CN110827957A - 医生相关的选择性数据压缩 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“医生相关的选择性数据压缩”。本发明公开一种设备，该设备包括网络接口和处理器。该网络接口被配置成通过通信网络进行通信。该处理器被配置成接收(i)包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据、和(ii)对时间段内感兴趣的一个或多个时间间隔的选择。该处理器被进一步配置成：以第一分辨率压缩在选择的时间间隔内的数据的第一部分；并且以比第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩在选择的时间间隔之外的数据的第二部分。该处理器被另外配置成经由该网络接口通过该通信网络传送数据的压缩的第一部分和压缩的第二部分。
Description
技术领域
本发明整体涉及处理和远程显示患者健康数据，并且具体地涉及用于上载至远程服务器的电生理数据压缩。
背景技术
提出了各种已知的方法来促进诸如心脏问题的医学病症的远程诊断。例如，美国专利申请公布2014/0194762描述了一种用于显示患者心电图(ECG)数据的方法。该方法包括：接收包括ECG波形的ECG数据；接收分析的包括心律失常事件的ECG数据；生成检测的心律失常事件的指示；以及在与检测的心律失常事件的时间相关联的位置处显示与ECG波形有关的检测的心律失常事件的指示。还公开了一种用于显示患者ECG数据的系统。
又如，美国专利申请公布2013/0231947描述了用于医学监测的自适应系统，该系统在连接到网络的计算装置之间分配数据处理，以优化计算资源的使用、网络通信速度和用户体验。数据处理被分配到若干层级，在各级(计算装置)之间进行双向通信以协调和调整数据压缩、过滤和分析、以及可用于传送和/或接收的缓冲数据的大小。
美国专利申请公布2017/0300654描述了远程医疗系统和方法。该系统的控制器可使用收发器与使用传输变形协议(TMP)的操作中心建立远程医疗会话，该TMP是基于确认的用户数据报协议。控制器还可掩蔽一个或多个瞬态网络退化，以增加远程医疗会话的弹性。远程医疗系统可包括2D和3D颈动脉多普勒和经颅多普勒和/或其它诊断装置，并且提供应急车辆和接收医院的医务人员之间的实时连通和通信，以便对有需要的患者进行即时诊断和治疗。
发明内容
本发明的实施方案提供一种包括网络接口和处理器的设备。该网络接口被配置成通过通信网络进行通信。该处理器被配置成接收(i)包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据、和(ii)对时间段内感兴趣的一个或多个时间间隔的选择。该处理器被进一步配置成：以第一分辨率压缩在选择的时间间隔内的数据的第一部分；并且以比该第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩在选择的时间间隔之外的数据的第二部分。该处理器被另外配置成经由该网络接口通过该通信网络传送数据的压缩的第一部分和压缩的第二部分。
在一些实施方案中，该设备还包括输入装置，该输入装置被配置成从医生接收对一个或多个时间间隔的选择。
在一些实施方案中，该处理器被进一步配置成基于给定判据自动选择一个或多个时间间隔。
在一个实施方案中，接收的数据包括一个或多个心电图(ECG)迹线。
在另一个实施方案中，该处理器被配置成基于在选择的时间间隔内计算的平均心率来选择该第一分辨率。
在一些实施方案中，该处理器被配置成基于在时间间隔期间记录了心律失常的一个或多个指示来选择一个或多个时间间隔。
在一些实施方案中，该第一分辨率至少是该第二分辨率的两倍。
根据本发明的一个实施方案，另外提供了一种包括网络接口和处理器的设备。该网络接口被配置成通过通信网络进行通信。该处理器被配置成经由该网络接口通过该通信网络接收包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据，其中数据包括：(i)第一部分，该第一部分在一个或多个选择的时间间隔内并且以第一分辨率压缩；和(ii)第二部分，该第二部分在选择的时间间隔之外并且以比该第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩。该处理器被进一步配置成对数据的第一部分和第二部分进行解压缩，并且处理解压缩的数据。
在一些实施方案中，该处理器被配置成对解压缩的数据进行归档。
