本發(fā)明涉及智能醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸液滴速確定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等領(lǐng)域迅猛發(fā)展的同時(shí)，也帶動了臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展，隨著時(shí)代的發(fā)展要求醫(yī)院實(shí)現(xiàn)信息化、自動化和智能化建設(shè)。然而就我國目前的狀況來看，我國的智能醫(yī)療設(shè)備和技術(shù)發(fā)展仍不能滿足病人、家庭和社會各方面的需求。

醫(yī)療技術(shù)中有一項(xiàng)叫靜脈輸液的操作，是目前主要的輸液方式，靜脈輸液不僅僅是一種非常重要的治病手段，而且還是一種給人體補(bǔ)充營養(yǎng)的手段，其中輸液速度是輸液過程中最重要的參數(shù)，它是影響藥物發(fā)揮的因素，一般是醫(yī)護(hù)人員通過患者的病情、年齡以及藥物種類的因素來決定的，因此臨床經(jīng)驗(yàn)不是很豐富的醫(yī)護(hù)人員無法對輸液速度精準(zhǔn)地把握，容易造成輸液速度過快導(dǎo)致患者出現(xiàn)不適或者輸液速度過慢而影響治療效果。

針對上述問題，設(shè)計(jì)一種智能醫(yī)療輸液速度確定系統(tǒng)和方法以提高醫(yī)院的服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量，減少輸液過程中出現(xiàn)的醫(yī)療事故顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸液滴速確定方法及其輸液滴速確定系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：

一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸液滴速確定方法，包括以下步驟：

建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型步驟：讀取病例庫上已有的病例信息，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

病患狀況檢測步驟：對當(dāng)前需要輸液的病患身體狀況進(jìn)行檢測；

輸液速度確定步驟：將檢測到的病患身體狀況以及所需輸液藥品種類輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，得到輸液速度理論值；

輸液速度控制步驟：根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出的輸液速度理論值，控制輸液過程中輸液速度實(shí)際值。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述病例信息的數(shù)據(jù)特征包括病患的年齡、身高、體重、性別、輸液藥品種類以及與各個(gè)病例信息相對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、隱含層以及輸出層，所述輸入層設(shè)有m個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述隱含層設(shè)有n個(gè)第二節(jié)點(diǎn)，所述輸出層設(shè)有j個(gè)第三節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與病例信息的數(shù)據(jù)特征數(shù)量一致；所述每個(gè)第一節(jié)點(diǎn)與每個(gè)第二節(jié)點(diǎn)之間均設(shè)有連接權(quán)重，所述第二節(jié)點(diǎn)設(shè)有激活函數(shù)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型步驟包括：

步驟a：初始化輸入層中各個(gè)第一節(jié)點(diǎn)與每個(gè)第二節(jié)點(diǎn)之間的連接權(quán)重，設(shè)置各個(gè)第二節(jié)點(diǎn)的激活函數(shù)，設(shè)置誤差閾值以及訓(xùn)練次數(shù)；

步驟b：讀取病例庫病例信息，將病例信息中的數(shù)據(jù)特征標(biāo)準(zhǔn)化；

步驟c：將病例信息輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層，輸出層得到該病例信息的輸液速度理論值；

步驟d：計(jì)算該病例信息的輸液速度理論值以及對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值之間的誤差；

步驟e：根據(jù)步驟d計(jì)算所得誤差，修改各個(gè)第一節(jié)點(diǎn)與每個(gè)第二節(jié)點(diǎn)之間的連接權(quán)重，使該病例信息的輸液速度理論值以及對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值之間的誤差減少；

步驟f：判斷誤差是否達(dá)到誤差閾值要求，如果是，訓(xùn)練結(jié)束，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立完成，如果不是，再判斷是否達(dá)到訓(xùn)練次數(shù)要求，如果是，訓(xùn)練結(jié)束，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立完成，如果不是，繼續(xù)讀取病例庫下一個(gè)病例信息，返回步驟b。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用病例庫中已存在的多個(gè)病例信息，建立完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠根據(jù)病患身體狀況以及所需輸液藥品種類計(jì)算出最佳的輸液速度理論值，最后醫(yī)護(hù)人員根據(jù)所述計(jì)算的輸液速度理論值控制實(shí)際輸液速度實(shí)際值，使病患的輸液效果和治療效果達(dá)到最佳。本發(fā)明通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型使醫(yī)護(hù)人員對各種病患的輸液時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)把握，使輸液治療效果達(dá)到最佳。

本發(fā)明創(chuàng)造同時(shí)還公開了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸液滴速確定系統(tǒng)，包括pc上位機(jī)、單片機(jī)、用于檢測藥瓶液面高度的高度檢測模塊、用于檢測輸液速度的滴速檢測模塊以及控制輸液速度的步進(jìn)電機(jī)，所述pc上位機(jī)使用上述權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的輸液滴速確定方法計(jì)算病患輸液速度，所述pc上位機(jī)與單片機(jī)通過can總線通信連接，所述高度檢測模塊輸出端以及滴速檢測模塊輸出端分別與單片機(jī)輸入端相連，所述單片機(jī)輸出端與步進(jìn)電機(jī)輸入端相連。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述pc上位機(jī)利用輸液滴速方法計(jì)算病患的輸液速度，并將結(jié)果傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，由單片機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)控制輸液速度，使病患的輸液效果和治療效果達(dá)到最佳。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。

圖1是本發(fā)明所述滴速確定方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明所述滴速確定方法中建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型步驟的具體流程圖；

