СИСТЕМА И СПОСОБЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТОБРАЖЕНИЯ И ЗАХВАТА ДВИЖЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК A61B5/11 A61H5/00 G06T7/20 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка в целом имеет отношение к считыванию движения, захвату изображений и анализу и к их использованию в исследовании и лечении пациентов, страдающих от болезней или состояний, приводящих к двигательным нарушениям, а также к использованию считывания и захвата движения для оценки и диагностирования симптоматических пациентов или бессимптомных субъектов.

Известен целый ряд болезней или состояний, которые сопровождаются неврологическими эффектами или которые оказывают то или иное влияние на движения пациента или на некоторые аспекты движения. Известными примерами являются болезнь Паркинсона, болезнь Лу Герига (ALS) и церебральный паралич. Известны также другие болезни и состояния, которые могут приводить к двигательным нарушениям или нарушениям активности, такие как хроническая обструктивная болезнь легких (COPD). Другие болезни и состояния также могут оказывать некоторое влияние на движения или активность, например аутизм, шизофрения и болезнь Альцгеймера. Соответственно, определенные болезни и/или состояния могут быть обнаружены и/или диагностированы по их влиянию на движения пациента или его физическую активность.

В некоторых случаях болезнь может оказать влияние на уровень активности пациента или на диапазон активности, не позволяя пациенту быть активным. Например, хроническая боль может заставить пациента избегать конкретной физической активности или физической активности в целом, когда такие действия увеличивают боль, испытываемую пациентом. Другие болезни, которые могут оказывать влияние на активность пациента, включают в себя двигательные расстройства, такие как тремор, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, эпилепсия, или мышечная спастичность, которые могут приводить к неправильным движениям или активности, к другим неврологическим расстройствам или к общему снижению уровня активности. Затруднения при ходьбе или при других движениях, испытываемые пациентами с двигательными расстройствами, могут заставить таких пациентов по мере возможности избегать движений. Далее, депрессия или другие психоневрологические нарушения, такие как деменция, депрессия, мания, биполярное расстройство, или одержимо-компульсивное расстройство, или такие состояния, как застойная сердечная недостаточность, аритмия сердца, желудочно-кишечные нарушения и несдержанность, являются другими примерами расстройств, которые могут заставить пациента вообще быть менее активным. Когда пациент неактивен, он вероятнее всего может быть лежачим, то есть находиться в лежачем или сидячем положении, и может гораздо реже изменять свое положение.

Подходящие терапевтические препараты или другие терапевтические формы, показанные для моторных болезней и/или неврологических состояний, могут быть определены исследованием одного или более из неврологического поведения пациента, походки и моторной координации и уровней активности. В дополнение к этому, эти метрики являются важными критериями долгосрочного функционального восстановления. Однако оценка степени моторной дисфункции у пациента, одноразово или в долгосрочном плане, является трудной проблемой. Некоторые способы такой оценки включают в себя субъективное оценивание клиническим врачом объективных результатов исследования. Другие способы оценки неврологического поведения включают в себя измерение моторной координации и приобретение навыков с использованием различных тестов. Они не подходят для измерений мелкой моторики. Кроме того, эти тесты требуют, чтобы пациент лично навестил клинического врача или медицинского работника, и зачастую требуют посещения пациентом множества различных клинических врачей или медицинских работников и/или многократных посещений. Другой недостаток существующих тестов заключается в том, что они зачастую требуют специализированного оборудования, такого как датчики, которые физически присоединяются к пациенту (например, акселерометры, гироскопы, магнитометры, датчики на эффекте Холла и т.п.), и/или специальных компьютерных обрабатывающих систем.

В дополнение к необходимости оценки клиническими врачами и/или медицинскими работниками индивидуальных неврологических функций пациента изготовители лечебных средств зачастую должны выполнять неврологические оценки на тестовой группе пациентов в ходе клинических испытаний, чтобы определить безопасность и эффективность нового лечения, например нового лечебного средства. Во время этих испытаний к субъектам в испытательной группе применяется лечение. Эти субъекты наблюдаются, чтобы собрать данные клинического исследования, относящиеся к субъектам перед, во время и после проведения лечения. На основе анализа данных, собранных на испытательной группе, может быть определено, является ли лечение безопасным, эффективным и подходящим для продажи широкой публике. Этот подход распространяется далее на постмаркетинговую фазу лечения, когда для оценки безопасности, эффективности и рентабельности также собираются данные об использовании в реальной жизни.

Соответственно, существует потребность в системе, устройстве и способе, посредством которых могут быть точно определены тонкая моторная активность и/или ее нарушения. Существует дополнительная потребность в такой системе, устройстве и способе, которые могут использоваться пациентом в его доме или офисе, без потребности в специальных или специализированных датчиках или компьютерном оборудовании, и которые были бы в равной степени пригодны к использованию молодыми и старыми пациентами.

Существует также дополнительная потребность в системе, устройстве и способе, посредством которых субъекты или пациенты могут быть оценены на основе их физического состояния и/или способности (или неспособности) выполнять движения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя систему, устройство и способ для захвата и анализа движений и информации о неврологической координации или соответствующих уровнях активности пациента, также иногда упоминаемого в настоящем документе как субъект. Варианты осуществления настоящего изобретения далее включают в себя систему, устройство и способ для захвата и анализа движений и информации о неврологической координации, включающей в себя соответствующие уровни активности пациента. Варианты осуществления настоящего изобретения далее включают в себя систему, устройство и способ для захвата и анализа движений и информации о неврологической координации, включающей в себя соответствующие уровни активности пациента, изученные в контексте или полученные с помощью биомаркеров, датчиков и/или пациента или автономных устройств, которые облегчают по меньшей мере одно из сбора данных, хранения данных, обмена данными или анализа данных.

