智能体检导诊系统的设计

康 健，戴顺平，李 婷，赵 洪，秦惠君

（联勤保障部队第921 医院，长沙 410003）

0 引言

智能体检导诊是通过人工智能技术识别体检者需求，利用大数据分析给出体检指导[1]。现有的导诊系统多应用于门诊患者，通过人工智能、互联网及大数据等技术整合门诊信息系统与资源，并基于条件随机场等机器学习算法和知识图谱技术构建[2-3]。该类导诊系统智能化程度较高，但技术成本高昂且机器学习算法的准确度还有待进一步提升，与体检人员的智能化导诊需求以及现阶段体检导诊的应用实际尚有一定差距。此外，目前国内智能体检系统多停留在自助机的应用，未能将智能门诊导诊系统与体检自助系统融合起来，而且缺乏体检智能导诊规则引擎，难以实现检中智能化管理，虽然个人体检时使用自助机查询比较方便，但团队体检时由于缺乏智能化体检导诊系统的牵引，体检效率受到明显制约[4]。本文设计的智能体检导诊系统通过集成平台服务、手机服务、终端服务、自助服务、呼叫服务等模块，可提供批量团队体检的管理功能，同时融合医院体检系统的历史数据[5]，形成全方位、全流程、全要素的健康管理模式[6]，可为实现体检人员的健康管理提供优质服务，从而进一步规范医院健康体检工作。

1 设计思路

智能体检导诊系统的设计理念是以医院体检系统数据服务端为基础，利用体检人员手机端地图导航的手机定位功能，结合本系统在各诊室设置的手机端地图识别点，将平台服务、手机服务、终端服务、自助服务、呼叫服务等模块深度耦合，实现个人或团队体检的快速分流及智能化管理，旨在进一步规范医院健康体检工作，确保健康体检工作顺利实施。体检人员可通过本系统学习各种健康教育相关知识，了解个人或群体健康促进中的短板或弱项，为有针对性地做好健康教育和卫生防护提供信息支持。管理人员可通过本系统对当天体检人数、体检项目、检查时间等进行科学设置，结合医院体检系统开展系统性的随访管理和健康促进。技术人员可通过本系统对体检过程中即时生成的各种数据流进行统计分析，实时测算各种优化数学模型，还可融合医院体检系统研究慢性病健康管理的标准规范和质量控制。

2 系统开发

2.1 系统架构

智能体检导诊系统整体架构设计为4 层，从下至上分别为感知层、网络层、数据层、应用层，如图1所示。利用感知层的自助查询机和报到机、体检台分诊、手机端地图导航等，结合诊室手机端地图识别点等实现体检诊室智能呼叫和体检人员数据采集。体检数据采集后，通过内部专用网络和外网专属接口，利用会话初始化验证技术和通信过程敏感字段加密技术，将数据传输至数据层。数据层对接收的大量体检数据，通过组合使用静态和动态脱敏策略，实现整体的数据脱敏和隐私保护，提供基于数据库访问来源IP、数据库应用系统、数据库应用账户、数据库时间因素等的脱敏策略，继而进行安全数据的存储、分析、共享及交换，并将安全数据推送至应用层。应用层根据智能体检导诊规则实现各个模块的业务功能，如前台总控模块的体检导诊、导诊查询，智能分诊模块的科室导诊、诊室导诊、项目导诊，叫号管理模块的叫号优先、自动过号、叫号过号等。系统整体采用“一元多级”的架构进行开发，通过划分负载核心服务器与多种应用服务器来实现“高可用性”的设计思想。负载核心服务器负责接入访问服务，通过Tomcat 集群技术进行负载均衡，多个应用服务器相互独立，任一应用服务宕掉后，其服务将自动切换到另外一个应用服务器，始终保持系统能提供正常的运行服务，从而实现“高可用性”的设计理念[7]。

图1 智能体检导诊系统整体架构图

2.2 系统设计

本系统以医院体检系统提供的服务器/虚拟机为基础，建立智能体检导诊系统的核心服务器，该服务器采用Oracle 数据库服务器，可将Oracle 11g 数据库脚本自动导入检查预约系统。本系统启动后，各终端的应用服务器利用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）等模式，将Tomcat、Java 软件开发工具包（Java development kit，JDK）等文件拷贝至智能体检导诊系统服务器的指定目录，从而实现各终端对系统的访问。本系统采用Java 语言开发，并兼容Windows、Linux 等操作系统，可对数据库容灾配置进行定时全备份及Tomcat 负载均衡调控。

