CN103890765A - 用于医疗设备的非接触式远程控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非接触式远程控制系统，其使得操作者能够以非接触方式来操作一个或多个医疗设备，所述远程控制系统包含：显示设备，其用于显示关于所述一个或多个医疗设备的图形用户接口GUI；跟踪设备，其用于跟踪所述操作者的运动信息；控制设备，其用于(1)将所述操作者的所述运动信息解读为操作信息，所述操作信息涉及所述GUI中的光标的移动轨迹或者涉及对在所述GUI中所述光标所处位置的项目的选择的确认，并且用于(2)根据所述操作信息操作所述GUI以生成针对所述一个或多个医疗设备的控制命令；以及输出设备，其用于将所述控制命令输出至所述一个或多个医疗设备。本发明的所述系统使得操作者能够以更加便利的方式来操作和控制所述医疗设备，并且使用户满意度得到提高。

Description

用于医疗设备的非接触式远程控制系统和方法

技术领域

本发明涉及非接触式远程控制，具体而言涉及一种用于操作者的使其能够以非接触式方式来操作一个或多个医疗设备的远程控制系统和方法。

背景技术

和患者没有物理接触的医疗设备通常在使用后不进行消毒。如果临床医师需要在消毒区域外操作医疗设备或者用他们干净的手接触未消毒的设备，这有时对于他们是非常不方便的。

例如，在通常的临床环境中，临床医师需要使用很多未消毒的医疗设备。有时他们必须站在消毒区域外来接触该设备然后返回去处置患者。这可能破坏无菌状态并且增加患者感染的风险。这也增加了临床医师的重新消毒的负担。

为了维持医疗设备的无菌状态，临床医师要么必须在接触它们后重新消毒，要么再多带一副手套，或者要求助手在各自临床医师的授权下操作设备。这些方法都是不方便的并且将增加在操作时间、材料或人员方面的整体成本。例如，如果临床医师要求助手在该临床医师的授权下操作设备，就要求在临床医师和助手之间的辅助和合作的长期培训以便使该设备能根据该临床医师的希望而被恰当的操作。

据此，已经被集中地研究了很长时间的人类运动检测和姿势识别已被用于临床医学领域中。

例如，美国专利No.7698002提出了与医疗设备集成的用户接口和识别系统。这个专利公开了一种控制医疗设备的方法，该方法包括接收姿势；处理所接收的姿势并且将该姿势与来自姿势数据库中的姿势进行比较，该姿势数据库包括针对该医疗设备的多个姿势和多个命令；将来自该姿势数据库的多个命令中的一个识别为与所接收的姿势相对应；并且执行该命令。

这个方法使得操作者能够以非接触方式来控制医疗设备，其有助于防止患者的感染。然而，这个方法仍然有一些缺陷。

首先，如上所述，需要处理所接收的姿势并且将该姿势与来自包含针对该医疗设备的多个姿势和多个命令的姿势数据库的姿势进行比较，因此可能不能保证将所接收的姿势正确转换为用户所期望的命令的准确性。

此外，美国专利No.7698002仅公开了控制一种医疗设备的方法，并且其发明者没有考虑或想到能够控制超过一个医疗设备的非接触式远程控制系统的必要性。在这种情况下，在所述专利中公开的方法将可能不再能被应用，这是因为多个医疗设备的命令的数量是巨大的。一方面，对于操作者而言记住对应于所有这些命令的所有这些姿势是非常困难和不便的。另一方面，由于对应于特定命令的一些具体姿势可能非常相似并且由于大量的命令而难以区分，处理所接收的姿势并且将该姿势与来自数据库的姿势进行比较的步骤将更加难以实施，因此将所接收的姿势转换为所期望的命令的准确性可能进一步降低。

发明内容

考虑到现有技术中的上述问题，本发明的发明者已经认识到存在对非接触式远程控制系统的需求，在其中，用于所有医疗设备的控制被集成至一个控制台，并且其能够帮助操作者以更加便利的方式准确地控制超过一个医疗设备。

