CN117281499A - 监测单元和医学检查系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及监测单元和医学检查系统。用于支持用于检查患者的医学工作流的监测单元(1)包括：基体(2)，特别是壳体，其中基体(2)包括用于传感器单元到基体(2)的模块化附接的多个附接槽(4)；多个传感器单元，其中传感器单元各自附接到附接槽(4)之一，其中传感器单元之一被配置为收集患者相关数据，其中传感器单元之一被配置为收集环境数据；计算单元(3)，其中计算单元被配置为处理患者相关数据和环境数据，其中计算单元被配置为基于患者相关数据和/或环境数据来创建输出数据，其中计算单元被配置为经由连接到计算单元的输出装置(5)启动输出数据的输出，其中输出装置被配置为从计算单元接收输出数据并输出该输出数据。

Description

监测单元和医学检查系统
技术领域
本发明涉及用于支持医学工作流的监测单元和医学检查系统。
背景技术
用于检查患者的临床工作流通常取决于多个变量，当与变量的最优范围发生偏差时，该多个变量全都可以潜在地导致临床工作流的次优结果。例如，由于由CT系统的故障引起的计数损失，计算机断层摄影(CT)图像的质量可以受到负面影响。故障可以例如是CT的光电倍增管中的电流饱和和/或CT晶体单元中的降低的光输出，这可以由CT系统的环境中的高温和/或湿度引起。此外，在医学成像扫描期间，特别是在CT扫描或X射线检查期间，患者移动可以引起诸如模糊、条纹或阴影的负面效应。已经发现，大约21％到42％的CT活体检查具有运动伪影，其中主要原因往往是摇摆(100％)，随后是点头(92％)和倾斜(67％)，如Cosimo Nardi等人的“Motion artefacts in cone beam CT:an in vitro study aboutthe effects on the images”，Br J Radiol 2016；89:20150687中公开的。
在扫描期间由变量和事件的这些或其它偏差引起的伪影可以导致需要重复对应的扫描，这可以是时间和/或资源的巨大损失。另外的时间损失和/或错误可以由于以下项而发生：患者的定位，例如包括选择理想的CT台高度用于适当的等中心定位，这可以直接影响允许将管电流自动调节在不同水平处的技术(ATCM)并且因此影响辐射剂量和图像质量；工作流的准备，例如将扫描器准备好用于检查；和/或患者的标识，例如误标识可以导致错误的过程和处置，从而将患者及其安全置于危险中。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于关于上述问题中的至少一些问题，特别是关于医学工作流的可靠性和/或时间效率，改进医学工作流的手段。
通过根据权利要求1的监测单元、根据权利要求14的医学检查系统和根据权利要求15的方法来满足或超过该目的。另外的优点和特征来自从属权利要求、说明书和附图。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于支持用于检查患者的医学工作流的监测单元，该监测单元包括：
-基体，特别是壳体，其中基体包括用于传感器单元(10)到基体的模块化附接的多个附接槽，
-多个传感器单元(10)，其中传感器单元(10)各自附接到附接槽之一和/或永久地固定到基体，其中传感器单元(10)中的至少一个传感器单元被配置为收集患者相关数据，其中传感器单元(10)中的至少一个传感器单元被配置为收集环境数据，
-计算单元，其中计算单元被配置为处理患者相关数据和环境数据，其中计算单元被配置为基于患者相关数据和/或环境数据来创建输出数据，其中输出数据适合于支持医学工作流，其中计算单元被配置为经由输出装置启动输出数据的输出，输出装置连接到计算单元，其中输出装置被配置为从计算单元接收输出数据并输出该输出数据。
监测单元可以是盒或盒状设备。其中，基体(特别是壳体)可以形成盒的外壁。盒可以在一个方向上打开和/或可打开，特别是在附接槽被定位的方向上打开和/或可打开。监测单元可以被配置为布置在检查系统的检查区域外部，检查系统特别地是医学成像设备，诸如磁共振(MR)扫描器、X射线设备、CT扫描器或正电子发射断层摄影(PET)扫描器，其中检查区域可以是在成像会话/检查期间患者被放置在其中的区域。监测单元可以例如放置在MR隧道和/或CT隧道外部。监测单元可以被配置为邻近检查区域布置。它可以被配置为布置在检查区域上方。例如，附接槽可以被配置为使得传感器单元在被安装在基体中时能够观察监测单元下方和/或监测单元侧方的区域。监测单元可以被配置为布置和/或紧固在检查区域的入口的顶部上，例如在MR和/或CT隧道的入口孔的顶部上。监测单元可以包括特别地被配置为支持医学工作流的附加功能单元。例如，监测单元可以包括被配置为提供氛围照明的照明单元，和/或被配置为控制外部照明单元的照明连接。监测单元可以包括内部电池(特别是可再充电的内部电池)和/或功率输入连接。