在网络安全方面，构建具备高可靠性的网络结构，提供外网专属的安全接口集成和交互数据，利用密码技术如会话初始化验证、通信过程敏感字段加密等多种方法处理数据。首先，利用对数据的静态脱敏技术，防止数据平台内部对隐私数据的滥用，防止隐私数据在未经脱敏的情况下流出。其次，将动态脱敏系统部署在数据的共享、交换、应用、运维区，与数据库之间形成自动化的敏感数据匿名化边界，防止隐私数据在未经脱敏的情况下从数据区流出。最后，对需要共享的敏感数据，根据数据的敏感级别和应用的需要，灵活地配置动态脱敏策略，从而实现外部应用能够安全可控地使用共享的敏感数据，防止敏感数据泄露。

3 系统功能模块设计

智能体检导诊系统可分为前台总控、智能分诊、叫号管理、内容发布、医生管理、自助服务和线上导诊7 个功能模块，其功能模块结构图如图2 所示。

图2 智能体检导诊系统功能模块结构图

3.1 前台总控模块

前台总控模块包括体检导诊和导诊查询2 个子模块，采用谷歌或360 极速模式访问体检Web服务端，根据商业智能（business intelligence，BI）态势图显示各诊室体检数据，系统后台以表格等形式汇总各类体检信息，导出后即可用于各种体检相关的数据分析。

体检导诊界面如图3 所示，上方为区域（楼层）列表和科室（诊室）列表，下方为各楼层各诊室的体检队列信息，采用精简和队列模式进行数据显示，支持拖、拉、拽等快速队列调整模式，支持批量转移、单个转移、临时挂起等功能，还可提供现场BI 可视化态势图，能实时监控各诊室队列、体检耗时、报到人数等信息，还可对关键信息和突发情况支持全科室广播播放、所有终端显示及全程语音播报等。

图3 体检导诊界面

导诊查询界面如图4 所示，用于工作人员查询参检人员的体检进度，包括体检档案、导诊提示、已检项目、未检项目等，通过查看体检记录信息和体检项目日志，可实现隔日导诊等功能。

图4 导诊查询界面

3.2 智能分诊模块

智能分诊模块包括科室导诊、诊室导诊及项目导诊3 个功能，使用系统导检台软件，根据不同的体检者、不同的项目、不同的导检规则（主要包括区域优先、科室优先、项目优先），采用系统逻辑人工智能运算合理分配队列及规划体检路线。

科室导诊主要配置体检科室的基本信息，包括分诊级别、位置信息等，如图5 所示。科室类型包括内科、外科、眼科、耳鼻喉科、口腔科、检验科、超声科、放射科等，其中超声科分为空腹B 超和普通B 超。

诊室导诊主要配置体检诊室的基本信息，包括人员类型限制、人员性别限制、绑定诊室队列、绑定项目配置。体检诊室分为幽门螺杆菌检测诊室、体适能测试诊室、物理检查诊室、静脉采血窗口等。

导诊项目主要配置体检项目的基本信息，包括体检类型、所属科室、默认耗时等。体检项目主要分为29 岁以下人员健康体检项目、30～39 岁人员健康体检项目、40～49 岁人员健康体检项目、50 岁以上人员健康体检项目等。

导检规则主要包括区域优先、科室优先、项目优先等规则。区域优先规则是指设置各区域、各科室、各诊室优先检查规则。通过设置区域优先检查规则，能够将体检者优先安排到指定位置进行体检，节省了前台咨询时间和往返找路时间，提高了体检人员服务满意度。科室优先规则是指放射科优先、超声科优先、采血点优先等，如空腹B 超优先CT 检查，智能分诊将优先安排人员到超声科排队。项目优先规则是指空腹项目优先、超声项目优先、物理检查优先等，如肝胆脾胰超声检查优先于肺部CT，智能分诊将优先安排超声检查项目，减少往返排队和弃检等情况的发生。

