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CN111867478B - 手持式医学超声成像设备中的人体工程学显示和激活 - Google Patents

手持式医学超声成像设备中的人体工程学显示和激活 Download PDF

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CN111867478B
CN111867478B CN201980019700.6A CN201980019700A CN111867478B CN 111867478 B CN111867478 B CN 111867478B CN 201980019700 A CN201980019700 A CN 201980019700A CN 111867478 B CN111867478 B CN 111867478B
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Abstract

在一个实施例中,公开了一种医学设备。所述医学(成像)设备包括:壳体,其被配置用于手持式使用;换能器阵列;显示器,其被耦合到所述壳体;多个传感器,其围绕所述壳体的外围分布并被配置为检测操作者的手何时被定位在所述壳体周围;以及计算设备,其被设置在所述壳体内,其中,所述计算设备与所述换能器阵列、所述显示器和所述传感器通信。所述计算设备能操作用于:监测所述传感器;确定来自在所述壳体的所述外围的第一边缘处的第一传感器的读数是否超过阈值;至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数将所述第一边缘设置为主边缘;以及对所述显示器进行定向,使得所述主边缘处于所述显示器的底部。

Description

手持式医学超声成像设备中的人体工程学显示和激活
技术领域
本公开内容总体上涉及手持式医学扫描设备,并且具体涉及被配置为至少部分地基于用户在手持式医学扫描设备上的抓握来在显示器上对医学信息进行定向的手持式医学扫描设备。
背景技术
随着医学技术多年来的发展,已经开发出若干不同的成像模态(例如,磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)、X射线、荧光检查、血管造影、超声等)来允许医生查看患者体内的解剖结构,而不必以外科手术方式打开患者身体。在使用超声的情况下,超声波会从超声换能器发射到患者体内。超声波会因患者体内的组织结构、红细胞和其他特征引起的不连续部分而被部分反射。来自反射波的回波被超声换能器接收并被处理以产生超声图像。超声图像通常被输出到显示器以供医师查看。审查所显示的图像通常在医生的诊断和处置计划中起着不可或缺的作用。
发明内容
本公开内容的实施例提供了用于在手持式医学扫描设备的显示器上对医学信息进行定向并控制医学信息的激活的改进的系统和方法。在这方面,本公开内容提供了一种手持式医学扫描设备,其特征在于,多个传感器被配置为检测用户的手抓握手持式医学扫描设备。手持式医学扫描设备可以被配置为响应于传感器读数指示用户的手与手持式医学扫描设备接触而从低能量睡眠模式切换到活跃模式。当没有使用手持式医学扫描设备时,通过减少能量消耗来保持低能耗模式,直到检测到用户的手为止,从而有利地延长了电池寿命。另外,手持式医学扫描设备可以基于来自传感器的读数来确定用户的手的位置,并且可以基于所确定的用户的手的位置将医学信息定向在显示器上。例如,手持式医学扫描设备可以确定用户的拇指的位置,并且可以在显示器上对医学信息进行定向,使得当用户握持手持式医学扫描设备时,信息窗口的底部与用户的拇指处于同一侧。在许多情况下,用户优选的查看取向将是显示器的信息窗口的底部与用户的拇指处于同一侧时的情况。因此,以这种方式在显示器上对信息窗口进行自动定向将使用户能够方便地拿起手持式医学扫描设备,而无需考虑手持式医学扫描设备本身的取向,并且相信显示器无论如何都将处于用户的优选查看方向。
在一个实施例中,公开了一种超声成像设备。所述超声成像设备包括:壳体,其被配置用于手持式使用;超声换能器阵列,其被耦合到所述壳体并被配置为在邻近患者的身体定位时获得超声(成像)数据;显示器,其被耦合到所述壳体;多个传感器,其围绕所述壳体的外围分布并被配置为检测操作者的手何时被定位在所述壳体周围;以及计算设备,其被设置在所述壳体内。所述计算设备与所述超声换能器阵列、所述显示器和所述多个传感器通信。所述计算设备能操作用于:监测所述多个传感器;确定来自所述多个传感器中的在所述壳体的所述外围的第一边缘处的第一传感器的读数是否超过阈值;至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数将所述第一边缘设置为主边缘;以及对所述显示器上的医学信息进行定向,使得所述主边缘处于所述显示器的信息窗口的底部。
在一些实施例中,所述计算设备还能操作用于:响应于确定来自所述第一传感器的所述读数超过所述阈值而将所述超声成像设备从睡眠模式切换到活跃模式。在一些实施例中,当处于所述睡眠模式时,所述超声成像设备仅消耗足够的功率来监测所述多个传感器。在一些实施例中,所述计算设备还能操作用于:响应于将所述超声成像设备从所述睡眠模式切换到所述活跃模式而给所述显示器通电。在一些实施例中,所述计算设备还能操作用于:至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数来确定所述操作者的拇指抓握所述第一边缘。在一些实施例中,所述计算设备还能操作用于:确定来自在第二边缘处的第二传感器的读数指示所述操作者的除所述拇指以外的手指抓握所述第二边缘。在一些实施例中,所述计算设备还能操作用于:确定来自在第三边缘处的第三传感器的读数指示所述操作者的手的指间组织(interdigital webbing)抓握所述第三边缘。在一些实施例中,所述多个传感器是电容传感器。在一些实施例中,所述超声设备还包括加速度计,其中,所述计算设备能操作用于至少部分地基于来自所述加速度计的读数将所述第一边缘设置为所述主边缘。在一些实施例中,所述计算设备能操作用于:激活所述超声换能器阵列以获得超声(成像)数据。
在一个实施例中,公开了一种操作手持式超声成像设备的方法。所述方法包括:由所述手持式超声成像设备的计算设备监测围绕所述手持式超声成像设备的壳体的外围分布的多个传感器;由所述计算设备确定来自在所述壳体的第一边缘处的第一传感器的读数是否超过阈值;由所述计算设备至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数将所述第一边缘设置为主边缘;并且由所述计算设备对所述手持式超声设备的显示器的信息窗口(包括基于超声的血液动力学参数和/或超声图像)进行定向,使得所述主边缘处于所述显示器的底部。
在一些实施例中,所述方法还包括:由所述计算设备响应于确定来自所述第一传感器的所述读数超过所述阈值而将所述手持式超声成像设备从睡眠模式切换到活跃模式。在一些实施例中,将所述第一边缘设置为所述主边缘包括由所述计算设备确定操作者的拇指抓握所述第一边缘。在一些实施例中,确定所述操作者的所述拇指抓握所述第一边缘包括确定来自所述第一传感器的所述读数超过来自第二传感器的读数。在一些实施例中,确定所述操作者的所述拇指抓握所述第一边缘包括参考存储的用手习惯偏好。
根据以下详细描述,本公开内容的其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
将参考附图来描述本公开内容的说明性实施例,在附图中:
图1A是根据本公开内容的方面的手持式医学扫描设备的图解性俯视图。
图1B是根据本公开内容的方面的手持式医学扫描设备的图解性透视图。
图1C是根据本公开内容的方面的手持式医学扫描设备的图解性侧视图。
图2是根据本公开内容的方面的手持式医学扫描设备的图解性示意图。
图3A是根据本公开内容的方面的当以第一抓取方式被握持时在信息窗口中显示超声(成像或监测)数据的手持式医学扫描设备的图解性俯视图。
图3B是根据本公开内容的方面的当以第二抓取方式被握持时显示超声(成像或监测)数据的手持式医学扫描设备的图解性俯视图。
图4是根据本公开内容的方面的方法的流程图。
图5是根据本公开内容的方面的方法的流程图。
具体实施方式
为了促进对本公开内容的原理的理解,现在将参考附图中图示的实施例并且将使用特定的语言来描述这些实施例。尽管如此,应当理解,这并不旨在限制本公开内容的范围。如本公开内容所涉及的领域中的技术人员通常会想到的,对所描述的设备、系统和方法的任何更改和进一步修改以及对本公开内容的原理的任何进一步应用都被充分预想到并被包括在本公开内容中。特别地,充分预想到,关于一个实施例所描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开内容的其他实施例所描述的特征、部件和/或步骤进行组合。但是,为了简洁起见,将不单独描述这些组合的众多迭代。
本公开内容的方面涉及手持式医学扫描设备,该手持式医学扫描设备具有在手持式医学扫描设备的顶表面上的电子可旋转显示器以及在手持式医学扫描设备的底表面上的有源医学扫描器部件。在使用中,医学扫描器部件会与患者接触。手持式医学扫描设备可以采取圆角正方形的形式(例如,如图1A所示)。手持式医学扫描设备的侧面(在本文中也被称为边缘)可以足够厚,而其他尺寸可以足够小,使得最自然的握持设备的方式是通过设备的侧面进行握持。当以这种方式握持手持式医学扫描设备时,当将医学扫描器部件以其底表面压向患者的身体时,用户能够查看显示器。因此,用户的手可以部分地包围手持式医学扫描设备,使得用户的拇指、指间组织和食指触摸手持式医学扫描设备的四个侧面中的三个侧面,以形成舒适的抓握。在这样的抓握中,可以说用户的手的指间组织位于所包括的边缘上,也就是说,由用户的拇指抓握的边缘与由用户的食指抓握的边缘之间的边缘与由用户的拇指抓握的边缘相反。
本公开内容的一个方面涉及对显示器的信息窗口进行自动定向,使得握持手持式医学扫描设备的用户在使用手持式医学扫描设备时(例如在执行超声扫描时)能够理解所显示的文本/图像。在这方面,手持式医学扫描设备可以确定哪条边缘应在可旋转显示器的底部。手持式医学扫描设备确定的应在可旋转显示器(信息窗口)的底部的边缘在本文中被称为主边缘。手持式医学扫描设备可以对可旋转显示器进行定向,使得主边缘处于可旋转显示器的底部。本文描述了用于例如基于用户的抓握和/或基于加速度计读数来识别主边缘的若干技术。
