CN106384590A - 语音控制装置和语音控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医疗设备的语音控制装置，包括：语音采集模块，采集语音信息；数据处理模块，判断所述采集的语音信息中是否包含语音操作开启指令，当包含开启指令时对操作指令进行识别；控制模块，根据识别到的操作指令控制所述医疗设备。本发明可以通过语音的方式控制医疗设备，解放了医生的双手，提高了人机交互的人性化。结合数据处理模块和提示模块，可以对操作指令的可执行性进行判断，并且在所述操作指令不可执行时，提示操作者不可执行的具体内容，便于操作者及时了解控制对象的状态。

Description

语音控制装置和语音控制方法

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种医疗设备的语音控制装置和语音控制方法。

背景技术

在疾病的诊断和治疗过程中，越来越多地借助到各种医疗设备对患者的病灶部位进行影像扫描或治疗，这些医疗设备诸如计算机断层扫描设备(CT设备)、磁共振设备(MR设备)、X-ray设备、正电子发射计算机断层成像设备(PET-CT设备)、放射治疗设备(RT设备)等。在利用上述医疗设备对患者的病灶部位进行影像扫描或治疗之前，通常需要根据系统需求和扫描协议，对医疗设备或者病床等部件进行一系列调节或控制，例如，为了使病床可以进出医疗设备的成像通道，需要实现病床的上下移动、进床以及退床；为了实现患者定位，需要实现对激光灯的控制；为了点亮成像通道内的光环境，需要实现对照明装置的控制等。参考图1所示，目前上述人机交互的方式，均是通过设置在医疗设备壳体上的控制面板、控制盒或者脚踏开关来实现的，上述几种交互方式，均要求操作者实际接触操作部件，才能触发相应的控制指令，增加了操作的复杂性，也延长了扫描工作的时间。

随着现代医学的发展，对医疗设备中人机交互的高效性、人性化要求越来越高，但是在现有的医疗设备中，仍然局限在操作人员手动操作控制面板、控制盒，或者用脚踩踏踏板的方式来实现人机交互，完成对设备的控制。由于在进行扫描之前操作人员需要进行大量的准备工作，同时还需要安抚患者的紧张情绪，这种情况下，必须通过固定在特定位置的控制面板等部件才能实现对设备的控制，操作过程繁琐，用户体验差，人机交互效率低下。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种医疗设备的语音控制装置，包括：语音采集模块，采集语音信息；数据处理模块，判断所述采集的语音信息中是否包含语音操作开启指令，当包含开启指令时对操作指令进行识别；控制模块，根据识别到的操作指令控制所述医疗设备。

可选的，所述数据处理模块还用于识别语音操作关闭指令。

可选的，所述数据处理模块包括判定单元，用于判断所述操作指令是否可执行。

可选的，所述判定单元包括操作权限判断单元，识别操作指令发出者声纹信息，判断所述操作指令发出者是否具有操作权限。

可选的，所述判定单元包括设备状态监控单元，所述操作指令包括控制对象和控制指令部分，所述设备状态监控单元判断所述控制对象是否可以执行控制指令。

可选的，还包括提示模块，在所述操作指令不可执行时，提示不可执行的内容。

可选的，所述不可执行的内容包括操作指令发出者无操作权限和\或控制对象不能执行控制指令。

本发明还提供一种医疗设备的语音控制方法，包括：

采集语音信息；

判断所述语音信息是否包含语音操作开启指令；

若包含语音操作开启指令，识别后续语音中的操作指令；

根据识别到的操作指令控制所述医疗设备。

可选的，所述语音控制方法，还包括，判断所述语音信息是否包含语音操作关闭指令；停止继续识别后续语音操作指令。

可选的，所述语音控制方法，还包括，对所述操作指令是否执行进行确认。

本发明的医疗设备的语音控制装置及语音控制方法通过语音的方式控制医疗设备，解放了医生的双手，提高了人机交互的人性化。结合数据处理模块和提示模块，可以对操作指令的可执行性进行判断，并且在所述操作指令不可执行时，提示操作者不可执行的具体内容，便于操作者及时了解控制对象的状态。

本发明中还采用语音操作开启指令和关闭指令避免了设备误识别正常对话中可能提到的操作指令相同的语句，进一步，采用语音操作开启指令和操作指令采用不同的语言种类，进一步避免误开启语音操作功能的可能。