医学工作流可以是医学扫描工作流和/或医学检查工作流，特别是CT工作流、MR工作流和/或X射线检查工作流。医学工作流可以包括：患者的扫描，特别是成像扫描；和扫描的准备，例如预热扫描器、加载成像/扫描协议、患者的定位和/或患者的准备。患者的准备可以例如包括施予造影剂、向患者给出指令和/或输入/登记患者数据。医学工作流还可以包括要在检查之后执行的步骤，例如对检查系统进行消毒。
基体可包括一个或多个未被占用的附接槽。该一个或多个空闲槽可以例如被配置为允许添加附加的传感器单元。附接槽可以包括电子连接，以向传感器单元提供功率和/或数据连接，例如USB连接，功率和/或数据连接允许从传感器单元到计算单元的数据交换，并且可选地反之亦然。附接槽可以有利地使得能够进行监测单元的模块化设计，其中各种不同的传感器单元可以可附接到监测单元。因此，特别是经由附接槽，监测单元可以是根据相应工作流、相应检查系统和/或系统的维护要求的需要而可扩展的和/或可调整的。有利地，监测单元因此可以特别灵活地被使用。基体可以包括用于附接附加的附接槽和/或更换现有附接槽的装置。例如当附接槽之一被损坏时或当需要更多附接槽时，这可以提供甚至更多的装置用于监测单元的灵活性和/或维护。
环境数据可以包括关于执行医学工作流的检查系统周围和/或检查系统处的区域的数据。例如，环境数据可以包括：关于周围空气的信息，特别是关于空气的成分的信息；当前温度，特别是检查室的当前温度；和/或关于医学设备的信息，诸如医学设备的定位和/或医学设备的状态。患者数据可以包括患者的图像、患者的医学数据(诸如体温和/或脉搏)和/或患者的生物识别数据(例如可以允许标识患者的数据)。
计算单元可以包括被配置为处理患者相关数据和环境数据的处理器和/或算法。特别是经由处理器，计算单元可以提供计算能力以处理由传感器单元获取的数据。计算单元可以位于基体内部和/或可以附接到基体。附加地，计算单元可以被配置为处理来自可以被附接到空闲附接槽的另外的传感器单元的数据。附加地和/或备选地，计算单元可以被配置为集成有附加的应用和/或附加的算法，特别是人工智能(A.I.)算法，以允许处理数据的附加方式和/或允许处理附加的传感器单元。计算单元可以连接到和/或可以可连接到至少一个外部数据设备，例如边缘计算设备、云、服务器、智能手表、贴片和纹身(patches andtattoos)、可摄入药丸(ingestible pills)、智能腕带和/或数据存储设备，其中计算单元可以特别地被配置为从外部数据设备接收和实现另外的算法。例如，计算单元可以包括被配置为接收外部数据的接收单元。有利地，利用监测单元，特别是经由基体和附接槽，提供模块化硬件单元，该模块化硬件单元可以收集数据并经由计算单元提供应用。特别地，监测单元可以被配置为提供数据收集集线器的功能。因此，通过提供各种装置来观察患者和环境，可以有效地改进医学工作流。计算单元可以包括用于存储来自传感器单元的数据和/或用于存储经处理的数据的本地存储单元。计算单元可以被配置为提供对存储单元的外部访问。
输出装置特别地是监测单元的一部分。输出装置可以是计算单元的一部分和/或可以连接到计算单元。输出装置可以是如下设备，该设备被配置为将输出数据输出到其他设备，和/或以使得医学和/或技术工作人员和或患者可以感知输出数据的方式输出输出数据。输出装置可以例如是显示器(例如监控器或屏幕)、投影仪、音响系统、数据传输器(例如Wi-Fi传输器)。数据传输器可以连接到和/或可以可连接到云、计算机、智能电话、平板电脑和/或作为医学工作流的一部分的设备，诸如检查台、诸如医学成像设备(例如CT扫描器)的检查系统和/或工作站。输出数据可以优选地被配置为使得它支持或适合于支持和/或改进医学工作流。输出数据可以是针对用户(例如，技术和/或医学员工)的推荐或警告消息、针对患者的信息和/或指令、和/或针对其他设备(特别是作为医学工作流的一部分的设备)的自动命令。例如，针对用户的推荐可以包括帮助定位患者的信息。针对患者的信息和/或指令可以例如包括患者何时屏住他们的呼吸和屏住他们的呼吸多久的指令、控制患者呼吸模式的帮助、和/或倒计时，特别是视觉倒计时。例如，视觉倒计时可以显示在屏幕上。该屏幕例如可以被附接和/或集成到检查系统的台架或检查隧道。
