核酸团检工作全过程自动化系统的设计与应用

肖永平，刘钧玉，张剑

1.联勤保障部队第九七〇医院 信息科，山东 烟台 264002；2.陆军第八十二集团军医院 信息科，河北 保定 071000

引言

根据国家新冠疫情防控的部署要求[1-2]，国家和各省市都出台了重点场所和重点人群核酸检测方案，方案要求医院等人群密集、与患者接触的单位，应定期进行全员核酸检测[3-4]。目前，医院工作人员核酸检测大多采用手工方式，参检人员手工登记、手工分组、试管标签手工书写，采样信息也不能传递给实验室信息系统（Laboratory Information System，LIS），这种手工作业方式导致工作效率低下，特别是采用“混采”等科学混样检测方式[5-8]时，容易出现错采、漏采的情况，给核酸采样工作带来较多不便。因为手工方式无法将采样信息自动传递给LIS，使实验室核酸检测和报告生成工作的效率低下，参检人员的采样信息报告也需手工统计。

国家卫生健康委《关于加强信息化支撑新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知》[9]中要求相关单位发挥信息化在辅助疫情研判、创新诊疗模式、提升服务效率等方面的积极作用。部分核酸检测信息系统已在核酸采样工作中做到了部分信息化，但并未实现自动生成试管编码或自动打印试管标签的功能[10-12]。

结合常态化新冠疫情防控的要求、现有系统的不足以及核酸采样工作中遇到的矛盾问题，本研究设计和开发一套将手机二维码、医院信息系统（Hospital Information System，HIS）、LIS等系统互联的核酸检测工作全过程自动化系统，在核酸采样、信息传递、报告生成、报告打印和结果推送的整个过程中，实现信息化、自动化、智能化。

1 系统设计

1.1 软件技术

系统计费时需连接医院的“军卫一号”数据库，生成报告时连接LIS，考虑到系统通用性和可移植性，采用PowerBuilder编 程 工 具[13]和Sybase Adaptive Server Anywhere（ASA）数据库进行开发。ASA是一个小的关系型数据库管理系统（Relational Database Management System，RDBMS）[14]，该系统虽小，但具备了RDBMS所有的基本要素，如日志、一致性等。ASA部署简单（如果不需计费功能可做单机版部署），实现核酸检测收费和传递采样信息给LIS等功能时，系统可链接到医院的HIS和LIS[15-16]。

在系统中分别新建profile语句，并设置不同的data source、userID、password，实现与HIS、LIS的链接。采集的人员基本信息存储在ASA数据库的表Pats_master_info中，并以门诊号作为主键进行查询和管理。

系统链接到HIS的代码如下所示：

SQLCA.DBMS=“O84 Oracle8/8i (8.x.4+)”

SQLCA.LogPass=“XXX”

SQLCA.ServerName=“hiserver”

SQLCA.LogId=“XXX”

SQLCA.DBParm=“DisableUnicode=1”

Connect Using SQLCA;

1.2 硬件与运行安全

系统的硬件包括扫码仪、电脑、条码打印机等，每个采样点需配备一套上述设备。系统在医院内网中运行，其与外网及银联专线的数据交互基于医院已建好的网络安全体系，无须额外建设。

1.3 系统流程

核酸采样点一般在室外空气流通的区域部署，根据网络情况和实际应用场景，系统开发成单机版和网络版两个版本，单机版的人员基本信息和参检信息可导出，每次采样结束后，将各采样点的采样数据在系统中进行汇总即可，计费工作可联网后批量进行；网络版连接到医院HIS中，可实时计费。人员基本信息、采样信息等存储在一个网络数据库中，实现各终端的信息共享，应用更方便。

系统在ASA数据库中预先存储所有参检人员的基本信息，包括门诊号、姓名、单位、身份证号以及其他个人信息；采样时，参检人员用手机在扫码仪上扫读手机中的二维码（门诊号），系统根据读出来的门诊号，链接到HIS中，自动开具核酸检测化验单、自动写入费用信息，系统自动分配组号（试管号），并累计已扫读人数，当达到预设的每组人数时（如每试管5人混合采样），重新分配新的组号，并将组号信息、每组中的个人信息记录在采样信息表中。

每组采样人数已满时，系统自动打印试管标签，工作人员将标签贴在试管上，按标签上的姓名逐人呼叫、核对被采样人员，避免错采、漏采，确保采样的准确性。系统采用单机版运行时，每个采样点（或每个采样窗口）完成采样任务后，将系统中的数据导出并集中到管理者系统上，在系统中完成采样信息的汇总，形成完整的采样信息报告，连同所有试管一并送至检验科或管理部门，检验科的LIS自动接收包含门诊号、姓名、身份证号等信息的采样信息，完成检验后，生成检验报告。采样信息表发送至管理部门以核定采样人数。

