具体实施方式

本发明的实施例提供了一种医疗设备监测系统和方法，其从来自医疗设备控制器的屏幕图像中提取信息并且智能地改变从相应医疗设备控制器获取屏幕图像的速率，以便减小计算机网络负载、及时报告高优先级信息(诸如警报)并且以用户所请求的间隔提供信息。基于服务器可用的信息自动改变获取屏幕图像的速率，该服务器可用的信息诸如可用网络带宽、网络拥塞水平、共同位于单个医疗机构处或给定局域网(LAN)上的医疗设备控制器的数量、医疗设备控制器的警报状态和/或关于连接到医疗设备控制器的医疗设备的使用的历史时序信息。

图1是示例性常规医疗设备控制器100和耦接到医疗设备控制器100的示例性常规医疗设备102(在该示例中是心脏泵)的透视图。在图1所示的示例中，医疗设备控制器100是来自马萨诸塞州丹弗斯(Danvers,MA)的阿比奥梅德有限公司(Abiomed,Inc)的自动化轴流泵控制器(Automated Impella)，并且心脏泵102是也从阿比奥梅德有限公司(Abiomed,Inc)可获得的2.5心脏泵，尽管可以使用任何合适的医疗设备控制器。在一些情况下，医疗设备及其关联的医疗设备控制器被组合在一起。这样的组合在本文中被简单地称为医疗设备控制器。

医疗设备控制器100包括显示屏幕104，医疗设备控制器100在该显示屏幕上显示关于医疗设备102的操作数据，诸如心脏信号电平、电池温度、血液流速和管道系统完整性。如本文中更详细地讨论的，医疗设备控制器100可以连接到计算机网络，并且由此将显示在屏幕104上的内容的图像发送到远程服务器(未示出)。

图2示出了可以显示在图1的医疗设备控制器100的屏幕104上的示例性假设显示屏幕内容200。例如，显示屏幕内容可以包括心脏泵类型(“Impella5.0”)202、心脏泵序列号(“120703”)204、警告/错误消息206、放置信号207、当前心脏泵速度(性能)设置(“P-0”)208、心脏泵马达电流值210、当前或平均血液流速212以及最小和最大血液流速213。显示屏幕内容200通常是像素化的。

图3是用于收集、存储和检索来自和关于多个医疗设备控制器100的操作数据的医疗设备监测系统300的主要部件的示意性框图。为了简单起见，图3中仅示出医疗设备控制器100，而不示出单独的医疗设备。尽管示出了三个医疗设备控制器100，但也可以使用其他数量的医疗设备控制器100。每个医疗设备控制器100(可选地经由远程链路模块304)可连接到计算机网络302。每个医疗设备控制器100被配置为自动重复地捕获关于与其连接的医疗设备的状态信息，并且在显示屏幕104上显示该状态信息(图1)。如上所述，图2示出了可以显示在任何给定医疗设备控制器100的屏幕104上的相应假设显示屏幕内容200。

服务器306被配置为自动地、周期性地或偶尔地请求和接收显示在每个医疗设备控制器100的屏幕104上的内容的图像(通常大约每20秒)。经由计算机网络302发送请求和图像。图像可以在编码为视频帧或视频帧序列的一个或多个消息中发送。例如，(一个或多个)视频帧可以包含显示在医疗设备控制器100的显示屏幕104上的图像的像素化副本。

服务器306被配置为处理所接收的帧(图像)。如上所述，服务器306解析图像并通过图像的光学字符识别(OCR)部分来提取文本信息，诸如心脏泵序列号、血液流速、警告消息文本等。服务器306还可以解析图像并提取图形信息(诸如电源图标)，并且将该图形信息与预定像素图案和/或颜色进行比较。服务器306可以包括OCR引擎，或者服务器306可以诸如经由计算机网络302与外部OCR引擎310通信。然后，服务器306可以使用识别的文本来自动探知医疗设备控制器100的序列号或其他标识符、医疗设备控制器100的操作参数、医疗设备控制器100中的一个是否已经引发警报，等等。

数据存储装置308被配置为存储一个或多个媒体文件，特别是诸如MP4视频或其他合适类型的媒体文件的帧(图像)，并且服务器306被配置为自动将所接收的帧(图像)存储在数据存储装置308中。数据存储装置308记录由服务器306接收的屏幕图像以供以后重放，诸如响应于来自若干监测站312中的一个的请求。监测站312可以使用基于云的技术来安全地和远程地向具有互联网连接的任何地方的医生和医院工作人员显示医疗设备控制器100屏幕104的图像。示例性远程监测系统以商品名为Impella在线设备管理系统从马萨诸塞州丹弗斯(Danvers,MA)的阿比奥梅德有限公司(Abiomed,Inc)可获得。

