CN106068510A - 用于在临床使用点确保患者用药和流体输送的系统和方法 - Google Patents

用于在临床使用点确保患者用药和流体输送的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于在临床使用点确认对患者的流体输送的系统。该系统包含可穿戴电子器件。可穿戴电子器件具有外壳；至少一个与外壳关联的成像传感器；数据传输接口；用于给用户提供数据的数据报告附件；用于管理该至少一个成像传感器、数据传输接口和数据报告附件的微处理器；以及用于从该至少一个成像传感器中采集并处理图像的程序。该系统还包含流体输送设备；以及贴附于流体输送设备的或与其一体形成的一个或多个识别标签。该程序处理由该至少一个成像传感器采集的图像，以识别一个或多个识别标签并且从该一个或多个识别标签中获取流体输送设备信息。

Description

用于在临床使用点确保患者用药和流体输送的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于识别、确认和以文档记录(documenting)对患者的药物和流体的输送的系统和方法，并且更特别地涉及使用可穿戴电子器件按免持方式来操作的系统和方法。
背景技术
采血是常见的医疗手术(procedure)，包括从患者身上提取至少一滴血液。血样通常通过手指针刺、脚跟针刺或静脉穿刺中的任一种从住院的、家庭护理的、急诊室的患者身上获取。一旦被收集到，血样就可以被分析以获得医学上有用的信息，包括化学成分、血液学、凝固等方面的信息。
同样地，对患者的流体输送使用各种血管接入器件来完成，包括注射器、自动注射器、笔式注射器、导管和输注(infusion)器件。在医疗环境中，临床医生或技术人员通过将针头(needle)插入患者的静脉内来执行注射。治疗剂通过针头直接或被动地提供给患者。例如，医疗技术人员可以通过挤压活塞杆和柱塞穿过注射器针筒以将流体从其中排出来注射流体。作为选择，治疗剂可以通过输注装置(infusion set)从静脉输液袋(IV bag)中被动地提供。
在执行流体采样或流体输送手术之前，临床医生或技术人员负责获取任何所需要的医疗仪器和器件。临床医生或技术人员还可负责通过检查温度、心率或呼吸来执行对患者的初步检查。临床医生或技术人员可以回顾患者病历中的笔记或者其他打印的指示，以确保这些初始步骤被正确地执行并且任何必要的装备都已经被获得。作为选择，技术人员可以扫描在所获得的装备上的条形码或其他识别记号，以用文档记录某些项目正被使用中。医疗专业人员然后获取流体样本或者执行流体注射。在样本被收集到或者流体被注射之后，临床医生或技术人员可以被要求提供关于该手术已经完成的适当文档。例如，临床医生或技术人员可以将笔记写入患者的病历中，包括手术完成的时间、关于所执行的手术的描述，以及关于任何异常或意外事件的笔记。而且，在获取流体样本的情形中，医疗专业人员可负责以防篡改的密封来封闭或密封所收集的样本，以防止样本在测试之前受损害。技术人员或临床医生可负责通过例如在覆盖密封条的易碎标签上签上他或她的名字或首字母来验证该密封。
在许多医疗设施中，这些准备、确认和文档化活动由临床医生或技术人员在医疗手术正被执行时或者在手术完成之后手动执行。例如，临床医生或技术人员可负责在转送样品以进行测试之前以关于患者的识别信息来手动标记每个所收集的流体样本。同样地，临床医生或技术人员可负责将给患者注射的流体的类型手动记录于患者病历上。同样可以期望医疗专业人员会以文档记录手术执行的日期和时间。在某些情况下，会给临床医生或技术人员提供电子文档化装置，例如，计算机、笔记本电脑、台式个人电脑、智能手机，或者类似的容易携带的计算器件。但是，技术人员或临床医生仍然负责将信息手动输入电子器件。作为选择，数据输入技术人员可负责基于由临床医生或技术人员记录的笔记将关于所执行的手术的信息以电子方式来输入。而且，许多较大型的医疗设施都依靠电子的患者数据库来电子地存储患者信息。但是，即使这样的电子数据库也仍然需要临床医生或技术人员手动输入数据，或者基于由临床医生或技术人员记录的当时的笔记进行的后续数据输入。
在流体采样或流体输送手术之前、期间及之后所需的许多手动步骤会引入用户出错的机会。用户出错可能导致不完整的或不正确的手术被执行，或者可能导致患者数据丢失。例如，临床医生或技术人员可能会注射不正确的流体量、不正确的流体类型或浓度，或者可能不会获得足量的流体样本用于被执行的测试。临床医生或技术人员还可能会忘记对流体样本已被获取或者样本在什么状态下被获取进行正确记录。而且，临床医生或技术人员可能会未能正确地记录哪个患者提供了特定的流体样本。这些问题会危害到患者，或者在最小程度上，会需要某些流体样本手术必须被重复进行。因此，需要这样的用于对患者的流体输送的系统以及用于采集试样的系统，该系统可帮助临床医生或技术人员执行并记录医疗手术。该系统应当被配置用于防止通常会在这样的手术中发生的错误，并且应当在出错时提供视觉或听觉的警示。该系统还应当与现有的患者数据系统自动集成在一起，使得关于要执行的手术的类型的信息可容易地由临床医生或技术人员获取。另外，关于手术被执行的确认以及关于该手术的相关信息可以被自动地且直接地提供到患者的医疗记录内，以确保患者的数据不会丢失。下文所描述的系统和方法被提供用于解决这些问题中的某些或全部问题。
发明内容
本文所提供的系统和方法降低药物输注和输送错误的风险，并且改进用于识别、确认和记录对患者的药物和流体的流体输送的临床工作流程。这些识别、确认和记录活动实时地且在临床使用点完成。
根据本发明的一种实施例，系统包含被配置用于由用户穿戴的可穿戴电子器件。该可穿戴电子器件包含外壳、至少一个与外壳关联的成像传感器、用于将数据发送给外部电子器件或从外部电子器件接收数据的数据传输接口，以及用于将数据提供给用户的数据报告附件。该可穿戴电子器件还包含用于管理该至少一个成像传感器、数据传输接口和数据报告附件的微处理器，以及用于从该至少一个成像传感器中采集并处理图像的程序。该系统还包含用于将治疗剂被动地或主动地输送给患者的流体输送设备，以及贴附于流体输送设备或与流体输送设备一体形成的一个或多个识别标签。该程序处理由该至少一个成像传感器采集的图像，以识别该一个或多个识别标签并且从该一个或多个识别标签中获取流体输送设备信息。
在某些配置中，程序通过处理由该至少一个成像传感器采集的图像来确认流体输送手术的完成。程序可以经由数据报告附件向用户报告流体输送设备信息以及关于流体输送手术完成的确认，或者经由数据传输接口将该信息和确认传输给外部电子器件。
程序可以采集并处理图像，以自动地从一个或多个识别标签中获取信息并确认流体输送手术的完成。在某些配置中，数据报告附件按照免持的方式给用户提供信息。
可穿戴电子器件可以是头戴式计算机，并且数据报告附件可以是配置用于将虚拟层投影于用户的视场内的投影棱镜。虚拟层可以包括用户界面，该用户界面包含患者信息部分、剂量确认部分、识别标签确认部分、流体输送设备的容量指示器，或者它们的任意组合。该至少一个成像传感器可以是数码相机或数字摄像机。
任选地，程序可以通过处理由至少一个成像传感器采集的流体输送设备的一系列图像以跟踪流体输送设备的可移动部分从起始位置到最终位置的移动，来确认流体输送手术的完成。流体输送设备的可移动部分可以是可移动穿过流体输送设备的主体的柱塞或活塞杆。可移动部分可以用可增强可移动部分在由至少一个成像传感器采集的一系列图像中的可见性的物质涂覆，以改进对可移动部分的移动的跟踪。
在某些配置中，流体输送设备可以包含配置用于确定流体输送设备的一部分何时被插入患者体内或者用于确定流体何时被从流体输送设备中排出的一个或多个传感器。该一个或多个传感器直接或间接连接至可穿戴电子器件，并且由该一个或多个传感器收集的数据可以经由数据报告附件给用户提供或者经由数据传输接口传输给外部电子器件。
可穿戴电子器件还可以包含用于存储程序、流体输送设备信息、关于流体输送手术的完成的确认、或者由至少一个成像传感器采集的图像的数据存储介质。可穿戴电子器件还可以包含允许用户将数据手动输入可穿戴电子器件的外围数据输入器件。外围数据输入器件能够是运动传感器、陀螺仪、压力传感器、加速度计、触摸板、触摸屏，或者它们的任意组合。可穿戴电子器件还能够包含在可穿戴电子器件的外壳之内的电源。数据传输接口可以被配置用于发送数据到患者数据系统并接收来自患者数据系统的数据。
