用于控制医疗装置的非接触手势输入的电场感测的制作方法

用于控制医疗装置的非接触手势输入的电场感测的制作方法
【专利摘要】本发明系统提供非接触电场手势与医疗装置如透析机的接口连接。电场装置用于在透析治疗期间检测用户如健康护理从业者(HCP)的手势及导航和激活透析机的屏幕的命令识别，不需要HCP物理接触透析机。使用本发明的系统，在与透析机的图形显示接口连接时，HCP不需要在每次改变正在进行的透析治疗时均需重新戴上手套。
【专利说明】
用于控制医疗装置的非接触手势输入的电场感测
技术领域
[0001] 本申请涉及医疗装置中的处理装置和接口。
【背景技术】
[0002] 血液透析是采用包括透析器的机器帮助其肾脏功能已恶化到其身体不能足够地 清除毒素程度的患者的过程。透析器可包括半透膜，该膜用于将透析器分为两个室。血液被 栗浦通过一室，及透析液通过第二室。随着透析液流过血液，杂质如尿素和肌氨酸酐通过半 透膜扩散到透析液内。可设定透析液的电解质浓度以保持患者体内的电解质平衡。另外，可 使用其它净化技术和处理。血液透析通常在此称为"透析"，尽管应注意存在其它类型的透 析如腹膜透析，及应注意在此描述的系统可结合任何适当的透析系统或类似治疗系统使 用。
[0003] 由于透析涉及从患者移走血液及将血液返回给患者，执行透析程序具有一定风 险。透析治疗要求在透析过程期间监视几种患者健康状况征兆及透析参数，以优化透析程 序的总效力、评估痿管(到患者血液的通路)条件和确定所实现的实际净化。透析机或设备 监视和分析的参数的一些例子包括血液通路流量或者血液从患者流出流到透析器的速率、 临界参数;及测量透析效率的Kt/V比，其中K为肃清或透析率(两个术语均表示透析器的净 化效率），t为治疗时间，及V为患者的总水值。
[0004] 连接到透析机的处理装置可用于管理和监视透析处理的运行，例如在透析程序期 间监视、分析和解释患者健康状况征兆和透析参数。处理装置可包括显示关于透析程序的 信息的显示器及包括使能配置和控制透析机的接口。卫生保健从业者如护士或者患者护理 专家可监视透析治疗。由透析机和处理装置提供的数据可帮助卫生保健从业者执行其本职 工作。
[0005] 对于透析系统和部件的多个不同的描述，例如可参考授予Crnkovich等的题为 "Dialysis Systems and Related Components"的美国专利8，110，104132、及授予 Crnkovich等的题为 "Method and System for Controlling a Medical Device" 的美国专 利6,775,577 B2,其通过引用组合于此。对于可结合在透析程序期间监视和发出警报使用 的传感器系统的描述，例如可参考授予Crnkovich等的题为"Wetness Sensor"的美国专利 7,973,667 B2,其通过引用组合于此。对于用于透析系统的接口的多个不同的描述，例如可 参考授予Levin等的题为 "User Interface Processing Device" 的美国专利8,323,503 B2 和Kauthen等申请的题为"Digital Data Entry Methods and Devices"的美国专利申请 2007/0112603 Al，其通过引用组合于此。
[0006] 操作员在基于与患者护理环境的任何元素接触的透析治疗期间在每次患者交互 作用之后均需重新戴上手套，前述接触通常包括改变透析机上的图形屏幕。在典型的透析 治疗期间，用户可能每半小时一次改变屏幕。因而，希望提供一种系统，其有效率地和有效 地使监视透析治疗的用户如健康护理从业者能改变透析机的屏幕，而不必触摸或物理上接 触透析机。

【发明内容】

[0007] 根据在此描述的系统，用于提供与医疗装置非接触电场手势接口连接的方法包 括，通过检测和分类用户的非接触手势命令，操作电场装置以使用户能与医疗装置非接触 手势接口连接，用户不与医疗装置物理接触。命令信号在医疗装置处接收，其中命令信号施 加到使用医疗装置正进行的治疗，及其中命令信号对应于用户的非接触手势命令。命令信 号在医疗装置处进行处理以产生对应于使用医疗装置进行的治疗的信息，及该信息用于调 节医疗装置。医疗装置可包括透析机，用于调节医疗装置的信息可包括修改透析治疗期间 显示的透析治疗信息的信息。电场装置可与医疗装置一体，及命令信号可响应于用户的非 接触手势命令通过电场装置一体通信。电场装置可实施在远程接口装置上，其响应于用户 的非接触手势命令向医疗装置传输无线信号。非接触手势命令可导致用于调节医疗装置的 信息变化，该信息变化可包括显示在医疗装置上的不同屏幕，一部分信息通过非接触手势 命令激活并导致透析机的操作变化和/或显示的光标因手的接近检测而照亮及光标的位置 通过手的位置操纵。电场装置可包括电场传感器和手势命令识别装置，电场传感器检测因 用户的手或手指侵入检测用户的非接触手势命令的电场传感器的感测区域导致的电场变 化，手势命令识别装置对非接触手势命令进行分类并识别将在医疗装置处进行的行动。
[0008] 进一步根据在此描述的系统，非短暂计算机可读介质保存用于提供与医疗装置非 接触电场手势接口连接的软件。该软件包括:通过检测和分类用户的非接触手势命令，操作 电场装置以使用户能与医疗装置非接触手势接口连接而不与医疗装置物理接触的可执行 代码。提供在医疗装置处接收命令信号的可执行代码，其中命令信号施加到使用医疗装置 正进行的治疗，及其中命令信号对应于用户的非接触手势命令。提供在医疗装置处处理命 令信号以产生对应于使用医疗装置进行的治疗的信息。提供将该信息用于调节医疗装置的 可执行代码。医疗装置可包括透析机，用于调节医疗装置的信息可包括修改透析治疗期间 显示的透析治疗信息的信息。电场装置可与医疗装置一体，及命令信号可响应于用户的非 接触手势命令通过电场装置一体通信。电场装置可实施在远程接口装置上，其响应于用户 的非接触手势命令向医疗装置传输无线信号。非接触手势命令可导致用于调节医疗装置的 信息变化，该信息变化可包括显示在医疗装置上的不同屏幕，一部分信息通过非接触手势 命令激活并导致透析机的操作变化和/或显示的光标因手的接近检测而照亮及光标的位置 通过手的位置操纵。电场装置可包括电场传感器和手势命令识别装置，电场传感器检测因 用户的手或手指侵入检测用户的非接触手势命令的电场传感器的感测区域导致的电场变 化，手势命令识别装置对非接触手势命令进行分类并识别将在医疗装置处进行的行动。
