手术器械的确定方法及智慧手术系统与流程

1.本发明涉及智慧手术技术领域，具体涉及一种手术器械的确定方法及智慧手术系统。


背景技术：

2.当前进行手术时，例如使用腔镜手术机器人进行腹腔镜手术时，选择手术器械的方法还是传统的人为判断，这种方法完全依赖于医生和护士的经验知识，手术器械的确定过程耗时耗力。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种手术器械的确定方法及智慧手术系统，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
4.一方面，本发明提出一种手术器械的确定方法，包括：获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。
5.另一方面，本发明提出一种智慧手术系统，包括器械推荐子系统，所述器械推荐子系统包括：数据采集单元，用于获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；数据处理单元，用于根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。
6.再一方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例所述的手术器械的确定方法的步骤。
7.又一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的手术器械的确定方法的步骤。
8.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的手术器械的确定方法的步骤。
9.本发明实施例提供的手术器械的确定方法及智慧手术系统，通过获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。这样，能够基于患者和/或医生等至少一方面因素的考量，自动为当前手术推荐特异化的手术器械，相比于目前通过人为判断确定手术器械的方法，在减轻医务人员的负担的同时，还大大提升了确定手术器械的效率。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
11.图1是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的流程示意图。
12.图2是本发明一实施例提供的患者信息输入界面(ui界面)的示意图。
13.图3是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的部分流程示意图。
14.图4是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的部分流程示意图。
15.图5是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的部分流程示意图。
16.图6是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的部分流程示意图。
17.图7是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的部分流程示意图。
18.图8是本发明一实施例提供的手术器械推荐方案决策界面(ui界面)的示意图。
19.图9是本发明一实施例提供的一种手术机器人应用场景下的智慧手术系统的结构示意图。
20.图10是本发明一实施例提供的器械推荐子系统a的结构示意图。
21.图11是本发明一实施例提供的数据采集单元的工作流程示意图。
22.图12是本发明一实施例提供的数据存储单元的结构示意图。
23.图13是本发明一实施例提供的数据处理单元的工作流程示意图。
24.图14是本发明一实施例提供的数据处理单元对从手术信息数据库拿到的数据进行预处理、生成用于机器学习的数据的流程示意图。
25.图15是本发明一实施例提供的交互单元的工作流程示意图。
26.图16是本发明一实施例提供的基于患者协同过滤推荐机制生成特异性手术器械推荐方案的流程示意图。
27.图17是本发明一实施例提供的一种基于患者信息生成手术器械使用方案的整体流程示意图。
28.图18是本发明一实施例提供的一种器械分拣子系统的分拣方法的流程示意图。
29.图19是本发明一实施例提供的一种手术器械分拣清单的生成方法的流程示意图。
30.图20是本发明一实施例提供的一种筛选手术器械的方法的流程示意图。
