使用设备形状感测的临床决策支持和训练系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及医学仪器和系统，并且更具体地涉及采用形状感测信息以用于医学应用和其他应用中的训练和决策制定的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在医学流程中，医生的技能水平和经验通常指示流程的临床效率和功效。这创建了对有经验的医生超过没有经验的同事的偏好，最终导致患者和医院管理者优选并挑选具有较高经验的医生。在许多实例中，可以通过对经验较少的医生进行适当的训练来克服该偏好。
【发明内容】
[0003]根据本发明的原理，提供了一种训练或评级系统，所述训练或评级系统包括形状感测使能的设备和针对所述形状感测使能的设备的可能的形状和形状序列的数据库。所述可能的形状和形状序列包括通过利用所述形状感测使能的设备适当地执行流程而得到的姿态的集合。比较模块可以被配置为将所述形状感测使能的设备的实时姿态与所述数据库中的所述姿态的集合进行比较，以为所述形状感测使能的设备的用户输出比较反馈。
[0004]所述数据库可以包括从适当地执行所述流程的一个或多个专家收集的数据。所述形状感测使能的设备可以包括光纤形状感测设备或者电磁跟踪设备。此外，所述数据库可以包括最佳实践数据库，所述最佳实践数据库可以包括流程特异性约束或环境特异性约束。数据库还可能包括与所述流程的流程类型、医生和具体情况相关的数据的库。
[0005]另外，所述系统可以包括被配置为向用户提供信息以协助所述用户确定在所述流程期间的动作的过程的引导系统。所述引导系统的所述信息可以是基于通过适当地执行所述流程而得到的所述姿态的集合。所述数据库可以存储与流程结果相关联的所述姿态的集合，使得所述比较反馈包括由所述用户执行的所述流程的可能的结果。所述比较反馈可以包括对流程步骤的执行时间的比较，并且所述比较反馈可以包括对所述用户的评级。
[0006]根据本发明的原理，还提供了一种决策支持系统，所述决策支持系统包括形状感测使能的设备和针对所述形状感测使能的设备的可能的形状和形状序列的数据库。所述可能的形状和形状序列包括通过利用所述形状感测使能的设备适当地执行流程而得到的姿态的集合。比较模块可以被配置为将所述形状感测使能的设备的实时姿态与所述数据库中的所述姿态的集合进行比较，以向所述形状感测使能的设备的用户输出比较反馈。引导模块可以被配置为向用户提供信息，以协助所述用户确定在所述流程期间的动作的过程。
[0007]所述数据库可以包括从适当地执行所述流程的一个或多个专家收集的数据。所述形状感测使能的设备可以包括光纤形状感测设备或者电磁跟踪设备。此外，所述数据库可以包括最佳实践数据库，所述最佳实践数据库可以包括流程特异性约束或环境特异性约束。所述数据库可以包括与所述流程的流程类型、医生和具体情况相关的数据的库。
[0008]另外，所述系统可以包括引导系统，所述引导系统具有基于通过适当地执行所述流程而得到的所述姿态的集合的信息。所述数据库可以存储与流程结果相关联的所述姿态的集合，使得所述比较反馈包括由所述用户执行的所述流程的可能的结果，以协助决策制定。所述比较反馈可以由反馈机构来提供，所述反馈机构通过视觉模式、听觉模式和图形模式中的一项或多项来提供反馈。所述比较反馈也可能包括针对不期望的动作的警告消息。
[0009]此外，根据本发明的原理，提供了一种用于流程训练和/或决策支持的方法，所述方法包括:在模拟状况或实际状况中采用形状感测使能的设备；将对所述形状感测使能的设备的使用与针对所述形状感测使能的设备的可能的形状和形状序列的数据库进行比较，所述可能的形状和形状序列包括通过利用所述形状感测使能的设备适当地执行流程而得到的姿态的集合；并且基于对所述形状感测使能的设备的实时姿态与所述数据库中的所述姿态的集合的比较来输出评级反馈或改进反馈。
[0010]所述方法还可以包括使用从适当地执行所述流程的一个或多个专家收集的数据来训练所述数据库。所述形状感测使能的设备可以包括光纤形状感测设备或者电磁跟踪设备。所述方法还可以包括创建最佳实践数据库，所述最佳实践数据库可以包括输出步骤中采用的流程特异性约束或环境特异性约束。所述数据库可以包括与所述流程的流程类型、医生和具体情况相关的数据的库。所述方法还可以包括向用户提供信息以协助所述用户确定在所述流程期间的动作的过程。所述信息可以是基于通过适当地执行所述流程而得到的所述姿态的集合的。所述方法也可能还包括向所述用户发出所述流程期间的不期望的动作的警告。此外，所述输出可以包括输出由所述用户执行的所述流程的可能的结果，并且所述反馈可以包括对流程步骤的执行时间的比较。而且，所述方法还可以包括基于行为反馈来证明所述用户。
[0011]结合附图阅读对本公开的说明性实施例的以下详细说明，本公开的这些和其他目的、特征和优势将变得显而易见。
【附图说明】
[0012]本公开将参考以下附图详细呈现对优选实施例的以下说明，其中:
[0013]图1是示出了根据一个实施例的、采用形状感测的训练和/或决策支持系统的方框/流程图；
[0014]图2是示出了根据一个实施例的、创建使用在使用该系统的专家动作期间存储的数据的训练工具的方框/流程图；
[0015]图3是示出了根据一个实施例的、用于采用图1的系统/工具来证明用户的范例工作流的方框/流程图；
[0016]图4是示出了根据一个实施例的、用于采用图1的系统/工具来教导用户如何适当地执行一个或多个流程，并且来进一步训练系统/工具的另一个范例工作流的方框/流程图；
[0017]图5是示出了根据一个实施例的、用于指导说明性研宄以确定使用图1的系统/工具的有效性的范例工作流的方框/流程图；并且
[0018]图6是示出了根据本发明的原理的、用于使用图1的系统/工具来进行训练和/或决策支持的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]根据本发明的原理，医学设备(例如导丝或导管)可以与形状感测技术组合来收集信息，以用于训练模型和训练工具。虽然使用了形状感测技术，但是在流程期间的任何时刻对医学设备的位置和形状的确定是可能的。临床决策支持(CDS)和高级流程训练系统可以帮助改进该情况并且提升基于证据的方法。本发明的原理提供了采用与形状感测使能的设备组合而得到的数据来创建最佳实践指南以对设备进行致动从而得到临床结果(例如将设备引导到特定的解剖结构中或部署植入物)的系统。可以通过监测经训练的或有经验的医生的致动步骤来遵从最佳实践指南，从而到达解剖特征或位置，或者在身体内部署植入物或物体。
[0020]训练系统可以采取⑶S系统的形式，并且可以例如通过基于从在流程本身中的操纵期间设备已经经历的形状或改变获得的感兴趣解剖结构的可接近性来预测临床结果，从而获得关于流程成功的概率的实时反馈/报告。其他特征包括从CDS系统得到实时路线图(road-mapping)建议，所述建议涉及基于与对应的仪器操纵存档记录和临床结果相似的临床案例的训练库来向靶递送仪器或治疗中的最优下一步骤。
[0021]本实施例可以被用来比较性地展示以特定的方式执行流程的优势。例如，该系统可以与具有特定的流程方案的数据库组合基于对流程组之间的度量(例如剂量、时间以及成功率)的比较来展示一种技术对另一种的比较优势。
[0022]数据库中可用的动态的形状数据和派生的量度可以被用来对训练医生如何操纵设备以实现期望的临床效果或提高测得的度量(例如减少时间或创伤等)。可以使用若干跟踪技术来获得形状数据，所述若干跟踪技术包括但不限于光学形状感测、电磁跟踪或其他定位/跟踪系统，其中，采用多个传感器来跟踪设备的部分或整个设备。
[0023]应当理解，将关于医学仪器和流程来描述本发明；然而，本发明的教导宽泛得多并且适用于其中训练是有利的任何流程。在一些实施例中，本发明的原理被用在跟踪或分析复杂的生物或机械系统中。具体而言，本发明的原理适用于生物系统的内部跟踪流程，诸如肺、胃肠道、排泄器官、血管等身体的所有区域中的流程。附图中描绘的元件可以被以硬件和软件的各种组合来实现，并且可以提供可以被组合在单个元件或多个元件中的功能。
[0024]可以通过使用专用硬件以及能够与合适的软件相关联地执行软件的硬件来提供附图中示出的各个元件的功能。当由处理器来提供功能时，可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由其中一些可以被共享的多个独立处理器来提供功能。此外，对术语“处理器”或“控制器”的明确的使用不应被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以暗含地包括，但不限于，数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、非易失性存储器等。
[0025]此外，本文记载原理、方面和本发明的实施例及其具体范例的所有陈述旨在包括其结构等价方案和功能等价方案两者。此外，旨在使这样的等价方案包括目前已知的等价方案以及将来发展出的等价方案(即发展出的执行相同的功能的任何元件，而不论其结构如何)两者。因此，例如