根据一个实施例，多个传感器单元包括以下中的一者或多者、可选地全部：2D(二维)相机、3D(三维)相机、CO2传感器、湿度传感器、被配置为检测环境空气中的颗粒的总挥发性有机化合物(TVOC)传感器、温度传感器、振动传感器、雷达单元。2D相机可以被配置为取得患者(特别是患者的面部或患者的待检查的身体部分)、技术人员和/或医学员工的图像数据，特别是图像和/或诸如视频流的连续图像数据。计算单元可以被配置为处理图像数据，使得例如通过去除可以用于个人地标识患者的数据部分，图像数据被匿名。计算单元可以被配置为分析和/或导出人(特别是患者)的行为和/或情绪状态。监测单元可以包括多个(特别是两个)2D相机。例如，3D相机可以是两个2D相机的组合。计算单元可以包括至少一个2D相机和至少一个3D相机。3D相机可以被配置为取得患者和/或环境的深度测量结果。例如，深度测量结果可以由监测单元用于确定对象(特别是可移动对象)之间和/或对象(特别是可移动对象)与患者之间的距离。2D和/或3D相机可以经由USB连接(例如经由作为附接槽的一部分的USB集线器)而连接到计算单元。2D相机和或3D相机和/或它们的附接槽的定向可以被配置为使得相机可以提供从检查室上方、特别是从患者台上方的向下视野。CO2传感器可以配置为测量环境空气中的CO2水平。CO2传感器可以是总挥发性有机化合物(TVOC)传感器和/或是总挥发性有机化合物传感器的一部分。特别是在封闭的检查室中，CO2浓度可以随时间增加。当多个人(例如患者以及医学和技术员工)在没有充分通风的情况下在房间中达延长的时间段时，这种效应可能甚至更加显著。增加的CO2浓度可以导致房间中的人的注意力不集中、疲劳和/或健康状况下降。此外，已经发现COVID感染的风险也可以随着CO2浓度的增加而增加，特别是使得加倍的CO2水平可以导致室内空间中COVID感染的风险加倍。因此监测CO2浓度可以是特别有利的。计算单元可以被配置为基于来自CO2和/或TVOC传感器的CO2浓度数据来监测CO2颗粒水平。计算单元还可以被配置为创建输出数据，该输出数据包括向用户(例如技术和/或医学员工)提供通风的建议，和/或例如通过打开通风单元来自动启动检查室的通风。特别地，这可以将房间保持处于针对患者和用户的理想状况和/或降低传播传染病的风险，因为高CO2水平可以是房间通风不良的良好指示器。附加地和/或备选地，总挥发性有机化合物(TVOC)传感器(特别是与计算单元一起)可以被配置为确定房间中的污染，例如检测一氧化碳的水平。CO2传感器、湿度传感器、TVOC传感器、温度传感器和/或振动传感器可以特别地被配置为收集环境数据。监测单元的基体可以包括通风单元，该通风单元被配置为向传感器单元中的至少一个传感器单元(优选地向多个传感器单元)提供环境空气。有利地，特别是通过提供工作流的环境的更具代表性的空气样本，通风单元可以允许获得更准确的环境数据。例如，在CT系统的情况下，诸如光电倍增管(PMT)中的电流饱和和晶体中减少的光输出的故障可以由高于最优水平的高温和相对湿度引起。最优水平的一个示例是18°和23°之间的温度以及30％和70％之间的相对湿度。偏离最优状况可以导致计数损失，计数损失可以降低CT图像的质量。计算单元可以被配置为处理和/或分析来自湿度传感器和/或温度传感器的环境数据，并且检测异常状况，特别是湿度和/或温度在最优范围之外的状况。输出数据可以包括通知用户非理想温度和/或湿度状况的用户警报。附加地和/或备选地，计算单元可以连接到工作流的读数输出(例如扫描器的输出)，并且被配置为分析读数输出，并且当检测到读数的不正常变化时创建用户警报。雷达单元可以被配置为允许对象检测和/或跟踪。计算单元可以被配置为基于来自雷达单元的数据来支持碰撞避免(例如，在对象和患者之间和/或在对象和设备之间)。例如，计算单元可以被配置为使用雷达单元的数据来确定即将发生的和/或可能的碰撞。附加地和/或备选地，雷达单元可以被配置为检测患者定位和/或移动。可选地，雷达单元可以被配置为在一个或多个相机发生故障的情况下作为安全机制备选而工作。2D相机、3D相机和/或雷达单元可以被配置为特别是在扫描期间，检测患者和/或员工移动。
