医疗机构中药饮片全程溯源系统的构建与应用研究

摘要：目的：构建中药饮片全程溯源系统，提高中药饮片信息化管理水平。方法：基于浏览器/服务器（B/S） 结构，采用矩阵二维码为溯源信息核心载体，开发并建立中药饮片全程溯源系统，随后分析其应用效果。结果：该系统允许消费者通过手机扫码随时查询中药饮片的溯源信息；医院通过该系统实现了中药质量的全程溯源，扫码入库显著提高了验收效率；中药品种的在线管理进一步提升了工作效率。结论：中药饮片全程溯源系统操作简便、高效且可靠，显著提升了中药饮片信息化管理水平，增强了医院药学服务能力，并提高了患者的就医体验。

关键词：中药饮片全程溯源系统；中药饮片；B/S架构；矩阵二维码

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）09-0075-04 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0 引言

中药材的质量是保障群众生命健康的重要因素，长期以来备受社会关注。中药材在种植、采收、运输和生产加工等环节中的任何问题，均可能影响饮片的质量，进而降低临床疗效[1]。近年来，国家出台了多项政策和文件，推动中药质量追溯体系的建设[2-6]。自2021年起，天津市启动了中药饮片追溯体系建设试点[7]，作为规模最大的中医公立三甲医院，天津中医药大学第一附属医院自2020年起积极探索中药饮片溯源系统的建设。至2021年，初步完成了中药饮片全程溯源系统的建设。

本研究基于B/S架构，构建了中药饮片全程溯源系统，为医院的中药饮片管理提供了信息化平台。系统采用标识与解析技术，提高了溯源效率和智能化水平，实现了中药品种的在线管理，优化了采购、验收和入库等流程，进一步提升了中药管理效率和医院的药学服务水平。

1 中药饮片全程溯源系统设计

1.1 系统整体架构

该系统采用CentOS 7.5作为服务器操作系统，部署在阿里云ECS（Elastic Compute Service） 上。系统前端使用HTML、CSS和JavaScript构建了用户友好且直观的网页界面，以支持中药饮片信息的输入、查询与搜索功能[8]；后端则基于Spring Boot 框架实现，并与MySQL数据库进行交互，共同构成了一个基于B/S架构的网络应用。图1展示了中药饮片全程溯源系统的整体架构。

中药饮片全程溯源系统由主要由数据采集、存储、交换和查询模块构成。在B/S架构下，模块间的交互通过应用程序接口（API） 完成，前端使用JavaScript 和jQuery发送GET/POST请求调用后端API，而后端的Spring Boot框架负责处理这些请求，返回JSON格式的数据或HTML文档。

在本系统的开发过程中，综合考虑了技术的稳定性、性能、可扩展性和成本效益，选择了以下关键技术组件。首先，服务器操作系统选用CentOS 7.5，其稳定性和安全性经过广泛验证，适合企业级应用，并且拥有庞大的社区支持和丰富的资源库，便于快速解决问题和获取最新技术更新。前端开发采用了HTML、CSS和JavaScript，这些标准Web开发语言具有出色的跨平台兼容性，能够在各种浏览器和设备上提供一致的用户体验；同时，JavaScript结合jQuery库实现了动态交互功能，如实时数据更新和表单验证，显著提升了用户的操作体验。后端开发框架选择了SpringBoot，它不仅简化了Java应用程序的构建过程，提供了自动配置和嵌入式服务器等功能，还支持微服务架构，便于系统的模块化设计和扩展；此外，Spring Boot 优化了I/O操作和内存管理，确保系统在高并发情况下的高效运行和响应速度。数据库管理系统选用了MySQL，这款开源的关系型数据库以其高性能、可靠性和易用性著称，特别适合处理大量结构化数据；MySQL支持ACID事务，确保数据的一致性和完整性，特别是在多用户并发访问的情况下，能够有效防止数据冲突和丢失；作为开源软件，MySQL的成本较低，同时拥有庞大的社区支持和丰富的插件生态系统，方便进行定制和优化。最后，云计算平台选择了阿里云ECS（Elastic Compute Service） ，它提供了弹性计算能力，可以根据实际负载动态调整资源，确保系统在高峰期也能保持高效运行；阿里云ECS还具备多层次的安全防护机制，包括防火墙、DDoS防护和数据加密等，保障系统的安全性和数据隐私；此外，ECS集成了Web服务器和应用服务器的功能，简化了系统的部署和管理，提高了运维效率。

