慢性病管理系统在皮肤病管理中的系统需求分析和模块设计研究

宁德锋,何嘉麟,邓艺娜,潘 宁,李华平,梁碧华,李振洁,朱慧兰

(广州市皮肤病防治所,广东 广州 510095)

对慢性皮肤病患者健康足够了解和掌握后才能对其进行准确的评估、诊断与治疗。对了解患者的生活与健康状况使用传统的方法具有一定的可行性,但传统方法对了解患者的整个慢性皮肤病的病情过程容易造成连续性缺乏,急需信息技术的补充。利用新的信息技术构建皮肤慢性病数据采集平台,针对慢性皮肤病建立深度学习数据模型,采集与慢性病相关的各种类型数据,通过云服务和小程序双结合,建立分布式存储的数据平台,以问卷调查及链接医院信息系统的方式获取数据并进行智能学习,经后台数据处理、统计分析、评估,用小程序将评估结果提供给患者查看。平台同步支持结构化、非结构化数据库,并能实现分布式计算,支持在线大规模计算,针对未来的业务和数据发展,还可支持水平扩展,利用自然语言处理、深度学习等技术实现医疗辅助决策的智能评估系统。

1 慢性病管理系统背景、目的、意义

对了解患者的生活与健康状况使用传统的方法具有一定的可行性,但传统方法对了解患者的整个慢性皮肤病的病情过程容易造成连续性缺乏。特别是皮肤科的大多数疾病均是慢性和持久性疾病。过去的疾病管理模式主要采用纸质问卷进行调查,并对调查数据进行分析研究。科研人员需使用很多时间分发、收集纸质问卷,并对纸质问卷进行手工汇总和分析,而且纸质问卷不易保存,影响工作效率,无法满足当前疾病管理的需要。

随着信息技术的不断发展,智能移动设备的成本不断下降,移动资费逐渐降低。互联网时代已从计算机互联网阶段进入移动互联网阶段。在移动互联网时代每人均有1部手机,可随时随地提供数据和访问科研人员制作的问卷。科研人员可随时随地获得比以前更为多的数据。目前,基于移动互联网的问卷调查已应用得非常广泛,同时,拥有问卷调查、统计、分析等多个功能于一体,具有调查范围广泛、响应速度、配合公众号可精准特定用户群等优点,而且不会受地点和时间的限制,慢慢地代替了传统纸质问卷调查。其数据可靠性、实施低成本性、操作便捷性、数据可存储性、用户共享性、信息及时性和给患者更加良好的界面互动性给患者带来极其便捷和实际的视觉效果。

目前,网上问卷调查多种多样,不同的软件公司开发的问卷调查系统各有不同。旅游类问卷调查系统通常组织喜欢旅游的人对热门和新景点进行投票,以获知最新、最热门的热点景点。服务类问卷调查系统更喜欢让顾客对服务满意度进行投票和征求建议,获取用户对服务不满意的地方加以改进。专门的软件公司提供的调查系统更多地考虑全面性,使一个系统能让不同领域者使用,比较注重投入和产出比,很难对某个专业领域的特殊需求进行改进。这些不同的问卷调查系统仍存在一些可改进之处:(1)信息孤岛。没有形成有效跨表查询功能,对多次调查之间的问卷调查数据相互隔绝。对收集后的问卷调查结果还是需要人工进行汇总分析或通过其他第三方系统进行手工分析,这样数据分析效率很低,形成不了数据的共享与积累。(2)缺少权限管理。没有权限管理,无法满足调查权限流程要求。对于复杂调查问卷调查的权限会有控制调查问卷的填报权限、问卷的审核、分析权限等权限管理。(3)缺少特殊功能。没有或很少特殊功能,无法满足慢性皮肤病管理的特殊要求。慢性皮肤病管理的问卷调查需要对患者进行流行病学调查(流调),对不同历史数据进行多次关联统计,需增加跨问卷筛查功能。慢性皮肤病管理的问卷调查时录入人员因各种原因需要暂存数据,后续再进行录入。现有的问卷调查程序暂时无法满足这种特殊要求。因此,实现建立一个面向慢性皮肤病且具有一般问卷调查系统的通用特征,同时,应具有慢性皮肤病的特殊应用特征的问卷调查系统显得很有必要。

