患者简档创建的系统和方法与流程

1.本发明涉及医学成像，并且特别地涉及用于患者简档创建的系统、用于患者简档创建的方法、计算机程序单元和计算机可读介质。


背景技术：

2.在使用磁共振成像(mri)作为诊断流程时，mri患者的焦虑问题和其他幽闭恐惧症相关症状已经变得越来越明显。焦虑的主要来源是在检查期间需要保持躺在狭窄的机架空间中。其他因素，诸如关于检查结果的担忧、高噪声、振动、与环境的隔离或脑部扫描期间头部的固定，可能进一步增加患者的焦虑水平。出于这些原因，所报告的mri检查的过早终止或失败的发生率在0.5％与14.5％之间的范围内，并且所报告的在mri期间焦虑相关反应的发生率达到37％。
3.许多涉及正电子发射断层摄影(pet)的患者遭受焦虑，这可能影响工作流程和患者体验。另外，患者焦虑可能通过肌肉或棕色脂肪组织(bat)中18f-fdg的摄取来影响图像质量。


技术实现要素：

4.可能需要在扫描流程期间改进工作流程效率和/或患者体验。
5.本发明的目标由随附的独立权利要求的主题解决，其中，另外的实施例被并入在从属权利要求中。应当注意，本发明的以下描述的方面也适用于用于患者简档创建的系统、用于患者简档创建的方法、计算机程序单元和计算机可读介质。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种用于患者简档创建的系统。所述系统包括扫描模拟模块、患者监测模块、患者简档生成模块和推荐模块。所述扫描模拟模块包括一个或多个感觉刺激设备，所述一个或多个感觉刺激设备被配置为对患者施加至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的多个扫描环境。所述多个扫描环境在扫描协议和扫描器特性中的一项或多项中彼此不同。患者监测模块包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为在多个模拟扫描环境中采集所述患者的数据。患者简档生成模块被配置为基于所采集的数据来确定所述患者的焦虑状态，并且创建包括在所述多个模拟扫描环境中所述患者的所确定的焦虑状态的患者简档。推荐模块被配置为基于所创建的患者简档来生成针对所述患者的实际扫描流程的个性化推荐，以减少在实际患者扫描过程期间所述患者的焦虑，其中，针对实际扫描流程的所述个性化推荐包括推荐的扫描协议和推荐的扫描器特性。
7.换句话说，提出了一种患者简档创建的系统，该系统使用模拟扫描流程连同传感器一起来确定在所述模拟扫描流程中患者的焦虑状态。为了使所述患者更充分地沉浸在所述扫描环境中，扫描模拟模块可以利用任何或所有人类感觉。可以通过使用不同的视角来利用视线，诸如通过用户的视线，从上方或下方，或从透视视图，例如经由头戴式显示器。诸如复调的声音可以被用于重新创建例如噪声的空间感知。所述振动可以通过诸如振动设
备、压力生成设备等的触觉传感器设备来模拟。通过比较所述患者在不同模拟扫描环境中的焦虑和应激水平，可能的是，发现所述患者的焦虑是否是由幽闭恐惧症、高噪声和/或相关的长扫描持续时间引起的。所述扫描模拟模块可以向所述患者提供扫描的虚拟环境和所述扫描流程期间的感觉，以便测量患者的反应，并理解所述患者是否可以以符合提出的扫描器/扫描的方式进行动作-也就是说，所述患者不应导致扫描中断，例如由于所述患者的移动、不正确的呼吸、增加的血压和/或归因于焦虑的增加的心率。推荐的扫描器特性可用于选择要在所述实际扫描流程中使用的扫描器。否则，可以选择更兼容的扫描器(例如开放式mri、大膛等)和扫描协议，以增加针对成功成像流程的机会。以这种方式，基于所述患者简档，可以定制扫描流程，以实现具有减少干扰和改进患者舒适度的扫描。例如，当执行推荐的实际扫描流程时，所述患者的焦虑将处于或低于阈值水平。
8.所述患者监测模块可以包括采集所述患者的图像数据的相机。心率、呼吸速率、运动、面部表情和/或瞳孔大小可以从所述图像数据中导出。备选地或者额外地，生理传感器可以被用于采集所述患者的生理数据。例如，所述生理传感器可以是测量所述患者的皮肤温度的温度传感器，或者测量所述患者的皮肤的电导率的电导率传感器(欧姆计)。
9.所述患者简档生成模块可以包括计算设备，该计算设备基于所采集的数据来确定所述患者的焦虑状态，并且创建包括患者在所述模拟扫描环境中的所确定的焦虑状态的患者简档。该患者简档可以被用于修改扫描阶段或测量针对所述患者中的每个的安全阈值，评估所述患者在所述扫描流程期间可能经受的自主性水平，并且使用所述简档在自主扫描期间做出决定。
10.在一些示例中，所述扫描模拟模块、所述患者监测模块和所述患者简档生成模块可以是头戴式显示器(hdm)的内置单元。例如，hmd是启用虚拟现实的hmd，其可以具有用于监测所述患者的瞳孔大小的内置相机和用于基于所监测的所述患者的瞳孔大小来确定应激水平以创建所述患者简档的处理器。
11.在一些示例中，所述扫描模拟模块、所述患者监测模块和所述患者简档生成模块可以是个体设备。例如，所述扫描模拟模块可以是hmd。所述患者监测模块可以包括可穿戴传感器。所述患者简档生成模块可以是平板计算机。
12.在一些示例中，所述扫描模拟模块可以将所述患者分配到具有特定自主性水平的扫描流程，该特定自主性水平与针对该患者的适当匹配装备设置组合。特定自主性水平可以指定它是自主成像还是将要求工作人员支持的存在。
13.在一些示例中，所提出的系统可以提供用于在家进行规定扫描的训练，并且减少所述焦虑水平并测量由所述患者接受的极限。
14.在一些示例中，所述系统可以包括创建增强现实(ar)/虚拟现实(vr)训练材料的个性化模块，该训练材料捕获所述数字化自主环境和适于个人特异性教育和指令内容的ar/vr扫描序列。
