CN106659441B - 评价医生注意力 - Google Patents

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Abstract

一种系统(100)，包括：显示器(112)，其以预定速率按顺序显示来自图像数据集的图像；光学注意力监测设备(120)，其感测指示医生对所述图像数据集的每幅显示的图像的注意力的特性；以及处理器(106)，其运行注意力检测模块(118)，所述注意力检测模块基于感测到的指示所述医生的注意力的特性关于所显示的图像中的一幅或多幅图像检测注意力的走神，并且生成指示所显示的图像中的所述一幅或多幅图像的信号。

Description

评价医生注意力
技术领域
以下总体上涉及在显示成像数据集期间评价医生注意力。
背景技术
医学成像提供了关于被检查对象的内部特性(例如，解剖结构组织、物料流等)的有用信息。在一些实例中，医生在分析患者数据的同时查看对应于多个患者的上百幅图像的序列。已经在基于针对预定时间量的预定速率在视觉上按顺序显示每幅图像的连续影片循环中查看了这种图像。通过这种显示，任何图像可以提供关于患者的特定疾病和/或状态的关键性视觉信息。
如果医生的注意力在很短的时间段(例如，一眨眼)内被扰乱，也可能错过序列中的重要图像，这可能会导致误诊。当前，医生必须自发地重复医生感觉没有被彻底评价的序列。遗憾的是，这取决于医生对他/她的特定心理状态的自我意识，以及医生对花费额外的时间回顾该序列的意愿。因此，需要一种便于医生确定是否应当视觉显示图像以供回顾的方法。
JP 2008-219286 A公开了一种幻灯片显示设备，所述幻灯片放映设备检测人浏览幻灯片显示的视线，基于规定的条件来确定检测到的视线是否瞄准所述幻灯片显示的静止图像，并且根据确定结果在所述运行幻灯片显示期间选择所述静止图像。
发明内容
本文中描述的各方面解决了上述问题和其它问题。在一个方面中，提出了根据权利要求1所述的系统。
在另一方面中，提出了根据权利要求12所述的方法。
在另一方面中，提出了根据权利要求15所述的计算机可读存储介质。
附图说明
本发明可以采取各种部件和部件的布置，以及各个步骤和步骤的安排的形式。附图只是出于图示优选实施例的目的，而并不被解释为对本发明的限制。
图1示意性地图示了与(一个或多个)成像系统以及数据存储库连接的具有注意力检测模块的计算系统。
图2示意性地图示了注意力检测模块的范例。
图3示意性地图示了包括注意力状态条的显示数据。
图4图示了用于检测注意力的走神并重新播放在注意力的走神期间呈现的图像的方法。
具体实施方式
图1示意性地图示了与(一个或多个)成像系统102和/或图像数据存储库104连接的系统100。成像数据可以以标准格式(例如，医学数字成像与通信(DICOM)、健康水平7(HL7))和/或其它标准格式和/或非标准格式、私有格式和/或其它格式由计算系统101、(一个或多个)成像系统102和/或图像数据存储库104进行存储和/或在这些部件之间转移。
(一个或多个)成像系统102能够包括以下中的一个或多个：超声(US)系统、计算机断层摄影(CT)系统、磁共振(MR)系统、正电子发射断层摄影(PET)系统、单光学子发射计算机断层摄影(SPECT)系统和/或其它成像系统。图像数据存储库104能够包括以下中的一个或多个：图片存档与通信系统(PACS)、放射信息系统(RIS)、医院信息系统(HIS)和/或其它数据存储库。
计算系统101包括一个或多个处理器106(例如，微处理器、中央处理单元、控制器等)以及计算机可读存储介质(存储器)108(即，物理存储器和其它非瞬态存储介质，并且不包括瞬态介质)。计算系统101与(一个或多个)输入设备110(例如，键盘、鼠标、麦克风、触摸屏等)以及输出设备(例如，显示器112、放映机、打印机等)接口连接。
