基于人臉識別的醫院智慧疫情防控平臺應用研究

黃敏，嚴玲，周作建，瞿懷榮，陳東

摘? 要： 在新冠肺炎疫情的背景下，結合醫院人員特點，設計實現智慧疫情防控平臺。采用JavaEE等技術開發的系統平臺利用人臉識別測溫設備，收集數據;后臺管理系統實現人員管理、信息統計分析等;用戶通過微信小程序在線申請陪護。疫情防控平臺給來往醫院的人員帶來了極大便利，有效地提高了醫院資源的利用率，同時降低了感染新冠肺炎的風險，減輕了防疫工作量，為疫情防控提供了有力的保障。

關鍵詞： 人臉識別; 疫情防控; 平臺; 智慧醫院

中圖分類號：TP311.52? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）01-53-04

Application of face recognition based hospital intelligent outbreak

prevention and control platform

Huang Min1， Yan Ling1， Zhou Zuojian1， Qu Huairong2， Chen Dong3

（1. School of Artificial Intelligence and Information Technology， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing， Jiangsu 210000， China;

2. The First People's Hospital of Lianyungang; 3. Jiangsu HuaKang Information Technology Limited Company）

Abstract： A smart outbreak prevention and control platform is designed and implemented for outbreak prevention of the COVID-19 pandemic. The system platform developed by Java EE and other technologies uses face recognition and temperature measurement equipment to collect data; the background management system realizes personnel management， information statistics and analysis， etc.; users apply for accompanying online via WeChat Mini Program. The outbreak prevention and control platform has brought great convenience to the patients， their accompaniers and staff in the hospital， effectively improved the utilization of hospital resources， reduced the risk of infection with new coronary pneumonia， reduced the workload of COVID-19 pandemic prevention， and provided a strong guarantee for the outbreak prevention and control.

Key words： face recognition; outbreak prevention and control; platform; smart hospital

0 引言

2018年，國務院辦公廳印發《關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》指出發展“互聯網+”醫療服務[1]，推進“互聯網+人工智能”應用服務體系[2]。2020年，國家衛健委發布《關于加強信息化支撐新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知》明確指出，支持“互聯網+醫療”等服務模式的創新發展，利用其優勢[3]為人們提供便捷的服務。在政策的支持和新冠疫情的背景下，“互聯網+醫療”[4]越來越被重視。醫院作為一個特殊場所，流動人員復雜，不可控因素較多，且醫院人流量大，醫院病區人群密集度高且相對封閉，這些對疫情的防控十分不利，因此，強化體溫檢測、病區陪護、探視監管等措施對于疫情防控尤為重要。

目前，疫情防控還存在許多弊端，測溫程序繁瑣，信息登記混亂，統計誤差較大且無法有效保留數據記錄，人力成本較高，防控效率低下;應急時期采購額溫槍、道閘、門禁等缺少頂層集成，后期易被空置，資產利用率低，保值差;人工識別無法進行軌跡追蹤，尤其在門診就診、病區陪護（探視）管理上非常不便。因此，醫院融入互聯網+醫療的疫情防控非常必要。

1 關鍵技術

1.1 Java EE

Java EE是以Java為主的一個企業級開發平臺，同時也是一種規范和標準。具有兼容性好、可移植性強、健壯性好等優點[5]。

1.2 Bootstrap

Bootstrap是全球最受歡迎的前端框架之一，可用來構建響應式、移動設備優先的網站[6]，具有簡潔、靈活、直觀等優點，能夠降低開發成本，提高開發效率。

1.3 MySQL

MySQL是一個關系型數據庫管理系統，具有體積小、速度快、成本低等特點[7]，本研究采用MySQL作為系統數據庫，以實現疫情期間通行記錄等數據的訪問和存儲。

2 基于人臉識別的醫院智慧疫情防控平臺設計

基于人臉識別的醫院智慧疫情防控平臺是利用移動互聯網、大數據、人工智能[8]等技術，實現對患者、陪護、職工等人群進行健康碼、就診碼、身份證等身份自動識別，體溫檢測，院內軌跡追查、重點人群預警等功能，實時掌控人員流動情報。該防控平臺由人臉識別智能終端設備、微信小程序和智慧疫情防控管理系統組成。

