FI107120B - Laite ja järjestely oftalmoskopiaa varten - Google Patents

Description

107120

Laite ja jäijestely oflalmoskopiaa varten - Anordning och arrangemang för oftalmoskopi

Keksintö liittyy laitteeseen ja jäijestelyyn oftalmoskopiaa varten. Keksintö liittyy tällaiseen laitteeseen, joka sisältää oftalmoskopiaan sovitetun kädessä pidettävän videokameran, 5 jonka tuottama videosignaali voidaan kytkeä tietokoneeseen kuvan näyttämiseksi tietokoneen näytöllä. Keksintö liittyy tällaiseen jäijestelyyn, joka sisältää oftalmoskopiaan sovitetun kädessä pidettävän videokameran ja tietokoneen videokameran tuottaman videosignaalin kytkemiseksi tietokoneeseen ja kuvan näyttämiseksi tietokoneen näytöllä.

US-patentissa 5701904 on esitetty diagnostiikkalaitteisto, jossa videokamera, johon voi-10 daan liittää muun muassa oftalmoskooppi, on kytketty tietokoneeseen. Tietokoneessa on kuvankaappauskortti videosignaalin vastaanottamiseksi ja muuttamiseksi tietokoneelle sopivaan digitaaliseen muotoon. Laitteisto on tarkoitettu kokonaisuudessaan mukana kuljetettavaksi lukuisia instrumentteja sisältäväksi diagnostiikkapakkaukseksi ja erityisesti telelääketieteen soveltamisen apuvälineeksi. Patentissa ei esitetä ratkaisuja erityisesti oftalmoskopiaan 15 liittyviin käytännön ongelmiin eikä myöskään ongelmiin, jotka nousevat esiin telediagnostii-kassa, -konsultoinnissa tai -viestinnässä erityisesti silloin, kun siihen liittyy potilasta koskevan kuvainformaation luominen ja käsittely.

Keksinnön tarkoituksena on esittää erityisesti oftalmoskopian ongelmat huomioon ottava ratkaisu, joka on helppokäyttöinen ja sekä hankinta- että käyttökustannuksiltaan edullinen 20 sekä lisäksi telelääketieteeseen erityisen hyvin soveltuva.

Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksessa 1, ja keksinnön mukaiselle jäqestelylle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksessa 6. Muissa vaatimuksissa määritellään keksinnön mukaisen laitteen ja jäijestelyn eri suoritusmuotoja.

25 Keksinnön mukainen laite voidaan rakentaa kuva-anturin, kuten CCD-kennon, ja siihen liittyvän ohjaimen, joka muodostaa kuva-anturin ilmaisemasta kuvasta videosignaalin, ympärille. Laite, johon on lisätty oftalmoskopiaan sopiva optiikka, valolähteet ja yksinkertaiset hallinta-ja säätövälineet sekä liitännät, on suhteellisen yksinkertainen ja sen valmistuskustannukset ovat siksi alhaiset. Tämän lisäksi tarvitaan PC:n tasoinen tietokone näyttöineen sekä 30 lisävarusteena kuvankaappauskortti videosignaalin vastaanottamiseksi ja muuttamiseksi tieto-

» · I

• koneen käsiteltävksi sopivaan digitaaliseen muotoon sekä varsin yksinkertainen ohjelma oh jaamaan tietokoneen toimintaa kuvatiedon käsittelyssä.

Lääkäri voi ottaa laitteella silmää, tavallisesti silmänpohjaa, tutkiessaan helposti vain nappia painamalla pysäytyskuvia haluamistaan kohdista, ja kuvat tallentuvat automaattisesti 35 välimuistiin, josta ne voidaan poistaa tai tallentaa pysyvästi potilastietoihin tai muualle arkis- 2 107120 toitaviksi tai käytettäviksi telediagnostiikassa tai -konsultoinnissa tai potilastietojen siirrossa paikasta toiseen.

Keksintöä ja sen eräitä suoritusmuotoja selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten oheen liitettyihin piirustuksiin, joista: 5 kuva 1 on kaaviopiirros, joka esittää yleisesti keksinnön mukaisen laitteen ja järjestelyn erästä suoritusmuotoa, kuva 2 on lohkokaavio, joka esittää yksityiskohtaisemmin kuvan 1 suoritusmuotoa, kuvat 3-7 esittävät keksinnön mukaisen laitteen erästä toteutusta kaavamaisesti vastaavasti edestä, sivulta, takaa, päättäjä alta katsottuna ja 10 kuva 8 on ajoituskaavio, joka havainnollistaa keksinnön mukaisen laitteen ja järjestelyn toimintaa.