计算机可读存储介质108被编码有计算机可读指令，所述计算机可读指令当由一个或多个处理器106运行时令计算系统101执行在本文中描述的各种功能。一个或多个处理器106能够额外地或备选地运行由载波、信号和其它瞬态存储介质承载的指令。在所图示的实施例中，计算机可读存储介质108包括若干软件模块，包括数据接收器114、图像显示模块116和注意力检测模块118。
数据接收器114经由(一个或多个)输入设备110和/或处理器106接收信号作为输入，以识别要被取回的成像数据集。在一个范例中，计算系统101首先通过显示器112在视觉上呈现存储的患者研究的列表，根据所述列表，医生能够选择成像数据集进行加载。所选择的成像数据集可以是要被读取的患者的初始成像数据集或者是用于读取并与先前生成的患者的数据集进行比较的患者的后续成像数据集。该成像数据集包括能够被显示在序列中的多幅图像。
显示器112按顺序显示来自成像数据集的图像。所述图像是从图像显示模块116接收的。显示每幅图像的速率是预定的并且是由图像显示模块116来解读的。图像显示的速率能够基于诸如用户输入等的条件变化。显示的预定速率的范例是每秒一幅图像。然而，在本文中也预期其它速率。例如，能够以更快或更慢的速率来呈现图像。图像显示模块116基于观察到的医生的注意力特性来确定已经被显示图像的子集再次进行显示(如下文更详细描述的)。
光学注意力监测设备120监测医生对每幅显示的图像的视觉注意力。光学注意力监测设备120提供关于眼睛相关动作的信息，所述信息例如是凝视测量结果、眼睛移动、扫视和固定事件、瞳孔和虹膜跟踪、以及瞳孔的中央/尺寸估计结果。在一个范例中，光学注意力监测设备120是被放置在面向医生的显示器112前方的远程眼睛跟踪器，远程跟踪眼睛特征。备选地，光学注意力监测设备120能够是头戴式/移动眼睛跟踪器，其记录医生查看到的场景。在另一范例中，光学注意力监测设备120能够是获得与面部取向和面部特征相关的数据的相机。
光学注意力监测设备120是诸如光学传感器的物理设备，其感测指示医生对每幅显示的图像的视觉注意力的特征。注意力检测模块118评价来自光学注意力监测设备120的信号，并且基于所述信号来检测针对图像(如果存在的话)的注意力的走神。所述信号例如包括与以下有关的注意力的信息：即，例如，沿着到所显示的图像的视线的目光接触、在所显示的图像处眼睛凝视的方向、捕捉与所显示的图像相关的面部特性，和/或其它信息。
光学注意力监测设备能够在检测注意力的走神时补偿戴着眼镜、隐形眼镜以及任何其它类型的视觉矫正设备的医生。如图1所示，光学注意力监测设备120和显示器112与计算系统101和成像系统102是分离的。然而，光学注意力监测设备120和/或显示器能够被集成到计算系统101或成像系统102内。
转向图2，图示了注意力检测模块118的范例。
在该范例中，注意力检测模块118包括以下中的一个或多个：眨眼检测模块202、凝视检测模块208、警觉丧失检测模块212或面部移动检测模块214。在变型中，注意力检测模块118可以包括更多或更少的模块，包括相同模块和/或不同模块。
眨眼检测模块202检测眼睛的眨动，测量眨眼持续的时间段，并且将眨眼持续的时间段与阈值进行比较。如在本文中所使用的，眨眼持续的时间段是从第一次扫视中眼睑开始闭合到在第二次扫视之后以眼睑完全打开为结束的时间段。基于由注意力监测设备提供的眼睑移动数据，事件检测模块确定眨眼持续的时间段，而不管医生是否戴着眼镜、隐形眼镜和/或其它视觉矫正设备。
一旦已知眨眼持续的时间段，眨眼检测模块202就将该时间段与预定眨眼阈值204进行比较。如果眨眼持续时间超过预定眨眼阈值204(例如，眼睛已经闭合达足够的时间量)，则眨眼检测模块202将指示眼睛已经闭合达足够的时间量的信号传输给图像显示模块116。该信号指示注意力的走神引起的眨眼，并且包括指示该走神的时间数据。
备选地或额外地，眨眼检测模块202分析由光学注意力监测设备120捕捉到的瞳孔的视觉表示。例如，光学注意力监测设备120可以跟踪医生的眼球，同时注意力检测模块分析由注意力监测设备发送的瞳孔数据。在眨眼期间，眼睑可能覆盖瞳孔，导致光学注意力监测设备120由于缺乏眼球暴露而丢失瞳孔数据。能够取回瞳孔阈值206(即，30-80毫秒(ms)，例如，45ms、50ms、52ms等)，这可以在发送指示注意力的走神的信号之前，使得注意力检测模块118在高达瞳孔阈值206的时间长度内忽略瞳孔数据的丢失。