任选地，接收自患者数据系统的信息可以包括关于待执行的手术的信息、关于手术所需的流体输送设备的信息、或者关于患者的信息。传输给外部电子器件的信息能够包括关于流体输送手术的完成的确认、手术的时间和日期、手术的流体注射量、在手术期间注射的流体的质量或类型，或者它们的任意组合。流体输送设备可以是预充式注射器、笔式注射器、自动注射器、输注装置、导管、脉管接入器件中的一个或多个，或者它们的任意组合。
一个或多个识别标签可以包括二维条形码、三维条形码、近场通信器件，或者具有可由光学字符识别算法读出的文本的标签。程序通过处理图像以定位在流体输送设备上的位置标记并然后基于在位置标记在图像上的位置定位该一个或多个识别标签，以识别出在所采集的图像中的一个或多个识别标签。该系统还可以包括包含关于患者的识别信息的或与患者的识别信息关联的患者识别器件，该患者识别器件可由可穿戴电子器件的至少一个成像传感器读取。
根据本发明的另一种实施例，系统包含被配置用于由用户穿戴的可穿戴电子器件。该可穿戴电子器件包含外壳、与外壳关联的至少一个传感器、用于将数据发送给外部电子器件或从外部电子器件接收数据的数据传输接口，以及用于给用户提供信息的数据报告附件。可穿戴电子器件还包含用于管理该至少一个传感器、数据传输接口和数据报告附件的微处理器，以及用于获取并处理由该至少一个传感器采集的数据的程序。该系统还包含用于将治疗剂被动地或主动地输送给患者的流体输送设备、贴附于流体输送设备的或与流体输送设备一体形成的一个或多个识别标签，以及包含关于患者的且可由至少一个传感器读取的识别信息的或与该信息关联的患者识别器件。
在某些配置中，程序管理从一个或多个识别标签和患者识别器件中获取信息。程序还可以基于从一个或多个识别标签和患者识别器件中获取的信息来确定流体输送设备对于流体输送手术是否是足够的。
如果流体输送设备对于流体输送手术不是足够的，则数据报告附件能够给用户提供警示。在某些配置中，患者识别器件包含用于确定患者的位置的定位电路。
根据本发明的另外一种实施例，系统包含被配置用于由用户穿戴的可穿戴电子器件。该可穿戴电子器件包含外壳、封闭于外壳之内或与外壳关联的至少一个成像传感器、用于将数据发送给外部电子器件或从外部电子器件接收数据的数据传输接口，以及用于给用户提供信息的数据报告附件。可穿戴电子器件还包含用于管理该至少一个成像传感器、数据传输接口和数据报告附件的微处理器，以及用于获取并处理由至少一个成像传感器采集的图像的程序。系统还包含用于经由脉管接入器件将一种或多种治疗剂从流体容器中输送到患者的输注装置。程序通过处理由至少一个成像传感器采集的一系列图像来确定来自流体容器的流体流动，以确定被从流体容器中排出的流体的流体流动速率。
程序可以通过在由至少一个成像传感器采集的输注装置的图像上识别出在输注装置的各部分之间的连接点来验证输注装置是否连接正确，并且处理图像中包含这些连接点的部分以确定是否存在足够的连接。当程序确定连接并非足够时，数据报告附件还可以向用户报警。
根据本发明的又一种实施例，用于在临床使用点确认对患者的流体输送的方法包括以下步骤：通过将流体输送设备的可移动部分推进穿过流体输送设备的主体来致动流体输送设备以将流体从其中排出，并且在可移动部分正被推进穿过主体时，以具有至少一个成像传感器的可穿戴电子器件来采集流体输送设备的一系列图像。该方法还可以包括以下步骤：实时地处理这一系列图像以确定流体输送设备的可移动部分是否已经被推进到使用结束位置，并且在示出流体输送设备的可移动部分处于使用结束位置的图像被采集到时向佩戴该可穿戴电子器件的用户通告流体输送已完成。该处理自动地且无需用户进行的致动活动地被执行。
处理一系列图像可以使用可穿戴电子器件的计算机、虚拟计算机、与可穿戴电子器件有线或无线连接的外部专用电子器件，或者经由数据传输接口与可穿戴电子器件连接的外部计算机来执行。方法还可以包括处理一系列图像中的至少一个，以识别并提取来自贴附于流体输送设备或与流体输送设备一体形成的识别标签的关于流体输送设备的信息。在某些配置中，流体输送设备是注射器，并且可移动部分是被从在主体的近端的初始位置到在主体的远端的使用结束位置推进穿过注射器的主体的柱塞。
本发明的这些及其他特征和特性，以及结构的相关元件的操作方法和功能、各部分的结合及制造的经济性，在参照附图考虑了下面的描述和所附的权利要求书之后将会变得更为清晰，所有附图形成了本说明书的一部分，其中在不同附图中的相同附图标记指示对应的部分。但是，应当清楚地了解到，附图只是为了说明和描述的目的，而并非意指作为对本发明的范围的限定。在被用于本说明书和权利要求书中时，单数形式的“一”和“该”包括多个指代物，除非上下文另有明确规定。
附图说明
图1是根据本发明的原理的用于确保患者用药和流体输送的免持系统的示意图。
图2是图1的系统的视场显示的示意图。
图3A是根据本发明的原理的具有眼镜形式的可穿戴电子器件和患者识别器件的用于确保患者用药和流体输送的免持系统的示意图。
图3B是根据本发明的原理的具有形式为腕带式器件的可穿戴器件和患者识别器件的用于确保患者用药和流体输送的免持系统的示意图。
图4是根据本发明的原理的用于确保患者用药和流体输送的免持系统的示意图。
图5是根据本发明的原理的用于建立试样的标识且用于样本跟踪的免持系统的示意图。
图6是图5的系统的视场显示的示意图。
图7是根据本发明的原理的用于在侵入性器件的插入过程中的可视化增强的系统的示意图。
图8是根据本发明的原理的用于在侵入性器件的插入过程中的可视化增强的系统的示意图。
图9是图8的系统的视场的示意图。
图10是图9的系统的视场的示意图。
具体实施方式
下面的描述被提供用于使本领域技术人员能够获得并使用被设想出用于实现本发明的所描述的实施例。但是，各种修改、等效形式、变化及可替代方案对于本领域技术人员仍会是显而易见的。任意及所有此类修改、变化、等效形式和可替代方案意指属于本发明的精神和范围之内。但是，应当理解，本发明可以采取各种可替换的变化和步骤顺序，除非另有明确规定。还应当理解，附图所示出的且在下面的说明书中描述的具体器件和过程仅为本发明的简单示例性实施例。因此，与本文所描述的实施例相关的具体尺寸及其他物理特性不应当被看作是限制性的。为了方便对本发明的理解，附图和描述示出了本发明的优选实施例，据此可以理解和领会本发明、其结构的各种实施例、操作的构造和方法，以及许多优点。
本发明涉及用于在临床使用点对包括需要手术指导的侵入性手术在内的各种医疗手术的免持式识别、确认及文档化的系统和方法。实例手术包括，但不限于，药物和流体输送、标本或样本收集，和/或脉管接入手术。该系统通过在无需由用户或操作人员(下文称为医疗技术人员)进行的确认动作的情况下收集并记录数据对现有的患者数据系统进行了改进。更具体地，该系统允许用户或操作人员(下文称为医疗技术人员)在不需要手动记录信息或操纵当前存在的患者数据系统所需的数据输入器件(例如，扫描仪、摄像头、键盘或触摸屏)的情况下执行必要的识别、确认及文档化行为。该系统通过降低技术人员出错的可能性来改进临床工作流程和数据输入完整性。另外，该系统降低了患者和医疗技术人员的感染风险。特别地，由于医疗技术人员不需要接触或操作数据输入器件，因而输入器件被污染的风险降低。
该系统可以与现有的装备集成在一起，包括已经被使用的一次性医疗器件，以及现有的患者数据库和患者监测软件。因而，该系统在医疗设施部分方面不需要另外的装备或资本基础设施的改进。同样地，该系统能够容易地与具体的医疗设施的手术和做法集成在一起。
参照图1，该图中示出了用于在临床使用点对患者的流体输送的免持式确保和验证的系统10a。系统10a从外部源(例如，患者数据系统)有效地获取关于待执行的流体输送的数据，以文档记录流体手术被执行，并且给外部源发送手术的确认。系统10a被提供用于通过以免持的方式提供实时的患者信息、警示、药物识别及剂量确认来降低在施用点处的医疗错误的风险。
系统10a包含可穿戴电子器件。在优选的且非限制性的实施例中，可穿戴电子器件是具有增强现实显示的可穿戴计算机，下文称为“可穿戴电子器件18”。示例性的可穿戴电子器件18可以是头戴式器件，例如，结合了由位于加州山景城的谷歌公司创造的谷歌眼镜技术的眼镜。虽然谷歌眼镜技术目前还没有商用，但是应当相信，一旦谷歌眼镜或类似的产品开始在市场上销售，它就能够被本领域技术人员轻易地实施于所发明的系统中。作为选择，可穿戴电子器件18可以是同样结合了谷歌眼镜技术的头戴式面罩。在另一种实施例中，可穿戴电子器件18可以是同样结合了谷歌眼镜技术的腕带式器件。可穿戴电子器件还可以基于所执行的特定的流体输送手术而具有其他形状和配置。例如，可穿戴电子器件可以是贴附于医疗技术人员的衣服上的纽扣或别针、围绕腕部佩戴的手表、项链、坠饰，或者任何其他类型的不唐突的且容易佩戴的物品。
