本發明涉及信息檢索,尤其涉及一(yi)種醫院pacs系(xi)統的優化(hua)方法及系(xi)統。
背景技術:
1、信息檢索(suo)技術主要關(guan)(guan)注如何(he)從(cong)(cong)大量數據(ju)(ju)(ju)中快(kuai)速有效地(di)檢索(suo)出相關(guan)(guan)信息。這一技術領域覆蓋了(le)多(duo)種方法和策略,包括索(suo)引創建、搜索(suo)算法、數據(ju)(ju)(ju)挖(wa)掘、以及(ji)自然語言處(chu)理(li)等。在醫療領域,信息檢索(suo)尤(you)其關(guan)(guan)鍵,因為它能(neng)幫(bang)助醫療專業人員從(cong)(cong)龐大的數據(ju)(ju)(ju)集中找到必要的醫療記(ji)錄、病例研究、以及(ji)影像資(zi)料。這些技術不僅提升了(le)數據(ju)(ju)(ju)處(chu)理(li)的效率,也(ye)確保了(le)醫療決策的準確性和時(shi)效性。
2、其中,醫(yi)院pacs系(xi)(xi)統(tong)的(de)優化(hua)方法涉及(ji)到(dao)如何(he)改(gai)進醫(yi)院內部用于存儲、傳輸、檢(jian)索和展(zhan)示醫(yi)療(liao)影像(xiang)資料的(de)系(xi)(xi)統(tong)。pacs系(xi)(xi)統(tong)是醫(yi)療(liao)影像(xiang)信息技(ji)術的(de)重要(yao)組(zu)成部分,它允許醫(yi)生和醫(yi)療(liao)工作人員迅速訪問到(dao)x光片、mri以(yi)及(ji)其他類型(xing)的(de)醫(yi)療(liao)影像(xiang),極大地提高了診斷的(de)效率和準確性。優化(hua)pacs系(xi)(xi)統(tong)可以(yi)減少數(shu)據加載時間,改(gai)進圖(tu)像(xiang)的(de)質量和訪問速度,從而在緊急(ji)醫(yi)療(liao)情況下(xia)提供更好的(de)支持,確保患者得到(dao)及(ji)時和有效的(de)治療(liao)。
3、現(xian)有技術(shu)在(zai)處(chu)理醫(yi)療(liao)(liao)(liao)(liao)影像(xiang)數(shu)(shu)(shu)據時通常(chang)存(cun)在(zai)檢索效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)和(he)(he)(he)(he)更(geng)新靈活(huo)性(xing)不(bu)足的(de)(de)問題。盡管傳統(tong)系統(tong)能(neng)夠處(chu)理大量(liang)(liang)數(shu)(shu)(shu)據,但(dan)它們往(wang)往(wang)采用靜態(tai)索引,缺乏對數(shu)(shu)(shu)據變(bian)化(hua)的(de)(de)快速(su)響(xiang)(xiang)(xiang)應能(neng)力,難以支持實時的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據更(geng)新和(he)(he)(he)(he)查詢優化(hua)。缺乏趨(qu)勢分析和(he)(he)(he)(he)周期性(xing)變(bian)化(hua)考量(liang)(liang)的(de)(de)方法(fa)限制了(le)系統(tong)對病情發展(zhan)的(de)(de)洞察,這在(zai)需要快速(su)診斷和(he)(he)(he)(he)處(chu)理的(de)(de)醫(yi)療(liao)(liao)(liao)(liao)情況下尤為不(bu)利(li)。這些局限導致醫(yi)療(liao)(liao)(liao)(liao)決策(ce)可能(neng)基于不(bu)完整(zheng)或過時的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據,影響(xiang)(xiang)(xiang)治療(liao)(liao)(liao)(liao)效(xiao)(xiao)果和(he)(he)(he)(he)患者(zhe)安全。此外(wai),靜態(tai)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據處(chu)理方式在(zai)高(gao)需求和(he)(he)(he)(he)快節奏(zou)的(de)(de)醫(yi)療(liao)(liao)(liao)(liao)環(huan)境(jing)中(zhong)經常(chang)導致資源分配不(bu)當和(he)(he)(he)(he)診療(liao)(liao)(liao)(liao)響(xiang)(xiang)(xiang)應延遲,進而影響(xiang)(xiang)(xiang)整(zheng)體醫(yi)療(liao)(liao)(liao)(liao)服務的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)和(he)(he)(he)(he)質量(liang)(liang)。