Варианты осуществления предложенной системы включают в себя автоматизированную интеллектуальную вычислительную систему, которая захватывает и оценивает физические аспекты, включая, но не ограничиваясь этим, движение субъекта, неврологическую координацию, походку и моторную координацию, перемещение, сгибание конечностей, положение конечностей, реакцию на стимулы, положение тела и физическое состояние, например главные компоненты неврологической оценки.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя способ для захвата и оценки данных движения субъекта, включающий в себя этапы: (a) отображения движения испытуемого субъекта; (b) получение набора данных, представляющих упомянутое движение упомянутого субъекта; (c) обработка упомянутого набора данных для получения набора значений, связанных с упомянутым субъектом; (d) формирование изображения аватара, представляющего упомянутый субъект; и (e) отображение визуального индикатора в месте, связанном с анатомическим компонентом аватарного представления, в котором визуальный индикатор представляет по меньшей мере часть набора данных, представляющих упомянутый субъект, и в котором место определяется на основе, по меньшей мере частично, по меньшей мере части набора упомянутых обработанных данных. Данный способ может дополнительно включать в себя этап (этапы) подсказок пациенту выполнить некоторое движение.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой терапевтический способ, включающий в себя этапы: (a) выбора одного или более движений пациента; (b) использования системы считывания и захвата, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более выбранных движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; (c) передачи такого первоначального набора данных движения медицинскому работнику; и (d) назначения пациенту терапии на основе такого первоначального набора данных движения. Терапия может включать в себя введение лечебных средств, физиотерапию или и то, и другое.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ для захвата и оценки данных движения, связанных со множеством субъектов, включающий в себя этапы: (a) получения с помощью компьютерного процессора набора данных изображения, связанных с каждым из множества субъектов; (b) отображения множества субъектов в виде аватарного представления; (c) отображения визуального индикатора в месте, связанном с анатомическим компонентом аватарного представления, в котором визуальный индикатор представляет по меньшей мере часть набора данных изображения, представляющих по меньшей мере два субъекта из множества субъектов, и в котором место определяется на основе, по меньшей мере частично, по меньшей мере части набора данных изображения.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ оценки пациента, включающий в себя этапы: (a) выбора одного или более движений пациента; (b) использования системы считывания и захвата, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более движений, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; и (c) передачи такого первоначального набора данных движения медицинскому работнику.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ оценки пациента или субъекта, включающий в себя этапы: (a) выбора одного или более движений пациента; (b) использования системы считывания и захвата, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более выбранных движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; (c) передачи такого первоначального набора данных движения пациенту и/или медицинскому работнику; и (d) назначения пациенту терапии на основе такого первоначального набора данных движения.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ оценки пациента, включающий в себя этапы: (a) выбора одного или более движений пациента; (b) использования системы считывания и захвата, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более движений, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; (c) передачи такого первоначального набора данных движения пациенту и/или медицинскому работнику; (d) назначения пациенту терапии на основе такого первоначального набора данных движения; (e) использования системы считывания и захвата, чтобы отобразить вторичный набор, включающий в себя одно или более движений, чтобы обеспечить вторичный набор данных движения после некоторого промежутка времени после начала терапии; (f) сравнения первоначального набора со вторичным набором и передачи результатов сравнения медицинскому работнику; и (g) переоценки назначенной терапии на основе сравнения данных.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой устройство для проверки хода лечения, включающее в себя: (a) средство отображения для того, чтобы отобразить движение пациента, включающее в себя введение лечебных средств; (b) средство захвата изображения для того, чтобы захватить набор данных, представляющих упомянутое движение упомянутого пациента; (c) средство обработки упомянутого набора данных для того, чтобы выдать набор значений, связанных с упомянутым пациентом; и (d) средство обратной связи для того, чтобы предоставить упомянутому пациенту, и/или сиделке, и/или клиническому врачу результат упомянутого введения.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой терапевтическую систему или набор, включающий в себя: (a) средство отображения для того, чтобы отобразить движение пациента, включающее в себя введение лечебных средств; (b) средство захвата изображения для того, чтобы захватить набор данных, представляющих упомянутое движение упомянутого пациента; (c) средство обработки упомянутого набора данных для того, чтобы выдать набор значений, связанных с упомянутым пациентом; (d) средство обратной связи для того, чтобы предоставить упомянутому пациенту, и/или сиделке, и/или клиническому врачу результат упомянутого назначения; и (e) лечение. В одном варианте осуществления терапевтическая система или набор дополнительно включает в себя устройство для проверки хода лечения, как определено выше, и лечение для того, чтобы лечить болезненное состояние, включающее в себя неврологический эффект, например неврологическое расстройство. Терапевтическая система или набор может дополнительно включать в себя набор инструкций относительно того, как использовать устройство для проверки хода лечения.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой устройство и систему для захвата и оценки данных движения субъекта, включающие в себя: (a) базу данных движений, из которой выбирается движение, адекватное начальному состоянию субъекта; (b) средство подсказки для того, чтобы генерировать визуальный выход или аудио команду (или и то, и другое), чтобы подсказать пациенту, какое именно выбранное движение выполнить; (c) устройство захвата изображения для того, чтобы отобразить и захватить множество изображений, включающих в себя упомянутое движение субъекта; (d) средство обработки для того, чтобы захватить и обработать набор данных, представляющих упомянутое движение упомянутого субъекта; (e) аналитическое программное обеспечение для того, чтобы проанализировать набор данных и выдать набор значений, связанных с упомянутым движением субъекта; и в которых средство обработки используется для того, чтобы генерировать результаты, представляющие по меньшей мере часть упомянутых обработанных данных. Эти результаты могут быть предоставлены как обратная связь в любом воспринимаемом человеком формате, такой как визуальный на дисплее, звуковой сигнал или и то, и другое.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой вспомогательное устройство, включающее в себя: (a) средство отображения для того, чтобы отобразить движение субъекта; (b) средство захвата для того, чтобы захватить набор данных, представляющих упомянутое движение упомянутого субъекта; (c) средство обработки для того, чтобы обработать упомянутый набор данных и выдать ряд значений, связанных с упомянутым субъектом; и (d) исполнительное средство, механически связанное с упомянутым пациентом и соединенное с упомянутым средством обработки для того, чтобы переводить набор значений во вспомогательное движение.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя применение системы считывания и захвата движения, включающей в себя базу данных движений; устройство захвата изображения, компьютерный процессор; аналитическое программное обеспечение; и устройство подачи воспринимаемого человеком сигнала для диагностирования состояния человека или животного. Диагноз может сопровождаться подходящим лечением, таким как назначение лечебных средств, фармацевтического или нутрицевтического, и/или физиотерапией или лечебной физкультурой, и/или изменениями диеты.

В другом варианте осуществления предлагается диагностический инструмент, включающий в себя систему считывания и захвата движения, включающую в себя базу данных движений; устройство захвата изображения, компьютерный процессор, и, по желанию, аналитическое программное обеспечение.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение направлено на методики для оценки терапии (лекарственной или физиотерапевтической, или и той, и другой), применяемой к пациенту. Основываясь полностью или частично на результатах анализа движений пациента, набор параметров терапии может изменяться со временем таким образом, чтобы терапия применялась в соответствии с одним или более наборов параметров терапии, который может быть тем же самым, что и первоначальный набор параметров терапии, либо может отличаться от первоначального набора параметров терапии. Таким образом, движения пациента, двигательные нарушения или изменения поз могут быть связаны с текущим набором параметров терапии при идентификации явления. Список наборов параметров терапии и связанных с ними метрик осанки может быть предоставлен медицинскому работнику, такому как клинический врач, для оценки относительной эффективности наборов параметров терапии. Таким образом медицинский работник может легко определить такие наборы параметров терапии, которые поддерживают самые высокие уровни активности для пациента, и оценить относительную эффективность наборов параметров.

Для того чтобы лечить неврологическое расстройство человеческого или животного пациента, могут быть разработаны терапия или лечение. В качестве примера методы лечения могут включать в себя терапию двигательного расстройства, терапию психологического расстройства, терапию деменции или терапию глубокого возбуждения мозга. Конкретные неврологические расстройства могут включать в себя рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера или эпилепсию.

В одном варианте осуществления устройство, система или способ, описанные в настоящем документе, могут быть полезными для любого состояния или заболевания, или болезненного состояния, которое может быть обнаружено, оценено, продиагностировано или пролечено влиянием на движения пациента или его физическую активность. Такое заболевание может быть двигательным заболеванием, может включать в себя неврологический эффект, например, может быть неврологическим расстройством, например рассеянным склерозом, болезнью Паркинсона, болезнью Альцгеймера или эпилепсией.

