人類精子庫心理評估系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

陶知文，王 霄*，江 峰

（1.復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院，上海 200011；2.上海集愛遺傳與不育診療中心，上海 200011）

0 引言

隨著輔助生殖技術(shù)的日益成熟以及國家“三孩”政策的實施，國家衛(wèi)生健康委員會對人類生殖健康相關(guān)領(lǐng)域的安全性和發(fā)展都提出了更高的要求。人類精子庫是保障精子健康的重要環(huán)節(jié)，迅速而準(zhǔn)確地篩選身心健康的捐精志愿者意義重大[1]。捐精志愿者從初篩到捐獻(xiàn)結(jié)束需符合衛(wèi)生部176號文件《人類精子庫基本標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的一般特征、男科體檢、傳染性疾病檢查以及遺傳精神評估，其中對具有重大精神疾病捐獻(xiàn)者進(jìn)行淘汰處理[2]。經(jīng)研究顯示，精神疾病和部分心理疾病存在遺傳風(fēng)險[3]，且國外部分精子庫已實現(xiàn)數(shù)據(jù)化篩查心理評估[4]。因此，在復(fù)旦大學(xué)人類精子庫建立之初，提出需要對志愿者進(jìn)行重大精神疾病篩選以及引入心理健康方面的評估。通過心理和精神疾病層面的篩選，能夠使人類精子庫更準(zhǔn)確地篩選出身心健康的志愿者。

捐精志愿者的心理評估是一項嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龉ぷ鳎瑐鹘y(tǒng)紙質(zhì)版的問卷形式計分規(guī)則復(fù)雜，人工統(tǒng)計問卷結(jié)果需要更多的時間，容易產(chǎn)生差錯，不具有嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性，在規(guī)則評估中會產(chǎn)生分歧，且紙質(zhì)報告不便于后期的數(shù)據(jù)匯總，在配合建檔管理和保存方面存在一定難度。本研究設(shè)計的以現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的人類精子庫心理評估系統(tǒng)通過設(shè)定問卷禁止回看、不能修改的規(guī)則，提高了問卷答題的準(zhǔn)確性和獨立思考性，心理咨詢師也可通過本系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)心理評估和報告總結(jié)[5]。

1 需求分析

精子庫試運行期間需針對所有志愿者進(jìn)行心理及精神層面的評估篩查，志愿者需要在有限的時間內(nèi)完成心理問卷和精神衛(wèi)生評估問卷，答卷要求2份問卷分開回答且答完題后不能修改。心理咨詢師進(jìn)行心理評估時需要根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)對每個人的問卷進(jìn)行打分歸類，并結(jié)合面談進(jìn)行歸納總結(jié)，最終將報告歸并到志愿者檔案。很顯然紙質(zhì)問卷、手工分析工作已不再適應(yīng)當(dāng)前需求，且手工書寫的記錄隨意性較大，不可避免地會出現(xiàn)格式不規(guī)范、字跡潦草、辨認(rèn)困難等問題，在后續(xù)調(diào)閱報告中可能會導(dǎo)致一系列糾紛問題。因此，人類精子庫心理評估系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)以下功能：

（1）實現(xiàn)問卷登錄與精子庫管理平臺錄入的志愿者信息的校驗。

（2）實現(xiàn)登錄之后展示問卷說明及注意事項，明確答題規(guī)則后開始答題并在規(guī)定時間內(nèi)完成。在答題過程中不能返回、不能修改，確保所答問卷的有效性、主觀性。

（3）實現(xiàn)管理員對問卷的動態(tài)維護(hù)以及評分規(guī)則的設(shè)置，以便于快速地對問卷內(nèi)容、選項、分值、評分規(guī)則進(jìn)行調(diào)整，從而減少程序代碼的二次開發(fā)，提高開發(fā)效率。

（4）支持心理咨詢師通過日期、姓名、身份證號任意組合檢索，以便于快速查閱志愿者答題情況以及評估報告。

（5）支持評估報告導(dǎo)出PDF和多選批量導(dǎo)出功能，以便于后續(xù)打印紙質(zhì)報告。

（6）支持心理評估匯總數(shù)據(jù)同步到精子庫管理平臺，以便前臺接待處調(diào)閱。

根據(jù)系統(tǒng)使用對象，將系統(tǒng)分為志愿者、心理咨詢師和管理員3種角色，并根據(jù)不同的角色設(shè)置相應(yīng)的功能[6]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)包括志愿者終端、心理咨詢師終端、管理員終端、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器5個部分。本系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示，主要包括用戶層、應(yīng)用層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層4個層次，以及貫穿4個層次的法律法規(guī)、規(guī)章制度、安全體系、運行管理體系。

圖1 人類精子庫心理評估系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

用戶層分為志愿者、心理咨詢師、管理員3類用戶；應(yīng)用層根據(jù)操作用戶分別對應(yīng)志愿者心理測評、心理報告評估、問卷維護(hù)和規(guī)則維護(hù)；服務(wù)層主要提供Web發(fā)布服務(wù)、數(shù)據(jù)接口交互服務(wù)、Windows組件服務(wù)；數(shù)據(jù)層包含心理評估系統(tǒng)、志愿者管理平臺兩大數(shù)據(jù)庫，其在運行期間為2個數(shù)據(jù)庫做數(shù)據(jù)庫備份，保證數(shù)據(jù)安全。

2.2 業(yè)務(wù)流程設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)的需求分析并結(jié)合精子庫的接待業(yè)務(wù)，設(shè)計志愿者的捐精流程。志愿者的精液經(jīng)篩查合格后再進(jìn)行心理評估。通過與精子庫信息管理平臺對接，實現(xiàn)人員信息（姓名、身份證號）的身份校驗。只有在精子庫信息管理平臺登記過的志愿者才能進(jìn)入本系統(tǒng)進(jìn)行問卷測試，完成提交后由心理咨詢師根據(jù)系統(tǒng)計分進(jìn)行評估并填寫心理評估報告，同時對評估信息進(jìn)行反饋。系統(tǒng)自動將心理評估報告的相關(guān)信息關(guān)聯(lián)到精子庫信息管理平臺中的心理報告模塊。具體志愿者捐精流程如圖2所示。

圖2 志愿者捐精流程圖

2.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及軟件架構(gòu)

本系統(tǒng)的志愿者心理測評和心理報告評估功能是基于一種全新的.NET MVC軟件開發(fā)框架實現(xiàn)，該框架結(jié)構(gòu)清晰，具有一定的可擴(kuò)展性[7]。開發(fā)工具使用Visual Studio 2013，用戶界面采用Bootstrap 4.0前端UI開發(fā)框架。規(guī)則維護(hù)和問卷維護(hù)則采用Power－Builder開發(fā)，按照客戶端/服務(wù)器（Client/Server，C/S）體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用面向?qū)ο蟮目梢暬夹g(shù)。數(shù)據(jù)庫采用與精子庫信息管理平臺相同的SQL Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫，能夠為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供更安全可靠的存儲功能[8]，方便各系統(tǒng)平臺間的數(shù)據(jù)交換、業(yè)務(wù)接口對接等。

服務(wù)器采用院內(nèi)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)——Windows Server 2013，并做好三級等保服務(wù)。數(shù)據(jù)庫采用成熟的PowerDesigner 12.5進(jìn)行設(shè)計。各模塊系統(tǒng)之間都以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)進(jìn)行交互。

用戶之間通過瀏覽器進(jìn)行交互時，由瀏覽器發(fā)起異步JavaScript和XML（asynchronous JavaScript and XML，AJAX）請求（同步、異步），通過控制器Controller將符合相應(yīng)條件的請求分派到各個模型，數(shù)據(jù)請求采用封裝好的ADO Connection訪問SQL Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行數(shù)據(jù)的增、刪、改、查基本操作，并將執(zhí)行的結(jié)果轉(zhuǎn)換為JSON（JavaScript object notation）數(shù)據(jù)格式返回給視圖，交由瀏覽器處理。

管理用戶通過客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時，將業(yè)務(wù)請求提交到應(yīng)用服務(wù)器[9]，調(diào)用開放數(shù)據(jù)庫連接（open database connectivity，ODBC）接口進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)交互。

3 功能實現(xiàn)

本系統(tǒng)分為志愿者心理測評、心理報告評估、規(guī)則維護(hù)、問卷維護(hù)四大功能模塊。本系統(tǒng)在設(shè)計時必須充分考慮精子庫內(nèi)的業(yè)務(wù)信息劃分和安全機制[10]。其中，志愿者心理測評模塊、心理報告評估模塊采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）架構(gòu)，規(guī)則維護(hù)模塊、問卷維護(hù)模塊則采用C/S架構(gòu)。

志愿者心理評估是一對一面談評估，無需考慮B/S架構(gòu)響應(yīng)速度慢的問題，因此可以充分發(fā)揮B/S架構(gòu)帶來的優(yōu)質(zhì)用戶體驗，簡化客戶端，提高開發(fā)效率。而規(guī)則維護(hù)和問卷維護(hù)比較復(fù)雜，C/S架構(gòu)具有較強的事務(wù)處理能力，能實現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，采用C/S架構(gòu)可以實現(xiàn)快速開發(fā)。

3.1 志愿者心理測評模塊

該模塊為志愿者使用，主要功能為志愿者通過人員信息（姓名、身份證號）校驗后，可進(jìn)入該模塊進(jìn)行問卷填寫。問卷有2份，分別為精神衛(wèi)生測評和心理健康評估。評估量表基于美國《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》第3版進(jìn)行信息采集，基于該準(zhǔn)則制訂的評估標(biāo)準(zhǔn)可輔助診斷精神疾病，如精神分裂癥等，診斷的準(zhǔn)確性和一致性明顯提高，是目前國內(nèi)最常用的精神障礙調(diào)查工具之一[11]。

志愿者通過精液篩查后，進(jìn)入心理評估環(huán)節(jié)。志愿者通過姓名和身份證號的雙重驗證才能進(jìn)入志愿者心理測評模塊。為了確保志愿者充分閱讀問卷說明，在登錄后正式進(jìn)入問卷之前，需要設(shè)計一個倒計時的填卷須知，該倒計時時間可以在配置文件中維護(hù)。該模塊后端（數(shù)據(jù)庫交互）利用存儲過程接口獲取問卷內(nèi)容數(shù)據(jù)到視圖中，前端（瀏覽器端）通過層疊樣式表（cascading style sheets，CSS）來控制答題選項卡只能單一出現(xiàn)，答完不可回退操作，提交數(shù)據(jù)時通過腳本語言JavaScript獲取HTML標(biāo)簽數(shù)據(jù)，整理成JSON串格式后通過AJAX傳到控制器中進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作。志愿者心理測評界面如圖3所示。

圖3 志愿者心理測評界面

志愿者提交保存一份心理評估問卷后自動進(jìn)入下一份問卷，操作步驟同上。2份問卷全部完成之后則退出當(dāng)前問卷測試到首頁。如果再次同賬號登錄，只能查詢，不能進(jìn)行修改操作。

3.2 心理報告評估模塊

該模塊為心理咨詢師使用，主要功能為志愿者提交問卷后，心理咨詢師可以通過該模塊快速查詢志愿者問卷統(tǒng)計分?jǐn)?shù)并根據(jù)分?jǐn)?shù)進(jìn)行心理報告撰寫，最后結(jié)合面談總結(jié)報告內(nèi)容。系統(tǒng)可對問卷結(jié)果進(jìn)行智能歸類，并將匯總后的數(shù)據(jù)直接通過后臺服務(wù)器整合到精子庫信息管理平臺中，以達(dá)到業(yè)務(wù)信息交互，保證服務(wù)的完整性和一致性[12]。同時該模塊提供導(dǎo)出評估報告的PDF功能，方便后續(xù)存檔。

志愿者完成問卷之后，心理咨詢師可通過該模塊進(jìn)行心理報告評估分析。心理咨詢師登錄系統(tǒng)之后，可根據(jù)答題時間區(qū)間、姓名、身份證號進(jìn)行篩選查詢，還可對當(dāng)前條件篩選出的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的統(tǒng)計。該模塊采用左右布局方式，心理咨詢師能夠更直觀地查看數(shù)據(jù)。心理咨詢師可對每份問卷進(jìn)行總結(jié)、生成報告、下載報告操作，同時也可多選問卷進(jìn)行打包導(dǎo)出。心理報告評估界面如圖4所示。

