本发明专利技术提出一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化系统和方法。所述系统包括患者医疗信息数据集成与处理模块、患者时空轨迹模拟模块和布局多目标优化模块。利用这种系统和方法可以在考虑项目个案差异的前提下提升设计效率、精细程度和科学性。本发明专利技术提出了实时、高精度模拟患者个体和群体建筑室内通行轨迹的方法，利用这种方法可以精确识别任意患者执行医疗流程的实时空间位置，为医疗瓶颈和危机情况识别、患者医疗效率评价、医院运营效能评价、医院功能布局提供可靠数据基础。
1、快速发展的智慧医疗改变了临床上的医疗流程和患者对门诊空间利用的方式，加之深化人性化、精细化医疗的改革逐步加深，医院建筑的设计面临更多挑战。如何快速而准确地识别患者时空行为，并对其新型的医疗流程和空间利用方式进行定量分析，进而精细化地对医院门诊布局进行精细化的设计是当下技术难以解决的重大瓶颈。
2、现有技术中的医院建筑门诊功能布局一般是在确定的建筑室内边界和层数范围内，对患者的流线和行为进行定性的分析，并结合对医院运营管理者的意见进行的。这样通常无法在分析阶段真实反映门诊中复杂医疗流程的执行和患者流动的真实情况，从而引发布局设计结果和患者医疗流程无法适配并最终导致医疗机构运营效率低、拆除改造成本高的问题。此外，不同医院建筑项目因处于不同的地域和文化之中，在医院运营和学科布局上也存在巨大差异，建筑设计方通常无法直观而准确地理解这些差异，导致设计结果的精细化程度低、用户满意度低。
3、即使是现在新兴的基于患者流分析的医院建筑功能布局计算性设计技术，也一般使用基于专家意见的rel经验数据，或基于患者电子病例的行为模拟数据，导致数据准确度低，无法精确还原患者真实的通行轨迹。此外，其设计范围也因数据类型、容量和处理方法的问题仅局限于一个或几个科室范围内，导致无法实现三维空间的整体性设计、设计结果的功能连续性差、设计结果的可实施性不强等问题。
/>技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中的问题，提出了一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化系统和方法。所述系统和方法用于解决目前门诊建筑1)室内时空行为定位方法无法提供高准确度的患者通行轨迹信息，2)门诊功能布局方法无法适应不同医院患者流动差异，从而导致设计效率低、成本高、精确程度差的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提出一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化系统，所述系统包括患者医疗信息数据集成与处理模块、患者时空轨迹模拟模块和布局多目标优化模块；
3、所述患者医疗信息数据集成与处理模块用于实时自动收集来自医疗信息系统的门诊电子病例数据、来自医院室内无线网络系统的wi-fi定位数据和来自医院安保系统的视频监控数据，并对以上数据进行清洗、剔除、匹配和结构化处理，最终形成带有时间和位置标签的门诊患者时空行为数据库；
4、所述患者时空轨迹模拟模块模拟患者执行医疗过程中的通行轨迹，并计算其通行距离、时间、能量消耗和通行成本；
5、所述布局多目标优化模块用于在预先设定的约束条件下，执行启发式算法使得多个优化目标达到帕累托最优状态，自动生成多组最优解以备建筑师选择。
6、进一步地，所述门诊患者时空行为数据库，通过以下方式在python平台上获得：
7、步骤一、通过资料调研、实地调研和参与式观察定性梳理医院门诊的通用医疗流程，并对患者执行医疗流程中的关键行为进行分类；
8、步骤二、从医疗信息系统提取患者电子病例数据，以患者个体为单位按以上分类提取关键行为的时间和位置信息；
9、步骤三、建立空间坐标系，将门诊建筑的三维模型以毫米为单位、1:1匹配到坐标系中，以此提供建筑中任意位置的空间坐标信息；
10、步骤四、提取wi-fi定位数据，并通过患者唯一身份认证信息将患者个体的电子病例数据和wi-fi定位数据进行匹配，并以时间为线索提取关键行为发生的空间坐标；
11、步骤五、根据实际情况制定统一的数据剔除和纳入标准，从而对数据进行清洗，所保留数据以患者个体为单位，详细体现其执行医疗流程所有行为的时间和位置信息，即为患者个体的时空行为数据。
12、进一步地，患者时空轨迹模拟包括医疗流程建模和通行轨迹建模。
13、进一步地，所述医疗流程建模具体为：
14、将患者个体的关键行为按其在医疗流程中发生的时间进行排序，并绘制流程图；
15、对患者医疗流程进行分类，并绘制定性的门诊通用医疗流程图；
16、实时描述性统计各类关键行为所对应空间位置的患者量，以及往来各位置之间的患者流，其中包括方向和流量；
17、将门诊通用医疗流程图和实时统计结果进行可视化叠合，形成实时定量的通用医疗流程模型；
18、对各科室患者的医疗流程进行细致分类，并绘制定性的各科室医疗流程图；
19、将各科室医疗流程图和实时统计结果进行可视化叠合，形成实时定量的各科室医疗流程模型。
20、进一步地，所述通行轨迹建模具体为：