15.在一些示例中，所述患者简档生成模块可以在生物和/或可穿戴传感器的帮助下分析所述模拟扫描流程期间的患者行为，并且针对更好的患者协作更新所述扫描序列。
16.在一些示例中，所述系统可以包括用于确定额外支持系统的推荐系统，诸如在特定扫描工作流程步骤处的呼吸支持和工作人员支持，这将基于对所述模拟扫描流程的评估来要求。取决于对幽闭恐惧症、噪声、一般焦虑和/或支持的扫描持续时间的易感性，所述推
荐系统可以基于所述模拟扫描流程期间的患者行为来推荐适合的扫描器类型，例如开放膛或封闭膛、1.5t或3t扫描器。所述推荐系统可以基于所述患者的焦虑和应激水平来推荐射频线圈。当所述患者到达真实扫描时，所述推荐系统可以针对更好的患者协作推荐扫描序列改变。
17.根据本发明的实施例，所述患者简档生成模块还被配置为基于所采集的数据来确定以下参数中的一项或多项：焦虑的原因和/或所述患者在所述扫描流程期间具有高焦虑水平的时刻。所述患者简档还包括一个或多个所确定的参数。
18.焦虑的主要原因可以被确定为发现它是否是由幽闭恐惧症、高噪声和/或相关的长扫描时间引起的。这可以通过比较不同扫描环境中的焦虑和应激水平来实现。这些扫描环境在扫描器类型(例如开放膛或封闭膛扫描器)、所述扫描流程的自主性水平(例如自主或非自主扫描器)、扫描器的机器规格(例如膛大小、场强等)和/或扫描协议(例如，例如各种mri序列的不同组合)中可以彼此不同。
19.在所述扫描流程期间所述患者具有高焦虑水平的时刻指示所述患者何时高度应激。在该时刻处，可能要求工作人员支持和/或支持设备(例如外部屏气辅助、患者定位设备等)。经由所述扫描的模拟，捕获在扫描期间存在患者不适的各种时间戳。在所述扫描流程期间，所述患者也可以被引导以在这些时刻期间放松。
20.根据本发明的实施例，所述患者监测模块包括传感器，所述传感器被配置为监测所述患者在所述模拟扫描流程期间的行为。所述患者简档生成模块被配置为基于所监测的患者的行为来确定患者是否以符合所述模拟扫描环境的方式进行动作，使得所述扫描流程不由所述患者的行为干扰。
21.例如，相机可以被用于监测所述患者的运动，以确定所述患者在所述模拟扫描期间保持静止的能力。
22.例如，呼吸速率传感器可以被用于确定患者屏气的能力。
23.根据本发明的实施例，所述扫描器特性包括扫描器类型、所述扫描器的自主性水平以及扫描器的机器规格。
24.根据本发明的实施例，所述扫描模拟模块包括以下感觉刺激设备中的一项或多项：视觉刺激设备、触觉刺激设备和听觉刺激设备。
25.所述视觉刺激设备可以被用于提供扫描的虚拟环境。所述视觉刺激设备的示例是hdm。
26.所述触觉刺激设备和所述听觉刺激设备可以被用于在所述扫描流程期间向所述患者提供感觉。例如，所述触觉刺激设备，诸如振动设备、压力生成设备等，可以被用于模拟所述扫描期间的振动。
27.所述听觉刺激设备可以被用于根据例如所述扫描器的场强来模拟所述扫描流程的噪声环境。
28.根据本发明的实施例，所述扫描模拟模块被配置为创建沉浸式环境。
29.沉浸式环境是填充患者的视场的模拟，给出了物理存在的感觉。
30.根据本发明的实施例，所述患者监测模块包括以下传感器中的一项或多项：采集所述患者的图像数据的相机和被配置为采集所述患者的生理数据的生理传感器。
31.根据所述图像数据，可以导出被成像患者的若干参数，诸如心率、呼吸率、运动、面
部表情和瞳孔大小。
32.例如，所述生理传感器可以是测量所述患者的皮肤温度的温度传感器，或者测量所述患者的皮肤的电导率的电导率传感器。所述生理传感器的其他示例可以包括例如心电图(ecg)传感器、心率传感器、血压传感器和电流皮肤传感器。
33.根据本发明的实施例，所述系统还包括患者训练模块，该患者训练模块被配置为提供引导所述患者通过所述扫描流程的指令，和/或提供允许所述患者识别相关的反馈通信方法集合以在所述扫描流程期间提供所述反馈的指令。
34.在示例中，所述指令可以指定所述患者在屏气成像(例如在mri中)中应该如何吸气以进行屏气。
35.在示例中，所述指令可以指示关于所述患者应当如何站立和在何处站立的姿势，诸如站立、站立持有8kg、站立45
°
弯曲、坐下45
°
弯曲、坐下直立、坐下45
°
伸展和仰卧。
36.在示例中，所述指令可以指定患者的定位(何时以及如何定位)。
37.在示例中，所述指令可以包括安全指令。
38.在一些示例中，根据所述指令，所述患者能够识要在所述扫描期间在不同时刻(如果需要的话)向系统给出的不同的反馈方式，使得可以在完全自主的设置中执行随后的适当动作。例如，对于一些患者，相关的反馈通信方法可以是手势，或者它可以是采取某种模式的按钮。它也可以是语音命令。
39.这些指令和教育材料可以在ar/vr环境中展示。例如，这些内容可以使用超级施加在可编程3d模型上的基本视位与基本mri序列合成。
40.根据本发明的实施例，所述推荐模块被配置为利用基于规则的系统生成针对实际扫描流程的个性化推荐。
41.根据本发明的实施例，所述推荐模块被配置为利用经训练的机器学习模式生成针对实际扫描流程的个性化推荐。
42.根据本发明的实施例，所述个性化推荐包括以下各项中的一项或多项：对针对所述患者的放松技术的选择；对患者在医学扫描流程中被分配到特定自主性水平的适合性的指示；对自主扫描所要求的支持设备的选择；对针对治疗系统的参数的选择；以及对针对实际患者扫描过程的基于增强现实ar的患者引导的提供。
43.在示例中，所述推荐模块可以基于针对所述模拟扫描流程的可行性分析来确定扫描序列改变，即扫描协议的改变。例如，所述推荐模块可以在生物和/或可穿戴传感器的帮助下分析所述模拟扫描流程期间的患者的行为，并且针对更好的患者协作更新所述扫描序列。
