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CN1803104A - 用于定位可置于患者周围的设备的系统和方法 - Google Patents

用于定位可置于患者周围的设备的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对可在患者周围对应于该患者的设备进行定位的系统和方法。为了在尽管有多个设备(1－4)的情况下也能一方面保证其移动自由度，另一方面保证不妨碍治疗流程，按照本发明，尤其通过至少一个摄像机(8－10)在设备(1－4)的空间分布中对其进行采集，尤其通过计算和控制单元(11)就设备(1－4)的移动自由度是否足够来检测该分布，并且尤其通过至少一个视频投影仪(12，13)来反馈校正后的分布。

Description

用于定位可置于患者周围的设备的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对可在待治疗的患者周围对应于该患者的设备进行定位的系统和方法。
背景技术
在对患者进行治疗时，通常需要多个在患者周围对应于该患者的设备。对于麻醉下的手术介入来说典型的至少在载有患者的手术台周围设置具有手术器械的台子、用于监测麻醉的测量仪器以及呼吸机。为了实施手术，必要时还会设置其它仪器，如手术显微镜。在紧急情况下可能还须快速提供如C臂型X射线系统或去颤器等设备。
由于一些设备、如EKG监视器或呼吸机等具有引向患者的电缆或管道，而一些设备、如手术显微镜和C臂型系统具有可摆动的部分，因此存在这样的危险，即妨碍这些设备和被治疗的患者之间的相对移动的自由度，使得他们相互之间发生冲突，使治疗的难度增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，尽管在待治疗的患者附近有多个设置的或仅在治疗中才会用到的设备，也能以简单的方式保证流畅的治疗流程。
根据就移动自由度和冲突自由度以及不受妨碍的可进入性来说对治疗所需的设备在诊疗室地面上的有时非优化的甚至是危险的预定位，通过按照本发明的、在对治疗人员进行治疗之前或当中对该预定位的采集和检测以及通过对该检测的反馈，可以简单、快速和可靠地在移动自由度或冲突自由度未得到保证的情况下至少给出一个相应的警报，或最大程度地显示相应的优化的定位。
在优选方式下，在检测时不仅考虑预定位的设备，还通过为在紧急情况下所需的附加设备在空间分布中预留阻隔面来至少考虑一个这样的附加设备；通过引入最初保持空闲、在其上不放置其它设备的阻隔面，可以在紧急情况下立即将该附加设备引入已有的空间分布中以对患者进行治疗。
在本发明的另一种实施方式中，为至少一个治疗人员而将一个移动平面引入到空间分布中；除了设备外还考虑为治疗患者设置人员的情况保证了这些人员的移动自由度，尽管有多个分布在治疗室地面上的设备。
对设备在其空间分布中的特别可靠和准确的采集通过作为第一系统组件的、尤其是设置在设备以及地面上方的摄像机给出。为检测该空间分布设置的电子计算和控制单元表现为技术上极为简单的第二系统组件，其中向该电子计算和控制单元通报关于各个设备的移动自由度和/或三维延伸和/或对患者治疗的类型和范围的数据。
为了进行反馈，能以开销非常小的方式仅设置声音信号发生器作为第三系统组件。这样的信号发生器在非优化的预定位的情况下还可具有优点地给出语音提示以校正空间分布。根据第三系统组件的另一实施方式，反馈以光学信号发生器的形式，尤其是以视频投影仪或激光发射器的形式这样来进一步实现的，即设备的最佳位置直接被投影到治疗室的相应位置。
附图说明
下面借助附图所示实施方式对本发明及本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明不仅局限于这些实施例。图中示出：
图1示出在诊疗室的地面上围绕患者卧榻的设备的空间分布的侧视图，其中，设置了用于采集设备的摄像机和用于进行反馈的视频投影仪；
图2以俯视图示出围绕患者设置的空间分布中的设备，其中，为设备分配了标记；
图3示出按照图2的布局，其中，为了反馈对空间预分布的检测而设置了校正后的空间分布的视频投影；
图4示出按照图3的布局，其中，将设备定位在其校正后的空间分布中，有三位治疗人员站立在为其设定的移动平面上。
具体实施方式
图1以侧视图示出在诊疗室的地面7上围绕具有患者6的患者卧榻5预先定位的设备1、2的空间分布。在设备1、2以及地面7上方设置了作为第一系统组件的摄像机8-10，其采集设备1、2的最先设定的空间分布。
作为第二系统组件示出了与摄像机8-10连接的电子计算和控制单元11，其在考虑设备1、2的移动自由度和/或3D延伸以及必要时治疗的种类和范围的情况下对所设定的空间分布进行检测，尤其是通过移动模拟进行检测。在移动模拟中模拟设备1、2的多个移动路线，必要时还对至少一个治疗人员的移动路线进行模拟，以便在进行治疗之前就对可能的冲突的危险进行检验。
