СИСТЕМА С ПРОЕКТОРОМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ КОМНАТЫ СКАНИРОВАНИЯ
SYSTEM WITH IMAGE PROJECTOR FOR SCANNER ROOM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к системам и способам для снижения беспокойства пациентов, в частности к системам, подходящим для использования в сканерных комнатах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пациенты, которые подвергаются исследованиям сканированием, например магнитно-резонансному (MR) сканированию, зачастую находятся в состоянии сильного стресса. Длинный и узкий туннель (труба) MR сканирующих устройств (томографов) создает ощущение замкнутого пространства и, следовательно, повышает беспокойство или вызывает симптомы типа клаустрофобии.
На качество результатов сканирования может оказываться негативное влияние, если пациент слишком обеспокоен. Следовательно, чтобы повысить качество результатов сканирования или, по меньшей мере, для повышения комфорта пациентов имеется потребность снижения или компенсации отрицательного впечатления пациента о сканирующих устройствах и сканерных комнатах.
В документе US 6774929 раскрывается MR видеосистема, которая обеспечивает визуальные стимулы пациенту, подвергаемому диагностической процедуре внутри устройства формирования изображений на эффекте магнитного резонанса (MR). Система использует магнитно-инертное и экранированное от радиочастотных (RF) помех проекционное устройство, расположенное в непосредственной близости к MR устройству, для переноса видеоизображения на полупрозрачный экран внутри туннеля MR устройства. Пациент видит экран через призму.
Тогда как в US 6774929 раскрывается система, которая может повысить комфорт пациентов в сканерных комнатах, автор настоящего изобретения оценил, что необходимы усовершенствования для повышения комфорта пациента, и в результате разработал настоящее изобретение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Будет эффективным осуществить усовершенствования, чтобы снижать беспокойство пациентов и до и в ходе исследований сканированием. В частности, в качестве объекта настоящего изобретения можно рассматривать обеспечение способа, который устраняет вышеупомянутые проблемы, обусловленные сканирующими устройствами, или другие проблемы предшествующего уровня техники.
Для лучшего решения одного или нескольких из этих вопросов в первом аспекте изобретения представлена система проецирования изображения для использования в сканерной комнате для исследования пациентов, причем в сканерной комнате устанавливается проектор изображения, чтобы проецировать изображение на поверхность в комнате, система проецирования изображения содержит:
- блок отражателя, содержащий отражатель, причем отражатель располагается относительно проектора изображения так, что в первом режиме блока отражателя изображение проецируется на первую поверхность комнаты, и во втором режиме блока отражателя изображение проецируется на вторую поверхность комнаты, причем первая и вторая поверхности комнаты являются несовпадающими, и причем изменение от первого ко второму режиму зависит от входного сигнала,
- формирователь сигнала для формирования входного сигнала, указывающего местоположение пациента.
Блок отражателя может содержать вход для приема входного сигнала от формирователя сигнала.
Несовпадающие первая и вторая поверхности могут быть первой и второй областями на стене, которые находятся на расстоянии друг относительно друга, первая и вторая поверхности могут быть двумя стенами комнаты, например непараллельными или параллельными стенами. Любая поверхность из первой и второй поверхностей может содержать различающиеся или несовпадающие области стен, пол или потолок комнаты. Поверхность комнаты также может быть поверхностью сканирующего устройства, размещенного в комнате.
Блок отражателя может быть отдельным компонентом, спроектированным, чтобы быть размещенным вблизи проектора изображения, или блок отражателя может быть компонентом проектора изображения. Однако преимущественно блок отражателя является отдельным компонентом, который может использоваться с любым проектором изображений. Поскольку изображение от одного и того же проектора проецируется на различные поверхности сканерной комнаты, пациент может видеть спроецированное изображение, даже если пациент занимает различные положения внутри сканерной комнаты.