44.在示例中，取决于对幽闭恐惧症、噪声、一般焦虑和/或支持的扫描持续时间的易感性，所述推荐系统可以基于所述模拟扫描流程期间的患者行为来推荐适合的扫描器类型，例如开放膛或封闭膛、1.5t或3t扫描器。
45.在示例中，所述推荐系统可以推荐放松技术(例如音乐、视频、呼吸技术)，跟随有第二次评价，以查看所述患者是否改进。
46.在示例中，所述推荐系统可以根据所述患者的行为(例如在所述模拟扫描期间保持静止的能力、在屏气成像中屏气的能力等)与所述模拟扫描环境的顺应性来评价所述患者是否是针对自主成像的正确选择，或者是否将要求支持从业人员的存在。
47.在示例中，所述推荐系统可以基于在所述模拟扫描流程期间所述患者的焦虑水平来评估所述患者是否是针对自主成像的正确选择或者是否将要求支持人员的存在。这可以在医院具有自主和非自主扫描的混合的场景中实现。
48.在示例中，所述推荐系统可以确定额外支持系统，诸如在特定扫描工作流程步骤处的呼吸支持和工作人员支持，这将基于对模拟扫描流程的评估来要求。
49.在示例中，所述推荐系统可以基于所述患者的焦虑和应激水平来推荐rf线圈。当所述患者到达真实扫描时，所述推荐系统可以变针对更好的患者协作推荐扫描序列改。
50.在示例中，所述推荐系统可以基于所创建的患者简档来推荐针对诸如mr-linac/mrhifu的治疗系统的治疗掩模类型、治疗设置的选择和调整。
51.在示例中，所述推荐模块可以基于虚拟环境扫描过程反馈在所述实际患者扫描过程期间提供基于ar的患者指导。
52.根据本发明的实施例，所述系统是头戴式系统。
53.根据本发明的第二方面，提供了一种用于患者简档创建的方法。所述方法包括：
[0054]-对患者施加至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的多个扫描环境；
[0055]-在多个模拟扫描环境中采集所述患者的数据；
[0056]-基于所采集的数据来确定所述患者的焦虑状态，并且创建包括在所述多个模拟扫描环境中所述患者的所确定的焦虑状态的患者简档；并且
[0057]
基于所创建的患者简档来生成针对所述患者的实际扫描流程的个性化推荐，以减少在实际患者扫描过程期间所述患者的焦虑，其中，针对实际扫描流程的所述个性化推荐包括推荐的扫描协议和推荐的扫描器特性。
[0058]
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制根据第一方面和任何相关联的示例的系统的计算机程序单元，该计算机程序单元在由处理器执行时被配置为执行根据第二方面的方法。
[0059]
根据本发明的另一方面，提供了一种包括所述计算机程序单元的计算机可读介质。
[0060]
如本文所使用的，术语“扫描协议”可以是指可以提供给所述扫描成像系统的计算机可执行指令集合，以便控制所述扫描成像系统以期望的方式执行成像操作。在磁共振成像(mri)的情况下，这涵盖给定顺序的一个或多个脉冲序列，其中，可以按照翻转角、重复时间、扫描平面选择、梯度线圈控制命令等给出针对所述成像系统的每个脉冲序列控制参数。脉冲序列的示例是快速场回波序列、超快速场回波序列、梯度回波序列、反转回波单发epi梯度回波等。
[0061]
如本文所使用的，术语“扫描器特性”可以是指用于采集所述患者的图像的扫描器的特征。所述扫描器特性可以包括扫描器类型(例如开放或封闭膛扫描器)、所述扫描器的自主性水平(例如自主或非自主扫描器)、扫描器的机器规格(例如膛大小、场强等)或其任何组合。
[0062]
应当意识到，前述概念和以下更详细地讨论的额外概念的所有组合(假定这样的概念不是相互矛盾的)被预期为本文所公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开的末尾出现的所要求保护的主题的所有组合被预期为是本文所公开的发明主题的一部分。
[0063]
本发明的这些和其他方面将根据在下文中所描述的(一个或多个)实施例而显而易见并且将参考在下文中所描述的(一个或多个)实施例得到阐述。
附图说明
[0064]
在附图中，相同的附图标记通常贯穿不同视图指代相同的部分。而且，附图未按比例绘制，相反重点通常被置于说明本发明的原理。
[0065]
图1示意性地示出了用于创建患者简档的系统的示例；
[0066]
图2示意性地示出了用于创建患者简档的系统的另一示例；并且
[0067]
图3示出了用于创建患者简档的方法的流程图。
具体实施方式
[0068]
在使用例如mri、计算机断层摄影(ct)和pet作为诊断流程时，患者的焦虑问题和其他幽闭恐惧症相关症状已经变得越来越明显。这可能不利地影响工作流程效率和患者体验。
[0069]
为了改进工作流程效率和/或患者体验，提出了一种系统，以-在到达医院之前-创建患者简档，该患者简档可用于生成针对患者的实际扫描流程的个性化推荐，以减少患者的焦虑。
[0070]
图1图示了用于患者简档创建的系统100的示例。在以下中，结合mri扫描对方法进行描述。尽管出于说明的目的使用mri扫描的应用来描述以下详细描述，但是本领域的任何普通技术人员将意识到，上文和下文描述的系统和方法可以适于其他成像模态，例如ct或pet。因此，在不损失要求保护的发明的一般性和不对其施加限制的情况下，阐述了以下描述的示例。
[0071]
在图1的示例中，系统100包括扫描模拟模块10、患者监测模块20、患者简档生成模块30和推荐模块40。任选地，如图1所示，系统100还可以包括患者训练模块50。
[0072]
扫描模拟模块10包括一个或多个感觉刺激设备，其被配置为对患者施加至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的扫描环境。
[0073]