附图说明

图1为本发明实施例一的语音控制装置的结构框图；

图2为本发明实施例一的语音控制方法的流程图；

图3为本发明实施例一中的操作指令可执行判断步骤的扩展流程图；

图4为本发明实施例二的语音控制方法的流程图；

图5为本发明实施例三的语音控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在CT设备、MR设备、X-ray设备、PET-CT设备、RT设备等医疗设备中，通常存在诸多的人机交互操作以实现对上述设备的操控，例如病床的升降、前进或后退；激光灯的点亮和熄灭；照明装置的打开和关闭；患者信息的输入或者患者档案的调阅，本实施例中提供的语音控制方法，通过语音与所述医疗设备进行交互的方式方便医生的操作。

现有的一些便携式电子产品中也有很多语音控制方法，最常见的如IPHONE中的SIRI功能，在用户输入语音控制指令时需要按下IPHONE中的HOME键，使设备知道用户即将要输入语音控制口令。但是在医疗设备中，尤其是在大型的成像设备或治疗设备中医生需要辅助患者进行摆位等操作，在这个过程中可能需要双手扶持患者，而这也导致了医生无法用手来控制语音控制开启按键。但是若不设置所述语音控制开启按键又会导致系统识别医生和患者沟通的语句中可能提到的“操作命令”(说出可能包含操作命令的语句或类似的语句)，若设备识别出所述“操作命令”并进行操作会对成像或治疗过程带来诸多不便。

本实施例以应用在CT设备上的语音控制装置为例，来说明语音控制装置的结构和工作过程，但是并非是对语音控制装置使用环境的限定。CT设备通常包括位于扫描间内的扫描设备和病床，位于操作间内的主机、显示屏和医生操作台，扫描设备通过线缆将扫描图像信息传送至主机用于图像的后续处理，医生通过操作台可以实现与病人的交流和对CT设备的控制。

实施例一

本实施例提供一种语音控制装置，可通过特定“语音段”代替所述语音控制开启按键。图1为本发明实施例一的语音控制装置的结构框图，参考图1所示，所述语音控制装置，包括语音采集模块101，采集语音信息；数据处理模块102，判断所述采集的语音信息中是包含语音操作开启指令，当包含开启指令时开始识别操作指令；控制模块，根据所述操作指令控制所述医疗设备。

其中，语音采集模块101为麦克风装置，用于采集语音信息。医疗设备通常会放置在扫描间内，而医疗设备的控制台设置在操作间内，为了实现位于扫描间内的病人和位于操作间内的医生之间的通讯，通常会在扫间内和操作间内分别设置麦克风，分别用于采集病人和医生的语音信息。本实施例的麦克风可以采用为了实现医生和病人之间的通信而设置在扫描间或操作间内的麦克风，也可以单独设置麦克风，麦克风可以采用固定式，也可以采用便携式，所述便携式麦克风比如领夹式麦克风，可夹持于操作者的衣领上，这种设置方式，由于麦克风距离操作者的距离较近，可以有效去除杂音，收音效果较好。

数据处理模块102，接收语音采集模块101采集到的语音信息，判断所述语音信息中是否包括语音操作开启指令，所述语音操作开启指令可以是一段固定的语句，如医生说出的“开启语音控制功能”，当数据处理模块102识别到所述语音开启指令以后读取所述语音开启指令之后指令发出者说出的操作指令。

所述数据处理模块102还可以判断所述语音信息中是否包括语音操作关闭指令，所述语音操作关闭指令也可以是一段固定的语句，如医生说出的“关闭语音控制功能”，当数据处理模块102识别到语音操作关闭指令以后停止继续读取操作指令。

所述数据处理模块102包括：语音信息识别单元1021、判定单元(包括设备状态监控单元1022和操作权限判断单元1023)及存储单元1024。

语音信息识别单元1021，用于判断所述语音信息是否包含语音操作开启和/或关闭指令及操作指令：判断所述语音信息中是否存在与所述存储单元1024中预先存储的操作指令相匹配的信息。