圖3是本發(fā)明滴速確定系統(tǒng)的模塊框架圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照圖1～圖3，為了使病患在輸液治療時(shí)達(dá)到最佳的治療效果，本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸液滴速確定方法，所述確定方法包括以下步驟：

建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型步驟：讀取病例庫上已有的病例信息，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

病患狀況檢測步驟：對當(dāng)前需要輸液的病患身體狀況進(jìn)行檢測；

輸液速度確定步驟：將檢測到的病患身體狀況以及所需輸液藥品種類輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，得到輸液速度理論值；

輸液速度控制步驟：根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出的輸液速度理論值，控制輸液過程中輸液速度實(shí)際值。

具體地，本發(fā)明利用病例庫中已存在的多個(gè)病例信息，建立完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠根據(jù)病患身體狀況以及所需輸液藥品種類計(jì)算出最佳的輸液速度理論值，最后醫(yī)護(hù)人員根據(jù)所述計(jì)算的輸液速度理論值控制實(shí)際輸液速度實(shí)際值，使病患的輸液效果和治療效果達(dá)到最佳。本發(fā)明通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型使醫(yī)護(hù)人員對各種病患的輸液時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)把握，使輸液治療效果達(dá)到最佳。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，醫(yī)護(hù)人員都是需要根據(jù)病患的實(shí)際情況來判斷藥品輸液速度，以保證最佳的治療效果，本發(fā)明創(chuàng)造具體實(shí)施方式中，所述病例信息的數(shù)據(jù)特征包括病患的年齡、身高、體重、性別、輸液藥品種類以及與各個(gè)病例信息相對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明創(chuàng)造具體實(shí)施方式中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、隱含層以及輸出層，所述輸入層設(shè)有m個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述隱含層設(shè)有n個(gè)第二節(jié)點(diǎn)，所述輸出層設(shè)有j個(gè)第三節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)的數(shù)量與病例信息的數(shù)據(jù)特征數(shù)量一致；所述每個(gè)第一節(jié)點(diǎn)與每個(gè)第二節(jié)點(diǎn)之間均設(shè)有連接權(quán)重，所述第二節(jié)點(diǎn)設(shè)有激活函數(shù)，其中所述激活函數(shù)優(yōu)選的是s型函數(shù)，所述激活函數(shù)處處可導(dǎo)。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明創(chuàng)造所述滴速確定方法最重要的是建立一個(gè)完善的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型利用病例庫中已有的病例信息，將病例信息中的病患的年齡、身高、體重、性別以及輸液藥品種類作為輸入變量，以病例信息中的輸液速度實(shí)際值作為期望值，將病例信息中的年齡、身高、體重、性別以及輸液藥品種類輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型后，得到相應(yīng)的輸液速度理論值，利用該輸液速度理論值與相對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值作比較，得出兩數(shù)據(jù)間的誤差，利用該誤差修正第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間的連接權(quán)重，使輸液速度理論值不斷接近相對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值，以完善神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。具體地，本發(fā)明創(chuàng)造具體實(shí)施方式中，所述建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型步驟包括：

步驟a：初始化輸入層中各個(gè)第一節(jié)點(diǎn)與每個(gè)第二節(jié)點(diǎn)之間的連接權(quán)重，設(shè)置各個(gè)第二節(jié)點(diǎn)的激活函數(shù)，設(shè)置誤差閾值以及訓(xùn)練次數(shù)；

步驟b：讀取病例庫病例信息，將病例信息中的數(shù)據(jù)特征標(biāo)準(zhǔn)化，由于病例信息中許多數(shù)據(jù)都是非數(shù)字型信息，例如性別，無法用于計(jì)算，因此本發(fā)明創(chuàng)造需要首先將某些非數(shù)字型信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字信息，例如，可以將性別信息中男定義為0，女定義為1；

步驟c：將病例信息輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸入層，輸出層得到該病例信息的輸液速度理論值；

步驟d：計(jì)算該病例信息的輸液速度理論值以及對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值之間的誤差；

步驟e：根據(jù)步驟d計(jì)算所得誤差，修改各個(gè)第一節(jié)點(diǎn)與每個(gè)第二節(jié)點(diǎn)之間的連接權(quán)重，使該病例信息的輸液速度理論值以及對應(yīng)的輸液速度實(shí)際值之間的誤差減少；

步驟f：判斷誤差是否達(dá)到誤差閾值要求，如果是，訓(xùn)練結(jié)束，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立完成，如果不是，再判斷是否達(dá)到訓(xùn)練次數(shù)要求，如果是，訓(xùn)練結(jié)束，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立完成，如果不是，繼續(xù)讀取病例庫下一個(gè)病例信息，返回步驟b。

本發(fā)明創(chuàng)造同時(shí)還公開了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸液滴速確定系統(tǒng)，包括pc上位機(jī)、單片機(jī)、用于檢測藥瓶液面高度的高度檢測模塊、用于檢測輸液速度的滴速檢測模塊以及控制輸液速度的步進(jìn)電機(jī)，所述pc上位機(jī)使用上述輸液滴速確定方法計(jì)算病患輸液速度，所述pc上位機(jī)與單片機(jī)通過can總線通信連接，所述高度檢測模塊輸出端以及滴速檢測模塊輸出端分別與單片機(jī)輸入端相連，所述單片機(jī)輸出端與步進(jìn)電機(jī)輸入端相連。

具體地，本發(fā)明創(chuàng)造所述pc上位機(jī)利用輸液滴速方法計(jì)算病患的輸液速度理論值，并將結(jié)果傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，由單片機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)控制輸液速度實(shí)際值，使病患的輸液效果和治療效果達(dá)到最佳。

以上對本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。