[发明专利]用于时间要求严格的生物医学应用的增强现实系统

说明书

一种增强现实系统和方法，该方法和系统被配置为使用增强现实头戴式装置自动向使用者(诸如医师)提供患者实时医疗状况的实时平视视图。该系统可以自动识别患者，拉取相关病历，获得来自患者的实时生物医学传感器数据并将此显示给使用者，同时还允许使用者通过头戴式装置的透明镜片直接查看患者，并解放使用者的双手以操纵患者或执行其他功能。对于重症监护室以及使用者需要几乎瞬间了解患者状况的其他紧急医学情况，该系统和方法特别有用。

相关申请的交叉引用

本申请是2018年3月28日提交的美国专利申请15/939,190的继续申请，并要求该继续申请的优先权权益。

发明背景

技术领域

本发明属于与生物医学应用有关的增强现实设备、系统和方法的领域。

背景技术

近年来，已经提出了使用头戴式显示器和增强现实技术来提供医疗信息的各种方法。特别地，已经提出了诸如Google Glass、Microsoft HoloLens和其他设备等技术以用于多种不同的医学功能。

在美国专利公开2017/0357333中讨论了Microsoft HoloLens系统，该美国专利公开的全部内容通过援引并入本文，该系统教导了一种头戴式显示设备，该头戴式显示设备具有透视(透明或部分透明的)显示器、一个或多个计算机处理器、诸如加速度计和倾斜度传感器等传感器、以及被配置为查看外界的相机和深度相机(例如，飞行时间相机，通常被称为ToF相机)。这种类型的设备通常具有可再充电电池、以及使得HoloLens能够与外部计算机化设备和系统交换信息的无线收发器(例如，Wi-Fi收发器和蓝牙收发器)。

这样的增强现实设备和方法目前普遍用于各种医学教育目的，诸如解剖学教学和其他教育情况。然而，在诸如医院、重症监护室和常规临床实践等非教育性医疗环境中使用这种技术尚未得到普及。

发明内容

本发明最初部分地受到以下见解的启发，即在某些快节奏的医疗环境(诸如重症监护室)中患者的存活率目前未达到最佳标准。该问题的部分原因在于医务人员通常需要同时监视许多患者。此外，由于不同的成员每8小时、12小时或24小时轮班轮换，因此医务人员的组成不断发生变化。在每次轮班变化时，必须将最新的患者状况信息快速地从离任班次人员传递到继任班次人员。这种对快速传递的需求加上人类记忆的局限性极大地限制了医务人员在任何给定时间在其脑海中掌握的关于任何给定患者当前(例如，实时)状况的信息量。

在重症监护情况下，这些患者可能随时会出现心力衰竭或其他紧急状况，在这种情况下，医疗响应时间相差几秒钟或几分钟会极大地影响患者的存活率。

从主治医师的角度考虑情况，在该主治医师轮班期间，该医师可能负责许多重症监护患者。在任何给定时间，这些患者之一都可能会“崩溃”。期望主治医师在几秒钟内做出有关挽救患者所需的适当手术方法或用药的决定，但该主治医师可能甚至以前从未见过该患者。同时，主治医师需要观察患者，并且通常还需要操纵患者。

现有技术的病历系统不太适合这种情况。为了评估患者的当前状况并确定适当的措施，医师通常必须翻阅打印记录的文件夹，同时尝试查看可能放置在整个房间的各个位置的多种仪器，并且然后将这些与医师自己对患者的观察结果进行整合。当这正在发生的同时，关键时间正在丢失。本发明最初是受寻找帮助克服现有技术在这方面的缺陷的系统和方法的潜在需求的启发。

更具体地，本发明受到的启发部分地基于以下见解，即可以通过提供改进的医疗信息系统来显著提高这种情况下患者的存活率，该医疗信息系统允许使用者完全自由活动(即，不会由于物理电线或电缆将使用者束缚到特定的位置)并提供免手持“平视”显示器，该显示器快速提供对最相关患者医疗信息的即时访问。同时，本发明(有时也被称为方法或系统)允许医师直接观察患者，并且还继续通过医师的手来操纵患者(或其他医用材料)。