基于Spring Boot掌上醫(yī)療小程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：為解決傳統(tǒng)線(xiàn)下醫(yī)療服務(wù)存在的掛號(hào)難、排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)等痛點(diǎn)問(wèn)題，文章旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套基于微信小程序的掌上醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)，前端基于uni-app框架構(gòu)建跨平臺(tái)的用戶(hù)界面，后端利用Spring Boot框架處理核心業(yè)務(wù)邏輯，并采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)持久化。該系統(tǒng)操作便捷、易于維護(hù)，能夠有效整合醫(yī)療資源，優(yōu)化患者的就醫(yī)流程，為提升醫(yī)療服務(wù)效率與信息化水平提供了可行的技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療服務(wù)；小程序；uni-app；Spring Boot；信息化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）28-0034-05

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0 引言

0.1 研究背景

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域正積極探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)的線(xiàn)下掛號(hào)、排隊(duì)、問(wèn)診等就醫(yī)方式受限于當(dāng)?shù)氐尼t(yī)療條件，難以及時(shí)滿(mǎn)足患者的就醫(yī)需求。而微信小程序使用便捷、可跨平臺(tái)、易訪(fǎng)問(wèn)、易使用等特點(diǎn)，使其逐漸成為醫(yī)療行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理想選擇。通過(guò)微信小程序，患者可隨時(shí)隨地查詢(xún)醫(yī)生信息、辦理預(yù)約掛號(hào)、查詢(xún)檢查報(bào)告等，極大地提升了患者的就醫(yī)體驗(yàn)[1]。

0.2 相關(guān)技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外的移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)還處在不斷發(fā)展和完善的階段，現(xiàn)有的解決方案普遍存在用戶(hù)體驗(yàn)不佳、功能單一、平臺(tái)兼容性差等諸多問(wèn)題。針對(duì)這些行業(yè)挑戰(zhàn)，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套創(chuàng)新性的跨平臺(tái)掌上醫(yī)療解決方案。本系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)，通過(guò)以下技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)了高效、安全、可擴(kuò)展的醫(yī)療服務(wù)。

1） 后端服務(wù)層。基于Spring Boot[2]框架構(gòu)建微服務(wù)架構(gòu)，其核心優(yōu)勢(shì)包括：

①內(nèi)置Tomcat容器，實(shí)現(xiàn)快速部署，簡(jiǎn)化運(yùn)維流程。

②集成Spring Security，構(gòu)建多層次的安全防護(hù)體系，以確保患者隱私數(shù)據(jù)（如電子處方、病歷信息） 的端到端加密傳輸。

③通過(guò)Feign聲明式服務(wù)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)生排班、藥品庫(kù)存等模塊的松耦合協(xié)同。

2） 前端交互層。選用uni-app 3.0跨平臺(tái)框架，其技術(shù)特色體現(xiàn)在：

①基于Vue 3.0的Composition API開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)患者端與醫(yī)生端界面90%以上的代碼復(fù)用率[3]。

②深度集成騰訊云TRTC（Tencent Real-Time Communication） SDK，優(yōu)化后的視頻問(wèn)診模塊達(dá)到了：

a） 端到端延遲≤280 ms（實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)） 。

b） 支持720 P/1 080 P的自適應(yīng)分辨率。

③通過(guò)條件編譯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微信小程序與H5平臺(tái)的特有功能適配。

3） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。采用MySQL 8.0關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，其關(guān)鍵優(yōu)化措施包括[4]：

①針對(duì)高頻查詢(xún)場(chǎng)景（如醫(yī)生出診查詢(xún)） 建立復(fù)合索引，查詢(xún)性能提升了40%（從83 ms優(yōu)化至50 ms） 。

②配置主從復(fù)制集群，讀寫(xiě)分離后，QPS提升至15 000+。

最后，本系統(tǒng)具有以下突出優(yōu)勢(shì)：

1） 全平臺(tái)覆蓋。一套代碼同時(shí)發(fā)布微信小程序、H5、Android/iOS應(yīng)用，降低60%以上的開(kāi)發(fā)成本。

2） 醫(yī)療級(jí)實(shí)時(shí)通信。集成了TRTC的智能抗丟包算法，在30%網(wǎng)絡(luò)丟包的情況下仍保持視頻問(wèn)診的可用性。