人员采样信息自动汇总，LIS可直接提取HIS中采样人员的计费信息，无须手动导入，具体的业务流程如图1所示。

图1 系统业务流程图

2 数据库表设计

ASA数据库中有若干表，主要的表为Pats_master_info和Samp_info，前者存储人员基本信息，后者存储每批次的核酸检测信息，系统根据手机二维码读扫，识别门诊号Patient_id，从Pats_master_info中获得个人信息。批次号、组号、采样时间等信息记录在表Samp_info中，见表1～2。

表1 Pats_master_info表结构

表2 Samp_info表结构

3 模块设计

核酸团检工作全过程自动化系统由人员管理、自动计费、自动分组、自动打印标签、数据管理、采样点管理6个模块组成，系统模块设计如图2所示。

图2 系统架构及功能模块设计图

3.1 人员管理模块

3.1.1 门诊号管理

门诊号管理模块是系统的基础，门诊号具有唯一性，能够根据门诊号区分每个参检人员。门诊号可以是按一定算法设定的数值，也可以是身份证号，在系统设计时，直接采用了参检人员在我院互联网医院平台注册时，系统自动分配的门诊号，这样就保证了以门诊号为主键，与医院HIS、LIS中相关表的数据互通，核酸检验报告也可以根据门诊号在互联网医院中查看。如没有互联网医院，可直接采用HIS中生成的门诊号或人工分配门诊号。

3.1.2 人员信息管理

人员信息包括门诊号、姓名、性别、年龄、身份、单位、电话及身份证号等基础信息，人员信息在数据库表Pats_master_info中保存。人员信息管理模块设置了方便灵活的功能，包括批量人员导入、单个人员添加、人员信息维护等功能，可以将参检单位所有人员的相关信息，按系统要求的格式填写在Excel表格中，在系统中一次性导入。当有单个人员需添加到系统中时，可以在人员添加功能中录入，人员调动、离职时可以将人员信息调整或删除。

3.2 自动计费模块

自动计费模块在扫读二维码时实现自动开单、自动计费，这种模式适应于费用挂账模式，记为应收款项，定期核酸团检对个人来说一般都是免费的，设计此项功能的目的在于完善整个核酸检测流程，同时使核酸检验试剂的消耗有据可查。扫码时，系统首先判断该门诊号在当天是否重复检测，如果是首次检测，则在HIS中写入核酸检测开单信息，在门诊发票主记录和门诊费用明细中写入应收费用。

3.3 自动分组模块

自动分组是系统设计的核心，检测时，每个人将手机中的二维码在扫码仪上扫读后，系统会记录每一个门诊号（参检人员）的信息，自动为其分配组号并对扫读人数进行累计，以5混采模式为例，当满5人时，重新分配新的组号。如采样点A的第一个组为A001，第一个扫读人员的组号为A001-01，当扫读人数达到5人、组号为A001-05时，系统新分配组号A002，以此类推，可确定每一个参检人员的组号，即试管号。每人每天只采1次核酸，当手机重复扫读时，系统会判断当日该参检人员的扫读次数，将重复扫读的次数过滤掉。图3是自动分组功能界面图，上栏是当前组号的扫读信息，当扫读人员满5人时，上栏信息清空，在下栏中显示已扫读完毕的人员分组情况等信息。

图3 系统自动分组功能图

3.4 自动打印标签模块

标签打印模块用来打印试管标签，当系统判断扫码仪扫读人数达到设定数量时（如5混采模式），自动打印试管标签，包括每个参检人员的门诊号、姓名、单位等，自动打印后，工作人员把标签贴在试管上。该标签是试管内样本信息的唯一标签，如试管内的标本检测结果为阴性，根据门诊号、姓名等采样信息，LIS打印管内5人的检测报告，无须打印每个参检者的LIS检验标签。试管标签样本如图4所示。

3.5 数据管理模块

3.5.1 数据导出

数据导出模块将每个采样点的数据导出，这些数据记录着参检人员在该采样点的采样信息，所有的采样点都以Excel文件或文本文件的方式导出数据，而后进行上报、汇总或备份。采样信息导出功能图如图5所示。

图5 采样信息表导出功能图

3.5.2 数据汇总

每个采样点的数据集中到一起，在系统中依次导入全部数据文件，对数据进行汇总，系统对所有导入的数据条目进行累加，形成最终的数据报表，包括组号、采样时间和个人基本信息等。网络版的数据都写入数据库的表Samp_info中并自动汇总，汇总后自动发送给LIS，LIS根据检验结果和采样信息生成检验报告。单机版的数据汇总后提交给检验科，检验科将其中的门诊号、姓名、身份证号等信息导入到LIS中，为生成个人核酸检测报告做准备。

3.5.3 数据备份

每个采样点可以单独备份数据，也可以备份汇总后的数据，防止数据丢失或损坏。

3.6 采样点管理模块

因大量人员的核酸采样不可能在一个窗口完成，当设置多个采样点时，需在系统中给各采样点单独命名，这样在系统中就能区分各采样点工作时分配的组号，如A001、B001等。