В одном варианте осуществления устройство, система или способ, описанные в настоящем документе, могут использоваться для мониторинга хорошего состояния здоровья, то есть у субъектов, которые не имеют, или не имеют поначалу, никаких симптомов какого-либо состояния или заболевания, которое может быть обнаружено, оценено, продиагностировано или пролечено влиянием на движения пациента или его физическую активность, как, например, определено выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1A и Фиг.1B иллюстрируют примерный интерфейс считывания и захвата движения и систему для захвата и анализа движений пациента;

Фиг.2 иллюстрирует примерную вычислительную систему, которая может использоваться для того, чтобы реализовать некоторую или всю функциональность обработки различных вариантов осуществления, описанных в настоящем документе;

Фиг.3 представляет собой схематическую диаграмму процесса в соответствии с одним вариантом осуществления способа по настоящему изобретению; и

Фиг.4 представляет собой схематическую диаграмму процесса в соответствии с одним вариантом осуществления способа по настоящему изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следующее описание приводится для того, чтобы позволить специалисту в данной области техники реализовать и использовать различные варианты осуществления. Описания конкретных устройств, методик и применений приводятся только в качестве примеров. Различные изменения к описанным в настоящем документе примерам будут легко понятны для специалиста в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем документе, могут быть применены к другим примерам и применениям без отступления от духа и области охвата различных вариантов осуществления. Таким образом, различные варианты осуществления не ограничиваются описанными и показанными здесь примерами, но должны соответствовать области охвата, определяемой формулой настоящего изобретения.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя автоматизированную систему для измерения моторной функции у пациентов и влияния на нее. В другом аспекте настоящее изобретение может быть полезным для исследования моторной функции. Система по настоящему изобретению позволяет более объективно, более быстро и более последовательно исследовать степень функционального нарушения и ход улучшения или ухудшения состояния, и это исследование может быть применено к множеству движений пациента, включая походку, дыхание, движение глаз, фокус зрения, тремор и движения конечностей, а также к комбинациям вышеперечисленного.

В одном варианте осуществления система имеет разрешение и может обнаружить движение, такое как смещение, или амплитуду движения в диапазоне от 0,5 мм до 5 мм. В одном аспекте система имеет разрешение от 1 мм до 4 мм. В одном аспекте система имеет разрешение от 2 мм до 3 мм. В одном аспекте система имеет разрешение от 1 мм до 2 мм.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя систему захвата движения, которая дополнительно включает в себя компьютерное зрение, которое позволяет объективно исследовать двигательную функцию с использованием методик трехмерного отображения и захвата. Таким образом, захват анатомического положения включает в себя, но не ограничивается этим, кинематику человека или животного, динамику человека или животного, эргономику человека или животного, биомеханику человека или животного, движение человека или животного, форму и положение человека или животного.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя вычислительную систему, которая может моделировать и показывать визуальное представление пациента в физическом пространстве. Система включает в себя устройство захвата, которое захватывает данные изображения сцены, и монитор, который показывает визуальное представление, которое соответствует пациенту. Например, управляемая камерой вычислительная система может захватывать данные изображения пациента, генерировать модель пациента и показывать визуальное представление этой модели. Система может отслеживать пациента в физическом пространстве таким образом, чтобы визуальное представление соответствовало пациенту или движению, захваченному в физическом пространстве. Таким образом, движение визуального представления является представителем движения пациента в физическом пространстве. Например, визуальное представление пациента может быть аватаром, показываемым на экране, а движение аватара может соответствовать движению пациента. В некоторых вариантах осуществления может быть полезно показывать результаты движения для единственного пациента в единственный момент времени, или для единственного пациента в течение некоторого времени, и/или для совокупности пациентов или сети пациентов.

Движение пациента в физическом пространстве может отслеживаться, моделироваться, храниться и/или отображаться. Данные о движении пациента или их элементы могут быть сохранены в памяти устройства и сравнены с данными (или их элементами) о том же самом движении, захваченном в другое время. Система может производить дифференциальное сравнение данных для представления клиническому врачу и/или пациенту. Клинический врач может таким образом лучше оценить результаты конкретного терапевтического режима, то есть конкретного лечения, или предписать новую или другую терапию.

Собранные данные могут быть проанализированы и отображены с использованием средств для электронного отображения медицинских данных, включая данные клинического исследования, от множественных субъектов, например таких средств, как система показа и анализа тела с использованием аватара, как описано, например, в одновременно поданной патентной заявке PCT/EP2012/050160, зарегистрированной 5 января 2012 г. и озаглавленной как «ОТОБРАЖЕНИЕ ДАННЫХ КЛИНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВАТАРА».

В некоторых вариантах осуществления данные, захваченные устройством захвата, представляются в форме аватара или другого виртуального объекта, который соответствует субъекту (например, пациенту) в физическом пространстве. Может быть желательным инициализировать и/или настраивать визуальное представление на основе фактических характеристик субъекта. Например, устройство захвата может опознать физические особенности субъекта и настроить аватар субъекта на основе этих идентифицированных особенностей, таких как рост, вес, морфология, особенности формы и т.п.

В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечен аватар или виртуальный объект в виртуальной среде с взаимодействиями, подобными, или приближенными, или заменяющими взаимодействия в физическом пространстве. Например, может быть сгенерирован виртуальный медицинский работник, который может предоставлять аватару пациента диагноз, результаты, предложения или обратную связь, основанные полностью или частично на данных, полученных системой, и/или на любых дополнительных данных (таких как данные, поступающие от датчика, или данные об образе жизни). Это может включать в себя использование одного или более алгоритмов, обрабатывающих эти данные. В одном варианте осуществления обратная связь может принимать форму обучения аватара, такого как диетические указания, которые могут быть представлены графически, или иллюстративно, или устно, в соответствии с которыми может действовать реальный пациент.

Система и способ могут отслеживать субъект и любое движение в физическом пространстве во времени и применять изменения или обновления аватара (или другой формы представления) на основе истории данных отслеживания. Аспекты скелетной модели или ячеечной модели человека могут генерироваться на основе данных изображения, захваченных устройством захвата, для того, чтобы представить тип тела субъекта, структуру костей, рост, вес и т.п.

Для того, чтобы генерировать модель представителя цели или предмета в физическом пространстве, устройство захвата может захватить объемное изображение сцены, в которой присутствует человеческий или животный субъект. В одном варианте осуществления устройство захвата может определить, сколько целей или объектов в сцене соответствуют человеческой цели, такой как субъект. Например, цель, идентифицированная как человек, может быть просканирована для того, чтобы сгенерировать связанную с ней скелетную модель. Скелетная модель может быть затем представлена вычислительной системе для того, чтобы отслеживать скелетную модель и отображать аватар, связанный со скелетной моделью. Вычислительная система может определить, какие управляющие действия следует выполнить в приложении, выполняемом вычислительной системой, на основе, например, движений пользователя, которые были распознаны и отображены на скелетную модель. Животное может быть представлено аналогичным образом.

