基于B/S 結構的核酸檢測信息管理系統的設計與實現

(上海市大數據股份有限公司,上海 200072)

1 背景

為應對和防范秋冬季可能出現的新一輪新冠疫情風險,新冠防疫相關部門著手制定工作預案,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,在大規模篩查時可以從容調配資源,實現“愿檢盡檢”“應檢盡檢”,需要建設一個統一的信息化系統,實現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。

2 需求分析

通過前期對幾家指定進行核酸檢測的醫院開展調研工作,對醫務人員及管理機構提出的實際需求進行分析,整理該系統建設主要有采樣、檢測和管理三部分功能需求[1]。其中,采樣需要實現賬戶登錄、機構信息管理、采樣登記、手工填報、采樣信息管理五部分功能;檢測需要實現賬戶登錄、樣本掃描查詢、混檢送檢、檢測結果錄入四部分功能;管理需要實現采樣點維護、檢測機構維護、預約信息統計、采樣信息統計、檢測結果統計五部分功能[2]。

3 系統總體設計

3.1 系統架構

本系統設計為五層架構,如圖1所示。自頂向下,依次為訪問層、應用層、應用支撐層、數據層、基礎設施層[3]。

3.1.1 訪問層

訪問層包括采樣機構頁面、檢測機構頁面和管理機構頁面,分別面向不同用戶,通過用戶和權限管理控制訪問。

3.1.2 應用層

應用層包括采樣管理子系統、檢測管理子系統、管理子系統。采樣管理子系統、檢測管理子系統、管理子系統部署政務云平臺政務外網區域。

3.1.3 應用支撐層

應用支撐層包括統一用戶管理、統一授權管理、統一接入、信息發布、認證管理、表單組件、規則配置組件、工作流組件、日志/文件服務[4]。

3.1.4 數據層

數據層包括基礎數據庫、預約信息庫、采樣信息庫和核酸檢測專題數據庫等數據存儲服務。數據對接、數據收集、數據整理、數據分析和數據存儲備份等統一數據資源服務。

3.1.5 基礎設施層

本系統部署在政務外網環境,統一由政務云平臺提供網絡服務、虛擬服務器、安全服務和應用軟件等基礎設施服務。另外,為采樣機構和檢測機構配備硬件設施;掃描槍和條碼打印機,硬件設備連接政務外網服務。

3.2 系統技術選型

系統使用SpringBoot作為后端框架,mybatis作為數據持久層框架,使用MySQL 作為后臺數據庫,存儲系統數據。并通過RateLimiter對接口進行限流控制,保證了接口的高可用[5]。前端采用ReactJS作為底層開發框架,使用Hooks模式編寫,結合antd作為UX框架,靈活可用。

通過使用這些技術框架,實現了核酸檢測信息管理系統的相關功能,并滿足各項使用指標要求,便于后期維護,可擴展性較強[6]。

3.3 網絡架構設計

本系統在網絡部署方面,部署在政務外網,網絡架構圖如圖2 所示。采樣機構、檢測機構和管理機構通過政務外網訪問部署在政務外網的采樣管理子系統、檢測管理子系統、管理子系統;在政務外網部署數據庫集群存儲全量數據。

3.4 系統詳細設計與實現

該系統主要提供給民辦醫療機構、公辦醫療機構及新冠防疫相關部門有關人員錄入核酸檢測相關信息,并支持對核酸檢測的信息進行相關管理操作。所以核酸檢測信息管理系統由采樣管理模塊、檢測管理模塊、管理模塊三部分共同組成。系統的整體工作流程圖如圖3所示。

圖1 系統架構圖Fig.1 System Architecture Diagram

其中,為便于管理用戶信息及機構信息,設置了user_info、org_info兩個數據表。User_info表由“主鍵”,“機構編碼”,“用戶編碼”,“用戶名稱”,“用戶密碼”等字段組成,Org_info表由“機構編碼”,“機構名稱”,“機構類型”等字段組成,主要通過“機構類型”字段區分不同職責、不同權限的機構。