数据存储装置308被配置为响应于提供请求而提供存储的媒体文件的请求部分。数据存储装置308由此支持医疗设备控制器100状态信息的重放。例如，数据存储装置308可以提供存储在媒体文件中的视频的一个或多个帧(图像)以显示给用户。服务器306还可以被配置为基于服务器306实时接收的图像和/或基于数据存储装置308中保存的历史信息，向监测站312中的一些提供关于医疗设备控制器100中的一个或多个的状态信息。

然而，计算机网络302中的拥塞(诸如医疗机构内部的计算机网络中的拥塞)以及不可靠的无线网络连接为服务器306请求并及时接收来自医疗设备控制器100的图像创建了具有挑战性的环境。此外，每个图像由OCR引擎310单独处理，并且服务器306发出的每个OCR请求招致成本。

本发明的实施例通过自动动态地调整服务器306从医疗设备控制器100请求图像的速率来解决这些问题。可选地或可替代地，服务器306向每个医疗设备控制器100发送(可能不同的)速率，并且作为响应，每个医疗设备控制器100以命令的速率向服务器306发送其图像，而没有来自服务器306的针对每个图像的明确请求。为了简单说明，在这里和在权利要求中，动态地调整服务器306“请求图像”的速率包括以下两个方面：(a)服务器306明确请求每个图像，以及(b)服务器306命令医疗设备控制器100应发送图像的速率，而没有针对每个图像的明确请求。

服务器306可以以不同速率从医疗设备控制器100中的不同医疗设备控制器请求图像，并且服务器306可以单独地针对医疗设备控制器100中的不同医疗设备控制器动态地调整速率。用于由服务器306自动确定来自特定医疗设备控制器100或医疗设备控制器100的组的图像速率的示例性因素包括：网络拥塞水平、医疗设备控制器100是否正在报警、警报严重程度、心脏泵102或其他医疗设备是否连接到特定医疗设备控制器100、患者状况和用户命令。

服务器306可以基于各种类别中的信息来自动动态地调整请求图像的速率，该各种类别中的信息诸如：(a)来自医疗设备控制器100的信息、(b)关于计算机网络302的信息、(c)关于服务器306或诸如OCR引擎310的其他服务器的信息，以及(d)来自或关于系统300的人类用户或患者的信息。任何类别中的一些信息都可以是历史性的。下面提供了这些类别中的每一个的示例。可以根据需要使用不同和/或其他类别的信息以满足或接近操作目标。

图4是示意性地示出监测医疗设备100的方法的流程图。服务器306(图3)可以执行该方法。在操作400处，方法请求和接收图像(“所接收的图像”)。经由计算机网络302请求和接收所接收的图像。所接收的图像是从多个医疗设备控制器中的每个医疗设备控制器100请求和接收的。每个所接收的图像包括显示在医疗设备控制器100的屏幕104上的内容。

在402处，对于每个所接收的图像，经由对OCR引擎310的服务调用对图像的至少一部分进行光学字符识别以产生文本结果。在404处，从文本结果中提取第一文本结果。从图像的包含关于医疗设备控制器100和/或连接到医疗设备控制器100的医疗设备(诸如心脏泵)的信息的部分提取第一文本结果。在406处，根据第一文本结果自动探知关于医疗设备控制器100的信息。

可选地或可替代地，可以分析所接收的图像的一个或多个部分，诸如通过在每个像素的基础上将所述部分与一组预定像素图案和/或预定颜色进行比较，以自动确定关于医疗设备控制器100和/或连接到医疗设备控制器100的医疗设备的信息。例如，可以将图像中的电源图标222与预定图案进行比较以自动确定医疗设备控制器100当前是由电池供电还是由输电线供电。

在408处，基于关于医疗设备控制器100或相关联的医疗设备102的信息，自动动态地调整从医疗设备控制器100请求图像的速率。“动态”是指速率随着时间推移而变化，而不仅是一次。速率可以随着服务器306检测到改变速率的原因而频繁地改变，或者较不频繁地改变。

表1中列出了可以从图像自动探知的第一类别的信息(即，从医疗设备控制器100接收的信息)以及该信息如何影响图像请求速率的示例。例如，如果来自医疗设备控制器100的当前图像的OCR失败，则服务器306可以将间隔改变为零以便立即请求新图像，至少直到图像或预定数量(诸如三个)连续图像成功地进行OCR处理，在此之后，该间隔可以返回到默认值或由其他信息确定的值。然而，如果预定数量的连续图像招致OCR失败，则服务器306应增加间隔并引发错误。