根据一个实施例，输出数据包括关于患者和/或环境的信息。该信息可以例如声学地和/或在屏幕上输出。例如，输出数据可以被设计成使得其可以帮助定位患者，例如帮助将患者定位在患者台上。特别地，输出数据可以包括定位建议和/或指令。定位建议和/或指令可以例如声学地和/或作为屏幕上的文本输出。因此，输出数据可以有利地用作用于患者和/或用于医学和/或技术员工的指导。
根据一个实施例，输出数据包括自动调整工作流的指令。例如，输出装置可以连接到至少一个检查系统，例如医学成像设备，并且输出数据可以被配置为使得基于环境数据和/或基于患者数据来调整至少一个检查系统的参数。特别地，可以自动调整医学成像设备的扫描参数。例如，如果已经检测到患者移动，则可以重新开始扫描，或者可以重复受患者移动影响的扫描的部分。在另一示例中，如果检测到患者的情绪状态不好，例如处于疼痛或焦虑中，则可以自动中断或缩短扫描。附加地和/或备选地，输出装置可以连接到被配置为调整环境状况的控制装置，诸如湿度控制器和/或通风单元。有利地，该实施例可以允许自动优化工作流和/或工作流状况。
根据一个实施例，传感器单元之一是相机，特别是2D相机和/或3D相机，其中相机被配置为从患者收集患者图像数据，特别是彩色图像数据，特别地，患者图像数据包括来自患者的面部的数据。该实施例可以有利地允许收集患者相关数据，以便即使在变化的患者行为的情况下也改进工作流可靠性。
根据一个优选实施例，计算单元包括被配置为基于彩色图像数据来确定患者的情绪状态是否匹配预定义情绪状态的算法，其中计算单元被配置为当发现与预定义情绪状态的匹配时启动输出数据的输出，其中输出数据特别地包括关于情绪状态的信息和/或引起对照明的自动调节的命令。彩色图像数据可以特别地是RGB数据。例如，红色患者面部可以是焦虑的指示，例如，焦虑由在扫描期间(特别是在扫描隧道或台架内部的)患者的幽闭恐惧反应引起。患者的情绪状态对于医学或技术员工来说可能不总是明显的和/或可见的。患者焦虑可能偶尔甚至导致扫描的终止。此外，诸如运动伪影的医学错误可以来自由于患者焦虑引起的反应性响应。因此，输出数据可以被设计为警告员工患者的焦虑，特别是使得员工可以尝试让患者平静下来以减少伪影和/或在必要时立即停止扫描。有利地，该实施例可以用作患者情绪的检测和/或预测机制。因此，其可以减少不希望的波动或对患者不良反应(例如由设备操作引起的反应)的响应时间。患者相关数据的处理可以包括数据的匿名化，特别是使得关于患者的情绪的数据不会以稍后可以将它们指派给个体患者的方式存储。
根据一个实施例，特别是当患者正在接近监测单元和/或进入检查室时，相机被配置为收集患者的面部的患者图像数据，其中计算单元包括面部识别算法和患者数据库或被配置为访问患者数据库的算法，其中计算单元被配置为经由面部识别算法基于患者图像数据和患者数据库来标识患者，其中计算单元特别地被配置为基于识别的患者身份并基于患者数据库来自动设置扫描协议。患者数据库可以包括患者面部。患者的不正确标识可以导致患者安全风险，特别是由于应用错误的过程和/或处置而引起的患者安全风险，诸如由于以下引起的患者安全风险：检查错误的患者、应用错误的药物和/或不正确的部位介入。有利地，该实施例可以允许自动患者标识和/或患者数据库的健康信息更新的应用。因此，可以降低错误的风险及其后果。在患者到达后的自动标识还可以有助于节省时间并避免员工忘记正确地复核患者的身份。
根据一个实施例，传感器单元之一是相机，特别是2D相机和/或3D相机，其中计算单元被配置为在医学工作人员到达后经由相机自动检测医学工作人员，其中计算单元被配置为自动输出针对该特定工作人员的信息作为输出数据。针对工作人员的信息可以例如包括关于监测单元的信息、关于工作流的至少一个设备的信息、关于错误的信息和/或关于要应用的扫描协议的信息。在医学检查中心(例如放射中心)中，可以存在具有他们相应的不同任务的不同工作人员。因此，标识员工和使具体应用自动化可以有助于更高效地执行这些任务。输出数据还可以包括用于至少一个设备根据检测到的工作人员自动调整用户接口的指令。因此，取决于个体工作人员的任务和/或要求的自动设备个性化可以是可能的。