在一些实施方案中，该处理器被配置成经由该网络接口通过该通信网络将数据的解压缩的第一部分和解压缩的第二部分传送到远程处理器。
根据本发明的一个实施方案，还提供了一种方法，该方法包括在处理器中接收(i)包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据、和(ii)对时间段内感兴趣的一个或多个时间间隔的选择。以第一分辨率压缩在所选择的时间间隔内的数据的第一部分。以比该第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩在所选择的时间间隔之外的数据的第二部分。通过通信网络传送数据的压缩的第一部分和压缩的第二部分。
根据本发明的一个实施方案，还提供了一种方法，该方法包括在处理器中通过通信网络接收包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据，其中数据包括：(i)第一部分，该第一部分在一个或多个选择的时间间隔内并且以第一分辨率压缩；和(ii)第二部分，该第二部分在选择的时间间隔之外并且以比该第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩。对数据的第一部分和第二部分进行解压缩，并且处理解压缩的数据。
结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1为根据本发明的实施方案的用于电解剖标测的系统的示意性图示；
图2为根据本发明的实施方案的医生相关的、选择用于压缩的数据的心电图(ECG)时间间隔的图示；
图3为根据本发明的实施方案的示意性地示出工作流程的框图，在该工作流程期间处理并传送ECG数据；并且
图4是根据本发明的实施方案的示意性地示出用于选择性地压缩ECG数据并且远程显示这些选择性地压缩的数据的方法的流程图。
具体实施方式
概述
生成(诸如表征心脏或大脑状况的)电生理(EP)数据的医疗系统可能需要通过通信网络将数据传送到例如基于互联网网络的服务器，以用于进行附加处理(诸如存储或分析)。EP数据(例如心电图(ECG)或脑电图(EEG))可随后下载到远程计算机并且被显示以供查看。
在与基于互联网网络的服务器(也称为云服务器或远程服务器)通信时，例如由于网络的带宽限制，医疗系统和远程计算机可能在往返于服务器的两个方向上遇到困难。然而，通常仅一部分的获取的可显示数据具有临床意义，因此不加区别地传送所有可显示数据可能因此是低效的，并且可能导致延迟和/或超过可用通信带宽。
在下文中描述的本发明的实施方案提供了一种用于以“智能”方式压缩医疗数据(诸如上述EP数据)的方法。该方法使得能够使用具有有限带宽的链路将大量“智能”压缩的医疗数据上载到云服务器，并且随后将数据下载到远程处理器，该远程处理器对数据进行解压缩并且将数据显示在位于远程站点处的显示器上。
智能压缩基于由医生设定的判据或通过选择性压缩过程自动进行。在一些实施方案中，指明了用于选择具有感兴趣的数据的时间间隔的判据，如下所述的。
一般来讲，本文所述的智能、选择性压缩技术可通过选择性地减小数据的量化(例如，用于表示每个数据值的位的数量)、降低数据的采样率或以任何其它合适的方式来压缩数据。压缩可利用任何合适的压缩工具。在本上下文中，任何此类压缩方案的特征在于特定的分辨率。较精细的分辨率对应于较好的表示原始数据的质量，但这以较高的数据量(以及因此，较高的传输带宽)为代价。较粗略的分辨率对应于较小的数据量，这以一定的质量劣化为代价。
在一些实施方案中，所公开的本地客户端系统包括：(i)网络接口，该网络接口被配置成通过通信网络进行通信；以及(ii)处理器，该处理器被配置成接收(a)包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据、和(b)对时间段内感兴趣的一个或多个时间间隔的选择。该处理器被进一步配置成：以第一分辨率压缩在选择的时间间隔内的数据的第一部分；以比该第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩在选择的时间间隔之外的数据的第二部分；并且经由该网络接口通过该通信网络传送数据的压缩的第一部分和压缩的第二部分。
在所公开的描述中，第一分辨率也称为“高分辨率”，而第二分辨率也称为“低分辨率”。在一些实施方案中，以高分辨率压缩数据的一部分意味着在完全不压缩数据的情况下传送数据的该部分。
