基于云平臺的高校師生電子健康檔案管理系統(tǒng)的設計與應用

曹伯強

（河南工業(yè)貿易職業(yè)學院現(xiàn)代教育技術中心 河南 鄭州 450012）

0 引言

實現(xiàn)國家“健康中國2030”戰(zhàn)略規(guī)劃的基礎是電子健康檔案的有效管理與合理利用［1］。 高校師生電子健康檔案的管理現(xiàn)狀在不斷發(fā)展和改善。 隨著信息技術和云平臺的快速發(fā)展，越來越多的高校開始建立電子健康檔案管理系統(tǒng)。 目前，一些先進的高校已經(jīng)實現(xiàn)了全面電子化健康檔案管理，建立了健康信息數(shù)據(jù)庫和云平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的收集、存儲、分析和共享［2］。

高校師生電子健康檔案管理對于維護師生健康和提升教育質量具有重要意義［3］。 首先，電子健康檔案管理可以有效地收集、存儲和分析師生的健康信息，以便于針對師生的健康需求制定相應的管理和教育措施。 其次，電子健康檔案管理可以及時發(fā)現(xiàn)和預防傳染病和其他健康問題，保障校園師生的健康和安全。 此外，通過電子健康檔案管理，學?？梢詾閹熒峁﹤€性化的健康服務和建議，提高師生的健康意識和生活質量。 最后，電子健康檔案管理還有助于學校與醫(yī)療機構和其他相關部門的合作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，為師生提供更好的健康管理和服務。 因此，建立基于云平臺的高校師生電子健康檔案管理系統(tǒng)，對于維護師生健康和提高教育質量具有重要意義。

1 電子健康檔案功能及特性

電子健康檔案（electronic health records， EHR）是一個縱向的患者電子醫(yī)療信息搜集系統(tǒng)，可以記錄患者在所有醫(yī)療機構產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。 電子健康檔案是人們在健康相關活動中直接形成的具有保存?zhèn)洳閮r值的電子化歷史記錄。它是存儲于計算機系統(tǒng)之中、面向個人提供服務、具有安全保密性能的終身個人健康檔案。

電子健康檔案的優(yōu)點包括：方便性（患者可以隨時查看自己的病歷和檢查結果）；高效性（醫(yī)生可以更快地獲取患者的病歷和檢查結果）；可靠性（電子健康檔案可以防止病歷丟失或損壞）；安全性（電子健康檔案可以保護患者的隱私）。

電子健康檔案的缺點包括：信息量大且易錯（需要輸入大量個人信息，容易輸入錯誤）；數(shù)據(jù)標準繁多（不同地區(qū)的醫(yī)療機構數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，信息難以共享）；數(shù)據(jù)可靠性不高（標準不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不準確或不完整）；個人隱私和數(shù)據(jù)安全問題（涉及個人醫(yī)療等私人信息，使用不當易造成泄露）；技術和管理問題（需要投入人力、物力、財力，且管理需要配套）。

2 國內外研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展和進步，科研和學術等的大力推進，EHR 的研究取得相關研究成果，使EHR 在一些國家得以應用推進。 2004 年，美國開始嘗試進行大規(guī)模的建設EHR［4］。 2007 年，英國投入60 多億英鎊啟動了一系列EHR 的相關項目，用于診療數(shù)據(jù)的管理和分析挖掘，以及醫(yī)院網(wǎng)絡系統(tǒng)的升級優(yōu)化［5］。 2016 年，澳大利亞建成MyHR（my health record）平臺［6］。 在近9 年中，新西蘭EHR 的使用率已達到97%［7］。

2.2 國內研究現(xiàn)狀

EHR 在我國的起步和應用較晚，其逐漸被關注是在社區(qū)衛(wèi)生信息化的發(fā)展中。 2007 年，蔡國芬等提出基于Web 2.0 個性化EHR 的構想［8］。 2010 年，上海地區(qū)開始為其轄區(qū)居民建立EHR，并配備家庭醫(yī)生。 2018 年，我國正式提出EHR 面向個人開放的政策。 2020 年，寧夏提出了建立6～18 歲兒童和青少年有關視力的EHR 方案。

國內學者目前研究的主題包含衛(wèi)生信息系統(tǒng)、健康檔案、電子健康檔案、檔案管理、區(qū)塊鏈這5 大類。

3 基于云平臺的高校師生電子健康檔案管理系統(tǒng)的設計

在搭建高校師生電子健康檔案管理系統(tǒng)的云平臺時，若用戶登錄Web 服務器，平臺對每一個層級的認證用戶提供安全的登錄方法，給高校師生用戶提供自身健康信息的查詢和維護，一般包含入校體檢信息、檢查記錄、就診信息和診斷信息等，注重傳染性疾病信息的登記和預警，同時還提供保健常識和視頻以及基本的醫(yī)療健康知識。