31.图21是本发明一实施例提供的一种器械分拣子系统的分拣方法的流程示意图。
32.图22是本发明一实施例提供的手术器械分拣进度展示界面的示意图。
33.图23是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意排序。
35.关于本文中所使用的“第一”、“第二”、
……
等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
36.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
37.关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部排序。
38.本发明实施例提供的手术器械的确定方法的执行主体包括但不限于计算机。
39.图1是本发明一实施例提供的手术器械的确定方法的流程示意图，如图1所示，本发明一实施例提供的手术器械的确定方法，包括：
40.s1、获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；
41.步骤s1中，如图2所示，医生或护士等医务人员可通过交互单元的显示界面输入当前手术的患者id(身份信息)以及手术术士，并通过按下开始键进入本实施例提供的手术器械自动确定流程；或者也可以直接输入当前手术的手术特征信息；在医生或护士等医务人员通过交互单元输入当前手术的患者id(身份信息)以及手术术士时，数据采集单元根据当前手术的患者id，在当前医疗机构的患者信息库中查找该患者的患者特征信息和/或该患者的实际主刀医生的特征信息。
42.s2、根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。
43.步骤s2中，基于患者和/或医生等至少一方面因素的考量，利用专家知识或历史经验等手段自动确定当前手术的推荐手术器械。举例而言，专家知识中保存有手术特征信息与推荐的手术器械的映射关系，数据处理单元在得到当前手术的手术特征信息之后，在专家知识库中查找与所述手术特征信息最相似的手术特征信息，将所述手术特征信息所对应的手术器械作为当前手术的推荐手术器械；或者，预先以历史手术信息库中历史手术的手术特征信息作为输入、以所述历史手术使用的手术器械作为标签，对预设的深度学习模型进行训练，得到训练好的推荐模型，在得到当前手术的手术特征信息之后，将当前手术的手术特征信息输入所述推荐模型，得到所述推荐模型输出的手术器械，将所述推荐模型输出的手术器械作为当前手术的推荐手术器械。
44.本发明实施例提供的手术器械的确定方法，通过获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。这样，能够基于患者和/或医生等至少一方面因素的考量，自动为当前手术推荐特异化的手术器械，相比于目前通过人为判断确定手术器械的方法，在减轻医务人员的负担的同时，还大大提升了确定手术器械的效率。
45.在本发明的一些实施例中，所述患者特征信息包括患者的生理信息、病理信息和/或手术信息；所述医生特征信息包括医生的既往手术经验信息和/或既往手术器械操作习惯信息。其中，患者的生理信息例如包括年龄、性别、体重等；患者的病理信息例如包括患者既往病史等；患者的手术信息例如包括患者疾病类型、患者疾病分期、患者手术类型、手术部位等；医生的既往手术经验信息例如包括医生所擅长的手术类型、医生的手术经验值等；医生的既往手术器械操作习惯信息例如包括医生使用持针钳的速度、幅度以及力度等，医生使用器械a、b、c
…
的频次等。在患者特征信息和/或医生特征信息越细致时，根据患者特征信息和/或医生特征信息确定的当前手术的推荐手术器械则会更优，更符合当前手术的实际情况，提高了患者手术的安全性。
46.如图3所示，在本发明的一些实施例中，所述根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械包括：
47.s21、在历史手术信息库中查找历史手术中手术特征信息与当前手术的手术特征
信息之间的相似度符合预设条件的历史手术；
48.步骤s21中，历史手术信息库中保存有历史手术的手术特征信息以及该历史手术中使用的手术器械；可使用jaccard公式计算每个历史手术的手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度，具体的：
[0049][0050]