根据一个实施例，传感器单元中的至少一个传感器单元是相机，特别是2D相机和/或3D相机，其中相机被配置为检测患者的移动，特别是在检查期间检测患者的移动，其中计算单元被配置为基于检测到的移动来输出关于患者的定位的信息和/或指令。例如，输出数据可以使得其有助于将要检查的身体部分定位在医学成像设备的等中心中以进行扫描。输出数据还可以适合于引导患者在检查期间“撤消”不自主移动，例如，输出数据可以包括给患者的关于如何移动回到他/她的原始位置的指令。因此，该实施例可以帮助检测和/或避免运动伪影，运动伪影可以例如显现为模糊、条纹或阴影，并且可以在检查期间，特别是在CT扫描和/或X射线检查期间，由患者移动引起。移动的早期检测可以帮助避免检查的重复和/或使得能够校正移动引发的测量错误。输出数据可以包括针对员工和/或患者的警告。当检测到超过基于移动对图像伪影的影响的移动阈值(特别是如由计算单元基于患者移动数据确定的)时，可以特别地触发警告。附加地和/或备选地，移动数据可以用于帮助患者定位。患者定位可以包括选择理想台高度，特别是CT系统台的理想台高度，例如用于适当的等中心定位。台高度可以直接影响允许将管电流自动调节在不同水平处的技术，并且因此影响CT系统中的辐射剂量和图像质量。特别地，当使用管电流调制时，患者在CT台架中的准确定位对于足够的图像质量和辐射输出可能是必不可少的。计算单元可以包括人工智能(AI)算法，该人工智能(AI)算法被配置为使用患者移动数据，以便创建帮助患者的定位的输出数据。由于人类形状和身体的多样性，与由员工在没有指导的情况下执行的定位相比，AIex可以提供准确得多的定位。因此，AI帮助的患者定位可以有助于准确地找到理想的等中心，这可以直接影响所需的辐射剂量和图像质量。因此，它可以更高效，节省时间，减少辐射剂量，并且需要更少的努力来获得期望的扫描。备选地和/或附加地，计算单元可以被配置为基于患者的移动和/或定位数据来创建指令作为输出数据，该输出数据使得例如在X射线管中自动调节扫描器的功率。功率的调节可以取决于身体部分来确定，例如较高功率用于骨骼。可选地，相机数据可以由来自雷达单元的数据支持和/或代替。
根据一个实施例，计算单元被配置为经由传感器单元中的至少一个传感器单元，特别是经由相机，来监测至少一个预定表面，其中计算单元被配置为在检测到人对该至少一个表面的触摸时输出警告，其中可选地，计算单元还被配置为启动所触摸的表面的突出呈现。突出呈现可以例如由输出装置执行。其中，输出装置可以是将突出呈现投射到表面和/或屏幕上或输出到屏幕的投影仪，该屏幕示出表面以及突出呈现。有利地，该实施例可以提供表面触摸检测，特别是关于易污染区域的表面触摸检测。因此，可以优化医学工作流，因为在检查之后仅需要对所触摸的表面进行消毒。这可以节省员工的宝贵时间，并减少两次患者检查之间的(死)时间，并增加患者吞吐量。
根据一个实施例，计算单元被配置为：当根据预定工作流协议不需要传感器单元时，和/或当没有患者在监测单元的预定范围内时，针对传感器单元中的一个或多个传感器单元激活休眠模式。附加地和/或备选地，计算单元还可以被配置为基于预定工作流协议和/或基于患者的存在和不存在，来激活和结束外部设备(特别是作为工作流的一部分的设备)的休眠模式。患者的存在可以例如经由相机和/或经由雷达单元来确定。因此，可以在节能方面优化工作流系统。附加地和/或备选地，基于预定工作流和/或对接近的患者的检测，计算单元可以被配置为激活至少一个传感器单元和/或结束传感器单元中的至少一个传感器单元的休眠模式。因此，可以针对高效预热时段优化工作流，例如减少等待时间。例如，CT扫描器可能花费一些时间以准备好用于检查。已发现CT扫描器一年的总能量消耗为26226kWh(对应于能量成本$4721)，这可以被认为是巨大的。CT和MRI扫描器的能量消耗可以相当于生活在四人家庭中的852个住户的城市的能量需求，或者医院每年总能量消耗的4％。因此，基于人员存在检测在没有检查和/或操作时的休眠模式可以允许显著的能量节省。考虑工作流的调度还可以通过允许设备在患者到达之前接通而有助于提高患者吞吐量。这也可以贡献于降低成本。
根据一个实施例，监测单元包括数据连接，特别是无线数据连接，其中计算单元被配置为控制数据连接以用于将数据分发给在工作流期间使用的设备。数据连接可以例如是LAN连接和/或无线LAN连接和/或蓝牙连接。数据连接可以用于将传感器数据和/或经处理的数据存储在存储设备上，例如存储在云中。数据连接可以用于接收计算单元的数据输入，该数据输入可以特别地用于处理传感器数据。例如，具有无线连接性的可穿戴件可以提供可以在附近收集的附加患者健康数据。