3） 高并發(fā)處理。基于微服務(wù)的彈性架構(gòu)，在壓力測(cè)試中實(shí)現(xiàn)了：

①掛號(hào)業(yè)務(wù)175 TPS（每秒完成的事務(wù)數(shù)） 的處理能力。

②問(wèn)診消息98.7%的消息投遞成功率。

1 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

1.1 需求分析

系統(tǒng)針對(duì)不同的用戶(hù)需求特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能。當(dāng)用戶(hù)登錄系統(tǒng)后，不同類(lèi)型的用戶(hù)具有不同的使用功能和權(quán)限。患者可通過(guò)在線(xiàn)查看醫(yī)生信息，選擇預(yù)約的時(shí)間進(jìn)行掛號(hào)就醫(yī)，就醫(yī)結(jié)束后，在線(xiàn)支付費(fèi)用并獲取電子處方；醫(yī)生通過(guò)查看患者的預(yù)約信息，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)視頻問(wèn)診服務(wù)，通過(guò)視頻完成對(duì)患者的診斷、治療；管理員通過(guò)對(duì)患者信息的管理，分配醫(yī)生出診以及對(duì)藥品進(jìn)行管理；藥師根據(jù)醫(yī)生開(kāi)具的處方進(jìn)行藥物的管理和配置[5]。詳細(xì)的用戶(hù)用例圖如圖1所示。

1.2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)，通過(guò)對(duì)邏輯分層，降低層與層之間的耦合度，以提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性和維護(hù)性。系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)自上而下分別為視圖層、控制層、業(yè)務(wù)層、持久層和數(shù)據(jù)層。視圖層采用Vue框架，負(fù)責(zé)與用戶(hù)進(jìn)行交互；控制層采用Spring Boot框架，負(fù)責(zé)處理用戶(hù)的請(qǐng)求，并調(diào)用相應(yīng)的業(yè)務(wù)層服務(wù)；業(yè)務(wù)層采用Spring框架的IOC特性和AOP機(jī)制，將業(yè)務(wù)邏輯與通用功能進(jìn)行隔離；持久層采用MyBatis-Plus框架，實(shí)現(xiàn)Java對(duì)象與數(shù)據(jù)之間的映射；數(shù)據(jù)層采用MySQL存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)所有的持久化數(shù)據(jù)。整體的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)用戶(hù)層次進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分為八大功能模塊，它們分別為醫(yī)護(hù)人員管理、科室管理、診室管理、醫(yī)生出診管理、患者管理、掛號(hào)管理、視頻問(wèn)診管理和電子處方。功能架構(gòu)如圖3所示。

1） 醫(yī)護(hù)人員管理：包括對(duì)醫(yī)生與護(hù)工信息、排班及績(jī)效評(píng)估等的管理。

2） 科室管理：對(duì)科室信息、設(shè)備和人員進(jìn)行增、刪、改、查等配置。

3） 診室管理：對(duì)診室信息、設(shè)備及使用的管理。

4） 醫(yī)生出診管理：負(fù)責(zé)對(duì)醫(yī)生時(shí)間表、醫(yī)療記錄、患者反饋等的管理。

5） 患者管理：對(duì)個(gè)人信息、病歷、預(yù)約和就診歷史進(jìn)行管理。

6） 掛號(hào)管理：提供在線(xiàn)掛號(hào)與掛號(hào)記錄的查詢(xún)服務(wù)。

7） 視頻問(wèn)診：支持在線(xiàn)預(yù)約醫(yī)生、在線(xiàn)醫(yī)療執(zhí)行與在線(xiàn)醫(yī)療記錄管理。

8） 電子處方管理：對(duì)醫(yī)生在線(xiàn)問(wèn)診開(kāi)具的處方進(jìn)行增、刪、改、查的管理。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)不僅滿(mǎn)足了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中第三范式的要求，而且還考慮到系統(tǒng)后續(xù)的擴(kuò)展性。針對(duì)不同的子系統(tǒng)（如醫(yī)生管理、患者管理、掛號(hào)管理、視頻問(wèn)診等） 進(jìn)行表的劃分與歸類(lèi)，以降低數(shù)據(jù)冗余的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高查詢(xún)效率和節(jié)省存儲(chǔ)空間。本系統(tǒng)從實(shí)際需求出發(fā)，深入分析了各實(shí)體間的關(guān)系，得到患者、醫(yī)生、處方等實(shí)體間的聯(lián)系。詳細(xì)的系統(tǒng)實(shí)體—關(guān)系圖如圖4所示。

