CN116030953B - 一种自动化的手术室运营效率监控方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化的手术室运营效率监控方法、系统及存储介质，方法包括：S1、采集划皮缝皮样本数据，构建数据集；S2、利用数据集训练划皮缝皮识别模型；S3、在手术过程中，通过划皮缝皮识别模型识别划皮及缝皮操作，并记录划皮及缝皮消息；S4、根据记录的划皮及缝皮消息，并计算手术翻台指标，进而监控手术室运营效率。本发明可自动化的进行划皮和缝皮时间的提取，并完成翻台时间指标计算，无需集成医院现有的信息系统，实施成本相对较低，是一种低成本的手术室运营效率监控方案。

Description

一种自动化的手术室运营效率监控方法、系统及存储介质

技术领域

本发明属于资源优化技术领域，具体涉及一种自动化的手术室运营效率监控方法及系统。

背景技术

手术室作为医院的稀缺资源，合理有效的利用不仅能为医院提供经济效益，同时也提升了医院的服务能力。

翻台时间作为衡量手术室有效利用的一个关键指标，常常作为手术室管理者的一个核心关注点，翻台时间 = 本台手术切皮时间 - 上一台手术缝合完毕时间。 这个过程包括上一台患者从手术室推出，手术室清扫，下一台手术室器械准备，耗材药品准备，护工接下一台患者到手术室，麻醉准备等工作。 这些工作的时间越短，则手术室的有效利用的时间就越长。此外，由于主刀医生本身的原因迟到，导致手术推迟也是一个经常出现的原因。这个指标的关键节点记录数据目前无法自动客观的获取，要么是缺失的，要么是由医护人员事后凭记忆录入系统的，无法客观准确的反映实际情况，进而无法给手术室的效率提升以及流程优化等改进工作提供数据依据，让手术室管理者失去了抓手。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的自动化的手术室运营效率监控方法、系统及存储介质解决了现有的翻台时间记录不及时不准确，导致手术室利用效率低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种自动化的手术室运营效率监控方法，包括以下步骤：

S1、采集划皮缝皮样本数据，构建数据集；

S2、利用数据集训练划皮缝皮识别模型；

S3、在手术过程中，通过划皮缝皮识别模型识别划皮及缝皮操作，并记录划皮及缝皮消息；

S4、根据记录的划皮及缝皮消息，并计算手术翻台指标，进而监控手术室运营效率。

进一步地，所述步骤S1中的划皮缝皮样本数据为从历史手术视频中筛选出的划皮及缝皮的关键图片帧，所述关键图片帧上标记有划皮或缝皮的类型标签。

进一步地，所述步骤S3具体为：

S31、将训练好的划皮缝皮识别模型部署至医院服务器中；

S32、配置手术室与术野摄像头IP地址的映射关系；

S33、获取手术室内术野摄像头的视频数据；

S34、对于获取的视频数据，通过划皮缝皮识别模型按帧分析视频图像，检测划皮线及缝皮线；

S35、根据划皮线/缝皮线所在区域内像素点的变化情况，记录划皮及缝皮消息。

进一步地，所述步骤S35中，在所述划皮线/缝皮线所在区域内，当像素点在逐帧增加时，表示在进行划皮/缝皮操作，并记录每个划皮/缝皮操作图像帧对应的划皮/缝皮消息；所述划皮/缝皮消息包括术间编号、操作类型以及操作时间。

进一步地，所述步骤S4具体为：

S41、根据记录划皮及缝皮消息，按术间编号进行数据分组；

S42、对每组划皮及缝皮消息，按时间顺序进行遍历，依次确定每台手术的划皮时间和缝皮时间；

S43、根据每台手术的划皮时间和缝皮时间，记录手术翻台指标；

其中，手术翻台指标包括术间编号、手术台次以及翻台时间；

S44、根据术式类型，将记录的手术翻台指标与预设翻台指标进行对比，获得手术效率值，进而实现手术室运营效率监控。

进一步地，所述步骤S42中，每台手术的划皮时间为当前台次手术下的第一条划皮操作的时间，缝皮时间为当前手术台次下最后一条缝皮操作的时间。

一种手术室运营效率监控系统，包括：

术野摄像头，用于采集手术室内的术野视频数据；

划皮缝皮识别模型，部署于服务器中，用于根据采集的术野视频数据识别划皮及缝皮操作，并生成划皮及缝皮消息；

服务器，用于接收划皮及缝皮消息，并按手术台次计算手术翻台指标，作为手术室运行效率监控的数据指标。

进一步地，所述划皮缝皮识别模型为语义分割模型，其根据历史手术视频中的划皮及缝皮的关键图片帧数据训练而成；生成的划皮及缝皮消息包括术间编号、操作类型及操作时间，操作类型为划皮或缝皮。