式中，n(u)表示当前手术的手术特征信息合集；n(v)表示一历史手术的手术特征信息合集；n(u)∩n(v)表示当前手术和该历史手术共有的手术特征信息合集；n(u)∪n(v)表示当前手术和该历史手术所有的手术特征信息的合集；w
uv
表示该历史手术的手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度。
[0051]
所述预设条件具体可以为：相似度大于第一预设阈值；或者对相似度由大到小进行排序后、相似度排在前k位，k为正整数；或者对相似度由大到小进行排序后、相似度位于前m％，0＜m≤50。
[0052]
s22、根据所述历史手术中所使用的手术器械，确定当前手术的推荐手术器械。
[0053]
步骤s22中，通过上述步骤s21筛选出的历史手术的手术特征信息与当前手术的手术特征信息较为相似，因此，可参照所述历史手术所使用的手术器械，确定当前手术的推荐手术器械。举例而言，在所述历史手术为多个时，将每个历史手术所使用的手术器械作为其中一套手术器械推荐方案，最终得到多套手术器械推荐方案供医务人员选择；或者，从该多个历史手术中所使用的手术器械中查找使用次数大于第二预设阈值的手术器械，将查找到的这些手术器械作为当前手术的推荐手术器械等。
[0054]
如图4所示，在本发明的一些实施例中，所述在历史手术信息库中查找历史手术中手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度符合预设条件的历史手术包括：
[0055]
s211、在历史手术信息库中查找与当前手术的手术类型相同的历史手术；
[0056]
步骤s11中，考虑到手术类型相同的手术之间的借鉴意义较大，故可在历史手术信息库中查找与当前手术的手术类型相同的历史手术，然后在此基础上寻找这些历史手术中手术特征信息与当前手术的手术特征信息相似的历史手术，具体参见以下步骤s212和s213。
[0057]
s212、计算每个所述历史手术的手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度；
[0058]
步骤s212中计算每个所述历史手术的手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度的方法与上述步骤s21中的计算方法类似，在此不再赘述。
[0059]
s213、按照相似度由大到小的顺序获取所述历史手术中手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度排在前k位的历史手术，其中，k为正整数。
[0060]
步骤s213中，首先按照手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度由大到小的顺序对所述历史手术进行排序，然后获取排在前k位的历史手术，也即与当前手术最相似的前k个历史手术。k的取值可以按照实际需要设置，例如k＝20等。
[0061]
如图5所示，在本发明的一些实施例中，所述根据所述历史手术中所使用的手术器械，确定当前手术的推荐手术器械包括：
[0062]
s221、对于所述历史手术中所使用的每一种手术器械，按照每个使用该手术器械的历史手术的手术特征信息与当前手术的手术特征信息之间的相似度，确定当前手术与该手术器械的相关度；
[0063]
步骤s221中，可按照以下相关度计算公式计算当前手术与所述历史手术中所使用的每一种手术器械的相关度：
[0064]
ρ(u,i)＝∑
v∈s(u,k)∩n(i)wuvrvi
；
[0065]
式中，
[0066]
s(u,k)表示当前手术u以及与当前手术u最相似的前k个历史手术组成的合集；
[0067]in
表示合集s(u,k)中的手术使用的手术器械组成的合集，i表示合集in中的其中一种手术器械，n(i)表示s(u,k)中使用手术器械i的手术的合集；
[0068]wuv
表示当前手术u的手术特征信息与历史手术v的手术特征信息之间的相似度；
[0069]rvi
表示历史手术v与手术器械i的关联度，由于使用的是单一行为的隐反馈数据，所以所有的r
vi
的值可以取一固定值，例如取1。
[0070]
s222、按照当前手术与所述历史手术中所使用的每一种手术器械的相关度，确定当前手术的推荐手术器械。
[0071]
步骤s222中，可以在所述历史手术中所使用的手术器械中选取与当前手术相关度较高的手术器械，例如选取与当前手术的相关度大于第三预设阈值的手术器械；可以将选取出的所述手术器械直接作为当前手术的推荐手术器械，也可以对选取出的所述手术器械进行进一步筛选之后得到当前手术的推荐手术器械。