Kuvan 1 yleisesti esittämä keksinnön mukainen laite on oftalmoskopiaan tarkoitettu ka-merayksikkö 1, jossa on tähän tarkoitukseen sovitettu optiikka 11 ja poskituki 12, jokä on tarkoitettu asetettavaksi potilaan poskea vasten silmää tutkittaessa. Laitetta pidetään kedessä 15 kahvasta 26. Painokytkin 9 pysäytyskuvan ottamista varten sekä peukalopyörä 13 kuvan tarkentamista varten ovat laitetta pitävän käden peukalon ulottuvilla. Laitetta voidaan siten käsitellä yhdellä kädellä. Laite saa tehon kaapelia 7 pitkin pistorasiaan kytkettävästä teholähteestä 6. Laitteen tuottama videosignaali on kytketty kaapelilla 10 tietokoneelle 2. Kuya näkyy kaapelilla 5 tietokoneeseen 2 kytketyn näytön 3 näyttöruudulla 4. Näyttö voidaan sijoit-20 taa tutkittavan potilaan pään yläpuolelle, niin että laitetta käyttävän lääkärin on helppo katsoa sille tulevaa kuvaa. Havaitessaan kohdan, josta haluaa pysäytyskuvan, lääkäri antaa laitteelle signaalin painamalla kytkintä 9. Laitteessa on ohjauselektroniikka, joka havaitsee paina|lluksen ja muodostaa toisen signaalin, joka viedään yhteyttä 8 pitkin tietokoneelle 2. Tietokoneella ilmaistaan tämä signaali, ja sen seurauksena kaapataan videosignaalista pysäytyskuva, joka ; 25 tallennetaan ja näytetään ruudulla 4.

Keksinnön mukaisen laitteen ja järjestelyn erään toteutuksen osia ja toimintaa kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten kuviin 2 ja 8. Kamerayksikön muodostavassja laitteessa 1 on oftalmoskopiaan sovitettu optiikka 11, CCD-kenno 30, joka ilmaisee optiikan sille muodostaman kuvan, ja sen ohjainkortti 14, joka muodostaa videosignaalin CCD-kennon 30 ilmaisemasta kuvasta. Sopivia pienikokoisia CCD-kennon ja ohjainkortin yhdistelmiä ojnkau- :*i. . pallisesti saatavilla. Sopiva CCD-kenno voi olla kooltaan luokkaa 12 mm x 12 mm ja cjhjain- kortti noin 150 mm x 20 mm. Tarkennus tapahtuu säätämällä CCD-kennon 30 asemaa jsääti-mellä 13. Kuvattavan kohteen valaisua varten laitteessa on infrapunavalodiodi 15 ja valkoista valoa lähettävä diodi 16.

35 Ohjainyksikkö 32 ohjaa valodiodien toimintaa, ja CCD-ohjaimen 14 tuottama viedosig- naali on kytketty sen kautta. Teholähde 6, joka on esimerkiksi 15 voltin jännitettä antava 3 107120 verkkoon kytkettävä teholähde, on kytketty laitteessa olevaan liittimeen 18 ja sitä kautta oh-jainkorttiin 32. Virta kytketään laitteeseen kytkimellä 37. Tehopiirit 35 muodostavat teholähteen antamasta jännitteestä laitteen eri osien tarvitsemat jännitteet. Painokytkimellä 9 annetaan laitteelle signaali SI, kun halutaan pysäytyskuva. Valitsimella 36 valitaan joko IR-va-5 laisu tai valaisu valkoisella valolla. Säätimellä 17 säädetään valkoisen valon voimakkuutta.

’ Videosignaali tuodaan liittimeen 19. Tietokoneelle tarkoitettu signalointi S2 tuodaan liitti meen 20. Ajastus-ja pulssinmuodostuspiirit 33 ja 34 muodostavat ja ajoittavat tarvittavat virta- jännitepulssit. Kuten seuraavasta ilmenee, ohjainyksikön toiminta on varsin yksinkertainen, ja alan ammattilainen pystyy toteuttamaan sen rutiininomaisesti monin tavoin sopivin 10 elktronisin komponentein ja kytkennöin. Yksityiskohtaista toteutusesimerkin selostamista ei siksi katsota tässä tarpeelliseksi.

