[发明专利]超声模拟训练系统

说明书

本发明一般涉及医疗训练系统的领域，并且特别是涉及使用超声模拟的超声训练系统。

医学超声波检查是基于超声波的诊断医疗技术，其中高频声波穿过身体中的软组织和流体而传输。当波被不同密度的物质不同地反射时，它们的“回波”可以逐渐积聚以产生反射特征。这允许创建人体内部（如内部器官）的图像，以便可以得到医疗数据，从而便于任何潜在的医学疾病的诊断。

在临床实践中，超声扫描由训练有素的从业医师执行，从业医师以各种角度操纵在患者的身体的周围、上或中的换能器。在经阴道超声波的情况中，内部探头被旋转或以其他方式操纵。

在学习如何适当和正确地使用超声机器时，医疗和其他保健从业医师接受广泛的训练程序。这些程序包括授课期加上临床训练期，在临床训练期期间学生观察在超声波扫描的执行中的专家。学生通过观看和复制来被教导如何识别和测量解剖实体，并捕获进一步的医疗检查或分析所需要的数据。

为了获得必要的技能，超声波检查法学生必须发展认知技能和手眼动作协调的复杂融合。因此，学生在执行超声操作时得到的实践越多，以及他/她在训练过程期间经历的解剖体（即，不同的患者）越多，学生的技能就可能越好。

然而，这是一个冗长和耗时的过程，以及是资源密集的。经超声训练的放射照相技术员的目前短缺和在许多专业如产科学和妇科学、心脏病学、泌尿学和急症医学中超声技术的额外引入给有限数量的合格教员带来相当大的压力。满足保健服务输送目标的持续的需求增加了压力。因此，超声训练的基本挑战在于通过在实地患者接触之前加快技能的获得和提高学员的能力来解决冲突。因此，需要超声训练解决方案，其提供有效且可重复的训练程序而无需使用临床设备和/或专家监督，并导致满足能力所需的时间的减少。此外，这种解决方案应该是成本有效的，同时降低对资源和时间的当前压力。在理想情况下，这样的解决方案能够将学习环境中不常见的解剖和病理学合并，从而在学生接触到活的患者之前提高超声训练的质量和广度。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于超声检查或超声引导程序中的模拟训练的模拟器训练系统，所述训练系统包括：

由用户操作的模拟器输入设备，所述输入设备是可移动的；

用于显示超声扫描视图图像的装置，超声扫描视图图像是超声扫描的图像或传真图像，所述扫描视图图像是可变的并与所述模拟器输入设备的位置和/或方向有关；

其中：

a）所述系统还包括用于显示第二图像的装置，所述第二图像是与所述超声扫描视图相关联的身体结构的解剖图形表示，其中，所述超声扫描视图图像和所述第二图像被链接以当所述模拟器输入设备的位置和/或方向改变时以协调的方式变化；和/或

b）所述系统还包括用于电子地记录用户与所述系统的交互的方面以允许评估或测量将产生的用户表现的的装置；和/或

c）所述超声扫描视图图像是由从不同的源得到并且被合并的扫描视图图像数据构成的合成图像；和/或，

d）所述超声扫描视图图像由扫描容积生成，所述扫描容积是通过转换2维超声波扫描或图像以形成3维扫描容积而创建的3维（3D）扫描容积。

在本发明的优选实现中，所述系统将包括特征a）、b）、c）和d）中的两个或更多个。

用户（即，学生或学员或从事持续的专业活动的经训练的专业人员）可操纵、重新定向或以其他方式移动模拟器输入设备。优选地，模拟器输入设备被配置成通过该设备向用户提供与由用户施加到该设备的力的位置和/或方向和/或角度有关的力反馈。优选的是，关于施加到所述控制设备的力的数据被反馈给学生，以增强学生体验的真实性。该反馈可通过控制设备本身来提供。模拟器输入设备可以是模拟常规超声机器的探头的“复制智能”探头。该探头可以是智能探头例如触觉设备。然而，也可使用其他类型的控制设备。

该模拟器可被称为“虚拟超声机器”。优选地，该模拟器被配置成提供可视化，其至少部分地类似于由临床超声机器提供的特征和可视化。这是超声扫描视图图像。扫描视图图像可以是使用从各种源如患者扫描得到的数据产生的拼嵌图(mosaic)。患者扫描可以是通过使用临床超声设备扫描患者的身体得到的2维图像。

优选地，超声模拟包括对患者的身体的一部分的扫描图像，图像的视图可响应于模拟器输入设备的移动或操纵改变。因此，模拟器协调并控制如用户观看到的扫描的解剖体的视角。此外，模拟系统可提供至少一种其它超声机器特征的表示。例如，它可提供亮度和对比度控制。

优选的是，模拟器输入设备对应于模拟所述模拟器输入设备的运动、方向和/或位置的‘虚拟’超声设备或被‘虚拟’超声设备镜像。