慢性皮肤病问卷调查系统降低了慢性皮肤病管理的难度和复杂度,有效提升了慢性皮肤病管理的效率与质量,能更好地累计数据,分析数据,跟踪数据,对比数据,对慢性皮肤病管理具有很大帮助。

在分析市面上现有问卷调查系统缺失后设计与实现了慢性皮肤病的问卷调查系统。根据慢性皮肤病管理的特点设计了可跨问卷筛查功能。慢性皮肤病管理的问卷调查系统的设计与实现将摆脱某一领域的问卷调查的局限,只要换1套试题就可实现其他领域的相关功能的开发,具有很大的复用价值。

2 在线问卷调查方式与纸质问卷调查方式的区别

纸质问卷调查流程为确认问卷调查的问题;将编制好的问题打印出来;分发调查问卷给指定群体填写;回收分析调查问卷得出结论。见图1。网络问卷调查流程为规划整个调查问卷的过程;设计网络问卷的问题及界面;邀请用户参与调查,分析用户提交到数据库中的数据。见图2。

图1 纸质问卷调查流程

图2 网络问卷调查流程

纸质的调查问卷会用1页或多页纸,线上调查问卷是在电脑或手机屏幕上呈现。纸质问卷的版面和文字的大小均是固定的。而在线上用户浏览到的问卷可根据字体、屏幕大小,以及用户浏览方式的不同(如用全屏或缩小的窗口浏览等)对屏幕的显示产生不同的视觉效果。通常来说,纸张问卷调查表的设计会利用纸面上所有的版面。一个调查问题可占满整个纸张长宽。然而线上调查问卷的版面设计有了不同的情况。用户习惯于上下拉动屏幕进行浏览,而对左右拉动是不大习惯的。

线上问卷调查的答卷回收速度是非常快的,只要填写调查问卷提交后数据就会直接存入数据库中。数据不会丢失,所以,其回收率也非常高。而纸质调查问卷的回收率则取决于被访问的范围、问卷调查的目的和调查问卷发放方法。在线调查答卷在几分钟之内就可以回收,几天内就能完成调查。而纸张调查问卷可能需要几个星期或几个月的时间进行发送和回收。

线上问卷调查比纸质问卷调查具有更好的答题控制能力,如单选和多选控制了被访问用户的答题方式(只能选1个选项、可多选),下拉单也有同样的效果,而且通过先后、依赖、附属和跳转等关系能隐藏许多选项,而在屏幕中只显示1行,而纸质问卷只能全部打印出来。在线上调查问卷中加入题目是非常容易的,而纸质调查问卷增加题目需额外排版、打印,相对困难。

3 慢性病管理系统的建设

慢性病管理系统分为前台和后台,前台让录入问卷人员通过手机、电脑等方式进行网页录入问卷调查操作。后台登录后能按不同的人员登录获取不同的权限进行,如员工、角色进行管理。后台能对新建、修改、删除调查问卷并对问卷发布、关停。并对录入完的问卷进行多表分析,并导出数据分析。

3.1慢性病管理系统的功能设计 慢性病管理系统是一个基于慢性皮肤病临床研究提供的数据构建具有调查问卷暂存功能和跨问卷在线筛查功能的慢性皮肤病管理系统,其用户包括系统管理员、问卷分析员、问卷录入人员等。慢性病管理系统包含系统管理、流调管理、问卷录入3个功能模块,分别为系统管理员、问卷分析员、问卷录入人员使用。系统管理模块负责维护基础信息,如用户管理、角色管理等。流调管理模块包含问卷配置与问卷评估子功能。问卷录入模块供问卷录入人员录入操作。见表1。

表1 功能需求表

3.2慢性病管理系统的业务用例规约 包括登录界面业务用例、用户管理用例、角色管理用例、制作问卷业务用例、填写问卷业务用例、问卷分析业务用例等。见表2～7。

表2 登录界面业务用例

表3 用户管理用例

表4 角色管理用例

表5 制作问卷业务用例

表6 填写问卷业务用例

表7 问卷分析业务用例

3.3系统构架 采用B/S模式,使用JAVA语言、Node.js开发平台构建系统前台,其只要有浏览器就能正常运行,能实现跨平台使用。工作人员能利用手机、iPad等小型智能设备正常录入,节省了购买额外设备的成本。慢性病管理系统后台采用C/S模式,使用c#语言,springboot框架。前台页面和后台使用sqlserver,mongodb 2种数据库。