当重要事件发生时，诸如当医疗设备控制器100通电时以及当心脏泵102连接到医疗设备控制器100时，服务器306从医疗设备控制器100接收信息。服务器306可以被配置为存储这些事件的信息，诸如时间。服务器306可以被进一步配置为计算统计信息并存储统计信息或历史信息，诸如医疗设备控制器100通电的时间与心脏泵102或其他医疗设备连接到医疗设备控制器100的时间之间的计算的平均时间量。在服务器306已经收集了统计上显著数量的样本之后，一旦检测到医疗设备控制器100已经通电，服务器306可以将图像请求间隔设置为相对高的值(诸如约1分钟)持续直到连接心脏泵104的平均时间的约70％，并且此后自动切换到默认间隔，诸如约20秒或者另一预定值。

表1中的示例涉及特定类型的医疗设备控制器100和特定类型的医疗设备(心脏泵)。其他类型的医疗设备控制器和医疗设备可以提供不同类型的信息，并且因此可以具有不同类型的触发和不同的间隔。因此，表1的内容不应被视为对本公开或所附权利要求的广度的限制。这同样适用于本文中包括的其他表。

表1：关于医疗设备控制器的示例性信息

服务器306被配置为基于关于医疗设备控制器100的信息来自动动态地调整从医疗设备控制器100请求图像的速率。表1中的每个条目包括信息片段的名称、触发条件和间隔。如果服务器306检测到满足表1中条目的触发条件的信息中的条件，则服务器306可以将服务器306从对应医疗设备控制器100请求图像的间隔改变为表条目中的间隔值。服务器306可以使用附加规则来控制图像请求间隔改变到什么值和/或改变图像请求间隔的频率。如果满足多个条件，则服务器306可以基于附加规则将图像请求间隔改变为所满足的条件的最短间隔，或改变为所满足的条件的最长间隔。

如果不满足表中的条件，则服务器306可以恢复到默认间隔，诸如约20秒。一些条件可以导致图像请求间隔改变为比默认值大的值。例如，如果当前没有血泵连接到给定医疗设备控制器100，则图像请求间隔可以变得相对大，因为医疗设备控制器100当前基本上没有在使用中，并且因此它当前没有提供特别有用的信息。另一方面，例如，如果警报文本206指示问题，则图像请求间隔可以变得相对小，以导致(一个或多个)监测站312上的显示被更频繁地刷新，因此观察(一个或多个)监测站312的人员接收更当前的信息。

可选地，服务器306可以对由OCR引擎310返回的文本结果执行验证测试。例如，如果字段(诸如平均血液流速212(图2))预期是数字的，则返回的OCR文本可以被检查并且仅在它只包含数字字符和可选的小数点时才被接受。数字字段可以进行范围检查。例如，如果先验地已知每个放置信号207值必须在0-100范围内，则可以将返回的OCR文本与该范围进行比较。如果字段未通过其相应的验证测试，则该间隔可以减小，例如减小到5秒，直到对图像进行OCR处理以产生该字段的有效值。

尽管表1中的示例是简单条件，但服务器306可以使用条件的组合来自动确定图像请求间隔。例如，如果平均血液流速212小于1或大于8，并且最小血液流速213小于l，则服务器306可以将图像请求间隔改变为1秒，即分别小于两个条件中的任一个的间隔。

第一类信息(即，从医疗设备控制器100接收的信息)的其他示例包括在图像中可用的任何信息，诸如：泵性能水平208、任何具体警报206、本地时间224和泵序列号204。泵性能水平208是由医疗设备控制器100的用户诸如通过使用医疗设备控制器100上的显示屏幕104来实施的用户界面设置的操作参数(在这种情况下基本上是期望泵速度)的指示。

图5是示意性地示出操作408(图4)的子操作的流程图，即，基于关于医疗设备或控制器100的信息来自动动态地调整请求图像的速率。在500处，扫描诸如表1的表以查找其名称与关于医疗设备控制器100的信息匹配的条目。回想到，根据第一OCR文本结果自动探知信息(图4中的操作406)，和/或分析所接收的图像的一个或多个部分(诸如电源图标)以确定关于医疗设备控制器100的信息。

在502处，如果找到任何匹配的表条目，则控制传递到504。通常，表1中的条目可以被表征为将间隔增加到高于默认值或将间隔减小到低于默认值。通常，将间隔值增加到高于默认值的表条目可以与不需要或不想要快速更新的相对“宽松”的情况相关联，诸如因为没有泵连接到医疗设备控制器100，或者网络拥塞使得需要较不频繁的更新。另一方面，将间隔值减小到低于默认值的表条目可以与需要快速更新的相对“紧张”的情况相关联，诸如因为医疗设备控制器100正在报警。

