薛 麗 陳彩萍 韓 超 邢 丹 陸 翔

嘉興市第一醫(yī)院，314001浙江 嘉興

乳腺癌是危害婦女健康最常見的惡性腫瘤之一［1］。手術(shù)、化療、放療、內(nèi)分泌治療、靶向治療等治療方式對乳腺癌均有效。乳腺癌治療過程漫長，以內(nèi)分泌治療為例，高復(fù)發(fā)風(fēng)險的患者手術(shù)后需要接受10年甚至更長時間的輔助內(nèi)分泌治療［2-3］。即使完成了全部治療，醫(yī)護人員也需要對乳腺癌患者進行全程管理，包括患肢功能鍛煉、飲食建議、體重控制等。發(fā)病率高、治療手段多、治療時間長等原因致使當(dāng)前存在大量乳腺癌患者需要醫(yī)護人員進行專業(yè)管理，但是臨床使用的電子病歷系統(tǒng)并不適合這個需求。因此建立一個專門用于乳腺癌患者的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)十分必要。2 011年某醫(yī)院基于微軟公司access軟件構(gòu)建了乳腺癌數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)［4］，該系統(tǒng)穩(wěn)定運行至今，輔助乳腺癌患者的全程管理、隨訪和科研工作。該系統(tǒng)屬于單機數(shù)據(jù)庫，無遠程網(wǎng)絡(luò)訪問功能，隨著醫(yī)院辦公區(qū)域的擴大、數(shù)據(jù)庫用戶的增加，也暴露出一些不足。2019年某醫(yī)院基于云平臺開發(fā)了新的乳腺癌數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具備遠程網(wǎng)絡(luò)訪問能力，增加了數(shù)據(jù)自動備份、用戶分級權(quán)限、數(shù)據(jù)庫審計等功能，現(xiàn)報告如下。

1 乳腺癌數(shù)據(jù)庫的軟硬件設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用瀏覽器／服務(wù)器（Browser／Server，B／S）架構(gòu)，用戶操作客戶端瀏覽器通過互聯(lián)網(wǎng)訪問云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、編輯、查詢、瀏覽等功能。云服務(wù)器2臺，分別存儲和運行主數(shù)據(jù)庫、備份數(shù)據(jù)庫。主數(shù)據(jù)庫用于保存數(shù)據(jù)庫信息，備份數(shù)據(jù)庫用于備份數(shù)據(jù)，主數(shù)據(jù)庫實時同步至備份數(shù)據(jù)庫。2臺云服務(wù)器分別存放于不同的城市，以互聯(lián)網(wǎng)寬帶連接。軟件代碼運行在云服務(wù)器上，負責(zé)處理用戶輸入的各項指令。用戶操作客戶端瀏覽器通過互聯(lián)網(wǎng)訪問云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。見圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 云服務(wù)器配置

采用租賃方式分別獲得阿里云和騰訊云公司的云服務(wù)器，2者軟硬件配置相似。見表1。

表1 阿里云和騰訊云服務(wù)器的軟硬件配置比較

1.3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

主數(shù)據(jù)庫采用MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，內(nèi)建多個數(shù)據(jù)表，每個數(shù)據(jù)表存儲一種特定類型的信息，如病理診斷、手術(shù)記錄等。以病理診斷表為例，該表每行存儲一份病理報告，包括患者編號、標(biāo)本部位、組織學(xué)類型、腫瘤直徑、腋窩淋巴結(jié)等46個字段，上述字段涵蓋了乳腺癌病理報告的各項內(nèi)容。一個患者如有多份病理報告，則分多行存儲?；颊呔幪枮槲ㄒ蛔侄?，一個患者有且僅有一個患者編號。通過在各個表中查找包含該患者編號的全部記錄，即可得到該患者的全部資料。數(shù)據(jù)庫中同時存儲輔助用表，如數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限表用于存儲數(shù)據(jù)庫用戶的用戶名、密碼、操作權(quán)限等；日志表用于存儲數(shù)據(jù)庫登錄、查詢、修改等日志信息；科研用表用于存儲各臨床研究的數(shù)據(jù)。

備份數(shù)據(jù)庫采用與主數(shù)據(jù)庫一致的結(jié)構(gòu)，兩者間采用實時同步模式，主數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的更改通過互聯(lián)網(wǎng)實時同步至備份數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)主數(shù)據(jù)庫損壞時，備份數(shù)據(jù)庫可作為主數(shù)據(jù)庫來使用。

