CN101248442A - 用于图像质量鉴定、实习cme及企业级的鉴定控制和分析的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于在成像设备上鉴定使用者是否合格的方法和设备。所述方法和设备还可以被用于根据生成高质量图像方面的熟练程度来提供电子实习继续医学教育学分/课时。此外，其它医学成像设备，诸如超声波系统——其中图像质量依赖于使用者的专业能力——能够使用所公开的方法和设备而升级，从而允许系统在图像被评定为最佳质量时自动地冻结图像。最后，所公开的本发明在企业级提供对鉴定的分析。

Description

用于图像质量鉴定、实习CME及企业级的鉴定控制和分析的方法和设备

相关申请的交叉参考

[01]本申请要求由本申请的发明人于2005年7月20日提交的美国临时专利申请第60/701,321号的优先权。美国申请第60/701,321号的内容清楚地以参考的方式并入本文。

[02]以下参考文献明确地以参考的方式并入本文：

1.Choquet的于2004年7月8日公开的W1PO公开文本第WO/2004/057554号、申请第PCT/CA2003/001987号的申请。

2.Shraga Rottem的Method and system for enhancing the quality of device images，未决的美国专利申请第20040122307号，PCT优先权日2001年3月8日；2004年6月24日公开；

3.Rottem S，Bronshtein M，Thaler I，Brandes JM，First trimester transvaginal sonographic diagnosis of fetal anomalies，Lancet.1989；1(8635)：444-5。

4.Shraga Rottem，IRONFAN：new time-oriented malformation work-up and classification of fetal anomalies，Ultrasound in Obstetrics&Gynecology，1997；10；373-74

5.Abdullah，S.C.&Cooley，R.E.(2000)Using constraints to develop and deliver adaptive tests in H.Cooper&S.Clowes，editors，Proceedings of the Fourth International Computer Assisted AssessmentConference，Loughborough University，UK；93-101

6.LiI Valentin，High-quality gynecological ultrasound can be highly beneficial，but poor-quality gynecological ultrasound can do harm.Ultrasound in Obstetrics and Gynecology 2002；13，1，p.1-7

技术领域

[03]本发明涉及用于图像质量鉴定、实习(hands-on)继续医学教育的，以及用于企业(enterprise)级的鉴定的控制和分析的设备和方法。

背景技术

[04]超声波系统目前被用于排除和诊断一长串的疾病，所述疾病包括来自肝脏、肾脏、卵巢、甲状腺、前列腺、胸部、肌肉、眼睛、以及甚至胎儿的任何身体器官的疾病。在大多数国家，这些设备由有资质的人员操作，诸如超声波检查工作者、技术人员、属于各种专业的医师、普通医生、住院医师、护士、医师助理和助产士。超声波诊断的许可过程是基于技术人员和超声波检查工作者课程毕业或从医学院校毕业并可以导致许可为注册的诊断医学超声波检查工作者(“RDMS”)。

[05]目前，美国的HMO已经开始要求将超声波实验室和私人医务所由专业团体鉴定作为开帐单和偿付(reimbursement)特权的先决条件，所述团体专业诸如包括American Institute of Ultrasound in Medicine(“AIUM”)和其它机构。这些团体已经开始要求实验室提供他们聘用有资质人员的证据，例如通过邮寄约五十张优质超声波图(每个专业和每个实验室)作为服务总体质量的证据。诸如颈半透明度(“NT”)或鼻骨(“NB”)检测的测试(妊娠期头三个月的测试，用于筛选唐氏综合症)将不由HOM对执业医生进行偿付，除非超声波工作人员(sonologist)通过关于NT/NB检测并阐明结果的考试。这包括提交显示颈部或鼻部扫描上的测径器(caliper)的适当定位的许多NT/NB图像。

[06]专业诸如是OB/GYN等的住院医师需要在超声波实验室中经历四星期的轮换作为他们训练课程的一部分。当他们的专业过程完成时，他们还将开始作为独立的专业人员执行超声波扫描并为之开帐单(在其它程序中)。美国的专业团体，诸如American Registry for DiagnosticMedical Sonography，(“ARDMS”)还需要每年最少数量的CME学分或课时用于维持个人的执照，如同那些被许可为RDMS的人员的情况那样。这些学分通过参加医学会议或通过在阅读专业期刊的文章或浏览刊登在网站(包括超声波系统制造商的网站)上的文章后进行多个可选考试而获得。