可穿戴电子器件18可以包括具有显示部分16的帽子、头盔、面罩、腕带或框架20(例如，一副眼镜的框架)，例如，投影棱镜、面罩，或者延伸进入医疗技术人员的视场内的腕带式显示器。例如，在投影棱镜的情形中，显示部分16可以紧靠佩戴者的眼睛而布置。显示部分16被配置用于在等效于从更远距离处观看较大的屏幕的佩戴者的视场内呈现虚拟层，例如，图2的投影层。例如，在显示部分16为投影棱镜的实例中，投影棱镜可以被定位为距离佩戴者的眼睛不到1英寸，但是呈现为看起来像是从8英尺之外的地方观看的25英寸屏幕的可观看屏幕。增强现实显示可投影出覆盖了佩戴者的部分视场的虚拟投影或虚拟层22。医疗技术人员的整个视场并未为虚拟层22所遮挡。医疗技术人员仍然能够“看见”超出或相邻于虚拟层22的现实层24。
在其他实施例中，可穿戴电子器件18的数据显示部分16可以是视觉显示器，例如，计算机或智能手机的标准监视器。标准监视器包括液晶显示器(LCD)和发光二极管(LED)显示器。监视器可以与可穿戴电子器件一体形成，或者可以是可由技术人员观看到的外部屏幕或器件。可穿戴电子器件18还可以通过包括(但不限于)音频警报或触觉确认在内的其他通信手段给技术人员传达治疗和患者的信息。例如，可穿戴电子器件18可以蜂鸣或振动以用信号告诉技术人员问题被识别到。
可穿戴电子器件18还包含与框架20连接的计算机外壳26或外罩。外壳26可以是保持住必要的关联电子器件所需的任意尺寸。在计算机外壳26内的关联电子器件可以包括数据收集器件和传感器、数据传输和通信电路、数据处理电路，以及数据显示及报警器件和电路。期望的是，计算机外壳26是足够小的且重量轻的，使得它不会在操作人员执行正常的功能和活动时对佩戴者或操作人员造成显著的妨碍。
数据收集器件可以包括用于获取关于所执行的医疗手术的信息的各种传感器和记录器。例如，数据收集功能可以包括用于图像或视频采集的一个或多个图像采集器件12，例如，数码相机。在某些实施例中，图像采集器件12可以适合于提供一个或多个静止的或运动的二维图像，或者三维的解剖学扫描几何图形。照相机或摄像机通常包含电荷耦合器件(CCD)或互补型金属-氧化物-半导体(CMOS)成像传感器、透镜、多功能视频控制/数字信号处理(DSP)芯片，以及一组分立的构件(例如，电容器、电阻器和连接器)。视频控制/DSP芯片可以与相机12一体形成。作为选择，图像处理可以在可穿戴电子器件上的其他地方执行，或者甚至在外部控制器或计算机上执行。透镜可以包括可用于本文所描述的成像的对焦范围，或者摄像机可以包含自动对焦特征。同样地，透镜可以配备有缩放功能。当在芯片上的视频控制构件执行多个图像采集任务时，在同一芯片上的DSP构件实施数据处理算法，例如，噪声降低以及简单形式的数据压缩和加密。来自视频控制/DSP芯片的数字输出可以是并联或串联的形式，取决于特定的芯片设计以及在下一个数据处理或界面阶段的输入配置。该系统还可以包含用于听觉(例如，语音命令)输入的传声器、用于触觉输入的触摸机构或轨迹板、加速度计、陀螺仪等。
电子通信和数据传输器件和电子电路可以包括用于给外部源(例如，外部电子器件)发送数据以及接收来自外部源的数据的数据传输接口14。外部器件可以是数据存储器件、外部计算机、包含多个计算器件的本地计算机网络，或者因特网。为了方便起见，这些外部电子器件将被共同称为云15。实际上，数据传输接口会创建包含可穿戴电子器件18、数据传输器以及与外部源连接的外部接收器的个人局域网(PAN)。PAN是用于在与技术人员的身体靠得很近的包括手机和个人数字助理(PDA)在内的计算机器件当中的通信(例如，数据传输)的计算机网络。PAN能够用于在个人器件自身间的通信(自我通信)，或者用于连接至更高层的网络或因特网(上行链路)。网络可以是使用例如USB、以太网及火线(FireWire)协议进行有线连接的。无线个人局域网(WPAN)可用诸如WiFi、Z-Wave和ZigBee之类的无线网络技术来实现。WiFi(例如，IEEE 802.11a、b、g、n)网络协议可以被使用，该协议有利地具有比更大的传输范围，但因此也具有较大的功耗。用于接收由器件传输的数据且可任选地处理该数据的合适外部源包括计算机、平板电脑，或者智能手机和/或外部硬盘驱动器或用于备份所存储的数据的其他器件。
在某些实施例中，数据传输接口14与现有的患者数据系统或数据库集成到一起。被集成用于与手持式电子器件(例如，智能手机)一起使用的移动式患者数据采集和记录系统同样可以与数据传输接口14集成在一起。这些系统可以允许用户使用手持式电子器件来远程更新患者数据。所更新的信息被传输给数据存储位置，在那里它能够被访问，以供将来使用。市场上可购得的软件平台可以被用来协调记录患者数据，并且可以包括用于使得这样的数据可容易地在医疗点访问的特征。由于与此类现有的数据库软件平台集成在一起，本发明的系统10a能够在手术正执行时自动地更新存储于患者数据系统或数据库上的患者数据。但是，与现有的系统不同，本系统10a自动地更新患者数据，无需医疗技术人员的直接输入。因而，系统10a被完整地且自动地集成到患者数据系统内。相比之下，先前，数据在手术被执行之后由医疗技术人员手动输入。
在某些实施例中，可穿戴电子器件18还可以包含与计算机外壳26一体形成的数据存储器件21。在一种非限制性的实施例中，存储器件21是用于将数据记录于存储介质上的数字数据记录器，例如，磁盘驱动器。在另一种实施例中，存储介质是闪存。存储介质是任意类型的非易失性存储器，例如，磁数据存储介质(例如，硬盘驱动器或磁带)或者基于闪存的存储器。闪存是使用见于MicroSD卡、USB闪存驱动器或固态驱动器(solid-state drive)中的NAND或NOR型存储器的非易失性计算机存储芯片。针对闪存(固态介质)而优化的文件系统包括嵌入式事务文件系统(ETFS)、exFat和FFS2系统。存储介质能够是随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。存储器可以是可从器件中移除的或者永久性安装于外壳内，并且可通过数据传输接口14转移到外部器件。
在一种实施例中，可穿戴电子器件18还包含一个或多个电源，例如，包含于计算机外壳26内的电池23。电池23包含用于将所存储的化学能转化成电能的一个或多个电化学电池。有用的电池的一个非限制性实例是锂离子电池。锂离子电池是常用于电子器件中的可再充电电池。优选的是锂离子电池的容量足以给可穿戴电子器件供电达一整天或更长时间。但是，在器件不连续工作的某些情形中，较小容量的电池更适合于减小的器件尺寸和重量。适合用于器件中的其他类型的电池包括镍镉(NiCd)和镍金属氢化物(NiMH)电池。优选地，电池23是可再充电的，并且在这种情况下，器件还包含电池再充电端口。
包含于可穿戴电子器件18的外壳26内的电子器件和电子电路受一个或多个控制器(例如，微处理器)控制。微处理器是含有用于接收数据并根据存储于芯片的存储器内的指令来处理该数据的一个或多个集成电路的芯片。微处理器典型地，连同其他功能一起，管理对来自各种传感器及数码相机12的数据的收集，指导由数据存储系统进行的数据存储，并且在电子构件之间分配系统资源以降低功耗并减少对重复的电子系统的需要。微处理器可以包含用于控制各种数据收集的软件以及用于处理所收集的数据的软件。同样地，微处理器可以包含用于显示所收集的数据的以及用于与技术人员交互的软件。作为选择，控制器可以促进数据和指令在可穿戴电子器件与外部处理器件(例如，外部的计算机或工作站)之间的传输。
继续参照图1，系统10a包含流体输送设备28，例如，预充式注射器、笔式注射器、自动注射器、输注装置、导管，或者它们的任意组合。可穿戴电子器件18被配置用于识别并分辨流体输送设备28。为了方便识别和分辨，流体输送设备28可以包含与其一体形成的或贴附于其上的识别标签30。识别标签30可以是标准的二维条形码、三维条形码(例如，快速读取(QR)代码)，以及各种专有编码的计算机可读标签和签条，如同本技术领域所已知的。识别标签30可以一体形成于流体输送设备28之上或之内。作为选择，识别标签30可以被打印于流体输送设备28上，或者被打印于粘贴于流体输送设备28上的标签上。在任一种情况下，可穿戴电子器件18被配置用于对识别标签30进行识别并且用于从其中提取信息。识别标签30可以提供关于流体输送设备28及其内所含有的流体的信息，包括药物类型、流体总量、生产厂家、针头尺寸、流体失效日期等。
