一个覆盖 15 个业务模块、23 张数据表、68 个 API 端点的完整医院信息系统，从门诊挂号到住院结算，从药房库存到 AI 智能辅助，从医护工作台到患者自助门户。
一、项目概述
医院信息系统（Hospital Information System，HIS） 是医院运营的数字中枢。本项目从零搭建了一套 Web 架构的 HIS，后端采用 Python FastAPI + SQLAlchemy 2.0（异步）+ MySQL，前端采用 Vue 3 + Vite + Element Plus，并集成了 LangChain / LangGraph 多智能体 AI 引擎，支持自然语言问诊、处方审核和智能问数。
核心数字
| 指标 |
数值 |
| 业务模块 |
15 个 |
| 数据库表 |
23 张 |
| API 端点 |
68 个 |
| 用户角色 |
6 种（admin / doctor / nurse / cashier / pharmacist / patient） |
| 前端页面 |
20+ 个 SFC 组件 |
二、系统架构总览
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│ 前端层 (Vue 3) │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────────────────────┐ │
│ │ 医护端 /index │ │ 患者端 /patient │ │
│ │ 14个功能页面 │ │ 5个自助页面 │ │
│ └──────────────┘ └──────────────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ API 网关 (FastAPI) │
│ ┌──────┐┌──────┐┌──────┐┌──────┐┌──────┐┌──────┐ │
│ │挂号 ││处方 ││药房 ││住院 ││收费 ││AI │ │
│ │路由 ││路由 ││路由 ││路由 ││路由 ││路由 │ │
│ └──────┘└──────┘└──────┘└──────┘└──────┘└──────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ 数据层 │
│ ┌────────────────┐ ┌────────────────────────────┐ │
│ │ MySQL (aiomysql)│ │ Qdrant (向量数据库) │ │
│ │ 23张业务表 │ │ RAG 知识库检索 │ │
│ └────────────────┘ └────────────────────────────┘ │
│ ┌────────────────┐ ┌────────────────────────────┐ │
│ │ Redis (缓存) │ │ LangGraph (多智能体引擎) │ │
│ └────────────────┘ └────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
|
技术选型理由
- FastAPI + 异步 SQLAlchemy：原生 async/await 支持，与 aiomysql 配合实现非阻塞数据库操作，单进程即可承载高并发
- 单体路由文件：15 个 APIRouter 集中注册在
routers.py，依赖注入（Depends）模式保证鉴权和数据库会话的一致性
- Vue 3 + Element Plus：成熟的医疗后台 UI 体系，表格/表单/弹窗等组件开箱即用
- LangGraph：多智能体协作框架，Router Agent 自动分类用户意图后分发给 Consultant / Medical / Science / Tool 四个专业 Agent
三、15 个业务模块全景
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模块 |
路由前缀 |
核心表 |
角色 |
| 1 |
认证与权限 |
/api/auth |
users |
全部 |
| 2 |
患者管理 |
/api/patients |
patients |
admin/doctor/nurse/cashier |
| 3 |
门诊挂号 |
/api/registrations |
registrations |
admin/doctor/cashier |
| 4 |
处方管理 |
/api/prescriptions |
prescriptions, prescription_items |
admin/doctor |
| 5 |
药品主档 |
/api/drugs |
drugs |
admin/pharmacist |
| 6 |
药房管理 |
/api/pharmacy |
pharmacy_inventory |
admin/pharmacist |
| 7 |
药库管理 |
/api/warehouse |
warehouse_inventory, drug_transactions |
admin/pharmacist |
| 8 |
住院管理 |
/api/admissions |
admissions, admission_fee_items, beds |
admin/nurse/cashier |
| 9 |
护士工作站 |
/api/nurse |
beds, medical_orders, vital_signs |
admin/nurse |
| 10 |
医嘱管理 |
/api/orders |
medical_orders |
admin/doctor |
| 11 |
特殊收费 |
/api/charges |
special_charges, charge_items |
admin/cashier |
| 12 |
院长查询 |
/api/director |
聚合查询 |
admin |
| 13 |
统一收费 |
/api/billing |
billing_records |
admin/cashier |
| 14 |
AI 助手 |
/api/ai |
ai_sessions |
全部 |
| 15 |
患者自助 |
/api/patient-self |
归属查询 |
patient |
四、核心业务流程详解
4.1 门诊就诊全链路
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| ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐
│ ① 挂号 │───→│ ② 就诊 │───→│ ③ 开方 │───→│ ④ 收费 │───→│ ⑤ 发药 │
│ 收费处 │ │ 医生站 │ │ 医生站 │ │ 收费处 │ │ 药房 │
└──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘
│ │
│ ¥5 (普通) / ¥20 (专家) │ 处方费
│ ¥15 (急诊) / ¥10 (专科) │ 药品单价 × 数量
│ │
