CN204925994U - 用于医疗设备的操作控制系统和医疗设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型中提供了一种用于医疗设备的操作控制系统和医疗设备，包括：手势识别装置，用于接收一摄像头采集的操作人员的当前手势视频图像，根据所述视频图像识别操作人员的当前手势，并根据预先存储的手势与手势代码之间的对应关系，输出所述当前手势对应的手势代码；其中，不同的手势代码对应不同的人机接口部件操作；和执行控制装置，用于根据所述手势代码，控制对应的人机接口部件的操作执行。本实用新型中的技术方案，能够提高对人机接口设备的控制效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备领域，特别是一种用于医疗设备的操作控制系统及医疗设备。
背景技术
在某些医疗设备中，如X射线计算机断层扫描(ComputedTomography，CT)机或磁共振成像(MRI)设备等，通常会存在各种人机接口(HumanMachineInterface，HMI)部件，以实现对该医疗设备的操作。以CT机为例，人机接口部件可包括：键盘、鼠标、脚踏开关、介入治疗辅助控制设备(i-control)、控制盒和滑动门控制器等设备。
目前，各种人机接口部件都是通过直接接触来实现控制的。以CT机为例，为了控制检查床床板移动需要点按CT机架上的移动按钮或点按一控制盒；为了关闭滑动门，需要走过去点按门控按钮或点按远程控制按钮。此外，在紧急情况发生时，需要快速跑过去点按相应的按钮。有时还需要同时控制两个或两个以上的部件，如介入治疗辅助控制设备、脚踏开关以及电脑(PC，PersonalComputer)设备等。
这种控制方式一般情况下倒也不会有什么问题，只是控制效率较低；尤其是在进行介入治疗手术等操作时，不仅需要增设专门的控制人员，而且较低的控制效率也会进一步影响介入手术的效率。
发明内容
有鉴于此，本实用新型一方面提出了一种用于医疗设备的操作控制系统；另一方面提出了一种医疗设备，用以提高对人机接口设备的控制效率。
本实用新型中提供的一种用于医疗设备的操作控制系统，包括：手势识别装置，用于接收一摄像头采集的操作人员的当前手势视频图像，根据所述视频图像识别操作人员的当前手势，并根据预先存储的手势与手势代码之间的对应关系，输出所述当前手势对应的手势代码；其中，不同的手势代码对应不同的人机接口部件操作；和执行控制装置，用于根据所述手势代码，控制对应的人机接口部件的操作执行。
在一个实施方式中，所述系统进一步包括：一个摄像头，用于采集操作人员的当前手势视频图像，将所述视频图像提供给所述手势识别装置。
在一个实施方式中，所述系统进一步包括：至少两个摄像头和一个视频图像选取模块；其中，每个摄像头用于采集操作人员的当前手势视频图像；所述视频图像选取模块用于根据所述至少两个摄像头采集的视频图像的图像内容及角度信息，从所述至少两个摄像头采集的视频图像中选取包含手势信息较多的视频图像提供给所述手势识别装置。
在一个实施方式中，所述手势识别装置包括：第一存储器，用于存储预先设置的手势模板以及手势与手势代码之间的对应关系；第一识别模块，用于基于皮肤纹理信息对所述视频图像中的手势轮廓进行识别，并将识别出的手势轮廓信息与所述存储子模块中存储的手势模板进行比对，得到操作人员的当前手势；和代码确定模块，用于根据识别出的当前手势及所述存储子模块中存储的手势与手势代码之间的对应关系，确定所述当前手势对应的手势代码，并输出所述手势代码。
在一个实施方式中，所述手势识别模块进一步包括：第二识别模块，用于在确定所述第一识别模块识别失败时，基于骨架信息对所述视频图像中的手势进行识别，得到操作人员的当前手势。
在一个实施方式中，所述执行控制装置包括：第二存储器和手势代码过滤模块；其中，所述第二存储器用于存储医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系；所述手势代码过滤模块用于根据医疗设备的当前状态以及所述第二存储器中存储的医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系，对所述手势代码进行过滤；在医疗设备的当前状态下允许执行所述手势代码对应的操作时，将所述手势代码转换为对应的控制指令输出给对应的操作执行部件，以使所述操作执行部件根据所述控制指令执行对应的操作。