在某些实施例中，可穿戴电子器件18可以包括用于从由数码相机12采集的识别标签30的图像中识别并提取数据的图像处理功能。图像处理功能可以被配置用于识别在流体输送设备28上的各种位置标记。位置标记可以指向识别标签30，并且可以触发可穿戴电子器件18以使其开始采集识别标签30的图像。一旦合适的图像被采集到，图像处理功能就评估图像并从识别标签30中提取信息。图像处理功能还可以包括例如三(3)秒的时间延迟，意味着可穿戴电子器件18直到位置标记已经位于视场内达至少三秒才开始尝试处理或读取识别标签30的图像。时间延迟功能通过限制图像处理发生的时间来保留计算能力。具体地，只有足以让技术人员有兴趣观看数秒钟的识别标签30被扫描以从其中提取信息。在某些实施例中，没有位于技术人员的视场内达至少三秒钟的识别标签30被假定为不重要的，并因此不会被读取。
作为选择，识别标签30可以是标准的医疗标签，包括为标准打印字符的药物或治疗剂的名称及容量。可穿戴电子器件18可以被配置用于采集标签的图像并用于读取其上所含的信息。例如，系统10a可以包含配置用于从所打印的文本(例如，打印的医疗标签)中提取数据的光学字符识别算法。因而，该系统可以与现有的流体输送设备28及注射器一起使用，并且可以不需要添加另外的标签或电子定位器件。
在另一种可替换的实施例中，识别标签30可以是近场通信(NFC)器件，例如，射频识别(RFID)标签或者能够发射能够由与可穿戴电子器件18关联的扫描仪、发射器或天线识别并读取的可读信号的电子器件。NFC器件或RFID标签的引入简化了数据提取过程。特别地，不需要图像处理来从NFC器件或RFID标签中提取信息。
在某些实施例中，识别标签30可以使用选择性可见类型的墨水打印于或贴附于流体输送设备28上，该墨水仅在特定的时间例如，正好在流体输送发生之前可读。在流体输送完成之后，不同的或已修改的识别标签30可以变为可见的以表明使用结束或者注射已完成。
系统10a还可以包含用于识别流体输送何时已经发生，并且可任选地用于估计流体输送量的装置。系统10a可以通过在流体输送手术过程中跟踪致动机构或流体排出机构(例如，柱塞32或活塞杆34)的移动来监测流体输送。在某些另外的实施例中，识别标签30可以被用来估计柱塞32或活塞杆34的位置。例如，图像处理软件能够记录柱塞32或活塞杆34的相对于识别标签30的位置的初始位置。当柱塞32或活塞杆34相对于识别标签30的位置移动时，图像处理软件确定注射已经开始。当柱塞32或活塞杆34相对识别标签30前进了预定距离时，可以假定注射完成。
系统10a还可以被配置用于自动地识别柱塞32或活塞杆34相对于在流体输送设备28上的其他标记的位置。在某些实施例中，标记可以是在注射器圆桶上的刻度线或记号。在这种情况下，柱塞32或活塞杆34相对于标记的移动不仅能够确定起始和剂量，而且能够确定所输送的流体量。在更多的实施例中，柱塞32可以包括在由数码相机12采集的图像上可容易识别的涂层或指示器。作为选择，涂层能够容易地从另一个扫描元件上检测到，例如，紫外光或红外检测器。这样的器件或扫描仪能够与可穿戴电子器件18关联。增强柱塞32的可见性通过图像处理功能来改进分辨，并且可以通过允许对柱塞32位置的更准确确定来改进容积估计。
在某些实施例中，额外的电子或机械传感器能够与流体输送设备28关联，用于提供关于流体输送的进一步证据或确认。例如，传感器能够被安置于流体输送设备28的注射针头36附近。传感器可以记录针头36何时被正确地插入患者体内，并且确保流体会流过针头36并被排出到患者体内。由传感器收集的数据能够由无线传输器(最好是适合于短程通信的无线传输器(例如，))传输给可穿戴电子器件18。含有直接在流体输送设备28上的传感器会增加流体输送设备28及相关电子器件的复杂性，但是有利地，会在对患者的流体输送实际发生方面提供额外的保证。
除了被用来定位并读取识别标签30并且提供剂量结束确认之外，可穿戴电子器件18的图像采集功能同样可以被依靠用于文档化并存档流体输送手术。例如，注射过程(例如，将针头插入患者的静脉内)的图像、空注射器的图像，以及废弃注射器的图像能够被获得并包含于患者的电子记录中。这些图像每个都可以于其内嵌入时间戳。时间戳连同手术被执行的准确时间一起能够被用来更新患者的医疗记录。
可穿戴电子器件18被配置用于将由系统的图像采集及其他功能收集的数据按照便于使用且易于访问的方式呈现给技术人员。最好的是，数据经由可穿戴电子器件18的显示部分16按照清晰且简洁的方式直接在技术人员的视场内呈献给技术人员。
在图2中示出了穿戴可穿戴电子器件18的技术人员看得见的且包含虚拟层22和现实层24两者的示例性视场100。如图2所示，虚拟层22包含用户界面110。用户界面110可以包括标题栏112或者具有关于患者的信息的标题，例如，患者的姓名和患者识别号。标题栏112或标题还可以包含关于待执行的医疗手术的描述或者关于注射的类型或所需的流体输送器件的信息。用户界面110还可以包含用于示出保留于注射器内的所估计的流体的注射器容量指示器图标114。图标114允许操作人员容易地确定何时全部流体均被注射到患者，并且因而充当剂量结束指示器。最后，用户界面110还可以显示识别标签确认图标116。图标116能够示出识别标签30何时已经在由图像采集功能获得的图像上被识别出。而且，识别标签确认图标116能够示出关于识别标签30为正确的确认，例如，在要执行的特定手术所需的流体输送设备28被分辨出时。如果识别标签30无法被定位或者如果不正确的识别标签30被发现，则图标116可以显示警示，向技术人员表明该注射不应当被执行。
如上所述，虚拟层22没有阻挡操作人员的整个视场100。因而，即使在用户界面110处于视野范围内时，操作人员也仍然看得见现实层24。因此，技术人员能够在为执行手术做准备时看得见任何警示。结果，技术人员因忙于准备流体注射而没注意到警示的可能性得到有效降低。
参照图3A，该图中示出了根据另一种实施例的用于确保患者用药或流体输送的系统10b。系统10b包含具有形式为头戴式眼镜的框架20的可穿戴电子器件18。在图3A的系统10b中，可穿戴电子器件18可以被用来在步骤(a)中对流体输送设备进行可视化，如同本文别处所描述的，并且在步骤(b)中按照佩戴于患者的手腕周围的腕带40的形式对患者ID 38进行可视化。在此应当指出，步骤(a)和(b)可以按照任意顺序来完成。腕带40包含具有QR码的识别标签42。患者ID38还可以包含在识别标签42附近的唯一的视觉标记或记号或者QR代码，用于触发可穿戴电子器件18的图像采集功能。当唯一的标记被识别出时，具有形式为头戴式眼镜的框架20的可穿戴电子器件18开始处理所采集的图像以找出并读取QR代码。患者ID 38还可以包含另外的编码或识别技术，例如，NFC标签(例如，RFID)，能够由图像处理功能识别并读取的视觉编码(例如，文本)、或类似的短距离数据传输天线，以及其他近接感测技术。患者ID 38包含关于患者的信息，并且可任选地可以直接链接至在患者数据系统上的电子患者记录。患者ID 38还可以包含用于确定患者的位置的位置提供技术，例如，GPS。技术人员能够扫描患者ID 38以获得关于患者的信息，例如，待执行的手术，或者未来的流体输送应当在何时被执行的计划，以及关于患者的任意已知的医疗条件。由于患者ID 38将可穿戴电子器件18链接至患者的电子记录，因而在手术期间获得的任何信息或记录，例如，注射时间、注射持续时间或者注射的流体量，能够被传输并存储于患者的电子记录中。如同本文所讨论的，信息显示在眼镜式显示器16中被提供给可穿戴电子器件18的穿戴者，如同参照图1所描述的。