[07]与诸如CT和MRI等用机器扫描身体并生成图像的医学成像程序相比，在超声波检测中，由操作者扫描患者而提供图像。因此，超声波图的质量在很大程度上依赖于操作者移动探头(probe)并校准机器直到获得优质图像的技术。

[08]美国目前的训练、许可、资格证明、鉴定和超声波工作者每年的证书更新程序大部分根据毕业于某些课程和CME学分的积累——基于参加专业会议和多项可选考试。此程序与验证给定专业人员的在生成高质超声波图方面的动手技能关系不大。在超声波检测中完成病理学的精确诊断依赖于个人产生高质图像的能力。如果操作者的资格证明可以以他们图像的质量作为熟练的证据，而不是根据例如积累会议的CME学分，可以避免超声波检测中的许多诊断错误。

具体实施方式

[09]本文中所描述的发明的第一个方面是一种方法和过程，其允许诸如超声波系统等计算机化的设备针对操作者在扫描患者时生成的图像的质量对他/她进行认证。例如，扫描妇产科病例后，超声波检查工作人员做出由文本和图像组成的报告，该报告可以陈述检测结果及发现，诸如：

a)正常组织和尺寸RT卵巢检测2.5cm×2cm和正常LT卵巢检测2.8×1.8cm；

b)正常组织和尺寸子宫检测8.7cm×5.3cm和子宫内膜厚度0.3cm；

c)带有最少量自由流体的正常盲管(cul-de-sac)。

[10]另一个实施例是产科领域，此例是基于唐氏综合症扫描测试。此妊娠期头三个月测试是超声波检测并报告时间导向(time-oriented)的胎儿列线图(fetal nomogram)内的NT和NB尺寸。上述测试的报告还包括在以上a-c中提及的所有超声波图数据，且所述报告被储存于某一位置，例如图像存档报告和通信系统(Picture Archiving Reportingand Communication System)(“PACS”)或web-PACS、PC、CD-ROM、且有时存储在超声波系统内的存储板上。

[11]根据本发明，由操作者在日常扫描期间生成的图像被自动从以下位置提取：

i)从超声波系统传递至实验室中其它设备或传递至基于网络的系统的数据，或来自扫描的3-D重建的数据；

ii)超声波图报告系统；或

iii)患者档案。

[12]所述提取通过匹配词汇或术语和提取方法而完成，并被存放在每个进行超声波检测的操作者的个人图像库中。

[13]本发明的第二方面是每个操作者的用个人密码控制的文件夹，和通过来自以下源的图像对所述文件夹的激活，所述源诸如：

i)常规扫描或3-D重建过程；

ii)通过存放由操作者储存在诸如CD-ROM、DVD的介质中或通过网络存储的图像；

iii)眼-手(eye-hand)的基于网络/基于硬件的模拟装置，其替代超声波机器产生黄金标准(gold standard)图像。

[14]参考附图，图1是“受训者和企业入口及导航(Trainee andEnterprise Access and Navigation)”显示屏。附图标记1是企业要求部分。附图标记2是用户成果的实时概要。附图标记3指示由企业校正或接受之前和之后的或自动跳过低质图像之前和之后的用户的图像库。附图标记4是图像检查区域，图像检查区域包括具有被企业标记为需改善的区域的图像。图2是“企业检查部分”。

[15]图1和图2说明了此个人文件夹内的可能导航，和将具有黄金标准的库提交到人类检查者或提交到用于质量分析和反馈的模式识别系统，直到操作者得到满足鉴定项目的完整库为止的手段。

[16]由于本发明，所有在医院中或其它地方扫描的人员可以无缝地通过使用他们日常的扫描程序而针对他们的超声波图的质量得到认证。这不需要参加课程、进行考试并提交图像以待再次取得资格。本发明中描述的系统每个月可以为医院中的所有超声波操作者发送个人统计表并显示个人库中仍旧缺少哪些图像。

[17]发明的第三方面是基于人工(由操作者)或自动/机器，将数字介质(由模拟器产生的实时超声波图或数字化的训练视频或图像)在训练和鉴定组织/团体预先选择为理想的帧(即热匹配帧)上进行选定/冻结。因此，来自患者的实时图像在黄金标准帧上的自动冻结可以在扫描时通过超声波系统代替操作者来完成。这将确保所有时间的恒定的高质图像。因此，这将降低扫描差异和质量退化，这些退化和可变性是由于日常、反复的扫描使操作者疲劳，或是来自操作者自身的技术差异造成的。