Tietokone 2 on tavanomainen PC, jossa on esimerkiksi Pentium-tasoinen prosessori 38, tavanomaiset muistivälineet 39, kuten RAM-ja ROM-muistit, kiintolevyjä CD-ROM, tarvittavat ohjaimet 40 ja ohjelmat 41, ja siihen on liitetty sopiva näyttö 3. Tietokone on varus-15 tettu kuvankaappauskortilla 21 ja siihen kytketyllä videoliittimellä 22 sekä tarvittavilla ohjelmilla videosignaalin muuttamiseksi digitaaliseksi kuvadataksi ja vastaavan kuvan näyttämiseksi yhteydellä 5 tietokoneeseen liitetyllä näytöllä 3. Sopivin liittimin varustettu kaapeli 8 tuo videosignaalin kamerayksikön 1 liittimestä 19 tietokoneen liittimeen 22. Samoin sopivin liittimin varustettu kaapeli 10 on kytketty kamerayksikön 1 liittimestä 20 tietokoneen COM-20 porttiin liittimeen 23.

Laitteen ja jäijestelyn toimintaa havainnollistaa lisäksi kuva 8. Laitteessa 1 on valitsimella 36 valittavissa joko IR-moodi tai valkoisen valon moodi, joissa vastaavasti joko infrapuna-diodi 15 tai valkoisen valon diodi 16 on ohjattu valaisemaan kohdetta. Esimerkiksi silmänpohjaa tutkittaessa on edullista käyttää IR-moodia, jotta silmän pupilli ei supistu ja tutkiminen ·" 25 on helpompaa. IR-moodissa saadaan silmänpohjasta näytölle mustavalkoinen kuva. Kun käyttäjä, yleensä lääkäri, kameraa liikutellessaan havaitsee kohdan, josta hän haluaa pysäytyskuvan, hän painaa kytkintä 9, jolloin ohjainkortti 32 saa signaalin SI, esimerkiksi jännitepuls-sin. Tällöin ohjaimen ajastin-ja pulssinmuodostuspiirit 33 ja 34 ohjaavat infrapunadiodin sammumaan ja valkoisen valon diodin kytkeytymään päälle määräajaksi T, kuten osoitetaan 30 vastaavasti merkinnöillä IROFF ja WON kuvassa 8. Aika T voi olla esimerkiksi 100 ms.

·: Vasteena signaalille SI ajastin- ja pulssinmuodostuspiirit 33 ja 34 tuottavat toisen signaalin S2, joka ohjataan liittimen 20 ja kaapelin 10 kautta tietokoneen COM-porttiin 23. Signaali S2 on RS232-standardin mukainen 5 voltin jännitepulssi. Havaittuaan signaalin S2 tietokone kaappaa valkoisen valon pulssin edelleen kestäessä pysäytyskuvan, jonka ajoittumista osoite-35 taan kuvassa 8 merkinnällä I. Kun kuva-anturi 30 on värikuva-anturi, saadaan valkoisella va- • w 4 107120 tolia näytölle värikuva. Kun laitetta käytetään valkoisen valon moodissa, infrapunavalot ja valkoisen valon vastaavia sammutus-ja sytytytpulsseja ei luonnollisesti muodosteta.

Tietokoneessa pysäytyskuvan kaappamiseen ja käsittelyyn liittyvä toiminta voi olla esimerkiksi seuraavanlainen. Kun COM-portissa 23 havaitaan jännitepulssi S2, kamerayksiköstä 5 1 tulevasta videosignaalista kaapataan pysäytyskuva. Pysäytyskuva tallennetaan välimuistiin, ja sitä pidetään näytöllä automaattisesti esimerkiksi 10 sekunnin ajan, jonka jälkeen näytöllä näytetään taas tulevaa videokuvaa. Halutessaan käyttäjä voi komennolla pitää kuvan näytöllä pidempään, jos haluaa tutkia sitä tarkemmin. Samoin käyttäjä voi selata ja tutkia välimuistiin aiemmin samalla tutkimuskerralla tallennettuja pysäytyskuvia tai verrata kuvia saman potilaan 10 aiemmin arkistoituihin kuviin tai diagnostiikkaa varten oleviin mallikuviin, jotka ovat säätävissä näytölle tietokoneen joltakin muistivälineeltä tai jostakin tietokannasta tai muusta lähteestä ulkoisen yhteyden avulla. Pysäytyskuvat voidaan tallentaa automaattisesti tai eri komennolla tutkittavan potilaan potilastietoihin, tai voidaan avata valmis lausuntopohja, johon kuvat voidaan liittää.

