PL174458B1 - Multimedialne medyczne urządzenie cyfrowe przetwarzania danych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest multimedialne medyczne urządzenie cyfrowe przetwarzania danych, umożliwiające zapis obrazów, dźwięku i tekstu oraz przesyłanie danych tego typu, a także wydruk, archiwizację i analizę danych.

Opis patentowy DE-OS 35 33 446 opisuje znane rozwiązanie, które umożliwia utworzenie archiwum obrazów do celów medycznych, zapewniające wygodne i szybkie przeglądanie obrazów odniesienia i klinicznych. Rozwiązanie to zawiera ponadto urządzenie, w którym przetrzymywane są wymagane dane oraz dalsze urządzenie przeznaczone do wprowadzania danych koniecznych do wywołania wymaganego obrazu odniesienia i obrazu klinicznego. Ponadto w rozwiązaniu tym zastosowano urządzenie do wywoływania co najmniej jednego obrazu spośród obrazów przetrzymywanych w systemie oraz do sterowania pracą urządzenia z pamięcią obrazów, urządzenia wprowadzania danych, urządzenia wywoływania danych oraz urządzenia wyświetlającego w taki sposób, że możliwe jest wywołanie jednego obrazu odniesienia lub kilku obrazów odniesienia i obrazów klinicznych przetrzymywanych w urządzeniu z pamięcią obrazów oraz możliwa jest wizualna prezentacja wywołanych obrazów odniesienia i obrazów klinicznych.

174 458

W publikacji DE-OS 35 33 466 opisane zostało archiwum obrazów, w którym jeden sposób odtwarzania jest przeznaczony do odtwarzania zapisanego wcześniej obrazu, a pierwszy sposób zapisu jest przeznaczony do zapisu sygnałów dotyczących obrazu, podczas gdy obraz przesłany z urządzenia zapisu obrazu jest stale widoczny na jednostce prezentacji wizualnej; ponadto przewidziany jest drugi sposób zapisu, w którym bezpośrednio po zapisie sygnału zawierającego informacje dotyczące obrazu na płycie pamięci obrazów, aktualnie zapisany sygnał obrazu jest automatycznie odczytywany i prezentowany przez wstępnie określony czas najednostce prezentacji wizualnej. Następnie zapisany obraz zostaje przedstawiony na jednostce prezentacji wizualnej w celu zapoczątkowania czynności zapisu następnego obrazu. Umożliwia to łatwe i szybkie stwierdzenie, czy zapisany obraz został zapisany prawidłowo, czy też nie.

Ponadto znany jest system archiwizacji obrazów z zakresu medycyny, opisany w publikacji DE-OS 35 34 065, który składa się z jednostki pamięci danych obrazu, jednostki wprowadzania danych i wyprowadzania danych obrazu, przeznaczonej do wprowadzania/wyprowadzania danych obrazu,jednostki wywoływania danych służącej do przetrzymywania danych obrazu w jednostce pamięci oraz do wywoływania danych z tej jednostki na podstawie danych wywołania, jednostki wprowadzania danych wywołania do wprowadzania danych wywołania do jednostki wywołania, jednostki danych wywołania do przetrzymywania danych wywołania, przy czym dane wywołania są klasyfikowane według bloku informacyjnego, który zostaje przydzielony podczas jednostkowego badania diagnostycznego.

W przypadku archiwizacji obrazu w z zakresu medycyny wykorzystywane są dane wywołania gromadzone dla każdego badania diagnostycznego w celu zredukowania ilości danych wywołania, natomiast przy reprodukcji obrazu dokonane zostaje wywołanie danych dla każdego badania jednostkowego, przez co czas konieczny dla wywołania ulega skróceniu.

Wszystkie wyżej przedstawione rozwiązania posiadają tę wadę, że nie mają charakteru multimedialnego. Brak jest możliwości zintegrowania sygnałów niosących informacje o obrazie, dźwięku i tekście. Brak jest także możliwości równoczesnego cyfrowego przedstawienia danych obok prezentacji typu analogowego. Te wyżej wymienione rozwiązania mają także tę wadę, że nie można w ich ramach zintegrować systemów heterogenicznych, tzn. że lekarz nie dysponuje możliwością gromadzenia różnorodnych sygnałów i przenoszenia ich metodami, sprzętowymi do systemów cyfrowych.

