基于云平台的高校师生电子健康档案管理系统的设计与应用

曹伯强

（河南工业贸易职业学院现代教育技术中心 河南 郑州 450012）

0 引言

实现国家“健康中国2030”战略规划的基础是电子健康档案的有效管理与合理利用［1］。 高校师生电子健康档案的管理现状在不断发展和改善。 随着信息技术和云平台的快速发展，越来越多的高校开始建立电子健康档案管理系统。 目前，一些先进的高校已经实现了全面电子化健康档案管理，建立了健康信息数据库和云平台，实现了数据的收集、存储、分析和共享［2］。

高校师生电子健康档案管理对于维护师生健康和提升教育质量具有重要意义［3］。 首先，电子健康档案管理可以有效地收集、存储和分析师生的健康信息，以便于针对师生的健康需求制定相应的管理和教育措施。 其次，电子健康档案管理可以及时发现和预防传染病和其他健康问题，保障校园师生的健康和安全。 此外，通过电子健康档案管理，学校可以为师生提供个性化的健康服务和建议，提高师生的健康意识和生活质量。 最后，电子健康档案管理还有助于学校与医疗机构和其他相关部门的合作，实现数据共享和协同工作，为师生提供更好的健康管理和服务。 因此，建立基于云平台的高校师生电子健康档案管理系统，对于维护师生健康和提高教育质量具有重要意义。

1 电子健康档案功能及特性

电子健康档案（electronic health records， EHR）是一个纵向的患者电子医疗信息搜集系统，可以记录患者在所有医疗机构产生的数据。 电子健康档案是人们在健康相关活动中直接形成的具有保存备查价值的电子化历史记录。它是存储于计算机系统之中、面向个人提供服务、具有安全保密性能的终身个人健康档案。

电子健康档案的优点包括：方便性（患者可以随时查看自己的病历和检查结果）；高效性（医生可以更快地获取患者的病历和检查结果）；可靠性（电子健康档案可以防止病历丢失或损坏）；安全性（电子健康档案可以保护患者的隐私）。

电子健康档案的缺点包括：信息量大且易错（需要输入大量个人信息，容易输入错误）；数据标准繁多（不同地区的医疗机构数据标准不统一，信息难以共享）；数据可靠性不高（标准不统一，数据不准确或不完整）；个人隐私和数据安全问题（涉及个人医疗等私人信息，使用不当易造成泄露）；技术和管理问题（需要投入人力、物力、财力，且管理需要配套）。

2 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

随着科技的发展和进步，科研和学术等的大力推进，EHR 的研究取得相关研究成果，使EHR 在一些国家得以应用推进。 2004 年，美国开始尝试进行大规模的建设EHR［4］。 2007 年，英国投入60 多亿英镑启动了一系列EHR 的相关项目，用于诊疗数据的管理和分析挖掘，以及医院网络系统的升级优化［5］。 2016 年，澳大利亚建成MyHR（my health record）平台［6］。 在近9 年中，新西兰EHR 的使用率已达到97%［7］。

2.2 国内研究现状

EHR 在我国的起步和应用较晚，其逐渐被关注是在社区卫生信息化的发展中。 2007 年，蔡国芬等提出基于Web 2.0 个性化EHR 的构想［8］。 2010 年，上海地区开始为其辖区居民建立EHR，并配备家庭医生。 2018 年，我国正式提出EHR 面向个人开放的政策。 2020 年，宁夏提出了建立6～18 岁儿童和青少年有关视力的EHR 方案。

国内学者目前研究的主题包含卫生信息系统、健康档案、电子健康档案、档案管理、区块链这5 大类。

3 基于云平台的高校师生电子健康档案管理系统的设计

在搭建高校师生电子健康档案管理系统的云平台时，若用户登录Web 服务器，平台对每一个层级的认证用户提供安全的登录方法，给高校师生用户提供自身健康信息的查询和维护，一般包含入校体检信息、检查记录、就诊信息和诊断信息等，注重传染性疾病信息的登记和预警，同时还提供保健常识和视频以及基本的医疗健康知识。