[0009] 进一步根据在此描述的系统，提供用于使非接触电场手势能与医疗装置接口连接 的系统。提供电场装置，其通过检测和分类用户的非接触手势命令使用户能与医疗装置非 接触手势接口连接而不与医疗装置物理接触。至少一处理器在医疗装置处接收命令信号， 其中命令信号施加到使用医疗装置正进行的治疗，及其中命令信号对应于用户的非接触手 势命令。至少一处理器在医疗装置处处理命令信号以产生对应于使用医疗装置进行的治疗 的信息。至少一处理器将该信息用于调节医疗装置。医疗装置可包括透析机，用于调节医疗 装置的信息可包括修改透析治疗期间显示的透析治疗信息的信息。电场装置可与医疗装置 一体，及命令信号可响应于用户的非接触手势命令通过电场装置一体通信。电场装置可实 施在远程接口装置上，其响应于用户的非接触手势命令向医疗装置传输无线信号。非接触 手势命令可导致用于调节医疗装置的信息变化，该信息变化可包括显示在医疗装置上的不 同屏幕，一部分信息通过非接触手势命令激活并导致透析机的操作变化和/或显示的光标 因手的接近检测而照亮及光标的位置通过手的位置操纵。电场装置可包括电场传感器和手 势命令识别装置，电场传感器检测因用户的手或手指侵入检测用户的非接触手势命令的电 场传感器的感测区域导致的电场变化，手势命令识别装置对非接触手势命令进行分类并识 别将在医疗装置处进行的行动。
【附图说明】
[0010]在此描述的系统的实施例结合几个附图进行阐述，这些附图简要说明如下。
[0011] 图1为患者护理环境的示意性图示，其中坐在椅子上的患者接受来自透析机的医 学治疗，其可结合在此描述的系统的实施例使用。
[0012] 图2为可结合在此描述的系统的实施例使用的患者护理环境的另一例子的示意性 图示。
[0013] 图3为根据在此描述的系统的实施例的透析机的示例性实施的示意性图示。
[0014] 图4为根据在此描述的系统的实施例的透析机的更详细的实施的示意性图示。 [0015]图5为根据在此描述的系统的实施例，可显示在透析机的显示器上并可使用接口 装置导航的示例性信息的示意性图示。
[0016] 图6A和6B提供根据在此描述的系统的实施例的示例性电场传感器的示意性图示， 其结合透析装置部件如透析机的显示器和/或无线连接到透析机的远程接口装置的显示器 工作。
[0017] 图7为在此描述的系统的另一实施例的示意性图示，其中透析机的显示器可使用 基于电场的手势接口连接控制结合患者护理环境中进行的透析治疗进行控制。
[0018] 图8为根据在此描述的系统的实施例的示出用户（如HCP的)手势的示意性图示，用 户手势可用于导航和控制透析机的显示器上显示的一个或多个屏幕。
[0019] 图9为根据在此描述的系统的实施例的示意性图示，其示出了 HCP结合患者护理环 境中进行的透析治疗和透析机的监视和/或控制，使用具有手势检测和识别的电场感测能 力的接口装置。
[0020] 图10为根据在此描述的系统的实施例的用户使用如本说明书别处描述的命令输 入装置对透析机进行非接触控制的处理步骤的流程图，命令输入装置具体可包括用于手势 检测的电场传感器和包括手势命令识别装置。
[0021] 图11为根据在此描述的系统的实施例的在透析治疗期间导航和/或激活透析机显 示器的屏幕进行的具体行动有关的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0022]图1为患者护理环境10的示意性图示，其中坐在椅子6上的患者4接受来自治疗站 22的医学治疗，其可结合在此描述的系统的实施例使用。医学治疗例如为透析。治疗站22可 以是透析治疗站或者透析机。管或血线8将血液从患者4输送到透析机22,在透析机22中进 行处理之后再次输送回到患者4。具有显示器20的透析机22可经线缆18连接到控制装置30， 控制装置30可包括控制显示器12的处理器14。在多个不同实施例中，显示器20可显示对应 于透析机22进行的透析治疗的信息。显示器12可安装在控制装置30的可移动架16上。显示 器12允许健康护理从业者(HCP)如护士、患者护理专家(PCT)、甚至患者与显示器12接口连 接，例如以监视和/或控制透析机22和/或输入患者或其他数据。显示器12可包括触屏显示 器能力并可结合在此详细讨论的基于手势的检测和控制能力实施。
[0023] 根据在此描述的系统的多个不同实施例，命令输入装置40可连接到控制装置30， 其可用于以非接触方式控制透析机22,如本说明书别处进一步所述。在实施例中，命令输入 装置40可包括具有手势检测和识别能力的电场传感器，如本说明书别处进一步所述。此外， 命令输入装置40还可包括无线通信能力，其无线连接到一个或多个可由PCT用于监视和/或 控制透析机22进行的透析治疗的无线接口装置，如本说明书别处进一步所述。一个或多个 无线接口装置及命令输入装置40控制透析机22的行动和功能的多个不同实施例在本说明 书别处另行描述。应注意，在此提及无线连接，在此描述的系统可与任何适当的无线通信技 术一起使用，例如包括IEEE 802.1lb/g、802.1 lb/g/n和/或蓝牙、具有适当的安全和加密标 准、及结合适当的无线网络使用、具有支持前述无线通信技术的硬件和软件。
[0024] 图2为可结合在此描述的系统的实施例使用的患者护理环境100的另一例子的示 意性图示。在该患者护理环境100中，患者4坐在椅子6上并接受来自治疗站如透析机102的 医学治疗。管或血线8用于将血液从患者4输送到透析机102,在透析机102中对血液进行处 理之后再次输送回到患者4。透析机102可配置成经有线或无线连接124与外部网络120如局 域网或因特网通信。外部网络120可包括一个或多个信息数据库或其他存储，其安全地包含 可在在此描述的系统工作时访问的医疗信息。应注意，在此描述的系统可结合马萨诸塞州 沃尔瑟姆的Fresenius Medical Care North America生产的透析产品使用，前述产品例如 包括Fresenius血液透析系统（如2008T系统）。
[0025]在实施例中，透析机102可包括显示器112。透析机102可将透析功能和数据输入功 能集中和合并在单一装置102中，而无需使用单独的外部显示器(如图1中的显示器12)或者 单独的外部处理器(如处理器14)与相关装备(如可移动架16)。在实施例中，透析机102可包 括一个或多个处理器114,与处理器14类似，其可结合例如在透析治疗期间HCP与透析机102 接口连接及控制透析机102使用。功能合并在单一透析机102中可有利地减少到该装置102 的外部线缆(如线缆18)的数量。透析机102还可减少透析治疗所需的空间量并提供不太拥 挤的患者护理环境100 C=HCP能够仅聚焦在透析机102或其显示器112上，HCP的注意力不用分 散到另一外部显示器。透析机102相较于其它非集中实施方式可降低功耗和成本。