Według publikacji z 5-go Sympozium IEEE na temat komputerowych systemów medycznych z 14 czerwca 1992, Durham USA, s. 156-169, S.Franchi i inni, Multimedia perspectives for next generation PAC Systems, przedstawiono rozwiązanie multimedialnego systemu informacyjnego, który implikuje rozszerzenie wcześniej opisanych właściwości systemów PAC (PAC = Patient Administration Control). Struktury banku danych zostały zdefiniowane w celu opisania fizycznych właściwości i treści klinicznej każdego rodzaju multimedialnych danych klinicznych. Ponadto stosuje się lokalne sieci o dużej prędkości. Przenoszenie informacji multimedialnych implikuje ponadto dalsze wymagania odnośnie podsystemu sieciowego, np. możliwości wspierania ruchu synchronicznego. Terminale użytkownika umożliwiają dostęp do i prezentację danych multimedialnych. Moduł hipertekstowy wykorzystywany jest do skutecznej konsultacji danych klinicznych. Rozwiązanie to odpowiada zarządzaniu informacjami multimedialnymi i może przez to stanowić podstawę zaawansowanego systemu PAC.

Wada tego rozwiązania polega na tym, że zapewnia ono tylko jeden dostęp multimedialny do już istniejącego archiwum multimedialnego lub tylko stwarza możliwość tworzenia później multimedialnych powiązań pomiędzy już istniejącymi danymi o różnych formatach i archiwizowanie ich przy tym w formatach danych. Wadą jest to, że multimedialny bank danych jest realizowany w LAN (Local Area Network) na bazie sieci TDDI. Brak jest telekomunikacji tworzącej obrazy oraz telekonsultacji.

Wymagane od nowoczesnego multimedialnego systemu informacyjnego zapewnianie dużych mocy przenoszenia w trybie bezpośrednim sekwencji obrazów i zwiększenie ochrony danych przed podsłuchem nie zostało osiągnięte.

Nie mogą być zapewnione podlegające ocenie medycznej obrazy o większej rozdzielczości, odpowiadające przebiegowi badania.

174 458

Brakuje możliwości dodatkowego optycznego ujmowania danych multimedialnych wraz z ich wewnętrznymi powiązaniami. Nie ma zatem możliwości ujmowania i integracji nowych danych multimedialnych w trakcie badania. Ponadto podczas badania nie ma możliwości tworzenia niezbędnych rozwiązań pomiędzy różnymi danymi.

W celu usunięcia tych wad aktualnego stanu techniki zadaniem wynalazku było opracowanie multimedialnego medycznego cyfrowego urządzenia do przetwarzania danych, które oprócz danych multimedialnych ujmuje i archiwizuje nowe dane, również w postaci sekwencji dźwięków i obrazów, zapewnia bardzo szybkie analizowanie w trybie bezpośrednim na ekranie oraz jest zgodne z sieciami globalnymi i daje nadające się do oceny medycznej obrazy o większej rozdzielczości, do szybkiego drukowania, przy czym zapewnione jest przenoszenie w trybie bezpośrednim sekwencji dźwięków i obrazów oraz ochrona danych.