3.4.1 采樣管理子系統設計與實現

采樣工作人員可以登錄采樣管理子系統,該模塊主要功能為賬戶登錄、機構信息管理(查看機構基礎信息、分時預約管理、訂單管理)、采樣登記、手工填報、采樣信息管理等。核酸檢測信息管理系統中,登記被檢測者的信息是非常關鍵的一步,這為后續信息管理、編輯、查詢等提供了基礎。系統主要登記被檢測人的身份證號、姓名、年齡、性別、聯系方式、住址、檢測時間、檢測地點、檢測方式等信息。為實現該功能,需要在數據庫中建立sample_info數據表。

Sample_info表由“采樣機構名稱”“采樣操作人”“樣本編碼”“檢測人姓名”“檢測人證件號”“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時,要輸入正確的系統賬號和密碼。當用戶側發出登錄請求時,后臺服務端會將賬號和密碼與存儲在系統數據庫中的user_info表中相應信息進行校驗,校驗通過后,會顯示出該用戶所具有的所有操作功能的系統界面。登錄成功后,采樣工作人員在“樣本掃描”環節,使用掃碼槍掃描樣本,確認接收樣本,如圖4所示。

該部分內容錄入系統后,儲存在數據庫中,后續檢測報告也會傳入系統數據庫,并與被檢測人信息進行比對,確保信息準確,方便后續的查詢與匯總。

圖2 網絡架構圖Fig.2 Network Architecture Diagram

3.4.2 檢測管理子系統與實現

檢測機構工作人員登錄檢測管理子系統,可以進行樣本掃描查詢和檢測結果錄入。錄入結果時,可以選擇“單次結果”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、檢測結果錄入等,系統示意如圖5所示。存儲檢測結果的check_summary表,主要由“樣本編號”“接收機構編碼”“核酸檢測結果”“抗體檢測結果”“報告錄入時間”等字段組成。

3.4.3 管理子系統設計與實現

管理機構登錄管理子系統,可對采樣機構、檢測機構進行基礎信息維護,并支持查看轄區內新冠檢測全鏈路統計信息:預約登記、采樣、報告。預約登記可按照地區、性別、年齡等信息進行統計;采樣可按照地區、采樣機構進行統計;檢測結果可按照結果信息、被檢測人性別、年齡等信息進行統計,系統示意如圖6所示。

圖3 系統流程圖Fig.3 System Flow Chart

圖4 采樣管理子系統圖Fig.4 Sampling Management Subsystem Diagram

4 系統測試

由于網絡運行環境、實際系統硬件配置及數據信息錄入量等差異,導致性能測試結果與實際運行環境略有差別,測試服務器環境性能遠低于正式環境中的服務器性能,用戶使用瀏覽器訪問核酸檢測信息管理系統,瀏覽器主要使用Chrome。系統測試主要包含四部分內容:(1)權限管理;(2)信息安全、數據安全;(3)全套業務流程;(4)系統功能。

經過系統測試,用戶可以通過瀏覽器查詢結果,相關醫務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,并對已錄入的檢測信息進行查詢和導出,如圖7所示。用戶權限功能完善,業務流程順利,基本符合預期目標。

5 結語

圖5 檢測管理子系統圖Fig.5 Checking Management Subsystem Diagram

圖6 管理子系統圖Fig.6 Management Subsystem Diagram

圖7 系統測試示意圖Fig.7 System testing Diagram

本系統主要目標是實現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。通過建設和使用本系統,可以為市民公眾、采樣機構、檢測機構和管理機構四方提供統一的全流程信息化服務,建立統一的業務流程、工作表單、數據標準等服務,實現數據的互聯互通、實時更新;為采樣機構提供快速準確的信息采集服務;為檢測機構提供迅速高效的數據上傳服務;為管理機構提供實時無誤的數據統計服務和資源調配服務。希望本系統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貢獻,為充分利用醫療數據開展城市社會精細化治理探索思路方向。