发明内容

本发明的目的是改进已知装置和方法，以促进医学数据获取的改进，尤其是医学图像获取的改进。特殊的目的是解决以下问题，如何能够将单个用户接口设计成能够包括所有(或大多数)可用模态和/或扫描仪实例，例如，高端扫描仪相对于低端扫描仪，以及将所有可用的图像数据和信息虚拟地合并至个体患者表示中，可能涉及数字孪生(digitaltwin)或者使操作者能够容易地控制不同装置。

该目的通过根据本发明的系统、方法、装置以及医学检查系统来实现。

一种根据本发明的用于至少两个医学检查系统的组合使用的医学用户接口，包括以下部件：

-显示数据接口，其被设计成用于连接至显示器，并且用于发送要显示在显示器上的医学显示数据，

-输入数据接口，其被设计成用于连接至输入装置以接收用户的指令，

-通信接口，其被设计成用于与医学检查系统进行数据连接，以及

-计算单元，其被设计成用于经由通信接口与医学检查系统建立数据通信，并且被设计成

a)创建显示数据并(经由显示数据接口)将显示数据发送至显示器，

b)处理来自用户的指令(经由输入数据接口)，

c)将控制数据发送至医学检查系统，以及/或者接收并处理从医学检查系统接收的医学检查数据。

医学用户接口(“UI”)可以是物理装置(例如，平板计算机)或软件模块(例如，应用程序或云系统)。医学用户接口用于至少两个医学检查系统的组合使用。这意味着医学用户接口能够与两个检查系统例如MRT设备和CT设备进行通信，并且可以接收和“理解”从两个检查系统发送的数据，以及/或者将被两个系统“理解”的控制数据发送至两个检查系统。

数据接口尤其是通信接口可以由相同的硬件实现。例如，在用户接口是云系统的情况下，数据/通信接口可以被实现为网络接口(例如，WLAN或LAN)。然而，在UI是在计算单元(例如平板计算机)上运行的程序的情况下，接口可以是不同的接口，例如用于显示数据接口的图形数据总线、与用于输入数据接口的触摸显示器(或另一输入装置)连接的数据总线以及用于连接接口的网络接口。然而，通信接口也可以是有线的(例如，USB接口)，以用于通过数据线将UI连接至系统。

显示数据接口被设计成连接至显示器(一个或更多个)，并且用于发送要在显示器上显示的医学显示数据。计算单元仅需向该显示数据接口提供数据，并且优选地数据被自动地显示在显示器上(如果连接了显示器)。

输入数据接口用于从用户接收指令，以用于操作计算单元。如以上所指示的，显示数据接口和输入数据接口可以是物理的相同的双向数据接口。数据接口可以被设计成连接至多个(尤其是不同的)输入装置。

通信接口用于与医学检查系统建立数据连接。通信接口用于从两个或更多个(所有)医学检查系统接收数据和/或将数据发送至两个或更多个(所有)医学检查系统。

计算单元被设计成经由通信接口与医学检查系统建立数据通信。因此，通信接口提供基础设施，并且计算单元产生发送至检查系统的数据和/或处理从检查系统接收的数据。计算单元创建显示数据，并且经由显示数据接口将显示数据发送至显示器，并且经由输入接口处理从用户接收的指令。此外，计算单元被设计成经由通信接口将控制数据发送至医学检查系统和/或接收和处理从医学检查系统接收的医学检查数据。

用户接口可以包括更多的单元，尤其是用于控制检查系统和/或扫描仪的控制单元。

计算单元以及数据接口可以通过软件模块或通过物理单元来实现。

该UI提供了使不同的模态看起来与用户UI相同的机会。因此，同一操作者可以使用单独的一个装置来处理各种模式。这样的UI可能触发覆盖多个模态或扫描仪实例的以患者和/或操作者为中心的控制前端的集成，利用多模态多实例扫描仪集群，将多个成像对比集成至在单个公共用户控制单元中表示的移动数字孪生中。以下进一步描述这些优选的实施方式。