[0026]在实施例中，命令输入装置140可连接到透析机102。在实施例中，命令输入装置 140可以是具有手势命令识别能力的电场传感器，如本说明书别处进一步所述。如结合图1 的命令输入装置40注意的及如本说明书别处进一步所述，命令输入装置140也可包括无线 通道部件，其可结合接收用于控制透析机102的外部或远程信号使用和/或可在透析机102 运行时传输信号。在另一实施例中，命令输入装置140'，可与命令输入装置140类似但可为 单独装置或远离透析机102并与透析机无线连接。此外，在实施例中，命令输入装置140'也 可无线连接到网络120。因而，在多个不同实施例中，命令输入装置140'的功能可包括经与 透析机102的直接通信控制透析机102和/或与透析机102交换信息，和/或命令输入装置 140'可经网络120与透析机102接口连接。命令输入装置140和140'的另外的特征和功能在 本说明书中别处另行描述。
[0027]图3为根据在此描述的系统的实施例的透析机102的示例性实施200的示意性图 示。用户接口处理装置(UIP)206可配置成在第一处理装置202和第二处理装置204之间共享 用户接口资源，即用户接口装置208-1，208-2,208-3. ·. ,208-N。第一和第二处理装置202、 204均可经相应的连接210、212连接到UIP206，而用户接口装置208-1，208-2，208-3 ...， 208-N经连接214-1,214-2,214-3·…，214-N连接到UIP 206。尽管图3中只示出了一个UIP 206,但几个用户接口处理装置可用于实施UIP 206的功能。UIP 206经连接218连接到存储 器216。其它存储器(未示出）可连接到第一处理装置202和/或第二处理装置204并由其使 用。装置200的第二处理装置204可配置成经有线或无线连接124(及例如经网络接口（未示 出））与外部网络120如局域网或因特网通信。在其它实施方式中，其它处理装置如UIP 206 或第一处理装置202可与外部网络如外部网络120通信。
[0028] 用户接口装置可208-1,208-2,208-3. .. ,208-N包括本领域中已知的多种用户接 口装置中的任何用户接口装置，如字母数字键盘或键区、点击装置(如触摸板、鼠标或跟踪 球）、具有触摸屏的显示器、及使用于手势检测的电场感测能作为控制输入的显示器，如根 据在此描述的系统及本说明书中别处所述。在实施例中，用户接口装置208-1，208-2，208-3. .. ,208-N中的一个或多个可位于装置200外部并经有线和/或无线连接与装置200连接。 具体地，例如，用户接口装置208-3被示为远离装置200定位并经无线连接214-3无线连接到 装置200。可用于无线监视和/或控制透析机102的用户接口装置的多个不同实施例，与用户 接口装置208-3类似，在本说明书别处另行详细描述并可包括使用位于远处的电场感测装 置，其通过电场感测检测和处理用户的手势输入并无线连接到透析机102以提供控制显示 器112的无线信号。
[0029] 如在此所述的，UIP 206可配置成在第一处理装置202和第二处理装置204之间共 享用户接口装置208-1,208-2,208-3. ..，208-NWIP 206可将焦点从第一处理装置202切换 到第二处理装置204。类似地，UIP 206可将焦点从第二处理装置204切换到第一处理装置 202。具体地，处理装置如图3的第一或第二处理装置202,204在控制与其连接或通信（如经 一个或多个用户接口处理装置）的一个或多个用户接口装置和/或由该一个或多个用户接 口装置控制时可以说成具有焦点。也就是说，在该例子中，当处理装置具有焦点时，连接到 处理装置或与其通信（如经一个或多个用户接口处理装置）的用户接口装置通常将影响处 理装置的运行，从而影响透析机102。类似地，与用户接口装置的用户交互作用在这种情况 下通常将影响处理装置的运行。类似地，在该例子中，当处理装置具有焦点时，处理装置可 控制(如经一个或多个用户接口处理装置)与其连接或与其通信的用户接口装置(如视频显 示器）。
[0030]当处理装置如图3的第一或第二处理装置202,204不具有焦点时，则例如该处理装 置可能未控制与其连接或通信（如经一个或多个用户接口处理装置）的一个或多个用户接 口装置和/或由该一个或多个用户接口装置控制。而是，另一处理装置可能已被给予焦点。 一个或多个用户接口处理装置如UIP 206可向处理装置发送协议数据，即使在处理装置目 前不具有焦点时，使得处理装置可配置成保持与一个或多个用户接口装置连接。也就是说， 从处理装置的角度，即使在处理装置不具有焦点时，该处理装置可具有保持与在处理装置 不具有焦点时处理装置未控制和/或未被处理装置控制的用户接口装置的连接。因此，无论 哪一处理装置202,204具有焦点，UIP 206均可将与一个或多个用户接口装置有关的协议数 据发送给第一和第二处理装置202，204。
[0031]当处理装置(如第一处理装置202或第二处理装置204)具有焦点时，一个或多个用 户接口处理装置（如UIP 206)可管理一个或多个用户接口装置（如用户接口装置208-1， 208-2,208-3. .. ,208-N)和处理装置之间的通信。当处理装置具有焦点时，UIP 206可允许 用户接口装置208-1,208-2,208-3. .. ,208-N影响处理装置的运行。UIP 206可在模式之间 切换。模式可把彼此排除在外并可包括第一处理装置202具有焦点的模式和第二处理装置 204具有焦点的模式。
[0032]根据在此描述的系统的多个不同实施例，接口装置208-1到208-N中的一个或多个 可包括手势控制特征，其使用户的手势能用于控制透析机102。接口装置208-1被示为具有 手势检测装置209-1，其可实现用户使用无接触手势控制透析机102和/或其显示器112。具 体地，手势检测装置209可以是电场传感器手势检测装置，其可基于电场感测识别和处理用 户的手势输入和命令，如本说明书别处进一步所述。类似地，接口装置208-3被示为具有手 势检测装置209-3,其可用于结合控制输入的手势检测和处理，如本说明书别处进一步所 述。另外，如图所示，一个或多个远程接口装置如接口装置208-3可经其无线部件无线连接 到透析机102,无线部件例如为结合图1和/或图2所述的命令输入装置40、140或140'的无线 传输/接收部件。