技術實現思路
1、本發明的(de)目的(de)是解決現(xian)有技術中存在的(de)缺點(dian),而提出的(de)一(yi)種(zhong)醫院pacs系統的(de)優化方法及系統。
2、為了(le)(le)實現(xian)上述目(mu)的,本發明采用(yong)了(le)(le)如(ru)下技(ji)術方案:一種(zhong)醫院pacs系統的優化方法,包括以下步驟:
3、s1:基于患者(zhe)歷(li)史影像數(shu)(shu)據(ju)(ju)和臨(lin)床參數(shu)(shu),按時間順序對數(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)行排(pai)序,識別(bie)每個影像數(shu)(shu)據(ju)(ju)的時間標簽(qian)和關鍵影像特征,建(jian)立歷(li)史影像時間序列,應(ying)用時間序列分(fen)析(xi)方法(fa),識別(bie)數(shu)(shu)據(ju)(ju)中的趨勢(shi)和周期性(xing)變(bian)化(hua),得(de)到(dao)趨勢(shi)和周期性(xing)變(bian)化(hua)分(fen)析(xi)結果;
4、s2:基(ji)于所述趨(qu)勢和周期性(xing)變化分(fen)析結(jie)(jie)果,匹配(pei)時(shi)間窗口和聚(ju)類(lei)(lei)(lei)參數(shu)(shu),執(zhi)行時(shi)間序列聚(ju)類(lei)(lei)(lei),對影像數(shu)(shu)據進行聚(ju)類(lei)(lei)(lei)處理,獲取初步聚(ju)類(lei)(lei)(lei)結(jie)(jie)果,根據所述初步聚(ju)類(lei)(lei)(lei)結(jie)(jie)果的聚(ju)類(lei)(lei)(lei)質量和聚(ju)類(lei)(lei)(lei)中心(xin)(xin)穩定性(xing),調整聚(ju)類(lei)(lei)(lei)參數(shu)(shu),重新執(zhi)行聚(ju)類(lei)(lei)(lei)操(cao)作,建(jian)立優(you)化后的聚(ju)類(lei)(lei)(lei)中心(xin)(xin);
5、s3:基于所述(shu)優(you)化(hua)后的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)類中(zhong)心,對未聚(ju)(ju)(ju)類的(de)(de)(de)新影像數據執行(xing)動態聚(ju)(ju)(ju)類操(cao)作,實時(shi)更新聚(ju)(ju)(ju)類結(jie)果,保持數據聚(ju)(ju)(ju)類的(de)(de)(de)時(shi)效性,建(jian)(jian)立動態聚(ju)(ju)(ju)類更新結(jie)果,利用(yong)動態聚(ju)(ju)(ju)類更新結(jie)果中(zhong)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)類信息,創建(jian)(jian)優(you)化(hua)后的(de)(de)(de)檢(jian)索索引(yin);
6、s4:基于所(suo)述優化后的檢索(suo)索(suo)引(yin)(yin),執(zhi)行(xing)影(ying)像查(cha)詢(xun),根(gen)據目標病(bing)情(qing)階(jie)段、影(ying)像特(te)征進行(xing)搜索(suo),實(shi)施索(suo)引(yin)(yin)支持的查(cha)詢(xun)優化,得到(dao)實(shi)時查(cha)詢(xun)結(jie)(jie)果(guo),根(gen)據所(suo)述實(shi)時查(cha)詢(xun)結(jie)(jie)果(guo),評估查(cha)詢(xun)性能和(he)數(shu)據覆蓋率,調整(zheng)索(suo)引(yin)(yin)結(jie)(jie)構和(he)參數(shu),建立索(suo)引(yin)(yin)優化結(jie)(jie)果(guo)。