В варианте осуществления система проецирования изображения дополнительно содержит просмотровое устройство с одним или двумя отражателями, выполненными с возможностью изменения траектории просмотра от траектории между пациентом и первой поверхностью комнаты к траектории между пациентом и второй поверхностью комнаты.
Таким образом, один или два отражателя могут быть выполнены с возможностью изменения оптической траектории от пациента к спроецированному изображению так, что пациент может видеть спроецированное изображение, если блок отражателя находится во втором режиме. Другими словами, направление просмотра пациента может быть перенаправлено посредством одного или двух отражателей, чтобы давать возможность пациенту видеть спроецированное изображение, если блок отражателя находится во втором режиме.
В варианте осуществления первой поверхностью является поверхность, смежная с входом для пациентов сканерной комнаты, и второй поверхностью является поверхность, видимая пациенту, лежащему на столе сканирующего устройства в сканерной комнате.
В варианте осуществления формирователем сигнала является управляемый вручную переключатель. Например, переключателем может управлять пациент или персонал (сотрудник) клиники. Соответственно пациент способен определять, когда он желает видеть изображение после того как он лег на стол сканирующего устройства.
В другом варианте осуществления формирователем сигнала является детектор, способный обнаруживать, когда пациент находится в конкретном положении, требуемом для выполнения операции сканирования. Соответственно пациенту не требуется рассматривать или предпринимать какие-либо действия для обеспечения, чтобы изображения были видимыми, когда он лежит на столе сканирующего устройства.
В варианте осуществления проектор изображения допускает переключение между проецированием двумерных (2D) изображений и трехмерных (3D) изображений так, что 2D изображения проецируются, если блок отражателя находится в первом режиме, и 3D изображения проецируются, если отражатель находится во втором режиме, где проецирование 3D изображений содержит проецирование взаимно смещенных первого и второго изображений, которые являются кодированными, например кодированными цветом или с помощью поляризации, так что первое и второе изображения являются видимыми соответственным левым и правым глазом пациента. Преимущественно, 3D изображения могут улучшить зрительное восприятие, так что беспокойство пациента может в большей степени снизиться по сравнению с 2D изображениями.
В варианте осуществления просмотровое устройство содержит кодированные элементы просмотра, например кодированные цветом или с помощью поляризации, для соответственного левого и правого глаза пациента, чтобы давать возможность просмотра соответственного первого и второго изображений согласно варианту осуществления отображения 3D изображений.
В варианте осуществления проектор изображения сконфигурирован с возможностью формирования рамки вокруг изображения. Внешний вид рамки может задаваться в соответствии с внешним видом освещения комнаты. Когда рамка соответствует полю обзора, допускаемому устройством просмотра или туннелем сканирующего устройства, на зрительное восприятие может не оказываться негативное влияние из-за уменьшенного поля обзора, поскольку рамка может создать впечатление, что поле обзора не является ограниченным.
В варианте осуществления блок отражателя дополнительно допускает переключение в третий режим, где изображение проецируется на третью поверхность, которая обеспечивает вход пациентов в сканерную комнату. Следовательно, когда пациент покидает сканерную комнату, ему предоставляют изображение. Это может быть эффективным, поскольку окончательное впечатление о комнате сканирования будет часто определять память о практическом опыте. Для максимального комфорта пациента, следовательно, является важным, что последняя просмотренная поверхность комнаты MR-сканирования также является частью персонально выбранной темы комнаты.
Вариант осуществления системы проецирования изображения содержит блок мониторинга пациента для детектирования физиологических параметров пациента, причем у блока управления имеется процессор для формирования или модификации сигнала изображения, содержащего информацию изображения, подаваемую на проектор изображения. Соответственно проецируемые изображения могут задаваться в зависимости от физиологических параметров. Кроме того, при повышении частоты сердечных сокращений может проигрываться успокаивающая музыка.
В варианте осуществления система проецирования изображения по формуле изобретения содержит систему наблюдения с видеокамерой, причем у системы имеются возможности обработки изображений для определения присутствия персонала клиники, и в зависимости от обнаруженного присутствия персонала клиники - изменения состояния сканерной комнаты, например интенсивности освещения.
