基于Web 的心理測評系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王 鵬，吳 凱，5，6，周 靜，5*

（1.華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，廣州 510006；2.廣東省精神疾病轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究中心，廣州 510370；3.廣東省老年癡呆診斷與康復(fù)工程技術(shù)研究中心，廣州 510500；4.華南理工大學(xué)國家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心，廣州 510006；5.華南理工大學(xué)廣東省生物醫(yī)學(xué)工程重點實驗室，廣州 510006；6.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院，廣州市惠愛醫(yī)院，廣州 510370）

0 引言

當今社會快速發(fā)展，社會競爭愈發(fā)激烈，給人們帶來了巨大的壓力，由此引起的心理問題日益嚴峻。據(jù)2018 年發(fā)布的《中國城鎮(zhèn)居民心理健康白皮書》顯示，全國城鎮(zhèn)居民73.6%為心理亞健康，16.1%存在不同程度的心理問題[1]，心理健康問題已成為居民生活和社會發(fā)展的重大威脅因素。國家衛(wèi)生健康委員會據(jù)此頒布了一系列文件，推行將心理健康服務(wù)融入社會治理體系，探索新的社會心理服務(wù)模式和工作機制[2-3]，而“全民健康保障信息化工程”也成為國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略[4]，旨在加快數(shù)據(jù)開放共享、推動資源整合、提升服務(wù)能力[5]。基于人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的心理健康大數(shù)據(jù)體檢成為一種趨勢，其根據(jù)心理學(xué)理論，通過信息化的心理測評方式，能對受檢者的情緒、記憶、智力、個性等心理特點做出科學(xué)推論和數(shù)量化分析，既能為受檢者提供更好的服務(wù)，又便于醫(yī)務(wù)和科研工作者對數(shù)據(jù)的分析管理，因此，構(gòu)建一個科學(xué)規(guī)范的心理測評系統(tǒng)，對心理健康服務(wù)將有很大的益處[6]，同時有助于構(gòu)建社會健康大數(shù)據(jù)體系，推進健康中國的建設(shè)進程[7]。

目前，市面上已開發(fā)出一些具有針對性的心理測評系統(tǒng)，例如高校學(xué)生心理健康管理系統(tǒng)[8]、征兵心理選拔平臺[9]等，這類系統(tǒng)大都面向特定人群，且系統(tǒng)內(nèi)容不夠靈活，缺乏良好的測評組織管理以及多中心的數(shù)據(jù)管理功能，無法適應(yīng)和滿足不同的測評需求。本文采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）架構(gòu)，設(shè)計基于Web 的心理測評系統(tǒng)，集成用戶測評、專業(yè)報告、數(shù)據(jù)管理分析、量表定制等功能，為用戶和心理研究工作者提供一個便捷、靈活、智能化的心理服務(wù)平臺。

1 整體架構(gòu)設(shè)計

整個系統(tǒng)設(shè)計基于B/S 架構(gòu)，采用分層設(shè)計思想，將系統(tǒng)進行前后端邏輯分離，劃分為表現(xiàn)層、服務(wù)層以及數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 心理測評系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

表現(xiàn)層是展現(xiàn)在前端瀏覽器上的界面，基于Layui 框架設(shè)計，采用靜態(tài)頁面和Java 服務(wù)器頁面（Java server pages，JSP）（動態(tài)頁面）結(jié)合，運用Layui框架中的JS（JavaScript）和jQuery 實現(xiàn)前端頁面的功能，負責(zé)與用戶進行直接交互，采取Ajax 異步通信技術(shù)，將用戶請求發(fā)送至后臺服務(wù)器，最后將處理結(jié)果返回給前端。本系統(tǒng)的表現(xiàn)層交互界面包括測評用戶端、醫(yī)務(wù)人員端和管理員端。

