本發(fā)明涉及急診內(nèi)科，具體為一種急診內(nèi)科病情智能評估與預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、急診內(nèi)科是醫(yī)療領(lǐng)域中的一個(gè)關(guān)鍵部門，負(fù)責(zé)處理各種急性病情和突發(fā)疾病，尤其是在糖尿病等慢性疾病的急性并發(fā)癥處理方面尤為重要。隨著人口老齡化和慢性病的普及，糖尿病患者數(shù)量逐年增加，且糖尿病引發(fā)的急性并發(fā)癥，尤其是糖尿病視網(wǎng)膜病變，在急診內(nèi)科，糖尿病的眼底病變是一個(gè)關(guān)鍵的診療點(diǎn)。糖尿病視網(wǎng)膜病變對患者的眼健康構(gòu)成重大威脅，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，且與患者的血糖波動(dòng)、病程以及視網(wǎng)膜微血管損傷等多因素密切相關(guān)。因此，糖尿病視網(wǎng)膜病變的早期發(fā)現(xiàn)與精準(zhǔn)評估，成為急診內(nèi)科中亟需解決的核心問題之一。

2、現(xiàn)階段急診內(nèi)科針對糖尿病視網(wǎng)膜病變的評估大多依賴傳統(tǒng)的診斷方法，如眼底檢查和血糖監(jiān)測等。然而，這些方法存在一些不足之處。首先，眼底檢查雖然是判斷視網(wǎng)膜病變的重要手段，但該方法需要依賴醫(yī)生的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，且檢查周期長、實(shí)時(shí)性差，難以適應(yīng)急診的快速處理需求。其次，血糖波動(dòng)與眼底病變之間的關(guān)系較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的評估方法無法精確量化血糖波動(dòng)對眼底病變的長期影響。此外，現(xiàn)有的評估系統(tǒng)通常忽視了糖尿病病程對眼底病變的非線性影響，缺乏基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合性評估工具。因此，現(xiàn)有的評估方法在精準(zhǔn)度、實(shí)時(shí)性和個(gè)性化管理方面存在較大缺陷，無法有效支撐急診內(nèi)科快速、準(zhǔn)確的決策需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種急診內(nèi)科病情智能評估與預(yù)警系統(tǒng)，解決了背景技術(shù)中提到的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：包括病程提取模塊、特征提取模塊、血糖波動(dòng)與眼底病分析模塊、綜合評估預(yù)警模塊和深度評估預(yù)警模塊；

3、所述病程提取模塊通過構(gòu)建病情評估預(yù)警平臺(tái)，提取糖尿病患者電子健康記錄ehr中的病程數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)建時(shí)序數(shù)據(jù)庫，在將所述時(shí)序數(shù)據(jù)庫與所述病情評估預(yù)警平臺(tái)進(jìn)行連接，將所采集到的病程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至?xí)r序數(shù)據(jù)庫中；

4、所述特征提取模塊通過提取時(shí)序數(shù)據(jù)庫中的病程數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲取病理數(shù)據(jù)集，并對病理數(shù)據(jù)集進(jìn)行特征提取，獲取病理特征向量；

5、所述血糖波動(dòng)與眼底病分析模塊通過構(gòu)建病程算法模型和眼底病風(fēng)險(xiǎn)算法模型，將所獲取的病理特征向量輸入至病程算法模型和眼底病風(fēng)險(xiǎn)算法模型中，進(jìn)行分別計(jì)算輸出病程影響因子rdt、視網(wǎng)膜微血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rwx和血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rbv；

6、所述綜合評估預(yù)警模塊通過將病程算法模型和眼底病風(fēng)險(xiǎn)算法模型的輸出結(jié)果進(jìn)行綜合計(jì)算輸出綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk，再基于綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk輸出結(jié)果進(jìn)行初步判斷糖尿病眼底病變風(fēng)險(xiǎn)，并基于初步判定結(jié)果將糖尿病患者眼底病變劃分為不同風(fēng)險(xiǎn)等級；

7、所述風(fēng)險(xiǎn)等級包括一級風(fēng)險(xiǎn)、二級風(fēng)險(xiǎn)和三級風(fēng)險(xiǎn)；

8、所述深度評估預(yù)警模塊通過在識(shí)別糖尿病患者為二級風(fēng)險(xiǎn)和三級風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則觸發(fā)深度分析，所述深度分析基于綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk進(jìn)行深度計(jì)算輸出深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep，并基于深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep輸出結(jié)果進(jìn)行深度判定眼底病變程度，并基于深度判定結(jié)果生成相關(guān)預(yù)警措施。