1.4 系統(tǒng)軟件代碼設(shè)計

軟件代碼采用HTML＋PHP的動態(tài)網(wǎng)頁編程技術(shù)實現(xiàn)，提供的功能主要包括：（1）用戶注冊、登錄；（2）數(shù)據(jù)錄入、修改、查詢；（3）數(shù)據(jù)呈現(xiàn)；（4）數(shù)據(jù)庫日志記錄；（5）數(shù)據(jù)庫審計和管理。軟件代碼是用戶與數(shù)據(jù)之間的橋梁，是本系統(tǒng)好用與否的關(guān)鍵，也是本次開發(fā)的重點與難點。

數(shù)據(jù)錄入以規(guī)范化＋高效為設(shè)計理念，盡可能多地采用選擇式輸入，即用戶通過點選即可輸入數(shù)據(jù)。對于一些重復(fù)輸入的內(nèi)容采用半自動輸入的方式，例如登記化療信息時，系統(tǒng)自動檢測該患者既往是否接受過化療，如既往有化療記錄，則系統(tǒng)根據(jù)該患者的化療方案自動生成一個新的化療記錄，用戶核對無誤后點擊保存即可，既提高錄入效率又降低錯誤率。

數(shù)據(jù)呈現(xiàn)采用模塊化代碼結(jié)構(gòu)，包括查詢模塊和顯示模塊。查詢模塊依據(jù)關(guān)鍵詞在數(shù)據(jù)庫中查詢符合條件的信息，主要包括姓名、性別、出生年月、住院號、臨床診斷、病理診斷等39項，依據(jù)用戶權(quán)限，可查詢的范圍有所不同。查詢模塊獲得的結(jié)果通過數(shù)據(jù)接口傳輸給顯示模塊，顯示模塊根據(jù)不同的查詢內(nèi)容個性化呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。如在查詢病理診斷時將病理報告的腫瘤大小、淋巴結(jié)、ER、PR、HER2等字段作為重點顯示。

數(shù)據(jù)庫日志記錄和審計均與數(shù)據(jù)庫安全有關(guān)。數(shù)據(jù)庫日志記錄包括登錄、查詢、修改等所有與數(shù)據(jù)庫操作有關(guān)的信息。以登錄日志為例，包括記錄每次登錄的時間、IP地址、用戶名、是否非法訪問等內(nèi)容。審計是指將上述日志記錄分門別類呈現(xiàn)給系統(tǒng)管理員，對非法操作的內(nèi)容標(biāo)紅高亮顯示，便于管理員查看，及時發(fā)現(xiàn)安全性問題。

1.5 安全性設(shè)計

系統(tǒng)安全性主要包括：（1）保護數(shù)據(jù)免于物理損壞，如火災(zāi)、地震等導(dǎo)致服務(wù)器故障、數(shù)據(jù)丟失。本系統(tǒng)的主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和備份數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分別部署于上海、廣州2個相距1 200余公里的城市，通常情況下此類災(zāi)害不會同時影響上述2個城市。（2）保護數(shù)據(jù)不被惡意盜取。首先依托云平臺供應(yīng)商提供的Web應(yīng)用防火墻、云安全中心、漏洞掃描等功能構(gòu)建安全的數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境；其次對用戶密碼采用n位隨機數(shù)＋哈希加密處理，增加黑客破解數(shù)據(jù)庫的難度；最后對患者隱私信息（如姓名、身份證號、聯(lián)系方式等）以密文存儲，即使數(shù)據(jù)被盜，也只能看到密文，避免泄露患者隱私。（3）制定安全相關(guān)制度。首先采用實名制注冊，根據(jù)用戶實際職級和工作需要分配相應(yīng)權(quán)限，如數(shù)據(jù)錄入、查詢、修改、刪除等；其次定期對用戶進行操作培訓(xùn)和安全培訓(xùn)，提醒用戶妥善管理密碼，合理使用系統(tǒng)，避免人為原因造成數(shù)據(jù)外泄；最后執(zhí)行數(shù)據(jù)庫審計制度，數(shù)據(jù)庫管理員定期對日志進行審計，一旦發(fā)現(xiàn)異常操作可以及時找到對應(yīng)的用戶，取消其權(quán)限，并對數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。

1.6 客戶端要求

本系統(tǒng)支持多種類型的客戶端，包括臺式機、筆記本、智能手機等任何可以運行瀏覽器訪問互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備均可作為客戶端使用。系統(tǒng)在收到客戶端的訪問請求后自動識別客戶端類型，對于臺式機及筆記本電腦等顯示屏較大的設(shè)備呈現(xiàn)的內(nèi)容相對詳細，對于手機等屏幕較小的設(shè)備呈現(xiàn)的內(nèi)容相對簡潔，但2種客戶端均能實現(xiàn)相同的功能。