根据一个实施例，计算单元被配置为以模块化的方式包括用于处理来自附接到附接槽的传感器单元的数据的算法，特别是人工智能(AI)算法。有利地，利用监测单元获得的数据因此可以用于实现依赖于机器学习并且需要大量收集到的数据的用例。附加地和/或备选地，计算单元可以被配置为获取可以输出到具有AI算法的外部设备的数据。使用监测单元来获取用于AI算法的数据可以具有以下优点：反馈不易于是主观的，因为用户体验反馈可能是主观的。因此，可能可以基于更可靠的数据来开发对客户和用户行为的理解。其中，可能可以建立用于潜在应用的准确机器学习模型，例如“数字孪生(digital twin)”的准确机器学习模型(诸如使设备设置适于用户特定行为和要求)。要安装的传感器单元和/或监测单元的部分可以提供要随时间收集的大量数据。由于训练数据，可以实现更高效的分析，从而允许基于机器学习的潜在用例。如果收集到足够的数据，还可能可以根据用户(例如患者和/或员工)的具体行为来调节设备和/或监测单元的设置并对其进行校准，以提高操作效率。附加地和/或备选地，可能可以收集工作流的医学设备周围的数据，这可以允许更好地理解用户(例如员工和患者)的行为。AI激励的用例可以从因此获取的足够大量的数据中获益，以合理地捕获输入特征和输出特征之间的相关性。通过观察患者，还可能可以观察和检测疼痛，这可以有助于标识患者对各种扫描协议和/或工作流的体验与患者的临床状况之间的关系。对于这样的应用，可能需要收集足够的数据来开发更复杂且准确的模型，以改进这样的机器学习算法的性能。此外，可以在传感器数据的帮助下训练AI算法，以实现经由医学工作流获取的改进的图像质量。AI算法例如可以是深度学习算法。
根据一个实施例，输出装置包括束投影仪，其中束投影仪特别地被配置为将输出数据投射在表面上。束投影仪可以例如是激光束投影仪。束投影仪可以被配置为向患者台或其他表面发送简单消息(例如，清洁指令、系统消息、呼吸指令、针对患者移动的指令，例如以在检查期间撤销不自主移动)。束投影仪可以包括机动化装置和/或机动化透镜系统以将束重定向。
根据本发明的另一方面，提供了一种医学检查系统，特别是医学成像系统，其包括如本文所述的监测单元。监测单元的所有特征和优点可以适于医学检查系统，反之亦然。医学检查系统例如可以是CT扫描器或MR扫描器。医学检查系统可以包括与输出装置通信的监控器和/或屏幕。监控器和/或屏幕可以位于扫描隧道和/或台架处，和/或附接到扫描隧道和/或台架。屏幕例如可以用于通过向患者示出指令来帮助控制患者的呼吸模式。
根据另一方面，提供了一种用于支持用于检查患者的医学工作流的方法，该方法包括以下步骤：
-经由至少一个第一传感器单元收集患者相关数据；
-经由至少一个第二传感器单元收集环境数据，第一传感器单元和第二传感器单元是相同的或不同的传感器单元；
-将患者相关数据和环境数据发送到计算单元；
-由计算单元基于患者相关数据和/或环境数据来创建输出数据，其中输出数据适合于支持医学工作流；
-将来自计算单元的输出数据发送到输出装置；
-经由输出装置输出该输出数据。
该方法可以由本文描述的监测单元执行。特别地，第一传感器单元和第二传感器单元、计算单元和输出装置可以是如本文所述的。它们可以是监测单元的部分。监测单元和医学检查系统的所有特征和优点可以适于该方法，反之亦然。
本文提及的所有实施例可以彼此组合。
附图说明
附图图示了本发明的各种方面的各种示例性实施例和方法。
图1示出了根据本发明的一个实施例的监测单元；
图2示出了相机到计算单元的连接的示意性表示；
图3示出了监测单元的工作原理的示意性表示；
图4示出了根据本发明的一个实施例的医学检查系统。
相似的元件在附图中用相同的附图标记标示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的监测单元1。监测单元1包括两个2D相机11和3D相机12，特别地，3D相机12可以是3D深度相机。两个2D相机11面向前，并被配置为用于分析患者、技术人员或医生的情绪状态，并从视频流中收集匿名数据。为了保护隐私，可以去除个人可标识信息。3D相机12面向下，以提供在检查空间上方的视场，特别是在患者台上方的视场。3D相机12还可以收集来自患者的数据，例如情绪数据和/或疼痛检测。3D数据也可以是匿名的。监测单元1还包括雷达单元13和附接槽4，其中另外的传感器单元10附接到监测单元1的基体2。另外的传感器单元10包括环境传感器单元，诸如温度传感器、TVOC传感器、CO2传感器和振动传感器。监测单元1可以包括通风口(未示出)，使得监测单元1能够更高效地从医学设备环境收集数据。这些传感器单元10可以被配置为连续地收集数据，并且该数据可以被存储在云中，即被存储在监测单元1的外部，或者被存储在本地存储设备上，例如以用于其他数据消费者访问。如果需要，一些空闲附接槽4允许另外的传感器单元10可选地附接到监测单元1。