在一个实施方式中，所述系统进一步包括至少一个操作执行部件；每个操作执行部件，用于根据来自所述手势代码过滤模块的控制指令，执行对应的操作。
在一个实施方式中，所述医疗设备为CT机；所述操作执行部件包括下述部件中的任一个或任意组合：检查床床板向里、向外移动控制部件，检查床床板向上、向下移动控制部件，CT机架朝向、远离检查床倾斜控制部件，扫描开始、结束控制部件，以及开、关门控制部件。
本实用新型中还提供一种医疗设备，包括上述任一实施方式中的操作控制系统。
在一个实施方式中，所述医疗设备包括CT机。
从上述方案中可以看出，由于本实用新型中将手势控制技术引入医疗设备中，通过对摄像头采集的操作人员的当前手势视频图像中的手势进行识别，并根据预先存储的手势与手势代码之间的对应关系，确定当前手势对应的手势代码，并执行该手势代码对应的人机接口部件操作，从而可提高对人机接口设备的控制效率。
进一步地，通过设置两个或以上的摄像头，可以从各摄像头采集的手势视频图像中选取最适合的视频图像进行手势识别，从而可提高手势识别的准确度。
此外，进行手势识别时，通过首先基于皮肤纹理信息对所述视频图像进行手势轮廓识别，进而将识别出的手势轮廓信息与所述存储子模块中存储的手势模板进行比对，可提高手势识别的速度。进一步地，在基于皮肤纹理信息的识别失败时，再次基于骨架信息对所述视频图像中的手势进行识别，可提高手势识别的准确度。
另外，通过根据医疗设备的当前状态以及预先存储的医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系，对确定的手势代码进行过滤；并只在医疗设备的当前状态下允许执行所述手势代码对应的操作时，才执行该手势代码对应的操作，可以避免无意中的手势动作以及误操作等对医疗设备带来的不必要影响。
通过将该技术方案应用于CT机，可以在进行CT接入治疗时，提高对人机接口设备的控制效率，进而提高介入手术的效率。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为本实用新型实施例中用于医疗设备的操作控制系统的示例性结构图。
图2A至图2E为本实用新型一个示例中手势与手势代码之间的对应关系示意图。
图3为图1所示实施例中手势识别装置的一种内部结构示意图。
图4为图1所示实施例中执行控制装置的一种内部结构示意图。
图5为本实用新型实施例中应用于图1所示操作控制系统的一种操作控制方法的流程示意图。
其中，附图标记如下：
具体实施方式
本实用新型实施例中，为了提高对医疗设备中人机接口设备的控制效率，考虑将手势控制技术引入到医疗设备中。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例中用于医疗设备的操作控制系统的示例性结构图。如图1所示，该系统包括：至少一个摄像头11、一手势识别装置12和一执行控制装置13。
其中，每个摄像头11用于采集操作人员的当前手势视频图像。该摄像头可以为带有景深探测器的摄像头，也可以为立体摄像头。
手势识别装置12用于接收一摄像头采集的操作人员的当前手势视频图像，根据所述视频图像识别操作人员的当前手势，并根据预先存储的手势与手势代码之间的对应关系，输出所述当前手势对应的手势代码。其中，不同的手势代码对应不同的人机接口部件操作。
执行控制装置13用于根据所述手势代码，控制对应的人机接口部件操作执行。
其中，当摄像头11的个数多于一个时，该系统中可进一步包括一视频图像选取模块14，用于接收至少两个摄像头采集的视频图像，并根据至少两个摄像头采集的视频图像的图像内容及角度信息，从至少两个摄像头采集的视频图像中选取包含手势信息较多的视频图像提供给所述手势识别装置12。此时，通过从不同摄像头采集的视频图像中选取最适合的视频图像进行手势识别，可提高手势识别的准确度。