1.7 科研數(shù)據(jù)表設(shè)計

系統(tǒng)提供科研管理數(shù)據(jù)表功能。每個科研項目獨立建表，存儲患者編號、組別及科研相關(guān)數(shù)據(jù)，通過聯(lián)合查詢自動制作包括患者診斷、病理、手術(shù)、放化療、隨訪等信息的綜合表格，該表格可被統(tǒng)計軟件SPSS直接讀取，減少人工登記數(shù)據(jù)的繁瑣。

2 乳腺癌數(shù)據(jù)庫的功能

2.1 服務(wù)器運行情況

成功建立基于云平臺的乳腺癌數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（計算機軟件著作權(quán)登記號：2021SR0484007），其中患者相關(guān)的數(shù)據(jù)表13個（包括患者一般情況表、聯(lián)系方式表、臨床診斷表、病理診斷表、手術(shù)表、化療表、放療表、內(nèi)分泌治療表、靶向治療表、其他治療表、隨訪記錄表、生存狀態(tài)表、住院及門診號碼表），用戶權(quán)限數(shù)據(jù)表1個，數(shù)據(jù)庫日志表6個，科研數(shù)據(jù)表4個。截至2021年2月24日，存儲乳腺癌患者2 763例。其中1 991例為單機版access乳腺癌數(shù)據(jù)庫中的資料，導(dǎo)入本系統(tǒng)后，采用雙人獨立隨機抽查各100例患者的方法進行核對無誤。其余772例為通過本系統(tǒng)錄入的新患者。

創(chuàng)建軟件代碼文件118個，代碼合計2萬余行。軟件代碼文件主要包含客戶端登錄界面、患者詳情界面、數(shù)據(jù)增改刪界面、查詢界面、科研數(shù)據(jù)匯總表格界面以及服務(wù)器端數(shù)據(jù)保存、修改、搜索、加解密功能文件等。

從2019年4月8日服務(wù)器開機至今，共經(jīng)歷了系統(tǒng)設(shè)計、搭建、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)維護、日常應(yīng)用等多個階段，服務(wù)器運行穩(wěn)定，除為了維護系統(tǒng)而重啟以外，未出現(xiàn)服務(wù)器意外重啟、死機、數(shù)據(jù)丟失等情況。

2.2 客戶端運行情況

已調(diào)試通過的客戶端設(shè)備包括運行Windows操作系統(tǒng)的臺式及筆記本電腦、運行安卓系統(tǒng)的華為和三星手機及平板電腦、運行Mac OS操作系統(tǒng)的臺式及筆記本電腦、運行iOS系統(tǒng)的蘋果手機及平板電腦。在上述客戶端中均可登錄系統(tǒng)并正常操作，接口網(wǎng)頁根據(jù)客戶端屏幕類型呈現(xiàn)合適的版式。

2.2.1 系統(tǒng)首頁界面

在輸入正確的用戶名、密碼后，系統(tǒng)顯示首頁界面，上方為新增病例功能區(qū)，中部為查詢功能區(qū)，底部為數(shù)據(jù)庫管理功能區(qū)。根據(jù)每個用戶的權(quán)限，系統(tǒng)提供的功能不同。見圖2。

圖2 ｀系統(tǒng)首頁界面

2.2.2 患者詳情界面

患者詳情界面包括患者一般情況、住院號、聯(lián)系方式、生存狀態(tài)、臨床診斷、病理診斷、手術(shù)、化療、內(nèi)分泌治療、放療、靶向治療等信息，點擊每項信息的 “修改”按鈕可以顯示該項信息的詳細內(nèi)容，并可進行修改。頁面上方顯示患者的一般情況，中間為臨床診斷和病理診斷，下方顯示治療方式和隨訪記錄。見圖3。

圖3 患者詳情界面

2.2.3 數(shù)據(jù)搜索結(jié)果界面

數(shù)據(jù)搜索結(jié)果界面可顯示患者的姓名、性別、住院號、相關(guān)查詢數(shù)據(jù)、生存狀態(tài)和生存時間等信息。在病理報告查詢框選擇 “病理診斷”：浸潤性乳腺癌、“腫瘤直徑”：＞1 cm、“脈管”：有癌栓、“腋窩淋巴結(jié)”：陰性，結(jié)果得到22個患者，并給出患者的ER、PR、HER2、生存狀態(tài)等信息，點擊右側(cè) “詳情”按鈕可以查看每個患者的詳細情況（為保護患者隱私已將患者姓名、住院號隱去）。在電子病案管理系統(tǒng)中難以實現(xiàn)類似的查詢功能。見圖4。