9、優(yōu)選的，所述病程提取模塊包括病程提取單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；

10、所述病程提取單元通過設(shè)置api應(yīng)用程序接口，將病情評估預(yù)警平臺(tái)接入醫(yī)院的電子健康記錄ehr，提取糖尿病患者的病程數(shù)據(jù)；

11、所述病程數(shù)據(jù)包括患者信息、糖尿病持續(xù)時(shí)間dt、血糖監(jiān)測量b和眼底檢查圖像；

12、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元通過構(gòu)建時(shí)序數(shù)據(jù)庫，并設(shè)置寫出端口和寫入端口，通過寫入端口將病程數(shù)據(jù)按照提取時(shí)間戳存儲(chǔ)至?xí)r序數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)通過編碼技術(shù)依據(jù)患者信息，進(jìn)行生成唯一字符id，每個(gè)唯一字符id對應(yīng)相關(guān)糖尿病患者的病程數(shù)據(jù)。

13、優(yōu)選的，所述特征提取模塊包括預(yù)處理單元和特征提取單元；

14、所述預(yù)處理單元通過寫出端口提取所述病程數(shù)據(jù)，并對所述病程數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理的方式包括圖像預(yù)處理和數(shù)據(jù)預(yù)處理；

15、所述圖像預(yù)處理通過對病程數(shù)據(jù)中的眼底檢查圖像使用ai圖像處理技術(shù)，進(jìn)行智能識(shí)別眼底檢查圖像中的視網(wǎng)膜微出血數(shù)量nmic、視網(wǎng)膜病變區(qū)域面積aretina、視網(wǎng)膜水腫區(qū)域面積aedema和視網(wǎng)膜總區(qū)域面積azqymj；

16、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理通過對病程數(shù)據(jù)中的糖尿病持續(xù)時(shí)間dt和血糖監(jiān)測量b，結(jié)合所獲取的視網(wǎng)膜微出血數(shù)量nmic、視網(wǎng)膜病變區(qū)域面積aretina、視網(wǎng)膜水腫區(qū)域面積aedema和視網(wǎng)膜總區(qū)域面積azqymj，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和歸一化處理，將病程數(shù)據(jù)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化至[0,1]范圍，去除異常值、缺失數(shù)據(jù)和消除量綱影響；

17、在將預(yù)處理后的獲取的視網(wǎng)膜微出血數(shù)量nmic、視網(wǎng)膜病變區(qū)域面積aretina、視網(wǎng)膜水腫區(qū)域面積aedema、視網(wǎng)膜總區(qū)域面積azqymj、糖尿病持續(xù)時(shí)間dt和血糖監(jiān)測量b進(jìn)行匯總生成病理數(shù)據(jù)集；

18、所述特征提取單元通過基于所獲取的病理數(shù)據(jù)集，進(jìn)行特征提取獲取病理特征向量；

19、所述病理特征向量包括糖尿病持續(xù)時(shí)間dt、血糖監(jiān)測量b、血糖波動(dòng)指數(shù)bv、視網(wǎng)膜微血管損傷指數(shù)rmi和視網(wǎng)膜水腫指數(shù)rsw；

20、所述血糖波動(dòng)指數(shù)bv通過依據(jù)每次檢測到的血糖監(jiān)測量b，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算提取，具體提取公式為：，其中，n表示測量總次數(shù)，bi表示第i次血糖測量值，表示血糖測量平均值；

21、所述視網(wǎng)膜微血管損傷指數(shù)rmi通過依據(jù)視網(wǎng)膜微出血數(shù)量nmic和視網(wǎng)膜病變區(qū)域面積aretina，進(jìn)行計(jì)算提取，具體提取公式為：；

22、所述視網(wǎng)膜水腫指數(shù)rsw通過依據(jù)視網(wǎng)膜水腫區(qū)域面積aedema和視網(wǎng)膜總區(qū)域面積azqymj，進(jìn)行計(jì)算提取，具體提取公式為：。

23、優(yōu)選的，所述血糖波動(dòng)與眼底病分析模塊包括病程病變分析單元、微血管損傷分析單元和血糖分析單元；

24、所述病程病變分析單元通過提取病理特征向量中的糖尿病持續(xù)時(shí)間dt，輸入至病程算法模型中，計(jì)算輸出病程影響因子rdt，分析病程對眼底病變影響情況；

25、所述病程影響因子rdt通過以下病程算法模型計(jì)算輸出；

26、；

27、式中，tanh表示雙曲正切函數(shù)，表示調(diào)節(jié)病程對眼底病變影響的參數(shù)，e表示指數(shù)函數(shù)，表示指數(shù)衰減項(xiàng)，表示調(diào)節(jié)病程對風(fēng)險(xiǎn)變化的靈敏度，表示指數(shù)衰減項(xiàng)調(diào)節(jié)系數(shù)，表示指數(shù)衰減項(xiàng)的速度控制系數(shù)。