15 Pysäytyskuvat voivat olla esimerkiksi JPEG-muodossa, jolloin niitä voidaan esimerkiksi yksityiskohtien esille saamiseksi suurentaa tai käsitellä muuten keinoilla, joihin kuvankäsittelyohjelmat antavat mahdollisuuden. Edellä kuvattu toiminta voidaan toteutettaa tietokoneessa lisäämällä sopiviin kaupallisiin kuvankäsittelyohjelmiin ja telelääketieteen sovellusohjeinkin varsin yksinkertaiset ohjelmat, jotka tarvitaan COM-porttiin tulevan signaalin ilmaisemiseen 20 ja tietokoneen ohjaamiseen sen seurauksena kaappaamaan pysäytyskuva, tallentamaan se välimuistiin ja pitämään sen tietyn ajan näytöllä.

Keksinnön mukaisen laitteen toteutus, joka esitetään kuvissa 3 -7, on muotoilultaan pis-toolimainen. Siinä on kahvaosa 26 ja siitä eteenpäin ulottuva osa 27, jossa on optiikkaosa 11 ja tukiosa 12. Optiikkaosan 11 sisällä on linssijäijestely 24, joka on sovitettu fokusoimaan 25 kuva esimerkiksi silmänpohjasta kuva-anturille 30 (kuva 4). Fokusointia varten kuva-anjturi on liikutettava, kuten osoittaa nuoli 31. Mekanismia ei ole esitetty kuvassa, mutta kuva+anturi voi olla esimerkiksi kiinnitetty liukuvaan hammastankoon, jota säätypyörään 13 kiinnitetty hammaratas liikuttaa. Tukiosassa 12 olevaan syvennykseen 29 on kiinnitetty IR-diodi 15 ja valkoisen valon diodi 16, ja niiden yläpuolelle linssijäijestelyn 24 eteen sen alareunaan qn 30 sijoitettu peili 25, joka suuntaa diodien antaman valon kohteeseen. Tarkennusta säätävä) peu-* · - kalopyörä 13 ja valon voimakkuutta esimerkiksi potentiometrin avulla säätävä toinen peuka- lopyörä 17 sekä painokytkin 9 on sijoitettu siten, että käyttäjä voi käyttää niitä kahvasta 26 pitelevän käden peukalolla. Kahvaosan pohjaan 28 (kuva 7) on sijoitettu tarvittavat liittimet ja muut kytkimet: virtakytkin 37, IR- tai valkoisen valon moodin valitsin 36, teholähteen liitin 35 18, videoliitin 19 ja signaaliliitin 20.

5 107120

Edellä on kuvattu yksityiskohtaisesti keksinnön eräitä suoritusmuotoja, joihin keksintö ei luonnollisestikaan rajoitu. Esimerkiksi säätimet, kytkimet ja ulkoiset liitännät voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Peukalopyörien sijasta voitaisiin käyttää esimerkiksi liukusäätimiä, ja painokytkin voisi hyvin olla vaikkapa liipasimen tapaan toteutettu ja sijoitettu. Painokytkin tai 5 vastaava väline signaalin tuottamiseksi voi olla yksinkertainen kytkin, joka sulkee tai avaa virtapiirin, tai se voi olla esimerkiksi kapasitiivinen kytkin. Signalointi tietokoneelle voidaan toteuttaa muullakin tavoin kuin COM-portin kautta.

Keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten sallimissa rajoissa.