[0072]
如图6所示，在本发明的一些实施例中，所述按照当前手术与所述历史手术中所使用的每一种手术器械的相关度，确定当前手术的推荐手术器械包括：
[0073]
s2221、按照当前手术与所述历史手术中所使用的每一种手术器械的相关度，得到当前手术的推荐手术器械集合；
[0074]
步骤s2221中，可以在所述手术器械中挑选与当前手术相关度较高的手术器械，例如挑选与当前手术的相关度大于第三预设阈值的手术器械；挑选出的所述手术器械组成当前手术的推荐手术器械集合。
[0075]
s2222、按照手术器械的用途对所述推荐手术器械集合中的手术器械进行分类，得到至少两种类型的手术器械；
[0076]
步骤s2222中，将具有相同用途的手术器械归为一类，例如将具有夹持用途的手术器械归为一类，具有夹持作用的手术器械包括强力持针钳、普通持针钳、鸭嘴钳等。例如将具有电凝用途的手术器械归为一类，包含单极电凝钳、双极电凝钳等。
[0077]
s2223、按照手术器械的类型在所述手术器械中选取至少两个手术器械进行组合，得到当前手术的至少一个手术器械推荐方案，其中，每个手术器械推荐方案中包括至少两个手术器械。
[0078]
步骤s2223中，可以按照组合学中的组合方法推出一个或多个手术器械推荐方案。具体的，先对手术器械的类型进行组合，得到一个或多个组合方案，然后针对每个组合方案中的每种手术器械类型，在该手术器械类型下挑选至少一个手术器械，挑选出的各手术器械组成该组合方案下的手术器械推荐方案。考虑到手术中会用到的一些必要手术器械，因此，可预先设置一包括这些必要手术器械的基础器械库，此时，在按照手术器械的类型在所
述手术器械中选取至少两个手术器械进行组合时，选取的所述至少两个手术器械中包括所述基础器械库中的必要手术器械。
[0079]
如图7所示，在一些实施例中，所述方法还包括：
[0080]
s3、展示当前手术的推荐手术器械；
[0081]
步骤s3中，可利用交互单元展示当前手术的推荐手术器械，具体的，可在交互单元的显示界面中直接展示各所述推荐手术器械的器械名称及规格，以供医务人员在所述推荐手术器械中进行选择(全选或选取部分器械)；或者，在当前手术具有多个手术器械推荐方案时，在交互单元的显示界面展示每个推荐方案(参见图8)，以供医务人员选择其中一种推荐方案，医务人员在选择推荐方案之后，可以选择保存手术器械推荐方案但不进行器械分拣，或者保存手术器械推荐方案并开始自动分拣。
[0082]
s4、获取在展示的所述推荐手术器械中指定的手术器械和/或在展示的所述推荐手术器械之外指定的手术器械；
[0083]
步骤s4中，在交互单元的显示界面中，可提供相应的按钮或功能键以供医务人员选中某一推荐方案和/或推荐方案中的手术器械；举例而言，在交互单元的显示界面中直接展示各所述推荐手术器械的器械名称时，每一所述推荐手术器械具有相应的按钮供医务人员进行点击选中或点击取消；在交互单元的显示界面展示的是推荐方案时(参见图8)，每一推荐方案具有相应的按钮供医务人员进行点击选中或点击取消，更进一步的，每一推荐方案中的每个手术器械也可以具有相应的按钮供医务人员进行点击选中或者点击取消。
[0084]
此外，交互单元的显示界面还可以提供输入框供医务人员自行输入需添加的手术器械或者单独输入一个手术器械方案；或者交互单元可包括智能语音模块，医务人员可通过语音的方式输入需添加的手术器械或者单独指定一个手术器械方案。
[0085]
s5、根据每个所述指定的手术器械的器械特征，在手术器械信息库中查找该手术器械中属性信息符合该手术器械的器械特征所对应的筛选条件的该手术器械，其中，所述手术器械信息库中保存有手术器械与该手术器械的属性信息之间的映射关系；
[0086]
步骤s5中，具有不同器械特征的手术器械对应有不同的筛选条件，筛选条件与手术器械的器械特征相关，在确定每个手术器械的器械特征之后，按照该手术器械的器械特征确定该手术器械的筛选条件，在确定该手术器械的筛选条件之后，在手术器械信息库中查找属性信息符合该筛选条件的该手术器械；其中，所述手术器械信息库中保存有当前医疗机构的每一手术器械的信息，每一手术器械具有唯一的编码，对于同一名称和规格的手术器械，所述手术器械信息库中可能记录有多个，每个该手术器械(名称和规格相同的手术器械)的属性信息可能不同，例如是否已消毒、生产日期、使用次数和/或上次使用的使用时间等不同。
[0087]
s6、根据查找到的所述手术器械，生成手术器械分拣清单，其中，所述手术器械分拣清单中包括每个查找到的所述手术器械以及该手术器械的属性信息。