关于移动自由度和/或3D延伸的数据以简单的方式从内部或外部数据库中调用。该数据库可以例如利用该系统预先或事后、尤其是通过学习模式来处理。还给出治疗人员的数目及其治疗功能的关于治疗的种类和范围的数据可以尤其简单地从必要时已存在的、在此未特别示出的医院信息系统中调用。
作为第三系统组件，设置了由计算和控制单元11控制的视频投影仪12、13，用于以投影的视频光信号14、15的形式反馈对设备1、2的校正后的空间分布的投影位置标志的形式的检测。通过投影的视频光信号14、15示出，为了最佳的空间分布应将设备1和2在患者卧榻5两侧的方向16和17上移动到虚线所示的位置21和22。
根据本发明的一个优选实施方式，地面7具有能反射光、尤其是能反射红外光的涂层。这尤其在用两个红外灯23、24照射地面7时使得能够更好地采集地面7的未被设备1、2占据的、例如可以用作治疗人员的移动平面的部分平面。
在图2-4中示出了定位过程的三个时间上相互接续的阶段。
图2以俯视图示出在地面7上设备1-4在治疗之前设置的围绕患者卧榻5的空间分布，其中相对于图1已示出的设备1、2改变了位置。为了非常可靠地采集设备1-4，为每个设备分配一个标记25-28；这些标记25-28对于采集设备1-4是具有优点的，因为它们使得对设备1-4的识别和对其位置的确定变得简单。
通过发出荧光或自然光、尤其是红外光的标记使得即便在弱的环境光下也能非常简单而可靠地进行采集。在特别优选的方式下，设置脉冲式发光的标记，其中，通过相应的脉冲编码再现出相应的状态信息、尤其是用于设备识别的状态信息。
通过在发射光时、特别是发射红外光时能反射的标记25-28使得设备1-4的可采集性以极少的技术开销得到改善。为了能够非常可靠地采集标记25-28和/或反光的地面7，在另一种实施方式中设置至少一个照射标记25-28和/或地面7的灯，特别是至少一个如图1所示的红外灯23、24。
为了校正空间位置，采集治疗室的空间维度是很有用的；这是以简单的方式通过在地面7上设置的相应标记29-32和相应地设置在未示出的墙面上的标记来实现的。在通过计算和控制单元11进行检测、尤其是移动模拟时，考虑空间维度，从而可以在检测中引入可用的地面7和由至少一个墙面限制的移动自由度。
图3以实线轮廓示出按照图2的空间分布中的设备1-4，并以点划线轮廓示出根据对分布检测后以视频投影33-35形式的反馈的空间分布。在此，设备1、2、3的校正位置由视频投影33、34、35示出；在此，为了就移动自由度和冲突自由度而言设置最佳的空间分布要将设备1、2、3向由移动箭头18、19、20标明的方向移动。由于按照本例设备4已处于最佳位置，因此相应的位置标记的视频投影与设备4的原始位置重合。
作为检测的另一个反馈，通过两个视频投影36、37示出两个阻隔面，在其上可以放置紧急情况下迅速所需的设备，如除颤器和C型X射线系统。此外，通过其它视频投影38-40示出给治疗人员的移动平面。
为了更好地区分通过视频投影33-40示出的校正后的空间分布的位置，根据本发明的一种优选实施方式，通过特殊的颜色和/或特殊的明文显示来显示这些位置。例如，用红色的视频投影36、37来表示全部阻隔面，用蓝色的视频投影38-40来表示全部移动平面，而分别用另一种颜色的视频投影33-35和附加的标识各设备的明文显示来表示校正后的设备位置。
图4示出移动到按照图3中通过视频投影33-40表示的校正后的空间分布的设备位置上的图3的设备1-4，以及三位位于为其设置的、由视频投影38-40表示的移动平面上的治疗人员。
多个可随患者6例如从病房到治疗室移动的设备在移动期间借助蓄电池提供电流，其中，这些设备在长时间逗留在治疗室中时(例如在麻醉下的手术介入)可连接到治疗室中提供的电网，以保证设备的连续运行和必要时对蓄电池的充电。在这种情况下，设备的不成功的电网连接通过由标记发出的光的相应脉冲编码来表示，并例如通过计算和控制单元11触发相应的报警信号。
作为其它设备还可设置具有其它标记的储存消耗材料的容器。当消耗材料要用尽时，可以利用发出脉冲式光的标记在脉冲编码的状态信息中显示这种状况，或利用当储存容器完全清空时可见的、能反射光的标记来表示。
本发明的基本内容总结如下：本发明涉及一种用于对可在被治疗的患者6周围对应于该患者的设备1-4进行定位的系统和方法，其中，尤其通过至少一个摄像机8-10来在设备1-4的空间分布中对设备1-4进行采集，尤其通过计算和控制单元11就设备1-4的移动自由度是否足够来检测该分布，并且尤其是通过至少一个视频投影仪12、13来反馈校正后的分布，以便尽管有多个设备1-4仍能保证不受妨碍的治疗流程并避免冲突。

Claims (35)

