專利名稱：基于蟻群優(yōu)化的醫(yī)療系統(tǒng)入院調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及智能計算和醫(yī)療工程領(lǐng)域，主要公開了一種基于蟻群搜索算法的醫(yī)院高效率的入院安排調(diào)度方案。
背景技術(shù)：
:隨著社會的進步與發(fā)展，人們越來越渴望獲得健康的生活質(zhì)量。醫(yī)療保健制度，特別是對于醫(yī)院來說，都面臨著提 高工作效率與服務(wù)質(zhì)量的緊急需求。為了滿足這些需求，需要更好地執(zhí)行包括資源分配，人員組織與病人安排在內(nèi)眾多管理事項。在醫(yī)院所有的管理事項中，病人的入院安排調(diào)度與醫(yī)院的工作效率和服務(wù)的質(zhì)量緊密相聯(lián)，它深深影響著醫(yī)院的整體性能，變得日益重要。一般情況下，來到醫(yī)院的病人可以分為兩類:門診病人和住院病人。門診病人僅僅需要在醫(yī)院呆幾個小時而住院病人則需要在醫(yī)院持續(xù)治療若干天。而住院病人可以進一步分成兩類:急診病人和非急診病人。其中急診病人一旦到達醫(yī)院就需要立刻批準手術(shù)來進行治療救護。與急診病人不同，大部分來到醫(yī)院的病人是非急診病人，他們的病情并未急迫到需要他們立刻住院進行治療，醫(yī)院可以對他們的入院就診時間做出最合適的安排，這樣可以極大地提聞醫(yī)院服務(wù)的效率。目前最傳統(tǒng)的病人入院安排方案是先到先服務(wù)(FCFS)。雖然這種安排方案最容易實現(xiàn)也最公平，但它會導(dǎo)致資源利用率低下和等待時間過久的缺點。為了解決先到先服務(wù)方案的問題，一些相關(guān)入院的規(guī)則被人們提出。為了縮短所有患者的平均等待時間，一種根據(jù)病人已有的等待時間和病情緊急程度進行判斷的優(yōu)先級規(guī)則被提出。然而，就如同其他的入院規(guī)則一樣，它提出的方案中，病人們優(yōu)先級相互獨立，互不影響，這忽視了醫(yī)院資源的約束與病人之間的交互，這會導(dǎo)致最終得出的方案與最優(yōu)安排相差甚遠?？紤]到有限的醫(yī)務(wù)人員，可以同時兼顧減少病人等待時間與平衡醫(yī)生的工作負擔(dān)的安排方案也被學(xué)者提出。也有其他的入院規(guī)則用于起到最大化病床的利用率和在專業(yè)護理中減少死亡率的效果。這些規(guī)則都在不同的方面提高了醫(yī)院救治的效率。然而，大多數(shù)入院的規(guī)則都沒有將病情的嚴重程度考慮在內(nèi)。根據(jù)“治療高危病人最重要”的原則，病情危急的患者應(yīng)該最先最快住院治療以此來提高存活的機會。而且，沒有病人能夠無限地等待下去，應(yīng)該根據(jù)病情的嚴重程度和身體狀況來考慮到每一個病人能夠接受的最長的等待時間。因此，為了保證能對所有的患者進行最好的入院安排，在患者的接收規(guī)則中，需要考慮到若干約束條件:(I)醫(yī)院的資源:包括病床在內(nèi)的資源都是有限的，不能無限制地提供給所有的患者，只能有選擇性地為患者服務(wù)；(2)患者入院次數(shù):對于每一位等待入院的患者來說，他們最多只能入院治療一次；(3)患者的等待時間:不同程度病情的患者能承受的等待入院的時間不同，例如:非危急患者比病?；颊呖梢缘却玫臅r間，對于病情危急的病人，需要優(yōu)先考慮對其進行提供治療；。本發(fā)明提出的基于蟻群搜索算法的入院安排調(diào)度通過盡可能地在滿足以上三種約束的基礎(chǔ)上，得出能使更多的人進行入院治療的方案，達到最大化利用醫(yī)院資源對患者進行服務(wù)醫(yī)療的目標。