利用虚拟检查功能对远程患者直接进行人工检查
2019-11-22

利用虚拟检查功能对远程患者直接进行人工检查

公开了用于模拟项目的触觉反应的模拟器组件(600)。该模拟器组件包括回放模块(602),该模块具有感觉调节子组件(636),感觉调节子组件能够响应输入信号施加作用力。同时提供将输入信号转换为用户上的触感的触觉回放组件(800)。触觉回放组件包括具有感觉调节子组件的回放外衣(806),感觉调节子组件适合于响应输入信号生成作用力。同时公开了触摸身体并获取身体图像的成像检查组件(900)。此外公开了超声波成像系统。公开了远程对患者进行直接手工检查的设备。公开了给子用户的身体以触感的方法。公开了记录触觉数据的方法。

为了降低直接作用到患者上的重量,减少PEIM的尺寸,特别是把PEIM卯4放到诸如四肢或手指之类的身体上的一小部分时,和/或增加该部件的安全性(降低通信/数据传输的RF或微波辐射),PEIM904的控制部分最好远离患者。正如熟练技术人员理解的那样,电子脐带938包括布置在压力换能器和感觉调节子组件的可变力生成设备之间,以及成像设备908和电源之间的连接线。正如熟练技术人员理解的那样,也可以为PEIM904配置单个或多个多通道换能器/电阻设备,其中经由HCU(未示出)向用户的手回传阻力的绝对变化。为增加PEIM904的灵敏度和功能性,可以细分每个单元914,并且在整个PEIM904中应用许多感觉调节子组4牛。尽管在上述实施方式中把线性阵列换能器908布置在与安装感觉调节子组件918的单元914分离的PEIM904中,但是熟练技术人员应该理解,其它构造也是可行的,并且在本发明的范围内。例如,正如图21所示,可以在每个单元914内布置超声波换能器,从而每个单元同时包含感觉调节子组件和超声波换能器908。图22是一个流程图,表示与成像检查组件900关联的一般处理。软件控制HCU、PEIM、系统力学和通信协议的各种功能。除与本发明的成像方面有关的附加特征之外,软件1000的特殊功能类似于前述实施方式描述的功能。因此,以下论述专注于在控制PEIM904的成像方面时使用的那些方面,并且为简便起见,不再详细描述先前描述的软件功能。附加软件功能包括所有的超声波信号传输、选通和通信协议,以及用于提供B模式、光谱分析、彩色和/或双工多普勒图像的特殊信号处理功能、信号分析和处理命令。通过使用位于线性阵列换能器908和提供触觉数据的PEIM904的剩余部分之间的通信网络,该软件控制用于原始发送和接收数据的设备传输协议。参照图22,计算机1014根据从脉冲发生器1024那里接收的脉沖,生成一个发送信号。微处理器1016接收该发送信号,其中可以把微处理器1016集成到计算机1014中。利用软件处理该发送信号,通过诸如全球计算机网络之类的计算机网络1012,传输到线性阵列换能器1002,信号或者为数字信号,或者为模拟信号,这取决于该发送信号是通过数字门电路1006还是通过数模转换门电路1004。线性阵列换能器1002接收并处理该发送信号,响应接收的发送信号生成超声波。将超声波指向患者的身体。