Второй аспект изобретения относится к способу для повышения комфорта пациента в сканерной комнате для исследования пациентов путем проецирования изображения на поверхность комнаты при помощи проектора изображения, установленного в сканерной комнате, причем способ содержит формирование сигнала, указывающего местоположение пациента в сканерной комнате, в зависимости от местоположения, задаваемого сформированным сигналом, проецирование изображение от проектора изображения на первую поверхность, если сигнал указывает первое местоположение, и проецирование изображения от того же проектора изображения на вторую поверхность путем изменения направления изображения с использованием блока отражателя, если сигнал указывает второе местоположение, отличающееся от первого местоположения, причем первая и вторая поверхности комнаты являются несовпадающими.
В целом, различные аспекты изобретения можно комбинировать и связывать любым возможным образом в рамках объема изобретения. Эти и другие аспекты, признаки и/или преимущества изобретения будут очевидными на основе вариантов осуществления, описанных ниже и поясненных со ссылкой на них.
Таким образом, изобретение относится к способу и системе для снижения беспокойства пациентов до и в ходе, например, исследований MR сканированием. Способ основывается на отображении изображений на стенах сканерной комнаты так, что при входе пациента в сканерную комнату изображение отображается на стене, видимой пациенту, например стене, смежной с входной дверью. Когда пациент лежит на столе сканирующего устройства, проецирование изображений переключается на другую стену путем отражения спроецированных изображений с использованием, например, зеркала, которое вводится в световые лучи, излучаемые проектором изображения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения будут описаны лишь в качестве примера со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг. 1 - сканерная комната со сканирующим устройством,
Фиг. 2 - система проецирования изображения с блоком отражателя,
Фиг. 3 - просмотровое устройство, чтобы перенаправлять направление просмотра пациентом,
Фиг. 4 показывает ограниченное поле обзора пациента,
Фиг. 5 - этапы способов согласно варианту осуществления изобретения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг. 1 показана сканерная комната 100 со сканирующим устройством 101, таким как MR сканер для сканирования пациента (не показан), лежащего на столе 102. В сканерной комнате 100 имеется вход 103 для пациентов, такой как дверь, и окно 104, которое дает возможность персоналу клиники, находящемуся вне комнаты для сканирования, наблюдать пациента в течение процесса сканирования.
Проектор 105 изображения устанавливается в сканерной комнате, чтобы проецировать изображение на поверхность 106 комнаты. Содержимым проецируемого изображения может быть неподвижное изображение или видеоизображения, подаваемые на проектор 105 изображения в виде данных изображения, например, от компьютера.
Блок отражателя (202, см. Фиг. 2) располагают относительно проектора 105 изображения, чтобы изменять направление проецируемого изображения на первое направление 112, отличное от направления 111 проецирования проектора изображения. Возможно, что направление для изображения можно изменять на дополнительные направления, отличающиеся от направления проецирования и первого направления.
Например, блок 202 отражателя может допускать переключение в третий режим, где изображение проецируется на поверхность стены, которая обеспечивает вход 103 пациентов в сканерную комнату.
Таким образом, в первом режиме блока отражателя изображение проецируется вдоль направления 111 проецирования на первую поверхность комнаты, например поверхность 106, и во втором режиме отражателя изображение проецируется вдоль первого направления 112 на вторую поверхность комнаты.
Первая и вторая поверхности 106 и 107 могут быть стенами комнаты, потолком или полом комнаты, или даже непосредственно сканирующим устройством, где спроецированное изображение скрывает присутствие самого сканирующего устройства. Первая и вторая поверхности 106 и 107 являются различными поверхностями комнаты, то есть первая и вторая поверхности комнаты являются несовпадающими, например непараллельными или перпендикулярными относительно друг друга.