参照图3B，该图示出了如同参照图3A所描述的那样用于确保患者用药或流体输送的系统10b，在该系统10b中，可穿戴电子器件18按照腕带式显示器19的形式来提供，例如，智能手表(SmartWatch)。图3B的系统的功能类似于图3A的系统，只是显示器16通过腕带式显示器19来协调，该腕带式显示器19提供与本文所描述的显示器16类似的功能，只是被物理定位于用户的手腕上。在图3的系统10b中，可穿戴电子器件18可以被用来在步骤(a)中对流体输送设备进行可视化，如同本文别处所描述的，并且在步骤(b)中按照佩戴于患者的手腕周围的腕带40的形式对患者ID 38进行可视化。在此应当指出，步骤(a)和(b)可以按照任意顺序来完成。
参照图4，该图示出了用于确保对患者的流体输送的系统10c的另一种实施例。系统10c被用于通过流体输送设备28(例如，输注装置44)施用流体到患者，流体输送设备28(例如，输注装置44)包含各种流体容器46(即，静脉内治疗(IV)包)、相关的输液管48，以及延伸到患者的静脉内的导管50。输液管48还可以包含一个或多个接入端口52。注射器54能够连接至接入端口52，用于给患者提供额外的或不同类型的医药流体。如同前面所描述的实施例那样，系统10c包含可穿戴电子器件18、流体输送设备28，以及可由可穿戴电子器件18读取的识别标签30。识别标签30包含关于流体输送设备28的识别信息或与关于流体输送设备28的识别信息关联。系统10c确认待执行的手术以及待注入的流体，识别所需的器件和设备，确认流体正被施用至患者，并且记录该手术。
在某些实施例中，系统10c可以被配置用于确认输注装置是否被正确地安装和连接。例如，图像处理功能可以识别输注装置44、流体容器46及导管50的各种连接点。系统10c然后确认元件是否被正确连接。如果合适的连接没有被识别到，则系统10c会在开始流体输送之前警示技术人员让其检查连接。系统10c还可以提供其他各种器件维护警示。例如，当达到了预定的留置时限(indwell time limit)时，系统10c会向技术人员报警。同样地，当系统维护应当被执行时，系统10c会按照各种间隔向技术人员报警。
在某些另外的实施例中，系统10c被配置用于可视化地监测输注装置44的滴注计数，以制定并确认流体输送率。例如，可穿戴电子器件18的图像采集功能可以用文档记录导管50的插入时间。图像采集功能然后将会在预定的时间段内对流体容器46的流出端口进行记录，以记录从容器46流入输注装置44内的流体的点滴。可穿戴电子器件18的图像处理功能识别个体流体点滴，以估计在一段时间内输入患者体内的流体。系统10c可以被配置用于在经过了用于输送预定流体量的足够长的时间段时提供警报。
参照图1-图4，在使用系统10a、10b、10c时，技术人员穿戴上可穿戴电子器件18。例如，技术人员可以在轮班开始时或者在开始执行特定的注射或流体输送手术之前穿戴上可穿戴电子器件18。当可穿戴电子器件18就绪并被开启时，可穿戴电子器件18可以显示启动屏幕，用于给技术人员提供初始化指令，例如，具有要视察的患者以及要执行的手术的任务列表。可穿戴电子器件18还可以要求技术人员来确认他或她的身份，以确保对正确的个体赋予正确的指令。当首次和患者接触时，技术人员使用可穿戴电子器件18来采集患者ID 38的图像。基于关于患者ID 38的信息或与患者ID 38相关的信息，包括待执行的注射在内的关于患者的医疗信息被获得。所获得的信息连同用于执行手术的指令一起被显示于用户界面110上。基于所显示的指令，技术人员可以获得该注射所需的物品，包括适当的流体输送设备28，并且若需要，还包括待装载到流体输送设备28内的医药流体小瓶或滤筒(cartridge)。当操作人员在其视场100内“看见”注射设备及其他物品时，可穿戴电子器件18识别并读取贴附于物品上的识别标签30。系统10a、10b、10c可以检查所获得医疗物品，以确保只有该手术所需的物品被获得，并且确保不需要额外的物品。在物品被获得并由系统识别到时，在用户界面110上的指令被更新。例如，如果正确的物品被获得，则确认消息会被显示于用户界面110。如果不正确的物品被获得，则警示会被呈现给技术人员。该警示可以是视觉的，例如，显示于用户界面110上的图标，以及触觉的、听觉的，或者它们的任意组合。
一旦物品被获得，技术人员就执行医疗手术。在技术人员执行手术时，注射活动被监测以验证该注射。例如，可穿戴电子器件18可以确保针头36被插入患者的皮肤内，并且可以确保流体被从流体输送设备28中排出。包括注射的时间和日期以及技术人员的姓名在内的信息可以被记录并被传输给外部系统，例如，患者数据系统。因而，所收集的信息可以被自动地包含于患者的数字记录内。该信息还可以被传输用于编制账单的用途，或者若需要被传输给第三方保险公司。
在某些另外的实施例中，时间和日期信息能够被用来建立用于未来医疗手术的基线(baseline)。该基线可以被用来确定输注应当被执行多长时间，或者设定检查输注装置44的时间。同样地，在由注射器或注入器注射的情形中，基线时间数据能够被用来安排后续的治疗。基于该信息，系统10a、10b、10c可以被配置用于在后续治疗应当被提供时在用户界面110上显示警告或警示。
根据本发明的另一个方面且参照图5和6，用于获取用于医疗测试和诊断的试样的系统10d和方法被示出。有利地，系统10d提供了自动的、非临床破坏性的、免持的方式来建立试样识别、收集确认、样本和结果跟踪，以及与患者的数据信息系统的集成。系统10d被配置用于跟踪在样本被获得时开始的流体样本的保管链，且可以继续进行样本测试或报告结果。而且，系统10d可以与现有的患者数据系统自动集成在一起，使得关于待收集的样本的类型和被执行的测试的信息能够被显示给技术人员。
如同前面所描述的实施例那样，系统10d包含可穿戴电子器件18。系统10d还包含采血器件56，该采血器件56可以是较大的血管外流体收集系统的一部分。采血器件56提供在较大的血管外流体收集系统与试样收集容器55的内部之间的流体连接。采血器件56一般地在其远端处包含针尖或端口。试样收集容器55能够被插到针尖或端口之上，用于收集通过采血器件的流体样本。采血器件56还可以被配置用于通过采血器件56的近端开口来释放少量的流体样本，例如，离散数量的流体点滴。血管外系统包含采血器件56、试样收集容器55、延长管57，以及侵入性接入器件，例如，脉管接入器件(示于图10中)。作为选择，采样器件56可以直接连接至静脉内导管集线器，无需额外的构件，例如，延长管57，以减少构件的数量并简化收集和采样过程。
系统10d还可以包含治疗点测试器件58。测试片、载玻片和诊断盒是用于接收血样并针对一种或多种生理及生物化学状态来测试血液的治疗点测试器件58。测试盒的实例包括来自Abbot联合企业的测试盒。诸如盒之类的测试盒可以被用来针对包括存在着化学品和电解质在内的各种条件来测试血液学(hematology)、血液气体浓度、凝固或心脏标记。
如同本技术领域所已知的，采血器件56可以与血管外流体收集系统断开连接，如箭头210所示。所断开的采血器件56被用来将一部分流体样本引入治疗点测试器件58内，如箭头212所示。当由测试仪器读取并使用时，流体样本会促使治疗点测试器件58改变颜色或者经受到某些其他可识别的转化，以识别出在流体样本中是否存在某些分析物。在系统10d的某些实施例中，可穿戴电子器件18可以被配置用于采集所使用的治疗点测试器件58的图像。图像处理功能可以被配置用于读取治疗点测试器件58并确定测试结果。作为选择，图像可以被传输到远程的位置，在该远程位置，它能够由适当的医疗专家读取或解释。
如同系统10d的之前实施例一样，系统10d包含贴附于各种容器或采血器件56、侵入性接入器件(例如，血管接入器件)及治疗点测试器件58上的识别标签30。识别标签30包含关于容器或器件的识别信息或与关于容器或器件的识别信息关联。识别信息可以包括采血器件56或容器的类型、容器或器件所用于的手术，或者所获得的样本的流体量。识别信息还可以包括每个容器的唯一标号(designation)，从而一旦流体样本被沉积于容器内时，就允许系统10d跟踪该容器。如同本发明的之前所描述的方面一样，识别标签30可以是能够由可穿戴电子器件18的图像采集功能读取的任何类型的记号，例如，条形码或QR代码。识别标签30还可以是能够由与可穿戴电子器件18关联的天线或传输器读取的NFC标签，例如，RFID标签。
系统10d还可以包含患者ID 38，例如，由患者佩戴的腕带40。患者ID 38包括包含患者信息或与患者信息相关的识别标签30，例如，QR代码。患者ID 38允许可穿戴电子器件18访问患者的电子信息，例如，存储于外部患者数据库系统内的患者信息。可穿戴电子器件18被配置用于接收患者数据并且将相关的信息显示给技术人员。