通过精心选择和整合上述技术，构建了一个既高效又安全，并且易于扩展的中药饮片全程溯源系统，能够灵活应对各种业务挑战，确保系统的长期稳定运行。

1.2 标识与解析技术的运用

1.2.1 中药溯源信息二维码及赋码规则

矩阵二维码是中药溯源信息的核心载体，正方形二维矩阵内通过黑白标识编码二进制位从而编码数据，黑色方块代表二进制数值“1”，白色方块代表“0”，二维码扫描器将图像转换为电信号，解码器对电信号进行处理，将二进制信息还原为编码字段，并链接到对应追溯履历信息网址。

中药饮片全程溯源系统生成的矩阵二维码参考《中药在供应链管理中的编码与表示》[9-10]等文件要求，采用二维码编码制式，编码字段包含标识位、供应商编码、批次号、流水号，其具有高密度信息容量、快速读取、易于制作和使用的优点。其中标识位代表中药饮片的不同类型，由特定的2位数字组成；供应商编码标识供应商的唯一身份，采用6位数字编码；批次号标识中药饮片的生产批次，可以通过8位数字来确保每个批次的唯一性；流水号标识同一批次中的不同药品条目，每个条目都应有唯一的流水号，采用6位数字编码。

1.2.2 饮片供应企业发货信息条形码及赋码规则

发货信息条形码标签用于饮片大箱，条码阅读机通过扫码将反射的光信号转换为电子信号，经解码后便能还原药品的基本信息（包括名称、规格、厂家、价格、数量等） ，并与中药饮片全程溯源系统中的采购订单进行比对，进行数量核对。中药发货信息条形码采用工业25条形码编码制式，其是一种广泛应用于工业、仓储和物流等领域的条形码编码标准，具有数字密度高、可扩展性强、适合快速扫描和处理的特点。中药发货信息条形码编码字段包含供应商编码、饮片编码位数、饮片编码、批次号位数、批次号、数量。其中供应商编码标识供应商的唯一身份，采用2位数字编码；饮片编码位数为1位数字，代表饮片编码的位数；饮片编码为系统标识饮片的唯一身份，由5位数字编码；批次号位数为2位数字，代表批次号的位数；批次号标识中药饮片的生产批次，由6位数字编码；数量由4位数字构成，代表每箱每批次的入库量。

1.3 中药饮片全程溯源系统的功能

1.3.1 角色访问控制模块

角色访问控制模块（RBAC，Role-Based AccessControl） 是系统安全和权限管理的核心组件。该模块通过定义管理员、医院和企业三种主要角色，实现细粒度的权限控制。在数据库设计中，RBAC通常通过表结构来实现，包括用户表、角色表、权限表、用户-角色关系表和角色-权限关系表。这些表分别存储用户的基本信息、不同角色的定义、系统的权限设置以及用户与角色、角色与权限之间的多对多关系。系统提供了一个直观的管理界面，允许管理员动态地为不同角色分配或撤销权限。每次用户访问系统时，Spring Boot框架通过拦截器或AOP（面向切面编程） 进行权限验证，确保只有授权用户才能执行特定操作。该模块的主要优点包括简化权限管理、降低管理复杂度，提高系统安全性，通过严格的权限控制减少未经授权的访问和潜在的安全风险，同时增强灵活性与可扩展性，使角色和权限可以动态调整，适应不断变化的业务需求。

1.3.2 数据采集模块

该模块通过人工录入和条形码扫描的方式采集信息，采集到的所有信息都存储到MySQL数据库中。主要包括4个方面信息，其中饮片溯源信息包括饮片基本信息、基地种植阶段信息、企业饮片加工阶段信息；饮片生产企业信息包括《营业执照》、《药品生产许可证》、GMP符合性检查结果、发货信息等；采购订单信息设立药品编码、名称、规格、采购量、总价、紧急度、采购部门、送货地址和时间等指标；文件信息设立访问者身份认证信息和法律法规要求等指标。

图2为中药饮片全程溯源系统医院端界面，该界面简洁直观，通过前端页面集成扫描设备，饮片包装上的溯源信息和发货信息可以通过枪式扫描器配合相应的设备接口进行数据采集，信息会自动传递到系统中，系统会及时更新溯源信息并核对饮片供应厂家、批号和数量等发货信息。此外，基于模板的表单设计便于不同类别信息的人工录入，并支持图片、文件的上传，进一步提高了数据采集的效率和准确性。