7、作為本發明的進一步(bu)(bu)方案,所述歷史影像(xiang)時間序列的獲取步(bu)(bu)驟具體為:
8、s111:從患者數(shu)(shu)據庫中(zhong)提取(qu)歷史(shi)影(ying)像數(shu)(shu)據和臨床參數(shu)(shu),并按照(zhao)時間順序進(jin)行(xing)排(pai)序,得到排(pai)序后(hou)的數(shu)(shu)據集,采用公式:
9、
10、對每個(ge)數(shu)據點的多(duo)維特征(zheng)進行加權并(bing)加冪,得到(dao)線性加權數(shu)據;
11、其中,li代(dai)(dai)表第i個(ge)數(shu)據點的(de)線性(xing)加權值,ak代(dai)(dai)表第k個(ge)特征(zheng)的(de)權重(zhong),xik代(dai)(dai)表第i個(ge)數(shu)據點的(de)第k個(ge)特征(zheng),bk代(dai)(dai)表第k個(ge)特征(zheng)的(de)非線性(xing)調(diao)整(zheng)系數(shu);
12、s112:將所述線(xian)性加權數據轉換(huan)為介于0和1之間的標準化形式,應(ying)用邏輯(ji)轉換(huan)公式:
13、
14、得到標準化數(shu)據集;
15、其(qi)中(zhong),fi代(dai)表第i個數據點(dian)在邏輯轉換后(hou)的標準化(hua)值,σ代(dai)表標準化(hua)過(guo)程中(zhong)的縮放參數;
16、s113:根據(ju)所述標準化數(shu)據(ju)集,采用公式:
17、
18、進(jin)行加權求(qiu)和的同時(shi)引(yin)入非線性縮放,得(de)到(dao)歷史(shi)影像時(shi)間(jian)序列;
19、其中,t代表(biao)歷史影像時間序列,wi代表(biao)第i個數據點的權重,γi代表(biao)每個數據點的非線(xian)性調整因子,γ代表(biao)整體非線(xian)性調整指數。
20、作為本發明的(de)進一步方(fang)案,所(suo)述(shu)趨勢(shi)和周期(qi)性變化分析(xi)結(jie)果(guo)的(de)獲取步驟具(ju)體為:
21、s121:使用(yong)時間(jian)序(xu)(xu)列(lie)分析方法對所(suo)述歷史影像(xiang)時間(jian)序(xu)(xu)列(lie)進行分析,采用(yong)公式:
22、
23、對數據進(jin)行平滑處理,并引入周期(qi)性項的平方根(gen)捕捉周期(qi)性變化,得到平滑和(he)周期(qi)調整(zheng)的結果(guo);
24、其中,rt代表平滑和周期(qi)調整(zheng)的(de)結果(guo),α代表平滑系數,rt-1是時間(jian)t-1的(de)平滑結果(guo),δ代表周期(qi)調整(zheng)的(de)幅度;
25、s122:分析所述平(ping)滑和周期調整的結果,使用周期分析公式:
26、
27、識別和描述周期性(xing)波動(dong),得(de)到周期性(xing)變化的分(fen)析結果;
28、其中(zhong),pt代表(biao)周期性變(bian)化(hua)的分析結果,β代表(biao)周期變(bian)化(hua)的影響系(xi)數,rt-1為前一時間點的平滑(hua)結果,∈代表(biao)防零調整量;
29、s123:將所述周期(qi)性變化的分(fen)析(xi)結果與(yu)趨勢分(fen)析(xi)結合(he),采(cai)用公(gong)式:
30、
31、得到趨勢和周期(qi)性變(bian)化分(fen)析結果;
32、其中,ct代(dai)(dai)表趨勢(shi)(shi)和周期性(xing)變化分析結果,θ、φ分別代(dai)(dai)表趨勢(shi)(shi)和周期性(xing)分析結果的權重,λ代(dai)(dai)表趨勢(shi)(shi)與周期差異的強調系(xi)數。
33、作為本發明的(de)進(jin)一(yi)步方(fang)案,所述優化后(hou)的(de)聚類(lei)中心的(de)獲取步驟(zou)具體(ti)為:
34、s211:從所述趨(qu)勢和周期性變化分析結果(guo)中提取(qu)特征(zheng),選擇匹配的時間窗口和聚類參數,采(cai)用公式:
35、
36、計算多時間(jian)窗口(kou)的聚集度,得到時間(jian)窗口(kou)聚集數據;