На Фиг. 2 показана система 201 проецирования изображения, которая содержит блок 202 отражателя и блок 203 управления, соединяемый с входом 205 блока 202 отражателя, вход 205 предназначен для приема входного сигнала для управления фактическим режимом блока отражателя.
Входной сигнал может формироваться блоком 203 управления или формирователем 204 сигнала, содержащимся в блоке 203 управления. Таким образом, если у блока 203 управления не имеется других функций, кроме формирования входного сигнала для отражательного блока, блок управления может называться формирователем 204 сигнала.
Блок 202 отражателя может быть зеркалом 206, которое можно располагать по меньшей мере в первом и втором положении, где в первое положение, направление 111 проецирования проектора является неизмененным, и во втором положении формирующий изображение свет от проектора 105 перенаправляется в первое направление 112. Таким образом, в первом режиме блока 202 отражателя зеркало 206 может быть удалено из формирующих изображение световых лучей, излучаемых проектором 105, чтобы позволять световому лучу проходить беспрепятственно. Во втором режиме зеркало 206 может быть перемещено в световые лучи, чтобы перенаправить световой луч в первом направлении 112. Угол зеркала 206 относительно направления 111 проецирования и первого направления определяют согласно закону отражения Снелля.
Поскольку фактический режим блока 202 отражателя зависит от входного сигнала, принимаемого входом 205, поверхностью 106, 107, на которую проецируется изображение, может управлять блок 202 отражателя, так что пациент в сканерной комнате способен видеть изображение независимо от того, входит ли пациент в комнату через вход 103, или лежит на столе 102. То есть направление проецирования формирующих изображение световых лучей может быть настроено в зависимости от местоположения пациента.
Поскольку пациент обычно лежит на столе на спине и с направленными к потолку глазами, трудно видеть изображение, проецируемое на стену, такую как поверхность 112, показанная на Фиг. 1.
Чтобы давать возможность пациенту удобно просматривать изображение, проецируемое на стену, может использоваться просмотровое устройство, чтобы перенаправлять направление просмотра из направления просмотра пациентом потолка в направление просмотра в сторону одной из стен.
На Фиг. 3 показывается просмотровое устройство 300 с одним или двумя отражателями 301, например один отражатель для каждого глаза, выполненный с возможностью изменения направления просмотра пациента от направления 302 в вертикальной плоскости к направлению 303 в горизонтальной плоскости. Таким образом, просмотровое устройство дает возможность пациенту видеть спроецированное изображение, если блок отражателя находится во втором режиме.
Просмотровое устройство может быть в форме очков, которые должен надевать пациент, или устройства зеркального отражения, которое крепится к столу 102 или сканирующему устройству 101 так, что находится перед глазами пациента.
Формирователь 204 сигнала нао Фиг. 2 может быть переключателем, управляемым пациентом или персоналом клиники. Например, когда пациент лежит на столе 102, пациент может изменить режим блока отражателя (зеркала) на второй режим так, что изображение от проектора 105 изображения отображается на поверхность, которая является видимой пациенту. Например, в некоторых сканирующих устройствах или в некоторых операциях сканирующего устройства потолок может быть видимым пациенту и, следовательно, блоком отражателя можно управлять, чтобы перенаправить изображение, подлежащее отображению на потолке. Однако часто сканирующее устройство представляет собой длинный узкий туннель, который окружает пациента, так что единственным направлением свободного просмотра является (направление) вдоль туннеля, параллельно полу. В этой ситуации изображение должно проецироваться на поверхность стены, смежную с одним из отверстий туннеля.
Вместо управляемого вручную переключателя формирователь 105 сигнала может быть детектором, способным обнаруживать, когда пациент находится в конкретном положении, требуемом для выполнения операции сканирования. Детектор 105 может быть контактным переключателем или датчиком давления, выполненным вместе со столом так, что детектор активизируется весом пациента, когда пациент ложится. Изменение детектора сигнализируется на вход 205 блока 202 зеркала, чтобы вызывать изменение режима на второй режим. Альтернативно формирователь сигнала может быть системой с видеокамерой, сконфигурированной с возможностями анализа изображения для детектирования местоположения или ориентации пациента, или просто для определения, находится ли человек на столе 102. Формирователь 105 сигнала также может быть оптическим датчиком (детектором светового излучения), расположенным так, что проход светового луча преграждается, когда пациент лежит на столе 102.