进一步地，所述服务器包括数据存储单元、数据处理单元以及指标生成单元；

所述数据存储单元，用于对接收的划皮及缝皮消息按预设数据结构存储；

所述数据处理单元，用于对数据存储单元存储的划皮及缝皮消息进行分析，获得按术间编号、手术台次及翻台时间存储的指标数据；

所述指标生成单元，用于根据指标数据结合对应术式、主刀医生以及巡回护士，生成手术效率指标统计表。

一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，执行所述计算机程序时，实现手术室运营效率监控方法。

本发明的有益效果为：

（1）本发明利用在术间布置常规的术野摄像头加上开源的AI识别模型，通过小样本的划皮缝皮样本数据，即可自动化的进行划皮和缝皮时间的提取，并完成翻台时间指标计算，无需集成医院现有的信息系统，实施成本相对较低。

（2）本发明通过自动计算翻台时间，节省了医护人员时间的同时，避免了医护人员漏记或记录不准确，无法客观反馈指标数据的问题。

（3）通过本发明方法记录翻台时间指标，可以作为手术管理人员进行手术排班的数据依据，提高了手术室的运营效率。

（4）本发明方法获得的翻台时间指标可作为医护人员的工作评价，为医护人员绩效考核及工作流程优化提供了数据参考。

附图说明

图1为本发明提供的自动化的手术室运营效率监控方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1：

本发明实施例提供了一种自动化的手术室运营效率监控方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、采集划皮缝皮样本数据，构建数据集；

S2、利用数据集训练划皮缝皮识别模型；

S3、在手术过程中，通过划皮缝皮识别模型识别划皮及缝皮操作，并记录划皮及缝皮消息；

S4、根据记录的划皮及缝皮消息，并计算手术翻台指标，进而监控手术室运营效率。

本发明实施例的步骤S1中的划皮缝皮样本数据为从历史手术视频中筛选出的划皮及缝皮的关键图片帧，所述关键图片帧上标记有划皮或缝皮的类型标签。

本实施例中采用百度旗下的基于飞浆AI平台的开源标注工具EISeg进行划皮或缝皮的类型标注。

具体地，划皮是在手术中切开皮肤的过程，它的形状可以根据手术的目的和需求来确定，其类型标签包括直线划皮、Z字划皮、Y字划皮、T字划皮以及弧形划皮；其中，直线划皮是最简单的划皮形状，通常用于较浅的皮肤切开；Z字划皮是一种常用的划皮形状，具有良好的空间效率，通常用于切开比较厚的皮肤；Y字划皮通常用于更深的皮肤切开，比Z字划皮更具空间效率；T字划皮通常用于更深的皮肤切开，是Y字划皮的变体；弧形划皮通常用于切开圆形或弧形的皮肤区域。手术划皮的形状一般由外科医生根据具体情况和手术目的确定；术中使用的划皮形状能帮助外科医生获得所需的视野和操作空间，同时减少对周围组织的伤害。

缝合线有多种形状，具体形状取决于所缝合的部位以及医生的喜好，其类型标签包括直线缝合、曲线缝合、重复缝合、直角缝合以及点状缝合；其中，直线缝合：这种形状的缝合线为直线，适用于缝合简单的皮肤切口；曲线缝合的形状呈曲线形，适用于缝合皮肤切口呈曲线形的部位；重复缝合的缝合线呈重复模式，适用于缝合特殊的皮肤切口，如肚皮缝合；直角缝合的缝合线呈直角形，适用于缝合皮肤切口呈直角形的部位；点状缝合的缝合线呈点状，适用于缝合需要严格保持固定间距的皮肤切口；外科医生会根据手术需求和皮肤切口形状，选择最适合的缝合线形状进行缝合。

在发明本实施例的步骤S2中，划皮缝皮识别模型为语义分割模型，可以采用pp-liteseg网络模型，对于不同形状的划皮线和缝皮线，可以通过增加训练样本的方式更新划皮缝皮识别模型，以提高其识别准确度。

本发明实施例的步骤S3具体为：

S31、将训练好的划皮缝皮识别模型部署至医院服务器中；

S32、配置手术室与术野摄像头IP地址的映射关系；

S33、获取手术室内术野摄像头的视频数据；

S34、对于获取的视频数据，通过划皮缝皮识别模型按帧分析视频图像，检测划皮线及缝皮线；

S35、根据划皮线/缝皮线所在区域内像素点的变化情况，记录划皮及缝皮消息。

本实施例中的步骤S32中，配置的手术室与术野摄像头地址的映射关系如表1所示；

表1：映射关系

在本实施例的步骤S33~S34中按配置的映射关系通过rtmp协议拉取手术室内的视频数据，将其拆分为图像帧，并调用划皮缝皮识别模型进行语义识别，检测出划皮线和缝皮线，划皮是用手术刀切开皮肤，会产生划皮的划皮伤口线，识别划皮线即是识别该伤口线区域；缝皮时，首先会将手术创口合拢，此时形成了与开始划皮时一致的线条，在该基础上进行缝合，形成缝合线区域；缝合线与划皮线是有区别的，比如普通缝合模式缝合线通常是垂直于划皮线进行缝合的，通过AI样本训练是可以自动提取其特征，进而准确识别出缝皮线。