以医疗设备为CT机时的情况为例，具体实现时，可在CT机架的中心位置安装一个摄像头，此时无论操作人员位于机架前方的左侧还是右侧均可利用该摄像头采集的操作人员的手势视频图像进行手势识别。或者也可以在CT机架的左右两侧分别安装一个摄像头，此时当操作人员位于机架前方的左侧时，视频图像选取模块14可选用左侧摄像头采集的操作人员的手势视频图像进行手势识别；当操作人员位于机架前方的右侧时，视频图像选取模块14可选用右侧摄像头采集的操作人员的手势视频图像进行手势识别。
当医疗设备为CT机时，手势与手势代码之间的一种对应关系可如图2A至图2E所示，图2A至图2E为本实用新型一个示例中手势与手势代码之间的对应关系示意图。
本示例中，如图2A所示，当手臂带动水平伸展的手掌朝向CT机架21水平摆动时，对应的手势代码表示将检查床床板22向里移动；当手臂带动水平伸展的手掌远离CT机架21水平摆动时，对应的手势代码表示将检查床床板22向外移动。如图2B所示，当手掌向上，且手臂带动手掌向上移动时，对应的手势代码表示将检查床床板22向上移动；当手掌向下，且手臂带动手掌向下移动时，对应的手势代码表示将检查床床板22向下移动。如图2C所示，当拇指向上翘起时，对应的手势代码表示CT机架21无倾斜，相当于复位至0度；当拇指向上翘起，且指向CT机架21方向时，对应的手势代码表示CT机架21向远离检查床床板22的方向倾斜；当拇指向上翘起，且指向CT机架21的反方向时，对应的手势代码表示CT机架21向靠近检查床床板22的方向倾斜。如图2D所示，当手指比出“OK”的姿势时，对应的手势代码表示扫描开始。如图2E所示，当两个手比出球场中常用的“停止”姿势时，对应的手势代码表示扫描结束。
此外，本示例中，还可以通过打响指的手势来表示滑动门的开和关，即当滑动门处于关闭状态时，检测到打响指的手势后，可控制滑动门打开；当滑动门处于打开状态时，检测到打响指的手势后，可控制滑动门关闭。
在实际应用中，该操作控制系统可自带摄像头11，也可以利用外部提供的摄像头11。本实用新型中不对其进行限制。
其中，手势识别装置12在根据所述视频图像识别操作人员的当前手势时，可基于皮肤纹理信息对所述视频图像中的手势轮廓进行识别，并将识别出的手势轮廓信息与预先存储的手势模板进行比对，得到操作人员的当前手势。这样可以提高手势识别的速度。或者，进一步地，也可在比对得分较低或比对失败时，即基于皮肤纹理信息的识别失败时，再次基于骨架信息对所述视频图像中的手势进行识别，以获取更多手势细节信息，进而确定操作人员的当前手势。这样可进一步提高手势识别的准确度。
图3为本实用新型一个示例中手势识别装置的内部结构示意图。如图3所示，该手势识别装置可包括：第一存储器121、第一识别模块122和代码确定模块123。进一步地，该示例中还可如虚线部分所示，进一步包括第二识别模块124。
其中，第一存储器121用于存储预先设置的手势模板以及手势与手势代码之间的对应关系。
第一识别模块122用于基于皮肤纹理信息对所述视频图像中的手势轮廓进行识别，并将识别出的手势轮廓信息与所述存储子模块中存储的手势模板进行比对，得到操作人员的当前手势。
代码确定模块123用于根据识别出的当前手势及所述存储子模块中存储的手势与手势代码之间的对应关系，确定所述当前手势对应的手势代码，并输出所述手势代码。
第二识别模块124用于在确定所述第一识别模块识别失败时，基于骨架信息对所述视频图像中的手势进行识别，得到操作人员的当前手势。
本实施例中，为了避免无意中的手势动作以及误操作对执行控制装置13的干扰，执行控制装置13可根据医疗设备的当前状态以及预先存储的医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系，对所述手势代码进行过滤，在医疗设备的当前状态下允许执行所述手势代码对应的操作时，执行所述手势代码对应的操作。
图4为本实用新型一个示例中执行控制装置的内部结构示意图。如图4所示，该执行控制装置可包括：第二存储器131和手势代码过滤模块132。
其中，第二存储器131用于存储医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系。
手势代码过滤模块132用于根据医疗设备的当前状态以及所述第二存储器中存储的医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系，对所述手势代码进行过滤；在医疗设备的当前状态下允许执行所述手势代码对应的操作时，将所述手势代码转换为对应的控制指令输出给对应的操作执行部件133，以使所述操作执行部件133根据所述控制指令执行对应的操作。