▼ ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ billing_records (统一收费主表) │
│ ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │
│ │ 挂号收费 ¥5.00 │ │ 门诊处方 ¥112.50 │ │
│ └─────────────────┘ └─────────────────┘ │
│ 今日收入: ¥117.50 (自动汇总) │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
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技术实现要点：
- 挂号：
POST /api/registrations → 根据 reg_type 自动匹配挂号费（FEE_MAP），初始状态 payment_status=PENDING
- 缴费：
PATCH /api/registrations/{id}/pay → 状态更新为 PAID + 写入 paid_at 时间戳 + 事务性写入统一收费主表 billing_records
- 开方：
POST /api/prescriptions → 自动查询药品单价（drug.retail_price），计算 total_amount = Σ(unit_price × quantity)
- 处方缴费：
PATCH /api/prescriptions/{id}/pay → 状态更新 + 写入 billing_records（通过 pres.registration.patient_id 获取患者 ID）
- 发药：
PATCH /api/prescriptions/{id}/dispense → 校验药房库存 → 扣减 pharmacy_inventory.stock_qty → 生成 drug_transactions 流水
防重复收费机制：
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if reg.payment_status == PaymentStatus.PAID:
raise HTTPException(409, "已收费，不可重复")
existing = await db.execute(
select(BillingRecord).where(
BillingRecord.charge_type == "挂号收费",
BillingRecord.source_id == reg_id,
BillingRecord.status == "已收",
)
)
if existing.scalar_one_or_none():
raise HTTPException(409, "已生成收费记录")
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4.2 药品供应链：药库 → 药房 → 患者
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| ┌──────────────┐ 调拨 ┌──────────────┐ 发药 ┌──────────────┐
│ 药库 │ ─────────→ │ 药房 │ ─────────→ │ 患者 │
│ warehouse │ │ pharmacy │ │ prescription │
│ _inventory │ │ _inventory │ │ .dispensed │
└──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘
│ │
│ 入库 (stock-in) │ 盘点 / 退药
▼ ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ drug_transactions (出入库流水) │
│ 入库 +100 │ 调拨出库 -50 │ 调拨入库 +50 │ 发药出库 -9 │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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4.3 住院全流程
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| 入院登记 → 押金缴纳 → 医嘱执行 → 每日清单 → 出院结算 → 释放床位
│ │ │
│ beds.status=OCCUPIED │ medical_orders │ beds.status=AVAILABLE
│ │ vital_signs │ admission.settled=True
▼ ▼ ▼
┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│ billing_records │
│ 住院结算 (total_fee) │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘
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4.4 AI 智能辅助链路
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| 用户消息 → Router Agent (意图分类)
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▼ ▼ ▼ ▼
Consultant Medical Science Tool
(闲聊) (诊疗) (科普) (数据查询)
│ │ │
▼ ▼ ▼
search_kb search_kb 4个工具函数
drug_interaction (查数据/统计/报表)
summarize_patient
│
▼
Qdrant RAG (向量检索知识库)
│
▼
LLM 生成回复 → 返回用户
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5 个 LangGraph Agent：
| Agent |
触发条件 |
能力 |
| Router |
所有请求 |
关键词 + LLM 双重意图分类 |
| Consultant |
日常咨询 |
普通对话，不走 RAG |
| Medical |
症状/处方 |
诊疗分析 + 可调工具 |
| Science |
健康科普 |
自动判断是否需检索 |
| Tool |
数据查询 |
自然语言 → 工具匹配 → 执行 → 回复 |
五、统一收费主表设计（核心重构）
问题背景
旧系统存在两个关键缺陷：
- 「今日收入」仅统计挂号费（如 ¥5 的挂号费），处方收费（¥112.50）未被计入
- 「收费历史」缺失挂号费记录，患者就诊-收费全链路断裂
解决方案：BillingRecord 统一收费主表
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| CREATE TABLE billing_records (