凝视检测模块208分析医生关于所显示的图像的凝视。如果医生的凝视聚集在所显示的图像上，则确定医生精神足够集中而没有注意力的走神。然而，如果凝视没有聚集在所显示的图像上，则医生没有提供足够的注意力。注意力检测模块118向图像显示模块传输信号，以调节图像显示和/或重复所显示的图像的至少一段。
在确定医生的注意力时，凝视检测模块208以从每秒三十(30)个到上百个眼睛跟踪点的频率跟踪医生的眼睛。医生即使没有眨眼，医生的凝视位置也会移位。医生的凝视位置可能并不固定在连续图像的个体帧上，而是固定在图像帧外部或图像帧的不相关部分中的位置上。当检测到漂移凝视位置时，注意力检测模块118可以向图像显示模块116发送指示漂移凝视的信号。注意力检测模块118指示要重新显示的图像的子集。图像显示模块116重新显示所述子集。
凝视检测模块208额外地分析由光学注意力监测设备120检测到的凝视，以确定是否有不令人满意数量的眼睛跟踪点指向所显示的图像。一些跟踪点可以指向所显示的图像，而其它跟踪点可以指向所显示的图像的背景或输入设备110的控件。凝视检测模块208将指向所显示的图像的跟踪点的数量与跟踪点阈值210进行比较。
如果大于阈值的数量的被跟踪位置被聚集在所显示的图像上，则凝视检测模块208并不确定已经发生了注意力的走神，并且不向图像显示模块发送信号以重新显示图像。然而，如果少于阈值的数量的被跟踪位置被聚集在所显示的图像上，则注意力检测模块118确定已经发生注意力的走神，并且向图像显示模块发送信号以重新显示图像。
凝视检测模块208能够在呈现之前分析图像数据以确定图像上的异常的可能区域。可以跟踪医生的查看位置，以确保医生已经查看了这些可能区域。例如，可以使用人工智能技术或基于专业放射科医生解读技术的算法来预先识别在所显示的图像内的图像区域。凝视检测模块208分析由光学注意力监测设备120获得的查看位置。凝视检测模块208对查看位置匹配预先识别的异常的可能区域进行核查。
备选地，凝视检测模块208将医生的查看位置与所显示的图像上的已知异常进行比较。例如，所显示的图像能够表示后续情况，并且医生可以查看先前注释的图像。所述注释提供了注意力检测模块118已知的在所显示的图像内的异常的具体位置。凝视检测模块208分析医生关于所显示的图像的凝视以及所显示的图像的注释，以确定凝视点是否指向由注释所识别的所显示的图像的区。
备选地，计算机辅助检测(CAD)技术能够用于检测异常或可疑的区。凝视点能够与图像数据进行比较，以确定医生是否已经查看了预定为异常的区。
警觉丧失检测模块212检测医生的警觉丧失。警觉丧失发生在医生进行了大量脑力负荷并没有充分休息或思想不集中时。在一个实例中，警觉丧失检测模块212在第一时间段建立基线测量结果。该时间段能够处于医生的工作日的开始。能够通过在基线时期测量的过程中获得眨眼持续时间的分布来计算基线测量结果。在工作日的其它时间期间，能够分析医生的注意力并将其与基线测量结果进行比较。如果在预定阈值外存在不一致，则能够确定警觉丧失，并且注意力检测模块118能够调节图像的显示。
备选地，警觉丧失检测模块212能够基于医生针对可疑区域扫描图像使用熟知度的量度来检测警觉丧失。警觉丧失检测模块212在医生的工作日开始的第一时间段期间测量扫描路径。当医生丧失警觉时，扫描路径可能变得飘忽不定和/或从通常的凝视路径漂移。在第一时间段期间显著偏离原始建立的路径可能指示丧失警觉。丧失警觉可能指示次优的研究回顾。警觉丧失检测模块212能够向医生指示要求在给定的时间段内休息，并且在休息时间段已经结束之后向图像显示模块呈现图像。