[0088]
步骤s6中，在查找到每一手术器械中属性信息符合筛选条件的手术器械之后，将该手术器械的名称、规格以及属性信息对应保存至手术器械分拣清单。在最终生成手术器械分拣清单之后，可以通过交互单元展示所述手术器械分拣清单，以使医护人员根据所述手术器械分拣清单在手术器械仓库中分拣手术器械，或者，在当前医疗机构的手术器械分拣仓库中配置有自动分拣设备时，可以将所述手术器械分拣清单直接发送给所述自动分拣
设备，以使所述自动分拣设备根据所述手术器械分件清单自动分拣手术器械。
[0089]
在一些实施例中，所述根据每个所述指定的手术器械的器械特征，在手术器械信息库中查找该手术器械中属性信息符合该手术器械的器械特征所对应的筛选条件的手术器械包括：对于所述指定的手术器械中对使用寿命有限制的手术器械，按照生产日期和剩余使用次数在手术器械信息库中筛选该手术器械，得到生产日期和剩余次数符合第一预设要求的该手术器械；和/或对于所述指定的手术器械中的耗材类手术器械，按照生产日期在手术器械信息库中筛选该手术器械，得到生产日期符合第二预设要求的该手术器械；和/或对于所述指定的手术器械中的常规手术器械，按照上一次的使用时间在手术器械信息库中筛选该手术器械，得到上一次的使用时间符合第三预设要求的该手术器械。
[0090]
所述第一预设要求具体可以为：已消毒、剩余使用次数最少且在剩余使用次数最少的该手术器械中的生产日期最早。这样，可以避免器械库存积压，提高器械流转率。
[0091]
所述第二预设要求具体可以为：已消毒、生产日期最早。这样，能够保证耗材类手术器械尽量在保质期内被使用。
[0092]
所述第三预设要求具体可以为：已消毒、上一次使用时间距离当前时间最久。这样，对于没有特殊限制的常规类医疗耗材，能够保证所有器械的使用次数尽量均衡。
[0093]
相应的，本发明一实施例提供一种智慧手术系统，该智慧手术系统包括器械推荐子系统，如图10所示，所述器械推荐子系统包括：
[0094]
数据采集单元，用于获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；
[0095]
数据处理单元，用于根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。
[0096]
本发明实施例提供的智慧手术系统，通过获取当前手术的手术特征信息，其中，所述手术特征信息包括患者特征信息和/或医生特征信息；根据所述手术特征信息，确定当前手术的推荐手术器械。这样，能够基于患者和/或医生等至少一方面因素的考量，自动为当前手术推荐特异化的手术器械，相比于目前通过人为判断确定手术器械的方法，在减轻医务人员的负担的同时，还大大提升了确定手术器械的效率。
[0097]
如图10所示，在一些实施例中，所述器械推荐子系统还包括：
[0098]
交互单元，用于展示当前手术的推荐手术器械，并获取在展示的所述推荐手术器械中指定的手术器械和/或在展示的所述推荐手术器械之外指定的手术器械。
[0099]
如图9所示，在一些实施例中，所述系统还包括器械分拣子系统c，所述器械分拣子系统c包括器械分拣控制装置c1，所述器械分拣控制装置c1用于：
[0100]
根据每个所述指定的手术器械的器械特征，在手术器械信息库中查找该手术器械中属性信息符合该手术器械的器械特征所对应的筛选条件的该手术器械，其中，所述手术器械信息库中保存有手术器械与该手术器械的属性信息之间的映射关系；
[0101]
根据查找到的所述手术器械，生成手术器械分拣清单，其中，所述手术器械分拣清单中包括每个查找到的所述手术器械以及该手术器械的属性信息。
[0102]
如图9所示，在一些实施例中，所述器械分拣子系统c还包括器械存储库房c2、分拣机器人以及传输装置c3，其中，
[0103]
所述器械存储库房c2用于存储手术器械，所述器械存储库房c2中的每个手术器械分别存储在所述器械存储库房c2的一储存格中；
[0104]
所述分拣机器人用于根据所述手术器械分拣清单在所述器械存储库房中挑选所述手术器械分拣清单中的手术器械，并将所述手术器械置于所述传输装置上；
[0105]
所述传输装置c3用于将所述手术器械运输至手术器械领用窗口。
[0106]
为更好的理解本发明，以下通过一具体实施例对本发明提供的智慧手术系统进行说明。
[0107]
如图9所示，本实施例提供了一种手术机器人应用场景下的智慧手术系统。所述系统可以包括器械推荐子系统a、手术机器人子系统b、器械分拣子系统c、医疗机构消毒杀菌子系统d四部分；其中，
[0108]
器械推荐子系统a包括显示器a1，处理器a2；
