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DAY 27
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Software Development

從標準到臨床:FHIR 架構與智慧護理資訊系統(NIS)實作 30 天系列 第 27 篇

Day 27:單元測試與整合測試:模擬臨床極端情境與並行資料寫入

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前言
在一般電商系統中,測試覆蓋率不足的代價可能是購物車金額算錯或訂單重複成立;但在護理資訊系統(NIS)與醫療電子病歷系統中,程式碼的瑕疵代價是病患安全與醫療糾紛——一次併發競爭造成的重複給藥、一場因邏輯漏洞未發出的敗血症高燒警報,或是一筆斷網重連時遺漏的體徵數據,都可能直接危及生命。

在前面的單元中,我們打造了涵蓋「三讀五對 BCMA 引擎」、「NEWS 早期預警演算法」、「PostgreSQL 行級鎖給藥排程」以及「FHIR 轉譯適配器」的完整後端服務。

今天我們將建立高覆蓋率的自動化測試防禦網:
1.單元測試(Unit Tests): 使用 Jest 深入模擬臨床極端邊界(如休克低血壓、跨日頻率計算、生理極限值)。
2.端到端整合測試(E2E / Integration Tests): 使用 Supertest 結合真實 PostgreSQL 容器,模擬病房晨間尖峰的並行高頻寫入(Race Condition & Concurrency),嚴格驗證給藥排程的排他鎖是否真正防住「雙護理師同時扣帳」!

一、測試金字塔與臨床測試策略
針對醫療場域的特性,我們規劃三層測試架構:https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261006/20178840WP8jjsPUsB.jpg
二、單元測試:窮舉臨床極端情境與邊界值
我們聚焦測試兩個核心臨床純函式引擎:NEWS 2 評分計算器與 三讀五對 BCMA 比對器。

  1. NEWS 2 極端邊界單元測試 (tests/unit/news-score.spec.ts)https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261006/20178840qdze0OKyjy.jpg
  2. BCMA 三讀五對防錯引擎單元測試 (tests/unit/bcma-engine.spec.ts)
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261006/20178840UFiVDvfZaa.jpg

三、整合測試:模擬臨床高併發寫入與競爭條件(Race Condition)
在急性病房最驚險的情境之一:病患處方開立了強心劑或抗生素,白班護理師與實習護理師在推車與床邊 PDA 同步作業,若兩人在同一毫秒內掃描條碼並按下確認給藥,後端是否會重複扣帳與施打?

我們在 Day 19 使用了 PostgreSQL 的 SELECT ... FOR UPDATE 行級悲觀鎖。現在我們要撰寫真並行測試(True Concurrent Integration Test),使用 Promise.all 同時發射 20 個 HTTP 請求搶扣同一筆排程,驗證系統能否堅守「僅 1 筆成功,其餘 19 筆回傳 409 Conflict」的鐵律。

高併發整合測試腳本 (tests/integration/medication-concurrency.spec.ts)https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261006/20178840l4QTQ1iCsW.jpg

四、批次量測寫入的原子性(All-or-Nothing)整合測試
在 Day 16 的批次體徵 API 中,若一次送入 5 位病患數據,其中第 4 位因帶有非法格式導致失敗,系統是否能確保資料庫交易(Transaction)完美回滾,不留髒資料?https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261006/20178840mFCsDS2uPE.jpg

五、執行測試與覆蓋率報告(CI 指令)
在 package.json 配置專屬測試指令與覆蓋率門檻要求:https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261006/20178840sJEB1RsYAA.jpg

小結
今天我們為整套護理資訊系統拉起了堅實的安全防線:
1.針對臨床演算法(NEWS 2、三讀五對 BCMA)設計了窮舉式的單元邊界測試。
2.運用 Supertest 模擬了病房尖峰情境下的 20 執行緒高併發給藥,以實驗證實 PostgreSQL 行級鎖可 100% 杜絕重複扣帳與用藥事故。
3.驗證了批次量測寫入的 ACID 資料庫交易回滾,杜絕零碎不完整的醫療髒資料。

品質驗證確認無虞後,明天 Day 28 我們將邁入運維上線的核心篇章:Docker 容器化部署——全系統多容器編排實戰(NIS 核心 + PostgreSQL + Redis + HAPI FHIR)!


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從標準到臨床:FHIR 架構與智慧護理資訊系統(NIS)實作 30 天 共 30 篇
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