在图1所示的示例中，扫描模拟模块10包括视觉刺激设备12，以模拟扫描流程的虚拟环境。图1中的示例性视觉刺激设备12是将患者沉浸在扫描环境中的头戴式显示器(hmd)。例如，示例性hmd可以包括两个小的高分辨率oled或lcd监测器，其为每只眼睛提供单独的图像，其针对渲染3d虚拟世界的立体图形，并且针对六度移动的位置和旋转实时头部跟踪。
[0074]
为了使患者更充分地沉浸在扫描环境中，扫描模拟模块10可以模拟检查的另外的令人不快的方面，诸如扫描器噪声和振动。
[0075]
在示例中，扫描模拟模块10可以包括触觉刺激设备(未示出)以模拟扫描期间的振动。触觉刺激设备可以是振动设备，其接触或非常靠近患者，并且响应于控制信号而例如以预定的振动强度和频率和以预定的定时振动。在示例中，可以采用压电致动器来产生振动。在另一示例中，聚焦的超声波束可以被用于在不接触患者的情况下在皮肤上产生局部的压力感。
[0076]
扫描模拟模块10还可以包括听觉刺激设备(未示出)，以模拟扫描流程的噪声环
境。例如，图1中的hmd还可以包括双耳音频系统，以创建患者在成像期间可能经历的噪声水平。
[0077]
如图2所示，扫描模拟模块10，诸如图1所示的hmd，可以从虚拟现实内容服务器60获得虚拟现实内容，以提供患者在扫描流程期间可能经历的模拟扫描环境。虚拟现实内容可以具有用于在启用虚拟现实的扫描模拟模块中渲染扫描环境的成像和虚拟现实数据。
[0078]
在图2的示例中，虚拟现实内容服务器60可以具有扫描器数据库62。扫描器数据库62可以包括多个扫描器的三维(3d)模型。这些3d模型可以使用虚拟现实建模语言(vrml)来描述，该语言基于由参数集合定义的某些类型的多边形。扫描器的vrml 3d模型中的一个或多个可以被下载到扫描模拟模块10以本地地渲染场景。扫描器的这些3d模型可以是可编程的，使得例如引导患者通过扫描流程的指令可以与基本序列组合和合成，例如使用叠加在可编程3d模型上的基本视位。
[0079]
例如，扫描器数据库62可以包括开放膛和封闭膛扫描器的3d模型。例如，封闭mri以患者将躺在胶囊状空间中以拍摄高质量图像为特征。扫描的形状和尺寸是紧密封闭的，这能够导致一些患者感到紧张。由于完成全扫描花费几分钟，因此它增加了幽闭恐惧症风险，并且有时可能发生恐慌发作。不是封闭的胶囊，开放式mri使用磁性底部和顶部，并且所有四个侧面是开放的，从而指数地降低恐慌发作和幽闭恐惧症的风险，这允许患者利用mri准确地诊断状况。
[0080]
除了不同扫描器的3d模型之外，扫描器数据库62还可以包括每个扫描器的机器规格。在示例中，扫描器的机器规格可以指定扫描器的场强。将mri作为示例，归因于快速切换的电流的梯度线圈的振动在常规mr成像期间产生声波。一些序列(尤其是回波平面成像)生成高达110-130db的声压。通常，3t扫描器比在1.5t下操作的那些扫描器噪声更大。该范围的较高端处的声学噪声可能导致暂时或永久性听力损失。即使较低强度的噪声也可能引起患者的焦虑或痛苦，尤其是婴儿、幼儿和老年人。这可能表现为患者运动伪影和下降图像质量。在示例中，扫描器的机器规格可以指定扫描器是自主扫描器还是非自主扫描器。如果患者在模拟扫描流程期间没有经历严重的焦虑或应激，则自主成像将是可能的。在另一示例中，扫描器的机器规格还可以指定扫描器的膛大小。
[0081]
虚拟现实内容服务器60还可以包括rf线圈数据库64，其可以包括多个射频(rf)线圈的3d模型。在mr扫描器中，通过使用发射-接收或仅接收rf线圈来实现信号接收。rf线圈与患者身体和面部紧密接触，这可能相当大地引发应激和焦虑。除了rf线圈的3d模型之外，rf线圈数据库64还可以包括每个rf线圈的规格。例如，每个rf线圈的规格可以指定rf线圈的大小、重量、直径、空间、柔性和/或线缆或无线。
[0082]
虚拟现实内容服务器60还可以包括训练材料数据库66。训练材料数据库66可以包括引导患者通过扫描流程的指令。例如，指令可以指示患者应该如何吸气以屏气。例如，指令可以指示关于患者应当如何站立和站立在何处、定位(何时以及如何定位)、安全指令等的姿势，以用于不同的解剖结构，诸如头部/颈部区、脊柱和腹部。训练材料数据库66还可以包括教育患者识别在扫描流程期间提供反馈的相关反馈通信方法集合的指令。也就是说，根据指令，患者能够识别在扫描期间在不同时刻(如果需要的话)向系统给出哪些不同的反馈方式，使得可以在完全自主的设置中执行随后的适当动作。
[0083]
为了模拟扫描流程，可以从扫描器数据库中选择扫描器的3d模型。每次扫描包括
序列集合。可以定义这些基本序列。然后，基于扫描协议，这些基本序列可以被组合以形成扫描。因此，可以为这些基本序列创建ar/vr场景，并且然后基于所选择的扫描器和扫描协议，使用基本场景的组成在ar/vr中重新创建整个扫描。任选地，rf线圈的3d模型也可以被添加到基本序列，以选择适于患者的轮廓(应激和焦虑水平)的适当线圈。
[0084]
返回图1，任选的患者训练模块50被配置为提供指导患者通过扫描流程的指令。备选地或者额外地，任选的患者训练模块50被配置为教育患者识别在扫描流程期间提供反馈的相关反馈通信方法集合。患者训练模块50可以基于扫描描述从训练材料数据库66检索这些内容。检索的内容，诸如引导患者通过扫描流程的指令，可以与基本序列组合和合成，例如使用叠加在可编程3d模型上的基本视位。
[0085]
患者监测模块20还包括一个或多个传感器，其被配置为在模拟扫描环境中采集患者的数据。
[0086]
在示例中，患者监测模块20可以包括采集患者的图像数据的相机。根据图像信息，可以导出被成像患者的若干参数，诸如心率、呼吸速率、运动、面部表情和瞳孔大小(直径)。
[0087]