[0033]图4为根据在此描述的系统的实施例的透析机102的更详细的实施300的示意性图 示。UIP 306配置成在第一处理装置302和第二处理装置304之间共享用户接口资源如键盘 308和点击装置310(如触摸板）。根据在此描述的系统，另外的用户接口部件可包括显示器 312,与在此描述的显示器112类似，可连接到电场手势检测控制器313或与其一体，如本说 明书别处所述。在多个不同实施例中，显示器312也可另外包括触摸屏输入控制特征，如触 屏控制器314。在其它实施例中，在此描述的系统可结合远程接口装置400的使用工作，其可 包括电场手势检测控制器401以接收用户手势输入并将对应的控制信号无线传给透析机 102以控制其显示器112/312,如本说明书别处进一步所述。应注意，第一处理装置302可以 是功能透析处理装置(FHP)302,其可配置成监视装置300的透析功能。第二处理装置304可 以是微处理器，如标准的个人计算机(PC)处理器，嵌入在装置300内并可称为嵌入处理装置 (ΕΡ)304<^ΗΡ 302经连接322,324,326,328连接到1]1? 306 4? 304经连接330,332,334,336 连接到UIP 306。
[0034] 键盘308经连接338连接到UIP 306。点击装置310经连接340连接到UIP 306。显示 器312可经连接342连接到数字视频开关316,其进而经相应连接344,346,348连接到UIP 306、FHP 302和EP 304。触屏控制器314可经连接350连接到显示器312及经连接352连接到 UIP 306。尽管图4中只示出了一个UIP 306,但几个用户接口处理装置可用于实施UIP 306 的功能。UIP 306经连接360连接到存储器358。其它存储器(未示出）可连接到FHP 302和/或 EP 304并由其使用。例如，EP 304可利用闪存而不是传统硬盘。装置300还包括音频装置 362。音频装置362经连接364连接到EP 304及经连接366连接到UIP 306。图4用于示出装置 300的各个装置之间的功能连接，但也可使用比图4中所示更多或更少的连接。
[0035] 如上所述，UIP 306可将焦点从FHP 302切换到EP 304。类似地，UIP 306可将焦点 从EP 304切换到FHP 302。当FHP 302具有焦点时，键盘308、点击装置310、具有触屏的显示 器312中的一个或多个将影响FHP 302的运行。当EP 304具有焦点时，键盘308、点击装置 310、显示器312和/或远程接口装置400可影响EP 304的运行。类似地，用户与装置308、310、 312、400交互作用将影响具有焦点的处理装置(FHP 302或EP 304)的运行。具有焦点的处理 装置(FHP 302或EP 304)在某些情况下可控制显示器312。
[0036]在多个不同实施例中，一个或多个用户接口装置可位于装置300的外部。在该示例 性实施例中，当EP 304具有焦点时，FHP 302不具有焦点，及FHP 302不可控制装置308,310， 312,400和/或由这些装置控制。当FHP 302具有焦点时，EP 304不具有焦点，及EP 304不可 控制装置308,310,312,400和/或由这些装置控制。即使在EP 304和FHP 302之一不具有焦 点时，UIP 306可将与装置308,310,312有关的协议数据发送给EP 304和FHP 302,使得EP 304和HlP 302可保持与装置308,310,312的连接。也就是说，从不具有焦点的处理装置(EP 304或FHP 302)的角度，即使装置308，310，312，400未被不具有焦点的处理装置控制也未控 制不具有焦点的处理装置，至少显得保持与这些装置308，310，312，400连接。因此，无论哪 一处理装置302、304具有焦点，UIP 306可将与装置308,310,312,400有关的协议数据发送 给FHP 302和EP 304WIP 306可在模式之间切换。这些模式可将彼此排除在外并可包括第 一处理装置302具有焦点的模式和第二处理装置304具有焦点的模式。
[0037]接口装置400可包括一个或多个指示器如灯，其可传达接口装置与透析机102的命 令输入装置140和/或与同透析机102通信的远程命令输入装置140'的成功配对。指示器还 可传达其它信息，如电池电量低和/或关于接口装置400和透析机102之间的通信通路的其 它信息。
[0038]图5为根据在此描述的系统的实施例，可显示在透析机102的显示器112上并可使 用非接触手势检测输入进行导航的信息500的示意性图示。所示信息的实施例500仅作为例 子给出，根据在此描述的系统，其它信息尤其是用于控制和/或监视透析治疗的其它运行功 能和特征也可被显示和/或控制。在多个不同实施例中，在此描述的系统可结合对应于医疗 装置、医学治疗和/或患者有关数据的信息的产生和/或显示。在所示实施例中，信息500可 包括透析机102的显示器112上的治疗屏，其包含在此描述的用于监视和/或控制透析机102 的功能的方法和系统。其它系统和接口也可用于控制透析机和/或其它医疗装置，例如参考 授予Crnkovich等的题为"Method and System for Controlling a Medical Device"的美 国专利6，775，577，其通过引用组合于此。
[0039] 屏幕访问按钮502 (主要访问）、504(趋势）、506 (透析液）、508 (测试选项）、510 (肝 磷脂）、512(以八）、514(8了1〇和516(血压)可用于以与显示器112处访问类似的方式访问多 个不同的治疗屏。例如，如图所示，主要访问按钮502已被启动，例如基于在此详细描述的手 势检测输入，展现可显示在透析机的显示器112上的主要治疗访问屏501。应注意，在其它实 施例中，显示在透析机102的显示器112上的信息的不同和/或总结版本可显示在接口装置 400上。例如通过按压不同的屏幕访问按钮，可显示不同的治疗访问屏。主要治疗访问屏501 提供当前治疗状态的总览。其它治疗屏可提供当前治疗的具体方面的更深入的查看，尽管 一些治疗屏可能具有与一些其它治疗屏上看到的信息一样的信息。