4 系统应用效果

系统于2021年3月上线运行，针对使用系统方式和手工方式的每个环节，各采集了120人次的各环节用时数据，采用SPSS 22.0软件进行统计学分析，计量数据用±s表示，组间比较采用t检验，统计系统方式组与手工方式组的登记用时、分组用时、生成标签用时、生成采样报表用时，比较显示系统方式组比手工方式组各环节用时明显减少，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 系统方式组与手工方-式组各环节用时比较（n=120，±s，s）

表3 系统方式组与手工方-式组各环节用时比较（n=120，±s，s）

组别 登记用时分组用时生成标签用时生成采样报表用时 总用时系统方式 0.54±0.03 0.53±0.04 1.28±0.21 2.36±0.35 4.71±0.42手工方式 15.82±1.76 2.35±0.42 4.92±0.55 19.74±1.23 42.83±1.96 t值 60.87 25.53 37.46 87.28 132.75 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

对45名工作人员在系统设计合理性、试管标签方便性、核酸采样快捷性、查看报告便捷性、工作效率提高性等方面进行调查评分和分析，评分标准为：很好5分，较好3分，一般1分。通过分析可以看出，系统方式组得分明显高于手工方式组，且差异具有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 系统方式与手工方-式的使用效果评分比较（n=45，±s，分）

表4 系统方式与手工方-式的使用效果评分比较（n=45，±s，分）

项目 系统设计合理性试管标签方便性核酸采样快捷性查看报告便捷性工作效率提高性系统方式 4.82±0.12 4.78±0.24 4.43±0.35 4.56±0.17 4.96±0.15手工方式 1.52±1.24 1.38±1.08 1.65±1.26 1.75±1.19 1.75±1.35 t值 4.752 8.628 8.628 7.693 8.416 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

医院和诸多保障体系单位的核酸团检均使用了该系统，2021年3—12月期间已完成10万余人次的检测任务。每批次核酸团检人数越多，系统体现的工作效率越高。手工作业方式平均每小时可完成110人的采样量，系统部署后，通过优化流程，平均每小时可完成200人的采样量，工作效率提高了82%。参检人员排队并依次扫码后，流水式的作业方式既降低了交叉感染的风险，也减少了现场工作人员的配置，在核酸检测和疫情防控工作中发挥着重要的作用。系统上线前后每小时采样人数对比图如图6所示。

图6 系统上线前后每小时采样人数对比图

5 讨论与总结

本文以定期做全员核酸检测的单位需求为基础，采用PowerBuilder和ASA数据库设计和开发了核酸团检工作全过程自动化系统，实现了核酸检测从登记、收费、采样、实验室检验、报告生成、手机查看检验结果等全流程的智能化和自动化。诸多信息化系统在核酸检测中体现出信息技术的优势，提高了核酸检测工作的效率，但并未实现全流程的信息化，特别是混合采样时没有实现自动分组和自动打印条码功能[17-18]。本研究开发的系统将核酸检测的每个环节都纳入信息化管理，系统的应用降低了交叉感染的可能，提高了采样工作的效率。采样信息的自动传递也使检验科生成核酸报告的效率成倍增长。

该系统有以下特点和创新性：

（1）对参检人员来说，扫读一次二维码即可，全程无任何接触，降低了交叉感染的可能性。系统运行前，参检人员需在纸质登记本中依次手工登记，不仅繁琐而且存在交叉感染的可能。系统运行后，参检人员持手机无接触扫码即可完成登记。依托互联网医院系统，个人检验报告可在手机上随时查看。

（2）对工作人员来说，自动分组、自动打印标签、自动数据汇总和导出等功能，大大减轻了工作量。采样工作人员不再需要人工分组、手工写试管标签，采样时只需按照试管标签呼点姓名，确认后采样，杜绝错采、漏采的可能性。数据的汇总和导出可方便地完成采样信息统计，采样效率和准确性大大提高。

（3）对检验科人员来说，每个试管的组号、姓名、单位等信息一目了然，采样信息导入LIS后，按姓名和门诊号生成核酸检验报告并打印，也可以在互联网医院中查询检验报告。以往的试管信息都是手写，无法与LIS对接，LIS生成核酸报告时，需手工输入每个参检人员的信息，工作量大、效率低。本研究开发的系统可将采样信息自动传递给LIS，检验科的工作效率提升了数倍。

（4）对管理人员来说，通过采样信息报告，能清晰地了解每次核酸采样工作的详细情况，掌握未采集人员名单，及时通知本人，做到“应检尽检”。

系统的不足之处在于参检人员的基本信息需提前录入，增加了管理人员的工作量，也未与区域和国家的疫情防控信息系统自动对接，检验信息上传未实现自动化。下一步应与国家的人员信息核验系统对接，根据身份证获取参检人员信息，将参检人员信息自动保存到数据库中，以减少录入参检人员信息的工作量。将系统与区域或国家疫情防控信息系统自动对接，核酸检验结果不仅手机可见，也可以自动上传至区域或国家平台，使核酸检验报告得到更广泛的应用，在疫情防控工作中继续发挥重要作用。