37、其(qi)中,ti代(dai)表第(di)i個(ge)時(shi)(shi)間窗口的(de)(de)聚集度,aj代(dai)表第(di)j個(ge)時(shi)(shi)間點的(de)(de)權重系數,xj代(dai)表時(shi)(shi)間序(xu)列中第(di)j個(ge)點的(de)(de)數據,bj是第(di)j個(ge)數據點的(de)(de)非線性調整系數,w代(dai)表時(shi)(shi)間窗口的(de)(de)半徑;
38、s212:應用聚(ju)類算法對所述(shu)時間窗口(kou)聚(ju)集數據進行(xing)聚(ju)類處理,采用公式:
39、
40、計算每(mei)個聚(ju)類的內聚(ju)力,得到初步聚(ju)類結果;
41、其中(zhong),ck代(dai)表(biao)第(di)k個聚類(lei)的(de)(de)內聚力(li),n代(dai)表(biao)在聚類(lei)中(zhong)的(de)(de)時間窗口數量,μk是(shi)第(di)k個聚類(lei)的(de)(de)中(zhong)心,σk是(shi)聚類(lei)寬度(du)的(de)(de)調整參數;
42、s213:根(gen)據所述初步聚(ju)(ju)類(lei)結果(guo)評估聚(ju)(ju)類(lei)質量和聚(ju)(ju)類(lei)中心的穩定性(xing),調整聚(ju)(ju)類(lei)參數并重新執行(xing)聚(ju)(ju)類(lei)操(cao)作,采用公式:
43、
44、優(you)化(hua)聚(ju)類中(zhong)心(xin)的定位,得(de)到優(you)化(hua)后(hou)的聚(ju)類中(zhong)心(xin);
45、其(qi)中(zhong),sk代表第k個(ge)聚(ju)(ju)類的(de)穩定性評(ping)分,ti是(shi)聚(ju)(ju)類中(zhong)第i個(ge)時間(jian)窗口的(de)聚(ju)(ju)集度,μk是(shi)聚(ju)(ju)類中(zhong)心,|x-y|代表x和(he)y之間(jian)的(de)距(ju)離。
46、作為(wei)本(ben)發(fa)明的進一步方案,所述動態聚類(lei)更新結(jie)果的獲(huo)取(qu)步驟具體為(wei):
47、s311:從所述優化(hua)后的(de)聚類中心開始,對未聚類的(de)新影像數據(ju)執(zhi)行動(dong)態聚類操作,采用公式:
48、
49、計算新(xin)數據點與(yu)多聚類中心的擬合度,生成(cheng)動態聚類的中間結果(guo);
50、其(qi)中,dt代表新數(shu)據點在時間t的(de)(de)聚(ju)(ju)類擬合度分(fen)數(shu),ωk代表聚(ju)(ju)類中心k的(de)(de)權(quan)重,xt是(shi)新影像(xiang)數(shu)據點,μk是(shi)聚(ju)(ju)類中心k,σk是(shi)聚(ju)(ju)類k的(de)(de)標準偏差,∈是(shi)規(gui)避分(fen)母為零的(de)(de)小量,ρk是(shi)距離(li)衰(shuai)減(jian)系數(shu);
51、s312:基于所述(shu)動態聚類的中間結(jie)果,實時(shi)更新聚類結(jie)果,采(cai)用公式:
52、rt=argmaxk(dt,k-λk·δk)
53、根(gen)據最高擬合度分數(shu)和調整因子重新分配聚類(lei)標簽,得(de)到(dao)動態聚類(lei)更新結果(guo);
54、其中(zhong),rt代表時間(jian)t的(de)聚類更新結(jie)果(guo),dt,k代表時間(jian)t下,聚類k與(yu)新數據點(dian)的(de)擬合度分數,λk代表調整因子,δk代表前一聚類結(jie)果(guo)與(yu)當前聚類標(biao)簽(qian)的(de)偏(pian)差(cha)。
55、作為本發明的進一步方案(an),所述優化(hua)后的檢(jian)索索引的獲取步驟具體為:
56、s321:利用所述動(dong)態聚(ju)類更新結果中的聚(ju)類信(xin)息,創(chuang)建檢索索引,采用公式:
57、
58、計算檢索(suo)索(suo)引的基礎結構,得(de)到初步(bu)檢索(suo)索(suo)引;
59、其中,it代表時間t的檢(jian)索索引,αj代表第j個(ge)數(shu)據點的索引權重,rt,j是(shi)第j個(ge)數(shu)據點在時間t的聚類標(biao)簽,θj是(shi)調整(zheng)系數(shu);