21、以患者个体关键行为的位置信息为线索，将不同精度的医疗流程模型匹配到空间坐标系中的门诊建筑模型中，形成实时的患者通行轨迹模型；
22、若必要，可补充安保系统提取的视频监控数据，通过对监控数据中关键行为的识别、编码和机器学习，提升通行轨迹的精度；
23、根据患者的通行轨迹计算患者个体或群体的通行距离、时间、能量消耗和通行成本。
24、进一步地，所述优化目标包括最小化患者通行距离、时间、能量消耗、通行成本，最小化医院的搬迁或管理成本和最大化个性化设计偏好。
25、进一步地，布局多目标优化过程的实施包括以下步骤：
26、步骤一、在明确优化的需求和问题后，设定优化目标并确定优化变量、偏差变量和约束，从而建立多个目标方程；
27、步骤二、分层次提出优化目标的相对重要程度，并采用加权和法赋予每个目标函数权重；
28、步骤三、将优化问题定义为在无量纲空间单元中对门诊诊疗功能进行重新分配，以获得在多个目标的相互影响下达成整体最优的折中处理方案；
29、步骤四、在建筑中划定实施布局优化的范围；
30、步骤五、实施遗传算法中的nsga-ii搜索方法生成帕累托最优解，其中在编码程序上实施排列方式、在选择程序上实施锦标赛结合精英方式；
31、步骤六、对所得帕累托最优解进行形态分类并评价优化后的方案性能，对不同形态和性能的方案进行对比分析，以备人工监督的方案筛选。
32、本专利技术提出一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化方法，所述方法具体为：
33、实时自动收集来自医疗信息系统的门诊电子病例数据、来自医院室内无线网络系统的wi-fi定位数据和来自医院安保系统的视频监控数据，并对以上数据进行清洗、剔除、匹配和结构化处理，最终形成带有时间和位置标签的门诊患者时空行为数据库；
34、模拟患者执行医疗过程中的通行轨迹，并计算其通行距离、时间、能量消耗和通行成本；
35、在预先设定的约束条件下，执行启发式算法使得多个优化目标达到帕累托最优状态，自动生成多组最优解以备建筑师选择。
36、本专利技术还提出一种电子设备，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化系统，其特征在于，所述系统包括患者医疗信息数据集成与处理模块、患者时空轨迹模拟模块和布局多目标优化模块；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述门诊患者时空行为数据库，通过以下方式在Python平台上获得：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，患者时空轨迹模拟包括医疗流程建模和通行轨迹建模。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述医疗流程建模具体为：
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述通行轨迹建模具体为：
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述优化目标包括最小化患者通行距离、时间、能量消耗、通行成本，最小化医院的搬迁或管理成本和最大化个性化设计偏好。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，布局多目标优化过程的实施包括以下步骤：
8.一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化方法，其特征在于，所述方法具体为：
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求8所述方法的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种基于患者实时医疗信息大数据的门诊功能布局优化系统，其特征在于，所述系统包括患者医疗信息数据集成与处理模块、患者时空轨迹模拟模块和布局多目标优化模块；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述门诊患者时空行为数据库，通过以下方式在python平台上获得：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，患者时空轨迹模拟包括医疗流程建模和通行轨迹建模。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述医疗流程建模具体为：
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述通行轨迹建模具体为：
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王墨晗，马航，陈星任，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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