基体2可以优选地被配置为使得可以以相对低的服务要求添加用于另外的传感器单元10的附加的附接槽4。计算单元3(这里未示出)位于基体2内并连接到传感器单元10。计算单元1例如可以是Nvidia Jetson Nano。特别地，计算单元1的目的是向处理来自包括相机11、12和雷达单元13的传感器单元10的数据的任何必要算法提供计算能力。此外，目的可以是提供无线LAN，以用于在期望的应用需要附加的计算能力的情况下将数据分发给其他数据消费者或其他边缘计算设备。相机11、12、雷达单元13和另外的传感器单元10与计算单元连接和/或通信。监测单元还包括输出装置5，输出装置5包括束投影仪21和Wi-Fi连接(未示出)。
图2示出了2D相机11和3D相机12到计算单元3的连接的示意性表示。相机11、12经由USB集线器44连接到计算单元3，并且计算单元3连接到输出装置5。输出装置5可以包括解复用器51、解码器52和/或发送器53，发送器53被配置为经由IP地址发送数据。例如，可以使用Gstreamer流水线通过IP地址传输数据，例如视频数据和/或视频原始数据。
图3示出了监测单元1的工作原理的示意性表示。来自一些传感器单元10(即来自雷达单元13以及2D相机11和3D相机12)的数据(特别是患者相关数据)经由USB集线器44被传输到计算单元3。计算单元3可以处理数据并生成输出数据，该输出数据经由输出装置5输出，输出装置5包括束投影仪21和无线连接5(诸如Wi-Fi和蓝牙)。束投影仪21经由USB集线器44连接到计算单元。经由无线连接5发送的数据可以被发送到各种设备30，诸如用户的工作站、膝上型计算机、台式计算机、智能电话或Teamplay。另外的传感器单元10(例如环境传感器单元)可以经由无线连接(特别是Wi-Fi连接43)连接到计算单元。可以经由连接到传感器单元10的多路复用器41和经由Wi-Fi模块42建立Wi-Fi连接43。
图4示出了根据本发明的一个实施例的包括监测单元1的医学检查系统100。医学检查系统100可以例如是计算机断层摄影(CT)系统。
监测单元1可以安装到计算机断层摄影(CT)系统的环形台架的前侧。特别地，监测单元1可以安装到环形台架的前盖的区段上，前盖的该区段位于CT隧道的入口孔的上方，可以将患者插入该入口孔中以进行检查。监测单元1可以例如用螺钉固定到前盖和/或固定到台架的支撑结构。
例如，监测单元1的笔直侧部可以特别地以外形适配的方式装配到前盖的区段。监测单元1的笔直侧部被布置成与监测单元1的凸侧部相对。监测单元1的凸侧部覆盖两个2D相机11和束投影仪21。
监测单元1的凸侧部可以由例如透明和/或半透明材料制成。例如，半透明材料可以从用户的视野中隐藏两个2D相机11和束投影仪21，同时允许两个2D相机11透视监测单元1的凸侧部和/或允许束投影仪21将束投射穿过监测单元1的凸侧部。

Claims (15)

1.一种用于支持用于检查患者的医学工作流的监测单元(1)，所述监测单元(1)包括：
-基体(2)，特别是壳体，
其中所述基体(2)包括用于传感器单元到所述基体(2)的模块化附接的多个附接槽(4)，
-多个传感器单元，
其中所述传感器单元各自附接到所述附接槽(4)之一和/或永久地固定到所述基体(2)，
其中所述传感器单元中的至少一个传感器单元被配置为收集患者相关数据，
其中所述传感器单元中的至少一个传感器单元被配置为收集环境数据，
-计算单元(3)，
其中所述计算单元(3)被配置为处理所述患者相关数据和所述环境数据，
其中所述计算单元(3)被配置为基于所述患者相关数据和/或所述环境数据来创建输出数据，其中所述输出数据适合于支持所述医学工作流，
其中所述计算单元(3)被配置为经由输出装置(5)启动所述输出数据的输出，所述输出装置(5)连接到所述计算单元(3)，
其中所述输出装置(5)被配置为从所述计算单元(3)接收所述输出数据并输出所述输出数据。
2.根据权利要求1所述的监测单元(1)，
其中所述多个传感器单元包括以下中的一者或多者、可选地全部：2D相机(11)、3D相机(12)、CO2传感器、湿度传感器、被配置为检测环境空气中的颗粒的总挥发性有机化合物传感器、温度传感器、振动传感器、雷达单元(13)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述输出数据包括自动调整所述工作流的指令。
4.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述传感器单元之一是相机，特别是2D相机(11)和/或3D相机(12)，