在示例中，患者监测模块20可以包括被配置为采集患者的生理数据的生理传感器。例如，生理传感器可以是测量患者的皮肤温度的温度传感器，或者测量患者的皮肤的电导率的电导率传感器。生理传感器的其他示例可以包括例如心电图(ecg)传感器、心率传感器、血压传感器和电流皮肤传感器。
[0088]
所采集的患者的数据可以被记录为按照扫描序列对准，以用于估计焦虑和应激水平以及用于非依从性测量。
[0089]
患者监测模块20的输出由患者简档生成模块30分析。患者简档生成模块30被配置为基于所采集的数据来确定患者的焦虑状态，并且创建包括在模拟扫描环境中的患者的所确定的焦虑状态的患者简档。患者简档可以可用于生成针对患者的实际扫描流程的个性化推荐，这将在下文中关于推荐模块40更详细地解释。
[0090]
作为示例，患者简档生成模块30可以包括人工智能(ai)模块，其使用预训练的ai模型以用于确定模拟扫描流程期间患者的行为和身体状况。ai模型可以使用已知的真实情况样本来预训练，该样本可以通过来自患者的反馈作为标签来获得。算法可以是用于估计当前应激水平的机器学习方法(诸如支持向量机(svm)、卷积神经网络(cnn)等)和用于预测下几分钟期间应激水平的发展的机器学习方法(诸如递归神经网络(rnn)或长短期记忆(lstm))的组合。
[0091]
患者心理和/或生物特征状况可以连续地估计患者生命参数的变化，诸如氧饱和度和心率。在使用预训练的ai模型的模拟扫描流程中，可以通过使用从一个或多个相机获得的图像序列分析面部表情来确定应激水平。此外，患者简档生成模块30还可以使用预训练的ai模型的输出作为用于预测应激水平的发展的输入特征之一。
[0092]
应激水平可以通过聚焦于特定生命参数传感器的输出来评估。应激水平可以被记录为峰值强度的和，或者更准确地高于背景水平的峰的上升沿的和，作为几分钟的时间段内的运行平均值。患者的心率变化的周期性可以替代地使用，或者与峰值强度的和一起使用，由此更强的周期性与更放松的患者相关联。如果心率变化是周期性的并且此外与患者的呼吸速率(例如由第三生命参数传感器测量)同步，则患者可以被认为甚至更加放松。
[0093]
基于在模拟扫描流程期间测量的焦虑和应激水平，可以将患者分类为焦虑和应激
的各种类别。例如，焦虑和应激类别可能包括轻度、中度和重度。
[0094]
任选地，患者简档生成模块30还可以被配置为确定患者在扫描流程期间具有高焦虑水平的时刻。换句话说，患者简档生成模块30可以确定患者在模拟扫描流程期间何时受到高度应激，并且这可以是要求额外工作人员支持或额外支持系统(例如外部屏气辅助)的时刻。
[0095]
为了找到焦虑的主要原因，诸如幽闭恐惧症、高噪声或相关的长扫描持续时间，扫描模拟模块10被配置为修改至少一个所施加的感觉刺激，以模拟患者可能经历的多个扫描环境。多个扫描环境可以在扫描协议和可用于选择要在实际扫描流程中使用的扫描器的扫描器特性中的一个或多个中彼此不同。扫描协议可以包括基本序列的不同组合。扫描器特性可以包括扫描器类型(例如开放膛或封闭膛扫描器)、扫描器的自主性水平(例如自主或非自主)和扫描器的机器规格(例如1.5t或3t的场强)中的一个或多个。
[0096]
在示例中，可以改变要使用的扫描器类型。扫描模拟模块10可以模拟开放膛和封闭膛扫描器的扫描环境，以确定焦虑的主要原因是否是幽闭恐惧症。
[0097]
在示例中，扫描模拟模块10可以模拟具有1.5t和3t的场强的扫描器的扫描环境，以确定焦虑的主要原因是否是噪声。
[0098]
通过比较模拟扫描流程期间的相应vr/ar情况，可以确定焦虑的原因。
[0099]
任选地，患者监测模块20可以包括传感器，其被配置为在模拟扫描流程期间监测患者的行为。患者简档生成模块30可以被配置为基于所监测的患者行为来确定患者是否以符合模拟扫描环境的方式动作。在示例中，患者监测模块20可以包括监测患者的运动以确定患者在模拟扫描期间保持静止的能力的相机。这是因为许多患者可能发现很难保持他们的手臂和腿静止，例如在mr检查期间。此外，患者可能具有经由身体运动释放应激或焦虑的冲动。然而，仅达到一定的位移幅度，这些类型的运动可以通过mr本身使用预期的运动补偿技术来校正。在示例中，患者监测20可以包括呼吸速率传感器以确定患者屏气的能力。该信息可以可用于在自主扫描期间做出决定。
[0100]
推荐模块40被配置为基于所创建的患者简档生成针对患者的实际扫描流程的个性化推荐以减少在实际患者扫描过程期间患者的焦虑。例如，当执行推荐的实际扫描流程时，患者的焦虑将处于或低于阈值水平。
[0101]
取决于扫描类型和数据的可用性，可以利用基于规则的系统、机器学习模型或混合系统来确定个性化推荐。
[0102]
在一些示例中，个性化推荐可以由基于规则的系统来完成，该系统包括但不限于学习分类器系统、关联规则学习、人工免疫系统以及依赖于规则集合的任何其他方法。
[0103]
在一些示例中，个性化推荐可以通过经训练的机器学习模型来完成，诸如人工神经网络(ann)、卷积神经网络(cnn)等。训练数据可以从患者的多个模拟扫描环境中获得。训练数据也可以从先前的检查中获得。机器学习模型可以在训练数据上进行训练，以学习患者的焦虑水平与扫描协议和扫描器特性之间的关系，并且确定可以降低患者的焦虑水平的推荐的扫描协议和推荐的扫描器特性。
[0104]
在一些示例中，个性化推荐可以由混合系统来完成。例如，可以在不同水平处抽象扫描流程。例如，对于特定的扫描，通过针对特定简档的所有患者的机器学习模型来观察不适。对于窄的简档集合，需要并入规则以识别不适。在示例中，推荐模块40被配置为基于针
对模拟扫描流程的可行性分析来确定扫描序列改变，即扫描协议的改变。例如，推荐模块可以在生物和/或可穿戴传感器的帮助下分析模拟扫描流程期间的患者的行为，并且针对更好的患者协作更新扫描序列。