10 15 1 m m · ·

Claims (9)

1. Laite oftalmoskopiaa varten, joka laite sisältää: kädessä pidettävän kamerayksikön (1), jossa on oftalmoskopiaan sovitetut op-5 tilkka (11) ja valaisuvälineet (15, 16, 25), kuva-anturi (30) ja välineet (14) videosignaalin muodostamiseksi kuva-anturin ilmaisemasta kuvasta, ja ensimmäisen lähtöliitännän (19) sanottua videosignaalia varten, jolloin videosignaali on kytkettävissä tietokoneeseen kuvainformaation käsittelyä ja näyttöä varten, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi kamerayksikössä: 10 välineet (9, 32) laitteen käyttäjää varten ensimmäisen signaalin (SI) tuottamiseksi, kun halutaan pysäytyskuva, välineet (32) toisen signaalin (S2) tuottamiseksi vasteena sanotulle ensimmäiselle signaalille (SI) sekä toisen lähtöliitännän (20) sanottua toista signaalia (S2) varten, jolloin toinen sig-15 naali on kytkettävissä tietokoneeseen sen ohjaamiseksi kaappaamaan, tallentamaan ja näyttämään pysäytyskuva.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet ensimmäisen signaalin (SI) tuottamiseksi sisältävät painokytkimen (9). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kamerayksikkö (1) on pistpoli-maiseksi muotoiltu laite, jossa on kahvaosa (26) ja hallinta-ja säätövälineitä mukaan lukjien välineet (9) ensimmäisen signaalin antamiseksi sijoitettuina kahvaosasta (26) pitelevän käden peukalon ulottuville. 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että sanotut hallinta-ja säätöväli-neet sisältävät tarkennusvälineet (13) ja/tai välineet valaisuvoimakkuuden säätämiseksi (17).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että se sisältää: . 30 valaisuvälineinä infrapunavalolähteen (15) ja näkyvän valonlähteen (16), • välineet (36, 33, 34) infrapunavalaisun tai näkyvällä valolla valaisun valitsemiseksi ja vastaavan valolähteen (15, 16) kytkemiseksi päälle sekä välineet (33, 34) näkyvän valon lähteen kytkemiseksi päälle pulssimaisesti (WON) vasteena ensimmäiselle signaalille (SI) infrapunavalaisun ollessa valittuna pysäytyskuvan (I) 35 saamiseksi näkyvän valon avulla. 7 107120

6. Jäqestely oftalmoskopiaa varten, joka järjestely sisältää: kädessä pidettävän kamerayksikön, jossa on oftalmoskopiaan sovitetut optiikka (11) ja valaisuvälineet (15,16,25), kuva-anturi (30) ja välineet (14) videosignaalin muodostamiseksi kuva-anturin ilmaisemasta kuvasta, 5 ensimmäisen lähtöliitännän (19) sanottua videosignaalia varten ja tietokoneen (2), kuten PC:n, joka on varustettu välineillä (22,21) videosignaalin vastaanottamiseksi ja muuttamiseksi tietokoneen käsiteltäväksi sopivaan digitaaliseen muotoon sekä näyttämiseksi tietokoneen näytöllä (3,4), tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi: 10 kamerayksikössä (1): välineet (9, 32) laitteen käyttäjää varten ensimmäisen signaalin (SI) tuottamiseksi, kun halutaan pysäytyskuva, välineet (32) toisen signaalin (S2) tuottamiseksi vasteena sanotulle ensimmäiselle signaalille (S 1), ja 15 toisen lähtöliitännän (20) sanottua toista signaalia (S2) varten, sekä tietokoneessa (2): välineet (23,38, 39,40,41) toisen signaalin (S2) vastaanottamiseksi ja ilmaisemiseksi sekä välineet (21,38,39,40,41) pysäytyskuvan kaappaamiseksi sanotusta 20 videosignaalista ja tallentamiseksi muistiin vasteena sanotun toisen signaalin (S2) ilmaisemiselle.

6 107120

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välineet ensimmäisen signaalin (SI) tuottamiseksi sisältävät painokytkimen (9). 25

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se sisältää: valaisuvälineinä infrapunavalolähteen (15) ja näkyvän valon lähteen (16), välineet (36, 33, 34) infrapunavalaisun tai näkyvällä valolla valaisun valitsemiseksi ja vastaavan valolähteen (15, 16) kytkemiseksi päälle sekä .. 30 välineet (33, 34) näkyvän valon lähteen kytkemiseksi päälle pulssimaisesti *1 (WON) vasteena ensimmäiselle signaalille (SI) infrapunavalaisun ollessa valittuna pysäytyskuvan (I) saamiseksi näkyvän valon avulla.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että välineet toisen signaalin 35 (S2) vastaanottamiseksi ja ilmaisemiseksi sisältävät tietokoneen sarjaportin (COM, 23). „ 8 107120