根據(jù)該系統(tǒng)中實(shí)體—關(guān)系圖的關(guān)聯(lián)關(guān)系創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)表，它們主要有患者用戶(hù)表、人臉記錄表、科室表、科室門(mén)診表、醫(yī)生表、掛號(hào)費(fèi)用表、門(mén)診醫(yī)生交叉表、醫(yī)生出診表、出診時(shí)段表、掛號(hào)表和處方表。其中，患者用戶(hù)表和處方表的字段和結(jié)構(gòu)描述分別如表1和表2所示。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)主要由組織管理、醫(yī)護(hù)管理、出診管理、視頻問(wèn)診、電子處方及患者小程序共6個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)中主要包括醫(yī)療科室管理、醫(yī)療診室管理、角色管理、用戶(hù)管理等功能。各功能在實(shí)現(xiàn)上遵循高內(nèi)聚、低耦合的設(shè)計(jì)原則，以確保功能實(shí)現(xiàn)和維護(hù)的可靠性。

3.1 視頻問(wèn)診的實(shí)現(xiàn)

視頻問(wèn)診是本系統(tǒng)的核心功能，它通過(guò)TRTC可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)視頻問(wèn)診。整個(gè)集成過(guò)程包括初始化階段、加入房間、患者—醫(yī)生匹配、音視頻流處理等，詳細(xì)的集成過(guò)程如下。

1） 前端初始化TRTC客戶(hù)端，需要填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的用戶(hù)ID和簽名。

const client = TRTC.createClient（{

mode： 'videoCall'，

sdkAppId： '您的SDKAppID'，

userId： '當(dāng)前用戶(hù)ID'，

userSig： '用戶(hù)簽名'

}）;

2） 加入房間流程。

前端發(fā)起請(qǐng)求，獲取TRTC房間號(hào)與用戶(hù)簽名。

后端請(qǐng)求騰訊云，生成用戶(hù)簽名。

后端將騰訊云的信息返回至前端，信息包含{roomId， userId， userSig}。

前端直接請(qǐng)求TRTC，進(jìn)入指定房間。

TRTC將結(jié)果返回至前端，通知其加入成功。

3） 患者—醫(yī)生匹配流程。

// 使用WebSocket實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信令

const signaling = new WebSocket（'wss：//your-signaling-server'）;

// 患者發(fā)起呼叫

signaling.send（JSON.stringify（{

type： 'call_request'，

from： patientId，

to： doctorId，

roomId： trtcRoomId

}））;

// 醫(yī)生響應(yīng)

signaling.send（JSON.stringify（{

type： 'call_response'，

from： doctorId，

accepted： true，

roomId： trtcRoomId

}））;

4）音頻處理流程。

// 采集本地流

const localStream = TRTC.createStream（{

userId： localUserId，

audio： true，

video： true

}）;

await localStream.initialize（）;

// 訂閱遠(yuǎn)端流

client.on（'stream-added'， event =gt; {

const remoteStream = event.stream;

client.subscribe（remoteStream）;

}）;

client.on（'stream-subscribed'， event =gt; {

const remoteStream = event.stream;

remoteStream.play（'remote-video-container'）;

}）;

// 處理網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量事件

client.on（'network-quality'， event =gt; {

const { uplink， downlink } = event;

// 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量調(diào)整分辨率/碼率

}）;

3.2 RESTful API設(shè)計(jì)

RESTful API是基于REST（Representational State Transfer）架構(gòu)風(fēng)格設(shè)計(jì)的Web API。它使用HTTP協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)方法（GET、POST、PUT、DELETE等） 來(lái)操作資源，是一種輕量級(jí)、可擴(kuò)展的Web服務(wù)設(shè)計(jì)方式。本系統(tǒng)采用該方案實(shí)現(xiàn)前后端的數(shù)據(jù)傳輸。其中，在線(xiàn)掛號(hào)功能RESTful API設(shè)計(jì)如下：

1） 獲取可預(yù)約醫(yī)生列表。

Endpoint： GET /api/appointments/doctors

請(qǐng)求參數(shù)：{

\"departmentId\"： \"cardiology\"，

\"date\"： \"2025-07-23\"，

\"page\"： 1，

\"pageSize\"： 10

}

2） 返回響應(yīng)結(jié)果。

{

\"code\"： 200，

\"data\"： {

\"doctors\"： [

{

\"id\"： \"doc_12345\"，

\"name\"： \"張醫(yī)生\"，

\"title\"： \"主任醫(yī)師\"，

\"department\"： \"心血管內(nèi)科\"，

\"avatar\"： \"https：//www.skrmn.com/avatars/doc_12345.jpg\"，

\"availableSlots\"： [

{\"time\"： \"09：00-09：30\"， \"isAvailable\"： true}，

{\"time\"： \"10：00-10：30\"， \"isAvailable\"： 1}

]，

\"fee\"： 50.00

}

]，

\"pagination\"： {

\"total\"： 15，

\"currentPage\"： 1，

\"pageSize\"： 10

}

}

}

3） 提交預(yù)約請(qǐng)求。

Endpoint： POST /api/appointments

{

\"doctorId\"： \"doc_12345\"，

\"patientId\"： \"pat_67890\"，

\"appointmentTime\"： \"2025-07-23 T09：00：00\"，

\"symptoms\"： \"近期胸悶氣短\"，

\"medicalHistory\"： \"高血壓3年\"