1.一种用于对可在待治疗的患者(6)周围对应于该患者的设备(1-4)进行定位的系统，具有：
-第一系统组件，用于采集设备(1-4)在治疗室地面(7)上预定位的、与患者对应的空间分布；
-第二系统组件，用于就设备(1-4)的移动自由度是否足够来检测预定位的空间分布；
-第三系统组件，用于反馈该第二系统组件的检测，尤其是以设备(1-4)的校正后的空间分布的位置显示的形式。
2.根据权利要求1所述的系统，
-将至少一个阻隔面引入所述空间分布中，用于至少一个紧急情况下所需的附加设备。
3.根据权利要求1或2所述的系统，具有
-将至少一个用于至少一个治疗人员(41-43)的移动平面引入所述空间分布中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，具有
-至少一个尤其是在所述设备(1-4)以及地面(7)上方的摄像机(8-10)作为第一系统组件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，具有
-对应于所述设备(1-4)的、特别是表征各个设备位置和类型的标记(25-28)形式的采集辅助设施。
6.根据权利要求5所述的系统，具有
-发出荧光或自然光、尤其是红外光的标记。
7.根据权利要求6所述的系统，具有
-发出脉冲式光、尤其是发出脉冲编码的状态信息的标记。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统，具有
-能反射光照射、尤其是红外光照射的标记。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，具有
-能反射光照射、尤其是红外光照射的地面(7)的涂层形式的采集辅助设施。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，具有
-设置在治疗室地面(7)上和/或至少一个墙面上的、尤其是反射光照射的标记(29-32)形式的采集辅助设施。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，具有
-至少一个照射所述标记(25-28)和/或地面(7)和/或至少一个墙面的灯、尤其是红外灯(23，24)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，具有
-电子计算和控制单元(11)作为第二系统组件，向该电子计算和控制单元通报关于各个设备(1-4)的移动自由度和/或三维延伸和/或对患者(6)治疗的类型和范围的数据，该电子计算和控制单元尤其是能够进行移动模拟。
13.根据权利要求12所述的系统，其中
-可以从内部或外部数据库中调用关于移动自由度和/或三维延伸的数据。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中
-可以从医院信息系统中调用关于治疗的类型和范围的数据，尤其是关于为此设置的治疗人员(41-43)的数据。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，具有
-声音信号发生器作为第三系统组件，尤其是报警信号发生器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，具有
-光学位置信号发生器作为第三系统组件，尤其是按照至少一个视频投影仪(12，13)或至少一个激光发射器的形式。
17.根据权利要求16所述的系统，具有
-作为位置信号发生器的特殊颜色显示器和特殊明文显示器。
18.一种用于对可在待治疗的患者(6)周围对应于该患者的设备(1-4)进行定位的方法，具有以下方法步骤：
-独立采集各设备(1-4)的预定位的空间分布；
-就各设备(1-4)移动自由度是否足够来独立检测预定位的空间分布；
-独立进行反馈，尤其是显示出借助该检测而校正的空间分布的位置。
19.根据权利要求18所述的方法，将至少一个阻隔面引入所述空间分布中，用于至少一个紧急情况下所需的附加设备。
20.根据权利要求18或19所述的方法，将至少一个用于至少一个治疗人员(41-43)的移动平面引入所述空间分布中。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，通过至少一个尤其是设置在所述设备(1-4)以及地面(7)上方的摄像机(8-10)来采集所述设备(1-4)的位置。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，通过与各个设备(1-4)的位置和/或类型分别对应的标记(25-28)来采集各个设备(1-4)的位置和/或类型。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述标记发出荧光或自然光、尤其是红外光。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述标记发出脉冲式光、尤其是发出具有脉冲编码的状态信息的光。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法，其中，所述标记(25-28)为了采集照射的光、尤其是红外光而反射这些光。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的方法，其中，所述地面(7)通过相应的涂层来反射照射的光、尤其是红外光。
27.根据权利要求18至26中任一项所述的方法，其中，通过设置在治疗室地面(7)上和/或至少一个墙面上的、尤其是反射光照射的标记(29-32)来采集治疗室的维度。
28.根据权利要求25至26中任一项所述的方法，其中，通过灯、尤其是红外灯(23，24)来照射所述标记和/或地面和/或至少一个墙面。
29.根据权利要求18至28中任一项所述的方法，其中，在检测中通过电子计算和控制单元(11)来考虑设备(1-4)的移动自由度和/或三维延伸和/或治疗的类型和范围，尤其是通过移动模拟。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，在检测中从数据库中调用预先存储的关于移动自由度和/或三维延伸的数据。
31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，在检测中从医院信息系统中调用关于治疗的类型和范围的数据、尤其是为此设置的治疗人员(41-43)的数据。
32.根据权利要求18至31中任一项所述的方法，其中，在移动自由度不够的情况下，通过声音信号、尤其是报警信号和/或语音提示形式的声音信号进行反馈，以校正所述空间分布。
33.根据权利要求18至32中任一项所述的方法，其中，分别通过光学信号、尤其是以由至少一个视频投影仪(12，13)或至少一个激光发射器投影的光信号(14，15)的形式来对各个设备(1-4)的位置进行反馈。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，通过特殊的颜色和/或特殊的明文显示来显示所述空间分布的各个位置。
35.根据权利要求18至34中任一项所述的方法，采用根据权利要求1至17中任一项所述的系统。
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