具体而谈，根据本发明的一个方面，提供了一种用于操作者的使得其能够以非接触方式操作一个或多个医疗设备的非接触式远程控制系统，包括：

显示设备，其用于显示关于所述一个或多个医疗设备的图形用户接口GUI；

跟踪设备，其用于跟踪所述操作者的运动信息；

控制设备，其用于(1)将所述操作者的所述运动信息解读为操作信息，所述操作信息涉及所述GUI中光标的移动轨迹或者涉及对在所述GUI中所述光标所处位置的项目的选择的确认，并且用于(2)根据所述操作信息操作所述GUI以生成针对所述一个或多个医疗设备的控制命令；以及

输出设备，其用于将所述控制命令输出至所述一个或多个医疗设备。

本发明的非接触式远程控制系统利用显示设备来显示关于所述医疗设备相关的图形用户接口GUI，使得所述系统的控制设备不需要将姿势与包括针对所述医疗设备的多个姿势和多个命令的姿势数据库中的姿势进行比较。而是，本发明允许所述操作者根据其运动而可视地操作所述GUI从而生成针对所述医疗设备的控制命令。

由于操作者能能够以可视方式来操作所述GUI并且相应地控制所述医疗设备，因此操作者不需要记住对应于所有这些命令的所有姿势并且因此所述操作者可以以更加便利的方式来操作和控制所述医疗设备，并且用户满意度得到提高。

根据本发明的实施例，当系统被激活时，所述显示设备显示的所述GUI将所述一个或多个医疗设备显示为可选项目。

根据本实施例，所有可操作医疗设备都在所述显示设备上示出，并且所述操作者能够通过执行各自的运动来远程地选择其想要操作的医疗设备，例如，通过在空中移动其手指，如同其正在操作虚拟触摸屏。结果，将实现在其中针对所有医疗设备的控制都被集成至一个控制台中的非接触式远程控制系统。

根据另一实施例，当操作信息指示医疗设备被选择时，所述GUI进一步显示针对所述医疗设备的所有控制项目，并且所述控制设备根据关于所述控制项目的操作信息生成针对所述医疗设备的控制命令。

根据本实施例，当所述操作信息指示医疗设备被选择时，所述显示设备显示的GUI进一步显示针对所述医疗设备的所有控制项目。例如，所述GUI显示的所述控制项目可以包括所选择的医疗设备的所有类别的控制参数和状态。在此情况下，通过执行各自的运动，所述操作者可以可视地调整或操作这些控制参数和状态。

由于所述操作者能够通过针对所述医疗设备的所有类别的可控制项目来可视地操作所述医疗设备，因此所述操作者可以以更加准确地方式来操作所述医疗设备，因此在任何时刻其能够确认在GUI上显示的经调整的参数或状态是否表示所期望的命令。

根据本发明的实施例，所述系统可以由操作者的特定运动信息激活或者通过按压所述系统上的激活按钮来激活。所述系统上的所述激活按钮可以被提前消毒以使得患者不用承担感染的风险。

根据本发明的另一方面，提供了一种医疗设备，其包含输入设备，所述输入设备用于接收根据本发明的系统输出的控制命令，并且所述医疗设备的特征在于其能够在双控制模式下被操作。

具体而言，所述双控制模式可以包括常规的手动操作模式和远程控制模式。所述医疗设备不同于常规的医疗设备之处在于其操作模式可以在所述输入设备接收到所述控制命令后从常规手动模式改变为远程操作模式。

根据本发明的另一方面，提供了一种使得操作者能够以非接触方式来操作一个或多个医疗设备的非接触式远程控制方法，包含以下步骤：

跟踪所述操作者的运动信息；

将所述操作者的所述运动信息解读为操作信息，所述操作信息涉及在显示设备上显示的GUI中光标的移动轨迹或者涉及对在GUI中所述光标所处位置的项目的选择的确认；

根据所述操作信息操作所述GUI从而生成针对所述一个或多个医疗设备的控制命令；并且

将所述控制命令输出至所述一个或多个医疗设备。

本发明的这些或其他目的将从下面的结合附图做出的描述而变得显而易见的。

附图说明

将借助实施例并参考附图，在下面更详细地描述和解释本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的非接触式远程控制系统的原理；

