医疗就诊流程智能导航系统的设计

陈 慧 孙贻明 薛 源 袁 媛

随着医疗技术的发展，在确保医疗质量的同时，对临床治疗体验的要求也逐渐提高。作为患者临床体验的主要内容，挂号、收费、候诊、咨询服务等环节成为提高的重点[1-2]。目前，由于医疗机构普遍存在患者人数众多、建筑结构复杂、就医流程繁复等特点，虽然大多数医疗机构都配置有咨询台、结构图、医疗标识等设施，但仍无法完全解决患者就医过程的寻路问题[2]。同时，与患者就医密切相关的挂号、收费、候诊、咨询等是整个就诊环节的瓶颈，患者排队时间过长、道路拥堵导致影响就诊体验，延长了就医过程中的寻路时间[3]。缓解就诊压力，进一步提高患者体验，成为亟需解决的重要问题。

随着信息技术的发展，信息化手段逐渐成为提高就诊体验的一大助力。本研究在分析目前影响就诊体验的因素后，分析了医疗机构就医流程及就诊场景中存在的问题。通过分析就诊流程改进方案及技术措施，构建智能导航系统，提升医疗机构就诊的信息化和智能化能力，为患者提供就诊流程提示、在线挂号、路径导航、智能候诊、在线支付、病例查看以及报告查看等服务，提高了患者就诊的便捷性，获得较佳的就诊体验[4]。

1 医疗就诊流程智能导航系统功能

为解决就诊过程中存在的问题，设计的医疗就诊流程智能导航系统可实现以下功能。

1.1 用户信息查询

(1)个人信息查看。可查看用户年龄、性别、不良嗜好、既往病史、家族病史、预约信息、检查单等信息。

(2)用户提醒。提供挂号预约、检查预约、取药预约、检查单报告等提示信息。

1.2 数字地图及导航

(1)路径导航。用户可通过路径导航功能，实现目标位置路径导航。

(2)位置查询。实现院内建筑及道路标记、楼宇层次说明、科室标记等查询功能。

1.3 就医流程

1.3.1 就医路径导航

系统可为患者提供挂号、取号、分诊、候诊、就诊、预约检查、预约取药等功能。

(1)挂号取号。构建在线预约挂号平台，用户可通过互联网在线选择科室、专家及出诊预约日期进行预约挂号。

(2)分诊。通过对海量的门诊数据分析挖掘，建立“症状-疾病”模型，可对患者初步症状进行准确的病情和学科分诊。同时根据分诊结果为患者提供挂号建议。

(3)候诊就诊。患者进入医院取号后，经分诊系统分诊后，患者进入等待叫号状态，可由候诊系统智能估计等候时间，系统可显示即将呼叫的等候患者及正在呼叫的患者信息。当临近叫号时，系统发出候诊提醒，如图1所示[5]。

图1 医疗就诊流程智能导航系统候诊流程图

(4)预约检查和(或)取药。实现就诊、检查、取药等功能预约。当患者预约就诊时，根据症状描述，可由系统推荐挂号科室，选定出诊专家及预约时间后，即可实现就诊预约；当开具检查单后，患者可使用在线检查预约功能，选定检查时间后，从而实现检查预约；当开具药品处方后，患者可使用预约取药功能实现预约取药，选定取药时间及取药方式后，可实现预约取药，如图2、图3所示。

图2 医疗就诊流程智能导航系统预约检查流程图

图3 医疗就诊流程智能导航系统预约取药流程图

1.3.2 就医向导

当用户选择对应就医功能后，为用户提供流程指引，降低患者就医时间。

1.4 在线支付

系统通过接入第三方支付功能，实现在线付款功能。

1.5 医院信息

该功能包括：医院介绍、科室及学科特色以及医疗常识等功能。患者可通过查询加深对医院的了解，熟悉就诊流程。

2 医疗就诊流程智能导航系统的实现

系统采用模型-视图-控制器(model view controller，MVC)设计模式，系统服务器采用Linux作为开发平台，采用Web Service作为功能接口。根据系统功能需求，设计分为表现层、业务层、数据访问层以及数据库层。