参照图6，可穿戴电子器件18允许技术人员看得见包括用户界面110在内的虚拟层22。用户界面110被设计用于按照易于理解的方式给技术人员提供相关的且重要的信息。在图6中示出了示例性的用户界面110。但是，应当理解，用户界面110的信息、内容和设计可以适合于特定类型的医疗设施或医疗手术。界面110的外观甚至可以基于特定的技术人员的偏好来调整。
用户界面110包含用于显示关于患者、所执行的测试、所使用的容器的信息以及其他相关数据的一个或多个信息部分。例如，用户界面110可以包括具有患者识别信息(例如，患者ID号)的部分118。患者信息部分118还可以包含关于所预定的样本的类型以及在所预定的样本被获得时的视觉确认的信息。用户界面110还可以包含识别标签部分，例如，识别标签确认图标116。识别标签确认图标116可以包括在识别标签30已经被正确识别并读取时的视觉指示。用户界面110还可以包含样本收集部分120，用于示出样本收集容器(例如，试管)的图标122。当样本被安全地密封于容器内时，图标122可以改变外观。在某些实施例中，图标122可以可视化地示出容器正由流体样本填充，并且当足量的流体量已被获得时，可以显示视觉警示。
在使用中，技术人员可以通过将患者ID 38放置于可穿戴电子器件18的视场100内来扫描患者ID 38而开始，使得患者信息能够由可穿戴电子器件18读取。基于患者信息，在用户界面110上给技术人员显示关于患者及待执行的测试的细节。技术人员然后可以收集采血器件56以及为待执行的特定手术所需的其他物品。在某些实施例中，可穿戴电子器件18可以在物品由技术人员获得时通过例如识别并读取贴附于物品上的识别标签30来识别出每个物品。用户界面110可以在每个所需的物品被获得之后通知技术人员。如果所需的物品还没有被获得或被识别出，则用户界面110还可以显示警示。
用户界面110然后可以显示用于获取流体样本的指令。这些指令可以包括所需的流体量、所建议的脉管接入部位，或者其他任何相关的信息。技术人员然后收集进入采血容器56或别的合适容器内的样本。可穿戴电子器件18的图像采集特征可以采集正由样本填充的采样器件56或容器的图像，并且在足够的流体量被获得时会向技术人员报警。一旦样本被获得，技术人员就可以密封采样器件56或容器。可穿戴电子器件18的图像采集功能可以用文档记录样本已经被获得，并且记录时间和采样器件56或容器的唯一识别号。以此方式，容器被电连接至特定的患者，并且样本将会流失或者与错误的患者联系在一起的可能性被降低。
如果治疗点测试将要被执行，则关于执行该测试的细节会被呈现给技术人员。技术人员通过例如将测试器件58放置于桌面或其他合适的表面上来准备测试器件58。优选地，该表面是白色的或者类似的高对比度的颜色，以提高由可穿戴电子器件18拍摄的测试器件58的图像的质量。测试器件58的识别标签30由图像采集功能来识别并记录。技术人员然后可以通过例如将一滴流体样本置于测试器件58上来执行测试。系统10d可以等待用于待执行的测试的预定时间段，并然后获取所使用的测试器件58的图像。所采集的图像可以被处理，以确定测试结果。作为选择，技术人员可以可视化地确定测试结果并使用可穿戴电子器件18的数据输入功能来记录信息。如果测试器件58必须被保留并被发送给实验室或其他设施，则图像采集功能可以记录识别标签30以及关于所使用的特定测试器件58的识别信息，以确保正确的保管链。如同系统10的之前实施例那样，可穿戴电子器件18检测样本采集和测试过程的每个步骤。如果技术人员漏掉一个步骤，则用户界面110会向技术人员报警并且提供用于校正任何错误的指令。
根据本发明的另一个方面且参照图7-图10，用于在侵入性接入器件(例如，脉管接入器件60)的插入过程中的增强可视化的以及对留置的脉管接入器件60的评估的系统10e被示出。脉管接入器件60可以是用于注射或从静脉中获取流体样本的任意合适的器件，包括(但不限于)注射器、皮下注射器针头(hypodermic needle)、外表面的静脉内导管、血液收集器(blood collection set)、中心线路(central line)，或者这些元件的任意组合。示例性的血管接入器件60包括笔直的且带端口的静脉内导管，例如，Becton,Dickinson andCompany公司的AUTOGUARDTM屏蔽导管(shielded catheter)，集成的外表面的静脉内导管，带翼的针头装置(winged needle sets)及血液收集器。在图10中示出了用于该系统的示例性导管。如同前面所描述的实施例那样，系统10e可以与患者数据系统集成在一起，用于识别待执行的医疗手术且用于治疗确认。
系统10e包含以上详细描述的可穿戴电子器件18。系统10e还包含脉管接入器件60。脉管接入器件60可以包含含有关于脉管接入器件60的信息或与关于脉管接入器件60的信息相关的一个或多个识别标签30。信息可以包括针头的规格(gauge)和长度，以及为特定的手术所需的其他相关信息，包括但不限于患者信息、时间、日期及其他患者或手术的特定参数。系统10e还可以包含由患者穿戴的患者ID 38(示于图3上)。患者ID 38允许系统10e自动地识别患者，并且可以链接至患者的电子记录。
在某些实施例中，可穿戴电子器件18还包含另外的系统或与另外的系统关联，例如，用于在外部或在内部增强解剖学结构的超声或其他扫描器件。这种增强的解剖学结构可以通过提供适用于针头插入的关于静脉位置的可见指示(例如，虚拟迹线62)来帮助技术人员定位脉管接入器件60。技术人员能够基于虚拟迹线62的位置来对脉管接入器件60的针头进行取向。
在某些实施例中，使用可穿戴电子器件18的显示功能将虚拟迹线62投影到技术人员的视场100内。虚拟迹线62可以是用于指出哪里存在静脉的计算机生成的图像或图标。静脉的位置可以通过众多不同的图像处理技术来确定。在系统10e的一种实施例中，注射部位的图像通过可穿戴电子器件18的图像采集功能来采集。在所采集的图像上执行的图像处理可识别出在图像上的各种解剖学标记。例如，手臂的某些部分(例如，手腕、手肘、手指等)的解剖学位置可以被识别出。在一种可替换的实施例中，解剖学标记可以被直接布置于患者的皮肤的外部上或者被施加于绷带(dressing)上。基于这些解剖学标记的位置，在标记之间的距离，以及手臂相对于图像采集功能的取向、手臂的大小和形状能够被计算出。一旦手臂的位置和大小被识别出，适当的静脉位置就能够被估计出。基于这些估计，虚拟迹线62被投影到技术人员的视场100内的适当位置。虚拟迹线62在视场100的现实层24之上是可见的，包括患者的手臂。
参照图8，在某些实施例中，基于解剖学定位的可视化基于使用各种外部成像器件(例如，超声、红外成像、磁共振成像(MRI)或者它们的组合)获得的读数来增强。如图8所示，系统10e设置有包含控制模块66且连接至条形码读入器(wand)68或扫描器的外部超声监测器64。控制模块66可以包含集成的显示器。超声监测器64可以被用来在执行侵入性手术之前获取患者的血管解剖学的初始图像。所获得的超声图像可以有助于自动地区分开动脉和静脉，可以帮助确定哪根静脉最适合于特定的脉管接入，并且可以帮助为特定的静脉选择正确的导管尺寸和长度。由数码相机12采集的注射部位的图像可以与获取超声扫描同步地采集，以便于这两个图像的排列(line up)。
一旦图像被获得并且所期望的侵入性接入部位和静脉被确定，该位置信息就被传输给可穿戴电子器件18并且与通过处理所采集的图像而获得的解剖学定位信息结合起来使用，以确定虚拟迹线62的位置。优选的静脉和注射部位的近似位置被投影到技术人员的视场100(示于图10中)内。虚拟静脉迹线62能够是以颜色来编码的或者是动画的(animated)，以给技术人员提供另外的信息。例如，静脉直径信息能够被投射于紧邻每个虚拟静脉迹线62之处，以帮助技术人员选择适当尺寸的静脉并且帮助选择适当调整了大小的导管。同样地，不同尺寸的静脉能够以不同的颜色来显示，以辅助选择过程。
将由成像器件(例如，超声)获得的数据进行综合可提高投影给技术人员的外部可视化信息的选择性、精确性和特异性。因此，技术人员能够相信所显示的静脉位置是正确的并且是尺寸上适合于所使用的脉管接入器件60的类型的静脉。
静脉解剖学的超声图像能够被本地保存于可穿戴电子器件18上，或者被传输给外部数据器件，例如，患者数据库系统，以包含于患者的记录内。超声图像然后能够被自动地提供用于后续的脉管接入治疗，以辅助静脉选择。