1.3.3 数据交互模块

B/S架构中，该模块扮演着至关重要的角色，主要负责在浏览器客户端与服务器之间高效、可靠地传递数据。具体来说，这个模块包括以下功能：1） 请求处理：接收HTTP请求解析数据，依据请求的内容进行不同的处理；2） 响应生成：依据请求的处理结果，生成HTTP响应，这包括将服务器端的数据格式化为JSON 格式，设置正确的HTTP状态码与响应头；3） 数据序列化与反序列化：将服务器端的数据结构转换为JSON 格式，以及将接收到的数据格式转换回服务器能够处理的数据结构；4） 数据安全：采取不同的措施保证数据传输过程安全，如加密传输（通过HTTPS） 、防范跨站请求伪造和跨站脚本攻击，用来保护数据的隐私和完整性；5） 错误处理：处理数据传输过程中可能出现的错误，如请求无效、服务器错误等，并向客户端提供清晰的错误信息或反馈。

通过这些功能，数据交互模块确保了前端用户界面与后端服务器之间的数据、企业与医院之间中药饮片溯源信息和采购订单信息的准确传递，使得用户能够顺利地与应用系统进行互动，同时保持数据的一致与可靠。

1.3.4 数据查询模块

该模块支持多种类型的查询，包括药品溯源信息、饮片品种信息、供应商资质信息、采购信息、质量检验报告信息和招标信息。系统采用了多种技术手段优化查询性能和加快检索速度，如通过HTML5 和JavaScript 的组合，实现了数据的多条件筛选和动态展示，用户可以根据需要灵活查询和查看相关信息；然后利用Redis等缓存技术，对查询结果进行缓存处理，减轻数据库的压力，提升用户查询的响应速度；还有该系统提供标准的API接口，支持外部系统或第三方平台对查询数据的访问，确保系统的互联互通和扩展性。MySQL数据库通过多个表结构存储不同类型的数据（如溯源信息、供应商资质、采购订单等） ，并进行了索引优化，以提高查询效率。数据查询模块的设计不仅提升了用户体验，还确保了系统的高效运行和数据的一致性。

2 中药饮片全程溯源系统运行效果评价

2.1 饮片质量全程可追溯，中医药服务水平进一步提升

中药饮片全程溯源系统从中药材源头开始，建立一套安全保障体系。如图3所示，消费者通过移动终端查询全品种中药饮片溯源信息，其中43个品种可以查询到基地种植阶段信息。通过饮片小包装溯源二维码使用情况开展随机问卷调查（n=100） ，主要采用描述性统计和频数分析，调查结果如下：60%的患者使用二维码查询过饮片溯源信息；85%的患者认为该饮片溯源二维码增强了他们对中药饮片质量的认可；100%的患者对医院饮片溯源二维码的建设工作表示认可。该系统增加了医院饮片质量的监管，并且进一步改善了患者的就医体验。

2.2 验收效率大幅提高，实现饮片质量问题的全程追溯

饮片验收分为数量验收和质量验收两个步骤。以前数量验收采用人工核对的方式，不仅速度慢而且差错率高；而质量验收过程中又存在无法确定问题源头、问题记录保存不规范、查找困难等问题。通过建立中药饮片全程溯源系统，解决了这些问题。

在饮片数量验收过程中，采用“条形码”扫描入库管理模式，系统自动核对信息，并通过颜色和语音提示提供反馈。中药饮片全程溯源系统极大提高了药品数量验收的效率与准确性，平均缩短了数量验收时间约3小时。

在饮片质量验收过程中，退货原因与不合格饮片的照片会上传至中药溯源系统中备案，系统依据质量问题严重程度分为无、轻微、中等、严重四个等级。通过溯源系统对历史退货中药饮片进行统计，自2020年7月至2024年6月，共验收了731 017批次中药饮片，共拦截177个批次饮片，主要退货原因为虫蛀、含有杂质、饮片性状等级不符、霉变等质量问题。不合格饮片须作退货处理，并追责饮片生产企业，饮片生产企业通过溯源系统进行问题追溯，确定问题源头，以提升今后饮片的质量控制水平。