处理线性阵列换能器1002接收的返回超声波,经由适当的数字门电路1006或模数转换门电路1004,传输到孩£处理器1008。微处理器1008处理接收的信号,并将该信号传输到计算才几1010。计算机1010处理接收的信号,并通过计算机网络1012,将经过处理的代表超声波图像的数据传输到第二计算机1014。计算机1014处理接收的数据,并将数据传输到微处理器1016,接着,通过数字门电路1018或数模转换门电路1020到达接受器1026。接受器1026处理接收的数据,以便供灰度等级显示装置或彩色显示装置使用,并将该数据传输到存储器1028,最好传输到显示装置1030。显示装置1030用可视方式显示该数据,以便供用户/医师使用。脉冲发生器1024同步所描述的系统的各种組件。更准确地说,正如技术人员熟知的那样,超声波成像设备在短期内传输超声波。然后关闭换能器的传输功能,该超声波换能器在短期内收听返回回波。脉沖发生器1024传输定时脉冲,以触发并同步超声波成像处理期间发生的各种事件。用信号通信的方式连接本发明的所示实施方式的脉沖发生器1024与存储器1028、接受器1026和放大器1022。一旦放大器1022收到来自脉沖发生器1024的脉沖,放大器1022就生成电压形式的输出信号,该信号或者指向数字门电路1018,或者指向模数转换门电路1020,以传输到微处理器1016。在微处理器1016中处理该信号,然后传输到计算机1014。计算机1014进一步处理该信号,通过诸如因特网1012之类的通信网络,传输到另一台计算机1010。计算机IOIO处理该信号,并将该信号传输到微处理器1008以便进一步处理。接着,微处理器1008将该信号传输到数字门电路1006或数模转换门电路1004,最好通过信号放大器1003,传输到换能器阵列1002。根据换能器阵列1002接收的信号,换能器阵列1002或者采取传输配置,或者采取接收配置。尽管本发明的实施方式是从用于说明目的的特定医学应用方面描述的,但是相关领域的熟练技术人员应该理解,所公开的备选实施方式的本质是说明性的,不应该解释为其应用限定在重建与身体检查有关的实际生理发现。因此,应该理解,备选实施方式有广泛应用,并且可以在需要触觉信息的情况中使用,或者在非邻接位置的个体需要对物理结构进行三维建模时使用。例如,尽管把本发明的所示实施方式描述为能够模拟位于偏远位置的患者的身体检查,但是医学领域内的附加应用还包括在敌对环境中对患者进行检查的能力,敌对环境如深海、太空、战场环境、偏远位置、高山/丛林探险,同时包含触觉检查和实时内部成像能力。另夕卜,便携形式可以应用于诸如车间内的医疗救护站,因此患者无需丢下工作前往医师的诊所。而丢下工作前往诊所对患者和医师都是很无效的。便携形式也可以应用于家庭,某些评估可以避免需要几小时的旅途劳顿前往急诊室。此种效率会显著影响总的卫生保健费用。另外,所示实施方式适合于其它科学应用(如考古学、生物学或深海),此时现场科学家可能需要或希望向其上级组织的同事回传其发现/工作的触觉和内部图像性质。尽管举例说明并描述了本发明的优选实施方式,但是应该理解,可以作出各种变更而并不背离本发明的实质和范围。