[0040] 状态框518出现在信息500中显示的治疗屏的左上角。在正常运行期间，其显示机 器的运行模式，在该例子中为"透析"。在警报情形期间，警告消息可显示在状态框518中。状 态框518中显示的消息也可提示操作员在正设置治疗参数的情形下进行特定行动。在正常 治疗期间，框520显示当前时间，及框522显示上次读血压的时间、患者血压和该时间的脉搏 率。按mmHg计的动脉压以数字显示在仪表框524中及以柱形图526图示。类似地，按mmHg计的 静脉压以数字显示在仪表框528中及以柱形图530图示，及按mmHg计的跨膜压(TMP)以数字 显示在仪表框532中并以柱形图534图示。
[00411 Tx时钟按钮536可被启动以开始、暂停或终止治疗。Tx时钟按钮536在启动时控制 血液透析机的多个功能。UF目标按钮538显示在透析治疗期间想要去除的按毫升计的超滤 (UF)。这通常为患者的预和干重加治疗期间摄取的盐溶液或液体之间的差。UF时间按钮540 用作倒计时器，显示超滤将被进行的按小时和分钟计的剩余时间。该计时器在血液报警期 间或者在UF栗停止的任何时间停止。在治疗期间，UF速率按钮542显示按每小时毫升计的当 前超滤速率。超滤速率由UF目标按钮538和UF时间按钮540中输入的值及用UF曲线图按钮 546选择的曲线图确定。UF已移出按钮544保持通过超滤从患者抽出的液体按毫升计的流入 总数。当UF已移出按钮544中显示的值等于UF目标按钮538中输入的值时，发出报警声音并 在状态框518中显示消息"达到UF目标"。当触摸UF曲线图按钮546时，引出UF曲线图选择屏。 一旦选择曲线图及操作员按压主要访问按钮502,所选曲线图显示在UF曲线图按钮546中。 [0042]透析液流按钮548显示按每分钟毫升计的当前透析液流率。温度按钮550显示透析 液的当前摄氏度温度。按压温度按钮550使操作员能设定所希望的温度，其后显示实际温 度。如果温度变化得太原来设定点，发出声音报警，在状态框518中显示警告消息，及透析液 进入旁道。电导率按钮552显示透析液的按每厘米毫西门子计的当前电导率。RTD(剩余透析 时间）按钮554用作显示剩余治疗时间量的倒计时器。在治疗结束时(RTD = O :00)，发出声音 报警并在状态框518中显示消息（RTD零）。当触摸SVS曲线图按钮556时引出钠变化系统 (SVS)曲线图选择屏。一旦选择一曲线图及操作员按压主要访问按钮502,所选曲线图显示 在SVS曲线图按钮556中。
[0043]根据在此描述的系统，系统和技术具体用于基于来自用户的非接触手势输入的电 场感测提供医疗站如透析机的控制。
[0044] 电场由电荷产生并在携带电荷的表面周围三维地伸展。将直流电压(DC)施加到电 极导致恒定不变的电场。施加交流电压(AC)使电荷因而使电场随时间变化。当电荷随频率f 正弦地变化时，所得电磁波通过波长A = c/f表征，其中c为电磁波在真空中的传播速度，即 光速(对于电场感测原理和示例性传感器的明确描述，例如参见Microchip Technology， Inc·，''MGC3130:Single-Zone 3D Tracking and Gesture Controller Data Sheet，" DS40001667C，Nov. 2013，46 pp，其通过引用组合于此，与本说明书别处描述的类似，其可结 合在此描述的系统使用）。
[0045] 电容性接近或电场传感器已知可用于基于传感器的发射器和接收器电极的工作 在用户的手或手指接近传感器的感测区域时检测用户手或手指的手势。一旦用户用手侵入 感测区域，感测区域周围的电场分布变得失真。被手拦截的场力线被分路以通过人体本身 的传导接地。手的接近导致等势线压缩并将接收器电极信号水平转变为可被电场传感器检 测的较低电势。对于可用于检测用户的3D手势的传感器的例子的说明性描述，例如可参见 Curtis等申请的题为"Capacitive PiOximity Based Gesture Input System" 的美国专利 申请2013/0155010 Al、Zhang申请的题为"System and Method to Share Electrodes Between Capacitive Touch Controller and Gesture Detection Device" 的美国专利申 请2013/0249855 AU授予Cehelnik的题为 "DC&AC Coupled E-field Sensor" 的美国专利 7,358,742 B2、及授予King等的题为"Working with 3D Objects" 的美国专利8,514,221 B2，所有这些文献均通过引用组合于此。
[0046] 仅作为例子，可结合在此描述的系统的实施例使用的电场感测产品为Microchip 的GestKf技术，其利用电场进行先进的接近感测并使能通过检测、跟踪和分类用户在自 由空间中的手或手指手势运动实现用户接口应用。GestIC?技术使用在IOOkHz范围中的发 射频率，其反映约三千米的波长。对可小于20 X 20厘米的电极几何结构，该传输波长相较而 言大得多。因此，磁分量实际上为零，不发生波传播。结果是似稳电近场可用于感测传导物 体如人体。Microchip的GestIC i技术利用由传导材料制成并可集成在显示装置壳体后面 的细感测电极。该技术可与Microchip的Colibri Gesture Suite -起使用，其提供 GestIG?技术特征的库。Colibri Suite使用基于隐马尔科夫模型的手势识别引擎及x/y/z 手位置向量后处理并提供与用户无关的3D手和/或手指手势识别水平。Microchip的 GestIC1I术具有0到15cm的检测范围。
[0047] 图6A和6B提供根据在此描述的系统的实施例的示例性电场传感器610的示意性图 示600，600 '，其结合透析装置部件620如透析机的显示器和/或无线连接到透析机的远程接 口装置的显示器工作。在实施例中，电场传感器可以是Microchip的Gest丨C k产品。图6A示 出了其中电场传感器610的电场601未失真的图不600。电场传感器610包括由隔离材料分隔 并被示为在接地层上面的发射器和接收器部件。图6B示出了在用户650的手/手指侵入电场 之后失真电场60的图示600'。如图所示，场力线因人体的传导性被拉向手并分路到地。电场 传感器610可检测不同位置的电场变化以测量电场失真的来源，及该信息可用于计算用户 手的位置、跟踪移动和识别手势。