其中，当医疗设备为CT机时，医疗设备的当前状态可包括CT机的当前扫描状态，例如当前扫描状态可以为待命、扫描中、或其它状态等。其中，CT机的扫描状态可以从CT扫描控制系统中获取。
表1示出了医疗设备为CT机时的一个示例中，CT机的扫描状态与允许执行的操作之间的一个对应关系表，也即CT机的扫描状态与手势代码之间的对应关系表。
| 待命 | 扫描中 | 其它 | |
| 移动检查床床板(Move PHS) | √ | × | √ |
| 倾斜CT机架(Tilt Gantry) | √ | × | √ |
| 开始扫描(Start Scanning) | √ | × | × |
| 结束扫描(Stop Scanning) | × | √ | × |
| 开门(Open Door) | √ | × | √ |
| 关门(Close Door) | √ | √ | √ |
表1
如表1所述，表格中左侧第一列列出了手势代码对应的操作，表格中的第一行列出了CT机的各种扫描状态，其中“√”表示该扫描状态下允许执行该操作，“×”表示该扫描状态下不允许执行该操作。
本示例中，当医疗设备为CT机时，CT机的操作执行部件133可包括下述部件中的任一个或任意组合：检查床床板向里、向外移动控制部件，检查床床板向上、向下移动控制部件，CT机架朝向、远离检查床倾斜控制部件，扫描开始、结束控制部件，以及开、关门控制部件。
本实施例中，执行控制装置也可进一步包括各操作执行部件。
在本实用新型的其它实施方式中，手势识别装置和执行控制装置也可以为一个集成的芯片，或者各自为一个芯片，又或者为电路结构。
此外，本实用新型实施例中还提供一医疗设备，该医疗设备可包括上述任一实现形式的操作控制系统。本实用新型中，所述医疗设备包括CT机。
图5为本实用新型实施例中应用于图1所示操作控制系统的一种操作控制方法的流程示意图。如图1所示，该方法可包括如下步骤：
步骤501，采集操作人员的当前手势视频图像。
本步骤中，可利用一个摄像头采集操作人员的当前手势视频图像，或者也可采用两个或更多个摄像头采集操作人员的当前手势视频图像，此时可进一步根据各摄像头采集的视频图像的图像内容及角度信息，从各摄像头采集的视频图像中选取包含手势信息较多的视频图像。
步骤502，根据所述视频图像识别操作人员的当前手势，并根据预先存储的手势与手势代码之间的对应关系，输出所述当前手势对应的手势代码。其中，不同的手势代码对应不同的人机接口部件操作。
本步骤中，在根据所述视频图像识别操作人员的当前手势时，可基于皮肤纹理信息对所述视频图像中的手势轮廓进行识别，并将识别出的手势轮廓信息与预先存储的手势模板进行比对，得到操作人员的当前手势。或者，进一步地，也可在比对得分较低或比对失败时，即基于皮肤纹理信息的识别失败时，再次基于骨架信息对所述视频图像中的手势进行识别，以获取更多手势细节信息，进而确定操作人员的当前手势。
其中，当医疗设备为CT机时，手势与手势代码之间的一种对应关系可如图2A至图2E所示。
步骤503，根据所述手势代码，控制对应的人机接口部件操作执行。
本步骤中，为了避免无意中的手势动作以及误操作等对医疗设备造成不好的影响，可根据医疗设备的当前状态以及预先存储的医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系，对所述手势代码进行过滤，在医疗设备的当前状态下允许执行所述手势代码对应的操作时，执行所述手势代码对应的操作。
其中，当医疗设备为CT机时，CT机的扫描状态与允许执行的操作之间的一个对应关系可如表1所示。其中，CT机的扫描状态可以从CT扫描控制系统中获取。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于医疗设备的操作控制系统，其特征在于，包括：
手势识别装置(12)，用于接收一摄像头(11)采集的操作人员的当前手势视频图像，根据所述视频图像识别操作人员的当前手势，并根据预先存储的手势与手势代码之间的对应关系，输出所述当前手势对应的手势代码；其中，不同的手势代码对应不同的人机接口部件操作；和