为了降低直接作用到患者上的重量,减少PEIM的尺寸,特别是把PEIM卯4放到诸如四肢或手指之类的身体上的一小部分时,和/或增加该部件的安全性(降低通信/数据传输的RF或微波辐射),PEIM904的控制部分最好远离患者。正如熟练技术人员理解的那样,电子脐带938包括布置在压力换能器和感觉调节子组件的可变力生成设备之间,以及成像设备908和电源之间的连接线。正如熟练技术人员理解的那样,也可以为PEIM904配置单个或多个多通道换能器/电阻设备,其中经由HCU(未示出)向用户的手回传阻力的绝对变化。为增加PEIM904的灵敏度和功能性,可以细分每个单元914,并且在整个PEIM904中应用许多感觉调节子组4牛。尽管在上述实施方式中把线性阵列换能器908布置在与安装感觉调节子组件918的单元914分离的PEIM904中,但是熟练技术人员应该理解,其它构造也是可行的,并且在本发明的范围内。例如,正如图21所示,可以在每个单元914内布置超声波换能器,从而每个单元同时包含感觉调节子组件和超声波换能器908。图22是一个流程图,表示与成像检查组件900关联的一般处理。软件控制HCU、PEIM、系统力学和通信协议的各种功能。除与本发明的成像方面有关的附加特征之外,软件1000的特殊功能类似于前述实施方式描述的功能。因此,以下论述专注于在控制PEIM904的成像方面时使用的那些方面,并且为简便起见,不再详细描述先前描述的软件功能。附加软件功能包括所有的超声波信号传输、选通和通信协议,以及用于提供B模式、光谱分析、彩色和/或双工多普勒图像的特殊信号处理功能、信号分析和处理命令。通过使用位于线性阵列换能器908和提供触觉数据的PEIM904的剩余部分之间的通信网络,该软件控制用于原始发送和接收数据的设备传输协议。参照图22,计算机1014根据从脉冲发生器1024那里接收的脉沖,生成一个发送信号。微处理器1016接收该发送信号,其中可以把微处理器1016集成到计算机1014中。利用软件处理该发送信号,通过诸如全球计算机网络之类的计算机网络1012,传输到线性阵列换能器1002,信号或者为数字信号,或者为模拟信号,这取决于该发送信号是通过数字门电路1006还是通过数模转换门电路1004。线性阵列换能器1002接收并处理该发送信号,响应接收的发送信号生成超声波。将超声波指向患者的身体。处理线性阵列换能器1002接收的返回超声波,经由适当的数字门电路1006或模数转换门电路1004,传输到孩£处理器1008。微处理器1008处理接收的信号,并将该信号传输到计算才几1010。计算机1010处理接收的信号,并通过计算机网络1012,将经过处理的代表超声波图像的数据传输到第二计算机1014。计算机1014处理接收的数据,并将数据传输到微处理器1016,接着,通过数字门电路1018或数模转换门电路1020到达接受器1026。接受器1026处理接收的数据,以便供灰度等级显示装置或彩色显示装置使用,并将该数据传输到存储器1028,最好传输到显示装置1030。显示装置1030用可视方式显示该数据,以便供用户/医师使用。脉冲发生器1024同步所描述的系统的各种組件。更准确地说,正如技术人员熟知的那样,超声波成像设备在短期内传输超声波。然后关闭换能器的传输功能,该超声波换能器在短期内收听返回回波。脉沖发生器1024传输定时脉冲,以触发并同步超声波成像处理期间发生的各种事件。用信号通信的方式连接本发明的所示实施方式的脉沖发生器1024与存储器1028、接受器1026和放大器1022。一旦放大器1022收到来自脉沖发生器1024的脉沖,放大器1022就生成电压形式的输出信号,该信号或者指向数字门电路1018,或者指向模数转换门电路1020,以传输到微处理器1016。在微处理器1016中处理该信号,然后传输到计算机1014。计算机1014进一步处理该信号,通过诸如因特网1012之类的通信网络,传输到另一台计算机1010。计算机IOIO处理该信号,并将该信号传输到微处理器1008以便进一步处理。接着,微处理器1008将该信号传输到数字门电路1006或数模转换门电路1004,最好通过信号放大器1003,传输到换能器阵列1002。根据换能器阵列1002接收的信号,换能器阵列1002或者采取传输配置,或者采取接收配置。尽管本发明的实施方式是从用于说明目的的特定医学应用方面描述的,但是相关领域的熟练技术人员应该理解,所公开的备选实施方式的本质是说明性的,不应该解释为其应用限定在重建与身体检查有关的实际生理发现。因此,应该理解,备选实施方式有广泛应用,并且可以在需要触觉信息的情况中使用,或者在非邻接位置的个体需要对物理结构进行三维建模时使用。例如,尽管把本发明的所示实施方式描述为能够模拟位于偏远位置的患者的身体检查,但是医学领域内的附加应用还包括在敌对环境中对患者进行检查的能力,敌对环境如深海、太空、战场环境、偏远位置、高山/丛林探险,同时包含触觉检查和实时内部成像能力。另夕卜,便携形式可以应用于诸如车间内的医疗救护站,因此患者无需丢下工作前往医师的诊所。而丢下工作前往诊所对患者和医师都是很无效的。便携形式也可以应用于家庭,某些评估可以避免需要几小时的旅途劳顿前往急诊室。此种效率会显著影响总的卫生保健费用。另外,所示实施方式适合于其它科学应用(如考古学、生物学或深海),此时现场科学家可能需要或希望向其上级组织的同事回传其发现/工作的触觉和内部图像性质。尽管举例说明并描述了本发明的优选实施方式,但是应该理解,可以作出各种变更而并不背离本发明的实质和范围。