例如,在典型的抓握中,用户的拇指处于应在可旋转显示器的底部的边缘上。无论用户是用左手还是右手抓握手持式医学扫描设备,都是如此,并且无论用户是在扫描他/她自己还是在扫描另一个人,也都是如此。无论设备是与患者接触(如利用手持式医学扫描设备进行成像时)还是在进行成像后被举在空中以方便查看结果,由用户的拇指抓握的边缘都应处于可旋转显示器的底部。因此,手持式医学扫描设备可以通过确定由用户的拇指抓握哪条边缘来识别主边缘。手持式医学扫描设备可以对可旋转显示器进行有益的定向,使得由用户的拇指抓握的边缘(例如,主边缘)处于显示器的底部。将在下文中对这些方面和其他方面进行更详细的讨论。
现在转到图1A-1C,其中示出了根据本公开内容的方面的手持式医学扫描设备102的各种图解视图。如图所示,手持式医学扫描设备102可以包括多个传感器104、扫描(成像)元件110、显示器112、参考标记116以及具有长度120、宽度121和深度122的壳体118。多个传感器104可以被设置在壳体118的外围内并围绕壳体118的外围分布。显示器112和成像元件110可以分别被设置在手持式医学扫描设备102的顶面和底面上。将在下面更详细地描述手持式医学扫描设备102的额外方面及其各种特征。
手持式医学扫描设备102能操作用于经由扫描(成像)元件110来获得患者的解剖结构的医学数据或图像。例如,可以将扫描(成像)元件110放置为与覆盖在要被检查或成像的区的患者皮肤接触或接近。扫描元件110然后可以发射一种或多种类型的能量并接收由患者的身体结构反射回来的能量。反射的能量可以用于形成患者的解剖结构的代表性数据(例如,图像)。在这方面,扫描元件110可以包括红外扫描器、超声扫描器、光学成像元件、光学相干断层摄影(OCT)扫描器、计算机断层摄影(CT)扫描器、X射线扫描器或其组合。因此,手持式医学扫描设备102可以获得热数据、超声数据、光学数据、OCT图像、CT图像和X射线图像的任何组合。特别地,当扫描元件110包括超声扫描器时,扫描器元件110可以包括一个或多个超声换能器,这一个或多个超声换能器被配置为将超声波发射到患者的身体组织中。超声波会因患者体内的组织结构、红血球和其他特征引起的不连续部分而被部分反射。来自反射的超声波的回波可以由超声换能器接收并由手持式医学扫描设备102(特别是处理器206)处理以基于所采集的超声数据来导出血液动力学参数并且/或者产生超声图像。在这方面,手持式医学扫描设备102可以被称为超声(成像)设备。
超声元件110能够包括一个或多个超声换能器。例如,能够以阵列来布置多个超声换能器。例如,超声换能器阵列能够包括2个换能器至1000个换能器之间的任何合适数量的个体换能器(包括例如2个换能器、4个换能器、36个换能器、64个换能器、128个换能器、500个换能器、812个换能器的值和/或其他更大的值和更小的值)。超声元件110能够是任何合适的配置,例如,包括平面阵列、曲面阵列等的相控阵列。例如,在一些情况下,超声元件110能够是一维阵列、1.x维阵列(例如,1.5维阵列)或二维阵列。在这方面,超声换能器或换能器阵列110能够被配置为获得患者的解剖结构的一维图像、二维图像和/或三维图像。超声元件110能够是矩阵阵列,包括能够被统一或独立地控制和激活的超声元件的一个或多个段(例如,一行或多行、一列或多列和/或一种或多种取向)。超声元件110能够包括任何合适的换能器类型,包括压电微机械超声换能器(PMUT)、电容式微机械超声换能器(CMUT)、单晶、锆钛酸铅(PZT)、PZT复合材料、其他合适的换能器类型和/或其组合。
可以将所采集的医学数据以及从中导出的患者的解剖结构的血液动力学参数或图像(例如,超声图像)输出到显示器112以用于审查。在一些情况下,手持式医学扫描设备102可以分析所获得的数据(图像)并可以将其发现输出到显示器112。例如,手持式医学扫描设备102可以突出显示图像内的感兴趣区,可以显示图像内的解剖结构的测量结果,可以显示血液动力学值(例如,射血分数或心输出量)或/和其随时间的变化(波形),可以基于这些值或图像或其组合来提出建议。所输出的发现可以被叠加在它们所关联的图像上,也可以被单独显示。
手持式医学扫描设备102还能用于在其显示器的信息窗口中显示其他医学数据,例如,处置计划、用药时间表、测试结果、约会时间表、进度报告、存档的图像、患者历史记录或其组合。这样的医学数据可以被存储在手持式医学扫描设备102本身上,也可以被远程地存储在例如医院记录系统中。在这方面,手持式医学扫描设备102可以包括射频收发器,以促进与医院记录系统的无线通信,从而允许用户使用手持式医学扫描设备102访问远程存储的医学数据。
手持式医学扫描设备102的用户可以经由一个或多个按钮和/或经由显示器112来输入指令以控制对手持式医学扫描设备102的操作。在这方面,显示器112可以包括电容式触摸屏或阻抗式触摸屏,并且可以用作图形用户接口(GUI)。用户可以在显示器112上发出基于触摸的指令以在各种屏幕与主屏幕之间切换,从而放大波形的一个或多个区域、图像(例如,超声图像),录入一种或多种偏好(例如,用手习惯偏好),输入诸如患者的年龄、体重、性别等的信息,访问医学数据,激活或停用利用扫描元件110进行的扫描或其组合。