[0048]图7为在此描述的系统的另一实施例的示意性图示700,其中透析机102的显示器 112可使用基于电场的手势接口连接控制结合患者护理环境100中进行的透析治疗(例如参 见图2)进行控制。在该实施例中，连接到透析机102的电场传感器142可包括手势命令识别 装置145和/或与其连接，其可识别并将HCP 650的手势处理为用于控制透析机的输入。电场 传感器142可以是通过基于用户的电场变化检测3D手势的传感器，如本说明书别处进一步 所述，及手势命令识别装置145可包括用于将手势识别为用户的特定命令的硬件和/或软件 (例如结合显示器112的导航和/或激活屏）。电场传感器142可以是命令输入装置140的实 施，如先前结合用户接口装置208-1和手势检测装置209所述，并可用于结合透析机102的显 示器112上显示的信息500的元素的基于非接触手势的选择、控制和激活而识别和解释HCP 650的非接触命令。这样，HCP 650不需要每次需要针对透析机102采取行动时如在透析治疗 期间修改其参数时均需重新戴上手套。在实施例中，电场传感器142和手势命令识别装置 145可使用Microchip的具有Colibri Gesture Suite的GestIC?产品实施。因而，在实施例 中，用户的手接近以进行手势控制可在电场传感器142/显示器112的15cm内。
[0049]电场传感器142和手势命令识别装置145可根据多个不同的实施例实施，其可包括 整个或部分包含在透析机102的显示器112内。在其它实施例中，电场传感器142/手势命令 识别装置145可位于透析机102上的别处，其适宜地有助于手势感测和命令识别操作并可适 当地连接到显示器112。另外和/或作为备选，在另一实施例中，电场传感器142和手势命令 识别装置145可结合控制单元的显示器进行安排，控制单元连接到透析机102但位于远处或 远离透析机102,如实施为控制器装置30的显示器12的命令输入装置40(例如参见图1)。 [0050]图8为根据在此描述的系统的实施例的示出用户（如HCP 650的）手势810的示意性 图示800,用户手势可用于导航和控制透析机102的显示器112上显示的一个或多个屏幕。手 势810由连接到透析机102的显示器112的电场传感器142的手势命令识别装置145识别。显 示器112显示信息500,其中一部分502a已被手势810激活，如电场传感器142感测及手势命 令识别装置145识别和处理的。如图所示，手势可包括由电场传感器142感测及由手势命令 识别装置145识别和处理的三维(3D)手势成分。由电场传感器142检测并由手势命令识别装 置145识别的手势810的跟踪可直观地呈现在显示器112上，例如呈现为跟踪手位置的鼠标 光标。手势810(和/或另外的手势，例如快速向前运动）可激活光标正停留于其上的部分 502a。例如，给用户的直观反馈可通过随着用户手指朝向手势检测装置(电场传感器142/命 令识别装置145)向前移动而改变高亮部分的颜色实施。激活的部分502a可以是按钮，如主 要访问按钮502,其激活主要访问治疗屏501的提供以提供当前进行的透析治疗的状态总 览。主要访问治疗屏501的提供可通过根据用户对电场传感器142/命令识别装置145处理的 手势810的解释激活按钮502的指令进行。
[0051 ]图9为根据在此描述的系统的实施例的示意性图示900,其示出了HCP 650结合患 者护理环境100中进行的透析治疗(例如参见图2)和透析机的监视和/或控制，使用具有手 势检测和识别的电场感测能力的接口装置910。在该实施例中，HCP 650被示为接近接口装 置910,其可以是本说明书先前所述的接口装置400/401和/或命令输入装置140'的实施。接 口装置910使HCP 650能在透析治疗期间以非接触方式控制透析机102,而不需要HCP触摸 和/或接触透析机102或其部件。接口装置910可包括具有电场传感器和手势命令识别装置 的显示器，如本说明书别处进一步所述。
[0052] 通过接近接口装置910的非接触手势，HCP可通过接口装置910的显示器上显示的 屏幕导航和/或选择或者激活显示的信息500的部分。在实施例中，接口装置910可无线连接 到透析机102及具体连接到透析机102的显示器112,其中透析机102的显示器112上的显示 内容也被显示在接口装置910的显示器上。用于与接口装置910之间的无线信号传输和接收 的无线通道被示意性地示为接口装置910的无线通道911。应注意，接口装置910上显示的信 息不必须与显示器112上显示的信息一样，而是例如可为其总结或浓缩版本。
[0053]另外示意性示出的是无线通道141，其可以是用于来自命令输入装置的无线通道 部件的信号的传输的无线通道。例如，根据在此描述的实施例，在该无线通道上，可在命令 输入装置140和接口装置910之间传送配对信号和/或确认信号及对应于透析机102的信息 显示和信息控制的信息。应注意，结合所述实施例的系统的工作，接口装置910和命令输入 装置140之间的无线通信通道可包括用于经网络120转播信号的适当转播部件，网络120可 以是内部网络和/或外部网络如因特网。通过使用接口装置910，HCP 650可在透析治疗期间 控制透析机，而不用接触透析机102的显示器和/或不必接触接口装置910。这样，HCP不需要 每次需要针对透析机102采取行动如在透析治疗期间修改其参数时均需重新戴上手套。 [0054]在多个不同实施例中，通过电场感测和接口装置910的手势检测部件识别的手势 命令可用于控制显示为接口装置910上的信息500的治疗屏的功能。因而，治疗屏的控制机 制可偏离透析机102的显示器112上显示的治疗屏的控制。例如，接口装置910的屏幕上显示 的治疗屏可通过基于命令的识别进行控制，其可用于重复和/或加亮屏幕410上显示的治疗 屏的信息500的不同按钮。如本说明书别处所述，在其它实施例中，接口装置910上显示的信 息500可以有助于基于命令的识别控制通过接口装置910使能的方式呈现与透析机102的显 示器112上呈现的治疗屏稍微不同的治疗屏。