在一些实施方案中，EP数据包括各自以32位/秒(bps)采样的数百个ECG信道。处理器以高分辨率传送采样的ECG信道的一部分的时间间隔，并且以较低分辨率传送其余ECG数据。本地处理器(例如，客户端系统)以高分辨率传送例如由医生选择用于进一步分析和/或查看的数据的仅一些时间间隔。
医生可使用交互式装置(即，输入装置)，以诸如通过使用鼠标、触摸屏和/或键盘标记区域来选择将以第一分辨率压缩的数据的第一部分。在一个实施方案中，可显示数据的一个或多个选择的区段通过通信网络以高分辨率(诸如16bps-32bps)上载到云服务器，而剩余数据以较粗略的分辨率(诸如8bps)传送。
另选地或除此之外，诸如计算机软件的自动过程可基于例如医生经由输入装置限定和输入的指南执行用于压缩的区别性数据选择。在一个实施方案中，可例如针对软件应用一组判据，以选择以高分辨率传送来进行分析的数据的时间间隔。这种判据的一个示例是记录的移动平均心率。
在一些实施方案中，智能压缩进一步用于下行链路中，其中通过例如远程服务器再次对“智能”压缩的可显示数据进行有区别的处理，该远程服务器重新处理低分辨率数据，因此它将以甚至更低的分辨率显示，而高分辨率数据以同一高分辨率传送。
所公开的通过医生的决定和/或自动根据医生确定的指南进行的可显示数据的选择性压缩的方法可改进远程医疗诊断的规程。具体地，所公开的方法将有助于减少数据传输的量，并由此简化远程医疗诊断的规程。
系统说明
图1为根据本发明的实施方案的用于电解剖标测的系统21的示意性图示。图1示出使用电解剖导管29执行患者25的心脏23的电解剖标测的医生27。导管29在其远侧端部处包括一个或多个臂20，一个或多个标测电极22耦接到这些一个或多个臂20中的每一者。在标测规程期间，电极22从心脏23的组织获取并且/或者向心脏23的组织注入(诸如心脏内ECG的)信号。还跟踪标测电极22的相应位置(即，在测量心脏内ECG信号的地方)，如下所述。处理器28经由电接口35接收这些信号，并且处理包含在这些信号中的信息，以构建可显示的医疗数据(诸如电解剖图31)并且在本地显示器26上呈现ECG迹线40。
为了从外部感测电生理数据，多个外部电极24耦接到患者25的身体；例如，三个外部电极24可耦接到患者的胸部，并且另外三个外部电极可耦接到患者的背部。为了便于说明，图1中仅示出一个外部电极。
用于跟踪标测电极22在患者的心脏23内的位置的系统的示例是系统(由加利福尼亚州尔湾的Biosense Webster公司生产)。
系统使用标测电极22，以通过在外部电极24之间施加电压来感测心脏23中感应的电势。基于感测电势并且鉴于电极24在患者身体上的已知位置，处理器28计算电极22中的每一者在患者心脏内的估算位置。因此，处理器可将从电极22接收的任何给定信号(诸如电生理信号)与获取信号的位置相关联。
图1所示的示例性例证完全是为了概念清晰而选择的。还可采用其它类型的电生理感测几何结构，诸如导管(由Biosense Webster公司生产)。另外，接触传感器可装配在电解剖导管29的远侧端部处，并且传送指示电极与组织接触的物理质量的数据。在一个实施方案中，一些电极22的测量结果可被丢弃，因为它们的接触质量差，并且其它电极的测量结果可被认为是有效的，因为它们的接触质量高。
处理器28通常包括通用计算机，该通用计算机具有经编程以执行本文所述功能的软件。该软件可通过网络以电子形式被下载到计算机，例如或者其可另选地或另外地设置和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁学、光学或电子存储器)上。
医生相关的选择性数据压缩
图2为根据本发明的实施方案的医生相关的、选择用于压缩的数据的心电图(ECG)时间间隔的图示。所显示的ECG迹线40示出被一段心房纤颤中断的正常心律43，其特征在于例如在正常心跳周期之间的小型致密不规则波型42。在一个实施方案中，医生27使用交互式装置(诸如触摸屏显示器或鼠标)选择将以高分辨率50上载到远程服务器的时间间隔52，而所显示的ECG迹线40的其余部分将例如通过默认低分辨率44进行上载，如下文进一步所述的。
图2所示的示例性例证完全是为了概念清晰而选择的。图2仅示出与本发明的实施方案有关的要素。可选择性地压缩其它类型的可显示医疗数据(诸如电解剖图)，以“巧妙地”上载到云服务器。例如，医生27可选择将以高分辨率压缩的所显示的电解剖图的区域，该区域包含关于导致心律失常的组织位点的信息，而标测图的其余部分以低分辨率进行压缩。在另一个实施方案中，处理器28自动识别并选择数据(诸如在时间间隔52中)，并且以高分辨率选择性地压缩所选择的数据。