Система, устройство, способ и компоненты создания и настройки аватара, описанные в настоящем документе, могут быть воплощены в вычислительной системе или мультимедийной приставке, такой как игровая приставка, от которой желательно, чтобы она показывала визуальное представление цели, включая, посредством примера и без каких-либо ограничений, спутниковые приемники, телевизионные приставки, аркадные игры, персональные компьютеры (PC), мобильные телефоны, персональные цифровые помощники (PDA), смартфоны, ноутбуки и другие персональные и/или переносные и/или стационарные вычислительные устройства.

В настоящем документе описаны различные варианты осуществления, касающиеся интерфейсов для того, чтобы показать движение и/или медицинские данные, полученные путем распознавания движения, захвата движения, анализа движения и системы отслеживания, также описанных в настоящем документе. Интерфейсы могут включать в себя аватар для того, чтобы показывать набор медицинских данных, включая данные клинического исследования, связанные с рядом субъектов. Визуальные представления по меньшей мере части набора медицинских данных могут быть показаны вместе с аватаром на или около части аватара, связанной с по меньшей мере частью набора медицинских данных.

Интерфейсы могут использоваться пациентом, субъектом клинического испытания, врачом, медицинским работником, родственником, другом, исследователем и т.д. Дополнительно к этому, могут быть обеспечены функции управления доступом, чтобы предоставить разные уровни доступа разным пользователям. Например, врачу можно предоставить полный доступ, такой как использование одной настройки прав доступа, в то время как исследователю можно предоставить более ограниченный доступ, такой как использование другой настройки прав доступа.

В одном варианте осуществления результаты анализа движения электронно передаются медицинскому работнику, такому как клинический врач. В одном варианте осуществления результаты анализа движения предоставляются пациенту (или субъекту) в реальном времени, или почти в реальном времени. В одном варианте осуществления результаты анализа движения предоставляются как медицинскому работнику, так и пациенту (или субъекту).

Фиг.1A и Фиг.1B иллюстрируют примерный вариант осуществления конфигурации системы 100 распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений пациента. В примерном варианте осуществления пациент 120 распознается, обнаруживается, отображается и отслеживается с конкретной ссылкой на руку 122, и/или конкретные компоненты руки 122, такие как предплечье, пальцы и т.д. Система 100 может собрать информацию, связанную с движениями пациента в физическом пространстве.

Система 100 распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений может включать в себя вычислительную систему 140. Вычислительная система 140 может быть компьютером, игровой системой или приставкой и т.п. Вычислительная система 140 может включать в себя аппаратные компоненты и/или компоненты программного обеспечения таким образом, чтобы вычислительная система 140 могла использоваться для выполнения приложения распознавания, захвата, анализа и отслеживания движения, описанного в настоящем документе.

Система 100 распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений может дополнительно включать в себя устройство 160 захвата изображения, например камеру или камеры, которые могут использоваться для того, чтобы визуально мониторить пациента 120 так, чтобы его движения могли быть захвачены, проанализированы и отслежены.

В соответствии с одним вариантом осуществления система 100 распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений может быть связана с видеодисплеем 180, который может обеспечивать визуальную обратную связь и/или визуальные входные подсказки пациенту 120. Видеодисплей может представлять собой телевизор, компьютерный монитор, телевизор с высокой четкостью изображения (HDTV), телевизор с трехмерным изображением и может быть монохроматическим или цветным. Вычислительная система 140 может включать в себя видеоадаптер, такой как видеокарта и/или аудиоадаптер, такой как звуковая карта, которые могут обеспечивать аудиовизуальные сигналы, связанные с приложением, выполняющимся на вычислительной системе. В соответствии с одним вариантом осуществления видеодисплей 180 может быть соединен с вычислительной системой 140 с помощью любых подходящих средств соединения, известных в данной области техники. В предпочтительном варианте осуществления система 100 обладает как видео-, так и аудиовходами и выходами.

В вариантах осуществления настоящего изобретения обратная связь с пациентом и/или подсказки для движений могут быть предоставлены пациенту видео- или изобразительными средствами, например посредством аватара или визуального представления на дисплее 180, или только аудиосредствами, например звуковыми словесными инструкциями, или тоном или серией тонов, или как аудио-, так и визуальными средствами.

Звуки, как производимые пациентом, так и звуки окружающей среды, могут быть получены системой 100 через микрофон или другой аудиочувствительный элемент (не показан) и обработаны вычислительной системой 140. Подходящие фильтры могут быть реализованы в программном обеспечении, аппаратных средствах или во встроенном микропрограммном обеспечении так, чтобы выбирались определенные звуки, которые соответствуют аспектам состояния пациента. Эти звуки могут быть обработаны и составить часть набора данных. Звуковые данные могут быть дополнительными к данным захвата движения, контекстными к ним, или независимыми от них. Звуковые данные могут использоваться любым образом, описанным для любых других данных в настоящем документе, и таким образом могут использоваться или помогать в любой идентификации, определении, диагнозе, прогнозе, оценке, предсказании, исследовании или терапии. В одном примере, где имеется подозрение на наличие у пациента респираторного заболевания, такого как хроническая обструктивная болезнь легких, или уже диагностирована хроническая обструктивная болезнь легких, звуки, такие как звуки дыхания, могут помочь в анализе, управлении или терапии.

В некоторых вариантах осуществления звук может использоваться независимо в качестве средства, с помощью которого пациент или субъект может управлять системой, например инициируя ввод данных о движении. Голосовые (или аудио) команды могут использоваться для того, чтобы запустить работу системы, например, разрешая субъекту или пациенту запускать, останавливать, осуществлять навигацию или активировать меню, функции или экраны системы. В некоторых вариантах осуществления может использоваться распознавание речи для того, чтобы проверить идентификационные данные субъекта или пациента, использующего систему.

Как далее показано на Фиг.1B, система 100 распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений может использоваться для того, чтобы распознать, проанализировать, и/или отследить движения, выполняемые пациентом 120. Например, на Фиг.1B показан пациент, перемещающий руку 122 в ответ на подсказку системы 100, запрашивающую такое перемещение. Это движение отслеживается с использованием средства захвата изображения или устройства 160 таким образом, что движение может быть проанализировано. Таким образом, данные, включающие в себя множество сигналов от устройства захвата изображения, обрабатываются и/или коррелируются, чтобы сформировать вывод.

Фиг.2 представляет собой блок-схему, поясняющую примерное вычислительное средство или систему 140, которая может использоваться для того, чтобы реализовать функциональность обработки для различных аспектов предлагаемой технологии (например, в качестве пользовательского/клиентского устройства, медиасервера, сервера захвата медиа, сервера медиаправил, хранилища правил, медиабиблиотеки, базы данных/логики активности, игровой приставки, комбинации перечисленного и т.п.). Специалистам в данной области техники будет понятно, как реализовать предлагаемую технологию, используя другие вычислительные системы или архитектуру. Вычислительная система 140 может включать в себя, например, пользовательское устройство, такое как настольный компьютер, мобильный телефон, персональное развлекательное устройство, камеры, микрофоны, DVR, устройство выдачи медикаментов и так далее, мэйнфрейм, сервер или любой другой тип вычислительного устройства особого назначения или общего назначения, как может быть необходимо или удобно для данного приложения или среды. В некоторых вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, вычислительная система 140 включает в себя игровую функциональность. Вычислительная система 140 может включать в себя один или более процессоров, таких как процессор 204. Процессор 204 может быть реализован с использованием механизма обработки общего назначения или особого назначения, такого как, например, микропроцессор, микроконтроллер или другая управляющая логика. В этом примере процессор 204 соединяется с шиной 206 или другой коммуникационной средой.