2.1 数据库层

数据库采用MySQL4.7实现，MySQL是一个中小型关系型数据库管理系统，支持FreeBSD、Linux、MAC、Windows等多种操作系统。可处理上千万条记录的大型数据[6]；支持常见的SQL语句规范；可移植行高，安装简单小巧；良好的运行效率，有丰富信息的网络支持；调试、管理及优化简单，可满足系统设计需求，体现在下述方面。

(1)患者本地数据集。患者描述信息，包括患者账号信息、预约信息、既往病史、检查单等本地缓存信息[7]。

(2)医疗业务数据集。用于存储挂号、付款、诊断、处方、检查等业务数据信息。

(3)地图数据集。用于存储包括地图坐标、空间数据结构、建筑及道路坐标等信息。

图4 医疗就诊流程智能导航系统在线支付流程图

2.2 数据访问层

访问层采用MyBatis 3.4.1，用于实现数据集访问，并按照业务要求组装数据模型，提供数据模型访问接口。数据访问层包括患者本地数据、医疗业务数据、地图数据等多种访问接口[8]。

2.3 业务层

业务层采用Spring Framework 4.3.1 Release实现，Spring提供面向切面编程，可以方便的实现对程序进行权限拦截、运行监控等功能。提供了声明式事务的支持，可通过配置就可以完成对事务的管理；便于集成其他框架，提供了对各种优秀框架的直接支持；Spring封装了Java EE开发中较为困难的API函数(JDBC、Java Mail、远程调用等)，降低了Java EE API的使用难度。

2.3.1 基础功能

(1)用户信息管理。用于实现用户注册、信息更新等功能。系统通过数据访问层中患者本地数据访问接口，对患者信息实现增删改查等操作。

(2)第三方支付接口。系统采用对接支付宝支付接口，用户点击对应付款后，医院生成付款订单记录，以key-value的形式向支付宝发送请求，支付宝接到请求后生成付款记录，用户选择扫码或密码支付完成后，支付宝同步或异步向医院发送请求，提示付款完成，如图4所示。

(3)查询功能。包括医院信息查询、医疗业务检索、医院位置检索等功能。查询功能通过数据访问层连接口实现数据记录检索，并将检索到的记录经组装、转换后发送到前端，返回到用户实现交互。

2.3.2 导航功能

(1)数字地图操作。包括地图建模及标注、数字地图定位、地图寻路算法。①编辑准备阶段：包括测量并收集院内建筑和道路信息，进而分析评价并明确建模资料，结合需求选定地图投影、比例尺、地图显示内容及标识方法等内容；②数字化实现：包括针对数字化信息进行规范化处理，即完成数据检查、纠正，生成数字化记录后转换为特征码，统一坐标原点，进行比例尺变换及图块记录融合等；③地图编制数据处理：包括地图建立，不同地图间投影变换，针对数据进行选取及概括；④建筑内导航：考虑到地图分层问题，不同的建筑要素具有不同的图形空间结构，应将不同建筑图要素作为不同的图层存储，进而能够兼容不同数字地图产品间数据同步，降低实现难度，提高扩展性，同时也可确保地图数据质量。系统标注采用首先明确图上构成要素，如建筑、道路等，然后明确各图形要素形状并标注形状。当用户发出数字地图定位请求时，系统调用地图数据访问接口，根据查询条件调用查询方法检索地图坐标。

(2)系统采用A*算法实现路径导航算法。A*算法是一种静态路网中求解最短路径、最有效的直接搜索方法，也是解决许多搜索问题的有效算法[9-10]。算法中的距离估算值与实际值越接近，最终搜索速度越快。其原理代码如下：