Według wynalazku multimedialne medyczne urządzenie cyfrowe przetwarzania danych z dołączeniem wizualizacyjnych systemów diagnostycznych, złożone z komputera osobistego, który za pomocą odpowiednich linii danych jest. połączony z monitorem menu, klawiaturą, myszą i poprzez standardowy interfejs z drukarką, następnie za pomocą swego interfejsu SCSI poprzez dalsze linie danych jest połączony ze stacjądysków A, z twardym dyskiem C, z twardym dyskiem D, z pamięcią F, z pamięcią G oraz z napędem dysków optycznych, za pomocą swej karty sieciowej jest połączony z komputerami osobistymi dołączonymi do sieci; za pomocą przyłącza dla szybkich sieci, poprzez specjalną linię zgodnie z przepisami protokółu tych sieci jest połączony z szybkimi sieciami i poprzez odpowiednie linie danych jest połączony z urządzeniem zapisu dźwięku i z urządzeniem odtwarzania dźwięku; poprzez odpowiednie linie danych jest połączony z wizualizacyjnym systemem diagnostycznym, z wideomonitorem i z magnetowidem oraz jest wyposażony w dodatkowy moduł dla karty przechwytywania obrazu charakteryzuje się tym, że komputer osobisty jest wyposażony w rozszerzony interfejs drukarkowy, który jest poprzez przewód danych połączony bezpośrednio z rozszerzonym interfejsem w drukarce, na której równocześnie lub z opóźnieniem drukowany jest jeden lub więcej obrazów lub obrazy z tekstem według różnych kryteriów kolejności. Komputer osobisty jest połączony za pomocą standardowego interfejsu poprzez linię danych z automatycznym systemem sterowania magnetowidu, za pomocą dalszego standardowego interfejsu poprzez linię danych z przełącznikiem nożnym, a poprzez następną linię danych jest połączony z systemem spustowym umożliwiając sterowane spustowo zapamiętywanie obrazów. Bezpośrednio z dodatkowym modułem karty przechwytywania obrazów komputera osobistego połączone są poprzez odpowiednie linie danych: wizualizacyjny system diagnostyczny, magnetowid, wideomonitor, urządzenie zapisu dźwięku i urządzenie odtwarzania oraz poprzez linię danych wejście magnetowidu jest dołączone równolegle do wejścia wideomonitora.

W przedstawionym rozwiązaniu komputer osobisty jest wyposażony w rozszerzony interfejs drukarki, który poprzez linię danych jest połączony z rozszerzonym interfejsem w drukarce, przez co równocześnie lub z przestawieniem czasowym za pomocą drukarki możliwe jest drukowanie jednego lub wielu obrazów albo obrazów z tekstem według różnych kryteriów uporządkowania, a ponadto komputer osobisty jest za pomocą standardowego interfejsu połączony poprzez linię danych z automatycznym systemem sterowania magnetowidu, za pomocą standardowego interfejsu jest połączony poprzez linię danych z łącznikiem nożnym i poprzez linię danych jest połączony z systemem migawki, przez co umożliwione jest sterowane migawką zapisywanie obrazów.

Zalety wynalazku polegają na możliwości bezpośredniej archiwizacji danych oraz wydruku w trybie bezpośrednim. Ponadto umożliwiona zostaje integralna analiza obrazów z automatycznym wykorzystaniem narzędzi użytkowych na różnych poziomach obrazu z wykorzystaniem przetwornika anologowo-cyfrowego z jego zintegrowaną pamięcią. Poza tym zastosowano wielofunkcyjne interfejsy sprzętowe, aby umożliwić podłączenie dowolnych jednostek przenoszenia obrazu, dźwięku i tekstu.

Ponadto urządzenie według wynalazku posiada charakter multimedialny przystosowany do wszystkich rodzajów nośników. Specjalista uzyskuje możliwość gromadzenia różnorodnych informacji systemowych, a sprzęt umożliwia przeniesienie tych sygnałów do systemów cyfrowych.

174 458

Te zalety umożliwiają także standaryzację przebiegu badań diagnostycznych oraz ocenę struktur narządów w stanie spoczynku i w ruchu w oparciu o wypracowane modele. Równocześnie możliwe jest przenoszenie obrazów do pamięci złączane mechanizmem spustowym. Każdy uprawniony użytkownik dysponuje wszystkimi danymi jednocześnie. Dane dotyczące obrazu, dźwięku i dane tekstowe mogą zgodnie z zastosowanym protokołem być przesyłane i wywoływane w sieciach o dużych szybkościach przesyłania danych. Archiwizacja danych rozpoczyna się już na etapie badania diagnostycznego.

W urządzeniu według wynalazku na potrzeby łączności i telekonsultacji z wykorzystaniem obrazu wykorzystana jest technika światłowodowa. Poza digitalizacją tekstu, obrazu i dźwięku możliwe jest także przejmowanie i przetwarzania kolorowych obrazów ruchomych. Przetwarzanie tekstu i formatów tekstowych w postaci graficznej umożliwia przygotowanie prezentacji graficznych, reprodukcję, wyprowadzenie danych na urządzenia peryferyjne oraz dokumentowanie danych diagnostycznych.