手持式医学扫描设备102的大小和形状可以被设计用于手持式使用。虽然手持式医学扫描设备102以各种方式被示为具有正方形或圆角正方形的周缘,但是在一些情况下它也可以具有圆形周缘、三角形周缘、矩形周缘、五边形周缘、六边形周缘或某种其他周缘。壳体118的长度120、宽度121和深度122可以适合用于使得用户能够在执行成像操作和/或其他操作时用一只手或两只手牢固地抓握手持式医学扫描设备102。举个特定但非限制性示例,壳体118可以具有七厘米的长度120,七厘米的宽度121和两厘米的厚度。这样的尺寸将有利地允许几乎所有用户以单手抓握的方式使用手持式医学扫描设备102。用户可以用其拇指抓握在壳体118的一个侧面上并用其食指抓握在壳体118的相反的侧面上来抓握手持式医学扫描设备102,从而维持对手持式医学扫描设备102的单手抓握。壳体118的侧面在本文中可以被称为边缘。
壳体118内的传感器104可以被配置为检测手持式医学扫描设备102何时被用户的手抓握。在这方面,传感器104可以被定位在壳体118的外围内并且围绕壳体118的外围分布。传感器104可以被定位在壳体118的侧面上,在构成壳体118的侧面的壳体材料内,紧接在构成壳体118的侧面的壳体材料之后或其组合。因此,传感器104可以与用户的手的皮肤直接接触,或者可以通过一层壳体材料与用户的皮肤分开而不会与之直接接触。在一些情况下,壳体118的侧面可以包括相对于壳体118的其他区域壳体材料厚度减小的一个或多个区域。传感器104可以被定位在壳体材料厚度减小的这些区域内,以便减小壳体材料对传感器104检测在壳体118周围的用户的手的存在的能力的影响。传感器104可以通过被设置在壳体118的外围内并围绕壳体118的外围包裹的单个柔性电路来连接,或者传感器104可以是独立的单元。虽然图1B和图1C图示了在壳体118的每个侧面处有两个传感器104,但是手持式医学扫描设备102也可以在每个侧面处包括一个传感器104,在每个侧面处包括三个传感器104,在每个侧面处包括四个传感器104,在每个侧面处包括五个传感器104,在每个侧面处包括一些其他数量的传感器104或其组合。在一些情况下,传感器104的数量可以被选择为提供沿着整个侧面的检测能力。传感器104可以包括热传感器、电容传感器、阻抗传感器、指纹读取器或其组合。
手持式医学扫描设备102可以被配置为保持在睡眠模式中直到检测到用户的抓握为止。睡眠模式可以是低能耗模式,该低能耗模式被配置为通过在没有使用手持式医学扫描设备102时减少能量消耗来有利地节省电池寿命。在睡眠模式中,手持式医学扫描设备102可能仅消耗足够的功率来监测传感器104。因此,在一些情况下,当手持式医学扫描设备102处于睡眠模式时,电池寿命可以延长至一个月、两个月、三个月或更多个月。手持式医学扫描设备102可以被配置为在经过了阈值时间量而没有传感器104检测到用户的手的情况下进入睡眠模式。例如,手持式医学扫描设备102可以在一秒钟、两秒钟、五秒钟、十秒钟、三十秒钟、一分钟、两分钟、五分钟、十分钟或某个其他时间量内没有发生接触的情况下进入睡眠模式。
手持式医学扫描设备102进入睡眠模式的速度可以基于一个或多个设备度量(例如,电池寿命)而变化。例如,当电池寿命较低时,手持式医学扫描设备102可以更快地进入睡眠模式。在一些情况下,手持式医学扫描设备102进入睡眠模式的速度可以随着电池寿命实时地改变,使得电池寿命的任何变化都会引起手持式医学扫描设备102进入睡眠模式的速度发生变化。在其他情况下,可以建立一个或多个阈值,其中,经过电池寿命的阈值会引起手持式医学扫描设备102进入睡眠模式的速度发生变化。
手持式医学扫描设备102可以被配置为响应于传感器104检测到用户已经抓握手持式医学扫描设备102而从睡眠模式切换到活跃模式。活跃模式可以是其中额外的设备功能处于活跃状态的模式。例如,在活跃模式中,用户可能能够输入或修改优选项(例如,用手习惯偏好或进入睡眠模式或活跃模式的速度),可能能够审查本地和/或远程存储的医学数据等。在一些情况下,活跃模式可以是其中所有设备功能都处于活跃状态的模式。手持式医学扫描设备102可以被配置为仅在用户已经抓握手持式医学扫描设备102达一定时间量(例如,比片刻长半秒、一秒、两秒、三秒、四秒、五秒或某个其他时间量)之后才从睡眠模式切换到活跃模式。如上所述,类似地,手持式医学扫描设备102从睡眠模式切换到活跃模式的速度可以基于一个或多个设备度量(例如,电池寿命)而变化。例如,当电池寿命较低时,手持式医学扫描设备102可以更慢地进入活跃模式。在一些情况下,手持式医学扫描设备102进入活跃模式的速度可以随着电池寿命实时地改变,使得电池寿命的任何改变都会引起手持式医学扫描设备102进入活跃模式的速度发生变化。在其他情况下,可以建立一个或多个阈值,其中,经过电池寿命的阈值会引起手持式医学扫描设备102进入活跃模式的速度发生变化。