面部移动检测模块214确定医生的面部是否聚集在显示器上。例如，面部移动检测模块214可以采用面部识别检测算法来确定面部是否沿着到图像的视线进行聚集。如果没有检测到面部特征聚集在视线上，则面部移动检测模块214可以向图像显示模块116发送信号以暂停或停止在显示器112上显示的图像。
图像显示模块116基于从注意力检测模块118接收到的信号经由显示器112来重新显示图像。
转向图3，在一个实例中，图像显示模块116呈现图形注意力状态条302。图形注意力状态条302包括第一条304和一个或多个分段306(在所图示的范例中示出了三个分段)。第一条304表示所显示的图像，而一个或多个分段306指示医生的注意力已经走神的图像并且该图像没有被彻底查看。
在一个实例中，图像显示模块116允许医生经由光标、触控笔、手指或其它选择设备与图形注意力状态条302交互。在已经显示图像数据的完整序列期间或之后，图像显示模块116分析从事件检测模块发送的信号。图像显示模块116基于医生与图形注意力状态条302的交互来呈现错过的图像。例如，医生能够选择指示错过的图像的一部分图形注意力状态条302。图像显示模块116取回对应于图形注意力状态条302的所选分段的错过的图像数据，并且为医生重新播放所选的图像。
在另一实例中，图像显示模块116可以在图像被显示时主动调节回放。如果从事件检测模块接收到指示医生的注意力没有聚集在显示器上的任何信号，则只要医生的注意力重新聚集，图像显示模块116就可以重新播放错过的图像数据。重新播放可以伴随有指示正在重新播放错过的帧的音频反馈。
图4示意性地图示了用于检测注意力的走神并重新播放在注意力的走神期间呈现的图像的方法。
在402处，以预定速率按顺序显示来自数据集的图像。
在404处，监测指示医生对体积图像数据集的每幅显示的图像的注意力的特性。
在406处，基于所监测的特性来检测针对图像中的一幅或多幅图像的注意力的走神。
在408处，响应于检测到注意力的走神而重新播放所述图像中的所述一幅或多幅图像。
以上方法可以通过计算机可读指令的方式得以实施，所述计算机可读指令被编码或被嵌入在计算机可读存储介质上，所述计算机可读指令在被(一个或多个)计算机处理器运行时，令(一个或多个)处理器执行所描述的动作。额外地或备选地，计算机可读指令中的至少一个由信号、载波或其他瞬态介质承载。
已经参考优选实施例描述了本发明。他人在阅读和理解前面的具体描述的情况下可以想到修改和替代。本文旨在将本发明解释为包括所有这样的修改和替代，只要它们落入权利要求书及其等价方案的范围内。

Claims (14)

1.一种成像系统(100)，包括：
显示器(112)，其用于以预定速率按顺序显示来自图像数据集的一幅或多幅图像；
光学注意力监测设备(120)，其用于感测指示医生对所述图像数据集的所述一幅或多幅图像的注意力的特性；
处理器(106)，其用于运行注意力检测模块(118)，所述注意力检测模块用于基于感测到的指示所述医生的注意力的特性来检测关于图像中的所述一幅或多幅图像的注意力的走神，并且生成指示所述注意力的走神与所述一幅或多幅图像之间的关系的信号；以及
图像显示模块(116)，其用于响应于所述信号而重新显示一幅或多幅图像；
其特征在于，所述注意力检测模块(118)包括眨眼检测模块(202)，所述眨眼检测模块用于分析眨眼持续的时间段或瞳孔暴露的时间段作为指示所述医生的注意力的所述特性，并且用于基于所述眨眼持续的时间段超过预定眨眼阈值(204)或基于瞳孔丢失的时间段超过预定瞳孔阈值(206)来确定所述走神。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：
图像显示模块(116)，其用于在所述显示器(112)上的所述一幅或多幅图像上叠加图形注意力状态条(302)，其中，所述注意力状态条包括：第一条(304)，其指示所述一幅或多幅图像的所述按顺序显示的次序；以及一个或多个分段(306)，其被叠加在所述第一条上，所述一个或多个分段对应于在所述注意力的走神期间显示的所述一幅或多幅图像。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述图像显示模块(116)被配置为响应于指示由所述医生对所述一个或多个分段中的至少一个分段的选择的输入而重新显示所述一幅或多幅图像中的至少一幅图像。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括：