在插入被执行之后，系统10e可以被配置用于获取实时的超声图像，以确认脉管接入器件60的针头在静脉内的正确布置。同样地，系统10e能够记录该插入的时间和日期戳记，并且将这样的信息包含于患者的记录中。系统10e还可以记录脉管插入的位置。该信息可以被用来防止在患者身体的相同区域重复进行插入。
在某些另外的实施例中，超声监测器64可以被配置用于给技术人员提供实时的信息。例如，可穿戴电子器件18的用户界面110可以被配置用于将以超声监测器64获得的实时图像提供于技术人员的视场100内。以此方式，技术人员能够“观看”插入过程以确保脉管接入器件60被正确地插入所期望的静脉内。这样的实时信息可允许技术人员针对解剖学结构和器件位置的变化进行校正，此类变化可能会在插入过程中发生。同样地，这样的实时系统能够有助于评估留置的脉管接入器件60的静脉结构的服务期限(viability)、位置及变化。因而，技术人员能够更好地确定何时需要移除或重新定位留置的脉管接入器件60。
在另一种实施例中，可穿戴电子器件18可以包含用于通过投射光线或辐射(例如，由一个或多个LED灯泡或激光导管提供于患者的皮肤上的光线)进行亚表皮照明的装置。所投射的光线可以增强静脉的可视化，并且能够被用来提高所采集的图像的质量。已增强的所采集图像能够被用来改进由图像处理功能提供的近似的虚拟迹线62。在本发明的范围之内，套管间的照明或者具有导管条纹的照明同样可以被用于提高动脉和静脉的实际可视化。
该系统的侵入性器件还可以包含可以被磁化用于与超声系统一起使用的材料，该超声系统使用磁特征来增强可视化且提供按照侵入性器件朝目标解剖部位(anatomy)移动的路径的形式进行投影的手段。
如同前面所描述的系统10e那样，投影于技术人员的视场100的虚拟层22的用户界面110有利于按照方便的且免持的方式将关于待执行的手术、所使用的器件以及插入过程的进度的重要信息传递给技术人员。参照图8，系统10e总的用户视觉体验包括将虚拟层22投影于技术人员的视场100(示于图10中)上，高亮显示患者的脉管解剖结构(anatomy)，从而为技术人员提供提高的插入成功度。图9是覆盖了患者手臂的一部分的虚拟静脉迹线62的示意图。
参照图10，该图示出了包含投射于现实层24上的虚拟层22的技术人员的视场100的另一种实施例。虚拟层22包含具有标题栏112的用户界面110，该标题栏112包含患者识别信息以及关于待执行的手术的信息。用户界面110还包含警示部分124，该警示部分14为技术人员显示脉管接入器件60的针头何时处于静脉内或者针头何时已经被刺穿，以及侵入性器件在其正相对于作为亚表皮的目标解剖部位(anatomy)进行安置时的投射轨迹。用户界面110还包含用于示出针头相对于静脉的位置的一个或多个示意性图像126。例如，一个示意性图像126A可以从顶视图中显示针头相对于静脉的位置，用于给技术人员显示是否针头必须要向左或向右、向前或向后移动。用户界面110还可以包含用于示出正视图或侧视图的第二示意性图像126B，从而示出针头相对于静脉的深度。在本文中还应当想得到，用于示出所期望的结构的其他图像或视图的附加示意图同样可以被提供用于在用户界面110内观看。例如，其他视图可以包括在第一示意性图像126A或第二示意性图像126B中示出的图像的截面图。作为选择，还可以提供从平面(例如，超声探头)中获得的图像。最后，用户界面110可以包含用于示出关于脉管接入器件60的信息的图标128，例如，导管或针头的规格或长度。
在使用中，技术人员首先通过确定什么手术应当被执行并获取必要的装备而开始。如同系统10e的之前实施例那样，技术人员可以通过扫描患者ID 38来确定该信息。基于从患者ID 38中获得的信息，用户界面110可以显示用于待执行的手术的指令、用于什么物品必须被获得的指令，以及涉及手术或患者的其他相关信息。技术人员然后获取用于该手术的物品，即，脉管接入器件60。系统10e可以通过扫描每个物品的识别标签30来验证是否已经获得了正确的物品。如果技术人员未能获得所需的物品，则会显示警示。
在执行注射或脉管接入手术之前，技术人员可以用成像器件(例如，超声监测器64)的条形码读入器68或扫描器来扫描所需的插入部位，以获得关于患者血管的亚表皮三维图像。系统10e可以自动地处理所获得的图像，并且识别出合适的静脉以用于脉管接入器件60的插入。在静脉正被识别时，注射部位的图像同样使用图像采集功能(例如，可穿戴电子器件18的数码相机12)来获得。处理所采集的图像可识别出各种解剖学标记，这些解剖学标记被用来确定患者的手臂或其他所选部位的尺寸、形状及取向。基于这些处理活动，静脉的迹线，在本文中也称为虚拟静脉迹线62，在用户界面110上被显示给技术人员。技术人员基于虚拟迹线62来定位脉管接入器件60的针头。技术人员然后将针头插入静脉内。当针头被正确定位时，用户界面110可以显示警示或确认。
除了辅助针头的定位之外，系统10e还以文档记录插入活动，以确认该手术实际上得到了正确执行。例如，插入时间、插入位置、技术人员的姓名、插入部位及其他信息可以由可穿戴电子器件18传输给患者数据系统。这些信息被记录下来以帮助执行未来的插入手术。
虽然本发明的特定实施例已经被详细地描述，但是本领域技术人员应当意识到，对于那些细节的各种修改及替代方案能够根据本公开内容的总体教导而得出。因此，本文所公开的特定布局意指仅为说明性的，而并非是对本发明的范围的限定，本发明的范围应当由所附权利要求书的完全范围及其所有等效形式给出。此外，尽管本发明已经为了说明的目的而基于当前被认为是最可行的且最优选的实施例进行了详细描述，但是应当理解，此类细节仅仅是用于说明的目的，并且本发明并非仅限于所公开的实施例，而是相反地，意指涵盖属于所附权利要求书的精神和范围之内的修改和等效布局。例如，应当理解，本发明可预期到任意实施例的一个或多个特征能够尽可能地与任意其他实施例的一个或多个特征来结合。

Claims (36)

1.一种系统，包含：
可穿戴电子器件，被配置由用户穿戴，可穿戴电子器件包含：
外壳，
至少一个成像传感器，与所述外壳关联，
数据传输接口，用于将数据发送给外部电子器件或从外部电子器件接收数据，
数据报告附件，用于将数据提供给所述用户，
微处理器，用于管理所述至少一个成像传感器、所述数据传输接口和所述数据报告附件，以及
用于从所述至少一个成像传感器获取并处理图像的程序；
流体输送设备，用于将治疗剂被动地或主动地输送给患者；以及
一个或多个识别标签，贴附于所述流体输送设备或与所述流体输送设备一体形成，
其中所述程序处理由所述至少一个成像传感器采集的图像以识别所述一个或多个识别标签并且从所述一个或多个识别标签获取流体输送设备信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序通过处理由所述至少一个成像传感器采集的所述图像来确认流体输送手术的完成。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述程序经由所述数据报告附件向所述用户报告所述流体输送设备信息以及关于所述流体输送手术的完成的确认，或者经由所述数据传输接口给所述外部电子器件传输所述信息和所述确认。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序自动地获取并处理图像以从所述一个或多个识别标签获取信息并确认所述流体输送手术的完成。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据报告附件以免持的方式向所述用户提供信息。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴电子器件是头戴式计算机，并且其中所述数据报告附件是配置用于将虚拟层投影到所述用户的视场的投影棱镜。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述虚拟层包含用户界面，所述用户界面包含患者信息部分、剂量确认部分、识别标签确认部分、流体输送设备的容量指示器或者它们的任意组合。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个成像传感器是数码相机或数字摄像机。