Вычислительная система 140 может также включать в себя оперативную память 208, такую как память с произвольным доступом (RAM) или другая динамическая память, для того, чтобы хранить информацию и инструкции, которые будут выполняться процессором 204. Оперативная память 208 также может использоваться для того, чтобы сохранять временные переменные или другую промежуточную информацию во время выполнения инструкций, которые будут выполняться процессором 204. Вычислительная система 140 может аналогично включать в себя постоянную память (ROM) или другое статическое запоминающее устройство (не показано), связанное с шиной 206 для того, чтобы хранить статическую информацию и инструкции для процессора 204.

Вычислительная система 140 может также включать в себя механизм 210 хранения информации, который может включать в себя, например, медиапривод 212 и съемные носители 218. Медиапривод 212 может включать в себя дисковый привод или другой механизм, чтобы поддерживать фиксированные или съемные носители, такие как привод жесткого диска, дисковод для гибких дисков, магнитно-ленточное устройство, оптический дисковод, CD или DVD-привод (R или RW), или другое устройство для съемных или фиксированных носителей. Носители 218 могут включать в себя, например, жесткий диск, гибкий диск, магнитную ленту, оптический диск, CD или DVD, или другой фиксированный или съемный носитель, который читается и записывается медиаприводом 212. Как иллюстрируют эти примеры, носители 218 могут включать в себя машиночитаемый носитель, на котором сохранено конкретное программное обеспечение или данные.

В альтернативных вариантах осуществления механизм 210 хранения информации может включать в себя другие схожие инструменты для того, чтобы позволить компьютерным программам или другим инструкциям или данным быть загруженными в вычислительную систему 140. Такие инструменты могут включать в себя, например, съемное устройство хранения данных 222 и интерфейс 220, такой как программный картридж и его интерфейс, съемную память (например, флэш-память или другой съемный модуль памяти) и слот памяти, а также другие съемные устройства хранения данных 222 и интерфейсы 220, которые позволяют программному обеспечению и данным быть переданными от блока съемного носителя 218 к вычислительной системе 140.

Вычислительная система 140 может также включать в себя устройство 226 сопряжения с системой связи. Устройство 226 сопряжения с системой связи может использоваться для того, чтобы позволить программному обеспечению и данным быть переданными между вычислительной системой 140 и внешними устройствами. Примеры устройства 226 сопряжения с системой связи могут включать в себя модем, сетевой интерфейс (такой как Ethernet или другая карта NIC), коммуникационный порт (такой как, например, порт USB), слот PCMCIA и соответствующую карту, и т.д. Программное обеспечение и данные, передаваемые через устройство 226 сопряжения с системой связи, имеют вид сигналов, которые могут быть электронными, электромагнитными, оптическими, или другими сигналами, которые могут быть полученными устройством 226 сопряжения с системой связи. Эти сигналы подаются в устройство 226 сопряжения с системой связи через канал 228. Этот канал 228 может переносить сигналы и может быть реализован с использованием беспроводной среды, провода или кабеля, волоконной оптики или другого средства связи. Некоторые примеры канала включают в себя телефонную линию, сотовую связь, радиочастотную связь, сетевой интерфейс, локальную или глобальную сеть и другие каналы коммуникаций. По существу, могут использоваться любая связь физического уровня и любой коммуникационный протокол. В некоторых вариантах осуществления сигналы передаются с помощью беспроводных технологий, и могут использовать любую подходящую несущую частоту, модуляционную схему и протокол, такой как BlueTooth, ZigBee, CDMA, GSM и т.п. Данные могут храниться и извлекаться любым образом, известным в данной области техники, включая локальное хранение, удаленные серверы и облачные вычисления.

В данном документе термины “компьютерный программный продукт” и “машиночитаемый носитель” могут быть обычно использованы в отношении носителей, таких как, например, память 208, запоминающее устройство 218 или устройство хранения данных 222. Эти и другие формы машиночитаемых носителей могут быть вовлечены в предоставление одной или более последовательностей из одной или более инструкций процессору 204 для выполнения. Такие инструкции, обычно называемые “программным кодом” (который может быть сгруппирован в виде компьютерных программ или других группировок), при их выполнении позволяют вычислительной системе 140 осуществлять особенности или функции вариантов осуществления предлагаемой технологии.

В варианте осуществления, в котором элементы реализуются с использованием программного обеспечения, программное обеспечение может быть сохранено на машиночитаемом носителе и загружено в вычислительную систему 140 с использованием, например, съемного диска 210, диска 212 или устройства 226 сопряжения с системой связи. Управляющая логика (в данном примере инструкции программного обеспечения или программный код) при ее выполнении процессором 204 заставляет процессор 204 выполнять функции технологии, как описано в настоящем документе.

В одном варианте осуществления вычислительная система 140 конфигурируется так, чтобы выполнить применимые нормативные требования органов здравоохранения. Например, в США вычислительная система 140 может реализовать подходящую технологию шифрования для того, чтобы соответствовать требованиям Управления по контролю за продуктами и лекарственными средствами США (FDA) к электронным записям, изложенным в документе FDA 21 CFR Часть 11.

Следует иметь в виду, что для целей ясности вышеприведенное описание описывает варианты осуществления технологии в отношении различных функциональных блоков и процессоров. Однако должно быть очевидно, что может использоваться любое подходящее распределение функциональности между различными функциональными блоками, процессорами или доменами без умаления значения технологии. Например, функциональность, проиллюстрированная как выполняемая отдельными процессорами или контроллерами, может быть выполнена одним и тем же процессором или контроллером. Следовательно, ссылки на конкретные функциональные блоки должны рассматриваться только как ссылки на подходящие средства для того, чтобы обеспечить описанную функциональность, а не как указание на жесткую логическую или физическую структуру или организацию.

В одном варианте осуществления система 100, описанная в настоящем документе, использует способ декорреляции спекла, как описано, например, в патенте США №7433024, раскрытие которого включено в настоящий документ посредством ссылки для всех целей. Такой способ использует источник света (обычно лазер, излучающий в инфракрасном диапазоне), и кодирует информацию в излучаемых световых структурах. Одна или более принимающих камер (обычно устройства CCD или CMOS) анализируют деформацию этих структур обнаруживаемым объектом. Обрабатывающие алгоритмы отслеживают положения и перемещения тела много раз в секунду.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения принимающее устройство захвата изображения (камера или другое чувствительное устройство) может получать изображения с множественных направлений и/или с множества точек зрения. Другие принимающие камеры или устройства захвата изображения, потенциально подходящие для этого, включают в себя квантовые наноточечные камеры и ультразвуковые датчики (используемые совместно с излучением ультразвука в качестве среды формирования изображений). В то время как видимый свет является примерной средой для захвата изображения, настоящее изобретение не ограничено таким использованием, и подходящими для получения изображений являются также и другие формы излучения (например, инфракрасное излучение, звуковое, ультразвуковое и т.п.). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения движение отображается неоднократно.