期望PEIM904与以上实施方式描述的系统软件和HCU—起4吏用。把PEIM904连接到位于患者端的计算机或通信设备(未示出)上。患者拿住PEIM904,并且按照医师的指示沿其身体移动它。通过通信网络,医师用HCU向PEIM904传送压力信号。接着,PEIM904检测患者的逆压反应,并向HCU传送作为结果的逆压信号。

把PEIM卯4的底部工作面912分成单元914,后者充当触感处理器。PEIM904的触感处理方面与以上描述的实施方式的感觉处理方面大致类似,因此,本文仅仅进行简短描述。筒短地,单元914是通过在PEIM904的模塑中挖出许多空腔916(其深度通常为几毫米)而形成的。在每个空腔916内,安装一个感觉调节子组件918。感觉调节子组件918相同,因此不再重复。

每个感觉调节子组件918的大小随PEIM904中的每个空腔916的大小而变化。通常,每个感觉调节子组件918脚印与指尖的尺十接近。在所示实施方式中,显示安装有8个感觉调节子组件918的单元914的2x4矩阵。感觉调节子组件918的尺寸、形状和数目可以变化,以增加(或降低,尽管并非首选)该设备的灵敏度和功能性。例如,在首选实施方式中,感觉调节子组件918的形状为安装有16个感觉调节子组件918的4x4矩阵。可以细分每个感觉调节子组件918,因此,每个空腔916可以代表一组更小的功能感觉调节子组件918。

每个感觉调节子组件918的大小随PEIM904中的每个空腔916的大小而变化。通常,每个感觉调节子组件918脚印与指尖的尺十接近。在所示实施方式中,显示安装有8个感觉调节子组件918的单元914的2x4矩阵。感觉调节子组件918的尺寸、形状和数目可以变化,以增加(或降低,尽管并非首选)该设备的灵敏度和功能性。例如,在首选实施方式中,感觉调节子组件918的形状为安装有16个感觉调节子组件918的4x4矩阵。可以细分每个感觉调节子组件918,因此,每个空腔916可以代表一组更小的功能感觉调节子组件918。

通信系统包括内部调制解调器,从而可以连接通信网络、计算机,或直接连接到陆基或直连电话线或支持以下通信的任何现有或未来设备:(1)包括光缆通道和非光纤在内的基于光的/基于光学的通信,基于光的数据/语音/视频信号传输方法,(2)无线通信,包括但不限于可以传输或接收语音和/或数据信息的射频、超高频、微波或卫星系统,以及(3)利用目前未用过的介质传输语音或数据的任何未来方法,未用过的介质如红外光、磁力、其它波长的可见和不可见射线、生物材料(包括生物机器人或病毒媒介)或原子粒子/亚原子粒子。

PEIM904通常为矩形形状的实心模塑设备,其大小与人的手接近。此类构造的优点是重量轻、易于移动、设备的成形和外形易于加工、耐用和抗冲击。尽管PEIM904的所示实施方式是矩形,但是熟练4支术人员可以理解,PEIM卯4可以具有任何合适形状。然而,PEIM904具有的形状最好能够提供该设备的关键感觉、马达和成像部分与正在检查的人或物之间的舒适的接触面。

期望PEIM904与以上实施方式描述的系统软件和HCU—起4吏用。把PEIM904连接到位于患者端的计算机或通信设备(未示出)上。患者拿住PEIM904,并且按照医师的指示沿其身体移动它。通过通信网络,医师用HCU向PEIM904传送压力信号。接着,PEIM904检测患者的逆压反应,并向HCU传送作为结果的逆压信号。

每个感觉调节子组件918的大小随PEIM904中的每个空腔916的大小而变化。通常,每个感觉调节子组件918脚印与指尖的尺十接近。在所示实施方式中,显示安装有8个感觉调节子组件918的单元914的2x4矩阵。感觉调节子组件918的尺寸、形状和数目可以变化,以增加(或降低,尽管并非首选)该设备的灵敏度和功能性。例如,在首选实施方式中,感觉调节子组件918的形状为安装有16个感觉调节子组件918的4x4矩阵。可以细分每个感觉调节子组件918,因此,每个空腔916可以代表一组更小的功能感觉调节子组件918。

期望PEIM904与以上实施方式描述的系统软件和HCU—起4吏用。把PEIM904连接到位于患者端的计算机或通信设备(未示出)上。患者拿住PEIM904,并且按照医师的指示沿其身体移动它。通过通信网络,医师用HCU向PEIM904传送压力信号。接着,PEIM904检测患者的逆压反应,并向HCU传送作为结果的逆压信号。