陆慧菁专栏：利用人脸识别技术实现流行病学调查表“电子双签”

来源：HIT专家网       作者：广州医科大学附属第二医院  陆慧菁

编者按：疫情期间，为加强医疗机构医患安全、预防交叉感染，各地纷纷要求就诊患者填写流行病学调查表，许多医疗机构也都紧急开发上线了电子化的流调表。本文针对广东省“就诊者就诊时必须填写《医疗机构新型冠状病毒肺炎流行病学史问卷》并由医患双方签字确认”这一政策要求，介绍了具体技术实现方法。

广州医科大学附属第二医院（简称：广医二院）原计划3月13日正式上线新冠肺炎流行病学史电子问卷上线，在各相关科室包容支持、信息团队和协作方的奋力工作下，提前两天上线。

根据广东省新冠肺炎防控指挥办医疗救治组发布的《广东省医疗机构恢复日常诊疗服务防治新冠肺炎工作指引》（粤卫医函[2020]42号）要求，就诊者就诊时必须填写《医疗机构新型冠状病毒肺炎流行病学史问卷》，并由医患双方签字确认。

对于广医二院这种疫情前门诊量过万、部分恢复门诊后高峰达到4800人次的医院来说，采集每位患者的流行病学史问卷是一个很大的工作负荷和考验。

对此，广医二院采用除急诊和发热门诊外的就诊全预约机制，患者到医院后必须现场量体温，并由医生询问流行病学史、填写问卷，患者与医生双方签字，交于分诊台护士，护士交班时需核对数量及签字确认。

纸质问卷的弊端

一开始，广医二院采用纸质问卷，但立刻带来不少操作上的问题：

1. 重复填写：对于同时挂几个科的患者，为了防止遗漏流行病学调查，必须每个科填写一张；
2. 核对困难：只能数量核对，无法精确到人；
3. 查询难度大：纸质文档，查询患者当时填写的资料难度大；
4. 保管难度大：纸质问卷数量多，消毒保管存放有一定难度；
5. 存在交叉感染风险：问卷需要经过患者、医生、护士等多个不同个体（患者没带笔时需要提供公用笔），增加院内交叉感染机会。

电子化问卷带来的技术问题和应对之策

针对以上问题，广医二院决定利用电子问卷替代纸质问卷，解决以上问题，但又延伸出以下技术和应用方面的问题：

1. 医生和患者的“电子双签”如何解决法律问题：时效性、真实性、不可篡改性；
2. 如果患者一天多次填写且填写内容不一致，医生该确认哪张；
3. 如果医生在询问时，患者因为理解问题需要修改填写内容，该如何处理；
4. 患者填写问卷的时间有效性如何控制。

      针对以上问题，制订电子问卷“双签”流程如下：

1. 系统采用定时和即时两种推送模式：每晚8点推送次日所有预约患者电子问卷；对于当天手机挂号（剩余预约号源或特殊加号患者）成功同时推送电子问卷。患者填写问卷并认证成功后，推送问卷填写成功消息。对于没有异常数据的问卷推送填写成功消息；对于问卷有异常数据（系统针对填写内容自动比对选项内容以及体温）推送：建议就诊发热门诊消息。
2. 医生在进入患者就诊信息时，自动匹配提取24小时内填写的最新问卷。医生按“签名”按钮后完成“双签”。
3. 如果一天需要到多个科室就诊，患者也只需填写一次。系统自动生成多张问卷，每个科室接诊医生分别与患者完成一份“双签”问卷。
4. 对于返诊患者（医生开验单检查单给患者先去做检查，得到结果后再回到诊室找医生写诊断并治疗，一般半小时内出结果的项目），医生进入患者信息时，系统自动弹出已双签电子问卷（考虑返诊时有可能不是原来看诊医生，但依然需要提醒医生该患者已经填写问卷），医生工作站只提供确定按钮，医患均无须再次签字。
5. 对于不完整签名情况的处理方案：（1）患者填写电子问卷并人脸识别成功后，将电子问卷推送到系统后台；如果保存时丢失患者签名，医生工作站依然可以弹出问卷，但系统提示需打印问卷，患者需要手写签名。医生也可以提醒患者当场扫码填写，重新提取最新问卷，完成电子双签。（2）医生没有完成验证生成数字证书或其他原因导致缺少医生电子签名时，系统弹出问卷时提示医生打印并手写签名。总结：电子问卷必须完整双签才能免打印，否则必须打印补签字。