圖4 數(shù)據(jù)搜索結(jié)果界面示例圖

2.3 用戶情況

已為科室醫(yī)生建立各級賬號共10個。根據(jù)用戶權(quán)限分別舉行操作培訓(xùn)和安全培訓(xùn)累計6次。通過培訓(xùn)和實際操作，各用戶均能正確使用本系統(tǒng)。系統(tǒng)監(jiān)控和審計未發(fā)現(xiàn)異常操作行為。

2.4 模擬系統(tǒng)

建立模擬系統(tǒng)1套，訪問地址為http：／／brtumor.top／simulation.php，用戶名：test，密碼：breast2021。科室新用戶培訓(xùn)時以此模擬系統(tǒng)為操作訓(xùn)練平臺，讀者也可登錄該系統(tǒng)進行操作及體會。

3 討論

疾病數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不同于電子病案管理系統(tǒng)，前者以管理特定疾病患者的診斷、治療、隨訪信息為主，系統(tǒng)的各項功能為該疾病進行深度優(yōu)化；后者以管理住院或門診診療經(jīng)過為主。以本系統(tǒng)為例，主要管理在我科接受診療的乳腺癌患者，用戶為我科醫(yī)生。本系統(tǒng)對乳腺癌診療進行了深度優(yōu)化，例如可以對比乳腺癌改良根治術(shù)、保乳根治術(shù)的復(fù)發(fā)率差異等，這在電子病案管理系統(tǒng)中是很難做到的。隨著乳腺癌發(fā)病率增高、治療效果的改善、臨床多中心科研和真實世界大數(shù)據(jù)研究的開展，臨床對乳腺癌患者管理系統(tǒng)的需求也日益增強。

疾病數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通常由醫(yī)院或?qū)？铺岢鲂枨螅袑I(yè)軟件公司進行設(shè)計開發(fā)，耗費較為昂貴，常見于頂級醫(yī)院，如上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院沈坤煒教授主持的網(wǎng)絡(luò)乳腺癌數(shù)據(jù)庫共享平臺，共有16家單位參與，入庫超過12 500例乳腺癌病例［5］。對于一般的綜合性醫(yī)院而言，很難爭取到大量經(jīng)費和資源進行疾病數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建設(shè)，本系統(tǒng)的成功應(yīng)用說明基于云平臺、采用B／S架構(gòu)、使用免費的MySQL數(shù)據(jù)庫和PHP編程語言開發(fā)的管理系統(tǒng)不失為一種選擇。本系統(tǒng)采用的云服務(wù)器年費用不超過1 000元／臺，是搭建科室級專病管理系統(tǒng)的較好選擇。系統(tǒng)架構(gòu)采用近年來較流行的B／S模式［6-7］，對客戶端沒有特殊要求，客戶端不需要安裝特殊的應(yīng)用程序。PHP語言通過SQL語句可以直接接入MySQL數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲、讀取、查詢等操作，而SQL語句在數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面具有簡單易學(xué)、高效靈活等優(yōu)點［8-9］。本系統(tǒng)的軟件代碼為我科醫(yī)生利用業(yè)余時間開發(fā)，系統(tǒng)的各項功能和操作方式可最大限度地符合本科室醫(yī)生的使用習(xí)慣。

安全性問題是專病數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)需要重點關(guān)注的問題［10］，主要包括數(shù)據(jù)的丟失和外泄，其中患者隱私數(shù)據(jù)外泄是最嚴重的安全問題。本系統(tǒng)主要從以下方面著手提高系統(tǒng)的安全性：首先加強用戶的安全培訓(xùn)，如不把密碼保存在瀏覽器內(nèi)、不把密碼告訴他人等；其次充分利用云平臺提供的防火墻、安全中心等服務(wù)減少系統(tǒng)漏洞，避免被黑客攻擊；最后對患者隱私數(shù)據(jù)采用密文保存，減少數(shù)據(jù)泄露造成的隱私暴露。

綜上所述，我科室基于云平臺成功開發(fā)了乳腺癌數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)各項功能達到設(shè)計要求、運行穩(wěn)定、成本低廉、能夠滿足臨床多用戶、遠程使用的要求，具有較高的安全性。