[0109]
手术机器人子系统b包括医生控制台，可以用于读取医生控制台的工作日志；
[0110]
器械分拣子系统c包括器械分拣控制装置c1，器械存储库房c2，以及传输装置c3。
[0111]
医疗机构消毒杀菌子系统d包含医疗器械消毒杀菌控制装置d1，可以用于获取手术器械的使用状态和消毒杀菌情况。
[0112]
如图10所示，器械推荐子系统a具体可以包括数据采集单元、数据存储单元、数据处理单元以及交互单元，其中，
[0113]
数据采集单元，用于在收到数据采集指令后，调用医疗机构患者、医生档案库，调用手术机器人子系统工作日志，调用医疗机构手术器械库存系统数据来采集所有相关数据；
[0114]
数据存储单元，用于存储数据采集单元采集到的所有信息，存储在手术信息数据库和手术器械数据库中；存储数据处理单元生成的手术器械使用方案，存储在手术器械使用方案数据库中；
[0115]
数据处理单元，用于处理数据采集单元中采集到的相关数据，包括数据预处理，手术器械推荐方案产生。
[0116]
交互单元，接受数据处理单元输出的手术器械推荐方案和医生端指令，通过和医生交互决定最终的手术器械使用方案，并将结果输出到手术器械分拣子系统用于器械分拣，同时将最终结果输出到数据存储单元保存；
[0117]
医生端指令，是指医生输入的当前患者信息，并决定当前手术实际使用的手术器械方案。
[0118]
器械分拣子系统，用于根据由交互单元传来的最终的手术器械使用方案，自动完成手术器械分拣，并将分拣好的手术器械输出到特定位置，例如将分拣好的手术器械打包传输至器械领用平台。
[0119]
图11是本实施例提供的数据采集单元的工作流程示意图，如图11所示，当接收到采集数据的指令后，数据采集单元开始采集手术数据。本系统采集的数据包括患者档案库、医生档案库、手术机器人子系统、医疗机构消毒杀菌子系统、手术器械库存系统等至少5个单元的数据，采集到的上传至数据库。可选的，数据库包括有线连接的本地数据库，或通过无线传输连接的数据服务器。其中，手术机器人子系统的工作日志用来采集手术器械的使用次数；医疗机构消毒杀菌子系统用来采集器械的消毒杀菌情况。
[0120]
图12是本实施例提供的数据存储单元的结构示意图，如图12所示，数据存储单元用于存储数据采集单元和人机交互单元传来的数据，包括手术信息数据库、手术器械数据
库、手术器械使用方案数据库。其中，手术信息数据库用于储存数据采集单元采集到的医生特征信息和患者特征信息；手术器械数据库，用来储存从手术机器人子系统、医疗机构消毒杀菌子系统、手术器械库存系统中采集到的数据；手术器械使用方案数据库，用来储存医生在人机交互单元选择的最终手术器械使用方案。
[0121]
图13是本实施例的一可选实施方式中提供的数据处理单元的工作流程示意图，如图13所示，收到数据处理指令后，数据处理单元向数据存储单元的手术信息数据库发出获取手术数据请求，获取用于生成手术器械推荐模型的所有相关数据，包括历史手术中患者个人生理病理数据、患者术式、医生手术习惯、使用的手术器械等。数据处理单元对接受到的原始数据首先进行数据预处理，包括数据清洗、数据转化、数据抽取和/或数据合并，以及数据计算。通过数据分析和数据标注，获取关键特征值。使用机器学习方法建立手术器械推荐模型，并对模型进行训练，提高分类准确性。根据交互单元输入的特定案例生成特异性手术器械推荐方案，并将结果返回至交互单元。
[0122]
图14是上述实施例中数据处理单元对从手术信息数据库拿到的数据进行预处理、生成用于机器学习的数据的流程示意图，整个过程包括数据集成、数据清洗、特征工程、拆分数据集四个步骤。其中，
[0123]
数据集成，将数据库中的不同格式的数据转化成统一的数据格式。
[0124]
数据清洗，对数据中的缺失值、重复值、错误值以及不可用数据进行处理。
[0125]
特征工程，首先通过向医生咨询，挑选与业务相关的特征构成初始特征集，随后在模型训练过程中递归消除贡献小的特征(每一次训练后，根据权值系数来移除权重比较低的特征，此时，再根据新的特征，继续筛选下一轮特征)。
[0126]
最后，拆分数据集为训练集、验证集、测试集三个部分；其中训练集的数据占比约80％，验证集约15％，测试集约5％，比例可按需调整。
[0127]
图15是本实施例提供的交互单元的工作流程示意图，如图15所示，交互单元，包含决策单元与输入输出单元。在输入输出单元接受医生端输入的手术信息，并将手术信息输出给数据处理单元进行处理。数据处理单元生成多个备选手术器械使用方案后，将结果输出到交互单元。在交互单元内部，医生在决策端从多个备选手术器械使用方案中选择最终的手术器械使用方案，并将结果输出到输入输出单元和器械分拣子系统。最后由医生端确认是否进行器械分拣。