所述语音操作开启/关闭指令和操作指令可以是固定的语句，也可以是由多个关键词组成的。优选的所述语音操作开启/关闭指令为固定的语句、操作指令为多个关键词的组成。进一步，所述语音操作开启指令和操作指令可以是不同种类的语言，如语音操作开启指令为英文，操作指令为中文，如此设计的目的是，在扫描间医生在与患者交流的过程中可能说出与语音开启指令类似的语句，而这些语句有可能会被设备误识别为语音操作开启指令，通过设置为不同种类的语言，尽可能避免上述情况的发生。所述语音操作开启/关闭指令以不会与平时患者沟通时提到的语句为佳，可以包括产品型号等。

在操作指令以多个关键词的组成时通过识别关键词的形式来识别操作指令，每条操作指令均包括控制对象和控制指令两种关键词，在语音信息识别单元1021只有在判断语音信息中同时包括一条操作指令的上述两种关键词时，才会输出与操作指令的信号给所述设备状态监控单元1022。例如控制病床升高或将降低的操作指令的关键词为“病床，升高(降低)”；控制病床进入扫描通道或退出扫描通道的操作指令的关键词为“病床，进”、“病床，出”；控制点亮或关闭激光灯的操作指令的关键词为“点亮，激光灯(关闭，激光灯)”；控制照明装置打开或关闭的操作指令的关键词为“打开，照明(关闭，照明)”，控制扫描通道内的风量大小的控制指令的关键词为“增大，风量(减小，风量)”。本实施例中，预先将上述关键词所对应的操作指令存储在存储单元1024中，但是上述关键词和操作指令只是示例，具体实现时，可以根据操作者的需求进行设定。

设备状态监控单元1022，用于判断所述操作指令中所包含的控制对象是否处于就绪状态。包括但不限于以下两种情况：所述控制对象是否存在故障，所述控制对象是否处于非工作状态，为了实现上述功能，所述设备状态监控单元1022需要实时监测控制对象的状态。

操作权限判断单元1023，用于判断所述操作者的操作权限，本实施例中，通过声纹识别的方式判断所述操作者的操作权限，预先对具有操作权限的操作者的声纹进行建模，并存储在所述存储单元1024中。当采集到的语音信息与已经建模的声纹相匹配时，则可以确认所述操作者具有操作权限。

本实施例中，判定单元包括设备状态监控单元1022和操作权限判断单元1023，设备状态监控单元1022通过监控控制对象的状态来判断控制对象是否可以执行操作指令，操作权限判断单元1023通过对比指令发出者的声纹信息与预存的声纹信息来判断指令发出这是否具有操作权限，在本发明其他实施例中，判定单元还可以通过其他方式来判定操作指令是否可执行。

控制模块103，控制语音采集模块101采集语音信息，根据所述所述语音信息中的操作指令控制具体的控制对象执行相应的指令。所述设备状态监控单元1022对操作指令对应的控制对象状态为可执行，所述操作权限判断单元1023的判断结果为操作者具有操作权限的情况下，根据语音操作指令控制医疗设备执行相应的操作。

本实施例中，还设置有提示模块104，所示提示模块104与所述数据处理模块102相连，用于在当所述操作指令不可执行时，提示不可执行的内容。进一步地，所述提示模块104分别根据所述设备状态监控单元1022和操作权限判断单元1023的判断结果显示不可执行的内容：如果所述设备状态监控单元1022判断的结果为所述控制对象存在故障或者所述控制对象处于非工作状态(如，预热中)，则以文字或语音的形式提示上述内容；如果所述操作权限判断单元1023判断的结果为所述操作者没有操作权项，也以文字或语音的形式提示上述内容。所述提示模块104还可以在执行操作指令之前询问操作指令，可以将操作者的操作指令与其他可能出现的干扰指令相区别。

本实施例中，数据处理模块102和控制模块103可以集成设置在操作间的主机内部，也可以单独设置。相应的，本实施例中的提示模块104既可以设置在扫描间CT设备前端原有的显示屏上，也可以设置在操作间的显示器上，具体位置和提示的方式均不做限定。

本实施例提供的语音控制装置，可以通过语音的方式控制医疗设备，解放了医生的双手，提高了人机交互的人性化。结合数据处理模块102和提示模块104，可以对操作指令的可执行性进行判断，并且在所述操作指令不可执行时，提示操作者不可执行的具体内容，便于操作者及时了解控制对象的状态。

