基于电子健康卡的多卡通就医系统的设计与应用

郑 兵，王觅也

（1.四川大学华西医院信息中心，成都 610041；2.医疗信息化技术教育部工程研究中心，成都 610041）

0 引言

目前，我国许多居民因病情需要存在跨地域、跨机构就医的情况。就诊卡是患者看病就医过程中身份识别的主要载体，而各机构之间的互通互认机制还未健全，大多数机构仍采用医院自发卡模式，导致一个患者会拥有多张不同医疗机构的就诊卡。当患者需要就医时容易错拿或忘记携带看诊医院的就诊卡，此时医疗机构常采用为患者补办新卡的方式继续就医[1]。为解决“一院一卡，一院多卡”的现状，实现医疗卫生服务跨系统、跨机构、跨地域的互联互通和信息共享，国家卫生信息化“3521 工程”框架提出了居民健康卡的概念。该卡是由国家卫生健康委员会推进实施，面向全体居民发放，在全国医疗卫生机构通用，方便居民看病、就医及健康管理的基础载体[2]。2018 年12 月13 日，国家卫生健康委办公厅印发了《关于加快电子健康卡普及应用工作的意见》，要求顺应“互联网+医疗健康”新业态、新趋势，满足居民通过智能终端便捷接受医疗卫生服务的新需要，国家卫生健康委员会启动了电子健康卡应用试点工作。电子健康卡作为居民健康卡的线上应用新形态，实现了由“单一线下实体”向“线上线下一体化”转变的创新发展，共同构成居民健康卡虚实结合的服务网络，为不同适用人群与适用业务提供了形式多样的便捷就医服务。各医疗机构应按照“以服务带应用、以应用促发展”的原则，开展电子健康卡便民服务，支持使用电子健康卡预约诊疗、在线结算、移动支付等便捷就医服务，优化服务流程，突出便捷性，以健康实惠引导居民主动持电子健康卡接受各类医疗健康服务[3]。电子健康卡二维码分为静态码和动态码2 种。居民可通过卡管平台申请静态二维码并以图片的格式存储在手机中，也可以打印出来贴在病历本、手机壳等介质上；动态二维码实时刷新，每次刷新只可以使用一次，不支持截屏保存[4]。我院作为国内三甲医院，积极推行电子健康卡注册及发放，设计了一套基于电子健康卡的多卡通就医系统（本研究中涉及的电子健康卡主要是静态二维码），实现了电子健康卡、身份证、银行卡、社保卡、医院自发卡、区域联盟卡的全流程多卡融合就医服务。

1 系统设计

1.1 需求分析

医院信息系统（hospital information system，HIS）对就诊患者的信息管理大多是以就诊卡、身份证、医保卡等实体卡作为标识进行身份识别的，为患者的就诊及医院管理带来了一定便利[5]。我院于2008 年开始推行实体就诊卡，并陆续开放了临时医疗卡、注册医疗卡、建设银行银医卡、工商银行银医卡、邮政银医卡、成都医保卡、金卡就诊卡、金卡会员卡、身份证注册卡等实体卡。截至2019 年11 月，我院实体卡注册总量已达2 134 余万，每天平均发放实体卡3 500 张，每年发放成本约75 万元，其中存在不少患者就诊卡丢失后重复办卡的情况。为提升患者就医便利度、降低医院实体卡发放成本，逐步推行电子健康卡、生物识别等多种虚拟卡就医模式势在必行。与此同时，为适应新时代背景下居民医疗健康的实际需求，国家卫生和计划生育委员会统计信息中心提出了基于健康二维码的电子健康卡的建设理念，并结合实际情况开展了创新融合应用试点建设[6]。在电子健康卡推行过程中，不仅需要解决电子健康卡与患者以往实体就诊卡主索引统一的问题，还需要解决HIS 中就医流程的适应性改造问题以及硬件配套问题。综上所述，本文提出的基于电子健康卡的多卡通就医系统应实现以下功能：