3.1 系统框架

在收集师生健康信息时，由于数据源的多样性及数据标准的不统一，采取大数据的处理方式，对数据进行清洗、提取、转换、入库等步骤，这样就可以统一数据标准和格式，便于数据的处理、分析和呈现。 其框架如图1 所示。

图1 电子健康档案管理系统的框架

在多数据源的环境中，收集师生体检的相关信息，学生初次入校时，需要进行入校体检，将体检结果统一录入到系统中，教师一般情况下每年会进行一次体检，由教师自己把体检结果录入系统中。 系统会对这些新录入的数据进行清洗、提取、转换，并格式化处理，最终进入到数据库中。 通过对数据的再次处理，实现数据的整合、分类和有效排序，形成统一有序的数据结构，并将处理后的数据按需呈现给师生。 授权的合法用户可以在电子健康档案系统中，对自己体检的相关信息与诊断结果等进行查询，并且，电子健康档案还能为授权用户提供如健康知识查询和推送等其他服务性工作。

3.2 功能设计

基于云平台的高校师生电子健康档案管理系统的功能包括以下几个方面。

（1）前端功能

用户登录和身份验证：师生用户通过前端界面输入用户名和密码进行登录，系统验证师生用户的身份信息，确保只有合法师生用户才能访问其电子健康档案。

数据展示和操作界面：前端界面需要展示师生用户个人的电子健康档案信息，包括个人的基本信息、健康状况、病史、诊断结果、检查报告等。 师生用户通过界面进行数据的查看、更新和删除等操作。 此外，前端界面还提供搜索和筛选功能，方便师生用户查找特定的健康信息。

（2）体检记录查询功能

查询范围选择：师生用户可以选择查询的体检记录范围，例如按时间选择或者按体检项目选择。

查询条件设置：师生用户可以根据自己的需求设置查询条件，例如性别、年龄、血压、血糖等。

查询结果展示：系统会根据查询条件和查询范围，从电子健康档案中检索出符合条件的体检记录，并在前端界面上展示给师生。

详细信息查看：当师生用户点击一条查询结果时，系统会展示该条记录的详细信息，包括具体的体检项目、检查结果、异常提示等。

历史趋势分析：系统可以根据师生用户的体检记录，生成历史趋势图，帮助师生用户更直观地了解自身的健康状况变化。

（3）后端管理功能

用户管理：后端系统需要管理师生用户信息，包括学工号、姓名、密码、身份认证等。

权限管理：后端系统需要管理师生用户对电子健康档案的访问权限，确保只有经过授权的师生用户才能访问和操作相关的健康信息。

数据管理：后端系统需要对电子健康档案中的数据进行管理和维护，包括数据的存储、备份、恢复、查询、统计等。

系统管理：后端系统需要对整个电子健康档案系统进行管理和维护，包括系统配置、性能监控、安全保护、故障排除等。

（4）数据更新功能

数据录入：管理员可以通过电子化或手动的方式将学生最新的健康信息录入到电子健康档案中，也可以将教师的健康信息数据处理后统一导入电子健康档案系统中。

数据修正：当发现电子健康档案中存在错误或者不准确的数据时，师生用户可以及时进行修正，并在修正后进行确认和保存，系统会将此操作进行记录。

数据更新：随着时间的推移，师生用户的健康状况和健康信息会发生变化，系统需要能够自动或者根据师生用户的需求，及时更新电子健康档案中的相关数据。

提醒功能：系统可以设置提醒功能，当师生用户的健康数据需要更新时，如新生入学体检后和教师体检信息发出后每月一次，及时通知用户进行相应的处理和更新。

（5）健康预警与健康知识信息推送

健康预警：针对个人的健康状况，如血压、血糖、心率等生理指标的异常变化，以及出现的新型疾病或慢性疾病症状，进行及时的预警和提示。 这部分信息的推送应该采取简洁明了的语言，并在必要时提供医疗咨询。