当检测到任何抓握时,无论是否能够确定特定抓握(例如,用户的拇指和食指抓握相反的侧面),手持式医学扫描设备102都会从睡眠模式切换到活跃模式。在这方面,当任何侧面或任何侧面组合上的传感器104产生指示用户的手与一个或多个侧面接触的读数时,手持式医学扫描设备102可以从睡眠模式切换到活跃模式。用户可能最初以无法识别特定抓握的方式拿起手持式医学扫描设备102。例如,在一些情况下,当用户以随意抓握或不符合标准的抓握快速拿起手持式医学扫描设备102时,可能无法识别特定抓握,在用户决定能舒适地抓握而进行工作之前,可以对该随意抓握或不符合标准的抓握改变或调节一次或多次。在这样的情况下,有利的是,即使在能够确定特定抓握之前,也能够将手持式医学扫描设备102从睡眠模式切换到活跃模式,使得用户只要抓握了设备就可以访问活跃模式的设备功能。
在其他情况下(例如当手持式医学扫描设备102的电池电量特别低时),手持式医学扫描设备102只会在手持式医学扫描设备102检测到特定抓握或者检测到用户的手与相反的侧面接触时从睡眠模式切换到活跃模式,即使无法识别特定抓握(例如哪个手指与哪个面接触)也是如此。以这种方式切换到活跃模式将允许手持式医学扫描设备102更长地保持在睡眠模式中,因此有利地节省了电池寿命并限制了手持式医学扫描设备102在使用期间电池电量耗尽的风险。
手持式医学扫描设备102(甚至在一些情况下在睡眠模式中)会跟踪一个或多个设备度量(例如,电池寿命),并且可以基于当前度量来修改其行为。例如,如上面所建议的,当手持式医学扫描设备102的电池电量不太低时,无论是否能够确定特定抓握,手持式医学扫描设备102都会从睡眠模式切换到活跃模式;并且当手持式医学扫描设备102的电量太低时,当检测到特定抓握或用户与相反的侧面接触时,手持式医学扫描设备102会从睡眠模式切换到活跃模式。当电池寿命低于50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%,在成像流程的平均耗电量的5%以内,在单次使用期间的平均耗电量的5%以内或其组合时,电池寿命会很短。
可以通过将来自传感器104的读数与阈值读数、存储的简档或其组合进行比较来确定用户的手是否与手持式医学扫描设备102接触。例如,响应于确定电容读数超过阈值,确定阻抗读数超过阈值,确定热读数超过阈值,确定检测到的指纹与在用户简档中存储的指纹匹配或其组合,手持式医学扫描设备102可以确定用户的手与手持式医学扫描设备102接触并且从睡眠模式进入活跃模式。
一旦用户抓握手持式医学扫描设备102,用户就会希望执行成像操作,审查医学数据等。这些活动可能涉及用户观察显示器112并与之交互,显示器112显示包括根据超声导出的血液动力学参数和/或超声图像的信息窗口。在许多情况下,用户的优选查看取向将是显示器112的信息窗口的底部与用户的拇指在同一侧。如在本文中使用的术语一样,显示器112的底部不是指组成显示器112的物理硬件的底部,而是指如通过对内容的常规查看取向所确定的、显示器112的与在显示器112上显示的任何内容的底部相对应的侧面。例如,在显示器112上显示英语文本的情况下,常规的查看取向是:英语阅读用户在查看显示器112上的文本时可以从用户的左侧到用户的右侧逐字逐句地阅读和理解文本的查看取向。在该示例中,在多行文本的情况下,当以常规的查看取向显示文本时,内容的顶部是文本的第一行,而内容的底部是文本的最后一行。在该示例中,显示器112的最接近文本的最后一行并同时平行于文本的最后一行的一侧是显示器的与文本的底部相对应的一侧,因此是显示器112的底部。
手持式医学扫描设备102可以被配置为:确定用户的手在手持式医学扫描设备102周围的位置(例如确定用户在手持式医学扫描设备102上的特定抓握),并且基于所确定的手的位置对显示器112进行定向。如在本文中使用的术语一样,对显示器112进行定向不是指对构成显示器112的物理硬件进行定向,而是指对在显示器112上显示的内容进行定向。特定地但非限制性地,手持式医学扫描设备102可以被配置为自动确定用户的拇指的位置并对显示器112进行自动定向,使得显示器112的底部与用户的拇指在同一侧。假定用户的优选查看取向通常是显示器112的底部与用户的拇指在同一侧时的取向,那么以这种方式对显示器112进行自动定向使得无论手持式医学扫描设备102本身的取向如何都允许用户方便地拿起手持式医学扫描设备102,并且相信显示器112无论如何都将处于用户的优选查看取向。
手持式医学扫描设备102可以至少部分地基于来自传感器104的读数来确定用户的手的位置。在一些情况下,可以至少部分地基于将来自传感器104的读数与针对用户的手的手指建立的一个或多个阈值读数进行比较来确定用户的手的位置。例如,可以将来自传感器104的读数与针对用户的拇指建立的阈值读数、针对用户的食指建立的阈值读数、针对用户的拇指与食指之间的用户的指间组织建立的阈值读数或其组合进行比较。这样的阈值可以被建立为针对个体传感器读数的阈值和/或针对由一组传感器104(例如,包括被定位在壳体118的给定侧面处的传感器104的一组传感器104)的读数的阈值。在这方面,当侧面上的传感器104的组读数或一个或多个个体读数超过针对用户的拇指的阈值读数时,手持式医学扫描设备102可以确定用户的拇指与壳体118的侧面接触。可以相同的方式确定用户食指和指间组织的位置。阈值读数可以是热读数、电容读数、阻抗读数、指纹或其组合。阈值读数可以被存储在手持式医学扫描设备102本身上,例如被存储在手持式医学扫描设备102的存储器中或者被存储在远程。