[0105]
在示例中，推荐模块40被配置为确定推荐的扫描器特性。例如，推荐模块40可以被配置为取决于患者简档中焦虑的(一个或多个)原因来推荐扫描器类型。例如，对幽闭恐惧症更敏感的患者可以被安排给开放膛扫描器。例如，对噪声更敏感的患者可以被安排给1.5t扫描器。例如，不太适合长扫描的患者可以被安排给3t扫描器。因此，扫描中断事件可能减少，并且在具有若干扫描器的部门中，扫描器使用可能变得更高效，这是非常常见的。
[0106]
在示例中，推荐模块40可以被配置为推荐放松技术，诸如音乐、呼吸等。可以进行第二评价以查看所推荐的放松技术是否降低焦虑水平。
[0107]
在示例中，推荐模块40可以被配置为提供对患者在医学扫描流程中被分配到特定自主性水平的适合性的指示。换句话说，推荐模块40可以例如基于患者在模拟扫描流程期间保持静止的能力来确定患者是自主成像的正确选择还是将要求支持的存在。例如，如果患者在模拟扫描流程期间具有高达一定位移幅度的身体移动，这可以通过mr本身使用前瞻性运动补偿技术来校正。患者是自主成像的正确选择。否则，在扫描中患者高度应激的交互点处可能要求工作人员支持和/或支持设备。
[0108]
在示例中，推荐模块40可以被配置为确定是否自主扫描要求支持设备。例如，mri中的屏气成像是在序列期间具有一次或多次呼吸停止的技术，并且因此要求短的扫描时间。屏气技术与具有大量呼吸移动的胸部或腹部区域中的快速梯度回波序列一起使用。屏气成像要求患者的完全协作，这是由从15到20秒的通常mri扫描时间引起的。在模拟扫描流程中，如果确定患者不能根据要求屏住呼吸，则可以提供外部屏气辅助。例如，氧气的施予可以帮助患者在扫描期间屏住呼吸。例如，在模拟扫描流程期间，如果患者可能具有经由高于一定位移幅度的身体移动来释放应激或焦虑的冲动，这可以通过mr本身使用前瞻性运动补偿技术来校正，则可能要求患者定位设备。
[0109]
在示例中，推荐模块40可以被配置为基于针对自主设置的患者简档来选择适当的rf线圈。可以推荐专用线圈以用于成像。患者可能被分类为需要针对自主线圈设置的额外帮助。可以选择适当的线圈(大小、重量、直径、空间、灵活性、线缆或无线)以适于患者的轮廓(应激和/或焦虑水平)。
[0110]
在示例中，推荐模块40可以被配置为基于所创建的患者简档来选择针对诸如mr-linac/mrhifu的治疗系统的治疗掩模类型、治疗设置的选择和调整的参数。
[0111]
在示例中，推荐模块40可以基于虚拟环境扫描过程反馈在实际患者扫描过程期间提供基于ar的患者指导。
[0112]
图3图示了用于患者简档创建的方法200的流程图。
[0113]
在第一步骤210中，对患者施加至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的多个扫描环境。多个扫描环境在扫描协议和扫描器特性中的一个或多个中彼此不同。
[0114]
扫描模拟模块可以向患者提供扫描的虚拟环境和扫描流程期间的感觉，以便测量患者的反应。
[0115]
例如，视觉刺激设备，诸如hmd，可以被用于提供扫描的虚拟环境。例如，触觉刺激
设备(例如振动设备)和听觉刺激设备(例如双耳音频系统)可以被用于模拟扫描的另外的令人不快的方面，诸如扫描器噪声和振动。
[0116]
在第二步骤220中，采集在多个模拟扫描环境中的患者的数据。
[0117]
在示例中，相机可以被用于采集患者的图像数据。根据图像信息，可以导出被成像患者的若干参数，诸如心率、呼吸率、运动、面部表情和瞳孔大小(直径)。
[0118]
在示例中，生理传感器可以被用于采集所述患者的生理数据。例如，生理传感器可以是测量患者的皮肤温度的温度传感器，或者测量患者的皮肤的电导率的电导率传感器。
[0119]
在第三步骤230中，患者的焦虑状态基于所采集的数据，并且创建包括在多个模拟扫描环境中的患者的所确定的焦虑状态的患者简档。该患者简档可以被用于修改扫描阶段或测量针对患者中的每个的安全阈值，评估患者在扫描流程期间可能经受的自主性水平，并且使用简档在自主扫描期间做出决定。
[0120]
在第四步骤240中，基于所创建的患者简档，生成针对患者的实际扫描流程的个性化推荐，以减少在实际患者扫描过程期间患者的焦虑。针对实际扫描流程的个性化推荐包括推荐的扫描协议和推荐的扫描器特性。
[0121]
如本文定义和使用的所有定义应当被理解为高于词典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或定义术语的普通含义。
[0122]
除非明确相反地指示，否则如本文说明书和权利要求书中使用的词语“一”和“一个”应当被理解为意指“至少一个”。
[0123]
如本文说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应当被理解为意指如此结合的元件中的“任一个或两者”，即，在一些情况下结合存在而在其他情况下分离存在的元件。利用“和/或”列出的多个元件应当以相同的方式进行解释，即，如此结合的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”分句具体识别的元件之外，还可能任选地存在其他元件，而无论是与具体识别的那些元件相关还是不相关都可以。
[0124]
如本文说明书和权利要求书中使用的“或”应当被理解为具有与如上文所定义的“和/或”相同的含义。例如，在分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应当被解读为包含性的，即，包括至少一个，但也包含多个元件或元件列表的多于一个的元件以及任选地额外未列出的项目。仅清楚地相反地指示的术语，诸如