服務(wù)層基于SpringMVC 框架設(shè)計[10]，是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層，負責(zé)接收所有來自前端頁面的用戶請求，包括系統(tǒng)3 個端口的所有功能模塊，如量表管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、用戶管理模塊和安全管理模塊等。其中，量表管理模塊從內(nèi)容、公式、信息、規(guī)則、結(jié)果5 個方面實現(xiàn)心理測評量表的管理；系統(tǒng)管理模塊負責(zé)系統(tǒng)的基本功能，包括系統(tǒng)菜單配置、分組管理、權(quán)限分配和日志查看管理等；用戶管理模塊負責(zé)用戶的信息管理和審核等；安全管理模塊負責(zé)系統(tǒng)的正常運行和安全，包括用戶的單點登錄、角色的權(quán)限控制及驗證、路由轉(zhuǎn)發(fā)、跨站腳本攻擊（cross sitescripting，XSS）漏洞和結(jié)構(gòu)化查詢語言（structured query language，SQL）注入防護等，通過設(shè)置安全管理過濾器對請求進行權(quán)限判斷，只有擁有相應(yīng)的權(quán)限才能放行，將請求發(fā)送至對應(yīng)模塊接收并處理，否則返回錯誤提示，由前端頁面接收返回結(jié)果并顯示。其中，用戶登錄的認證信息以及部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)使用后臺緩存數(shù)據(jù)庫Redis[11]進行保存，當用戶再進行登錄或業(yè)務(wù)操作時，若緩存中有對應(yīng)數(shù)據(jù)，則無須再次輸入賬號密碼或等待服務(wù)器響應(yīng)，可直接進入登錄界面或從緩存中獲取響應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；若緩存中沒有數(shù)據(jù)，服務(wù)層則進行登錄驗證和數(shù)據(jù)庫操作。

數(shù)據(jù)層采用MySQL 存儲和管理系統(tǒng)中的所有信息和數(shù)據(jù)，包括各類用戶的基本信息、量表數(shù)據(jù)和各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等。同時采用MyBatis 框架作為數(shù)據(jù)訪問對象（data access object，DAO），提供數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)層與服務(wù)層之間的交互，以便服務(wù)層獲取后臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)[12]。

2 功能設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)根據(jù)不同的用戶角色，劃分為測評用戶端、醫(yī)務(wù)人員端和管理員端。不同身份用戶初次使用時，選擇相應(yīng)的系統(tǒng)入口進行注冊，普通用戶注冊后即可登錄，醫(yī)務(wù)人員則由管理員進行身份審核，審核通過即可使用對應(yīng)系統(tǒng)的相應(yīng)功能。

系統(tǒng)登錄采用網(wǎng)絡(luò)加密傳遞信息的JWT（JSON Web Token）方式，設(shè)計了角色信息認證、請求權(quán)限驗證以及系統(tǒng)安全漏洞防護等功能，當用戶通過前端瀏覽器錄入用戶名和密碼時，用戶信息經(jīng)過加密以post 請求的方式發(fā)送至后臺，后臺根據(jù)此信息進行查詢和校驗，若查詢不到，則返回錯誤提示；反之，則后臺生成JWT，傳遞對應(yīng)用戶的權(quán)限、身份信息等至前端，瀏覽器將Token 保存至本地，隨后跳轉(zhuǎn)至主頁。在Token 過期之前，用戶再次進入主頁會直接跳轉(zhuǎn)至登錄后界面。同時，用戶在請求具體業(yè)務(wù)時，瀏覽器會將Token 放在請求中，后臺攔截請求，驗證該用戶是否具有相應(yīng)業(yè)務(wù)權(quán)限，若無，則返回失敗信息；若有，則調(diào)用控制器進行具體業(yè)務(wù)處理，并返回處理結(jié)果。

不同角色對應(yīng)不同的系統(tǒng)端口，其功能設(shè)計也不相同。系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 心理測評系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

2.1 測評用戶端功能模塊設(shè)計與實現(xiàn)

測評用戶端主要面向自主測評用戶和由醫(yī)生主導(dǎo)的測評用戶。自主測評用戶針對任何想要了解自己心理狀況的普通人群，可根據(jù)自己的需求，從系統(tǒng)提供的默認開放量表中自主選擇量表進行測評。而由醫(yī)生主導(dǎo)的用戶則主要針對前往醫(yī)院的就診患者，通過在系統(tǒng)綁定醫(yī)生，經(jīng)由醫(yī)生確認后，即可通過由醫(yī)生為其定制的針對性量表套餐進行心理測評，測評結(jié)果均以報告形式展示得分和指導(dǎo)建議。測評用戶端功能包括個人信息管理模塊及量表測評模塊。個人信息管理模塊分別定義了AppUserRegController、AppController 控制類實現(xiàn)對用戶個人基本信息、心理測評信息及結(jié)果的查閱、查詢、更新、維護等功能；量表測評模塊采用AppQuestionController 類控制測評量表內(nèi)容的獲取、AppScaleController 類控制量表測評數(shù)據(jù)的相關(guān)操作。用戶測評及報告界面如圖3 所示。