手持式医学扫描设备102可以通过将两个或更多个传感器104的读数彼此比较来确定用户的手的位置。例如,当来自传感器104的读数指示用户的手与壳体118的相反的侧面接触时,手持式医学扫描设备102可以确定其传感器104表现出最强读数的侧面被用户的拇指抓握,同时相反的侧面被用户的食指抓握。被确定为被用户的拇指抓握的侧面可以是单个传感器读数最高的侧面,也可以是传感器组读数最高的侧面。
在一些情况下,手持式医学扫描设备102可以考虑在壳体118的侧面上的传感器104的正读数组的长度、宽度、面积或其组合,以确定用户的手在手持式医学扫描设备102上的位置。正读数组可以是其读数对于用户接触为正的传感器104的组。可以通过将传感器104的正读取组的长度、宽度和面积与针对指示与用户的拇指、食指或指间组织接触的正读取组建立的长度阈值、宽度阈值和面积阈值进行比较来确定用户的手的位置。当正读数组超过建立的阈值时,手持式医学扫描设备102可以确定主持该正读数组的侧面被用户的手的与超过的阈值相对应的部分抓握。还可以通过将被定位在一个侧面处的传感器104的正读数组的长度、宽度和面积与被定位在另一侧面处的传感器104的正读数组的长度、宽度和面积进行比较来确定用户的手的位置。例如,当在壳体118的相反的侧面上检测到正读数组时,可以确定具有最大面积的正读数组被用户的拇指抓握。
在一些情况下,当在壳体118的相反的侧面上检测到接触时,手持式医学扫描设备102可以假定一个侧面被用户的食指抓握并且相反的侧面被用户的拇指抓握。在这样的情况下,手持式医学扫描设备102能够例如简单地使用上述技术来确定哪个侧面被用户的拇指抓握并且对显示器112进行相应的定向。
然而,在其他情况下,只能在相邻的侧面上而不是在相反的侧面上检测到接触。当在相邻的侧面上检测到接触时,手持式医学扫描设备102可以假定在这两个相邻的侧面中,一个侧面被用户的拇指抓握并且另一侧面被用户的指间组织抓握。为了确定哪个侧面被用户的拇指抓握,手持式医学扫描设备102可以查询在手持式医学扫描设备102上存储的或远程存储的用手习惯偏好。如果用手习惯偏好指示用户偏向于用其右手抓握手持式医学扫描设备102,则手持式医学扫描设备102可以确定:当从上方查看手持式医学扫描设备102(如图1A所示)时,相对于其他抓握的侧面是最远顺时针取向的抓握的侧面是被用户的拇指抓握的侧面。类似地,如果用手习惯偏好指示用户偏向于用其左手抓握手持式医学扫描设备102,则手持式医学扫描设备102可以确定:当从上方查看手持式医学扫描设备102(如图1A所示)时,相对于其他抓握的侧面是最远逆时针取向的抓握的侧面是被用户的拇指抓握的侧面。
在其他情况下,手持式医学扫描设备102可能无法确定用户的拇指的位置。当这种情况发生时,手持式医学扫描设备102可以基于来自加速度计的信息对显示器112进行定向。加速度计可以是被安装在手持式医学扫描设备102中的已知位置处的3轴加速度计。例如,加速度计可以被安装为使得显示器112的表面平行于加速度计的XY平面,而加速度计+Z轴垂直于手持式医学扫描设备102的底面。手持式医学扫描设备102可以根据重力矢量的X分量和Y分量的符号设置主边缘,根据+X/+Y、+X/-Y、-X/+Y、-X/-Y的映射来选择4条边缘中的一条边缘。如果重力矢量小于来自+Z轴的最小特定度数阈值,则基于加速度计读数可能无法确定主边缘。在一些实施例中,除了加速度计以外或者代替加速度计,设备102能够包括陀螺仪。
显示器112可以具有默认取向,并且当无法确定用户的抓握并且/或者来自加速度计的读数不足以告知显示器112的取向时,手持式医学扫描设备102可以将显示器112定向为默认取向。为了用户的方便,参考标记116可以被定位在壳体118上。即使手持式医学扫描设备102处于睡眠模式,用户也能够基于参考标记116来确定显示器112的默认取向。例如,当显示器112处于默认取向时,用户可以知道显示器112的底部在显示器112的与参考标记112相反的一侧上,反之亦然。因此,用户可以抓握手持式医学扫描设备102,使得默认取向是用户的优选查看取向。在一个或多个定向过程失败的情况下,包括参考标记116可以有利地减少用户的挫败感。可以将参考标记116的尺寸设计为对于参考目的而言是明显的。参考标记116可以包括图像、徽标、品牌、符号、功能元件、扬声器、数字、字母、字母数字文本、签名或其组合。在一些情况下,参考标记116可以是触觉的,从而便于具有视觉障碍的用户进行定位。
现在转到图2,其中示出了根据本公开内容的方面的手持式医学扫描设备202的图解性示意图。手持式医学扫描设备202可以包括多个传感器204、加速度计205、电池207,其中存储有多个指令209的存储器208、扫描元件210、显示器212以及射频收发器214,它们均与处理器206通信。