3.3 叫号管理模块

叫号管理模块包括叫号优先、自动过号和叫号过号3 个功能。医生利用PC 端软件呼叫器，可完成顺呼、选呼、重呼、跨诊室呼叫、暂停服务等多项操作。该虚拟呼叫器采用客户端/服务器（Client/Server，C/S）架构，具备免密登录等特点。叫号过号界面如图6 所示。

图6 叫号过号界面

叫号优先支持特定科室、特定诊室、特定人群的叫号优先，还可配置叫号优先的间隔、频次等。在诊室医生或检查设备异常情况下，可对整体队列进行平移，并通过规则配置，实现队列转移到其他诊室检查的间隔规则，及时处理各种突发情况。

自动过号支持体检人员在过号的情况下，重新配置规划路径、自动进行队列间隔后移、过号签到等操作。

叫号过号根据各科室、各诊室的体检耗时情况，对过号人员设置叫号过号规则，对过号间隔位数、过号次数、权重顺序等进行排列组合，自动进行队列动态穿插，如所有科室第一次过号间隔2 位（队列后移2 位），第二次间隔5 位，第三次重新签到等。

3.4 内容发布模块

内容发布模块包括节目终端与节目模板2 个部分，采用节目控制技术，对每个显示设备的节目显示信息如采血室叫号、等待人员信息等进行控制。

节目终端配套的安卓、Windows、LED 全彩等各级节目终端，通过系统后台对节目进行统一发布和无感更新等操作，实现节目在线配置、一键发布和终端预览等功能。

节目模板支持显示医生信息、简介、当前参检、等候队列、过号队列、下一体检位置等提醒，各级节目支持弹框、语音等提示。节目空闲时，支持自动切换健康宣教视频、图文等，可与现有导诊屏无缝对接，实现科室综合屏、诊间屏等显示模板的统一管理。节目模板界面如图7 所示。

图7 节目模板界面

3.5 医生管理模块

医生管理模块实现人员维护和日志查询2 个功能。使用智能体检导诊系统主控软件，在Web 服务端执行医生信息维护和日志数据操作。

人员维护主要维护各科室和各诊室医生信息、技师信息、护士信息及诊室软件呼叫器登录密码等，如图8 所示。医生信息主要编辑录入科室、医生编码、医生名称、医生性别、医生职称等。系统使用前，需填写各诊室医生信息，便于节目显示。其中医生编码为必填项，该编码根据系统内置查重后自动生成，保证了医生信息和编码的唯一性。医生职称分为主治医师、副主任医师、主任医师、主管技师、副主任技师、主任技师、主管护师、副主任护师、主任护师等，医院体检系统要求主检医师和质量管理人员必须由中级职称以上医师担任。

图8 人员维护界面

日志查询主要用于检索医务人员在体检过程中具体的操作明细，便于特殊情况下的数据监管和数据溯源。由于系统数据补采与数据同步方式配置相关联，发生异常情况后，医生及后台工作人员能通过主动查询的方式进行数据补采，只需提供体检人员和体检时间2 个维度，即体检时间或者体检人员record ID 等即可确定某一范围内的体检人员参数，从而触发查询任务。

3.6 自助服务模块

自助服务模块实现自助查询和自助报到2 个功能，使用体检自助报到查询机实现体检人员自助服务。

自助查询支持队列查询、路线指引、项目查看等操作，支持未检科室、未检诊室、未检项目、已检科室、已检诊室、已检项目查询，支持检查时间、检查耗时等一体化显示。自助查询后，体检人员可准确掌握已完成项目和未完成项目的检查情况，无需重复导检即可开始后续体检，如图9 所示。

图9 自助查询界面

自助报到既可采用输入或者扫描体检编号的方式进行签到，也可采用刷身份证的方式。自助报到后，首先显示体检人员的基本信息，然后显示下一个诊室的检查信息、等候人数、等待时间及导航规划等关键信息，最后系统将结合规则引擎进行最佳体检路径的推荐，使体检人员等候时间尽可能缩短。

3.7 线上导诊模块

线上导诊模块实现检中导诊和微信提醒2 个功能，采用微信小程序或微信公众号，结合各诊室地图识别点，使用手机端地图导航进行检中导诊和微信提醒。

检中导诊主要用于体检人员在体检过程中的自助导诊。体检人员可通过手机端录入体检编号，也可通过扫描体检编号二维码，实现手机端线上可视化智能导诊。检中导诊界面如图10 所示。