为何要采用人脸识别技术实现电子双签？

电子问卷的有效性，关键取决于如何实现电子签名，而电子签名的合法性关键在于必须有可靠电子签名——数字证书。数字证书的生成难点在于信息资料的收集和认证，无论是医生还是患者都需要提交身份信息并核对才能生成有效证书。于是，如何收集患者身份信息成为关键。因此，借助人脸识别功能，快速核对身份信息并保证其合法性，是系统成功的关键。

患者每次认证都生成单次有效数字证书，保证其合法性；医生则可采用一次认证后生成有效证书，可在授权时间内多次使用。

相比传统数字认证模式，新的数字证书生成方式更受医生的喜爱。因为传统数字认证需要收集医生身份证复印件和手写签名，经过人工处理逐一生成Key，费时费力。新的数字认证平台，只需在后台导入医生工号、姓名、手机号码、身份证号，提供小程序入口，让医生自行登录认证并自行管理数字证书，简单易行高效。实际上，近前两天就完成480多名医生认证。

在人脸识别模式的选择上，因为采用手机端人脸识别，无法采用多摄像头立体捕捉画面，人脸识别模块提供三种识别模式：彩光、喊数字、眨眼睛。其中，彩光模式体验较好，眨眼睛体检较差，建议默认使用彩光识别。

数字签名一般采用“PDF+时间戳”的模式，并使用哈希表生成密钥，但因为H5生成PDF比较困难，因此手机端数字签名采用另外一种实现方式：采用国密SM3算法用于数字签名及验证，患者通过微信完成扫码授权，获得电子签名授权密钥。患者完成电子问卷后，提交数据原文进行基于CA证书的数字签名，并采用签名结果附带原文。医生工作站提取电子问卷追加数字签名。

多系统间数据交互和消息推送的实现

实现“电子双签”看似简单，实际牵涉不同系统之间的交互。最少包括：医院HIS系统（医生工作站）、微信、数字认证等三个系统。各系统之间的数据交换和推送的设计，最为重要。

1、如何解决患者端完成签名后推送不成功？

方法一：返回不成功信息，患者手动重新推送。优点：占用资源较少；缺点：患者体验较差。

方法二：只要患者填写并完成验证立即推送成功消息到患者微信，集成平台设置补推送式模式（建议三次）。优点：患者体验较好；缺点：占用资源较多（适合有集成平台的医院使用）。

2、医生使用证书模式的选择：医生登录——>微信扫码——>输入指模或密码。考虑到门诊很多场景医生无法使用手机，如发热门诊、急诊抢救室等，建议医生签订授权书，设置免微信扫码登录，并可以设置授权时间段（医生排班）。

3、电子问卷有效性：在医生提取有效问卷的时间限制方面，考虑急诊和发热门诊为24小时开诊，极端情况为晚上11点59分填写完毕后，凌晨12:01无法提取当天问卷，因此应适当放宽电子问卷的提取时间范围。

小结

因匆忙上线，系统还需要进一步完善功能。比如：患者陪同家属（患儿家长、陪同产检的丈夫、老人陪同子女等）如何使用电子问卷（按文件要求只要进入医院的人员都需要填写）；人脸识别不成功时，系统只提示失败，使用者无法知道原因。建议按分类提示：比对相似度未达到通过标准、视频检测没通过、姓名和身份证号不一致等，并提供“请核实后重试、调用识别失败”等具体信息。

另外需要提醒的是，患者信息采集在手机端完成时，必须注意信息安全保障，以免信息泄露。

【作者简介】

陆慧菁，广州医科大学附属第二医院信息科科长，软件工程硕士，高级工程师。同时兼任广东省健康医疗大数据标准工作组组长、广东省医院协会医院信息化专业委员会副主任委员、广东省经济协会信息分会副会长。

【责任编辑：封诚】