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[开源] ICU 床位隔离战棋格：面向院感防控与护理排班的确定性规则引擎系统

news 2026/8/10 4:00:53

本项目是一个专为重症监护病房（ICU）设计的床位隔离管理工具，以战棋格（grid-based chessboard）形式可视化呈现床位布局，通过纯规则引擎实时计算多重耐药菌、感染定植、免疫抑制等患者间的空间隔离约束，自动标注危险区域并触发预警。它既可作为日常院感防控的实时管理看板，也支持结构化培训考核，内置三阶预设场景、冲突扣分机制与等级评定体系。系统提供 Web 界面（React + TypeScript）、REST API 与本地 SQLite 数据库，后端采用 Go（Gin 框架），全程不依赖大语言模型（LLM），所有隔离逻辑确定、可验证、可审计。典型交付形态包括桌面浏览器操作台、平板端移动查房界面、手机端预警通知，以及 JSON/CSV/PDF 格式的数据导出能力。

定位与能力范围

我们不做泛化的床位调度系统，也不做预测型排班助手。本项目聚焦一个明确边界：当患者已收治、床位已分配、隔离需求已明确时，如何在二维物理空间中即时判断“这个安排是否合规”。它的价值不在替代人工决策，而在把《医疗机构消毒技术规范》《多重耐药菌医院感染预防与控制技术指南》等文本规则，翻译成可逐格计算、逐边校验、逐人反馈的数字逻辑。

系统处理的对象是“床-人-规则”三元关系：每张床位有坐标（行号、列号），每位患者带标签（MRSA、CRE、免疫抑制、疑似感染等），每条规则定义类型（distance 距离约束、adjacency 相邻约束、exclusive 排他约束）与参数（如“周围2格”“不能相邻”）。所有计算基于曼哈顿距离与八邻域拓扑，不引入概率、不拟合历史数据、不调用外部模型，这是确定性系统的根本前提，也是临床部署的信任基础。

它服务两类核心用户：一线护士长与院感专职人员用于日常查房与排班复核；新入职护士与进修人员用于隔离规则实操训练。不对接HIS/LIS/PACS，不采集生命体征，不生成质控报表，这些是上游系统的事。我们只回答一个问题：这张床，此刻能不能收这个人？

核心功能与交互逻辑

系统主界面是一块6行×8列的动态网格（默认可配），每格代表一张ICU床位。患者头像或缩写标签可拖拽至任意空床，释放瞬间即触发全图约束扫描。若产生冲突，对应床位自动套上红色边框，并在右上角弹出预警卡片，注明冲突类型（如“MRSA患者（B3）与免疫抑制患者（A2）距离仅1格，违反2格约束”）。

所有8条内置规则均支持启停与参数编辑，无需重启服务。例如将“艰难梭菌排他约束”的半径从1格改为0格，即关闭该规则；将“CRE相邻约束”由adjacency类型改为distance类型并设半径为1，则逻辑立即切换。规则变更后，所有已分配床位自动重检，界面实时刷新。

培训模式独立于日常管理页，加载“基础/中级/高级”任一预设场景后，网格初始状态已含若干患者与部分占床。用户需在限定床位数内完成剩余患者分配，每次拖放后即时显示得分变化（+5分/正确分配，-10分/每个冲突），最终按总分落入A-F五级评定。所有操作记录存入日志，支持回溯每一步动作与对应冲突详情。