执行控制装置(13)，用于根据所述手势代码，控制对应的人机接口部件的操作执行。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：一个摄像头(11)，用于采集操作人员的当前手势视频图像，将所述视频图像提供给所述手势识别装置(12)。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：至少两个摄像头(11)和一个视频图像选取模块；其中，
每个摄像头(11)用于采集操作人员的当前手势视频图像；
所述视频图像选取模块用于根据所述至少两个摄像头(11)采集的视频图像的图像内容及角度信息，从所述至少两个摄像头(11)采集的视频图像中选取包含手势信息较多的视频图像提供给所述手势识别装置(12)。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手势识别装置(12)包括：
第一存储器(121)，用于存储预先设置的手势模板以及手势与手势代码之间的对应关系；
第一识别模块(122)，用于基于皮肤纹理信息对所述视频图像中的手势轮廓进行识别，并将识别出的手势轮廓信息与所述存储子模块中存储的手势模板进行比对，得到操作人员的当前手势；和
代码确定模块(123)，用于根据识别出的当前手势及所述存储子模块中存储的手势与手势代码之间的对应关系，确定所述当前手势对应的手势代码，并输出所述手势代码。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述手势识别模块进一步包括：
第二识别模块(124)，用于在确定所述第一识别模块识别失败时，基于骨架信息对所述视频图像中的手势进行识别，得到操作人员的当前手势。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述执行控制装置(13)包括：第二存储器(131)和手势代码过滤模块(132)；其中，
所述第二存储器(131)用于存储医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系；
所述手势代码过滤模块(132)用于根据医疗设备的当前状态以及所述第二存储器(131)中存储的医疗设备状态与允许执行的操作之间的对应关系，对所述手势代码进行过滤；在医疗设备的当前状态下允许执行所述手势代码对应的操作时，将所述手势代码转换为对应的控制指令输出给对应的操作执行部件，以使所述操作执行部件根据所述控制指令执行对应的操作。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括至少一个操作执行部件(133)；
每个操作执行部件(133)，用于根据来自所述手势代码过滤模块(132)的控制指令，执行对应的操作。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述医疗设备为CT机；所述操作执行部件包括下述部件中的任一个或任意组合：检查床床板向里、向外移动控制部件，检查床床板向上、向下移动控制部件，CT机架朝向、远离检查床倾斜控制部件，扫描开始、结束控制部件，以及开、关门控制部件。
9.一种医疗设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的操作控制系统。
10.根据权利要求9所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括CT机。
Priority Applications (1)
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| CN201520292730.3U CN204925994U (zh) | 2015-05-07 | 2015-05-07 | 用于医疗设备的操作控制系统和医疗设备 |
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Publications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |