人类精子库心理评估系统的设计与实现

陶知文，王 霄*，江 峰

（1.复旦大学附属妇产科医院，上海 200011；2.上海集爱遗传与不育诊疗中心，上海 200011）

0 引言

随着辅助生殖技术的日益成熟以及国家“三孩”政策的实施，国家卫生健康委员会对人类生殖健康相关领域的安全性和发展都提出了更高的要求。人类精子库是保障精子健康的重要环节，迅速而准确地筛选身心健康的捐精志愿者意义重大[1]。捐精志愿者从初筛到捐献结束需符合卫生部176号文件《人类精子库基本标准和技术规范》规定的一般特征、男科体检、传染性疾病检查以及遗传精神评估，其中对具有重大精神疾病捐献者进行淘汰处理[2]。经研究显示，精神疾病和部分心理疾病存在遗传风险[3]，且国外部分精子库已实现数据化筛查心理评估[4]。因此，在复旦大学人类精子库建立之初，提出需要对志愿者进行重大精神疾病筛选以及引入心理健康方面的评估。通过心理和精神疾病层面的筛选，能够使人类精子库更准确地筛选出身心健康的志愿者。

捐精志愿者的心理评估是一项严谨的分析工作，传统纸质版的问卷形式计分规则复杂，人工统计问卷结果需要更多的时间，容易产生差错，不具有严谨性和准确性，在规则评估中会产生分歧，且纸质报告不便于后期的数据汇总，在配合建档管理和保存方面存在一定难度。本研究设计的以现代互联网为基础的人类精子库心理评估系统通过设定问卷禁止回看、不能修改的规则，提高了问卷答题的准确性和独立思考性，心理咨询师也可通过本系统进行后续心理评估和报告总结[5]。

1 需求分析

精子库试运行期间需针对所有志愿者进行心理及精神层面的评估筛查，志愿者需要在有限的时间内完成心理问卷和精神卫生评估问卷，答卷要求2份问卷分开回答且答完题后不能修改。心理咨询师进行心理评估时需要根据评分标准对每个人的问卷进行打分归类，并结合面谈进行归纳总结，最终将报告归并到志愿者档案。很显然纸质问卷、手工分析工作已不再适应当前需求，且手工书写的记录随意性较大，不可避免地会出现格式不规范、字迹潦草、辨认困难等问题，在后续调阅报告中可能会导致一系列纠纷问题。因此，人类精子库心理评估系统应该实现以下功能：

（1）实现问卷登录与精子库管理平台录入的志愿者信息的校验。

（2）实现登录之后展示问卷说明及注意事项，明确答题规则后开始答题并在规定时间内完成。在答题过程中不能返回、不能修改，确保所答问卷的有效性、主观性。

（3）实现管理员对问卷的动态维护以及评分规则的设置，以便于快速地对问卷内容、选项、分值、评分规则进行调整，从而减少程序代码的二次开发，提高开发效率。

（4）支持心理咨询师通过日期、姓名、身份证号任意组合检索，以便于快速查阅志愿者答题情况以及评估报告。

（5）支持评估报告导出PDF和多选批量导出功能，以便于后续打印纸质报告。

（6）支持心理评估汇总数据同步到精子库管理平台，以便前台接待处调阅。

根据系统使用对象，将系统分为志愿者、心理咨询师和管理员3种角色，并根据不同的角色设置相应的功能[6]。

2 系统设计

2.1 架构设计

本系统包括志愿者终端、心理咨询师终端、管理员终端、Web服务器、数据库服务器5个部分。本系统的总体架构如图1所示，主要包括用户层、应用层、服务层、数据层4个层次，以及贯穿4个层次的法律法规、规章制度、安全体系、运行管理体系。

图1 人类精子库心理评估系统总体架构图

用户层分为志愿者、心理咨询师、管理员3类用户；应用层根据操作用户分别对应志愿者心理测评、心理报告评估、问卷维护和规则维护；服务层主要提供Web发布服务、数据接口交互服务、Windows组件服务；数据层包含心理评估系统、志愿者管理平台两大数据库，其在运行期间为2个数据库做数据库备份，保证数据安全。