3.1 系統(tǒng)框架

在收集師生健康信息時，由于數(shù)據(jù)源的多樣性及數(shù)據(jù)標準的不統(tǒng)一，采取大數(shù)據(jù)的處理方式，對數(shù)據(jù)進行清洗、提取、轉換、入庫等步驟，這樣就可以統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準和格式，便于數(shù)據(jù)的處理、分析和呈現(xiàn)。 其框架如圖1 所示。

圖1 電子健康檔案管理系統(tǒng)的框架

在多數(shù)據(jù)源的環(huán)境中，收集師生體檢的相關信息，學生初次入校時，需要進行入校體檢，將體檢結果統(tǒng)一錄入到系統(tǒng)中，教師一般情況下每年會進行一次體檢，由教師自己把體檢結果錄入系統(tǒng)中。 系統(tǒng)會對這些新錄入的數(shù)據(jù)進行清洗、提取、轉換，并格式化處理，最終進入到數(shù)據(jù)庫中。 通過對數(shù)據(jù)的再次處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合、分類和有效排序，形成統(tǒng)一有序的數(shù)據(jù)結構，并將處理后的數(shù)據(jù)按需呈現(xiàn)給師生。 授權的合法用戶可以在電子健康檔案系統(tǒng)中，對自己體檢的相關信息與診斷結果等進行查詢，并且，電子健康檔案還能為授權用戶提供如健康知識查詢和推送等其他服務性工作。

3.2 功能設計

基于云平臺的高校師生電子健康檔案管理系統(tǒng)的功能包括以下幾個方面。

（1）前端功能

用戶登錄和身份驗證：師生用戶通過前端界面輸入用戶名和密碼進行登錄，系統(tǒng)驗證師生用戶的身份信息，確保只有合法師生用戶才能訪問其電子健康檔案。

數(shù)據(jù)展示和操作界面：前端界面需要展示師生用戶個人的電子健康檔案信息，包括個人的基本信息、健康狀況、病史、診斷結果、檢查報告等。 師生用戶通過界面進行數(shù)據(jù)的查看、更新和刪除等操作。 此外，前端界面還提供搜索和篩選功能，方便師生用戶查找特定的健康信息。

（2）體檢記錄查詢功能

查詢范圍選擇：師生用戶可以選擇查詢的體檢記錄范圍，例如按時間選擇或者按體檢項目選擇。

查詢條件設置：師生用戶可以根據(jù)自己的需求設置查詢條件，例如性別、年齡、血壓、血糖等。

查詢結果展示：系統(tǒng)會根據(jù)查詢條件和查詢范圍，從電子健康檔案中檢索出符合條件的體檢記錄，并在前端界面上展示給師生。

詳細信息查看：當師生用戶點擊一條查詢結果時，系統(tǒng)會展示該條記錄的詳細信息，包括具體的體檢項目、檢查結果、異常提示等。

歷史趨勢分析：系統(tǒng)可以根據(jù)師生用戶的體檢記錄，生成歷史趨勢圖，幫助師生用戶更直觀地了解自身的健康狀況變化。

（3）后端管理功能

用戶管理：后端系統(tǒng)需要管理師生用戶信息，包括學工號、姓名、密碼、身份認證等。

權限管理：后端系統(tǒng)需要管理師生用戶對電子健康檔案的訪問權限，確保只有經(jīng)過授權的師生用戶才能訪問和操作相關的健康信息。

數(shù)據(jù)管理：后端系統(tǒng)需要對電子健康檔案中的數(shù)據(jù)進行管理和維護，包括數(shù)據(jù)的存儲、備份、恢復、查詢、統(tǒng)計等。

系統(tǒng)管理：后端系統(tǒng)需要對整個電子健康檔案系統(tǒng)進行管理和維護，包括系統(tǒng)配置、性能監(jiān)控、安全保護、故障排除等。

（4）數(shù)據(jù)更新功能

數(shù)據(jù)錄入：管理員可以通過電子化或手動的方式將學生最新的健康信息錄入到電子健康檔案中，也可以將教師的健康信息數(shù)據(jù)處理后統(tǒng)一導入電子健康檔案系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)修正：當發(fā)現(xiàn)電子健康檔案中存在錯誤或者不準確的數(shù)據(jù)時，師生用戶可以及時進行修正，并在修正后進行確認和保存，系統(tǒng)會將此操作進行記錄。

數(shù)據(jù)更新：隨著時間的推移，師生用戶的健康狀況和健康信息會發(fā)生變化，系統(tǒng)需要能夠自動或者根據(jù)師生用戶的需求，及時更新電子健康檔案中的相關數(shù)據(jù)。

提醒功能：系統(tǒng)可以設置提醒功能，當師生用戶的健康數(shù)據(jù)需要更新時，如新生入學體檢后和教師體檢信息發(fā)出后每月一次，及時通知用戶進行相應的處理和更新。

