[发明专利]医疗训练方法及设备

说明书

技术领域

本发明主要涉及促进医疗训练，且具有进一步的应用。

背景技术

医疗成像装置为许多医疗应用提供了重要的诊断工具。医疗成像装置的一个示例为超声扫描仪。可通过将高频超声波发送至人体并对所发送的声波的反射波进行接收和处理来执行超声扫描，以创建器官或体内其他结构的图像。

出于诊断的目的，医学专业人员可通过使用手持式探测器(或更为普遍地被称之为换能器)、将该手持式探测器直接置于人体表面上并在人体表面上移动，以执行超声扫描。本质上，所述换能器发送声波至人体，并接收反射自内部器官、液体以及组织的回波。所反射的波被转换成相应的电脉冲，该电脉冲被发送至电子分析仪，并由计算机进行显示，该计算机可转而在监视器上创建实时图像。

心脏超声波或超声心动图使用标准的超声技术来对心脏的二维切片进行成像。超声心动图允许医学专业人员对心跳进行分析，显现心脏的结构，以对心脏的状态进行监视，并对心血管疾病进行诊断。

现存在两种主要类型的超声心动图，即经胸超声心动图(TTE)以及经食道超声心动图(也被称之为TEE或TOE)。

TTE为标准的非侵入式手术，且可通过将换能器置于胸壁、并穿过胸腔瞄向心脏来执行。类似的，换能器记录反射自患者胸腔内部结构的声波回声。在此手术中，肺和肋骨可能会阻碍视线，但可应用少量进入静脉的染料来改善图像。

虽然TTE已被视为是精确度很高的手术，但其精确度可能会因为肥胖症、肺慢性阻塞性疾病或胸壁畸形而降低。在这些情况下，推荐使用TOE。在TOE手术中，将含有换能器的柔性管引导进入患者喉咙，并插入到食道底部。该手术可允许得到心脏的更清晰的二维超声心动图。

随着超声心动图变为广泛使用的诊断工具，超声心动图的训练及认证也变得极其重要。超声心动图的训练包括以下内容：超声的基本形态(aspect)的教学、执行超声心动图检查以得到对三维心脏解剖的完整理解、解释二维(2D)屏幕图像、以及学习根据多个2D图像来构建心脏的构思模型。

因此，亟需提供一种理想的训练装置，以用于训练医学专业人员使用超声心动图仪器以及解释产生的2D超声图像。

其他类型的医学成像装置也存在类似的需求，诸如磁共振成像(MRI)扫描仪、X射线装置等。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提供了一种通过对选择数据和模型数据进行处理以生成输出数据(该输出数据表示在对所选区域进行成像时医学成像装置的输出的仿真)来对医学成像装置的输出进行仿真的方法(及相应设备)。

还可提供进一步的设备及方法，包括但不限于人体模型(mannequin)和仿真器探测器。这些进一步的设备及方法并不必局限于医学成像装置领域。

附图说明

下面将参考附图对本发明的实施方式进行描述，其中：

图1为传统的超声扫描装置的操作的图示；

图2为示出了经胸超声心动图(超声检查)手术的患者截面示意图；

图3为来自超声成像装置的典型输出的示意图；

图4为示出了适用于第一实施方式的典型计算机系统的组件的示意图；

图5为示出了根据第一实施方式的超声仿真系统的组件的示意图；

图6为图5的模型数据存储内的数据结构的示意图；

图7为示出了超声仿真器系统的屏幕显示的示意图；

图8为超声仿真器系统的屏幕显示的屏幕截图；

图9为本实施方式中所使用的解剖数据的示意图；

图10为示出了用于形成图7和图8的超声图像的处理步骤的流程图；

图11为更为详细地示出了图10中添加超声伪影的处理步骤的流程图；

图12为更为详细地示出了图10中覆盖进一步的伪影及信息的处理步骤的流程图；

图13为图10、图11以及图12的处理步骤的总体视图；

图14为图10至图13的处理步骤的总体视图；

图15为根据进一步实施方式的超声仿真系统的示意图；

图16为仿真器系统的组件的更为详细的示意图；

图17示出了典型超声换能器的操作，该操作示出了需要仿真的控制及运动；

图18为图15至图17的实施方式的变型的示意图；

图19为图15至图17的实施方式的进一步变型的示意图；以及

图20为涉及参数化的进一步实施方式的示意图。

具体实施方式

在对附图所示的实施方式进行详细描述之前，将作出以下总体及非限制性的申明：