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序通过处理由所述至少一个成像传感器采集的所述流体输送设备的一系列图像以跟踪所述流体输送设备的可移动部分从起始位置到最终位置的移动，来确认流体输送手术的完成。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述流体输送设备的所述可移动部分是能够移动穿过所述流体输送设备的主体的柱塞或活塞杆。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述可移动部分被以增强所述可移动部分在由所述至少一个成像传感器采集的所述系列图像中的可见性的物质所涂覆，以改进对所述可移动部分的移动的跟踪。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体输送设备包含一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置用于确定所述流体输送设备的一部分何时被插入患者体内或者用于确定流体何时被从所述流体输送设备中排出。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个传感器直接或间接地连接至所述可穿戴电子器件，并且其中由所述一个或多个传感器收集的数据经由所述数据报告附件提供给所述用户或者经由所述数据传输接口传输给所述外部电子器件。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴电子器件还包含用于存储所述程序、所述流体输送设备信息、关于流体输送手术的完成的确认或者由所述至少一个成像传感器采集的图像的数据存储介质。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴电子器件包含允许所述用户将数据手动输入所述可穿戴电子器件内的外围数据输入器件。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述外围数据输入器件是运动传感器、陀螺仪、压力传感器、加速度计、触摸板、触摸屏，或者它们的任意组合。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述可穿戴电子器件还包含在所述可穿戴电子器件的所述外壳内的电源。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据传输接口被配置用于给患者数据系统发送数据以及从患者数据系统接收数据。
19.根据权利要求18所述的系统，其中从所述患者数据系统接收的信息包括关于待执行的手术的信息、关于所述手术所需的所述流体输送设备的信息或者关于所述患者的信息。
20.根据权利要求1所述的系统，其中给所述外部电子器件传输的信息包括对流体输送手术的完成的确认、所述手术的时间和日期、所述手术的流体注射量、在所述手术过程中注射的流体的质量或类型或者它们的任意组合。
21.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体输送设备是下列项中的一项或多项：预充式注射器、笔式注射器、自动注射器、输注装置、导管、脉管接入器件或者它们的任意组合。
22.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个识别标签包括二维条形码、三维条形码、近场通信器件或者具有能够由光学字符识别算法读出的文本的标签。
23.根据权利要求1所述的系统，其中所述程序通过处理图像以定位所述流体输送设备上的位置标记并然后基于在位置标记在图像上的位置来定位所述一个或多个识别标签，以识别在所采集的图像中的所述一个或多个识别标签。
24.根据权利要求1所述的系统，还包含患者识别器件，所述患者识别器件含有关于所述患者的识别信息或与关于所述患者的识别信息相关联，所述患者识别器件能够由所述可穿戴电子器件的所述至少一个成像传感器读取。
25.一种系统，包含：
可穿戴电子器件，被配置用于由用户穿戴，可穿戴电子器件包含：
外壳，
至少一个传感器，与所述外壳相关联，
数据传输接口，用于将数据发送给外部电子器件或从外部电子器件接收数据，
数据报告附件，用于给所述用户提供信息，
微处理器，用于管理所述至少一个传感器、所述数据传输接口及所述数据报告附件，以及
用于获取并处理由所述至少一个传感器采集的数据的程序；
流体输送设备，用于将治疗剂被动地或主动地输送给患者；
一个或多个识别标签，贴附于所述流体输送设备或与所述流体输送设备一体形成；以及
患者识别器件，所述患者识别器件含有关于所述患者的识别信息或与关于所述患者的识别信息相关联，且所述患者识别器件能够由所述至少一个传感器读取。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述程序对从所述一个或多个识别标签和患者识别器件中获取信息进行管理。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述程序基于从所述一个或多个识别标签和患者识别器件中获取的信息来确定所述流体输送设备对于流体输送手术是否是足够的。
28.根据权利要求27所述的系统，其中如果所述流体输送设备对于所述流体输送手术是不足够的，则所述数据报告附件给所述用户提供警示。
29.根据权利要求25所述的系统，其中所述患者识别器件包含用于确定所述患者的位置的定位电路。
30.一种系统，包含：
可穿戴电子器件，被配置用于由用户穿戴，可穿戴电子器件包含：
外壳，
至少一个成像传感器，封闭于所述外壳内或与所述外壳关联，
数据传输接口，用于将数据发送给外部电子器件或从外部电子器件接收数据，
数据报告附件，用于给所述用户提供信息，
微处理器，用于管理所述至少一个成像传感器、所述数据传输接口和所述数据报告附件，以及
用于获取并处理由所述至少一个成像传感器采集的图像的程序；以及
输注装置，用于经由脉管接入器件将一种或多种治疗剂从流体容器输送到患者，
其中所述程序通过处理由所述至少一个成像传感器采集的一系列图像来确定来自所述流体容器体的流体流动，以确定从所述流体容器排出的流体的流体流动速率。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述程序通过识别在由所述至少一个成像传感器采集的所述输注装置的图像上的所述输注装置的各部分之间的连接点来验证所述输注装置是否被正确连接，并处理所述图像中包含所述连接点的部分，以确定是否存在足够的连接。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述数据报告附件在所述程序确定连接不足够时向所述用户报警。
33.一种用于在临床使用点确认对患者的流体输送的方法，所述方法包括：
通过将流体输送设备的可移动部分推进通过所述流体输送设备的主体来致动所述流体输送设备，以将流体从所述流体输送设备排出；
在所述可移动部分正被推进通过所述主体时，以具有至少一个成像传感器的可穿戴电子器件来采集所述流体输送设备的一系列图像；
实时地处理所述系列图像以确定所述流体输送设备的所述可移动部分是否已经推进到使用结束位置；并且
在示出所述流体输送设备的所述可移动部分处于所述使用结束位置的图像被采集到时，通知佩戴所述可穿戴电子器件的用户所述流体输送已完成，
其中处理自动执行且无需由所述用户进行的致动行为。
34.根据权利要求33所述的方法，其中对所述系列图像进行处理是使用所述可穿戴电子器件的计算机、虚拟计算机、与所述可穿戴电子器件有线或无线连接的外部专用电子器件或者经由数据传输接口与所述可穿戴电子器件连接的外部计算机来执行的。
35.根据权利要求33所述的方法，还包括处理所述系列图像中的至少一个图像，以从贴附于所述流体输送设备的或与所述流体输送设备一体形成的识别标签来识别并提取关于所述流体输送设备的信息。
36.根据权利要求33所述的方法，其中所述流体输送设备是注射器，并且其中所述可移动部分是柱塞，所述柱塞被从主体的近端处的初始位置推进通过所述注射器的主体到所述主体的远端处的使用结束位置。
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