2.2 业务流程设计

根据系统的需求分析并结合精子库的接待业务，设计志愿者的捐精流程。志愿者的精液经筛查合格后再进行心理评估。通过与精子库信息管理平台对接，实现人员信息（姓名、身份证号）的身份校验。只有在精子库信息管理平台登记过的志愿者才能进入本系统进行问卷测试，完成提交后由心理咨询师根据系统计分进行评估并填写心理评估报告，同时对评估信息进行反馈。系统自动将心理评估报告的相关信息关联到精子库信息管理平台中的心理报告模块。具体志愿者捐精流程如图2所示。

图2 志愿者捐精流程图

2.3 系统开发环境及软件架构

本系统的志愿者心理测评和心理报告评估功能是基于一种全新的.NET MVC软件开发框架实现，该框架结构清晰，具有一定的可扩展性[7]。开发工具使用Visual Studio 2013，用户界面采用Bootstrap 4.0前端UI开发框架。规则维护和问卷维护则采用Power－Builder开发，按照客户端/服务器（Client/Server，C/S）体系结构设计，采用面向对象的可视化技术。数据库采用与精子库信息管理平台相同的SQL Server 2008 R2数据库，能够为关系型数据和结构化数据提供更安全可靠的存储功能[8]，方便各系统平台间的数据交换、业务接口对接等。

服务器采用院内统一标准——Windows Server 2013，并做好三级等保服务。数据库采用成熟的PowerDesigner 12.5进行设计。各模块系统之间都以数据库为基础进行交互。

用户之间通过浏览器进行交互时，由浏览器发起异步JavaScript和XML（asynchronous JavaScript and XML，AJAX）请求（同步、异步），通过控制器Controller将符合相应条件的请求分派到各个模型，数据请求采用封装好的ADO Connection访问SQL Server 2008 R2数据库，执行数据的增、删、改、查基本操作，并将执行的结果转换为JSON（JavaScript object notation）数据格式返回给视图，交由浏览器处理。

管理用户通过客户端进行数据交互时，将业务请求提交到应用服务器[9]，调用开放数据库连接（open database connectivity，ODBC）接口进行数据库的业务交互。

3 功能实现

本系统分为志愿者心理测评、心理报告评估、规则维护、问卷维护四大功能模块。本系统在设计时必须充分考虑精子库内的业务信息划分和安全机制[10]。其中，志愿者心理测评模块、心理报告评估模块采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构，规则维护模块、问卷维护模块则采用C/S架构。

志愿者心理评估是一对一面谈评估，无需考虑B/S架构响应速度慢的问题，因此可以充分发挥B/S架构带来的优质用户体验，简化客户端，提高开发效率。而规则维护和问卷维护比较复杂，C/S架构具有较强的事务处理能力，能实现复杂的业务流程，采用C/S架构可以实现快速开发。

3.1 志愿者心理测评模块

该模块为志愿者使用，主要功能为志愿者通过人员信息（姓名、身份证号）校验后，可进入该模块进行问卷填写。问卷有2份，分别为精神卫生测评和心理健康评估。评估量表基于美国《精神障碍诊断与统计手册》第3版进行信息采集，基于该准则制订的评估标准可辅助诊断精神疾病，如精神分裂症等，诊断的准确性和一致性明显提高，是目前国内最常用的精神障碍调查工具之一[11]。

志愿者通过精液筛查后，进入心理评估环节。志愿者通过姓名和身份证号的双重验证才能进入志愿者心理测评模块。为了确保志愿者充分阅读问卷说明，在登录后正式进入问卷之前，需要设计一个倒计时的填卷须知，该倒计时时间可以在配置文件中维护。该模块后端（数据库交互）利用存储过程接口获取问卷内容数据到视图中，前端（浏览器端）通过层叠样式表（cascading style sheets，CSS）来控制答题选项卡只能单一出现，答完不可回退操作，提交数据时通过脚本语言JavaScript获取HTML标签数据，整理成JSON串格式后通过AJAX传到控制器中进行数据库操作。志愿者心理测评界面如图3所示。