圖3 用戶測評及報告界面

2.2 醫(yī)務(wù)人員端功能模塊設(shè)計與實現(xiàn)

醫(yī)務(wù)人員端主要面向?qū)I(yè)醫(yī)生和科研工作者，可以通過系統(tǒng)提供的海量國際通用量表，為就診患者選擇配置具有針對性的量表套餐。醫(yī)務(wù)人員可對患者的測評結(jié)果進行查看、分析等，并給出意見報告；科研工作者則可根據(jù)既定目標，調(diào)用數(shù)據(jù)進行各類分析、比較，方便進行科學(xué)研究。其功能主要包括個人信息管理、用戶測評管理和量表套餐管理三大模塊。

（1）個人信息管理模塊通過DoctorController 類實現(xiàn)醫(yī)務(wù)人員對個人基本信息和綁定患者用戶信息的增加、刪除、修改、檢索等功能。

（2）用戶測評管理模塊提供醫(yī)務(wù)人員對測評用戶的基本信息及測評內(nèi)容、結(jié)果等進行查詢，通過控制 類UserRegInfoController、GroupController 等 實 現(xiàn)醫(yī)生狀態(tài)的控制、用戶信息和測評報告查看、用戶管理綁定等，采用UserEvaluateController 和OrgEvaluateController 類實現(xiàn)個人數(shù)據(jù)和團體數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，能對單人的單次和多次測評進行查看和動態(tài)分析，生成相應(yīng)的圖像，反映用戶的心理發(fā)展趨勢及特點?？赏ㄟ^對群體人員的測評結(jié)果不同維度以及縱、橫向比較，反映同一群體的共性問題以及不同群體間的差異，并以文字、圖表等直觀形式展示；醫(yī)務(wù)人員可根據(jù)測評結(jié)果給出專業(yè)的評定意見，提供訓(xùn)練、治療計劃，并出具專業(yè)的心理測評報告等。用戶測評結(jié)果分析界面如圖4 所示。

圖4 用戶測評結(jié)果分析界面

（3）量表套餐管理模塊主要針對就診病患的心理測評，由醫(yī)生根據(jù)臨床檢查結(jié)果，通過ScaleSetController 類實現(xiàn)醫(yī)務(wù)人員根據(jù)測評用戶的實際情況進行針對性定制和分配量表套餐等。

2.3 管理員端功能模塊設(shè)計與實現(xiàn)

管理員端面向系統(tǒng)的超級用戶，擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限，能對用戶身份進行審核，維護各類用戶的信息，能根據(jù)不同需求編制或修改測評量表，對系統(tǒng)進行管理等。其功能模塊包括用戶管理、量表管理和系統(tǒng)管理三大功能模塊。

（1）用戶管理模塊實現(xiàn)對醫(yī)生用戶和普通用戶的信息和權(quán)限管理，通過分別定義控制類Doctor－Controller、UserController 以及UserRegController 等，實現(xiàn)對醫(yī)生信息的刪改、普通用戶信息的刪改以及用戶測評信息的查看和檢索等功能。

（2）量表管理模塊可實現(xiàn)對測評量表的靈活定制，由于實際心理測評和研究內(nèi)容的需求不同，所使用的心理量表也不盡相同，時常需要修改已有的測評量表或是編制新的測評量表來進行心理測評的研究[13]。通過研究國際通用的大多數(shù)心理量表，系統(tǒng)將量表拆分格式化，通過設(shè)計量表管理相關(guān)類Scale－Controller、QuestionController、RuleController、Formula-Controller 和ResultController 等，分別從量表信息、內(nèi)容、規(guī)則、公式和結(jié)果等5 個方面進行分化管理，并將相關(guān)數(shù)據(jù)保存于數(shù)據(jù)庫中。當需要查看或生成結(jié)果報告時，通過量表控制類ScaleController 獲取該量表對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)，最后返回給前端瀏覽器進行解析（如圖5 所示）。