根据本发明的方法被设计成操作根据本发明的医学用户接口。这种方法还被设计成用于至少两个医学检查系统的组合使用(如UI一样)，并且包括以下步骤：

-确定输入装置的状态，并且在接收到用户的指令的情况下，基于该指令产生输出，

–基于指令将控制数据发送至医学检查系统和/或从医学检查系统接收并处理医学检查数据(例如，来自其他检查系统的图像或信息)，

-显示经处理的医学检查数据和/或来自医学检查系统的数据。

经由输入数据接口接收输入装置的状态。如果发生输入，则将接收输入数据，否则将不接收数据。如果用户输入指令，则该指令经由输入数据接口被发送至计算单元。然后，在接收到用户的指令的情况下，基于该指令产生输出。这样的指令可以是控制指令，例如用于使用检查单元开始特定检查，从而使控制数据被发送至检查系统。这样的指令可以是用于显示例如检查的特殊数据的指令，从而所请求的数据显示在显示器上(或更准确地，从而经由显示数据接口发送相应数据)。因此，所显示的数据优选地取决于指令。然后，输出将是所显示的数据。

该方法的一项重要任务是将控制数据发送至医学检查系统和/或从医学检查系统接收和处理医学检查数据。控制数据可以是检查协议(例如，MRI协议)或用于配置检查系统的数据和用于开始检查的信号。在接收到医学检查数据的情况下，应当对医学检查数据进行处理以显示数据。

最后，该方法包括显示经处理的医学检查数据的步骤。替选地或附加地，显示来自医学检查系统的数据，由于该数据提供了系统的可见反馈。因此，除了显示经处理的数据之外，还可以显示来自医学检查系统的反馈，例如针对检查的参数或关于检查的进度的简单信息。

一种根据本发明的装置被设计成与根据本发明的用户接口进行通信和/或执行根据本发明的方法。该装置优选地包括例如作为软件或硬件模块的用户接口。

根据本发明的医学检查系统被设计成与根据本发明的装置/UI建立数据连接。优选地，医学检查系统被设计成从装置/UI接收并使用控制数据以及/或者将检查数据发送至装置/UI。因此，医学检查系统被设计成与根据本发明的UI进行通信。

关于患者侧，UI应当被设计成使得收集并显示关于该特定患者的信息(并且尤其是非其他患者，至少是只要其不被忽略)。该信息优选地是当前信息和/或在检查的过程中添加的新信息。

关于操作者侧(其中，术语“操作者”以及技术操作者如医学操作者是指例如临床医生、医师、医生等)，UI应当是特定于操作者并且显示关于患者(例如，为临床医生)和/或检查系统(例如，为技术操作者，但也为临床医生)的信息。优选地，UI被设计成使得以相同的方式显示相同的问题。例如，如果显示出患者的化身，则针对每个患者，患者的化身应处于相同的位置，并且例如用相同的女性化身显示妇女，应当用相同的男性化身显示男性。

关于为操作者显示患者，UI应当具有如上所述代表患者侧的类似设计，其中，区别在于操作者可以选择不同的患者。

关于检查系统的控制，UI应当以相同的方式显示检查装置的相同技术问题，以简化检查系统的操作。这可以包括显示相同类型的检查系统，使得相同的控制图标独立于实际检查装置而位于相同的位置上。这意味着，例如，MRI系统始终以相同的方式显示，而CT系统始终以相同的方式显示(但可能与MRI系统不同)。同样优选的是，对于控制图标，总是以相同的方式显示相同的基础设施单元。“基础设施单元”是为扫描仪正确地扫描提供基础设施的单元。可以说，基础设施单元为扫描仪递送“基础设施介质”。该基础设施介质不一定必须是物理流体(如冷却介质)，而也可以是能量或数据流。一些示例性基础设施单元是辅助单元，例如冷却单元、传感器单元或为辅助系统提供能量的单元、功率单元、优选地是通用电力供应或者例如用于MRI中的RF或梯度的功率放大器或者控制单元。

为了控制，除了显示器上的图形反馈之外，优选地还存在组织与检查系统进行通信的许多功能层。应当注意的是，并非所有层必须包括在UI中。功能层也可以被包括在检查系统中(即，如上所述的根据本发明的检查系统)。可以说，首先描述的层更可能与UI“相关联”，而随后描述的层更可能与检查装置“相关联”。