其中所述相机被配置为从所述患者收集患者图像数据，特别是彩色图像数据，特别地，所述患者图像数据包括来自所述患者的面部的数据。
5.根据权利要求4所述的监测单元(1)，
其中所述计算单元(3)包括被配置为基于所述颜色数据来确定所述患者的情绪状态是否匹配预定义情绪状态的算法，
其中所述计算单元(3)被配置为当发现与所述预定义情绪状态的匹配时启动输出数据的所述输出，
其中所述输出数据特别地包括关于所述情绪状态的信息和/或引起对照明的自动调节的命令。
6.根据权利要求4或5所述的监测单元(1)，
其中所述相机被配置为当所述患者正在接近所述监测单元(1)和/或进入检查室时收集所述患者的面部的所述患者图像数据，
其中所述计算单元(3)包括面部识别算法和患者数据库或被配置为访问患者数据库的算法，
其中所述计算单元(3)被配置为经由所述面部识别算法基于所述患者图像数据和所述患者数据库来标识患者，
其中所述计算单元(3)特别地被配置为基于所识别的患者身份并基于所述患者数据库来自动设置扫描协议。
7.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述传感器单元之一是相机，特别是2D相机(11)和/或3D相机(12)，
其中所述计算单元(3)被配置为在医学工作人员到达后经由所述相机自动检测所述医学工作人员，
其中所述计算单元(3)被配置为自动输出针对该特定工作人员的信息作为输出数据。
8.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述传感器单元之一是相机，特别是2D相机(11)和/或3D相机(12)，
其中所述相机被配置为检测所述患者的移动，特别是在检查期间检测所述患者的移动，
其中所述计算单元(3)被配置为基于检测到的所述移动来输出关于所述患者的定位的信息和/或指令。
9.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述计算单元(3)被配置为经由所述传感器单元中的至少一个传感器单元，特别是经由相机，监测至少一个预定表面，
其中所述计算单元(3)被配置为在检测到人对所述至少一个表面的触摸时输出警告，
其中所述计算单元(3)可选地还被配置为启动所触摸的所述表面的突出呈现。
10.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述计算单元(3)被配置为：当根据预定工作流协议不需要所述传感器单元时，和/或当没有患者在所述监测单元(1)的预定范围内时，针对所述传感器单元中的一个或多个传感器单元激活休眠模式。
11.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述监测单元(1)包括数据连接，特别是无线数据连接，
其中所述计算单元(3)被配置为控制所述数据连接以用于将数据分发给在所述工作流期间使用的设备。
12.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述计算单元(3)被配置为以模块化的方式包括用于处理来自附接到所述附接槽(4)的传感器单元的数据的算法，特别是人工智能算法。
13.根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)，
其中所述输出装置(5)包括束投影仪(21)，
其中所述束投影仪(21)特别地被配置为将所述输出数据投影在表面上。
14.一种医学检查系统(100)，特别是医学成像系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的监测单元(1)。
15.一种用于支持用于检查患者的医学工作流的方法，所述方法包括以下步骤：
-经由至少一个第一传感器单元(11)收集患者相关数据；
-经由至少一个第二传感器单元收集环境数据，所述第一传感器单元和所述第二传感器单元是相同的或不同的传感器单元；
-将所述患者相关数据和所述环境数据发送到计算单元(3)；
-由所述计算单元(3)基于所述患者相关数据和/或所述环境数据来创建输出数据，其中所述输出数据适合于支持所述医学工作流；
-将来自所述计算单元(3)的所述输出数据发送到输出装置(5)；
-经由所述输出装置(5)输出所述输出数据。
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