“……
中的仅一个”或
“……
中的确切地一个”，或者，当在权利要求中使用时，“由
……
组成”将指包括多个元件或元件列表中的确切地一个元件。通常，如本文使用的术语“或”仅当前面有排他性术语(例如
“……
中的任一个”，
“……
之一”，
“……
中的仅一个”，或者
“……
中的确切地一个”)时才应解读为指示排他性备选(即，“一个或另一个但是并非两个”)。
[0125]
如本文说明书和权利要求书中使用的引用一个或多个元件的列表的短语“至少一个”应当被理解为意指选自元件列表中的元件中的任何一个或多个元件中的至少一个元件，但不一定包括元件列表内具体列出的每个和每一个元件中的至少一个元件，并且不排除元件列表中元件的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的元件列表内具体识别的元件之外可能任选地存在元件，而无论是与具体识别的那些元件相关还是不相关都可以。
[0126]
在权利要求以及前面的说明书中，所有的过渡短语，例如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“包括有”等应当理解为是开放性的，即，意指包括但不限
于。仅过渡短语“由
……
构成”和“基本上由
……
构成”才应当分别是封闭的或半封闭的过渡短语。
[0127]
在本发明的另一示范性实施例中，提供了一种计算机程序或一种计算机程序单元，其特征在于适于在适当的系统上执行根据前面的实施例之一所述的方法的方法步骤。
[0128]
因此，所述计算机程序单元可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行以上描述的方法的步骤或诱发以上描述的方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作以上描述的装置的部件。所述计算单元能够适于自动地操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。所述数据处理器由此可以被装备为执行本发明的方法。
[0129]
本发明的该示范性实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序两者。
[0130]
更进一步地，所述计算机程序单元能够提供实现如以上所描述的方法的示范性实施例的流程的所有必需步骤。
[0131]
根据本发明的另一示范性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如cd-rom，其中，所述计算机可读介质具有存储在所述计算机可读介质上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由前面部分描述。
[0132]
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序可也可以以其他形式来分布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。
[0133]
然而，所述计算机程序也可以存在于诸如万维网的网络上并能够从这样的网络中下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种用于使得计算机程序单元可用于下载的介质，其中，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的之前描述的实施例之一所述的方法。
[0134]
尽管本文已经描述和说明了若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的优点中的一个或多个优点的各种其他模块和/或结构，并且这样的变化和/或修改中的每个变化和/或修改都被认为是在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易意识到，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置均旨在是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于一个或多个使用发明教导的具体应用。本领域技术人员将认识到或者能够使用不超过常规的实验手段来确定本文描述的具体发明实施例的许多等同物。因此，应理解，前述实施例仅通过示例呈现，并且在权利要求及其等同物的范围内，发明实施例可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践。本公开内容的发明实施例涉及本文描述的每个个体特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法并不相互矛盾，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合被包括在本公开内容的发明范围内。

技术特征：