第一，存在输入层。输入层与控制图标的显示非常强烈地相关(其中，“图标”也可以是用于字母数字输入的输入窗口)。通过控制图标的选择动作(即，激活或字母数字输入)，确定指令(例如“开始检查”)。有效的控制图标也可以是患者化身的一部分。操作者可以通过触摸在触摸屏上的化身的头部来选择化身的头部。该动作激活其他图标例如“MRI”和“CT”的显示。通过按“MRI”，层创建指令“MRI扫描患者X的头部”。因此，指令可以导致显示其他内容或导致前进至下一层。优选地，UI被设计成包括该层。

第二，存在“指令转换层”。指令在此被自动转换为相应的检查系统能够“理解”的数据流。对于MRI系统或CT系统，这将是测量协议(例如，脉冲序列)。应当注意，该层可以划分为子层，例如，指定确切检查的层(例如要记录的MRI测量的对比)，并且随后的子层选择正确的脉冲序列。优选地，UI或医学检查系统被设计成包括该层。

第三，存在基于前面提到的数据流应用测量信号的“应用层”。由于UI或相应装置可以包括基础设施单元(例如，RF发送器或MRI的梯度系统的功率放大器)，因此UI或相应装置可以直接应用测量信号。然而，通常该层存在于检查装置中，其中，检查装置必须被设计成理解由第二层创建的数据流。

上面提及的UI或装置的一些单元或模块可以完全地或部分地实现为在系统或装置的处理器上运行的软件模块。主要以软件模块的形式实现可以具有以下优点：可以以相对较小的工作量来更新现有系统上已经安装的应用程序，以安装和运行本申请的这些单元。本发明的目的还通过计算机程序产品来实现，该计算机程序产品具有计算机程序，该计算机程序能够被直接加载至装置或系统(例如磁共振成像设备)的存储器中，并且该计算机程序包括程序单元，该程序单元在程序由装置或系统执行时用于执行本发明方法的步骤。除了计算机程序之外，这样的计算机程序产品还可以包括其他部分例如文档和/或其他部件，还有用于利于访问软件的硬件部件，例如硬件密钥(加密狗等)。

诸如记忆棒、硬盘或其他可移动或永久安装的载体的计算机可读介质可以用于传送和/或存储计算机程序产品的可执行部分，使得可以从装置或系统的处理器单元读取所述可执行部分。处理器单元可以包括一个或更多个微处理器或其等同物。

如以下描述中所揭示的，本发明的特别有利的实施方式和特征由从属权利要求给出。可以适当地组合不同权利要求类别的特征，以给出本文中未描述的其他实施方式。

优选的医学用户接口被设计成提供以下两种不同模式中的至少一种。

第一模式是患者模式，其中，限制对一定数量的医学检查系统的访问，并且(仅)针对个体患者收集检查数据。当然，UI也能够显示所收集的检查数据。因此，患者可以携带具有UI的装置(例如，平板计算机)，其中，检查者可以容易地查看针对该特定患者收集的所有数据。然而，由于患者通常不得操作检查系统，因此访问优选地被限制。

第二模式是操作者模式，其中，根据特定用户(例如，操作者或临床医生)的访问权限来限制访问医学检查系统以及限制访问患者数据。因此，UI可以由操作者携带，并且能够控制医学检查系统(例如，定义并启动MRI程序)。然而，由于通常并非所有操作者被允许操作所有检查系统或查看所有患者数据，因此访问应当相应地被限制。

在所提出的概念的典型使用情况下，使用第一成像模态例如CT或MRI对患者进行扫描。当他移动至科室时，所获取的图像信息在他的床边显示，供具有可用UI装置的授权人员使用。考虑到不同乃至动态的运动状态，在床旁边应用医疗点(point-of-care)(“POC”)模态，操作者/临床医生可以执行附加扫描，并且观看数字表示以及新数据。