Чтобы улучшить зрительное восприятие пользователем, на вторую поверхность 107 комнаты могут проецироваться 3D изображения вместо 2D, если блок отражателя 105 находится во втором режиме. С этой целью проектор изображения допускает переключение между проецированием 2D изображений и 3D изображениями так, что 2D изображения проецируются, если блок отражателя находится в первом режиме, и 3D изображения проецируются, если отражатель находится во втором режиме. Формирование 3D изображений, где проецирование 3D изображений содержит проецирование относительно смещенных первого и второго изображений, которые являются кодированными, например кодированными цветом или с поляризацией, так что первое и второе изображения могут быть видимыми соответственным левым и правым глазом пациента.
В этом 3D варианте осуществления система 201 проецирования изображения может содержать проектор 105 изображения, и проектор 105 изображения может иметь вход 215, соединяемый с формирователем 204 сигнала или блоком 202 отражателя, чтобы принимать входной сигнал, сформированный формирователем 204 сигнала. Проектор изображения может быть сконфигурирован для переключения на проецирование 3D изображения, если входной сигнал, сформированный формирователем 204 сигнала для активизации переключения во второй режим блока 205 отражателя, принимается входом 215. Таким образом, когда пациент входит в сканерную комнату 100, то на смежной стене 106 проецируется 2D изображение, и когда пациент ложится на стол 102, то проецируется 3D изображение на стене 107, которая является видимой для пациента.
Чтобы воспринимать спроецированные 3D изображения в виде 3D изображений, просмотровое устройство 300 может содержать кодированные элементы просмотра изображения, такие как кодированные цветом или с помощью поляризации зеркала, или стеклянные пластинки, для соответственного левого и правого глаза пациента. Таким образом, если слегка смещенные первое и второе изображения спроецированных 3D изображений являются кодированными с помощью поляризации или кодированными цветом соответственно с кодированием элементов просмотра изображения для левого и правого глаз так, что элемент просмотра изображения для левого глаза позволяет только передачу первых изображений, и элемент просмотра изображения для правого глаза дает возможность только передачу вторых изображений, то первое и второе изображения будут восприниматься как 3D изображение, то есть изображение, содержащее информацию глубины. Такие способы формирования 3D изображений, также называемые стереоскопией, описаны в различных учебниках.
На Фиг. 4 иллюстрируется внешний край 401 поля обзора, которое является видимым для пациента, лежащего на столе сканирующего устройства. Поле обзора может быть ограниченным по причине просмотрового устройства 300 или по причине туннелеобразного сканирующего устройства, окружающего пациента. Чтобы улучшить зрительное впечатление, может создаваться рамка 403, которая, по меньшей мере, частично окружает изображение 402. Рамка может иметь цвет и интенсивность, которая соответствует освещению комнаты. Таким образом, пациент испытывает более приятный просмотр изображения 402, поскольку рамка создает постепенный переход в направлении внешней границы 401 поля обзора. Кроме того, рамка может включать в себя зону, в которой изображение постепенно сливается с цветом освещения комнаты, или рамка 402 может содержать другие визуальные эффекты.
Данные изображения, которые отвечают за создание рамки, могут создаваться процессором для предварительной обработки изображения, подлежащего проецированию проектором 105, например путем использования данных изображения для изображения 402, чтобы создать постепенное размывание изображения 402. Рамка 403 также может создаваться в ответ на вспомогательный ввод данных (не показан) в проектор изображения, содержащий информацию в виде данных о цвете и интенсивности освещения комнаты.