[0055]图10为根据在此描述的系统的实施例的用户使用如本说明书别处描述的命令输 入装置对透析机进行非接触控制的处理步骤的流程图1000,命令输入装置具体可包括用于 手势检测的电场传感器和包括手势命令识别装置。在步骤1002,响应于用户(HCP)手势，命 令输入装置的电场传感器根据电容性接近处理和/或其它电场检测技术检测用户的手势， 如本说明书别处进一步所述。在步骤1002之后，在步骤1004,检测到的用户手势由手势识别 装置处理以识别和解释该手势象征的命令。在步骤1004之后，在步骤1006,命令输入装置传 输将由正对患者进行透析治疗的透析机的显示器处理的控制信号。在实施例中，命令输入 装置可与透析机的显示器集成为一体并由监视透析治疗的HCP控制，和/或命令输入装置可 以是远离透析机的装置，其具有电场手势检测和识别能力及在处理手势之后将命令信号无 线传给透析机以用于控制透析机。因而，对于在此描述的系统，HCP不物理上接触显示器或 透析机的其它部件。在步骤1006之后，在步骤1008,由或与透析机的显示器集成为一体或远 离该显示器的命令输入装置传输的控制信号由透析机结合在透析治疗期间透析机显示器 上显示的一个或多个屏幕的控制进行处理。
[0056] 在步骤1008之后，处理进行到步骤1010,在透析治疗期间透析机显示器上显示的 信息基于接收到的控制信号修改。例如，如本说明书别处所述，控制信号可使能导航透析机 显示器上显示的屏幕和/或其激活以控制透析机。在步骤1008之后，对于所描述的接口装置 处理迭代，处理结束。应注意，流程图1000的处理可以是不断进行的处理，其中命令输入装 置连续工作以接收和处理用户手势。应注意，流程图1000中进行的处理步骤可结合命令输 入装置、透析机和/或系统的其它适当装置的一个或多个处理器执行非短暂计算机可读介 质上的软件进行。在实施例中，该软件可对应于有助于透析治疗和/或与透析机接口连接的 软件，例如通过提供一个或多个透析治疗屏。
[0057]图11为根据在此描述的系统的实施例的在透析治疗期间导航和/或激活透析机如 透析机22或102的显示器的屏幕进行的具体行动有关的处理的流程图1100。在步骤1102,屏 幕显示在显示器上，具有关于透析机的运行的信息。在步骤1102之后，处理进行到步骤 1104,对应于透析机的运行的命令信号在透析机处接收/处理。例如，命令信号可得自用户 的非接触手势输入命令，其例如经电场传感器及手势检测和识别部件进行检测和识别及从 其产生命令信号，和/或命令信号可经发自远程命令输入装置如接口装置400的无线信号进 行传输，远程命令输入装置在检测和处理用户手势然后向透析机无线传输控制信号。
[0058]在步骤1104之后，处理进行到测试步骤1106，确定所接收的命令信号是否包括从 透析机显示器上显示的当前信息屏导航到不同信息屏的指令。如果在测试步骤1106确定输 入命令是导航到不同屏幕，则处理进行到步骤1108,下一信息屏被显示在透析机的显示器 上。在步骤1108之后，对于所讨论的处理的当前迭代，处理结束，应注意，流程图1100的处理 可反复进行。
[0059] 如果在测试步骤1106确定输入命令并非导航到不同屏，则处理进行到测试步骤 1110,确定输入命令是否为激活透析机显示器上显示的当前屏的一部分。如果否，则处理进 行到步骤1112,针对该命令信号，执行其它处理，其后，处理结束。如果在测试步骤1110确定 命令信号是选择和/或激活当前屏的一部分，如屏幕上显示的透析治疗屏的按钮，则处理进 行到步骤1114，处理该命令信号以选择/激活适当的部分。
[0060] 在步骤1114之后，处理进行到步骤1116,该屏的所选部分被激活(如显示器上的按 钮被激活），当前屏信息被更新以反映激活部分。例如，所接收的控制激活命令可能已调节 所进行的透析治疗的参数，及传给接口装置的确认为更新后的透析治疗信息。因此，更新后 的信息可对应于透析机上显示的透析治疗的治疗屏。在步骤1114之后，对于所描述的处理 的当前迭代，处理结束。应注意，流程图1100的处理可以是不断进行的处理，其中透析机反 复监视与在此所述的系统有关的命令和/或信号。应注意，流程图1100中进行的处理步骤可 结合透析机的一个或多个处理器(具体地，包括透析机的传感器的一个或多个处理器)执行 透析机的非短暂计算机可读介质上的软件进行。在实施例中，该软件可对应于有助于非接 触监视和控制透析治疗和/或与接口装置接口连接的软件，例如结合透析治疗屏的提供的 软件。应注意，流程图1100的处理可结合透析机的其它处理进行，例如包括命令经触屏显示 器直接输入到透析机。
[0061] 应注意，在此所述的系统主要结合透析机的使用和治疗进行描述。应注意，在其它 实施例中，在此所述的系统也可结合其它医疗装置使用，其中这样的装置的非接触控制符 合需要并可适当地进行。还应注意，在此描述的系统可结合下述专利申请中公开的用于控 制医疗装置的系统的特征和功能使用：Wang等申请的题为"Wireless Controller to Navigate and Activate Screens on a Medical Device"的美国专利申请2014/ 0267003A1 及Christensen申请的题为"Wearable Interface for Remote Monitoring and Control of a Medical Device"的美国专利申请2014/0266983 Al，这些申请均已转让给 本申请的
【申请人】并通过引用组合于此。
[0062]对于在此描述的系统，在此描述的多个不同实施例可按适当组合进行相互组合。 另外，在一些情形下，只要适当，流程图和/或所述流处理的步骤顺序可进行修改。另外，在 此描述的系统的多个不同方面可使用软件、硬件、软件和硬件的组合和/或具有所述特征并 执行所述功能的其它计算机实施的模块或装置进行实施。该系统还可包括显示器和/或其 他计算机元件，用于提供与用户和/或其他计算机的适当接口。
[0063] 在此描述的系统的软件实施可包括保存在计算机可读介质中并由一个或多个处 理器执行的可执行代码。计算机可读介质可包括易失性存储器和/或非易失性存储器，例如 可包括计算机硬驱、ROM、RAM、闪存、便携式计算机存储介质如⑶-ROM、DVD-ROM、SD卡、闪驱 和/或其它例如具有通用串行总线(USB)接口的驱动器，和/或可执行代码可保存于其上并 由处理器执行的任何其它适当的有形或非短暂计算机可读介质或计算机存储器。在此描述 的系统可结合任何适当的操作系统使用。
[0064] 通过考虑本说明书或实施在此公开的发明，本发明的其它实施方式对本领域技术 人员而言显而易见。这里的说明及例子仅视为示例性的说明和例子，本发明的真实范围和 精神由权利要求指明。
【主权项】
