医疗辅助装置的制作方法

1.本发明涉及一种医疗辅助装置。


背景技术：

2.一般来说，可应用于医疗检查或手术场合的成像系统的工作流程较为复杂。以数字射线照相(digital radiography，简称dr)检查为例，其流程包括输入患者信息、选择待检查身体部位、在dr室帮助患者摆位、移动dr设备、选择是否使用辅助设备、最后拍摄dr影片等。然而，复杂的流程可能导致操作错误或选择参数时的各种制约，尤其是需要在检测速度与图像质量之间作出平衡时，这使得检查过程相当耗时且不可靠。
3.现有的一些dr系统提供影像归档和通信系统（picture archiving and communication system，简称pacs），其通过预录入患者信息和待检查部位来帮助医师进行检查。然而，这种dr系统仅在输入患者信息、选择待检查身体部位这两个环节促进了检查流程。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于至少部分地克服上述现有技术中的缺陷。
5.根据本发明的一个方面，提供一种医疗辅助装置，包括：特征获取模块，配置成获取患者的待检查的身体部位的特征；信息处理模块，配置成基于身体部位的特征来生成检查辅助信息；以及操作推荐模块，配置成基于检查辅助信息来生成操作推荐；其中，检查辅助信息包括关联于身体部位的摆位的第一辅助信息。
6.可选地，特征获取模块还配置成获取耦接于该装置的医疗器械的特征，信息处理模块还配置成进一步地基于医疗器械的特征生成检查辅助信息，其中检查辅助信息包括关联于医疗器械的定位的第二辅助信息。
7.可选地，特征获取模块还配置成获取身体部位的三维特征。
8.可选地，信息处理模块配置成识别身体部位的关节和/或姿势。
9.可选地，信息处理模块还配置成提供操作界面以促进医护人员进行检查和/或拍摄。
10.可选地，信息处理模块还配置成识别语音命令和/或手势命令。
11.可选地，操作推荐模块配置成：基于第一辅助信息来生成关联于身体部位的第一操作推荐；基于第二辅助信息来生成关联于医疗器械的第二操作推荐。
12.可选地，操作推荐模块包括第一神经网络和第二神经网络，其中，第一神经网络配置成生成第一操作推荐，第二神经网络配置成生成第二操作推荐，第一神经网络和第二神经网络彼此独立。
13.可选地，设备控制模块还配置成基于第一操作推荐来调整医疗器械的第一台架，并基于第二操作推荐来调整医疗器械的第二台架。
14.根据本发明的另一方面，提供一种医疗辅助装置，其包括：特征获取模块，配置成
获取患者的待检查的身体部位的特征以及耦接于装置的医疗设备的特征；信息处理模块，配置成基于身体部位的特征和医疗设备的特征生成检查辅助信息；操作推荐模块，配置成基于检查辅助信息生成操作推荐；其中，检查辅助信息包括关联于身体部位的摆位的第一辅助信息和关联于医疗设备的定位的第二辅助信息；操作推荐包括关联于身体部位的第一操作推荐和关联于医疗设备的第二操作推荐。
15.本发明提供的医疗辅助装置可通过获取并识别患者待检查身体部位的特征来生成检查辅助信息及相应的操作推荐，可自动推荐拍摄部位或通知医护人员患者身体部位的摆位是否满足检查需求，这节省了医护人员的工作负担，从而促进或帮助医护人员检查患者，简化了操作流程、提高了检查效率。此外，该装置还可获取医疗器械的特征，并可用于自动调节医疗器械，从而加速检查过程。
附图说明
16.图1示出根据本发明一个实施例的医疗辅助装置的模块结构示意图。
17.图2示出根据本发明另一实施例的医疗辅助装置的模块结构示意图。
18.图3示出根据本发明又一实施例的医疗辅助装置的模块结构示意图。
具体实施方式
19.在以下描述中提出具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的技术人员将清楚地知道，即使没有这些具体细节也可实施本发明的实施例。在本发明中，可进行具体的数字引用，例如“第一元件”、“第二装置”等。但是，具体数字引用不应当被理解为必须服从于其字面顺序，而是应被理解为“第一元件”与“第二元件”不同。