[18]作为发明此方面的一部分，在由操作者/受训者人工冻结数字化视频或来自眼-手模拟器的图像的过程中，当在正确时间冻结时，系统将要求标记关键解剖学结构。所述用户/受训者可以拖拽并将箭头、测径器和标签放置在正确的结构和区域上，即热匹配区域。所述设备将相应地接受或拒绝给定的箭头、测径器或标签；例如，在妊娠期头三个月的唐氏综合症中的测量NT或NB的测径器。

[19]发明的此方面的另一部分是负责鉴定程序(或作为超声波系统的校准的一部分)的组织或团体根据由初学者或由高级的操作者/受训者应达到的所需的质量来调节热帧数量的能力。通过允许若干连续的热帧，一个热帧可包括黄金标准质量图像和接近最佳质量材料，因此在保持训练水平的同时缩短了训练时间。当黄金标准仅基于一帧时可以得到更高级的训练水平。

[20]发明的第四方面是一种方法并用于允许在企业/组织级上的训练和图像质量的鉴定系统的总体控制和分析。上述组织可以是DoD或专业学院，诸如AMA或ACOG。

[21]图3和4说明了用于控制训练和鉴定程序的可能的导航装置。它们还显示了所述程序的可能的问题分析——在诸如US海军等组织中的个人和项目/图像的水平上。图3中，附图标记5是所有位置的部分。附图标记6是分析部分。附图标记7是专业区域(诊断的)，而附图标记8是专业区域(筛查)。此外，由附图标记9示出的是使用者表现部分。附图标记10是一个人的个人表现，而附图标记11是企业内的一个人的表现。最后，附图标记12是基于器官/区域的比较表现和警报系统。图5显示“使用所有可用变量的关于用户和训练系统性能的加权警报系统”。

[22]本发明的第五方面是通过本文中描述的元素的组合用于实习继续医学教育(“CME”)的设备和方法。尽管本发明描述的设备和方法用于与超声波一同使用，但是设想此设备可以被调节为适用于任何其它的医学或非医学成像方法，诸如用于内窥镜检查或内孔窥视(boroscopy)检查，而不偏离于本发明原始范围。常规的CME程序——基于参加课程、研讨会、会议等和/或多个可选测试——提供具有成像专业理论知识的证明，但不证明专业人员具有生成高质量图像的能力。

[23]在前述说明中，某些术语和视觉描写被用于图解说明优选的实施方式。但是，在现有技术中所示出内容的范围之外，所用术语或所描述的图解说明不构成不必要的限制，因为所述术语和说明仅是示例性的，并非意在限制本发明的范围。还已知可对本发明做出其它修改而不偏离如所附权利要求中注明的本发明范围。

Claims (6)

1.一种用于训练和鉴定医疗设备操作者的方法，包括：

在设备上生成操作者表现的检查报告；

将所述报告存储于用于所述操作者的个人库中；

基于所述操作者的个人库中的所述报告对所述操作者的表现编辑统计信息。

2.一种方法，包括：

提供成像仪器，所述成像仪器在采集人体区域或器官的一幅或多幅图像期间或在3-D重建期间，选择、冻结并记录最佳的一幅或多幅图像，所述选择基于最佳质量帧的计算机化选择；

产生记录集，所述记录集包括所述最佳图像的一些或所有的记录。

3.如权利要求2所述的方法，还包括将所述记录集置于眼-手模拟器上，且使用所述记录集用于训练目的，其中受训者使用虚拟探头或观察仪器并练习冻结功能以收集最佳质量的一个或多个帧、标记关键结构，以及一直执行直到匹配权利要求2所述的计算机化选择。

4.如权利要求3所述的记录集，其被校正到所述操作者的经验水平。

5.一种用于企业级的训练和图像质量鉴定系统的自动分析的方法，包括：

提供设备，所述设备

报告每个用户和每个区域/器官朝鉴定合格的进展，以及

在早期阶段报告与用户、器官或设备相关的问题。

6.如权利要求1、2、3、4或5中任一项所述的系统，还适于提供实习CME程序，用于证明专业人员在生成高质量图像方面的人工技能和手和/或眼的技能。

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