1. 用于提供与医疗装置非接触电场手势接口连接的方法，包括： 通过检测和分类用户的非接触手势命令，操作电场装置以使用户能与医疗装置非接触 手势接口连接，用户不与医疗装置物理接触； 在医疗装置处接收命令信号，其中命令信号施加到使用医疗装置正进行的治疗，及其 中命令信号对应于用户的非接触手势命令； 在医疗装置处处理命令信号以产生对应于使用医疗装置进行的治疗的信息;及 应用所述信息以调节医疗装置。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述医疗装置包括透析机，及其中用于调节医疗装 置的信息包括修改透析治疗期间显示的透析治疗信息的信息。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电场装置与医疗装置一体，及其中所述命令信 号响应于用户的非接触手势命令通过所述电场装置一体传给所述医疗装置。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电场装置实施在远程接口装置上，所述远程接 口装置响应于用户的非接触手势命令向医疗装置传输无线信号。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述非接触手势命令导致用于调节医疗装置的信 息变化。6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述信息变化至少包括下述之一：（i)显示在医疗 装置上的不同屏幕；（ii)一部分信息通过非接触手势命令激活并导致透析机的操作变化； 或（iii)显示的光标因手的接近检测而照亮及光标的位置通过手的位置操纵。7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述电场装置包括电场传感器和手势命令识别装 置，所述电场传感器检测因用户的手或手指侵入检测用户的非接触手势命令的电场传感器 的感测区域导致的电场变化，所述手势命令识别装置对非接触手势命令进行分类并识别将 在医疗装置处进行的行动。8. -种非短暂计算机可读介质，保存用于提供与医疗装置非接触电场手势接口连接的 软件，包括： 通过检测和分类用户的非接触手势命令，操作电场装置以使用户能与医疗装置非接触 手势接口连接而不与医疗装置物理接触的可执行代码； 在医疗装置处接收命令信号的可执行代码，其中命令信号施加到使用医疗装置正进行 的治疗，及其中命令信号对应于用户的非接触手势命令； 在医疗装置处处理命令信号以产生对应于使用医疗装置进行的治疗的信息的可执行 代码;及 将所述信息用于调节医疗装置的可执行代码。9. 根据权利要求8所述的非短暂计算机可读介质，其中所述医疗装置包括透析机，及其 中用于调节医疗装置的信息包括修改透析治疗期间显示的透析治疗信息的信息。10. 根据权利要求8所述的非短暂计算机可读介质，其中所述电场装置与医疗装置一 体，及其中所述命令信号响应于用户的非接触手势命令通过所述电场装置一体传给所述医 疗装置。11. 根据权利要求8所述的非短暂计算机可读介质，其中所述电场装置实施在远程接口 装置上，所述远程接口装置响应于用户的非接触手势命令向医疗装置传输无线信号。12. 根据权利要求8所述的非短暂计算机可读介质，其中所述非接触手势命令导致用于 调节医疗装置的信息变化。13. 根据权利要求12所述的非短暂计算机可读介质，其中所述信息变化至少包括下述 之一：（i)显示在医疗装置上的不同屏幕；（ii)一部分信息通过非接触手势命令激活并导致 透析机的操作变化;或（iii)显示的光标因手的接近检测而照亮及光标的位置通过手的位 置操纵。14. 根据权利要求8所述的非短暂计算机可读介质，其中所述电场装置包括电场传感器 和手势命令识别装置，所述电场传感器检测因用户的手或手指侵入检测用户的非接触手势 命令的电场传感器的感测区域导致的电场变化，所述手势命令识别装置对非接触手势命令 进行分类并识别将在医疗装置处进行的行动。15. 用于使非接触电场手势能与医疗装置接口连接的系统，包括:医疗装置;电场装置， 其通过检测和分类用户的非接触手势命令使用户能与医疗装置非接触手势接口连接而不 与医疗装置物理接触； 至少一处理器在医疗装置处接收命令信号，其中命令信号施加到使用医疗装置正进行 的治疗，及其中命令信号对应于用户的非接触手势命令； 至少一处理器在医疗装置处处理命令信号以产生对应于使用医疗装置进行的治疗的 信息;及 至少一处理器将所述信息用于调节医疗装置。16. 根据权利要求15所述的系统，其中所述医疗装置包括透析机，及其中用于调节医疗 装置的信息包括修改透析治疗期间显示的透析治疗信息的信息。17. 根据权利要求15所述的系统，其中所述电场装置与医疗装置一体，及其中所述命令 信号响应于用户的非接触手势命令通过所述电场装置一体传给所述医疗装置。18. 根据权利要求15所述的系统，其中所述电场装置实施在远程接口装置上，所述远程 接口装置响应于用户的非接触手势命令向医疗装置传输无线信号。19. 根据权利要求15所述的系统，其中所述非接触手势命令导致用于调节医疗装置的 信息变化。20. 根据权利要求15所述的系统，其中所述电场装置包括电场传感器和手势命令识别 装置，所述电场传感器检测因用户的手或手指侵入检测用户的非接触手势命令的电场传感 器的感测区域导致的电场变化，所述手势命令识别装置对非接触手势命令进行分类并识别 将在医疗装置处进行的行动。
【文档编号】G06F19/00GK106062757SQ201580012361
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月24日 公开号201580012361.0, CN 106062757 A, CN 106062757A, CN 201580012361, CN-A-106062757, CN106062757 A, CN106062757A, CN201580012361, CN201580012361.0, PCT/2015/17189, PCT/US/15/017189, PCT/US/15/17189, PCT/US/2015/017189, PCT/US/2015/17189, PCT/US15/017189, PCT/US15/17189, PCT/US15017189, PCT/US1517189, PCT/US2015/017189, PCT/US2015/17189, PCT/US2015017189, PCT/US201517189
【发明人】T·美瑞克斯, A·布朗, L·塔嫩鲍姆, C·韦弗
【申请人】弗雷泽纽斯医疗保健控股公司