（1）实现线上、线下电子健康卡的注册与发放；

（2）实现电子健康卡与患者以往实体就诊卡的主索引统一管理；

（3）实现门急诊、住院就医全流程中实体卡、虚拟卡多种类就诊卡的通用；

（4）实现HIS 功能改造以支持电子健康卡、实体卡窗口服务；

（5）实现自助终端的改造以支持电子健康卡、实体卡自助服务；

（6）配套生物识别终端，以支持人脸信息采集及核验，保证电子健康卡的有效性。

1.2 系统结构设计

系统的整体架构包含就诊卡管理层、主索引管理层和业务服务层3 层，如图1 所示。就诊卡管理层包含实体卡管理和虚拟卡管理2 个部分。实体卡管理主要以医院自发卡为主，其他媒介实体卡均需通过HIS 的认证注册后才可以在医院使用。虚拟卡管理主要指经医院认证注册、不以实体媒介为载体的就诊卡，本研究中的电子健康卡就是其中一种虚拟就诊卡。主索引管理层是系统架构的核心，通过主索引中心可对所有认证注册的实体卡、虚拟卡进行统一管理，确保患者身份的唯一性，避免同一身份患者的实体卡、虚拟卡识别信息不一致等情况的发生。业务服务层是面向用户的交互层，可实现电子健康卡与实体卡从挂号、看诊、缴费、检查到治疗、入院等全过程中的通用性。

图1 基于电子健康卡的多卡通就医系统架构

1.3 系统功能设计

根据需求分析，基于电子健康卡的多卡通就医系统分为电子健康卡注册、主索引管理、门急诊和住院业务服务、自助终端服务4 个功能模块。

1.3.1 电子健康卡注册

电子健康卡注册包含线上注册和线下注册2 种方式。线上注册时患者通过医院官方App（华医通）提交注册信息（包含患者身份证信息、人脸信息以及其他辅助信息），人脸核身后经省卡管平台实时验证获取电子健康卡的注册信息。线下注册时患者可持有效证件到医院现场办卡窗口，通过身份证刷卡登记以及现场人脸信息验证后，实时与省卡管平台进行信息交互，若患者已经在卡管平台或者其他省份办理过电子健康卡，则本系统自动获取以前办理的电子健康卡信息，然后完成本地HIS 信息注册；若患者属于新办电子健康卡，则本系统自动与卡管平台进行信息交互，完成卡管平台与HIS 的同时注册。

1.3.2 主索引管理

就诊卡是患者就医服务过程中的唯一标识信息，为了便民就医，很多医疗机构都扩展了就诊卡的类型，如医院自发就诊卡、银行卡、社保卡、医保卡、身份证注册卡等。就诊卡类型拓展后会出现同一患者在同一医院持有多种类型就诊卡的情况，如果没有对患者的主索引进行有效管理，那么可能会出现同一患者持不同就诊卡就医时，HIS 识别成不同患者的情况，导致历史就诊信息不能共享。我院目前主要就诊卡类型详见表1，极端情况下，一个患者可以同时持有12 张有效就诊卡。全院各业务窗口医护人员时常根据患者持有的类型就诊卡操作不同的读卡终端设备，这种一院多卡就诊模式已经对我院的管理工作造成了严重影响。为确保持有多张就诊卡患者就医的便利性及身份的唯一性，本系统通过主索引中心对所有认证注册的实体卡、虚拟卡进行统一管理，以“身份证号+姓名+性别+出生日期”为主索引条件，实现多类型就诊卡患者身份的融合，为全院全流程的多卡通就医奠定了坚实基础。

表1 我院主要就诊卡类型

若患者新增电子健康卡，则对其采用不同的索引条件，在HIS 已注册的主索引数据进行检索，查看是否有匹配的主索引，详见表2。如果有匹配的主索引，则新注册的电子健康卡直接绑定原有的主索引；如果没有匹配的主索引，则新生成一条主索引。患者所有种类的就诊卡、历史就诊记录信息、电子病历等数据都通过唯一的主索引进行关联，以保证患者身份的唯一性和诊疗信息的集成性。

表2 主索引管理索引维度列表

1.3.3 门急诊和住院业务服务

按照就医业务流程，在门诊挂号到分诊报到、诊间就医、窗口缴费、检查检验、取药、报告打印、入院登记、出院结算等服务窗口增设6 合1 扫描器具（一种可以对IC 卡、磁条卡、二维码识别的读卡终端），使患者既可以出示电子健康卡完成二维码的识别，又可以持有效实体就诊卡在院内就医，实现了同一就医过程不同就诊卡的混合使用。如挂号时出示电子健康卡挂号，后续手机没电了，也可以在诊间就医或窗口缴费等环节持个人身份证、银行卡、医保卡等其他有效媒介完成后续就医服务。通过多卡通就医系统可以有效避免持多张卡的患者到处翻找就诊卡，在提高就医服务满意度的同时提升了窗口服务效率。

1.3.4 自助终端服务

为了延展电子健康卡便民服务渠道，从门急诊自助办卡机、自助挂号机、护士分诊报到机、自助缴费机、检查检验报告机、门诊病历自助打印机、门诊发票自助打印机到入院服务自助报到机、入院登记自助机、病区自助预交金缴费机，患者都可直接出示电子健康卡进行扫描，自助机依靠本系统可以自动识别二维码并完成后续自助服务，也可以刷有效实体就诊卡进行自助服务。