1.一种用于患者简档创建的系统(100)，包括：-扫描模拟模块(10)，其包括一个或多个感觉刺激设备，所述一个或多个感觉刺激设备被配置为对患者施加至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的多个扫描环境，其中，所述多个扫描环境在扫描协议和扫描器特性中的一项或多项中彼此不同；-患者监测模块(20)，其包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为在多个模拟扫描环境中采集所述患者的数据；-患者简档生成模块(30)，其被配置为基于所采集的数据来确定所述患者的焦虑状态，并且创建包括在所述多个模拟扫描环境中所述患者的所确定的焦虑状态的患者简档；以及-推荐模块(40)，其被配置为基于所创建的患者简档来生成针对所述患者的实际扫描流程的个性化推荐，以减少在实际患者扫描过程期间所述患者的焦虑，其中，针对实际扫描流程的所述个性化推荐包括推荐的扫描协议和推荐的扫描器特性。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述患者简档生成模块还被配置为基于所采集的数据来确定以下参数中的一项或多项：-焦虑的原因；以及-所述患者在所述扫描流程期间具有高焦虑水平的时刻；其中，所述患者简档还包括一个或多个所确定的参数。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述患者监测模块包括传感器，所述传感器被配置为监测在模拟扫描流程期间所述患者的行为；并且其中，所述患者简档生成模块被配置为基于所监测的所述患者的行为来确定所述患者是否以符合所述模拟扫描环境的方式进行动作，使得所述扫描流程不由所述患者的所述行为干扰。4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述扫描器特性包括以下各项中的一项或多项：-扫描器类型；-所述扫描器的自主性水平；以及-扫描器的机器规格。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述扫描模拟模块包括以下感觉刺激设备中的一项或多项：-视觉刺激设备；-触觉刺激设备；以及-听觉刺激设备。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述扫描模拟模块被配置为创建沉浸式环境。7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述患者监测模块包括以下传感器中的一项或多项：-相机，其采集所述患者的图像数据；以及-生理传感器，其被配置为采集所述患者的生理数据。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括：-患者训练模块(50)，其被配置为提供引导所述患者通过所述扫描流程的指令，和/或提供允许所述患者识别相关反馈通信方法集合以在所述扫描流程期间提供所述反馈的指令。9.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述推荐模块被配置为利用基于规则的系统来生成针对实际扫描流程的所述个性化推荐。10.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述推荐模块被配置为利用经训练的机器学习模型来生成针对实际扫描流程的所述个性化推荐。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述个性化推荐包括以下各项中的一项或多项：-对针对所述患者的放松技术的选择；-对患者在医学扫描流程中被分配到特定自主性水平的适合性的指示；-对自主扫描所要求的支持设备的选择；-对针对治疗系统的参数的选择；以及-对针对实际患者扫描过程的基于增强现实ar的患者引导的提供。12.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述系统是头戴式系统。13.一种用于患者简档创建的方法(200)，包括：-对患者施加(210)至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的多个扫描环境，其中，所述多个扫描环境在扫描协议和扫描器特性中的一项或多项中彼此不同；-在多个模拟扫描环境中采集(220)所述患者的数据；并且-基于所采集的数据来确定(230)所述患者的焦虑状态，并且创建包括在所述多个模拟扫描环境中所述患者的所确定的焦虑状态的患者简档；并且基于所创建的患者简档来生成(240)针对所述患者的实际扫描流程的个性化推荐，以减少在实际患者扫描过程期间所述患者的焦虑，其中，针对实际扫描流程的所述个性化推荐包括推荐的扫描协议和推荐的扫描器特性。14.一种用于控制根据权利要求1至12中的任一项所述的系统的计算机程序单元，所述计算机程序单元在由处理器执行时被配置为执行根据权利要求13所述的方法。15.一种计算机可读介质，其包括根据权利要求14所述的计算机程序单元。

技术总结
为了改进扫描流程期间的工作流程效率和/或患者体验，提出了一种系统，以-在到达医院之前-提供对患者在医学扫描流程中被分配到特定自主性水平的适合性的指示。所述系统包括扫描模拟模块、患者监测模块和患者简档生成模块。所述扫描模拟模块包括一个或多个感觉刺激设备，所述一个或多个感觉刺激设备被配置为对患者施加至少一个感觉刺激以模拟患者在扫描流程期间可能经历的扫描环境。所述患者监测模块包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为在模拟扫描环境中采集所述患者的数据。所述患者简档生成模块被配置为基于所采集的数据来确定所述患者的焦虑状态，并且创建包括在所述模拟扫描环境中所述患者的所确定的焦虑状态的患者简档。焦虑状态的患者简档。焦虑状态的患者简档。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：皇家飞利浦有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2023/9/9