3.4数据库设计 慢性病管理系统的数据库表格包括用户表、角色权限表、问卷表、问题表、题目信息表、答卷信息分析表等。现选择一些数据库中表名称、字段名称等信息介绍如下。

3.4.1用户表 是对用户相关数据进行存储、管理的表。用户表字段包括用户编码,作为主键是用户信息的唯一标识,不能重复。用户表的基本信息还有用户账号、用户名称、用户邮箱、用户手机号、用户性别、用户年龄、用户密码、用户状态、创建时间、修改时间等。用户角色编码可以确定用户在系统的权限,是用户表的外键。

3.4.2角色权限表 是系统用来存储用户角色的信息,在系统中程序会根据用户登录的不同角色获取到系统不同的操作权限,系统管理员能对用户的权限进行管理。角色权限表字段包括角色编码,作为主键是这个表的唯一标识,不能重复。角色编码和用户信息表关联就能获取到用户的权限信息。角色权限表基本字段还有角色名称、角色状态、权限编码等。

3.4.3问卷表 是存储问卷的信息。问卷表字段包括问卷编码,作为主键是这个表的唯一标识,不能重复。问卷表基本字段还有问卷标题、关键词、问卷状态、问卷开始日期、问卷结束日期、问卷配置账号、创建时间、修改时间等。

3.4.4问题表 是存储问题的信息。问题表字段包括问题编码,作为主键是这个表的唯一标识,不能重复。问题表基本字段还有问题标题、是否必填、问卷编码、题型编码等。

4 小 结

慢性皮肤病管理系统因面向互联网接收海量用户的慢性皮肤病数据的收集,故使用了B/S模式的前台程序,开发的程序只要有浏览器就能正常运行,能实现跨平台使用。工作人员能利用手机、iPad等小型智能设备正常录入,节省了购买额外设备的成本[1]。因为面向互联网使用,故需要考虑解决多线程问题。Node.js搭建的服务器比其他的应用程序的响应时间短,吞吐率高,而且Node.js在搭建快速、可扩展的优势大于其他程序[2]。因为这一优势使Node.js在各应用领域得到了快速发展[3],如高校预报到系统[4]、电信IT支撑领域的应用[5]、医学影像与病理结果对照检索系统平台[6]、图书馆地方文献系统[7]、医用磁共振设备动态管理系统[8]等均见到使用Node.js的案例。慢性皮肤病管理系统需对收集的数据进行大量的跨表分析、跟踪、对比,传统后台程序缺乏对云计算的天然集成,致使统计海量数据时使用时间过长。Springboot框架具有能快速地开发搭建、天然集成云计算的特性[9],在需要进行大量分析、跟踪、对比的使用场景获得大量的优势。所以,在不少的云计算案例[10]中使用。慢性皮肤病管理系统的题型有单选题、多选题、填空题、判断题、量表题等。从慢性皮肤病管理系统的题型能知道数据类型存在非结构化数据和结构化数据。关系型数据库对结构化数据处理更高效,非关系型数据库对非结构化数据处理更高效,而且支持表单远程的自定义管理。所以,为对数据存储做到最优、最高效,数据库同时使用非关系型数据库和关系型数据库。Springboot框架存在不少对接非关系型数据库MongoDB[11-12]、关系型数据库sql server[13]的成熟案例。在分析现有问卷调查系统的基础上结合慢性皮肤病管理的特殊性使用Node.js、springboot等成熟的系统构架结合MongoDB、sql server数据库设计等技术设计出的慢性皮肤病管理系统更能面向大量用户收集海量样本数据,使用云计算在针对样本数据的分析、跟踪、比对等任务时能更有效节省用户的任务时间,降低慢性皮肤病管理的难度和复杂性,有效提高皮肤慢性管理的效率和质量。