图2为根据本发明的实施例的非接触式远程控制系统的框图；并且

图3为根据本发明的实施例的非接触式远程控制方法的流程图。

在各附图中相同的附图标记指示类似的或对应的特征和/或功能。

具体实施方式

将参考附图在下文中更加详细地描述本发明的实施例。

图1示出了根据本发明的非接触式远程控制系统11的原理。

如图1所示，非接触式远程控制系统11开始是休眠的。一个或多个医疗设备12能够以常规方式手动地进行控制。当必要时，非接触式远程控制系统11能够通过按压设置在系统11上的消过毒的按钮或者借助操作者的特定手势来被“唤醒”。

尽管附图中未示出，诸如光学或红外摄像机的跟踪设备用于跟踪诸如临床医师的操作者的运动信息。如本领域所公知的，操作者的运动信息可以为操作者的手的运动信息，但并不限制与此。此外，激活的光学或红外标记可以附接至操作者。通过跟踪激活的标记，摄像机的ROI将被自动调整为聚焦在操作者处，使得该操作者的运动将不被室内的其他人干扰。

首先，所有可控制的医疗设备12在非接触式远程控制系统11的显示设备上显示的GUI上被显示为可选图标或按钮。所述显示设备能够为独立设备或者能够与医疗设备12组合。

对于根据本发明的系统，操作者能够执行运动来选择其想操作的医疗设备12。在一个例子中，如图1所示，操作者能够通过在空中移动其手指，如同其正在操作虚拟触摸屏，来远程地选择其想操作的医疗设备。操作者的手或手指的运动信息直接对应于GUI中光标的移动轨迹或者直接对应于对在GUI中光标所处位置的项目的选择的确认。

当一个医疗设备12被选择时，在显示设备上显示另一GUI，以显示所选择的医疗设备12的控制参数和状态。使用手的移动和姿势，操作者能够远程地操作医疗设备12。

类似地，操作者能够返回选择另一医疗设备12并且远程地操作它。操作者还能够关闭远程控制模式并且如果必要的话以常规的手动方式来操作医疗设备12。

图2是根据本发明实施例的非接触式远程控制系统11的框图。根据本发明的系统的操作细节将结合图2来描述。

如图2所示，系统11包含显示设备12，显示设备12用于显示关于一个或多个医疗设备12的图形用户接口GUI。显示设备21能够为独立设备或者能够与一个医疗设备12组合。

系统11还包括跟踪设备22，跟踪设备22用于跟踪操作者的运动信息。

如上所述，跟踪设备22可以例如为光学或红外摄像机。然而，应注意，如本领域技术人员容易理解的，可以使用除光学或红外摄像机以外的任何能够跟踪操作者的运动信息的跟踪设备。

在本发明的优选实施例中，为了改进系统11的性能，至少一个激活的光学或红外标记(未示出)可以被附接至操作者。在这种情况下，摄像机的ROI将通过跟踪激活的标记而自动地被调整为聚焦在操作者上，使得操作者的运动将不被室内的其他人干扰。

系统11还包括控制设备23，控制设备23可以为例如计算机中的中央处理器单元或者中央控制器单元。控制设备23连接至显示设备21和跟踪设备22，并且与它们进行通信。

当控制设备23接收到来自跟踪设备22的操作者的运动信息时，控制设备23首先将操作者的运动信息解读操作信息，所述操作信息涉及GUI中光标的移动轨迹或者涉及对在GUI中光标所处位置的项目的选择的确认，并且之后根据所述操作信息操作GUI从而生成针对一个或多个医疗设备12的控制信息。

系统11还包括连接至该控制设备23的输出设备24，输出设备24用于将所生成的控制命令输出至一个或多个医疗设备12。输出设备24可以有线或者无线地将所述控制命令输出至医疗设备12。