60、s322:對所述初步(bu)檢索(suo)索(suo)引進(jin)行優化,采用(yong)公式:
61、
62、生成優化后的(de)檢(jian)索索引;
63、其中(zhong),代表優化后的檢(jian)索索引(yin),βj代表優化權重,it,j是(shi)初步檢(jian)索索引(yin)的第j部分,p是(shi)冪次參數,γj是(shi)用于保證運算穩定性的偏(pian)移量。
64、作為(wei)本發明的(de)進一步(bu)方案,所述索引優(you)化(hua)結果的(de)獲取步(bu)驟具體為(wei):
65、s411:基(ji)于所述(shu)優化(hua)后的檢索索引,執行影(ying)像查詢,參照目標病情階段和影(ying)像特征,采(cai)用公式(shi):
66、
67、實(shi)(shi)施索(suo)引支(zhi)持的查詢優化,得到實(shi)(shi)時查詢結(jie)果;
68、其中,qt代(dai)表(biao)時間(jian)的(de)查詢結(jie)果,ξi代(dai)表(biao)特(te)(te)(te)征(zheng)權重,ft是(shi)當前查詢的(de)特(te)(te)(te)征(zheng)集,gi是(shi)索引(yin)中對(dui)應的(de)特(te)(te)(te)征(zheng)集,τi是(shi)特(te)(te)(te)征(zheng)的(de)衰減參數,ηi是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)調(diao)整因(yin)子;
69、s412:根(gen)據(ju)所述實(shi)時查(cha)詢(xun)(xun)結果評估查(cha)詢(xun)(xun)性能和數據(ju)覆蓋率,采用(yong)公(gong)式:
70、
71、評估(gu)得(de)出性能指標(biao);
72、其中,pt代(dai)表查詢(xun)性能(neng)指標,ωk代(dai)表多(duo)查詢(xun)結(jie)果的重要(yao)性權重,qt,k是查詢(xun)結(jie)果集(ji)中的第k個(ge)結(jie)果,ω是總查詢(xun)集(ji)合的規模;
73、s413:根據(ju)所述性能指標,調整索引結構和參數,采用公式:
74、
75、建立索(suo)引優化結果;
76、其中,eopt代表索引優化結果,γj代表調(diao)整(zheng)權重,h是(shi)調(diao)整(zheng)函數(shu),δj是(shi)調(diao)整(zheng)因子。
77、一種醫院(yuan)pacs系統(tong)的優(you)化(hua)系統(tong),所述醫院(yuan)pacs系統(tong)的優(you)化(hua)系統(tong)用于(yu)執行(xing)上述醫院(yuan)pacs系統(tong)的優(you)化(hua)方法(fa),所述系統(tong)包括:
78、數(shu)據(ju)(ju)(ju)整(zheng)理模(mo)塊基于患者歷(li)史(shi)(shi)影(ying)像數(shu)據(ju)(ju)(ju)和臨(lin)床參數(shu),按時間(jian)(jian)順序(xu)排序(xu)數(shu)據(ju)(ju)(ju),標識每個數(shu)據(ju)(ju)(ju)的時間(jian)(jian)和關(guan)鍵(jian)特(te)征,建立歷(li)史(shi)(shi)影(ying)像序(xu)列,使用時間(jian)(jian)序(xu)列分(fen)析方法,提取數(shu)據(ju)(ju)(ju)趨勢和周(zhou)期性變化,得到趨勢分(fen)析結(jie)果(guo);
79、趨勢分析(xi)模塊基于所述趨勢分析(xi)結果,選擇匹配的時(shi)間窗口和(he)聚(ju)(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)參(can)數(shu),執行時(shi)間序列聚(ju)(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei),聚(ju)(ju)(ju)集(ji)(ji)影像數(shu)據(ju),獲取初步聚(ju)(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)數(shu)據(ju)集(ji)(ji),評估聚(ju)(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)質(zhi)量和(he)穩定性,優化(hua)聚(ju)(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)參(can)數(shu),建立優化(hua)聚(ju)(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)模型;