图10 检中导诊界面

微信提醒主要用于体检人员排队等候时的叫号准备工作。体检人员通过手机微信导检入队，当接到导检信息提示后，可根据微信提醒的信息提示，跳过排队时间较长的队伍或某诊室长时候诊等待等冗余环节，从而及时有序地完成体检项目，也能更合理地安排诊室的体检顺序。微信提醒由系统发送，通常是在体检队列达到5 人长度时自动发送，个人体检进度也会同步显示。

4 系统应用效果

4.1 主要优势

本系统自2022 年10 月试运行以来各模块功能基本正常，体检人员等候时间、服务满意度较之前有明显提高，特别是老人、孕妇等特殊人群可无感知插队，真正实现了“零候检”“100%满意”。从应用效果来看本系统主要存在以下优势：（1）智能化程度高。本系统会根据当天的体检人数、体检项目、科室检查时间等进行智能分析运算，推荐体检人员到等待时间最短的科室去检查，一项检查结束后，系统会继续告知其下一步体检的科室、项目及其排队等待等情况，为每一位体检人员安排耗时最短的体检路线。（2）人性化设计强。系统内嵌强大的规则引擎模块，突出性别优先、区域优先、空腹优先等体检规则，支持体检人员预先安排体检科室、体检诊室、体检项目等体检。引导体检人员到等候时间少、路径规划短的诊室检查，可缓解科室选择纠结、排队等候时长等矛盾问题，无需过多的人工指引，就使体检人员获得优质、舒心的体检服务。（3）一体化程度高。系统全程实时监控区域人流量数据，自主调节分流，数据传输已实现多种接口模式并行及可视化自主配置。在后期的数据管理中，系统一体化既减少了维护人员的操作难度，又实现了系统操作痕迹的追本溯源。遇到特殊情况，如体检人员临时有事或老人、孕妇等特殊人员时，管理人员可随时随地在管理端后台进行操作实现无感知插队。（4）可视化程度高。管理人员可通过系统管理端后台，实时了解各科室、各诊室的排队情况，决定是否需要进行人员疏导等，即使是在体检高峰阶段，通过检中智能化管理也能保持体检工作有序运行。随着体检人员数量的不断增加，本系统可视化功能的优势越发明显。

4.2 存在不足

本系统在试运行中发现仍存在以下不足：（1）系统过渡。开发本系统旨在为体检人员提供智能化、人性化、一体化和可视化的服务环境，进一步优化导诊流程。但目前体检导诊工作主要以人工导检为主、智能导检为辅，系统仍处于试运行阶段，体检中心尚未完全实现智能化导诊。（2）数据延时。手机地图导航功能的实现不仅与终端网速相关，而且受限于线上导诊。微信提醒功能与现场智能导诊已实现数据同步，但尚不稳定，仍会出现个别延时等情况。（3）信息保守。体检医师信息仍处于内部运行和维护管理状态，若能将体检医师简介等整合到本系统中，不仅可以方便体检人员了解医师的工作能力，而且可以增加体检人员的依从性。

4.3 系统持续优化

针对试运行阶段存在的问题，本系统需要进一步迭代开发，从而提高系统的方便性和实用性。一是加快启动系统全方位测试程序，针对系统全方位运行过程中可能涉及的第三方厂家，加强院企间的沟通联系、确保供应渠道畅通、加快系统上线周期。二是确保医院体检系统网络稳定，在各级终端服务中，如PC 端、自助、安卓等终端上使用网络监控技术，一旦发现网络卡顿、延迟或断网，系统即时弹框提醒，将数据延时造成的影响降到最低。三是保留系统兼容扩展能力，体检医师信息与医院内网相关信息等应用服务可作为新的服务实体动态加入到Tomcat集群，进一步增强集群功能。

5 结语

本文应用Oracle、Tomcat 等关键技术设计并实现了优化体检导诊流程的智能体检导诊系统[8]，并通过实际应用验证了系统功能。本系统可以辅助医院工作人员管理健康体检，在前台总控、智能分诊、叫号管理、内容发布、医生管理、自助服务及线上导诊等方面有着智能化、一体化、可视化程度高和人性化设计强等优势，为优化体检流程、减少等候时间提供了一个良好的服务保障平台[3，9]。