掃描樣本,確認(rèn)接收樣本,如圖4所示。

該部分內(nèi)容錄入系統(tǒng)后,儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中,后續(xù)檢測報(bào)告也會(huì)傳入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,并與被檢測人信息進(jìn)行比對(duì),確保信息準(zhǔn)確,方便后續(xù)的查詢與匯總。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖Fig.2 Network Architecture Diagram

3.4.2 檢測管理子系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)

檢測機(jī)構(gòu)工作人員登錄檢測管理子系統(tǒng),可以進(jìn)行樣本掃描查詢和檢測結(jié)果錄入。錄入結(jié)果時(shí),可以選擇“單次結(jié)果”錄入和“批量陰性”錄入兩種操作方式。該模塊主要功能為賬戶登錄、樣本掃描查詢、混檢送檢、檢測結(jié)果錄入等,系統(tǒng)示意如圖5所示。存儲(chǔ)檢測結(jié)果的check_summary表,主要由“樣本編號(hào)”“接收機(jī)構(gòu)編碼”“核酸檢測結(jié)果”“抗體檢測結(jié)果”“報(bào)告錄入時(shí)間”等字段組成。

3.4.3 管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

管理機(jī)構(gòu)登錄管理子系統(tǒng),可對(duì)采樣機(jī)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行基礎(chǔ)信息維護(hù),并支持查看轄區(qū)內(nèi)新冠檢測全鏈路統(tǒng)計(jì)信息:預(yù)約登記、采樣、報(bào)告。預(yù)約登記可按照地區(qū)、性別、年齡等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì);采樣可按照地區(qū)、采樣機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì);檢測結(jié)果可按照結(jié)果信息、被檢測人性別、年齡等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),系統(tǒng)示意如圖6所示。

圖3 系統(tǒng)流程圖Fig.3 System Flow Chart

圖4 采樣管理子系統(tǒng)圖Fig.4 Sampling Management Subsystem Diagram

4 系統(tǒng)測試

由于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、實(shí)際系統(tǒng)硬件配置及數(shù)據(jù)信息錄入量等差異,導(dǎo)致性能測試結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境略有差別,測試服務(wù)器環(huán)境性能遠(yuǎn)低于正式環(huán)境中的服務(wù)器性能,用戶使用瀏覽器訪問核酸檢測信息管理系統(tǒng),瀏覽器主要使用Chrome。系統(tǒng)測試主要包含四部分內(nèi)容:(1)權(quán)限管理;(2)信息安全、數(shù)據(jù)安全;(3)全套業(yè)務(wù)流程;(4)系統(tǒng)功能。

經(jīng)過系統(tǒng)測試,用戶可以通過瀏覽器查詢結(jié)果,相關(guān)醫(yī)務(wù)人員可以利用瀏覽器通過用戶名、密碼登錄核酸檢測信息管理系統(tǒng),并對(duì)已錄入的檢測信息進(jìn)行查詢和導(dǎo)出,如圖7所示。用戶權(quán)限功能完善,業(yè)務(wù)流程順利,基本符合預(yù)期目標(biāo)。

5 結(jié)語

圖5 檢測管理子系統(tǒng)圖Fig.5 Checking Management Subsystem Diagram

圖6 管理子系統(tǒng)圖Fig.6 Management Subsystem Diagram

圖7 系統(tǒng)測試示意圖Fig.7 System testing Diagram

本系統(tǒng)主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)新冠病毒核酸檢測工作的全流程信息化管理,形成全流程閉環(huán)。通過建設(shè)和使用本系統(tǒng),可以為市民公眾、采樣機(jī)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)和管理機(jī)構(gòu)四方提供統(tǒng)一的全流程信息化服務(wù),建立統(tǒng)一的業(yè)務(wù)流程、工作表單、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等服務(wù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)更新;為采樣機(jī)構(gòu)提供快速準(zhǔn)確的信息采集服務(wù);為檢測機(jī)構(gòu)提供迅速高效的數(shù)據(jù)上傳服務(wù);為管理機(jī)構(gòu)提供實(shí)時(shí)無誤的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)和資源調(diào)配服務(wù)。希望本系統(tǒng)可以為防控新冠肺炎盡一份力量,為提高核酸檢測的信息化管理水平做出一點(diǎn)貢獻(xiàn),為充分利用醫(yī)療數(shù)據(jù)開展城市社會(huì)精細(xì)化治理探索思路方向。