[0128]
在本实施例的另一可选实施方式中，数据处理单元基于预设的患者协同过滤推荐机制为患者推荐与其最相似的患者的手术器械使用方案。图16是基于患者协同过滤推荐机制生成特异性手术器械推荐方案的流程示意图，如图16所示，首先对数据库中的数据进行标注，根据手术类型不同将患者分为多个集群。随后对每个集群中的患者，建立手术项目集。
[0129]
建立患者
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项目列表，这里的项目包括特征工程中选出的特征信息集{x}：年龄、手术时间等，和数据标注中生成的手术器械使用方案集{y}：普通持针钳，强力持针钳，电凝钳等。
[0130]
在本实施例中，我们使用特征信息集{x}来计算患者特征信息之间相似度，使用手术器械使用方案集{y}用来计算患者与手术器械的相关程度。
[0131]
计算患者相关度矩阵，计算公式为：
[0132][0133]
该公式叫做jaccard公式，其中，u，v代表患者u，患者v。n(u)代表患者u的特征信息合集，n(v)代表患者v的特征信息合集。n(u)∩n(v)代表的是患者u和患者v共有的特征信息合集，n(u)∪n(v)代表的是患者u和患者v的所有的特征信息的合集。
[0134]
对特征信息与患者u的特征信息相似的患者列表进行排序，得到特征信息与患者u的特征信息最相似的前k名患者，组成合集s(u,k)。将集合s(u,k)中的所有患者的手术器械使用方案集组成合集in，n∈{1,2,3,
…
,n}。
[0135]
分别计算患者u与in中的所有器械的相关程度，得到患者u对这n种器械的相关程度列表。
[0136]
计算公式为：ρ(u,i)＝∑
v∈s(u,k)∩n(i)wuvrvi
；
[0137]
其中，s(u,k)为与患者u最相似的前k名患者组成的合集。对于in中的器械i，所有使用该器械的患者组成合集n(i)。w
uv
指患者u的特征信息和患者v的特征信息之间的相似度，r
vi
指患者v与器械i相关程度，本实例中，r
vi
＝1。
[0138]
对相关程度列表中的所有器械根据器械标签进行分类，得到每个类型的器械推荐列表。其中，器械标签记载了器械的类型，如强力持针钳是一个器械类型，普通持针钳是一个器械类型；根据相关程度的高低，对于相关程度大于p(例如p＝5)的手术器械，列为备选器械，在备选器械中选取至少一部分器械组合推出一个或多个手术器械使用方案。
[0139]
图17是本实施例提供的一种基于患者信息生成手术器械使用方案的整体流程示意图，如图17所示，首先由医生端在交互界面输入患者id和手术术式(参见图2)，从手术信息数据库和手术器械数据库获得患者信息和器械信息。对数据进行预处理，并利用上述实施例中的手术器械推荐模型或者预设的患者协同过滤推荐机制生成手术器械推荐方案，并将结果传输至交互界面进行显示。最后由医生决策最终使用的手术器械使用方案。
[0140]
图18是本实施例中提供的器械分拣子系统的分拣方法的流程示意图，如图18所示，由医生端确认最终的手术器械使用方案，并向器械分拣子系统发送确认分拣后，器械分拣子系统将开始自动分拣手术器械。
[0141]
首先，器械分拣子系统查询医疗机构手术器械管理库，查询医疗器械库存情况，并梳理出可用的符合要求的可用的手术器械。随后器械分拣子系统自动生成手术器械分拣清单，并将结果发送至分拣机器人进行自动分拣。分拣好的手术器械全部放在统一的消毒托盘内，由传输装置(例如传输带)输送至器械领用窗口。器械分拣子系统发送分拣完成命令至交互界面，分拣完成。
[0142]
图19是本实施例提供的一种手术器械分拣清单的生成方法的流程示意图，如图19所示，在器械分拣子系统获取最终的手术器械使用方案后，首先判定该手术器械使用方案所推荐的手术器械涉及到的手术器械类型库，随后调用该手术器械库的信息。例如，在手术机器人执行腹腔镜手术中，所使用到的手术器械涉及手术机器人腔镜手术器械库，医用缝合材料库，等等。对手术器械使用方案中涉及到的手术器械，根据其所属的器械库不同，按照器械库属性分为多个列表。对每个列表中的手术器械，在其所属器械库中，使用盲目搜索算法进行筛选，逐一列举该器械库中的所有手术器械类型，筛选出所要使用的该器械库中
的手术器械类型，如持针钳、30
°