隔离规则的工程化表达

规则不是配置项，而是可执行的逻辑单元。系统将每条规则拆解为三个原子要素：主体患者类型、约束对象类型、空间关系算子。下表列出全部8条规则及其结构化表达方式：

规则中文名	主体类型	约束对象类型	关系类型	空间参数	实际含义
MRSA距离约束	MRSA	免疫抑制	distance	2格	MRSA患者为中心，曼哈顿距离≤2的所有格不得存在免疫抑制患者
VRE距离约束	VRE	免疫缺陷	distance	2格	同上，主体与对象类型不同
CRE相邻约束	CRE	感染患者	adjacency	—	CRE患者八邻域内不得存在任何标记为“感染”的患者
艰难梭菌排他约束	艰难梭菌	任意患者	exclusive	1格	艰难梭菌患者周围1格内不得有任何其他患者（含空床不计）
多重耐药距离约束	多重耐药	免疫抑制	distance	1格	半径缩小，约束更严格
疑似感染相邻约束	疑似感染	确诊感染	adjacency	—	同一感染谱系内的传播风险隔离
ESBL距离约束	ESBL	免疫抑制	distance	1格	与多重耐药类似，但主体更具体
感染定植相邻约束	感染定植	免疫缺陷	adjacency	—	定植状态与缺陷状态的交叉风险

这种结构使规则具备可组合性：例如可新增一条“新冠阳性患者与未接种加强针医护人员距离约束”，只需定义主体、对象、类型与参数，引擎自动接入计算流。

使用与配置流程

日常使用无需安装客户端。启动后访问http://localhost即进入主界面。首次使用建议先点击右上角「设置」→「规则管理」，确认当前启用的规则集是否匹配本科室实际要求（如某些单位不强制执行ESBL约束）。

培训模式入口在顶部导航栏「培训模式」。选择难度后点击「加载场景」，网格将重置为预设状态。分配患者时，直接拖拽左侧患者列表中的条目至目标床位即可。操作完成后点击「提交评分」，系统立即返回总分、冲突明细与等级评定（如“总分75，B级：共1处冲突，已高亮B4床位”）。

规则自定义路径为「设置」→「规则管理」→「新增规则」。填写主体类型（字符串）、约束对象（字符串）、类型（下拉选distance/adjacency/exclusive）、距离值（仅distance/exclusive需填），保存后立即生效。所有规则持久化存于SQLite数据库，重启不丢失。

环境与运行方式

系统支持三种部署形态，适配不同使用场景：

本地开发
：需 Go 1.21+ 与 Node.js 18+。分别进入backend/与frontend/目录执行启动命令：

cd backend go run cmd/server/main.go

cd frontend npm run dev

前后端分离运行，便于前端调试与后端接口测试。

Docker单机部署（生产）
：一键拉起完整服务：

docker-compose up -d

前端暴露于http://localhost，后端API监听http://localhost:8080。所有数据落盘于容器卷，关机不丢。

Docker开发模式
：启用热重载：

docker-compose -f docker-compose.dev.yml up -d

前端代码修改后浏览器自动刷新，后端配置文件变更实时重载，免手动重启。

环境变量可通过.env文件或命令行覆盖，默认配置如下：

变量名	默认值	作用
PORT	8080	后端HTTP服务端口
GRID_ROWS	6	网格行数（影响Canvas渲染尺寸）
GRID_COLS	8	网格列数
LOG_LEVEL	info	日志输出粒度

数据与扩展能力

系统数据模型极简：床位（id, row, col, status）、患者（id, name, type, notes）、规则（id, subject, object, rule_type, distance）。所有增删改查均通过标准REST API完成，文档见项目docs/API.md。例如获取当前全部冲突：

GET /api/conflicts

返回结构化JSON，含冲突ID、涉及床位坐标、患者ID、违反规则ID及描述文本，方便集成进医院现有告警平台。

导出功能覆盖三种格式：JSON 用于系统间数据交换，CSV 供Excel分析（含床位坐标、患者类型、冲突标志列），PDF 生成带水印的培训结业报告（含评分、等级、操作时间戳）。操作日志以追加模式写入SQLite，字段包含操作时间、操作人（当前为本地用户名）、动作类型（assign/remove/edit）、影响床位ID与患者ID，满足院感质控追溯要求。

主题切换（深色/浅色）与响应式布局确保在ICU护士站小屏显示器、查房车平板、值班手机上均可清晰辨识红色预警边框与文字提示。