在根据本发明的系统11中，使用显示设备21以显示关于医疗设备12的图形用户接口GUI，结果是，系统11的控制设备23不需要将姿势与包括针对所述医疗设备的多个姿势和多个命令的姿势数据库中的姿势进行比较。而是，系统11允许操作者根据其运动以可视方式来操作GUI从而生成针对所述医疗设备的控制命令。

由于操作者能够以可视方式来操作GUI并且相应地控制医疗设备12，因此操作者不需要记住对应于所有这些命令的所有这些姿势，并且因此操作者可以以更便利的方式来操作和控制医疗设备12，并且因此用户满意度得到提高。

在本发明的实施例中，当系统11被激活时，由显示设备21显示的GUI将一个或多个医疗设备12显示为可选择项目。

在该实施例中，所有可操作的医疗设备12均被显示在显示设备21上并且操作者能够通过执行运动(例如，通过在空中移动其手指，如同其正在操作虚拟触摸屏)来远程地选择其想要操作的医疗设备12。结果是，能够实现在其中针对所有医疗设备的控制被集成至一个控制台中的非接触式远程控制系统。

根据另一实施例，当操作信息指示医疗设备12被选择时，GUI进一步显示针对所述医疗设备12的所有控制项目，并且控制设备23根据关于所述控制项目的操作信息生成针对所述医疗设备12的控制命令。

根据本发明，当操作信息指示医疗设备12被选择时，由显示设备21显示的GUI进一步显示针对所述医疗设备12的所有控制项目。例如，由GUI显示的控制项目包括所选择的医疗设备的所有种类的控制参数和状态。在这种情况下，操作者可以通过执行运动来可视地调整或操作这些控制参数和状态。

由于操作者能够通过针对医疗设备12的所有类别的可控制项目来可视地操作医疗设备12，因此操作者可以更加准确地来操作医疗设备12，因为其能够在任何时刻确认在GUI上显示的经调整的参数或状态是否表示其所期望的命令。

在本发明的上述实施例中，在GUI上显示的项目或者控制项目可以被配置为菜单栏、图标或按钮。当然，计算机图形领域的技术人员应理解，能够采用任意其他形式的项目，只要其可由操作者操作。

此外，如本领域所公知的，操作者的运动信息可以为操作者的手的运动信息，但是不限于此，并且控制设备根据操作者的手的运动信息将手势解读为操作信息。

图3是根据本发明实施例的非接触式远程控制方法的流程图。

如图3所示，根据本发明的方法30包括跟踪操作者的运动信息的跟踪步骤31。步骤31的功能能够由图2中的系统11的跟踪设备22执行。

方法30还包括将操作者的运动信息解读为操作信息的解读步骤32，所述操作信息涉及在显示设备21上显示的GUI中光标的移动轨迹或者涉及对在GUI中光标所处位置的项目的选择的确认。步骤32的功能能够由图2中的系统11的控制设备23执行。

方法30还包括根据操作信息来操作GUI从而生成针对一个或多个医疗设备12的控制命令的操作步骤33。步骤33的功能能够由图2中系统11的控制设备23执行。

方法30还包括将控制命令输出至一个或多个医疗设备12的输出步骤34。步骤34的功能能够由图2中的系统11的输出设备24执行。

在根据本发明的另一实施例中，在跟踪步骤之前，由显示设备显示的GUI将一个或多个医疗设备显示为可选择项目。

在根据本发明的又一实施例中，当操作信息指示医疗设备被选择时，GUI进一步显示针对所述医疗设备的所有控制项目，并且操作步骤包括根据关于所述控制项目的操作信息来生成针对所述医疗设备的控制命令。

根据本发明的另一方面，提供了包括输入设备的医疗设备12，所述输入设备用于接收由根据本发明的系统11输出的控制命令，并且医疗设备12的特征在于其能够在双控制模式下被操作。