（5）健康預警與健康知識信息推送

健康預警：針對個人的健康狀況，如血壓、血糖、心率等生理指標的異常變化，以及出現(xiàn)的新型疾病或慢性疾病癥狀，進行及時的預警和提示。 這部分信息的推送應該采取簡潔明了的語言，并在必要時提供醫(yī)療咨詢。

健康知識推送：推送與個人日常生活相關的健康知識，如飲食營養(yǎng)、運動健身、心理健康、疾病預防等方面的信息。 這類信息應以深入淺出的方式傳遞健康知識，幫助用戶更好地理解自己的身體狀況，并能夠在日常生活中采取積極的保健措施。

（6）注意事項

能需要嚴格遵循用戶隱私保護和數(shù)據(jù)安全的規(guī)定，確保只有經(jīng)過授權的師生用戶才能訪問和查看自己的體檢信息。 同時，系統(tǒng)需要保證查詢結果的準確性和完整性，以便用戶能夠準確地了解自己的健康狀況。 在進行個性化推送時，應根據(jù)師生的年齡、性別、健康狀況、生活方式等因素，推送個性化的健康信息。 需要合理控制推送的頻率和次數(shù)，避免對用戶造成信息騷擾或困擾。

3.3 數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫的設計是一項較為復雜的過程，涉及諸多知識和后期調整，是系統(tǒng)中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。 在對數(shù)據(jù)庫進行設計時，主要建立了以下數(shù)據(jù)庫表。

（1）用戶信息表：在高校師生電子健康檔案系統(tǒng)中，構建了師生和管理員的人員信息表，主要包括師生和管理人員的學工號、姓名、性別、籍貫、民族、生日、身份證號、政治面貌、院系部門、校內地址、家庭住址、聯(lián)系方式、照片、家庭聯(lián)系人和聯(lián)系方式等內容。

（2）體檢項目表：在高校師生電子健康檔案系統(tǒng)中，構建了體檢項目表，主要包括師生學工號、院系部門、體檢項目編號、體檢項目名稱、體檢時間和體檢結果等。

（3）體檢數(shù)據(jù)圖片儲存表：在高校師生電子健康檔案系統(tǒng)中，構建了體檢數(shù)據(jù)圖片儲存表，主要包括數(shù)據(jù)庫名稱、表名、體檢項目編號、體檢項目名稱、最終的體檢詳細結果和結構化的體檢結果等。

（4）體檢建議表：在高校師生電子健康檔案系統(tǒng)中，針對師生的普通疾病信息構建體檢建議表，醫(yī)生結合前期和最終的體檢結果，給師生提出合理化的建議，并將建議推送給患病師生，建議也將存儲到體檢建議表中。

（5）重大疾病信息表：在高校師生電子健康檔案系統(tǒng)中，構建了師生的重大疾病信息表，該表主要包含重大疾病編號、疾病名稱、中醫(yī)建議、西醫(yī)建議、禁止事項等內容。

（6）健康知識圖譜表：在高校師生電子健康檔案系統(tǒng)中，構建了健康知識圖譜表，存入收集到的健康知識圖譜，并及時更新體檢建議表和重大疾病信息表中醫(yī)生的建議信息，將這些信息格式化后存入健康知識圖譜表中。

表之間的關聯(lián)性：利用各表中的主鍵信息，針對不同的數(shù)據(jù)庫表，彼此之間可以實現(xiàn)有效的連接，通常在主表中，主要涉及師生的基本信息，如師生學工號。

對師生最終的體檢結果進行儲存時，一般所儲存的內容主要包括體檢項目標號和名稱、小項目分類等。 另外，在不同類型的表中，還包括體檢最終所產(chǎn)生的圖片儲存表以及醫(yī)生針對體檢結果給出的合理化建議表等。

3.4 安全設計

利用相關研究中的可搜索加密算法［9］，基于CPABSE 算法中的多屬性授權機構、屬性權重，對用戶和屬性的撤銷進行研究，在采用權重訪問樹結構的基礎上進行節(jié)點的剪裁和結構的優(yōu)化，引入了多屬性授權機構和屬性權重，實現(xiàn)用戶和屬性的撤銷，在保證方案安全性的前提下，減少計算開銷，提高了系統(tǒng)效率。 與系統(tǒng)相結合，保證符合屬性的合法用戶才能擁有相應的權限，查看抑或者是修改系統(tǒng)中的相關數(shù)據(jù)，極大地增強了系統(tǒng)的安全性。

4 結語

為了適應高校師生電子健康檔案的共性和個性需求，在進行大數(shù)據(jù)分析的基礎上，把單一的體質健康檔案、心理健康檔案和其他模塊有機地融合一起。 同時，針對電子健康檔案隱私泄露隱患的問題，采用改進的可搜索加密算法，保證只有屬性符合的相關人員才能查看或修改其內容。 在保證高校EHR 的針對性和適用性的基礎上，保障了師生健康信息數(shù)據(jù)的安全性。