20.本发明所提出的具体细节只是示范性的，具体细节可以变化，但仍然落入本发明的精神和范围之内。术语“耦接”、“耦合”被定义为表示直接连接到组件或者经由另一个组件而间接连接到组件。
21.以下通过参照附图来描述适于实现本发明的方法、系统和装置的优选实施例。虽然各实施例是针对元件的单个组合来描述，但是应理解，本发明包括所公开元件的所有可能组合。因此，如果一个实施例包括元件a、b和c，而第二实施例包括元件b和d，则本发明也应被认为包括a、b、c或d的其他剩余组合，即使没有明确公开。
22.本发明一个实施例提供一种医疗辅助装置10，如图1所示，医疗辅助装置10包括特征获取模块101、信息处理模块103以及操作推荐模块105。特征获取模块101配置成获取患者的待检查的身体部位的特征。信息处理模块103配置成基于身体部位的特征来生成检查辅助信息。操作推荐模块105配置成基于检查辅助信息来生成操作推荐。
23.具体来说，特征获取模块101可采用一组相机来拍摄患者的身体部位，基于拍摄所得的身体部位的影像来提取患者身体部位的特征，诸如关节特征和姿势特征。信息处理模块103可根据上述特征来生成检查辅助信息，检查辅助信息包括关联于身体部位的摆位的第一辅助信息。基于第一辅助信息，可确定本次检查/拍摄针对的是患者的哪个部位。随后，操作推荐模块105生成操作推荐，由此向医护人员自动推荐拍摄该部位的操作步骤、并可进一步生成操作界面以供医护人员使用。这样，可简化操作流程，提高检查/拍摄效率。
24.作为一个示例，当患者刚进入检查室时，医疗辅助装置还停留在拍摄前一个患者
腹部的状态，技师帮助患者摆位以后（例如，摆成了拍胸片的姿势），医疗辅助装置可利用特征获取模块、信息处理模块识别摆位，进而确定需要拍摄胸片并生成拍摄胸片所需的操作界面。由此，技师将无需向医疗辅助装置告知本次拍摄哪个身体部位，而可正常启动后续的拍摄过程。
25.在一些实施例中，特征获取模块101可获取耦接于该装置10的一些医疗器械的特征，信息处理模块103进一步基于这些医疗器械的特征生成检查辅助信息，其进一步包括关联于医疗器械的定位的第二辅助信息，以指示医疗器械与患者间的相对位置。作为进一步的改进，医疗辅助装置10可包括一个设备控制模块，其可用于调节医疗器械的位置或状态。
26.再参见图2，本发明的另一实施例提供了一种医疗辅助装置10，该装置可包括特征获取模块101、信息处理模块103、操作推荐模块105、设备控制模块107和一个或多个医疗器械102。各模块之间的耦合关系如图所示，其中医疗器械102可作为医疗辅助装置10的一个部件，也可作为一个独立的装置耦接到医疗辅助装置10。该医疗辅助装置10可用于为患者拍摄dr影像、执行医学检查，并进一步配置成简化操作流程、提供操作推荐，从而促进或帮助医护人员检查患者。
27.作为一些示例，医疗辅助装置10可以是诸如数字射线照相装置、医学检查设备、手术台等大型医疗设备，医疗器械102可以是大型医疗设备的一个部件或多个部件的组合体，例如包括承托患者的台架、摄像装置及其外壳、射线源、以及特定手术器械、医用照明灯具等。
28.特征获取模块101配置成获取患者待检查的身体部位的特征和与医疗辅助装置10耦接的医疗器械102的特征。作为示例，特征获取模块101可包括一组或多组相机，用来获取患者的待检查身体部位的姿态特征，例如身体部位的姿势、患者身高、厚度、身体部位的尺寸等。这多组相机还可以获取医疗器械的尺寸特征和待检查身体部位与医疗器械的相对位置特征，例如医疗器械的长宽高、医疗器械在医疗室内的相对位置、各医疗器械相对于各相机的相对位置、各相机彼此之间的相对位置等。为获取上述各个相对位置，可采用至少一个深度照相机进行拍摄来获取空间和各对象（身体部位及医疗器械）的三维特征。