1.4 开发环境及关键技术

1.4.1 开发环境

基于电子健康卡的多卡通就医系统采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构，分为服务器端、移动客户端和自助终端3 个部分。其中，服务器端利用Windows Server 服务器部署Web 项目，使用Cache数据库；移动客户端采用Java EE 开发工具、应用HTML5 和 CSS3 技术、使用 JavaScript 编程语言进行开发；自助终端应用HTML5 和CSS3 技术、采用C#和JavaScript 编程语言进行开发。

1.4.2 关键技术

本系统在实现过程中采用了第三方人脸识别技术，通过人脸图像的采集、检测、预处理、特征提取以及匹配与识别，实现了电子健康卡的实名认证注册与发放，保障了电子健康卡的法律有效性。人脸识别技术结合API 技术不仅实现了

多系统的集成与数据交换，还因其独立、低耦合、可编程的Web 应用，以及开放、跨平台的特点，降低了线上与线下、服务窗口与自助机应用接口的成本，为整个多卡通全流程就医服务提供了一个通用机制。

同时，使用主索引整合技术，通过建立索引维度指标（身份证号、姓名、性别、出生日期）以及索引管控规则算法，对每一个新注册的就诊卡信息都进行维度扫描，当4 个维度都满足时，遍历出患者的唯一主索引号，保证了一个患者的主索引可以对应多张就诊卡，使患者的实体卡、虚拟卡信息得到整合，为多卡通全流程就医提供了基础保障。

1.5 性能与成本

（1）性能。基于电子健康卡的多卡通就医系统的响应时间约2 ms；吞吐量（在每单位时间内能处理事务/请求/单位数据的数量）约为300；CPU 占用率在50%以下，内存使用率在50%以下；并发用户数（并发容量）为700。

（2）成本。本系统以医院官方App（华医通）、HIS为基础，扩展了前端应用及后台服务，减少了开发工作量，通过主索引管理实现了实体卡和虚拟卡的融合，打通了多卡、多业务流程的融合就医。各服务窗口只需配备一台六合一扫描器具就可以实现多种类实体卡与虚拟卡的识别，提高了窗口工作人员的工作效率及患者的就医便利度。

2 系统实现

2.1 电子健康卡注册

图2 电子健康卡线上注册界面

线上注册时，患者通过医院官方App（华医通），点击“电子健康卡注册”，完善个人基本信息及人脸信息的采集与识别，核验成功后，本系统实时发放电子健康卡。电子健康卡线上注册界面如图2 所示。线下注册分人工发卡与自助发卡2 种方式。采用人工发卡方式的患者到人工窗口出示身份证或其他有效证件，工作人员通过扫描器具获取身份信息并进行人脸信息的采集及识别。核验成功后，患者通过医院官方App（华医通）或关注公众号获取已发放的电子健康卡二维码。采用自助发卡方式的患者自行前往自助发卡区刷验身份证，自助机的摄像头会自动进行人脸信息的采集与识别，电子健康卡的发放方式与人工发卡相同。为保障系统可实时进行电子健康卡的注册及发放，需要在系统的EHCard.CardClass.RegService 类包中声明电子健康卡注册服务，关键声明代码如下：

2.2 主索引管理

患者完成电子健康卡的注册后，系统根据主索引的索引规则自动对主索引进行检索，根据索引条件通过优先级对主索引进行整合，当优先级只满足第3 级时，需要人工对其新、旧索引数据进行审核，审核通过的数据可合并成一个主索引。主索引管理界面如图3 所示。多卡通融合就医的核心在于患者的主索引管理，通过对患者唯一主索引的管理，无论是实体卡还是虚拟卡都关联到同一主索引上，实现对患者诊疗数据的整合，消除重复的患者信息，这不仅有利于改善医院的临床诊疗和管理水平，还实现了医院内部数据的共享与集成[7]。为保证患者身份信息的唯一性，需在系统工程的HIS.EMPI.ManagerService 类包中声明主索引管理服务，关键声明代码如下：

2.3 门急诊和住院业务服务

图3 主索引管理界面

在门诊挂号、分诊报到、诊间就医、窗口缴费、检查检验、取药窗口、入院登记、出院结算、费用查询等窗口，患者可持已注册的电子健康卡二维码或有效实体卡通过配备的六合一扫描器具进行扫描，从而实现便携就医。诊间就医服务界面如图4 所示，入院登记服务界面如图5 所示。为保障门急诊全业务流程多卡融合就医服务的自助便利性，需在每个门急诊业务服务工程的HIS.MultiCard.Main－Serice 主业务类包中声明多卡通识别服务，关键声明代码如下：