传感器204可以将读数发射到处理器206,该处理器206可以基于读数来确定用户的手是否与手持式医学扫描设备202接触。处理器206还可以基于读数来确定用户的手在手持式医学扫描设备202周围的位置。例如,处理器206可以将来自传感器204的读数与在存储器208中存储的一个或多个阈值进行比较,或者可以将来自不同传感器204的读数进行比较,以便确定用户的手的位置。基于用户的手的位置或者基于来自加速度计205的读数,处理器206可以改变显示器212的取向。处理器206可以从扫描(成像)元件210接收成像数据,并且将图像(包括与医学数据相关联的图像)输出到显示器212。处理器206还可以经由显示器212来接收用户输入。例如,处理器206可以响应于用户经由显示器212输入的命令来操作射频收发器214以获得远程存储的医学数据。存储器208可以存储医学数据、用手习惯偏好、阈值、用户简档、指纹数据以及由处理器运行的多个指令209(例如,显示取向算法)等。
图3A和图3B是包括参考标记316和被用户抓握的显示器312的手持式医学扫描设备302的图解性视图。在图3A和图3B中,用户被示为以如下方式抓握手持式医学扫描设备302,其中,用户用其拇指抓握一个侧面并且用其食指抓握与被其拇指抓握的侧面相反的侧面。虽然用户被示为主要用其拇指和食指抓握手持式医学扫描设备302,但是在一些情况下,用户也可以通过使其指间组织与被定位在被用户的拇指和食指抓握的相反的边缘之间所包括的边缘接触来进行更安全的抓握。在每幅附图中,显示器312以超声图像为特征,并且被示为被定向为使得显示器312的底部与用户的拇指在同一侧;然而,从参考标记316的位置变化能够明显看出,手持式医学扫描设备302本身从图3A到图3B旋转了180度。这旨在图示手持式医学扫描设备302基于用户的抓握且与手持式医学扫描设备302本身的取向无关地对显示器312进行定向的能力。随着用户的抓握的改变,显示器的取向也将改变。只要用户的抓握是可辨别的,显示器312就会被自动定向为用户的优选查看取向。因此,用户可以重复地拿起和放下手持式医学扫描设备302,而不会分散对手持式医学扫描设备302本身的取向的跟踪关注。
现在转到图4,描述了方法400。方法400可以由本文描述的手持式医学扫描设备中的任一种设备(例如,手持式医学扫描设备102、202和302)来实施或者与之一起实施。该方法开始于步骤402,在步骤402处,手持式医学扫描设备内的计算设备确定围绕手持式医学扫描设备的壳体的外围分布的多个传感器中的哪个传感器相对于所述多个传感器中的其他传感器具有最高传感器信号。在步骤404处,将具有最高传感器信号的边缘设置为可能被用户的拇指抓握的可能主边缘。在步骤406处,计算设备确定最高传感器信号是否高于阈值。
如果在步骤406处计算设备确定最高传感器信号不高于阈值,则该方法前进到步骤420,在步骤420处,计算设备确定用户的抓握的性质是不清楚的。由于用户的抓握是不清楚的,因此在步骤422处,计算设备会退回到手持式医学扫描设备中包括的加速度计上。在步骤424处,计算设备确定重力矢量是否处于与手持式医学扫描设备的显示器具有足够的非垂直角度处。如果在步骤424处计算设备确定重力矢量没有处于与显示器具有足够的非垂直角度处,则该方法前进到步骤428,在步骤428处,计算设备维持当前的显示器取向。另一方面,如果计算设备确定重力矢量处于与显示器具有足够的非垂直角度处,则该方法改为前进到步骤426,在步骤426处,计算设备基于重力矢量来设置主边缘。然后,该方法前进到步骤428,在步骤428处,计算设备对显示器进行定向,使得主边缘处于显示器的底部。
如果在步骤406处计算设备确定最高传感器信号高于阈值,则该方法前进到步骤410,并且任选地前进到步骤408。在步骤408处,计算设备将手持式医学扫描设备从睡眠模式切换到活跃模式,并且在步骤410处,计算设备确定在与可能主边缘相反的边缘处是否有足够的传感器信号来指示手指抓握(例如,食指抓握)。如果计算设备在步骤410处确定有足够的传感器信号来指示手指被抓握,则该方法前进到步骤412,在步骤412处,计算设备将可能主边缘识别为被用户的拇指抓握,因此将可能主边缘设置为主边缘。然后,该方法前进到步骤414,在步骤414处,计算设备将显示器定向为使得主边缘处于显示器的底部。
如果在步骤410处计算设备确定在与可能主边缘相反的边缘处没有足够的传感器信号来指示手指抓握,则该方法前进到步骤416,在步骤416处,计算设备确定在可能主边缘和与主边缘相反的边缘之间所包括的边缘处是否有足够的信号来指示指间组织的抓握。如果计算设备确定没有足够的信号,则该方法前进到步骤420并且如前所述地继续进行。如果计算设备确定有足够的信号,则该方法继续进行到步骤418,在步骤418处,计算设备查询用手习惯偏好,以弄清楚用户的拇指抓握哪条边缘并将该边缘设置为主边缘。然后,该方法前进到步骤414,在步骤414处,计算设备将显示器定向为使得主边缘处于显示器的底部。
现在转到图5,描述了方法500。方法500可以由本文描述的手持式医学扫描设备中的任一种设备(例如,手持式医学扫描设备102、202和302)来实施或者与之一起实施。该方法开始于步骤502,在步骤502处,手持式超声成像设备的计算设备监测围绕手持式超声成像设备的壳体的外围分布的多个传感器。然后,在步骤504处,计算设备确定来自壳体的第一边缘处的第一传感器的读数是否超过阈值。在步骤506处,计算设备至少部分地基于来自第一传感器的读数将第一边缘设置为主边缘。在一些情况下,将第一边缘设置为主边缘包括由计算设备确定第一边缘被操作者的拇指抓握。确定第一边缘被操作者的拇指抓握可以包括确定来自第一传感器的读数超过来自第二传感器的读数。在一些情况下,确定第一边缘被操作者的拇指抓握可以包括参考存储的用手习惯偏好。在步骤508处,由计算设备将手持式超声成像设备的显示器定向为使得主边缘处于显示器的底部。方法500还可以包括由计算设备响应于确定来自第一传感器的读数超过阈值而将手持式超声成像设备从睡眠模式切换到活跃模式。