Omawiane urządzenie spełnia wymagania stawiane w ramach nowocześnie zorganizowanej służby zdrowia w odniesieniu do sprawnej opieki zdrowotnej, a także obniżenia kosztów i kontroli jakości usług medycznych.

Dalsza zaleta tego urządzenia polega na tym, że ogromna ilość informacji występująca we współczesnej medycynie zostaje zgromadzona w sposób ujednolicony, wzajemnie ze sobą powiązana i wyselekcjonowana w omawianym urządzeniu w sposób umożliwiający efektywne wykorzystanie: na potrzeby terapii. Konieczna wiedza na temat przetwarzania danych zostaje w przypadku użytkownika z wykształceniem medycznym sprowadzona do minimum. Przebiegi zarządzania danymi o charakterze medyczno- technicznym są realizowane w tle i nie obciążają użytkownika. Zapewniona jest zrozumiałość przebiegów oraz przejrzysty i łatwy do obsługi system zarządzania informacjami przypisanymi poszczególnym pacjentom.

Prędkość drukowania jest znacznie zwiększona przy równoczesnym znacznym polepszeniu jakości obrazu. Zapewniono przenoszenie sekwencji obrazów w trybie bezpośrednim i lepszą ochronę danych przez stałe zabezpieczenie przed podsłuchem. Możliwajest kompresja i dekompresja zarówno poszczególnych obrazów jak i całych sekwencji obrazów. Sekwencje wideo mogą być korzystnie wysterowane na taśmie magnetowidowej, a zapisane dane analogowe nadają się do przetwarzania.

Wynalazek zostanie przedstawiony poniżej na podstawie załączonego rysunku. Przedstawione na figurze multimedialne medyczne cyfrowe urządzenie przetwarzania danych, z którym można połączyć dowolny istniejący system diagnostyczny, złożone z monitora ekranowego wyświetlania menu 1, monitora video 2, komputera osobistego 3, drukarki 4, magnetowidu 5, stacji dysków optycznych 6, sieci 7 komputerów osobistych 8, 9 i 10, stacji dysków A 11, twardych dysków 12, 13 oraz pamięci 14, 15, charakteryzuje się tym, że wyposażone jest w cyfrowy układ 16 przetwarzania danych, składający się z komputera osobistego 3, który został wyposażony w interfejs 17 dla drukarki w komputerze 3 oraz dodatkowy moduł dla karty przechwytywania obrazów 18, dodatkowego łącznika nożnego 19, drukarki 4 z rozszerzonym interfejsem 20 dla drukarki 4 w drukarce 4 i z magnetowidu 5 z automatycznym systemem sterującym 21, przy czym komputer 3 jest połączony

- przy pomocy karty graficznej za pośrednictwem linii danych a z monitorem wyświetlania menu 1,

- przy pomocy dodatkowego modułu dla karty przechwytywania obrazów 18 za pośrednictwem przynajmniej jednego z wejść od 1 do 4 lub n poprzez linię danych b z przynajmniej jednym istniejącym systemem diagnostyki wizualizacyjnej 22,

- przy pomocy dodatkowego modułu dla karty przechwytywania obrazów 18 za pośrednictwem wejść 1 do 4 lub n poprzez linię danych c z wyjściem magnetowidu 5,

- przy pomocy dodatkowego modułu dla karty przechwytywania obrazów 18 za pośrednictwem wyjścia poprzez linię danych d z wideomonitorem 2 lub monitorem menu 1,

- przy pomocy swego wyjścia LPT2 poprzez linię danych e ze specjalnym automatycznym systemem sterującym 21,

- przy pomocy swego wyjścia LP1 poprzez linię danych f z drukarką 4,

174 458

- przy pomocy swego rozszerzonego interfejsu 17 drukarki w komputerze osobistym 3 poprzez linię danych g z rozszerzonym interfejsem 20 dla drukarki 4 w drukarce 4,

- przy pomocy swego wyjścia COM2 poprzez linię danych h z przełącznikiem nożnym 19,

- przy pomocy swego interfejsu SCSI ze stacją dysków optycznych 6, stacją dysków A 11, twardym dyskiem C 12, twardym dyskiem D 13, pamięcią F 14 i pamięcią G 15, odpowiednio poprzez linie danych i, k, l, m, n, o.