OPEN=priority queue containing START

CLOSED=empty set

while lowest rank in OPEN is not the GOAL：

current=remove lowest rank item from OPEN

add current to CLOSED

for neighbors of current：

cost=g(current)+movementcost(current，neighbor)

if neighbor in OPEN and cost less than g(neighbor)：

remove neighbor from OPEN， because new path is better

if neighbor in CLOSED and cost less than g(neighbor)： **

remove neighbor from CLOSED

if neighbor not in OPEN and neighbor not in CLOSED：

set g(neighbor) to cost

add neighbor to OPEN

set priority queue rank to g(neighbor)+h(neighbor)

set neighbor's parent to current

reconstruct reverse path from goal to start

by following parent pointers

(3)就医流程操作。系统采用向导组件实现就医流程操作，当用户进入挂号、取号、分诊、智能候诊、预约取药、预约检查等就医流程后，系统可显示患者当前状态及下一步操作流程。系统根据患者选择的症状，采用决策树分类算法实现智能分诊；分诊后系统将不同分诊患者历史诊疗时间均值与患者分诊类型建立对应关系，并用于预测候诊[11]。

2.4 表现层

表现层主要实现对用户的请求接受，以及数据的返回，为客户端提供应用程序的访问。系统采用javascript实现，并依赖jQuery1.10包及Bootstrap3包及样式库，包括用户注册/登录、用户消息查询、数字地图及导航、就医流程导航、就医向导、在线支付、医院信息查询以及预约页面。

3 医疗就诊流程智能导航系统的应用

目前，在服务咨询方面等待时间过久、位置难以直观描述是存在的主要问题[14-15]。①挂号取号，依托网络实现在线预约逐渐成为挂号的主要途径，但预约成功后仍需要现场排队取号，未能完全解决目前存在的瓶颈问题[16-18]；②分诊，采用人工分诊不仅加大了分诊护士的工作量，而且容易受到主观判断的影响；③业务流程，通常采用人工咨询或印制流程提示信息的方式实现，咨询人员通常集中在门诊大厅，服务形式单一，难以覆盖全院，印制流程提示的方式无法直观查看流程描述及当前状态信息[19]；④引导标识，医院内建筑结构复杂，科室数量众多，缺乏方向性，现有的院内平面标识难以直观描述建筑内布局。

鉴于医疗需求及医疗现状，医疗就诊流程智能导航系统设计时结合了互联网技术及医疗业务流理念，实现了医疗就诊智能导航系统：①信息咨询，采用在线系统服务方式，较之传统人工信息咨询方式，提高了灵活性及实时性；②挂号取号，患者可实时远程预约付费，减少了排队环节，提高了患者操作的自主性；③业务流程，系统采取了向导式业务管理及路径导航技术，缩短了患者在院驻留时间，提高了患者诊疗体验；④在分诊方面，采用智能化辅助分诊算法加快了分诊效率，提高了分诊精度，减少了患者排队等候的时间[20-21]。

通过设计该系统，深化了医院的细节管理，进一步改善就诊效率，提高了就诊患者的医疗体验，减少了患者挂号、取号、缴费、预约检查以及获取检查报告的时间，患者从传统的被动问路变成了自主导航，很大程度了提高了医院智能化水平，进一步优化了医疗流程，同时极大提升了患者对医院的满意程度。

然而，在今后的工作中应首先考虑结合第三方实景导航与室内WiFi定位等室内精确定位技术相结合，增强产品的体验性，进一步提升用户体验。与此同时，升级系统为采用微信端小程序开发，增强系统轻量级、免安装、基础用户多等优点，提高系统的易用性[24]。

4 结语

为改善就医体验，提高医疗质量，系统将互联网技术融入医院流程管理中。将咨询、临床路径导航以及流程向导依托于手机端，使用户可远程实现挂号、取号、缴费、预约检查、预约取药等操作[25]。从功能上，医疗就诊流程智能导航系统的构建解决了诸多临床问题；针对患者而言，克服了其就诊流程中排队、寻路困难、流程模糊等问题；在医院层面上，减少了患者滞留医院时间，有助于减少咨询人员工作量，缓解流程中单点压力[26]。

医疗就诊流程智能导航系统较之传统就诊方式更具灵活性、及时性及有效性，且方便用户体验。