作为替选，UI可以以操作者为中心，即，每个操作者(或访问患者信息的其他角色)具有其自己的装置，并且通过感测特定患者附近区域来访问特定患者的数字患者数据。

优选的装置/UI被设计成使得模式取决于登录的用户。因此，操作者优选地能够登录到“患者装置”上，并且获得操作者模式UI。

优选的医学用户接口包括数据接口，该数据接口被设计成访问传感器数据，传感器数据优选地来自远程通信装置或移动计算的传感器、摄像装置、GPS传感器、陀螺仪和/或RFID传感器。优选地，计算单元被设计成跟踪患者的位置和/或运动状态或操作者位置。例如，可以将现有的成像信息呈现为患者的当前运动状态，可以包括附加的物理组织特性，例如刚度、应力、质子密度或水和脂肪含量等，以允许基于可用数据和运动传感器信息对组织变形进行建模。

在根据本发明的优选实施方式中，UI的部件是数据网络的一部分，其中优选地，数据网络和扫描仪(例如，磁共振成像扫描仪或CT扫描仪)彼此进行数据通信，其中，数据网络优选地包括互联网和/或基于云的计算系统的一部分，其中优选地，根据本发明的UI或UI的多个部件在该基于云的计算系统中实现或者由该基于云的计算系统控制。例如，UI的主要部件以“服务器”的形式对齐，该服务器收集关于所有相关患者的所有相关信息，并且能够控制所有相关检查系统。该“服务器”能够与客户端连接以及通信。这些客户端是显示和输入装置(例如，平板计算机)。被发送至装置的显示器的信息以及可以由装置执行的控制功能取决于该装置的单独容差。因此，操作者可以将装置与相应的登录信息连接，并且装置可以取决于操作者的访问权限来执行动作(显示或控制)。关于患者，服务器识别被分配给患者的客户端，并且仅将数据发送至与该患者连接的客户端。应当注意的是，优选地，操作者可以登录到患者装置，并且用他/她自己的访问权限来使用患者装置。

该方法还可以包括“云计算”的元素。在“云计算”的技术领域中，通过数据网络提供IT基础设施，例如，存储空间或处理能力和/或应用软件。用户与“云”之间的通信借助于数据接口和/或数据传输协议来实现。

在“云计算”的背景下，在根据本发明的方法的优选实施方式中，经由数据通道(例如数据网络)向“云”提供数据。该“云”包括(远程)计算系统，例如，通常不包括用户的本地机器的计算机集群。具体地，该云可由医学设施可用，该医学设施也提供医学成像系统。具体地，图像获取数据经由RIS(放射信息系统)或PACS(图片存档和通信系统)被发送至(远程)计算机系统(“云”)。

根据优选方法，除了检查数据之外，还处理并显示患者特定信息(即，非检查信息)。这优选地在初始或除了检查之外完成。关于图形显示，优选地，患者被表示为患者模型，优选地被表示为化身。所显示的检查数据可以被布置成使得其位于在其中测量数据的身体区域处。关于图像，图像可以被投影在化身的相应区域上。其优点为：操作者可以看到以患者为中心的用户接口。优选地，在已经执行第一成像扫描之前，化身已经由患者特定的非成像信息表征，例如，患者的详细信息，如尺寸、性别、体重、年龄。

优选地，除了检查数据之外的其他临床参数也是可用的，并且也由数字患者模型表示。一旦成像信息可用，则优选地采用该模型以与图像数据一致。

数字患者数据或检查数据可以通过物理参数例如组织类别、密度和其他物理特性例如流量、应力、灌注等以及一些不确定性指标来表示信息，从而反映出的事实为，数据可以源自不同模态，具有不同的质量水平，例如，来自MRI的解剖图像与动态实时US成像。

根据优选方法，对患者进行跟踪，优选地在于，跟踪患者的位置或运动状态或者跟踪患者的检查和/或调节站(accommodation station)。关于“跟踪”，不仅意味着位置的实时测量(如GPS)，而且还意味着检查中患者的病程。由于通常已知患者的床和检查系统位于何处，因此跟踪还可以包括知道患者是在床上还是由(定义的)检查系统进行检查。

优选地，当从一个模态扫描仪单元移动至另一模态扫描仪单元时，继续患者运动状态的跟踪，例如，在全面的MRI扫描之后将患者移动至床边处的医疗点(POC)扫描，其中，使用便携式US或CT扫描仪，同时将先前收集的高分辨率数字患者数据显示在UI中。