图4 诊间就医服务界面

图5 入院登记服务界面

2.4 自助终端服务

我院日均门诊就诊人次约2 万例，日常窗口服务压力较大。通过对我院已部署的225 台终端设备进行多卡通就医系统的延展升级，实现了患者可在任意自助终端上验证多种类有效实体就诊卡或电子健康卡及患者分流，有效缓解了窗口医护人员的工作压力。自助终端应用界面如图6 所示。为保障全业务流程多卡融合就医服务的自助便利性，需在自助服务工程的终端主业务ZZJMultiCardService 函数中声明多卡通识别服务，关键声明代码如下：

3 应用效果

图6 自助终端应用界面

基于电子健康卡的多卡通就医系统在我院上线以来，得到了医护人员的一致好评，取得了一定的成果。随机调研2019 年10 月15 日至11 月15 日的应用数据，经本系统新注册的电子健康卡42 790张，使用电子健康卡就医22 978 人次，一次就医过程中实体卡、虚拟卡混合使用10 604 人次。与既往月平均实体卡发放量10 万余张相比，电子健康卡发卡量占比约39%。与既往月平均门诊就诊50 万人次相比，电子健康卡月就诊人次占比约4.5%。从发卡量上分析，调研月我院节约实体卡发放成本约3 万元；从应用量上分析，调研月仍以实体卡就医为主。由此可见，电子健康卡处于发行量高、应用量低的阶段。但基于电子健康卡的多卡通就医系统仍具有以下优势：

（1）发放电子健康卡比实体卡更节约医院成本；

（2）推行电子健康卡有助于跨机构、跨省域就医，提升了患者的就医便利度；

（3）采用多卡融合就医，使患者已发放的实体卡与电子健康卡融合，提升了患者的就医体验；

（4）借助电子健康卡的发放可通过人脸核身功能收集人脸信息库，为后续无卡（人脸）就医奠定基础；

（5）借助电子健康卡的发放将患者身份证注册成实体卡，降低患者再办理其他种类实体卡（如医院自制卡）的成本，节约了患者就医时间；

（6）通过互联网扩展了诊前、诊后的时间空间，使患者能够更好地有序就诊，促进患者就诊形成良性循环，构建稳定的就医群体并主动进行宣传，从而提升医院整体效益。

虽然本系统的应用取得了良好效果，但还存在一些问题，具体如下：

（1）电子健康卡的申领与使用离不开移动客户端，因此对使用者年龄段有一定的局限性，老年人申领与使用的动力不足；

（2）全省乃至全国电子健康卡的发放及应用广度还不够，导致使用电子健康卡就诊的患者仍是少数群体；

（3）医疗机构间电子健康卡建设情况参差不齐，已注册的电子健康卡不能在全省所有医疗机构内共同推广使用；

（4）就医过程中会来回翻查移动客户端中的电子健康卡二维码，可操作性相比实体卡略差；

（5）患者持实体卡就医的习惯短期内难以改变，培养新的就医习惯的周期较长；

（6）电子健康卡二维码载体以移动客户端为主，目前的网络安全技术还需要加强，网络安全立法也需要逐步完善，谨防“互联网+”时代下患者隐私的泄露。

4 结语

随着电子健康卡的推行，居民使用虚拟卡就医的行为将逐步增加。推广电子健康卡全流程就医服务、实现多卡融合就医有效缓解了患者不积极使用电子健康卡就医的情况，良性推进了电子健康卡应用的落地。建设基于电子健康卡的多卡通就医系统有助于医疗机构逐步、自然地开展电子健康卡就医服务，避免了对现存实体卡资源的浪费。由于就医习惯的培养仍需一个过程，当下电子健康卡的应用处于发卡量高、应用量低的局面，因此下一步将与医务部、门诊部共同商讨，线上方面将通过技术手段引导患者使用电子健康卡挂号、缴费、入院登记等，线下方面将通过更多的自助终端、服务窗口引流患者使用电子健康卡。对于移动客户端使用困难的患者群体，将借助人脸识别技术在就医环节中进行辅助就医。

探索、研究多样化的电子健康卡便民服务，尤其是电子健康卡结合生物识别技术在医疗卫生领域的广泛应用，将是未来5～10 a 内全国医疗卫生机构信息化建设的主要发展方向之一[8]。本系统结合电子健康卡的推行，实现了人脸识别就医的全流程覆盖，为后续全流程生物识别就医奠定了坚实基础。