图3为根据本发明的实施方案的示意性地示出工作流程的框图，在该工作流程期间处理并传送ECG数据。可显示数据由本地处理器选择性地压缩，由利用NIC连接到网络的本地处理器上载到云服务器，下载到对选择地压缩的数据进行解压缩和显示的远程处理器。
图3示出获取的数据(诸如数百个32bps的ECG信道)如何经由接口35传送到本地处理器28。在一些实施方案中，处理器28计算相应的ECG迹线和/或电生理图。检查本地显示器26上的数据的医生27例如评估计算的ECG迹线以识别不规则性，选择ECG迹线的时间间隔52以供处理器28以高分辨率压缩并且传送用于另外的诊断。处理器28和显示器26之间的链路46是双向的，这使得医生27能够传送选择。分辨率可以是原始分辨率或更低的分辨率，例如，32bps或16bps。剩余的数据由处理器28以例如8bps的低分辨率压缩。
通过网络接口(诸如网络接口卡(NIC)38)和链路56连接到通信网络100的处理器28将选择性地压缩的ECG迹线传送(即，上载)到远程服务器60。例如，可利用支持10兆位/秒的上载速率的链路56来上载压缩数据。在一个实施方案中，云服务器60经由NIC 68和链路86双向连接到网络100。云服务器60接收选择性地压缩的ECG迹线并执行数据操纵、保存和归档的附加步骤。在一些实施方案中，远程用户将经由网络100发到远程服务器60的选择性地压缩的ECG迹线下载到经由链路66和NIC 48连接到网络100的远程处理器58，并且这些选择性地压缩的ECG迹线由远程处理器58进行解压缩，该远程处理器58此外将解压缩的数据呈现在远程显示器69上。医疗专家可在远程显示器69上查看ECG迹线并且从远方位置提供诊断。
图3所示的示例性框图完全是为了概念清晰而选择的。可能存在其它网络元件，诸如另外的服务器和交换机。可对多于一个远程位置进行寻址以显示下载的数据。其它类型的可显示医疗数据(诸如电解剖图)的传递也可得益于选择性压缩。
图4是根据本发明的实施方案的示意性地示出用于选择性地压缩ECG数据并且远程显示这些选择性地压缩的数据的方法的流程图。过程开始于：在本地显示步骤70处，处理器28计算ECG迹线以在本地显示器26上呈现给医生27。接下来，在高分辨率步骤72中的压缩选择处，医生27检查呈现在显示器26上的ECG迹线，并且选择(例如，在显示器26上，使用交互式装置(诸如指向和/或时间间隔选择工具))将由处理器28以高分辨率压缩的ECG迹线的时间间隔52(即，一部分)。在低分辨率步骤74中的压缩选择处，医生27选择将由处理器28以低分辨率压缩的数据的另一部分(例如，剩余部分)。
在选择性压缩步骤76处，处理器28以高分辨率和低分辨率执行在步骤72和74处所选择的选择性压缩。接下来，在上载步骤78处，处理器28将选择性地压缩的数据上载到云处理器60。在任选的数据远程操纵步骤80中，云处理器60执行诸如附加计算和/或存档的动作。在下载步骤82处，云服务器60按预先确定的或根据请求将选择性地压缩的数据下载到远程位置以呈现在显示器上，例如以供另一位医生进行评估。
图4所示的示例性流程图完全是为了概念清晰而选择的。在另选的实施方案中，例如，代替在显示器26上进行选择，可显示数据的选择由采用软件的处理器来执行，如上所述的。
尽管本文所述的实施方案主要针对选择性地压缩的电生理数据，但本文所述的方法和系统也可用于其它医疗应用中，诸如用于医疗图像的处理中。本文所述的方法和系统还可用于其它领域中，诸如用于游戏、虚拟现实和汽车设备中。
因此应当理解，上面描述的实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文特定示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。
Claims (20)
1.一种设备，包括：
网络接口，所述网络接口被配置成通过通信网络进行通信；以及
处理器，所述处理器被配置成：
接收(i)包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据、和(ii)对时间段内感兴趣的一个或多个时间间隔的选择；
以第一分辨率压缩在所选择的时间间隔内的所述数据的第一部分；
以比所述第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩在所选择的时间间隔之外的所述数据的第二部分；以及
经由所述网络接口通过所述通信网络传送所述数据的所压缩的第一部分和所压缩的第二部分。