如果所有的匹配的表条目都将间隔增加到高于默认值，则可以认为整体情况是宽松的，并且可以选择最大的间隔值。在另一个更保守的实施例中，可以选择最小间隔值。

如果所有的匹配的表条目都将间隔减小到低于默认值，则可以认为整体情况是紧张的，并且可以选择最小的间隔值，以便适应匹配的表条目所代表的最严重问题。

如果至少一个匹配的表条目将间隔增加到高于默认值，并且至少一个匹配的表条目将间隔减小到低于默认值，则可以使用一个或多个附加规则来确定是增加还是减小间隔值。在一些实施例中，每个表条目具有优先级值(未示出)，并且选择具有最高优先级值的匹配的表条目。这样，例如，如果一些信息指示短图像请求间隔值是合适的，但没有心脏泵连接到对应医疗设备控制器100，则从医疗设备控制器100快速获取图像没有意义，并且可以选择长间隔值。该策略可以按以下方式实施。

在504处，在所有匹配的表条目中，暂时存储最短间隔值。同样，在506处，在所有匹配的表条目中，暂时存储最长间隔值。在508处，基于一个或多个附加规则从暂时存储中选择最短或最长间隔值。

如果任何匹配的表条目将间隔减小到低于默认值，则附加规则可以致使选择最短间隔值，或者附加规则可以基于优先级值或根据其他选择标准选择表条目。另一方面，如果没有匹配的表条目将间隔减小到低于默认值，则附加规则可以致使选择最长间隔值。

在510处，使用所选择的间隔值以为医疗设备控制器100设置图像请求间隔。在512处，分析关于下一个医疗设备控制器的信息。

返回到图4，在410处，自动探知关于计算机网络320的信息。例如，服务器306可以查询计算机网络306或使用工具(诸如ping)来测量网络拥塞水平、利用率和/或可用带宽。应当注意，计算机网络320可以包括若干公用和/或私用网络(诸如医疗机构中的有线和/或无线私用网络)、公用和私用广域网(诸如互联网)、公用和私用蜂窝网络，以及位于容纳服务器306的服务提供商的设施内的私用网络。这些网络或区段中的每一个可以具有其自身的一组特性，并且不同医疗设备控制器100可以经由不同的网络和区段耦接到服务器306。因此，对于每个医疗设备控制器100，或共同定位的医疗设备控制器100的组，服务器306可以选择在到该医疗设备控制器100或该组的路由中使用最具限制性的网络或区段的特性。

服务器306可以存储信息，该信息指示每个医疗设备控制器100连接到哪个广域网、局域网和/或区段等的信息，和/或计算机网络业务通过哪些网络部件或区段行进。该信息可以通过使用路由跟踪工具或其他公知的工具和技术从服务器306从医疗设备控制器100接收的网络分组中的报头信息中提取。

关于各个医疗设备控制器100连接到哪个计算机网络、区段等的信息使得服务器306能够计算连接到任何给定计算机网络、区段、路由器等的医疗设备控制器100的数量。该信息与关于服务器306和医疗设备控制器100之间的网络和区段的带宽的信息一起使得服务器306能够计算在可用基础设施上可持续的间隔。具体地，服务器306可以计算在可用基础设施上可持续的聚合间隔，并且然后基于关于单独医疗设备控制器100的信息而在医疗设备控制器100之间划分该聚合间隔。

服务器306可以存储关于到各种医疗设备控制器100的计算机网络连接的可靠性的历史信息，并且在历史上不可靠的网络上使用相对较短的间隔。每个医疗设备控制器(MDC)100可以报告其中安装医疗设备控制器100的医疗机构。该信息可以已经由人输入到医疗设备控制器100的存储器中，诸如通过在屏幕104上实施的用户界面。服务器306可以使用关于哪些医疗机构托管哪些医疗设备控制器100的信息来预测新连接的医疗设备控制器100的信息，诸如网络可靠性。

表2中列出了可以由服务器306自动探知的第二类信息(即关于计算机网络302的信息)以及该信息如何影响图像请求速率(即触发和对应间隔)的示例。

在412处，基于关于计算机网络302的信息，以类似于关于表1和图5所讨论的方式(加上必要的变更)，自动动态地调整从医疗设备控制器100请求图像的速率。

表3中列出了可以由服务器306自动探知的第三类信息(即关于服务器306或诸如OCR引擎310的其他服务器的信息)以及该信息如何影响图像请求速率(即触发和对应间隔)的示例。