具体而言，所述双控制模式可以包括常规的手动操作模式和远程控制模式。医疗设备12不同于那些常规的医疗设备之处在于，在输入设备接收到控制命令后其操作模式可以从常规的手动操作改变为远程控制模式。

例如，医疗设备12的软件或硬件或者其组合可以被更新以便医疗设备12能够在双控制模式下被操作，并且当开启远程控制模式时，能够由从系统11输出的控制命令来远程地进行控制。

应注意，上述实施例图示了而非限制了本发明，并且本领域技术人员能够设计备选实施例而不脱离权利要求书的范围。在权利要求中，括号中的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。词语“包括”不排除未在权利要求书或说明书中列出的元件或步骤的存在。在元件前的量词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在枚举了若干单元的系统权利要求中，这些单元中的若干由软件和/或硬件的同一项目来实现。词语第一、第二和第三等的使用并不指示任何顺序。这些词语应被解读为名称。

Claims (15)

1.一种用于使操作者以非接触方式来操作一个或多个医疗设备的非接触式远程控制系统，包括：

显示设备，其用于显示关于所述一个或多个医疗设备的图形用户接口GUI；

跟踪设备，其用于跟踪所述操作者的运动信息；

控制设备，其用于(1)将所述操作者的所述运动信息解读为操作信息，所述操作信息涉及所述GUI中光标的移动轨迹或者涉及对在所述GUI中所述光标所处位置的项目的选择的确认，并且用于(2)根据所述操作信息操作所述GUI以生成针对所述一个或多个医疗设备的控制命令；以及

输出设备，其用于将所述控制命令输出至所述一个或多个医疗设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

当所述系统被激活时，由所述显示设备显示的所述GUI将所述一个或多个医疗设备显示为可选项目。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，

当所述操作信息指示医疗设备被选择时，所述GUI进一步显示关于所述医疗设备的所有控制项目，并且

根据关于所述控制项目的所述操作信息，所述控制设备生成针对所述医疗设备的控制命令。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，

所述项目被配置为菜单栏、图标或按钮。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，

所述操作者的所述运动信息为所述操作者的手的运动信息，并且

根据所述操作者的手的所述运动信息，所述控制设备将手势解读为操作信息。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，

所述跟踪设备包括光学或红外摄像机。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，

所述跟踪设备在附接至所述操作者的激活的光学或红外标记的帮助下来跟踪所述操作者。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，

所述系统由所述操作者的特定运动信息激活或者通过按下所述系统上的激活按钮来激活。

9.一种医疗设备包括：

输入设备，其用于接收由根据权利要求1-8中任一项所述的系统输出的控制命令，其中，

在所述输入设备接收到所述控制命令后，所述医疗设备的操作模式从传统的手动操作模式变化至远程控制模式。

10.一种用于使操作者以非接触方式来操作一个或多个医疗设备的非接触式远程控制方法，包括以下步骤：

跟踪所述操作者的运动信息；

将所述操作者的所述运动信息解读为操作信息，所述操作信息涉及在显示设备上显示的GUI中光标的移动轨迹或者涉及对在所述GUI中所述光标所处位置的项目的选择的确认；

根据所述操作信息来操作所述GUI以生成针对所述一个或多个医疗设备的控制命令；并且

将所述控制命令输出至所述一个或多个医疗设备。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，

在跟踪的步骤之前，由所述显示设备显示的所述GUI将所述一个或多个医疗设备显示为可选项目。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

当所述操作信息指示医疗设备被选择时，所述GUI进一步显示关于所述医疗设备的所有控制项目，并且

操作的步骤包括根据关于所述控制项目的所述操作信息来生成针对所述医疗设备的控制命令。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其中，

所述操作者的所述运动信息为所述操作者的手的运动信息，并且

解读的步骤包括根据所述操作者的手的所述运动信息，将手势解读为操作信息。

14.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其中，

跟踪的步骤包括通过光学或者红外摄像机来跟踪所述操作者的所述运动信息。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，

跟踪的步骤包括在附接至所述操作者的激活的光学或红外标记的帮助下来跟踪所述操作者。

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