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
bill_no VARCHAR(30) UNIQUE NOT NULL,
charge_type VARCHAR(20) NOT NULL,
source_id INT NOT NULL,
patient_id INT NOT NULL,
total_amount DECIMAL(10,2) DEFAULT 0,
paid_amount DECIMAL(10,2) DEFAULT 0,
operator_id INT,
charge_time DATETIME NOT NULL,
status VARCHAR(20) DEFAULT '已收',
remark VARCHAR(200),
created_at DATETIME DEFAULT NOW()
);
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写穿透模式 — 所有付费操作在修改源表状态的同时，事务性地写入 billing_records：
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| PATCH /registrations/{id}/pay ──→ reg.payment_status = PAID
──→ INSERT billing_records (挂号收费)
PATCH /prescriptions/{id}/pay ──→ pres.payment_status = PAID
──→ INSERT billing_records (门诊处方)
PATCH /admissions/{id}/discharge → adm.settled = True
──→ INSERT billing_records (住院结算)
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改造收益：
| 场景 |
旧逻辑 |
新逻辑 |
| 今日收入统计 |
SUM(registrations.reg_fee) |
SUM(billing_records.paid_amount) |
| 收入拆分 |
不支持 |
GROUP BY charge_type 三项拆分 |
| 收费历史 |
前端合并 2 个 API |
单一 /api/billing/history |
| 对账校验 |
无 |
/api/billing/reconciliation 自动比对 |
六、双入口门户设计（医护端 + 患者端）
传统 HIS 仅面向医护人员。本次升级将系统定位为 医护 + 患者共用平台：
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| 登录页 ──→ [🩺 医护登录] ──→ /index (14 个功能页面)
│
└──→ [👤 患者入口] ──→ /patient (5 个自助页面)
数据隔离：只能查本人 patient_id 关联的数据
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角色隔离机制：
- 路由守卫：
patient 角色访问 /index/* → 自动重定向 /patient
- API 层：所有
/api/patient-self/* 端点强制 require_role("patient") + 数据归属校验
- 账户接管防护：自助注册始终创建新 Patient 记录，不关联已有档案
七、智能特性汇总
| 特性 |
端点 |
说明 |
| 智能对账 |
/api/billing/reconciliation |
收费主表 vs 各源表金额自动比对 |
| 异常检测 |
/api/billing/anomalies |
大额收费(≥¥5000)、实付与总额不符 |
| 患者追溯 |
/api/billing/timeline/{id} |
挂号+处方+收费全链路时间线 |
| 收入拆分 |
DashboardStats 扩展 |
挂号/处方/住院三项分开展示 |
| AI 分诊 |
/api/ai/triage |
症状 → 推荐科室/号别/医生 |
| AI 审方 |
/api/ai/check-prescription |
相互作用/剂量/重复用药审核 |
| 语音输入 |
全局空格键 |
WebM → 阿里云 Paraformer 识别 |
八、踩坑记录
SQLAlchemy 子查询陷阱：用 .subquery() 包裹 JOIN 后的查询做聚合会导致行膨胀翻倍。正确做法是直接在目标表上聚合，只在需要时才 JOIN。
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sum_q = select(...).join(Patient, ...).subquery()
result = select(func.sum(...)).select_from(sum_q)
result = select(func.sum(BillingRecord.paid_amount))
if patient_name:
result = result.join(Patient, ...).where(...)
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TestClient 与异步 DB：FastAPI 的 TestClient 无法直接测试异步 SQLAlchemy 端点（MissingGreenlet）。推荐用 httpx.AsyncClient 做集成测试，或直接用 sessionmaker 验证 SQL。
九、启动命令
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| cd his-system
uv sync
docker-compose up -d
python seed.py
python main.py
cd his-frontend && npm run dev
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| 角色 |
用户名 |
密码 |
| 管理员 |
admin |
Admin@123 |
| 医生 |
doctor1 |
Doctor@123 |
| 收费员 |
cashier1 |
Cashier@123 |
| 药师 |
pharmacist1 |
Pharma@123 |
| 患者 |
自助注册 |
手机号+密码 |
十、后续方向
- WebSocket 实时推送处方至药房发药窗口
- Redis 缓存层 加速高频查询
- Docker 容器化部署 一键上线
- 微信小程序 患者移动端
- 医保接口 实时结算
本项目从零搭建了一套功能完整的 HIS 系统，涵盖门诊→住院→药品→收费→AI 辅助→患者自助的全链路。代码开源于 GitHub，欢迎 Star 和 PR。
🤖 本文由 Claude Code 辅助撰写，项目由南昌师范学院团队开发。