本领域技术人员将认识到,能够以各种方式修改上述装置、系统和方法。因此,本领域普通技术人员应当理解,本公开内容所涵盖的实施例不限于上述特定示例性实施例。在这方面,虽然已经示出和描述了示例性实施例,但是在前述公开内容中预想到范围宽广的修改、改变和替换。应当理解,可以对前述内容进行这样的改变而不脱离本公开内容的范围。因此,适于以与本公开内容一致的方式广义地解释权利要求。

Claims (15)

1.一种超声设备,包括:
壳体,其被配置用于手持式使用;
超声换能器阵列,其被耦合到所述壳体并被配置为在邻近患者的身体定位时获得超声数据;
显示器,其被耦合到所述壳体并被布置为显示根据所获得的超声数据导出的医学信息;
多个传感器,其围绕所述壳体的外围分布并被配置为检测操作者的手何时被定位在所述壳体周围;以及
计算设备,其被设置在所述壳体内,其中,所述计算设备与所述超声换能器阵列、所述显示器和所述多个传感器通信,所述计算设备能操作用于:
监测所述多个传感器;
确定来自所述多个传感器中的在所述壳体的所述外围的第一边缘处的第一传感器的读数是否超过针对所述操作者的拇指所建立的阈值;
通过基于所述第一传感器的所述读数超过所述阈值而确定所述第一边缘被所述操作者的所述拇指抓握,从而至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数将所述第一边缘设置为主边缘;以及
对所述显示器上显示的所述医学信息进行定向,使得所述主边缘处于所述显示器的底部。
2.根据权利要求1所述的超声设备,其中,所述计算设备还能操作用于:
响应于确定来自所述第一传感器的所述读数超过所述阈值而将所述超声设备从睡眠模式切换到活跃模式。
3.根据权利要求2所述的超声设备,其中,当处于所述睡眠模式时,所述超声设备仅消耗足够的功率来监测所述多个传感器。
4.根据权利要求2所述的超声设备,其中,所述计算设备还能操作用于:
响应于将所述超声设备从所述睡眠模式切换到所述活跃模式而给所述显示器通电。
5.根据权利要求1所述的超声设备,其中,所述计算设备还能操作用于:
至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数来确定所述操作者的拇指抓握所述第一边缘。
6.根据权利要求1所述的超声设备,其中,所述计算设备还能操作用于:
确定来自在第二边缘处的第二传感器的读数指示所述操作者的除所述拇指以外的手指抓握所述第二边缘。
7.根据权利要求1所述的超声设备,其中,所述计算设备还能操作用于:
确定来自在第三边缘处的第三传感器的读数指示所述操作者的手的指间组织抓握所述第三边缘。
8.根据权利要求1所述的超声设备,其中,所述多个传感器是电容传感器。
9.根据权利要求1所述的超声设备,还包括加速度计,其中,所述计算设备能操作用于至少部分地基于来自所述加速度计的读数将所述第一边缘设置为所述主边缘。
10.根据权利要求1所述的超声设备,其中,所述计算设备能操作用于:
激活所述超声换能器阵列以获得超声数据。
11.一种操作手持式超声设备的方法,包括:
由所述手持式超声设备的计算设备监测围绕所述手持式超声成像设备的壳体的外围分布的多个传感器;
由所述计算设备确定来自在所述壳体的第一边缘处的第一传感器的读数是否超过针对操作者的拇指所建立的阈值;
由所述计算设备通过基于所述第一传感器的所述读数超过所述阈值而确定所述第一边缘被所述操作者的所述拇指抓握,从而至少部分地基于来自所述第一传感器的所述读数将所述第一边缘设置为主边缘;并且
由所述计算设备对所述手持式超声设备的显示器上显示的医学信息进行定向,使得所述主边缘处于所述显示器的底部。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:由所述计算设备响应于确定来自所述第一传感器的所述读数超过所述阈值而将所述手持式超声设备从睡眠模式切换到活跃模式。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,将所述第一边缘设置为所述主边缘包括由所述计算设备确定操作者的拇指抓握所述第一边缘。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,确定所述操作者的所述拇指抓握所述第一边缘包括确定来自所述第一传感器的所述读数超过来自第二传感器的读数。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,确定所述操作者的所述拇指抓握所述第一边缘包括参考存储的用手习惯偏好。
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