29.信息处理模块103与特征提取模块101通信耦合，其从特征提取模块101获得身体部位特征和医疗器械特征，进而生成检查辅助信息。检查辅助信息可包括关于待检查身体部位的摆位的第一辅助信息和关于医疗器械的定位的第二辅助信息。第一辅助信息可直接确定(识别)患者待检查的身体部位的特定摆位，并与其他摆位信息相区别。第二辅助信息关联于第一辅助信息，其指示在当前摆位状态下各医疗器械之间的相对位置、以及相应医疗器械与患者之间的相对位置。在后续步骤中（如下详述）可通过对第一、第二辅助信息的分析计算，确定身体部位的摆位以及其与医疗器械间的距离是否便于医护人员进行本次医学检查或影像拍摄，并进而生成适当的操作推荐。
30.作为改进的实施例，信息处理模块103可以采用关节检测算法、人像分割算法等来识别待检查的身体部位的关节以及相对位置信息，由此可确定该身体部位的具体姿势，其被作为第一辅助信息的至少一部分。同时，信息处理模块203可根据医疗器械的相对位置特征确定承托患者的台架、摄像装置与待检查身体部位之间的各个三维距离，其被作为第二辅助信息的至少一部分。
31.在一些具体的实施例中，信息处理模块103可以从其他医疗器械（例如之前已用于
检查患者身体的医疗装置）获得待检查身体部位的一些特征信息，包括身体厚度、高度，这些特征信息也可来自于患者的电子病历。此外，信息处理模块103还可从医疗器械102获得台架的位置信息、摄像装置及射线源的角度等。这样，信息处理模块103综合来自各种来源的身体部位特征和医疗器械特征来生成检查辅助信息。
32.检查辅助信息的一部分可呈现为视觉（视频）信息，包括外观、颜色、亮度、位置、尺寸、数量、文本及动作等，并经由显示屏显示。检查辅助信息也可呈现为音频信息，包括语音、音乐、节奏、旋律等，可经由麦克风播放。检查辅助信息还可以呈现为操作界面上的可触摸的特征，从而可通过触摸、按压、感知其冷热等方式来被感知。
33.根据一些改进的实施例，信息处理模块103还提供图形化的操作界面供医护人员进行交互式操作，以促进医护人员进行检查和影像拍摄。作为示例，医护人员通过对操作界面上显示的按钮或菜单的触摸可调节医疗辅助装置10和医疗器械102的状态，在操作界面上可呈现各种配置/操作参数，包括用于医疗辅助装置10的参数和用于医疗器械102的参数。通过对这些参数的选择，医护人员能够方便地调节或配置医疗辅助装置10和医疗器械102的工作状态，高效地进行dr影像拍摄并完成各项医学检查。在一些实施例中，信息处理模块103可识别医护人员的语音命令或手势命令，以促进对参数、按钮、菜单等的选择以及数值的确定。
34.操作推荐模块105从信息处理模块103获取检查辅助信息的至少一部分，并基于对这些检查辅助信息的计算来生成适当的操作推荐。具体来说，操作推荐不仅可根据患者的摆位、姿势等向医护人员推荐拍摄部位、或通知医护人员患者身体部位的摆位是否满足检查需求，还可用于自动地调节医疗器械102来匹配本次拍摄或检查，从而加速检查过程。
35.作为一个示例，操作推荐以音频、视频结合的方式向医护人员推荐将医疗器械的台架纵向移动5cm（相对于医疗器械的原点）、再将深度照相机沿+45度方向摆动15度。医护人员可通过语音命令准许本次操作推荐，进而设备控制模块107响应命令基于上述操作推荐自动地完成对医疗器械102（如台架和深度照相机）的调节操作。操作推荐也可向医护人员指示对患者身体部位的摆位进行微调，以便于影像拍摄或医学检查。
36.在本发明的一些实施例中，操作推荐模块105基于第一辅助信息来生成关联于患者的身体部位的第一操作推荐；基于第二辅助信息来生成关联于医疗器械102的第二操作推荐。具体来说，第一操作推荐包括推荐或通知患者的拍摄部位、或其摆位是否满足检查需求，第二操作推荐包括各医疗器械102的移动量（包括角度转动和位置移动）。第一、第二操作推荐关联于同一次检查过程，但分别基于第一、第二辅助信息来独立地生成。第一、第二操作推荐具有不同量度或内容，分别适于启动对待检查的患者的身体部位的拍摄和对医疗器械102的相对位置进行调整。