内窥镜等等。因为器械库分类很细，每个器械库中包含的器械类型种类较少，使用盲目搜索算法就可以满足要求。第三步，对要使用的该手术器械类型，获取库存中满足最终手术器械使用方案限制条件的手术器械列表，按照一定排序规则进行排序(排序规则参见图20)，输出排名第一的手术器械的器械编码，该器械就是最终要使用的手术器械。
[0143]
图20是本实施例提供的一种筛选手术器械的方法的流程示意图，如图20所示，对于符合筛选条件的所有手术器械，由于器械类型的不同，所要考虑到的排序因素也不同。
[0144]
排序规则a：对于使用寿命受到严格限制的手术器械，如手术机器人腔镜手术器械，以生产日期和剩余使用次数为优先级进行排序。优先使用剩余使用次数较少的，且生产日期较早的手术器械，避免器械库存积压，提高器械流转率。
[0145]
排序规则b：对于耗材类医疗器械，以生产日期为优先级进行排序，优先使用生产日期较早的手术器械，保证耗材类手术器械尽量在保质期内被使用。
[0146]
排序规则c：对于没有特殊限制的常规类医疗耗材，以上一次使用时间为优先级进行排序，保证所有器械的使用次数尽量均衡。
[0147]
图21是本实施例提供的一种器械分拣子系统的分拣方法的流程示意图，如图21所示，在接收到手术器械分拣清单之后，器械分拣子系统生成分拣订单。分拣订单包含手术器械信息、患者id、订单编号、订单生成时间等基本信息。如图22所示，在交互单元的交互界面中，可以展示当前的手术器械分件清单及该清单的分拣进度信息。
[0148]
按照如图21所示流程自动完成所有手术器械的分拣工作，并通过一定的方式传输汇集到输送装置上。规划分拣路径时，基于执行当前任务的分拣机器人和执行其他任务的分拣机器人的位置，以及分拣任务中涉及到的所有手术器械库，以及库房中所有待分拣器械，为分拣机器人规划最佳执行路径。在避免和其他分拣机器人发生碰撞的前提下，最短化分拣路径。在传输装置末端的器械打包窗口，将所有手术器械进行打包，随后将其传输至器械领用窗口等待护士领用。
[0149]
在上述实施例的整个手术器械推荐及分拣过程中，医生可在交互界面选择开始、暂停或者结束自动手术程序，由医生选择当前所要进行的术式和操作情景。
[0150]
本实施例提供的手术器械的确定方法，至少具有如下有益效果：
[0151]
(1)基于患者、医生、器械三方因素考量，为患者分配最优化的特异性手术器械使用方案，提高患者就医安全，提高了手术器械的使用效率，器械质量管控效果好.
[0152]
(2)提供多种手术器械使用方案供医生进行选择，综合考虑了机器学习结果和人为经验。
[0153]
(3)建立手术器械智能分拣系统，缩短手术流程时间，节省人力成本和减少手术准备时间，提高了医院就诊率。
[0154]
图23为本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图23所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)701、通信接口(communications interface)702、存储器(memory)703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令，以执行上述任一实施例所述的方法。
[0155]
此外，上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为
独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0156]
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。
[0157]
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。
[0158]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0159]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0160]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0161]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0162]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0163]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本
发明的保护范围之内。