[发明专利]用于提高医学成像设备的可靠性的系统和方法

说明书

公开了用于生成用于医学成像设备的设备测试用例的系统和方法，该系统和方法不仅反映了该设备的当前的实际现场使用情况，而且还提供了对未来的使用情况的展望。通过挖掘当前使用模式，根据存在于设备现场日志中的历史数据来生成使用模式的概率模型。构建使用模式的深度长短期记忆神经网络模型来预测未来使用模式。另外，为了捕获现场中的设备使用模式的变化趋势，不断实时更新预测模型并将由该模型生成的测试用例集成到自动化测试系统中。

技术领域

下文总体上涉及提高医学成像设备的可靠性。

背景技术

对医学设备进行全面测试以确保一致和可靠的功能至关重要，因为这样的设备中的硬件或软件故障会对患者诊断过程造成不利影响。此外，设备故障还可能会降低使用这些设备的医院的工作效率。在常规的机器测试方法中，现场专家将准备操作配置文件，该操作配置文件类似于技术人员在医院中执行的临床工作流程。操作配置文件通常包含用于按照扫描工作流程和对应的软件操作对各种解剖结构进行成像的典型的工作流程。然后，设备验证团队使用该配置文件来验证机器的功能。

在准备包括测试场景的全面列表的设备操作配置文件时，存在若干挑战。成像设备通过允许技术人员修改不同的对比度参数来实现期望的图像对比度，从而促进生成期望的对比度的图像。在本领域中使用的这样的不同的对比度配置的数量非常高。要求在操作配置文件中包括与实际现场使用情况成比例的若干这样的配置。

另外，成像设备使得技术人员能够经由设备UI来执行许多管理操作和图像后处理操作。因此，技术人员通常会在这样的UI的帮助下执行多项任务并并行处理多个患者。例如，技术人员可以参与如下多个活动，例如，对来自先前的患者/扫描的图像进行后处理，打印图像，在当前扫描正在进行的过程中传输图像。为了确保医学设备在这种情况下可靠地运行，要求根据实际现场使用情况在操作配置文件中包括所有提供的UI操作的使用情况。

另外，医学设备附带的一些高级成像功能需要大量的计算和存储，而利用这些功能可能会导致设备软件系统挂起甚至崩溃。因此，在操作配置文件中包括这些功能的使用情况是极其重要的。

成像设备在该领域中的实际使用中的变化是另一方面，这使得设想全面的使用场景极具挑战性。临床扫描序列会基于患者的病理状况而有很大不同。例如，用于研究细胞结构的成像技术可能与用于分析脑出血的成像技术显著不同。另外，临床扫描序列也会基于医院的临床实践而有所不同。此外，医院不断发明出有效和改进的扫描序列。因此，需要对当前已知的扫描配置进行外推以预测未来的进展并将其包括在操作配置文件中。另外，要求不断更新操作配置文件以捕获临床实践中正在发展的趋势。

执行成像设备的实际测试所涉及的成本和时间限制了能够被包括在操作配置文件中的测试数量。例如，MRI机器的操作和维护成本非常高，估计每天大约为1000美元。另外，完成一项临床方案所要求的平均时间估计大约为30分钟。这意味着在操作配置文件中包括的协议需要简洁地表示成像设备的现场使用情况。

成像设备将对所有执行的扫描和UI操作的描述以及时间戳记录到日志文件中。另外，日志包含辅助信息以指示临床工作流程的开始和结束。在日志文件中存储的事件时间戳能够用于将日志信息按机器操作的时间顺序布置，并且开始指示器和结束指示器能够用于提取临床工作流程。因此，日志文件适合用于提取对实际设备的现场使用情况的了解内容。另外，由于能够每天从全球的机器安装设施中获得日志文件，因此日志文件适合用于分析和捕获正在发展的临床趋势。另外，由于日志文件是对机器的实际使用情况的描述，因此从日志文件导出的测试用例几乎不要求验证。

常规的测试方法是由现场专家准备的操作配置文件来驱动的。然而，这些配置文件仅限于专家的知识并且常常不能充分表示整个临床工作流程。另外，这样的配置文件很少更新，因此可能无法很好地反映出不断发展的临床实践。