在本实施例的步骤S35中，步骤S35中，在所述划皮线/缝皮线所在区域内，当像素点在逐帧增加时，表示在进行划皮/缝皮操作，并记录每个划皮/缝皮操作图像帧对应的划皮/缝皮消息；所述划皮/缝皮消息包括术间编号、操作类型以及操作时间。

具体地，当识别到划皮线后，则记录当前划皮线区域的像素点个数

（在t时刻划皮区域的像素点个数），将当前记录的像素点个数/>

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则代表正在划皮，此时通过消息中间件发送划皮消息，其关键消息体定义如表2所示；

表2：划皮消息

当识别到缝皮线后，则记录当前识别区域的像素点个数

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则代表正在缝皮，此时通过消息中间件发送缝皮消息，其关键消息体定义如下：

表3：缝皮消息

本发明实施例的步骤S4中，由于手术室的运营效率分析不需要做实时分析，可考虑在T+1日凌晨定时对上一天的数据进行分析处理，简化系统处理；计算手术翻台指标的方法具体为：

S41、根据记录划皮及缝皮消息，按术间编号进行数据分组；

S42、对每组划皮及缝皮消息，按时间顺序进行遍历，依次确定每台手术的划皮时间和缝皮时间；

S43、根据每台手术的划皮时间和缝皮时间，记录手术翻台指标；

其中，手术翻台指标包括术间编号、手术台次以及翻台时间；

S44、根据术式类型，将记录的手术翻台指标与预设翻台指标进行对比，获得手术效率值，进而实现手术室运营效率监控。

本实施例的步骤S42中，每台手术的划皮时间为当前台次手术下的第一条划皮操作的时间，后续的划皮时间不做处理；缝皮时间为当前手术台次下最后一条缝皮操作的时间，若非最后一条直接用最新一条的时间覆盖上一条记录的时间。

本实施例的步骤S43中，翻台时间为缝皮时间与划皮时间的差值，得到如表4的翻台时间统计；

表4：翻台时间统计

本实施例的步骤S44中，结合医院已有的手术排班数据与将记录的手术翻台指标进行对比，即可获得手术效率值；例如，对于术式A，医院规定其翻台时间为T，若实际手术翻台时间小于T，则可认为该台手术指标合格，并可优化手术室手术台次安排，若实际手术翻台时间大于T，则可认为该台手术指标不合格，并以此督促对于的医护人员优化时间安排，提高协同效率。

实施例2：

本发明是实施例提高了基于实施例1中的自动化的手术室运营效率监控方法而形成的手术室运营效率监控系统，包括：

术野摄像头，用于采集手术室内的术野视频数据；

划皮缝皮识别模型，部署于服务器中，用于根据采集的术野视频数据识别划皮及缝皮操作，并生成划皮及缝皮消息；

服务器，用于接收划皮及缝皮消息，并按手术台次计算手术翻台指标，作为手术室运行效率监控的数据指标。

本发明实施例中的划皮缝皮识别模型为语义分割模型，其根据历史手术视频中的划皮及缝皮的关键图片帧数据训练而成；生成的划皮及缝皮消息包括术间编号、操作类型及操作时间，操作类型为划皮或缝皮。

本发明实施例中的服务器包括数据存储单元、数据处理单元以及指标生成单元；

所述数据存储单元，用于对接收的划皮及缝皮消息按预设数据结构存储；

所述数据处理单元，用于对数据存储单元存储的划皮及缝皮消息进行分析，获得按术间编号、手术台次及翻台时间存储的指标数据；

所述指标生成单元，用于根据指标数据结合对应术式、主刀医生以及巡回护士，生成手术效率指标统计表。

具体地，数据存储单元中存储划皮及缝皮消息的数据结构如表5所示；

表5：划皮及缝皮存储数据结构

其示例数据如表6所示；

表6：术间编号为1的划皮及缝皮消息

基于实施例1中的计算方法，对表5中数据计算得到的划皮时间及缝皮时间如表7所示；

表7：划皮时间及缝皮时间统计

进而得到翻台时间如表8所示；

表8：翻台时间

其中，第一台手术不需要计算翻台时间，一般医院通常规定首台开台时间在9点之前即可。

假设手术排班信息如表9所示；

表9：手术排班信息

根据前面计算得到的翻台时间，生成如表10所示的手术效率指标统计表；

表10：手术效率指标统计

此时可从上表10中看到001号手术室的第二台“脊柱矫正术“翻台时间为29.9分钟，若医院规定“脊柱矫正术”的翻台时间不能超过25分钟，则通过该指标可以看出由“王医生”和“马护士”实施的这台手术指标不合格，以此指标可以督促对应的医护人员优化自我的时间安排，提高协同效率，进而提升整个手术室的运营效率，给更多的患者提供手术机会。