健康知识推送：推送与个人日常生活相关的健康知识，如饮食营养、运动健身、心理健康、疾病预防等方面的信息。 这类信息应以深入浅出的方式传递健康知识，帮助用户更好地理解自己的身体状况，并能够在日常生活中采取积极的保健措施。

（6）注意事项

能需要严格遵循用户隐私保护和数据安全的规定，确保只有经过授权的师生用户才能访问和查看自己的体检信息。 同时，系统需要保证查询结果的准确性和完整性，以便用户能够准确地了解自己的健康状况。 在进行个性化推送时，应根据师生的年龄、性别、健康状况、生活方式等因素，推送个性化的健康信息。 需要合理控制推送的频率和次数，避免对用户造成信息骚扰或困扰。

3.3 数据库设计

数据库的设计是一项较为复杂的过程，涉及诸多知识和后期调整，是系统中不可缺少的一个重要环节。 在对数据库进行设计时，主要建立了以下数据库表。

（1）用户信息表：在高校师生电子健康档案系统中，构建了师生和管理员的人员信息表，主要包括师生和管理人员的学工号、姓名、性别、籍贯、民族、生日、身份证号、政治面貌、院系部门、校内地址、家庭住址、联系方式、照片、家庭联系人和联系方式等内容。

（2）体检项目表：在高校师生电子健康档案系统中，构建了体检项目表，主要包括师生学工号、院系部门、体检项目编号、体检项目名称、体检时间和体检结果等。

（3）体检数据图片储存表：在高校师生电子健康档案系统中，构建了体检数据图片储存表，主要包括数据库名称、表名、体检项目编号、体检项目名称、最终的体检详细结果和结构化的体检结果等。

（4）体检建议表：在高校师生电子健康档案系统中，针对师生的普通疾病信息构建体检建议表，医生结合前期和最终的体检结果，给师生提出合理化的建议，并将建议推送给患病师生，建议也将存储到体检建议表中。

（5）重大疾病信息表：在高校师生电子健康档案系统中，构建了师生的重大疾病信息表，该表主要包含重大疾病编号、疾病名称、中医建议、西医建议、禁止事项等内容。

（6）健康知识图谱表：在高校师生电子健康档案系统中，构建了健康知识图谱表，存入收集到的健康知识图谱，并及时更新体检建议表和重大疾病信息表中医生的建议信息，将这些信息格式化后存入健康知识图谱表中。

表之间的关联性：利用各表中的主键信息，针对不同的数据库表，彼此之间可以实现有效的连接，通常在主表中，主要涉及师生的基本信息，如师生学工号。

对师生最终的体检结果进行储存时，一般所储存的内容主要包括体检项目标号和名称、小项目分类等。 另外，在不同类型的表中，还包括体检最终所产生的图片储存表以及医生针对体检结果给出的合理化建议表等。

3.4 安全设计

利用相关研究中的可搜索加密算法［9］，基于CPABSE 算法中的多属性授权机构、属性权重，对用户和属性的撤销进行研究，在采用权重访问树结构的基础上进行节点的剪裁和结构的优化，引入了多属性授权机构和属性权重，实现用户和属性的撤销，在保证方案安全性的前提下，减少计算开销，提高了系统效率。 与系统相结合，保证符合属性的合法用户才能拥有相应的权限，查看抑或者是修改系统中的相关数据，极大地增强了系统的安全性。

4 结语

为了适应高校师生电子健康档案的共性和个性需求，在进行大数据分析的基础上，把单一的体质健康档案、心理健康档案和其他模块有机地融合一起。 同时，针对电子健康档案隐私泄露隐患的问题，采用改进的可搜索加密算法，保证只有属性符合的相关人员才能查看或修改其内容。 在保证高校EHR 的针对性和适用性的基础上，保障了师生健康信息数据的安全性。