2.根据权利要求1所述的设备，并且包括输入装置，所述输入装置被配置成从医生接收对所述一个或多个时间间隔的所述选择。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被进一步配置成基于给定判据自动选择所述一个或多个时间间隔。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所接收的数据包括一个或多个心电图(ECG)迹线。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述处理器被配置成基于在所选择的时间间隔内计算的平均心率来选择所述第一分辨率。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述处理器被配置成基于在所述时间间隔期间记录了心律失常的一个或多个指示来选择所述一个或多个时间间隔。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一分辨率至少是所述第二分辨率的两倍。
8.一种设备，包括：
网络接口，所述网络接口被配置成通过通信网络进行通信；以及
处理器，所述处理器被配置成：
经由所述网络接口通过所述通信网络接收包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据，其中所述数据包括：(i)第一部分，所述第一部分在一个或多个所选择的时间间隔内并且以第一分辨率压缩；和(ii)第二部分，所述第二部分在所选择的时间间隔之外并且以比所述第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩；以及
对所述数据的所述第一部分和所述第二部分进行解压缩，并且处理解压缩的数据。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器被配置成对所述解压缩的数据进行归档。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器被配置成经由所述网络接口通过所述通信网络将所述数据的解压缩的第一部分和解压缩的第二部分传送到远程处理器。
11.一种方法，包括：
在处理器中，接收(i)包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据、和(ii)对时间段内感兴趣的一个或多个时间间隔的选择；
以第一分辨率压缩在所选择的时间间隔内的所述数据的第一部分；
以比所述第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩在所选择的时间间隔之外的所述数据的第二部分；以及
通过通信网络传送所述数据的所压缩的第一部分和所压缩的第二部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中接收所述选择包括使用输入装置从医生接收对所述一个或多个时间间隔的所述选择。
13.根据权利要求11所述的方法，并且包括基于给定判据自动选择所述一个或多个时间间隔。
14.根据权利要求11所述的方法，其中接收所述数据包括接收一个或多个心电图(ECG)迹线。
15.根据权利要求14所述的方法，并且包括基于在所选择的时间间隔内计算的平均心率来选择所述第一分辨率。
16.根据权利要求14所述的方法，其中选择所述一个或多个时间间隔包括基于在所述时间间隔期间记录了心律失常的一个或多个指示来选择所述一个或多个时间间隔。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一分辨率至少是所述第二分辨率的两倍。
18.一种方法，包括：
在处理器中，通过通信网络接收包括作为时间的函数获取的医疗参数的数据，其中所述数据包括：(i)第一部分，所述第一部分在一个或多个所选择的时间间隔内并且以第一分辨率压缩；和(ii)第二部分，所述第二部分在所选择的时间间隔之外并且以比所述第一分辨率更粗略的第二分辨率压缩；以及
对所述数据的所述第一部分和所述第二部分进行解压缩，并且处理解压缩的数据。
19.根据权利要求18所述的方法，并且包括使用所述处理器来对所述解压缩的数据进行归档。
20.根据权利要求18所述的方法，并且包括通过所述通信网络将所述数据的解压缩的第一部分和解压缩的第二部分传送到远程处理器。
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