Чтобы дополнительно повысить успокаивающий эффект, содержимое проецируемых изображений может быть адаптировано к физиологическим условиям пациента. С этой целью система проецирования изображения может содержать блок 298 мониторинга пациента, например камеру, подключенную к процессору изображений, для детектирования физиологических параметров, таких как частота сердечных сокращений и дыхание пациента.
Например, частоту сердечных сокращений можно определять на основе выдаваемого камерой изображения путем анализа изображений кожи, и дыхание можно определять путем сравнения кадров записанных изображений для определения частоты движения груди или живота.
Приспосабливание изображений к измеренным физиологическим условиям может выполняться процессором, содержащимся в блоке 203 управления, чтобы формировать или изменять сигнал изображения, подаваемый на проектор 105 изображения в зависимости от обнаруженных физиологических параметров. Например, может выбираться другая тема изображения в зависимости от обнаруженных физиологических параметров.
В варианте осуществления система 201 проецирования изображения содержит систему 299 наблюдения с камерой, где система наблюдения имеет возможности обработки изображений, например в форме алгоритмов, обрабатываемых процессором для детектирования лиц - для определения присутствия персонала клиники. Если обнаружено присутствие персонала клиники или какого-либо другого человека, система наблюдения посылает сигнал на процессор, содержащийся в блоке 203 управления, или на другие системы обработки данных, способные, например:
- переключать точечный источник света в обнаруженном местоположении персонала клиники для удобства работы, не тревожа пациента,
- снижать или отключать уровень звучания музыки при входе персонала клиники в комнату и для достижения лучшей связи с пациентом,
- активизировать ультрафиолетовое (UV) излучение, если персонал клиники подает руки для дезинфекции,
- снижать уровень освещенности или прикрывать проектор изображения, если персонал находится перед поверхностью проецирования, или
- приглушать или выключать видео при входе персонала клиники в комнату для сканирования, если желательно ограничить воздействие на себя беспокоящего повторения содержимого темы.
В качестве другого примера, когда система содержит видеокамеру, получаемое камерой изображение может обрабатываться, чтобы обнаружить области изображения, где находится персонал клиники, и использовать эти области для блокировки области проецируемого изображения, где персонал присутствует, например, путем снижения интенсивности проецируемого изображения в этой области. Альтернативно может создаваться контурное изображение персонала клиники в спроецированном изображении. Блокировка части спроецированного изображения или создание контура могут выполняться путем регулировки интенсивности и/или цвета для света, излучаемого например, жидкокристаллическим экраном проектора изображения, например, путем обращения в 0 всех таких пикселов, где находится персонал, и остальных - в 1, и перемножения с содержимым изображения, подлежащим проецированию.
На Фиг. 5 иллюстрируются этапы способа согласно варианту осуществления изобретения, где:
- этап 501 содержит формирование сигнала, указывающего местоположение пациента внутри сканерной комнаты,
- этап 502 содержит проецирование изображения от проектора изображения на первую поверхность, если сигнал указывает первое местоположение пациента, и
- этап 503 содержит проецирование изображения от того же проектора изображения на вторую поверхность путем перенаправления изображения с использованием блока отражателя, если сигнал указывает второе местоположение пациента, отличающееся от первого местоположения.
Могут быть включены другие или дополнительные этапы способа согласно дополнительным вариантам осуществления.
Хотя изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в предшествующем описании, такая иллюстрация и описание должны рассматриваться иллюстративными или примерными, а не ограничительными; изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Другие разновидности раскрытых вариантов осуществления могут быть придуманы и реализованы специалистами в данной области техники при практическом осуществлении заявленного изобретения на основании изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения термин "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, и неопределенный артикль единственного числа не исключает множества элементов.
Одиночный процессор или другое устройство могут выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в пунктах формулы. Простой факт, что некоторые признаки излагаются во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что нельзя с пользой использовать комбинацию этих признаков.
Любые ссылочные знаки в пунктах формулы изобретения не следует рассматривать в качестве ограничивающих объем.