28、優(yōu)選的，所述微血管損傷分析單元通過構(gòu)建眼底病風(fēng)險(xiǎn)算法模型，所述眼底病風(fēng)險(xiǎn)算法模型包括微血管損傷風(fēng)險(xiǎn)算法模型和血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)算法模型；

29、同時(shí)提取病理特征向量中的視網(wǎng)膜微血管損傷指數(shù)rmi輸入至微血管損傷風(fēng)險(xiǎn)算法模型中，進(jìn)行計(jì)算輸出視網(wǎng)膜微血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rwx，進(jìn)行量化視網(wǎng)膜的微血管損傷程度；

30、所述視網(wǎng)膜微血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rwx通過以下微血管損傷風(fēng)險(xiǎn)算法模型計(jì)算輸出；

31、；

32、式中，ln表示自然對數(shù)，表示對數(shù)變換項(xiàng)，表示對數(shù)變換項(xiàng)調(diào)節(jié)系數(shù)，rmi3表示視網(wǎng)膜微血管損傷指數(shù)的三次項(xiàng)，表示三次項(xiàng)調(diào)節(jié)系數(shù)。

33、優(yōu)選的，所述血糖分析單元通過提取病理特征向量中的血糖波動(dòng)指數(shù)bv，輸入至血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)算法模型中，進(jìn)行計(jì)算輸出血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rbv，進(jìn)行量化血糖波動(dòng)對眼底病變的影響；

34、所述血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rbv通過以下血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)算法模型計(jì)算輸出；

35、；

36、式中，e表示指數(shù)函數(shù)，表示血糖波動(dòng)指數(shù)的指數(shù)項(xiàng)，表示血糖波動(dòng)指數(shù)的指數(shù)項(xiàng)的增幅控制系數(shù)，sin表示正弦函數(shù)，表示血糖波動(dòng)指數(shù)的敏感度控制系數(shù)，表示血糖波動(dòng)指數(shù)的周期性控制系數(shù)。

37、優(yōu)選的，所述綜合評估預(yù)警模塊包括綜合匯總單元和等級劃分評估單元；

38、所述綜合匯總單元通過將血糖波動(dòng)與眼底病分析模塊輸出的病程影響因子rdt、視網(wǎng)膜微血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rwx和血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rbv，結(jié)合視網(wǎng)膜水腫指數(shù)rsw，進(jìn)行綜合計(jì)算輸出綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk，進(jìn)行綜合量化眼底病變風(fēng)險(xiǎn)；

39、所述綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk通過以下算法公式計(jì)算輸出；

40、；

41、式中，表示視網(wǎng)膜水腫指數(shù)調(diào)節(jié)系數(shù)。

42、優(yōu)選的，所述等級劃分評估單元通過用戶基于眼底病變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行設(shè)定糖尿病患者眼底病變風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間[0.3,0.6]，再基于綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk的輸出結(jié)果進(jìn)行初步判定當(dāng)前糖尿病患者的眼底病變風(fēng)險(xiǎn)情況，并對糖尿病患者進(jìn)行病變等級劃分，具體判定內(nèi)容如下；

43、當(dāng)綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk＜0.3時(shí)，標(biāo)記為一級風(fēng)險(xiǎn)；

44、當(dāng)0.3≤綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk＜0.6時(shí)，標(biāo)記為二級風(fēng)險(xiǎn)；

45、當(dāng)綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk≥0.6時(shí)，標(biāo)記為三級風(fēng)險(xiǎn)；

46、其中，病變風(fēng)險(xiǎn)等級由低到高，一級風(fēng)險(xiǎn)＜二級風(fēng)險(xiǎn)＜三級風(fēng)險(xiǎn)。

47、優(yōu)選的，所述深度評估預(yù)警模塊包括深度分析單元和深度評估單元；

48、所述深度分析單元通過再初步判斷為二級風(fēng)險(xiǎn)和三級風(fēng)險(xiǎn)后觸發(fā)深度分析，所述深度分析通過從電子健康記錄ehr提取糖尿病患者在3個(gè)月內(nèi)的平均糖化血紅蛋白值hba1c，計(jì)算獲取血糖控制指數(shù)dci，具體算法公式為：，其中hba1c表示平均糖化血紅蛋白值，6.5表示糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)，8.5表示血糖控制異常；

49、再基于血糖控制指數(shù)dci與初步判定的綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk進(jìn)行結(jié)合計(jì)算，輸出深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep，進(jìn)行深度分析糖尿病患者眼底病變風(fēng)險(xiǎn)；