37.生成操作推荐时，操作推荐模块105可利用基于神经网络或遗传算法等算法模型采集历史检查数据，进行机器学习，动态调节模型的参数，进而在检查过程中实时地生成各种操作推荐。为了独立地生成第一、第二操作推荐，操作推荐模块105可包括第一、第二神经网络，第一神经网络用于生成关联于患者身体部位的第一操作推荐，第二神经网络用于生成关联于医疗器械102的第二操作推荐。在一些实施例中，第一、第二神经网络分别独立地进行训练，训练所用的数据也是针对于患者身体部位和具体的医疗器械102分别筛选出来的。
38.设备控制模块107至少部分地基于该操作推荐来调节相应的医疗器械102。例如，按照操作推荐，设备控制模块107可在水平或竖直方向上移动台架，可调节摄像装置的位置和角度以及控制dr射线源的开启等。根据本发明的一些实施例，设备控制模块107可基于第一操作推荐调整医疗器械102的第一台架，并基于第二操作推荐调整医疗器械102的第二台架，其中，第一台架用于承载患者，第二台架用于固定摄像装置。这样，设备控制模块107不仅能够自动推荐或通知拍摄部位、或患者身体部位的摆位是否满足检查需求，还可同时实现对摄像装置的自动调节。
39.在一些实施例中，设备控制模块107还配置成显示各医疗器械102的状态和它们分别对操作推荐作出的响应。作为示例，台架的状态可包括待移动、（水平或垂直）移动中、就位、固定、可手动调节等。医疗器械102对操作推荐作出的响应包括，例如，不响应、部分响应、实时响应、暂缓响应等。具体的响应状态可取决于相应医疗器械102的特性、应用场景、限位以及与其他医疗器械的配合。
40.本发明的又一实施例提供一种医疗辅助装置20，其与医疗设备30配合使用。具体地，医疗辅助装置20作为一种可拆卸部件耦接于医疗设备30。进一步地，这种医疗辅助装置20可以形成为通用部件，具备通用数据接口，从而能够与多种dr系统配合使用。如图3所示，该医疗辅助装置20包括特征获取模块201、信息处理模块203、操作推荐模块205。各个模块在硬件上可采用一个或多个处理器、存储器以及通信单元来实现。
41.具体来说，特征获取模块201可获取患者的待检查的身体部位的特征和与医疗辅助装置20耦接的医疗设备30的特征。信息处理模块203基于身体部位的特征和医疗设备30的特征来生成检查辅助信息。操作推荐模块205基于检查辅助信息生成操作推荐。操作推荐随后可被提供至医疗设备30，在医护人员的准许下，医疗设备30可响应该操作推荐而由自身执行相应的调节动作，包括移动台架、照相机、dr射线源等位置和角度，以促进整个检查过程。
42.具体来说，检查辅助信息包括关联于患者身体部位的摆位的第一辅助信息和关联于医疗设备30的定位的第二辅助信息。与此相应地，操作推荐包括关联于身体部位的第一操作推荐和关联于医疗设备30的第二操作推荐。换言之，对患者身体部位摆位的调节和对医疗设备30的调节可独立进行，但两种调节服务于共同的目的，即，提高医学检查过程的效率。
43.本领域的技术人员将会理解，结合本文中所公开的方面所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了表明硬件和软件间的可互换性，各种说明性部件、块、模块、电路和步骤在上文根据其功能性总体地进行了描述。这样的功能性是实现为硬件还是软件将取决于特定应用以及对总体系统所施加的设计限制。技术人员可以针对具体的特定应用、按照变化的方式来实现所描述的功能性，但是，这样的实现方式决策不应当被理解为引起与本发明范围的背离。
44.上述说明仅针对于本发明的优选实施例，并不在于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可能作出各种变形设计，而不脱离本发明的思想及附随的权利要求。