2.1 系統架構

本系統以移動互聯網、人工智能等技術為支撐，基于SpringCloud分布式微服務架構[9]，采用前后端分離[10]的模式開發，確保了系統的靈活性和可移植性。業務層做了劃分，將用戶安全中心、患者服務中心、探視服務中心、陪護服務中心、職工服務中心、設備服務中心（閘機、人臉測溫設備等）各業務獨立，并向上層提供相應的接口。系統總體架構如圖1所示。

2.2 系統功能

人們進入醫院前，將健康碼或者身份證放入識別處，并將人臉靠近智能終端設備，進行人臉識別測溫，若一切正常，閘機將會打開，可通行，若有一項異常，則禁止通行;如果有特殊情況，可通過人工通道核查，核查無異常也可通行。如果需要陪護或者探視病人，則需要先通過微信小程序來申請，申請成功之后，即可通過智能終端設備，從而可以陪護病人。

智慧疫情防控管理系統主要包括病人管理、陪護管理、探視管理、職工管理、設備管理、門禁管理、信息統計、權限管理等功能。其功能模塊如圖2所示。

3 智慧疫情防控平臺實現

平臺運用頂層設計，將各管控場景數據集成，搭建一體化管理系統，采用現代信息存儲手段對數據進行主動防護[11]，保證數據及時、安全。平臺主要由人臉識別智能測溫終端、道閘設備、門急診通行管理系統、疫情防控自助登記系統、微信陪護申報系統、智慧疫情防控管理系統等軟硬件構成。

3.1 門急診通行管理系統

道閘上方的設備內嵌人臉識別算法的安卓系統，進入醫院的人員需掃健康碼或身份證等，若健康碼進14天未更新，則需先更新健康碼再進行掃碼，同時將人臉靠近人臉識別測溫設備，人證相符，則道閘打開，可以通行，從而實時掌控人員流動情報。如圖3所示。

3.2 疫情防控自助登記系統

為了避免無法使用智能手機或是其他特殊情況的出現，導致無法通過道閘，可以前往人工通道進行人工查驗。醫院里的工作人員登錄疫情防控自助登記系統為有需求的人們進行查驗，掃描他們的身份證并進行人臉核驗等操作，如圖4、圖5所示，無異常情況后，即可進入醫院。

3.3 微信病區陪護申報系統

患者的陪護人員可以通過微信小程序，在線填寫陪護申報信息。陪護人員搜索并進入陪護申報小程序，依次填寫姓名等基本信息，所要陪護的病人的基本信息和采集人臉信息，填寫正確后，即可提交申請，等待審核通過即可陪護。微信小程序相關頁面如圖6～圖8所示。

3.4 智慧疫情防控管理系統

醫院智慧疫情防控管理系統是一款專業的針對醫院場景研發的軟件，能夠查看病人、陪護人員、探視人員、職工等不同人群的通行記錄、體溫篩查等相關信息，經智能分析檢測到風險后，系統支持多種方式聯動預警。

⑴ 首頁。管理人員可以查看信息統計、人員通行記錄以及待處理的事項，方便快速進行查看和處理緊急事件，如圖9所示。

⑵ 病人、陪護、探視、職工管理。管理人員可以實時查看不同類型人的基礎信息，如姓名，同時可以對特定的人進行授權、結束、查看的操作，如圖10所示。

⑶ 統計分析。醫院管理人員可以通過科室、人員、進出這三種統計方式，進行查看就診、陪護等人群的姓名、體溫等信息，同時可以選擇所想要查找的病區或者具體時間來進行導出操作。利用進出統計，可輕松實現密切接觸者的查詢，更有利于疫情防控，如圖11所示。