В одном варианте осуществления система 100 использует структурированный свет, то есть проекцию световой структуры (плоскость, сетка, или более сложная форма) под определенным углом к объекту. Эта методика известна для отображения и получения размерной информации. Чаще всего используемая световая структура генерируется разверткой выходящего луча света в световую плоскость. Когда световая плоскость пересекается с объектом, на поверхности объекта может быть замечена яркая световая линия. При просмотре этой световой линии под углом наблюдаемые искажения линии могут быть преобразованы в изменения высоты. Световое сканирование объекта создает трехмерную информацию о форме объекта.

Известны и описаны в литературе несколько систем захвата с использованием структурированного света, а также программное обеспечение распознавания образов и протоколы, которые являются потенциально подходящими для настоящего изобретения как системы захвата. Они включают в себя системы с невидимым структурированным светом (ISR); системы с инфракрасным структурированным светом (IRSL) и системы с фильтруемым структурированным светом (FSL).

В одном варианте осуществления система обнаружения, распознавания и захвата движения по настоящему изобретению включает в себя бесконтактный игровой контроллер, продаваемый компанией Microsoft Corporation, находящейся в г.Редмонд, штат WA, под товарным знаком “Kinect^TM”. Такой контроллер представляет собой относительно легкое, переносное устройство захвата изображений, которое разработано и предназначено для потребительского бытового применения в игровой сфере. Как таковое, оно взаимодействует с игровой приставкой и видеодисплеем, например телевизором. Это устройство создает динамическое каркасное представление, или скелетную карту тела субъекта, которая затем отслеживается, чтобы распознать движения. В одном или более вариантах осуществления игровой контроллер объединен с игровой приставкой или компьютером, таким как игровая приставка XBOX^TM, продаваемая компанией Microsoft Corporation, находящейся в г.Редмонд, штат WA.

В другом варианте осуществления для обнаружения и захвата движения может использоваться способ анализа времени прохождения света. В этом способе инфракрасный свет (или эквивалент: невидимые частоты света) посылается в трехмерное пространство, а затем анализируются время и длины волн света, возвратившегося к специально настроенным камерам, для того, чтобы воспроизвести отображенное пространство.

В одном варианте осуществления могут использоваться множественные устройства захвата 160 (или их чувствительные элементы). В вариантах осуществления настоящего изобретения множественные устройства получения 160 используются для того, чтобы захватить большее пространство событий, чем может быть захвачено единственным устройством. Например, множественные устройства 160 могут быть расположены с интервалами вокруг овальной траектории таким образом, чтобы движение субъекта было отслежено повсюду. В таком случае устройства 160 могли бы быть выстроены в пределах внутренней части овала. Также возможны линейное, горизонтальное или вертикальное расположения устройств 160. Устройства могут быть связаны с единственной вычислительной системой 140, или с множественными вычислительными системами 140. Одно или более из устройств 160 может управляемым образом перемещаться, в дополнение к или альтернативно одному или более фиксированных устройств 160.

В одном варианте осуществления множественные устройства 160 могут быть выстроены вокруг центральной точки так, чтобы достигалось более высокое разрешение обработки изображений в пределах единственной области событий, и/или чтобы достигалась область захвата в триста шестьдесят градусов. Для домашнего использования пациентом множественные устройства 160 (со связанными вычислительными системами 140, или с единственной вычислительной системой 140) могут быть размещены в различных комнатах для того, чтобы позволить отслеживать пациента по мере того, как пациент движется из одной комнаты в другую комнату. Такие множественные устройства могут предоставить значительные преимущества в управлении медицинским уходом, например, для пожилых людей. Множественные устройства 160 могут быть настроены на одну и ту же конфигурацию обработки и/или захвата изображений, или могут быть настроены на различные конфигурации обработки и/или захвата изображений, причем в последнем случае это может помочь в дифференциальном анализе. В некоторых вариантах осуществления использование множественных и/или дифференциальных устройств 160 и/или вычислительных систем 140 может облегчить психиатрические оценки, диагнозы и/или лечение пациентов.

В одном варианте осуществления система 100 снабжена чувствительным элементом (не показан) для того, чтобы точно определять расстояние от субъекта или пациента до устройства захвата 160. Такой чувствительный элемент может быть реализован на ультразвуковом приемопередатчике или на передатчике и детекторе. В некоторых вариантах осуществления ультразвук может дополнительно или альтернативно использоваться для того, чтобы реализовать обработку изображений и захват движения.

В одном варианте осуществления система 100 включает в себя компьютерную программу, которая может представлять собой аппаратный вариант осуществления либо программный вариант осуществления. Настоящее изобретение может включать в себя компьютерный программный продукт, например программное обеспечение, сохраненное на любом материальном носителе в виде программного кода, пригодного для исполнения компьютером.

Компьютерный программный код для выполнения операций по настоящему изобретению может быть записан на любом из языков программирования либо на их комбинации, и программный код может выполняться полностью или частично на вычислительной системе 140, и/или полностью или частично на удаленной вычислительной системе, соединенной с системой 100 подходящим сетевым или физическим соединением.

В одном варианте осуществления система 100 включает в себя системное программное обеспечение и/или программное обеспечение управления процессом.

В одном варианте осуществления системное программное обеспечение и/или программное обеспечение управления процессом включает в себя программное обеспечение операционной системы, которое может принадлежать к вычислительной системе 140 и/или к устройству 160.

В одном варианте осуществления система 100 включает в себя аналитическое программное обеспечение.

В одном варианте осуществления аналитическое программное обеспечение включает в себя средство хранения для того, чтобы сохранять множество данных, соответствующих множеству различных точек данных и/или слоев; средство обработки для анализа и выбора одной или более различных точек данных и/или слоев; и средство отображения для того, чтобы представлять множество различных точек данных и/или слоев в воспринимаемом человеком виде.

В одном варианте осуществления аналитическое программное обеспечение включает в себя программное обеспечение для анализа данных. В одном варианте осуществления анализ данных выполняется посредством онтологического картирования. В одном варианте осуществления концепции онтологии используются для того, чтобы вычислять векторы понятий для записей данных. Координаты векторов понятий могут представлять оценки понятий аспектов или полей в записи (записях) данных. Оценки, такие как значения, такие как скалярные величины, могут использоваться для того, чтобы показать релевантность соответствующего понятия для записи данных в соответствии с предопределенной мерой. Такая мера может быть, например, вероятностью, или другой мерой, стандартизированной в информационном поиске. Подходящие базы данных хранят соответствующие данные.

В одном варианте осуществления используется сеть подобия для того, чтобы представить общие черты между записями данных. Блок сети подобия может использовать в качестве входной информации векторы понятий и по меньшей мере одно отношение онтологии. Блок сети подобия может использовать предопределенный алгоритм, функцию или метод для того, чтобы вычислять значения подобия на границах сети подобия.

В одном варианте осуществления первый набор данных относится к виртуальной модели субъекта. Второй набор записей данных может представлять данные, имеющие отношение к характеристикам индивидуального субъекта, такого как человеческий или животный пациент.

Дополнительные элементы системы 100 могут включать в себя различные коды сценария, драйверы (с закрытым исходным кодом и/или с открытым исходным кодом), и различные аппаратные средства или компоненты встроенного микропрограммного обеспечения. Подходящие алгоритмы для системы 100, устройства 160, вычислительной системы 140 или любых подсистем любого из перечисленного могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении или встроенном микропрограммном обеспечении.