在414处，服务器306自动探知关于服务器306以及可选地关于诸如OCR引擎310的相关服务器(一些未示出)的信息。在416，基于关于(一个或多个)服务器(包括服务器306)的信息，以类似于关于表1和表2以及图5所讨论的方式(加上必要的变更)，自动动态地调整从医疗设备控制器100请求图像的速率。可选地，如果发现服务器(诸如服务器306或OCR引擎310)忙碌程度超过预定阈值(诸如约70％)，则可以例如使用虚拟机技术产出服务器的另一个副本，并且可以在可用服务器之间划分工作负载。相反，如果发现服务器忙碌程度小于预定阈值(诸如约40％)，则可以终止服务器，并且终止的服务器的工作负载可以在其余服务器之间分配。

表4中列出了可以由服务器306探知的第四类信息(即来自或关于系统300的用户或患者的信息)以及该信息如何影响图像请求率(即触发和对应间隔)的示例。如上所述，每个监测站(MS)312显示关于一个或多个用户选择的医疗设备控制器(MDC)100的信息。可以假定一个用户访问每个监测站312。因此，监测站312的数量等于监测用户的数量。

返回到图4，在418处，诸如由服务器306或由监测站312中的一个接收来自用户的输入(命令)并且将其转发到服务器306。例如，用户输入可以将特定医疗设备控制器100指明为“重要”或“关键”。类似地，用户输入可以将特定患者指明为“危急”。用户输入(“监测”)可以包括用户指定的间隔。每个监测站312可以监测一个或多个医疗设备控制器312。如本文所述，服务器306可以向监测站312供应信息，因此监测站312可以向其相应用户显示该信息，或者服务器306可以由监测站312或由另一个服务器(未示出)通知哪些监测站312正在监测哪个(或哪些)医疗设备控制器100。在任何情况下，服务器306存储指示正在监测每个医疗设备控制器100的监测站312的数量的信息。以类似于关于表1-表3和图5所讨论的方式(加上必要的变更)的方式，服务器306可以使用该信息和/或其他信息来自动动态地调整从单独医疗设备控制器100的图像请求速率，如图4中的420所指示。

虽然通过上述示例性实施例描述了本发明，但在不偏离本文公开的发明概念的情况下，可以对所示实施例进行修改和改变。例如，尽管关于公开的实施例可以列举诸如间隔时间和触发的具体参数值，但在本发明的范围内，所有参数的值可以在宽范围内变化以适合不同的应用。除非在上下文中另有指示，或者本领域普通技术人员理解，诸如“约”的术语意味着±20％内。

如本文使用，包括在权利要求中，术语“和/或”(与项目列表相关联使用)意指列表中的项目中的一个或多个，即列表中的项目中的至少一个，但不一定是列表中的所有项目。如本文使用，包括在权利要求中，术语“或”(与项目列表相关联使用)意指列表中的项目中的一个或多个，即列表中的项目中的至少一个，但不一定是列表中的所有项目。“或”并不意味着“排他性或”

尽管可以参考流程图和/或框图来描述实施例的各个方面，但每个框的全部或一部分或框的组合的功能、操作、决策等可以被组合、分离成单独的操作或以其他顺序执行。每个框、模块或其组合的全部或一部分可以被实施为计算机程序指令(诸如软件)、硬件(诸如组合逻辑、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器或其他硬件)、固件或其组合。

服务器306或其部分可以由执行存储在存储器中的指令或由该指令控制的一个或多个处理器来实施。每个处理器可以是通用处理器，诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用处理器等(视情况而定)，或者它们的组合。

存储器可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器或任何其他存储器，或它们的组合，其适于存储控制软件或其他指令和数据。定义本发明的功能的指令可以以多种形式递送到处理器，包括但不限于永久存储在有形的非暂态不可写存储介质(例如，计算机内的只读存储器设备，诸如ROM，或可由计算机I/O附件读取的设备，诸如CD-ROM或DVD盘)上的信息、可改变地存储在有形的非暂态可写存储介质(例如，软盘、可移除闪速存储器和硬盘驱动器)上的信息，或通过通信介质(包括有线或无线计算机网络)传送到计算机的信息。此外，虽然可以结合各种示意性数据结构来描述实施例，但可以使用各种数据结构来体现系统。

所公开的方面或其部分可以以上面未列出和/或未明确要求保护的方式组合。此外，在不存在本文未具体公开的任何元件的情况下，可以适当地实践本文所公开的实施例。因此，本发明不应被视为限于所公开的实施例。