图像显示模块(116)，其用于响应于所述信号而仅重新显示在所述注意力的走神期间显示的所述图像中的所述一幅或多幅图像。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
图像显示模块(116)，其用于响应于所述信号而重新显示医生选择的所显示的图像中的一幅或多幅图像的子集。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中，所述注意力检测模块(118)包括凝视检测模块(208)，所述凝视检测模块用于跟踪所述医生的凝视位置作为指示所述医生的注意力的所述特性，并且用于将所述凝视位置与每幅图像的位置进行比较以检测所述注意力的走神。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述凝视检测模块(208)被配置为通过分析所述图像数据集来确定所述图像中的临床异常，其中，所述凝视检测模块(208)被配置为跟踪所述凝视位置并将所述凝视位置与所述临床异常的位置进行比较。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中，所述注意力检测模块(118)包括警觉丧失检测模块(212)，所述警觉丧失检测模块用于通过在基于在第一时间段期间眨眼的第一分布的警觉的第一基线量度与在第二时间段期间眨眼的第二分布的第二基线量度之间的差异来确定指示所述医生的注意力的所述特性。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中，所述注意力检测模块(118)包括面部移动检测模块(214)，所述面部移动检测模块用于基于沿着到所述图像的视线聚集的面部特征来确定指示所述医生的注意力的所述特性。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述面部移动检测模块被配置为使用面部识别算法来确定所述医生的面部特征。
11.一种成像方法，包括：
以预定速率按顺序显示来自图像数据集的图像；
监测指示医生对所述图像数据集的显示的图像的注意力的特性；
基于指示所述医生的注意力的所述特性来检测所述医生对所显示的图像中的至少一幅图像的注意力的走神；并且
响应于检测到所述注意力的走神而重新显示所显示的图像中的所述至少一幅图像；
其特征在于，检测注意力的走神包括：分析眨眼持续的时间段或瞳孔暴露的时间段作为指示所述医生的注意力的所述特性，以及基于所述眨眼持续的时间段超过预定眨眼阈值(204)或基于瞳孔丢失的时间段超过预定瞳孔阈值(206)来确定所述走神。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在所显示的图像上叠加图形注意力状态条，其中，所述图形注意力状态条包括：第一条(304)，其指示所显示的图像的所述按顺序显示的次序；以及一个或多个分段(306)，其被叠加在所述第一条上，所述一个或多个分段对应于在所述注意力的走神期间呈现的显示的图像中的所述至少一幅图像。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
响应于指示由所述医生对所述一个或多个分段中的至少一个分段的选择的输入而重新显示所显示的图像中的至少一幅图像。
14.一种被编码有计算机可读指令的计算机可读存储介质(108)，所述计算机可读指令当由处理器(106)运行时令所述处理器(106)执行根据权利要求11所述的方法的步骤。
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