实施例3：

本发明实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机程序，执行计算机程序时，实现如实施例1中的手术室运营效率监控方法。本发明实施例中，计算机可读存储介质包括但不限于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。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动化的手术室运营效率监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集划皮缝皮样本数据，构建数据集；

S2、利用数据集训练划皮缝皮识别模型；

S3、在手术过程中，通过划皮缝皮识别模型识别划皮及缝皮操作，并记录划皮及缝皮消息；

S4、根据记录的划皮及缝皮消息，并计算手术翻台指标，进而监控手术室运营效率；

所述步骤S3包括以下步骤：

S33、获取手术室内术野摄像头的视频数据；

S34、对于获取的视频数据，通过划皮缝皮识别模型按帧分析视频图像，检测划皮线及缝皮线；

S35、根据划皮线/缝皮线所在区域内像素点的变化情况，记录划皮及缝皮消息；

所述步骤S4具体为：

S41、根据记录划皮及缝皮消息，按术间编号进行数据分组；

S42、对每组划皮及缝皮消息，按时间顺序进行遍历，依次确定每台手术的划皮时间和缝皮时间；

S43、根据每台手术的划皮时间和缝皮时间，记录手术翻台指标；

其中，手术翻台指标包括术间编号、手术台次以及翻台时间；

S44、根据术式类型，将记录的手术翻台指标与预设翻台指标进行对比，获得手术效率值，进而实现手术室运营效率监控。

2.根据权利要求1所述的自动化的手术室运营效率监控方法，其特征在于，所述步骤S1中的划皮缝皮样本数据为从历史手术视频中筛选出的划皮及缝皮的关键图片帧，所述关键图片帧上标记有划皮或缝皮的类型标签。

3.根据权利要求2所述的自动化的手术室运营效率监控方法，其特征在于，所述步骤S33之前还包括以下步骤：

S31、将训练好的划皮缝皮识别模型部署至医院服务器中；

S32、配置手术室与术野摄像头IP地址的映射关系。

4.根据权利要求3所述的自动化的手术室运营效率监控方法，其特征在于，所述步骤S35中，在所述划皮线/缝皮线所在区域内，当像素点在逐帧增加时，表示在进行划皮/缝皮操作，并记录每个划皮/缝皮操作图像帧对应的划皮/缝皮消息；所述划皮/缝皮消息包括术间编号、操作类型以及操作时间。

5.根据权利要求1所述的自动化的手术室运营效率监控方法，其特征在于，所述步骤S42中，每台手术的划皮时间为当前台次手术下的第一条划皮操作的时间，缝皮时间为当前手术台次下最后一条缝皮操作的时间。

6.一种基于权利要求1~5任一项所述的自动化的手术室运营效率监控方法的手术室运营效率监控系统，其特征在于，包括：

术野摄像头，用于采集手术室内的术野视频数据；

划皮缝皮识别模型，部署于服务器中，用于根据采集的术野视频数据识别划皮及缝皮操作，并生成划皮及缝皮消息；

服务器，用于接收划皮及缝皮消息，并按手术台次计算手术翻台指标，作为手术室运行效率监控的数据指标。

7.根据权利要求6所述的手术室运营效率监控系统，其特征在于，所述划皮缝皮识别模型为语义分割模型，其根据历史手术视频中的划皮及缝皮的关键图片帧数据训练而成；生成的划皮及缝皮消息包括术间编号、操作类型及操作时间，操作类型为划皮或缝皮。

8.根据权利要求7所述的手术室运营效率监控系统，其特征在于，所述服务器包括数据存储单元、数据处理单元以及指标生成单元；

所述数据存储单元，用于对接收的划皮及缝皮消息按预设数据结构存储；

所述数据处理单元，用于对数据存储单元存储的划皮及缝皮消息进行分析，获得按术间编号、手术台次及翻台时间存储的指标数据；

所述指标生成单元，用于根据指标数据结合对应术式、主刀医生以及巡回护士，生成手术效率指标统计表。

9.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，执行所述计算机程序时，实现如权利要求1~5任一所述的手术室运营效率监控方法。

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