СПОСОБЫ

Система 100 может идентифицировать событие изменения позы или множество событий изменения позы на основе множества сигналов захвата изображения. В некоторых вариантах осуществления система 100 периодически идентифицирует позу пациента на основе одного или более сигналов, и идентифицированная поза хранится как событие изменения позы. Система 100 может идентифицировать, является ли пациент стоящим или лежащим, например ложащимся. В некоторых вариантах осуществления, в которых чувствительные элементы располагаются во множестве позиций на или в пределах тела пациента, система 100 может быть в состоянии идентифицировать дополнительные позы, такие как вставание, усаживание и укладывание. Примерные расположения чувствительных элементов включают в себя положения на пациенте или соединенные с пациентом, например, внутри имплантируемого медицинского устройства в брюшной полости пациента, и дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, на или внутри бедра пациента. В некоторых вариантах осуществления система 100 идентифицирует переходы между позами, и сохраняет показания относительно переходов из одной позы в другую как события изменения позы.

Система 100 может идентифицировать походку субъекта на основе множества сигналов захвата изображения. В некоторых вариантах осуществления система 100 периодически идентифицирует походку пациента на основе множества сигналов, и идентифицированная походка хранится как событие походки. В некоторых вариантах осуществления библиотека походок создается путем идентифицирования походок множества субъектов и пациентов, как имеющих некоторый диапазон связанных с движением болезненных состояний, так и не имеющих никаких болезненных состояний (то есть субъектов со здоровыми движениями).

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя использование системы считывания и захвата движения для того, чтобы обеспечить для совокупности, включающей в себя одно или более из пациента, медицинского работника и клинического врача, данные о движениях пациента и/или данные о двигательных нарушениях, которые могут затем использоваться в качестве диагностического инструмента. Такой способ включает в себя следующие этапы: (a) выбор одного или более движений пациента; (b) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более движений, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; и (c) передача такого первоначального набора данных движения медицинскому работнику.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя использование системы считывания и захвата движения для того, чтобы обеспечить для совокупности, включающей в себя одно или более из пациента, медицинского работника и клинического врача, данные о движениях пациента и/или данные о двигательных нарушениях, которые могут затем использоваться в качестве инструмента, например диагностического инструмента. Такой способ включает в себя следующие этапы: (a) выбор одного или более движений пациента; (b) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; (c) передача такого первоначального набора данных движения медицинскому работнику; и (d) предоставление пациенту терапии на основе такого первоначального набора данных движения.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя использование системы считывания и захвата движения для того, чтобы обеспечить для совокупности, включающей в себя одно или более из пациента, медицинского работника и клинического врача, данные о движениях пациента и/или данные о двигательных нарушениях, которые могут затем использоваться в качестве диагностического инструмента. Такой способ включает в себя следующие этапы: (a) выбор одного или более движений пациента; (b) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; (c) передача такого первоначального набора данных движения медицинскому работнику; (d) предоставление пациенту терапии на основе такого первоначального набора данных движения; (e) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить вторичный набор, включающий в себя одно или более движений пациента, чтобы обеспечить вторичный набор данных движения через некоторый период времени после начала терапии; (f) сравнение первоначального набора со вторичным набором и передача результатов сравнения медицинскому работнику; и (g) переоценка терапии на основе сравнения данных.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя использование системы считывания и захвата движения для того, чтобы обеспечить информацию для совокупности, включающей в себя одно или более из пациента, медицинского работника и клинического врача. Информация включает в себя данные о движениях пациента и/или данные о двигательных нарушениях, которые могут затем использоваться в качестве инструмента, например диагностического инструмента, для одного или более из следующего: (i) исследование существования множества заболеваний и состояний, включая, но не ограничиваясь этим, различные физические состояния, неврологические состояния и психологические состояния; (ii) исследование или оценка различных физических состояний, неврологических состояний и психологических состояний; (iii) исследование или оценка развития различных физических состояний, неврологических состояний и психологических состояний; (iv) диагноз и/или прогноз различных физических состояний, неврологических состояний и психологических состояний; и (v) выполнение терапевтического вмешательства по отношению к различным физическим состояниям, неврологическим состояниям и психологическим состояниям. Такой способ включает в себя следующие этапы: (a) выбор одного или более движений пациента; (b) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более выбранных движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; (c) передача такого первоначального набора данных движения пациенту, медицинскому работнику или клиническому врачу; (d) анализ упомянутого набора данных; и (e) предоставление обратной связи пациенту, медицинскому работнику или клиническому врачу на основе такого первоначального набора данных движения, и дополнительно (f) переоценка терапии на основе данных движения.

Фиг.3 представляет собой блок-схему, изображающую этапы одного варианта осуществления 300 системы распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений по настоящему изобретению. В способе, изображенном на Фиг.3, пациент или субъект инициирует систему в блоке 301. Блок 302 представляет стадию подсказки, на которой система обеспечивает пациенту звуковую или визуальную инструкцию, или и то, и другое, например “поднимите Вашу правую руку”. Пациент затем выполняет некоторое действие в блоке 304, и система захватывает движение 306. Блок 308 представляет собой аналитическую стадию. На этом этапе движение может быть проанализировано в соответствии с рядом протоколов, по одному или совокупно. Движения, которые могут быть записаны и проанализированы, включают в себя, не ограничиваясь этим: диапазон движения, скорость движения, ускорение или замедление части тела или всего тела, плавность или текучесть движения, направление движения, тремор или вибрации, колебания, вращательные или поворотные движения, прямолинейные движения, орбитальные или радиальные движения (такие как движения глаз), комбинация любого из перечисленного, и изменение в любом из перечисленного. В некоторых вариантах осуществления выражения, такие как выражения лица, жесты и постуральный язык или язык тела могут быть захвачены, проанализированы или контекстуализированы. Записанное движение или движения могут быть сохранены, сравнены с предшествующими результатами для получения дифференциального результата, или проанализированы независимо. В блоке 310 результаты захвата и/или анализа движения могут быть показаны (в материальной форме, например на распечатке, или в нематериальной форме, например как отображение на экране) пациенту, и/или его родственнику или другу, переданы (или загружены) медицинскому работнику или клиническому врачу или медицинскому исследователю. В одном варианте осуществления, как было отмечено ранее, данные и/или анализ могут быть предоставлены виртуальному медицинскому работнику или исследователю. Результаты могут быть выведены на экран в текстовой или числовой форме, в графической форме, или иначе. В одном варианте осуществления представление результатов использует аватар и программу картирования тела, такую как описанная в ранее процитированной Заявке на патент PCT, озаглавленной: ОТОБРАЖЕНИЕ ДАННЫХ КЛИНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВАТАРА. Результаты могут быть отображены в одной форме для пациента и/или его родственника и в той же самой или в другой форме для медицинского работника и/или клинического врача. Следует отметить, что этапы отображения и анализа 308 и 310 могут выполняться в любом порядке или одновременно. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения одна или более из этапов подсказки 302, соответствия 304 и захвата 306 могут быть повторены многократно прежде, чем будет выполнена стадия анализа 308.