图3 志愿者心理测评界面

志愿者提交保存一份心理评估问卷后自动进入下一份问卷，操作步骤同上。2份问卷全部完成之后则退出当前问卷测试到首页。如果再次同账号登录，只能查询，不能进行修改操作。

3.2 心理报告评估模块

该模块为心理咨询师使用，主要功能为志愿者提交问卷后，心理咨询师可以通过该模块快速查询志愿者问卷统计分数并根据分数进行心理报告撰写，最后结合面谈总结报告内容。系统可对问卷结果进行智能归类，并将汇总后的数据直接通过后台服务器整合到精子库信息管理平台中，以达到业务信息交互，保证服务的完整性和一致性[12]。同时该模块提供导出评估报告的PDF功能，方便后续存档。

志愿者完成问卷之后，心理咨询师可通过该模块进行心理报告评估分析。心理咨询师登录系统之后，可根据答题时间区间、姓名、身份证号进行筛选查询，还可对当前条件筛选出的数据进行简单的统计。该模块采用左右布局方式，心理咨询师能够更直观地查看数据。心理咨询师可对每份问卷进行总结、生成报告、下载报告操作，同时也可多选问卷进行打包导出。心理报告评估界面如图4所示。

图4 心理报告评估界面

该模块采用iTextSharp组件进行PDF的读写操作，使用ICSharpCode组件实现多文件的压缩。心理咨询师提交精神卫生测评和心理健康评估总结时，系统后台会通过触发器和存储过程将分析出的报告实时同步到精子库信息管理平台中，并将总体评估结果是否合格作为是否进入下一环节的重要依据。

3.3 规则维护模块

该模块的主要功能是为本系统智能评估分析提供逻辑关系，为每道问卷题目赋予规则属性。根据需求分析，心理评估的结果需要根据问卷小分类的总得分情况计算得出。规则维护是针对问卷题目的小类进行维护，在树形结构的小分类上，点击右键可以进行此项维护。动态的数据维护可方便初期基础数据的及时更新确认，简化了后续的研发工作，提高了整体项目的效率，同时为后期统计分析打下了坚实的数据基础。规则维护界面如图5所示。

图5 规则维护界面

3.4 问卷维护模块

该模块为核心数据支撑模块，管理员可以根据心理咨询师的要求，维护问卷的名称、题号、大类、小类以及内容，为志愿者心理测评模块提供基础数据支撑。之后如有问卷内容的增、删、改都可以在该模块进行动态维护。

问卷维护是心理测评的数据基础，可分为问卷名称、问题内容、问题选项三大主要部分，并根据心理评估报告的需求分析将问题再进行分类和计分项的确定。问卷数据由心理咨询师提供，通过树形结构进行图形界面的维护。问卷维护界面如图6所示。

图6 问卷维护界面

4 应用效果

复旦大学人类精子库从2018年6月开始试运营，本系统也从2018年6月开始同步上线使用，实现了在精子库信息管理平台登记过的志愿者，可在单独的私密空间通过计算机验证身份后在线答卷，保护了志愿者的隐私，符合《人类辅助生殖技术和人类精子库伦理原则》规定的保密原则[13]。本系统至今已经正常运行3 a，截至2021年底共计筛查志愿者1 100人，其中心理不合格者62人，志愿者合格率为94.36%。本系统有效改善了心理评估流程，提升了心理评估统计的准确率和心理评估服务的体验感。

5 结语

本研究设计的人类精子库心理评估系统满足了志愿者心理测评的需求，同时也为志愿者的健康档案提供了心理精神方面的分析报告，提高了评估的严谨性和准确性，为出库的每一管精子标本提供了一份心理层面的保障，实现了与精子库信息管理平台的业务结合。虽然本系统可以满足当前的日常需求，但也存在一些不足和改进之处，如在评估结果生成PDF文件的时候偶尔会发生文件生成失败，需要再次生成；志愿者答卷的时间没有从软件中限制，只是在注意事项中告知。下一步会继续完善、优化本系统，为表型组研究提供数据支撑。