發(fā)明內(nèi)容:為了克服傳統(tǒng)的入院安排方法中的低效率問題與大多數(shù)入院規(guī)則中忽視患者病情的缺陷，本發(fā)明基于蟻群搜索算法提出了一種能夠滿足不同醫(yī)院的資源限制，同時將患者的病情程度與病人能夠承受的等待時間考慮在內(nèi)的入院安排調(diào)度的方案。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:(I)在該發(fā)明的算法中，將醫(yī)院真實情況來模擬解構(gòu)造圖。在本次發(fā)明提出的蟻群搜索中，解構(gòu)造圖是所有待入院患者安排方案的解
權(quán)利要求
1.一種基于蟻群優(yōu)化的入院調(diào)度方法，其特征在于，發(fā)明的方法包括以下步驟: (1)初始化:設(shè)置算法的控制參數(shù)，建立解構(gòu)造圖，并初始化解構(gòu)造圖上的信息素分布； (2)螞蟻構(gòu)造解:每只螞蟻a都會在解構(gòu)造圖上進行搜索并構(gòu)造一個解X(a)，a=I,·2，...，η，η為螞蟻總數(shù)，螞蟻的解構(gòu)造過程由啟發(fā)式信息與信息素共同引導(dǎo)，具體而言，發(fā)明的方法在構(gòu)造圖的結(jié)點上放置信息素，由于構(gòu)造圖的每個結(jié)點代表一位病人的入院安排，信息素實際記錄了蟻群過去構(gòu)造的病人入院調(diào)度方案的歷史信息，調(diào)度方案的質(zhì)量越好，相應(yīng)結(jié)點上的啟發(fā)式信息濃度越高，因此信息素可以引導(dǎo)蟻群盡快地找到高質(zhì)量解，另一方面，發(fā)明的方法根據(jù)每個結(jié)點對應(yīng)病人的剩余等待時間計算啟發(fā)式信息，使剩余等待時間較短的病人能夠被較早地安排入院，從而提高醫(yī)院的吞吐量； (3)對解進行評估:發(fā)明的方法采用兩個標準Z1和Z2來衡量入院調(diào)度方案質(zhì)量，Z1是入院病人病情危重等級的均值，Z1越大，則醫(yī)院對危重病人的服務(wù)越及時，Z2是醫(yī)院的吞吐量，Z2越大，則醫(yī)院的工作效率越高，根據(jù)以上兩個標準，定義評估函數(shù)f如下:
全文摘要
本發(fā)明公開了的一種基于蟻群搜索算法的患者入院安排調(diào)度方案。該技術(shù)同時考慮了醫(yī)院資源約束、患者入院次數(shù)與患者最大等待時間三個約束，通過盡可能多的對病情嚴重程度不同的患者辦理入院手續(xù)并進行治療，以此來達到提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量的目的。該技術(shù)模擬真實的醫(yī)院與病人情況來引入解構(gòu)造圖，靈活的設(shè)計規(guī)則能使蟻群搜索算法中的每一只螞蟻能夠基于已經(jīng)獲取的歷史信息與啟發(fā)式教育學(xué)習(xí)的知識高效地從解構(gòu)造圖中得到入院問題的下一個可接受解。通過局部信息素更新減少螞蟻重復(fù)搜索的開銷，利用全局信息素更新來增加螞蟻搜索到更優(yōu)解的機會，這樣進一步提高了該技術(shù)的搜索效率，從而在有限次數(shù)的搜索過程中尋找到一個盡可能滿目標函數(shù)的入院患者的安排調(diào)度方案。
文檔編號G06F19/00GK103246811SQ201310171870
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者張軍, 林盈, 黃立峰 申請人:中山大學(xué)