图2为本实施例语音控制方法的流程图，参考图2所示，所述方法包括以下步骤：

S201：采集语音信息；

S202：判断所述语音信息中是否包含语音操作开启指令，若是，进入S203，否则返回201；

S203：识别后续语音信息中的操作指令，判断所述操作指令是否可执行，当判断结果为可执行时，进入S204，否则进入S205；

S204：根据所述操作指令控制所述医疗设备；

S205：提示不可执行的内容。

其中，在S201可以通过设置在扫描间或操作间内用于实现病人和医生通讯的麦克风来采集语音信息，也可以单独设置麦克风，实现S201中语音信息的识别，比如采用便携式的麦克风，可将该麦克风夹持在操作者的衣物上，在需要对医疗设备进行语音控制时，只需要说出语音控制指令，麦克风即可采集上述语音信息。

S202中，判断所述语音信息中是否包含语音操作开启指令，在系统中预先存储与语音操作开启指令对应的关键词，当识别出采集到的语音信息中包含语音操作开启指令相关的关键词时，即认为该语音信息中包含操作指令，并开始语音操作功能。所述语音操作开启指令也可以是采用设定好的固定语句。

S203中，在开启语音操作以后，继续对后续的语音进行识别，判断后续语音中是否包含操作指令，同样所述操作指令也是在系统中预先存储与操作指令对应的关键词，当识别出采集到的语音信息中包含操作指令相关的关键词时，即认为该语音信息中包含操作指令，

操作指令包括控制对象和控制指令部分，为了确保识别操作指令的准确性，对于控制指令，本实施例设置有近义词识别的过程，比如，当操作者想打开激光灯时，激光灯作为控制对象是操作指令最核心的内容，对于“打开”这个控制指令，可以选用“点亮”“开启”等具有打开含义的近义词，从而可以实现操作指令的多样化，避免由于操作指令的形式太过单一给控制过程带来麻烦。

所述的语音信息可以采用英语形式、普通话形式，也可以采用地方方言的形式，只需要提前设定好支持的语言形式即可，这样便于具有不同语言习惯的操作者对医疗设备的语音控制。也可以是所述语音功能开启指令和操作指令采用不同的语言，减少两种指令的混淆概率。

图3为本发明实施例一中的操作指令可执行判断步骤的扩展流程图。参考图3，原S203的判断采集到的操作指令的可执行性，可以包括以下步骤：

S2031：判断操作指令的控制对象是否就绪，如果是，则进入S2032，否则，进入S205。

根据语音信息中所含的关键词来确定所述控制对象，判断所述控制对象是否可以执行操作指令，如果设备存在故障或者处于非工作状态，即控制对象无法执行操作指令，则提示所述操作对象不可执行的具体原因，或者设备的正确操作方式，如果设备状态正常，则进入S2032。

S2032：判断操作者的是否具有操作权限，如果操作者具有操作权限，则进入S204，否则进入S205。

本实施例中，提前预存具有操作权限的操作者的语音信息，通过声纹识别的方式进行操作者的身份确认，首先对具有操作权限的操作者的声纹进行建模，然后对采集到的语音信息进行识别，只有在与已经建模的声纹相匹配的时候，才可以确认操作权限，否则语音提示不可操作的原因。如果采集到的语音信息与已经建模的声纹相匹配时，则进入S204。

本实施例中，S2031和S2032的执行步骤是可以互换或同时进行。

由于医疗设备的操作专业性较强，本发明实施例通过设置操作权限的确保设备操作的安全性和可靠性。当操作指令不可执行时，像操作者进行提示的方式不做限定，可以语音提示，也可以通过显示屏的方式文字提示，还可以仅以警报的声音提示操作者进行相关的检查。

实施例二

在实际应用场景中，采集到的语音信息中，虽然含有操作指令，但是有可能仅仅是操作人员之间的交谈内容，如果将此类交谈内容误读为操作指令，并根据该操作指令控制医疗设备，必然加重了操作人员的负担，而且很有可能会给患者带来危险。

基于上述考虑，在本发明的实施例二中，在实施例一的S204之前增加设置确认反馈的步骤，具体为：当判断所述语音信息所包含的操作指令可执行时，通过语音确认是否执行当前操作指令，根据反馈信息决定是否执行当前操作指令。当反馈信息为确认执行当前操作指令时，根据操作命令控制医疗设备，否则终止控制操作。增加这一步的目的在于可以区分正式的操作指令和干扰指令，避免误把包含了操作指令中关键字的非指令语音内容识别为操作指令，给医疗设备带来损伤或给病人带来伤害。