- przy pomocy swej karty sieciowej poprzez linię danych p z siecią 7, a poprzez nią z komputerami osobistymi PC 8, 9, 10,

- przy pomocy przyłącza 23 dla szybkich sieci poprzez specjalną linię zgodnie z protokołem dla tych sieci,

- z systemem spustowym 24 poprzez linię danych p, z klawiaturą 25 poprzez linię danych r, myszą 26 poprzez linię danych s oraz z urządzeniem do zapisu dźwięku 27 i z urządzeniem do odtwarzania dźwięku 28 poprzez linie danych t oraz u, przy czym wejście magnetowidu 5 jest dołączone równolegle do wej ścia komputera osobistego 3 i do wideomonitora 2 lub monitora menu 1 poprzez linię danych v.

Zasada działania urządzenia według wynalazku jest następująca.

Po włączeniu komputera osobistego 3 możliwe jest wywołanie odpowiedniego systemu operacyjnego za pomocą klawiatury 25 lub myszy 26. Równocześnie na wideomonitorze 2 lub na monitorze menu 1 zostaje przedstawiony system diagnostyki wizualizacyjnej 22 lub w razie potrzeby wiele systemów diagnostyki wizualizacyjnej, przy czym w zależności od potrzeb i wymagań istnieje równolegle możliwość zapisu danych dźwiękowych (sygnałów biologicznych i/lub komentarzy specjalisty) poprzez przeznaczone do tego celu urządzenie do zapisu dźwięku 27 lub poprzez sieć oraz danych tekstowych poprzez klawiaturę 25 lub poprzez sieć, które zostają przetrzymane tymczasowo w pamięci komputera osobistego 3 łącznie i równocześnie z systemem diagnostyki wizualizacyjnej lub kilkoma takimi systemami pokazywanymi na wideomonitorze 2 lub na monitorze menu 1. Następnie przez naciśnięcie przełącznika nożnego 19 lub przez obsługę klawiatury 25 lub myszy 26 następuje przeniesienie danych dźwiękowych, danych obrazu i danych tekstowych na twardy dysk D 13, do pamięci F 14 lub do pamięci G 15. W zależności od potrzeb dane dotyczące obrazu, dane dźwiękowe i tekstowe można wywołać następnie w taki sposób, że przez przełącznik nożny 19 lub klawiaturę 25 albo mysz 26 dane dotyczące obrazu, dane dźwiękowe i tekstowe stoją do dyspozycji w komputerze osobistym 3, obraz i w zależności od potrzeb także tekst pojawiają się na wideomonitorze 2 lub na monitorze menu 1, a ewentualny obraz i. w zależności od potrzeb tekst widoczny jest na monitorze menu 1 lub na wideomonitorze 2, natomiast dźwięk, tam gdzie to wymagane, jest odtwarzany przy pomocy urządzenia do odtwarzania dźwięku 28. Ponadto, jeśli konieczne, możliwe jest równoczesne lub opóźnione wydrukowanie na drukarce 4 jednego lub kilku obrazów lub obrazów z tekstem według różnych kryteriów porządkowania. Ponadto przy pomocy magnetowidu 5 możliwe jest nagrywanie i odtwarzanie podłożonych danych obrazu, danych tekstowych i dźwiękowych przez obsługę myszy 26 lub klawiatury 25.

Poprzez wykorzystanie sieci 7 przetrzymywane w pamięci dane obrazu, dane dźwiękowe i tekstowe stoją do dyspozycji każdego uprawnionego użytkownika poprzez komputery osobiste PC 8, 9, 10.

Za pomocą przyłącza szybkiej sieci 23 w komputerze 3 stworzone są dla tego urządzenia warunki, by dane obrazów, dane dźwiękowe i tekstowe odsyłać lub przywoływać zgodnie z protokółem szybkich sieci. Ponadto komputerowi osobistemu 3 jest przyporządkowany system spustowy 24, który umożliwia sterowane spustowo zapamiętywanie obrazów za pomocą tego urządzenia.