根据优选方法，将患者的新的检查数据添加至当前检查数据。其优点是，对于每次新的扫描，患者模型(例如化身)都会得到更多的信息。优选地，将新的检查数据的一部分与当前检查数据的一部分组合，其中，这些部分属于相同的医学环境，优选地是相同的疾病、相同的身体部位或相同的检查程序。因此，可以通过关于器官的新的检查数据的部分来更新该器官的状态。进一步优选地，检查数据与单个时间戳结合。在本发明的一个优选实施方式中，除了图像数据信息本身之外，还向患者模型添加数据真实性的属性。

根据优选方法，新的检查数据表示根据当前检查数据的当前患者状态的差异。这可以被称为“增量”扫描。优选地，显示相对于初始测量的状态变化。优选地，基于当前检查数据直接测量该差异，或者根据新的检查数据和当前检查数据计算该差异。进一步优选地，新的检查数据是通过医疗点扫描仪和/或在医疗点检查的过程中获取的。通常，与先前获取的检查数据(可能是更高质量的数据)相比，POC扫描仪仅检测当前患者状态的差异。因此，它可以是较低质量的数据，但提供例如在最初的高质量扫描中检测到发现的特定焦点区域的长期随访信息。

根据优选方法，在检查的过程中，应用了定位技术的组合，优选地，应用了所谓的“具有最佳点扩散函数的空间定位”(SLOOP)的技术。该方法优选地包括以下步骤：

-从当前检查数据得到关于患者的腔室的信息。本检查数据可以从高分辨率的解剖和功能扫描获得。术语“高分辨率扫描”尤其是指与新的检查数据相比具有更高分辨率的扫描，尤其是高出1.5倍以上，乃至两倍以上更高分辨率的扫描。

-基于所得到的信息，确定用于获取新的检查数据的最佳采样模式。“最佳采样模式”优选地是被定义为对于得到的信息最佳的预定义采样模式。优选地，将所得到的信息和与预定义的采样模式连接的预定义的参考信息进行比较，并且使用与所得到的信息具有最高相似度的参考信息的采样模式。这样，例如可以在较低分辨率的获取中检测到来自给定器官或病变部段的“每腔室”信息。

–使用所确定的采样模式来控制患者的检查。

“SLOOP”技术最初是为了改善光谱MR成像中的机密定位而开发的(参见例如等人“来自解剖匹配室的局部光谱：人类心脏31P-MRS的改进灵敏度和定位”，JMR134，第2期，1998年10月，第287-299页；或Kienlin等人“人类心脏31P-MR波谱学进展：SLOOP和临床应用”，JMRI 13:521–527，2001)。可以在常规扫描中收集高分辨率图像信息，而在床旁扫描仪中对更改的每腔室信息进行采样。

优选方法包括以下步骤：

-根据第一检查(尤其是根据高质量扫描)提供或记录第一检查数据集，

-检查第一检查数据集以得到本地发现，

-确定本地发现在患者中的位置和/或由用户限定在患者中的位置，

-通过第二检查(尤其是POC扫描)记录第二检查数据集，其中，第二检查的感兴趣区域包括在患者中的位置。

优选的是，第一检查数据集比第二检查数据集准确。这意味着第一数据集比第二数据集具有更高的分辨率和/或更多的数据和或更小的误差和或更高的统计量(优选地，高1.5倍以上，或者甚至高两倍以上)。

例如，如果在初始扫描中(在第一检查数据集中)在特定器官/腔室中检测到种类的积累，则可以通过使用局部光谱成像或较低分辨率的MRI来监视受影响的器官或腔室以完成治疗下的随访，通过来自高质量扫描的先验信息有助于促进治疗下的随访。

优选地，可以将高分辨率/高质量图像数据自动地分割成身体组织腔室，并且可以在床边的情况下使用渲染的腔室边界，以优化POC扫描仪获取协议或者来指导测量。

优选装置被设计成可附接至医学检查系统以及可从中分离，并且优选地还被设计成在临床环境内移动时陪伴患者和/或可安装在患者床上。尤其是在基于云的IT环境中，这可能是简单的平板计算机或触摸屏。

根据以下结合附图考虑的详细描述，本发明的其他目的和特征将变得明显。然而，应当理解，附图仅出于说明的目的，而不是作为对本发明的限制的定义而设计。