图4为本发明实施例二语音控制方法的流程图。参考图4所示，本实施例的语音控制方法包括：

S301：采集语音信息；

S302：判断所述语音信息中是否包括语音操作开启指令，若是进入3031，否则返回301；

S3031：识别语音中的操作指令，判断所述操作指令的操作对象是否为就绪状态，若是，进入3032；否则进入S305，提示不能执行的内容。

S3032：根据操作指令判断操作者是否具有操作权限，将操作者的声纹信息与预存的声纹模型进行对比，如果存在相匹配的声纹模型，则进入S304，否则进入S305，提示不能执行的内容。

S304：确认是否执行所述操作指令，当反馈结果为“是”时，进入S306执行所述操作指令，否则返回S3031，继续识别语音中的操作命令；

本实施例的语音控制方法，通过语音的方式完成对医疗设备的操控，解放了医生的双手。为了控制的准确性和可靠性，采用了权限识别和控制对象状态识别的双重确认方式，对于由于操作者权限或者控制对象等原因无法完成控制的情况。

第三实施例

图5为本发明实施例三语音控制方法的流程图。参考图5所示，本实施例的语音控制方法包括：

S401：采集语音信息；

S402：判断所述语音信息中是否包括语音操作开启指令，若是进入403，否则返回401；

S403：识别语音信息中的指令，

S404：判断所述指令是操作指令或是语音操作关闭指令，若是操作指令进入S406、若是语音操作关闭指令进入S405；

S405：在S404中判断为语音操作关闭指令时，停止识别操作指令，并回到S401继续采集语音信息；

S406：在S404中判断为操作指令时，进一步判断所述操作指令是否可执行，若是执行S407，否则执行S408；

S407：根据可执行的操作指令控制医疗设备；

S408：提示不可执行的内容，并回到S403继续识别语音信息中的指令。

根据本实施例的语音控制方法，不仅可以通过语音开启语音操作功能，同时也可以通过语音关闭语音关系功能，避免了开启语音操作功能以后持续识别医生的语音导致的误识别操作指令。

本发明，通过语音控制医疗设备的操作，实现了较好的人机交互，解放了操作人员的双手，特别是在进行造影扫描时，需要在给病人注射药剂以后，再开始进行扫描，在这种情况下采用语音控制扫描的方式，可以解放操作人员的双手，避免出现由于操作繁琐带来的差错。同时也节省了扫描的时间，在一定程度上可以缓解病人的紧张情绪。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种医疗设备的语音控制装置，其特征在于，包括：语音采集模块，采集语音信息；数据处理模块，判断所述采集的语音信息中是否包含语音操作开启指令，当包含开启指令时对操作指令进行识别；控制模块，根据识别到的操作指令控制所述医疗设备。

2.根据权利要求1所述的语音控制装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于识别语音操作关闭指令。

3.根据权利要求1所述的语音控制装置，其特征在于，所述数据处理模块包括判定单元，用于判断所述操作指令是否可执行。

4.根据权利要求3所述的语音控制装置，其特征在于，所述判定单元包括操作权限判断单元，识别操作指令发出者声纹信息，判断所述操作指令发出者是否具有操作权限。

5.根据权利要求3所述的语音控制装置，其特征在于，所述判定单元包括设备状态监控单元，所述操作指令包括控制对象和控制指令部分，所述设备状态监控单元判断所述控制对象是否可以执行控制指令。

6.根据权利要求3所述的语音控制装置，其特征在于，还包括提示模块，在所述操作指令不可执行时，提示不可执行的内容。

7.根据权利要求6所述的语音控制装置，其特征在于，所述不可执行的内容包括操作指令发出者无操作权限和\或控制对象不能执行控制指令。

8.一种医疗设备的语音控制方法，其特征在于，包括：

采集语音信息；判断所述语音信息是否包含语音操作开启指令；若包含语音操作开启指令，识别后续语音中的操作指令；根据识别到的操作指令控制所述医疗设备。

9.根据权利要求8所述的语音控制方法，其特征在于，还包括，

判断所述语音信息是否包含语音操作关闭指令；停止继续识别后续语音操作指令。

10.根据权利要求8所述的语音控制方法，其特征在于，还包括，

对是否执行所述操作指令进行确认。