80、聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)優化(hua)模(mo)(mo)塊基(ji)于所述優化(hua)聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)模(mo)(mo)型(xing),對(dui)新(xin)收集的未聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)影像數據執行動態(tai)聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei),建立動態(tai)聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)結(jie)(jie)果,驗證聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)數據時效性(xing),并利用所述動態(tai)聚(ju)(ju)類(lei)(lei)(lei)結(jie)(jie)果,創建初步檢(jian)索索引(yin);
81、動(dong)態更(geng)新模塊基于所述初(chu)步(bu)檢索索引,對未分類(lei)的新影像數據執行動(dong)態聚類(lei),實時(shi)更(geng)新聚類(lei)信息(xi),優化檢索索引,建立優化檢索索引;
82、查(cha)(cha)詢(xun)(xun)優化(hua)(hua)模塊基(ji)于所述優化(hua)(hua)檢索(suo)(suo)索(suo)(suo)引,執行影像(xiang)查(cha)(cha)詢(xun)(xun),針對目標病情階(jie)段(duan)和(he)影像(xiang)特(te)征,實(shi)(shi)施查(cha)(cha)詢(xun)(xun)優化(hua)(hua),獲取實(shi)(shi)時查(cha)(cha)詢(xun)(xun)反饋,評估查(cha)(cha)詢(xun)(xun)性能(neng)和(he)數據(ju)覆蓋(gai)率,調整索(suo)(suo)引結構和(he)參(can)數,得(de)到(dao)優化(hua)(hua)查(cha)(cha)詢(xun)(xun)結果(guo)。
83、與現有技術相比,本發(fa)明(ming)的優點和積極效果在于:
84、本(ben)發明中,通過整(zheng)(zheng)合(he)時(shi)間序列分析和動(dong)(dong)態聚類(lei)(lei)技術,實現了(le)(le)對(dui)(dui)pacs系統中醫療(liao)(liao)影像數(shu)(shu)據處理的(de)(de)(de)顯著優(you)化。利用(yong)歷史影像時(shi)間序列分析,系統能夠(gou)有效(xiao)捕(bu)捉和分析患者病情(qing)的(de)(de)(de)時(shi)間依賴特征,為聚類(lei)(lei)和索引創建提供(gong)了(le)(le)基于數(shu)(shu)據趨勢的(de)(de)(de)深入見解。通過對(dui)(dui)聚類(lei)(lei)參數(shu)(shu)的(de)(de)(de)動(dong)(dong)態調整(zheng)(zheng),不僅提高了(le)(le)數(shu)(shu)據組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)精確性(xing),還通過持續更新(xin)的(de)(de)(de)動(dong)(dong)態聚類(lei)(lei)機制(zhi)加強(qiang)了(le)(le)對(dui)(dui)新(xin)增(zeng)影像數(shu)(shu)據的(de)(de)(de)快速適應,確保了(le)(le)檢索的(de)(de)(de)高效(xiao)性(xing)和時(shi)效(xiao)性(xing)。索引支持的(de)(de)(de)查詢(xun)優(you)化減少了(le)(le)數(shu)(shu)據訪問時(shi)間,使醫療(liao)(liao)決策(ce)更迅速,增(zeng)強(qiang)了(le)(le)緊急情(qing)況下的(de)(de)(de)醫療(liao)(liao)響應能力。