50、所述深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep通過以下算法公式計(jì)算輸出；

51、；

52、式中，表示血糖控制指數(shù)調(diào)整系數(shù)，表示視網(wǎng)膜水腫指數(shù)第二調(diào)節(jié)系數(shù)。

53、優(yōu)選的，所述深度評估單元通過api應(yīng)用程序接口從醫(yī)院的電子健康記錄ehr中提取糖尿病的歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合臨床檢查結(jié)果和治療結(jié)果，由用戶進(jìn)行設(shè)置病變程度區(qū)間[0.4,0.7]，再將所獲取的深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep輸出結(jié)果，進(jìn)行深度判定糖尿病患者的眼底病變風(fēng)險(xiǎn)，具體判定內(nèi)容如下；

54、當(dāng)深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep＜0.4時(shí)，此時(shí)提示定期檢查；

55、當(dāng)0.4≤深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep＜0.7時(shí)，此時(shí)生成第一預(yù)警信息提示醫(yī)護(hù)人員對糖尿病患者的藥物進(jìn)行調(diào)整；

56、當(dāng)深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep≥0.7時(shí)，此時(shí)生成第二預(yù)警信息提示醫(yī)護(hù)人員干預(yù)治療。

57、本發(fā)明提供了一種急診內(nèi)科病情智能評估與預(yù)警系統(tǒng)。具備以下有益效果：

58、（1）該系統(tǒng)通過構(gòu)建病程提取模塊、特征提取模塊和血糖波動(dòng)與眼底病分析模塊，實(shí)現(xiàn)對糖尿病患者病程數(shù)據(jù)、血糖監(jiān)測和眼底檢查圖像的智能化采集與分析。病程提取模塊通過接入醫(yī)院的電子健康記錄ehr，提取糖尿病患者的病程數(shù)據(jù)，并通過時(shí)序數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，為后續(xù)的病理數(shù)據(jù)集提取和病理特征向量生成提供基礎(chǔ)，基于病理特征向量，進(jìn)行綜合評估患者的眼底病變風(fēng)險(xiǎn)，并在早期識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)患者，進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。通過病程影響因子rdt、視網(wǎng)膜微血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rwx和血糖波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)值rbv的綜合分析，系統(tǒng)能夠提供針對性的預(yù)警，為糖尿病眼底病變的早期干預(yù)提供依據(jù)，顯著提升眼底病變的早期診斷和干預(yù)效果。

59、（2）該系統(tǒng)通過綜合評估預(yù)警模塊和血糖波動(dòng)與眼底病分析模塊，基于多個(gè)維度的病理特征進(jìn)行量化評估，包括糖尿病持續(xù)時(shí)間、血糖波動(dòng)、視網(wǎng)膜微血管損傷和視網(wǎng)膜水腫等。這些數(shù)據(jù)的融合能夠形成綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk，為糖尿病患者的眼底病變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全方位的量化評估。系統(tǒng)通過設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)等級對患者的眼底病變風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行劃分，并結(jié)合綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk，提供不同等級的干預(yù)建議。當(dāng)患者處于高風(fēng)險(xiǎn)等級時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)觸發(fā)相關(guān)預(yù)警，提醒醫(yī)護(hù)人員采取針對性治療或進(jìn)一步檢查，避免病情發(fā)展至失明等嚴(yán)重后果。這種多維度的綜合評估不僅提高了患者眼底病變的診斷準(zhǔn)確性，也為臨床治療提供了強(qiáng)有力的決策支持，確?；颊吣軌颢@得最佳的治療和管理。

60、（3）該系統(tǒng)通過深度評估預(yù)警模塊，結(jié)合糖尿病患者的血糖控制情況與眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk，提供了個(gè)性化的風(fēng)險(xiǎn)評估機(jī)制。當(dāng)患者的綜合眼底病變風(fēng)險(xiǎn)因子rrisk超過設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)閾值時(shí)，系統(tǒng)能夠通過深度分析和計(jì)算輸出深度風(fēng)險(xiǎn)因子rdeep，并根據(jù)患者的具體病情進(jìn)行相應(yīng)的干預(yù)。特別是在眼底病變風(fēng)險(xiǎn)等級為二級或三級時(shí)，深度評估模塊將結(jié)合患者的糖化血紅蛋白值hba1c和血糖控制情況進(jìn)行深度分析，精準(zhǔn)地評估糖尿病眼底病變的進(jìn)展程度，并觸發(fā)必要的臨床干預(yù)措施，如增加眼底檢查頻率或調(diào)整治療方案。通過這種個(gè)性化的干預(yù)機(jī)制，系統(tǒng)能夠有效減少患者因未及時(shí)干預(yù)導(dǎo)致的眼底病變加重，提升治療效果和患者的生活質(zhì)量。