Ponadto dzięki rozszerzonemu interfejsowi 17 drukarki w komputerze osobistym 3 i rozszerzonemu interfejsowi 20 w drukarce 4 zwiększona zostaje prędkość drukowania przy równoczesnym poważnym polepszeniu jakości obrazu, przy czym dane są przetwarzane już w komputerze osobistym 3, a procesor komputera osobistego przejmuje sterowanie głowicą laserową. Dzięki temu nie ma dotychczas istniejącego powolnego przenoszenia danych do drukarki 4 i wykorzystywanajest moc szybkiego procesora komputera. Za pomocą dodatkowego modułu karty 18 przechwytywania obrazu realizowane są sprzętowo- techniczne dodatkowe

174 458 elementy kompresji i dekompresji zarówno poszczególnych obrazów jak i całych sekwencji obrazów, a ponadto powstają dodatkowo utworzone sprzętowo-technicznie, bardzo szybkie narzędzia do analizy obrazu. Ponadto dzięki automatycznemu systemowi sterowania 21 realizowana jest możliwość sterowania magnetowidu przez komputer osobisty 3 w taki sposób, że na taśmie magnetowidowej sterowane są zamierzone sekwencje wizji, a ponadto można również przetwarzać zapisane dane analogowe. Dzięki takiemu układowi realizowane są specjalne możliwości dostępu karty przechwytywania obrazu, do materiału obrazowego, aby przeprowadzać bardzo szybkie analizy materiału obrazowego w trybie bezpośrednim. Przykładowo na właściwy obraz można nakładać kilka warstw obrazowych.

Ponadto powstaje możliwość stosowania techniki półprzewodnikowej w telekomunikacji przesyłania obrazów i do telekonsultacji. Dzięki dużej przepustowości transmisji osiąga się przy tym przenoszenie sekwencji obrazów w trybie bezpośrednim i lepszą ochronę danych przed immanentnym podsłuchem.

174 458

e v

Ł u

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Multimedialne medyczne urządzenie cyfrowe przetwarzania danych z dołączeniem wizualizacyjnych systemów diagnostycznych, złożone z komputera osobistego, który za pomocą odpowiednich linii danych jest połączony z monitorem menu, klawiaturą, myszą i poprzez standardowy interfejs z drukarką, następnie za pomocą swego interfejsu SCSI poprzez dalsze linie danych jest połączony ze stacją dysków A, z twardym dyskiem C, z twardym dyskiem D, z pamięcią F, z pamięcią G oraz z napędem dysków optycznych, za pomocą swej karty sieciowej jest połączony z komputerami osobistymi dołączonymi do sieci; za pomocą przyłącza dla szybkich sieci, poprzez specjalną linię zgodnie z przepisami protokółu tych sieci jest połączony z szybkimi sieciami i poprzez odpowiednie linie danych jest połączony z urządzeniem zapisu dźwięku i z urządzeniem odtwarzania dźwięku; poprzez odpowiednie linie danych jest połączony z wizualizacyjnym systemem diagnostycznym, z wideomonitorem i z magnetowidem oraz jest wyposażony w dodatkowy moduł dla karty przechwytywania obrazu, znamienne tym, że komputer osobisty (3) jest wyposażony w rozszerzony interfejs drukarkowy (17), który jest poprzez przewód danych (g) połączony bezpośrednio z rozszerzonym interfejsem (20) w drukarce (4), na której równocześnie lub z opóźnieniem drukowany jestjeden lub więcej obrazów lub obrazy z tekstem według różnych kryteriów kolejności; komputer osobisty (3) jest połączony za pomocą standardowego interfejsu poprzez linię danych (e) z automatycznym systemem sterowania (21) magnetowidu (5), za pomocą dalszego standardowego interfejsu poprzez linię danych (h) z przełącznikiem nożnym (19), a poprzez linię danych (g) jest połączony z systemem spustowym (24) umożliwiając sterowane spustowo zapamiętywanie obrazów bezpośrednio z dodatkowym modułem karty (18) przechwytywania obrazów komputera osobistego (3) połączone są wizualizacyjny system diagnostyczny (22) poprzez linię danych (b), magnetowid (5) poprzez linię danych (c), wideomonitor (2) poprzez linię danych (d), urządzenie (27) zapisu dźwięku poprzez linię danych (t), a urządzenie (28) odtwarzania dźwięku poprzez linię danych (u) oraz poprzez linię danych (v) wejście magnetowidu (5) jest dołączone równolegle do wejścia wideomonitora (2).