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鄞州区域大规模核酸检测信息系统的设计与实现

来源:HIT专家网  作者:宁波市鄞州区卫生健康局信息科 江志琴

目前,面对疫情常态化防控新形势,核酸检测是及早发现病例的有效方法,特别在聚集性病例爆发的情况下,大规模核酸检测成为发现疫情、防止传播、落实疫情严防严控的必要手段。

建设大规模核酸检测信息系统,可以辅助核酸检测的人员信息采集、样本信息绑定、物流追踪、样本检测、信息发布、数据查询统计等全流程管理,可有效减轻人员工作量,避免交叉感染,提升工作效率。

宁波市举行大规模社区核酸检测应急演练(图片来源:甬派)

笔者结合工作实践,对鄞州区域大规模核酸检测信息系统的设计与实现进行介绍。

业务需求分析

系统按照鄞州区域48小时内完成全区140万人采样,500个应急采样点,8家PCR实验室检测能力的规模设计,实现受检人员信息采集到实验室检测与报告全流程管理,解决短时间内人群信息采集、1:N多人混采信息绑定、样本物流追踪、多点异地实验室标本接收、检测、报告审核发布、数据统一管理等需求,做到流程简洁、使用方便,功能满足需求。

系统整体方案

鄞州区域大规模核酸检测信息系统由信息采集、云LIS检测、报告发布等模块组成,并与区域全民健康信息平台对接,上传数据至区、市、省等相关平台,能快速实现核酸检测从组织到信息发布的全流程管理及核酸检测报告信息的数据共享。系统整体架构图如图1所示。

图1 系统整体架构图

1.系统功能设计

通过采用简化流程与成熟技术,完成大规模核酸检测的各流程需求。系统流程如图2所示。

图2 系统业务流程图

系统的主要功能包括:

(1)人员信息采集:系统支持五种方式快速实现个人信息采集:一是基础信息导入(已有基础信息的重点人群);二是通过现场预制二维码,扫码录入生成个人信息条形码;三是老年人或无智能手机人群由志愿者扫码录入信息生成条形码;四是通过身份证读卡器信息采集;五是通过居民电子健康卡二维码申领。通过以上信息化手段实现受检者信息的“秒录入”。

(2)人管信息绑定:试管条形码按照全区统一规则预制,系统识别个人信息并核对(与身份证后6位比对),按照1:N的多人一管合并原则,通过PDA对试管条形码、人员信息条形码(或二维码)进行扫码,实现试管条形码与人员信息条形码(或二维码)的1:N绑定。

系统支持以下三种方式识别个人信息并进行人管绑定:一是通过现场扫码信息录入后生成的条形码,进行人管绑定;二是通过扫码居民电子健康卡二维码,进行人管绑定;三是通过身份证读卡器进行身份证信息读取后,进行人管绑定。受检者信息随机绑定试管条码,解决了以前1:N人管标本采集需按名单排序好才能采样的弊端,让受检者随到随检。

(3)样本物流追踪:系统在试管条形码的基础上,设置了打包码,将200个试管条形码与打包码绑定,同时物流转运通过对打包码进行扫码,追踪样品状态,对样本从采样、打包、物流、上机检测、报告发布进行全流程跟踪,避免了标本的漏检、错检;同时系统还支持重复采样人员实时提醒和辖区采样对象漏检提醒。

(4)云LIS功能:系统提供实验室标本接收、检测结果录入、报告审核及发出、数据统计等功能。

(5)报告发布:系统支持报告信息移动端查询、PDF格式下载等。

(6)数据互联互通:系统建设标准遵照检验信息系统相关建设标准以及核酸检测相关要求、规范等执行,通过发布标准接口,与PCR实验室原LIS系统进行对接,使得标本检测信息同步PCR实验室LIS系统。同时,按照浙江省精密智控平台发布接口要求,数据通过区域全民健康信息平台上传至区、市、省相关平台。

2.系统技术设计

系统的实现包含硬件与软件部分,硬件部分包含互联互通的网络环境、计算资源配置、业务全流程信息安全保护等。软件采用B/S架构、应用层多代理技术、MySQL核心数据库集群等,通过加密算法访问数据库,提供核酸检测全流程管理。

(1)网络架构

鄞州区域大规模核酸检测系统的网络架构图如图3所示。服务器由MySQL数据库服务器和WEB应用服务器组成,其中MySQL数据库服务器主要处理受检人员信息的存储,以及实验室LIS系统数据的存储、管理等;WEB服务器主要用于受检人员访问进行信息录入、查询,医护人员采样现场人管信息绑定等。数据通过HTTPS协议进行加密,防火墙、WAF、网闸进行策略防护,防止网络攻击,鄞州区的安全预警平台也会对整个网络环境进行监听,实现整个核酸检测的全业务流程安全保护。

图3 系统网络架构图

(2)软件设计

软件分为三层结构,主要包括前端层、API接口层以及数据处理层。前端层与互联网相连,进行负载均衡处理,分担网络请求的压力;API接口层仅供前端层访问,也进行集群处理,提高API的响应速度;数据库处理层与API接口层连接,保证检测数据的安全。软件在前端和API接口交互时,采用加密传输,提高了网络传输的安全性。数据库层面采用MySQL数据库集群,保障应急响应过程中大规模数据并发。

系统部署

鄞州区域大规模核酸检测信息系统的数据库及应用服务器部署在IDC私有云数据中心。数据库采用分布式负载均衡,应用服务器采用多代理容错,互联网出口考虑并发量,出口带宽选择双500M冗余,防火墙前端发布,WAF后端保护,负载均衡设备分配负载。

主要成效

目前,鄞州区依托该系统开展了10次200人以上的核酸检测现场采样演练,其中第一次演练针对医务人员230人,采样耗时1小时,第二次全市大规模现场演练,耗时2小时完成630人采样,同时各街道利用该系统开展了不同人群、不同规模的核酸采样现场演练,最多一次农村现场演练938人耗时2小时,取得了较好效果。

该系统以140万人次的检测规模开展建设,目前在宁波市的应急演练现场中发挥了辅助作用。考虑区域大规模核酸检测的人员数、时效性、PCR实验室检测能力等,可在部署过程中做进一步扩展或者缩减(如不对接云LIS系统、不发布报告等多种做法),同时在后续的应用中将逐步优化居民电子健康卡的应用,以及随着返乡人群的增加拓展线上预约功能等。

【作者简介】

江志琴,硕士,长期从事卫生健康信息化工作,现任宁波市鄞州区卫生健康局信息化科科长,浙江省卫生信息学会基层卫生信息化专委会秘书,浙江省卫生信息学会数字医共体专委会、宁波市医学会信息分会、宁波市网络技术专委会委员。

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【责任编辑:闻雨】

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