3.5 智慧疫情防控平臺

智慧疫情防控平臺主要優勢在于根據醫院實際應用場景定制研發;平臺的兼容能力強，具有豐富的通訊協議支持、能夠與HIS平臺互聯互通、支持第三方平臺接入，提供了標準二次開發接口;人臉識別數據、門禁通行數據、測溫數據等大數據能夠與醫院就診數據、重點人群監控數據融合，做到事前分析，主動預警。

4 平臺應用效果

醫院智慧疫情防控平臺開發完成后，于2020年7月先后在江蘇省人民醫院、江蘇省中醫院、蘇北人民醫院、連云港市第一人民醫院等眾多三甲醫院投入使用，在各個醫院的重要出入口部署人臉測溫設備及道閘，控制人員通行。

2021.7.1-2021.7.13期間，連云港市第一人民醫院使用智慧疫情防控平臺的情況如表1所示。

該平臺的應用效果總結如下：

⑴ 縮短了患者排隊進入醫院的時間，提升了患者的就醫體驗，給陪護人員也帶來了極大的便利;

⑵ 節約了醫院人力、物力等資源，提高了資源利用率，提高了醫院重要入口的防控力度，減輕了醫院工作人員的防控壓力，醫院工作人員通過該系統可以對陪護人員進行管控，同時能夠更加便捷的查看危險人員及其密切接觸者，從而迅速做出決策;

⑶ 降低了人員聚集交叉感染的風險。

5 結束語

在新冠疫情的背景下，智慧疫情防控平臺將發揮極其重要的作用。本文通過大數據、人工智能等技術，接入微信小程序、Web后臺管理系統，設計并實現了基于人臉識別的醫院智慧疫情防控平臺，該平臺可以通過設備識別人臉信息、身份證信息，結合就診卡、社?？ǖ日{取比對，數據真實、準確;監測數據可以實時上傳，避免人工誤差及溝通延時等問題。智慧疫情防控平臺的實現減少了患者排隊進入醫院的時間，有利于醫院提供高效服務，優化醫院道閘門禁、測溫管控等資源，完善門急診測溫管控、病區陪護系統，有助于智慧醫院醫療信息化平臺建設，同時可以大大減少人員感染新冠疫情的風險。后續將進一步融合3D人臉識別技術，通過軟硬件結合的方式進行活體檢測，來判斷采集到的人臉與健康碼實名信息是否一致，能更有效地避免各種健康碼偽造帶來的身份冒用情況，優化門診疫情防控流程，提高疫情防控管理能力。

參考文獻（References）：

[1] 徐冬.智慧醫院建設路徑研究[J].醫學信息，2021，34（10）：21-24，28

[2] 廖生武，薛允蓮，譚碧慧，等.“互聯網+”人工智能時代醫院智慧診療管理策略[J].中國醫院管理，2019，39（10）：5-8

[3] 王冰麗，蔡娜.“互聯網+人工智能”在醫療領域中應用及發展趨勢[J].山東理工大學學報（社會科學版），2021，37（3）：24-27

[4] 朱勁松.互聯網+醫療模式：內涵與系統架構[J].中國醫院管理，2016，36（1）：38-40

[5] 黃敏，胡孔法，李影俠，謝佳東，胡晨駿.中醫藥傳承與創新人才工程申報系統設計與實現[J].計算機時代，2019（9）：96-99

[6] 馬寧寧.Bootstrap4在響應式網站制作中的應用研究[J].電腦知識與技術，2021，17（13）：241-243

[7] 范開勇，陳宇收.MySQL數據庫性能優化研究[J].中國新通信，2019，21（01）：57.

[8] 張夢圓.人工智能+智慧醫院現狀與發展趨勢研究[J].中國中醫藥圖書情報雜志，2021，45（3）：46-49

[9] 周永圣，侯峰裕，孫雯，等.基于SpringCloud微服務架構的進銷存管理系統的設計與實現[J].工業控制計算機，2018，31（11）：129-130，133

[10] 杜艷美，黃曉芳.面向企業級Web應用的前后端分離開發模式及實踐[J].西南科技大學學報，2018，33（2）：83-87

[11] Zhang Bo.基于多源信息融合的水產養殖安全溯源系統研究[D].華南農業大學，2016