}

4） 成功響應(yīng)。

{

\"code\"： 201，

\"data\"： {

\"appointmentId\"： \"appt_xyz789\"，

\"doctorName\"： \"張醫(yī)生\"，

\"appointmentTime\"： \"2025-07-23 T09：00：00\"，

\"orderNumber\"： \"GH20250723001\"，

\"status\"： \"pending_payment\"

}}

3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)展示

當(dāng)用戶(hù)第一次使用本系統(tǒng)時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建就醫(yī)信息卡，填寫(xiě)個(gè)人基本信息、歷史病例情況以及選擇的醫(yī)保類(lèi)型等，詳情如圖5所示。

患者通過(guò)賬號(hào)登錄本系統(tǒng)后，可根據(jù)時(shí)間、病情等情況進(jìn)行在線(xiàn)預(yù)約掛號(hào)，對(duì)預(yù)約掛號(hào)的訂單支付完成后，可在“我的掛號(hào)”中查詢(xún)掛號(hào)詳情，具體如圖6所示。

患者預(yù)約成功后，按照指定的預(yù)約時(shí)間，準(zhǔn)時(shí)通過(guò)在線(xiàn)視頻與醫(yī)生進(jìn)行病情溝通，讓醫(yī)生為其進(jìn)行醫(yī)療診斷，詳情如圖7所示。

4 系統(tǒng)測(cè)試

4.1 功能測(cè)試

功能測(cè)試用于檢查系統(tǒng)是否按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行每個(gè)功能，例如用戶(hù)注冊(cè)、登錄、掛號(hào)等。通過(guò)功能測(cè)試，驗(yàn)證了系統(tǒng)的每個(gè)功能是否能按預(yù)期工作，確保用戶(hù)在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。部分測(cè)試用例如表3所示。

4.2 性能測(cè)試

本系統(tǒng)在性能測(cè)試環(huán)節(jié)，使用JMeter壓測(cè)工具，模擬不同的用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)的平均響應(yīng)時(shí)間、錯(cuò)誤率和吞吐量等指標(biāo)來(lái)衡量系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)表4得到的性能測(cè)試結(jié)果，系統(tǒng)在并發(fā)用戶(hù)數(shù)為500時(shí)能保持穩(wěn)定運(yùn)行，超過(guò)后則須對(duì)服務(wù)器進(jìn)行擴(kuò)容。

4.3 兼容性測(cè)試

通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行兼容性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)可覆蓋主流的移動(dòng)設(shè)備及瀏覽器，具備較強(qiáng)的跨平臺(tái)使用的能力，符合系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)定下的目標(biāo)。部分兼容性測(cè)試結(jié)果如表5所示。

5 結(jié)論

本文基于前后端分離的架構(gòu)，成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于Spring Boot的掌上醫(yī)療小程序。它操作簡(jiǎn)單、功能豐富，經(jīng)過(guò)對(duì)多平臺(tái)的全面測(cè)試，各項(xiàng)功能均符合預(yù)期，為中小型醫(yī)療機(jī)構(gòu)快速構(gòu)建移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)提供了一套低成本、高效率的解決方案。本系統(tǒng)現(xiàn)階段聚焦于核心就診流程，對(duì)于慢病管理、健康宣教等功能還須進(jìn)一步完善。此外，系統(tǒng)的應(yīng)用效果尚未經(jīng)過(guò)大規(guī)模、長(zhǎng)周期的臨床驗(yàn)證。針對(duì)以上不足，未來(lái)的研究方向主要包括：1） 探索結(jié)合大語(yǔ)言模型（LLM） 技術(shù)，通過(guò)集成醫(yī)療領(lǐng)域的專(zhuān)用模型，構(gòu)建智能導(dǎo)診與健康咨詢(xún)機(jī)器人，以分擔(dān)醫(yī)護(hù)人員的壓力；2） 利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析用戶(hù)行為與醫(yī)療數(shù)據(jù)，為患者提供個(gè)性化的健康管理方案與疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】