圖4 心理報告評估界面

該模塊采用iTextSharp組件進(jìn)行PDF的讀寫操作，使用ICSharpCode組件實現(xiàn)多文件的壓縮。心理咨詢師提交精神衛(wèi)生測評和心理健康評估總結(jié)時，系統(tǒng)后臺會通過觸發(fā)器和存儲過程將分析出的報告實時同步到精子庫信息管理平臺中，并將總體評估結(jié)果是否合格作為是否進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的重要依據(jù)。

3.3 規(guī)則維護(hù)模塊

該模塊的主要功能是為本系統(tǒng)智能評估分析提供邏輯關(guān)系，為每道問卷題目賦予規(guī)則屬性。根據(jù)需求分析，心理評估的結(jié)果需要根據(jù)問卷小分類的總得分情況計算得出。規(guī)則維護(hù)是針對問卷題目的小類進(jìn)行維護(hù)，在樹形結(jié)構(gòu)的小分類上，點擊右鍵可以進(jìn)行此項維護(hù)。動態(tài)的數(shù)據(jù)維護(hù)可方便初期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時更新確認(rèn)，簡化了后續(xù)的研發(fā)工作，提高了整體項目的效率，同時為后期統(tǒng)計分析打下了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。規(guī)則維護(hù)界面如圖5所示。

圖5 規(guī)則維護(hù)界面

3.4 問卷維護(hù)模塊

該模塊為核心數(shù)據(jù)支撐模塊，管理員可以根據(jù)心理咨詢師的要求，維護(hù)問卷的名稱、題號、大類、小類以及內(nèi)容，為志愿者心理測評模塊提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。之后如有問卷內(nèi)容的增、刪、改都可以在該模塊進(jìn)行動態(tài)維護(hù)。

問卷維護(hù)是心理測評的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可分為問卷名稱、問題內(nèi)容、問題選項三大主要部分，并根據(jù)心理評估報告的需求分析將問題再進(jìn)行分類和計分項的確定。問卷數(shù)據(jù)由心理咨詢師提供，通過樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形界面的維護(hù)。問卷維護(hù)界面如圖6所示。

圖6 問卷維護(hù)界面

4 應(yīng)用效果

復(fù)旦大學(xué)人類精子庫從2018年6月開始試運營，本系統(tǒng)也從2018年6月開始同步上線使用，實現(xiàn)了在精子庫信息管理平臺登記過的志愿者，可在單獨的私密空間通過計算機驗證身份后在線答卷，保護(hù)了志愿者的隱私，符合《人類輔助生殖技術(shù)和人類精子庫倫理原則》規(guī)定的保密原則[13]。本系統(tǒng)至今已經(jīng)正常運行3 a，截至2021年底共計篩查志愿者1 100人，其中心理不合格者62人，志愿者合格率為94.36%。本系統(tǒng)有效改善了心理評估流程，提升了心理評估統(tǒng)計的準(zhǔn)確率和心理評估服務(wù)的體驗感。

5 結(jié)語

本研究設(shè)計的人類精子庫心理評估系統(tǒng)滿足了志愿者心理測評的需求，同時也為志愿者的健康檔案提供了心理精神方面的分析報告，提高了評估的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性，為出庫的每一管精子標(biāo)本提供了一份心理層面的保障，實現(xiàn)了與精子庫信息管理平臺的業(yè)務(wù)結(jié)合。雖然本系統(tǒng)可以滿足當(dāng)前的日常需求，但也存在一些不足和改進(jìn)之處，如在評估結(jié)果生成PDF文件的時候偶爾會發(fā)生文件生成失敗，需要再次生成；志愿者答卷的時間沒有從軟件中限制，只是在注意事項中告知。下一步會繼續(xù)完善、優(yōu)化本系統(tǒng)，為表型組研究提供數(shù)據(jù)支撐。