圖5 量表管理模塊界面

（3）系統(tǒng)管理功能模塊包括系統(tǒng)菜單管理、權(quán)限管理和日志查看等。采用Swagger 開源工具，為所有的Controller 類添加@ApiOperation 注解，并在Swagger 配置類中配置掃描所有Controller 類。當進行權(quán)限同步時，系統(tǒng)調(diào)用Swagger 掃描獲取最新的權(quán)限數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)更新至權(quán)限表中完成權(quán)限同步。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用實例

筆者單位與廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院（廣州市惠愛醫(yī)院）神經(jīng)內(nèi)科合作，從多家醫(yī)院、社區(qū)和老人院入組了160 名老年用戶利用本系統(tǒng)開展臨床心理測評試驗。本試驗征得所有被試及其家屬同意，并完全告知了試驗內(nèi)容及注意事項，然后由廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院（廣州市惠愛醫(yī)院）組織被試創(chuàng)建賬號，指導(dǎo)其登錄系統(tǒng)進行在線心理測評。

160 名被試分為老年抑郁癥認知正常（late-life depression，LLD）組、老年抑郁癥伴輕度認知功能障礙（late-life depression&mild cognitive impairment，LLD&MCI）組與正常對照（normal control，NC）組，其中LLD 組共44 例，男12 例、女32 例，平均年齡（65.09±11.27）歲；LLD&MCI 組共56 例，男14 例、女42 例，平均年齡（66.08±7.66）歲；NC 組共60 例，男22 例、女38 例，平均年齡（66.42±7.69）歲。對3 組被試的人口學(xué)信息進行對比，無顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。應(yīng)用本系統(tǒng)，選擇漢密頓抑郁量表-17（Hamilton depression scale-17，HAMD-17）、簡明精神狀態(tài)檢查（minimental state examination，MMSE）量表、記憶與執(zhí)行篩查（memory and executive screening，MES）量表、臨床癡呆評估（clinical dementia rating，CDR）量表進行測評，采用SPSS 22.0 軟件對被試的各量表得分進行單因素方差分析，評價其總體認知功能。測試結(jié)果表明3 組被試在抑郁狀態(tài)、認知功能、記憶功能等各方面均存在顯著性差異（詳見表1），為后續(xù)針對性地制訂訓(xùn)練計劃、實驗設(shè)計以及相關(guān)心理研究提供了數(shù)據(jù)和依據(jù)。

表1 測評結(jié)果統(tǒng)計 單位：分

3.2 系統(tǒng)特點

應(yīng)用測試表明，本系統(tǒng)操作簡便、穩(wěn)定性好，被試能輕松快速地完成各項量表測試，并可及時查看測試報告；與其他面向特定人群且測試量表固定的心理測評系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)面向范圍更廣泛，并且可靈活地根據(jù)應(yīng)用對象定制專門的測評套餐和制訂有針對性的訓(xùn)練計劃，能最大程度地滿足各種心理測評活動和研究需求；同時方便醫(yī)務(wù)人員對測評試驗的組織和管理，加強對測評用戶心理狀況的把握；通過多維度的數(shù)據(jù)檢索，系統(tǒng)實現(xiàn)了對單個被試信息及團體測評情況的查詢、對比及統(tǒng)計分析等。

4 結(jié)語

本文以B/S 架構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計并實現(xiàn)了基于Web的心理測評系統(tǒng)，用戶可隨時通過計算機、移動電子設(shè)備等終端與Web 服務(wù)器進行交互，可為醫(yī)務(wù)人員提供一個便捷管理和分析用戶測評信息的平臺，方便及時掌握測評人員的心理狀況并及早進行干預(yù)；系統(tǒng)的量表定制功能實現(xiàn)了測評量表從題目到內(nèi)容的自定義，提高了心理測評試驗的靈活性和系統(tǒng)的可擴展性。本系統(tǒng)的開發(fā)提供了新的社會心理服務(wù)模式，能整合心理服務(wù)資源和提升心理服務(wù)能力，同時有助于構(gòu)建社會健康大數(shù)據(jù)體系，為大數(shù)據(jù)的分析和人工智能的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。雖然系統(tǒng)達到了預(yù)期目標，但仍有待進一步完善，如增加心理健康資訊、在線咨詢、自動化測評推薦功能等。