Результаты захвата и/или анализа движения могут быть сохранены в базе данных, такой как персональная медицинская карта или электронная медицинская карта. Такая база данных может хранить индивидуальные данные пациента и также может использоваться для того, чтобы просмотреть и проанализировать совокупные данные, такие как данные по одному пациенту в течение долгого времени, или данные по многим пациентам (в один момент времени или в течение долгого времени). Особо полезными являются средства манипулирования данными, чтобы обнаружить корреляции изменений в течение длительного времени. Как неограничивающий пример, состояние пациента с аутизмом может мониториться с помощью системы 100. В одном варианте осуществления может быть проведена начальная сессия мониторинга, так что движения пациента отображаются и захватываются. На основе набора данных, который по меньшей мере частично включает в себя данные мониторинга, медицинский работник и/или клинический врач могут предписать пациенту выполнение задачи или набора задач, таких как простая или сложная видеоигра, или ряда периодически повторяющихся задач. Эта игра может быть предоставлена системой 100 и выведена на экран видеоустройства 180. Как пример, на этапе выдачи системой подсказок (например, 302), пациенту могут быть даны инструкции уложить друг на друга или выровнять (экранные) объекты. Движения отображаются системой 100 и могут быть записаны, соответственно может быть сгенерирован набор данных. Данные могут быть подвергнуты различным аналитическим процедурам, таким как сравнение подмножества движений в начальный момент времени с тем же самым или подобным подмножеством движений в более поздний момент времени. Сравнение может быть выполнено для подмножества данных, или существенно для всех данных. Данные далее могут контекстуализированы на основе данных, полученных из ежедневных действий пациента, таких как диета или сон. Медицинский работник и/или клинический врач могут получить исходные данные и/или проанализированные данные, например загруженные через Интернет или телефонную систему, которые могут иметь форму аватарного представления. Медицинский работник и/или клинический врач могут затем попытаться изменить поведение пациента посредством некоторой формы терапевтического вмешательства, такого как назначение медикамента, физиотерапия или внешние стимулы. Внешний стимул может быть интерактивной игрой, в которую пациент может играть с использованием системы 100. Процесс обработки изображений, анализа и вмешательства может быть повторен настолько часто, насколько это необходимо или полезно.

В некоторых вариантах осуществления система 100 способна непосредственно предоставлять терапию пациенту, такому как пациент с аутизмом. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система 100 может предоставлять терапию в форме упражнений или задач, требующих произвольного мышечного контроля.

В некоторых вариантах осуществления система 100 может выполнять этапы подсказок, этапы отображения и аналитические этапы так, как описано выше, и выбирать вмешательство, такое как интерактивная игра, на основе собранных данных и одного или более алгоритмов лечения, хранящихся в вычислительном устройстве 140. Система 100 таким образом действует как самодостаточный медицинский работник, без дополнительных действий со стороны клинического врача.

В одном варианте осуществления на экран видеоустройства 140 выводится музыкальный инструмент, такой как фортепиано или клавиатура фортепиано. Система 100 может дать пациенту команду виртуально играть на фортепиано, выполняя руками и пальцами движения, которые соответствуют клавишам, показываемым на видеодисплее 180. Пациенту может быть предоставлена звуковая обратная связь от аудио части системы 100 таким образом, чтобы пациент слышал ноты, которые он играет. Движение пациента, играющего на виртуальной клавиатуре, захватывается устройством захвата 160 и может быть проанализировано для того, чтобы сгенерировать набор данных, который затем может использоваться, как указано выше, медицинским работником и/или клиническим врачом, или который может использоваться системой 100 для того, чтобы непосредственно предоставить пациенту какое-либо терапевтическое вмешательство. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения терапевтическое вмешательство включает в себя непосредственно проигрывание музыки. В этом аспекте настоящего изобретения анализ и вмешательство могут включать в себя тот же самый набор действий.

В другом аспекте настоящего изобретения система 100 может предоставить пациенту логопедическую терапию. Это может быть сделано в духе устройства типа караоке, в котором слова или символы появляются на экране и могут сопровождаться слышимыми словами, речью и/или музыкой. Логопедическая терапия или вокальная терапия могут включать в себя анализ, вмешательство, или и то, и другое.

В некоторых вариантах осуществления данные (об одном пациенте или о множестве пациентов) могут быть дополнительно контекстуализированы путем ассоциирования с другими формами данных о пациенте, такими как данные от другого чувствительного элемента, данные, сообщенные самим пациентом, данные о неблагоприятных событиях, данные биомаркера или комбинации перечисленного. Инструментальные данные могут включать в себя данные от акселерометра или от других чувствительных элементов для позиционирования пациента. Для того, чтобы помочь контекстуализировать данные движения, может оказаться полезным в качестве дополнения к данным захвата движения предоставить другие формы данных, такие как, но не ограничиваясь этим, данные об активности пациента, такие как характеристики образа жизни, диета, циклы сна, потребление еды и воды, использование телефона или беспроводного устройства, использование компьютера, использование социальных сетей, и т.п.

В вариантах осуществления настоящего изобретения этапы отображения и захвата движения могут быть выполнены многократно, с терапией или без нее, а также с обратной связью от медицинского работника или без таковой. Хотя преимущество системы по настоящему изобретению состоит в том, что обнаружение и анализ движения могут быть выполнены пациентом в домашних условиях, в удобное для пациента время, система может альтернативно или дополнительно использоваться в офисе клинического врача или в лечебном учреждении. Движения, которые пациент может выполнять для захвата их системой, могут зависеть от природы заболевания или состояния, которое оценивается, диагностируется или подозревается, от поврежденного тела или анатомической части тела, от частоты движения и степени движения. Система может быть запрограммирована клиническим врачом так, чтобы давать пациенту указания выполнить определенное движение для его захвата. Это указание может поступать пациенту в виде звуковой команды или в виде представления на видеодисплее (такого как аватар), движения которого пациента просят повторить, или и в том, и в другом виде. Таким образом, пациенту может быть дано указание действовать так, как будто он или она ловит шар, с помощью звуковой команды, с помощью изображения аватара, ловящего шар, или с помощью и того, и другого.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя систему считывания и захвата движения для того, чтобы предоставить медицинскому исследователю данные о движениях пациента и/или данные о двигательных нарушениях, которые могут затем использоваться в качестве инструмента исследования. Такой способ включает в себя следующие этапы: (a) выбор одного или более движений пациента; (b) регистрация множества пациентов; (c) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более выбранных движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения, включающий в себя совокупные данные от множества пациентов; (d) передача такого первоначального набора данных движения медицинскому исследователю; и (e) оценивая возможных методов лечения на основе такого первоначального набора данных движения.

Фиг.4 представляет собой блок-схему, изображающую последовательность этапов одного варианта осуществления 400 системы распознавания, захвата, анализа и отслеживания движений по настоящему изобретению. В способе, изображенном на Фиг.4, медицинский исследователь инициирует систему в блоке 401. Блок 402 представляет систему, обеспечивающую подсказку испытуемому (или пациенту), включающую в себя звуковую инструкцию, визуальную инструкцию, или и то, и другое, такую как “растопырьте ваши пальцы”. Субъект затем выполняет некоторое действие в блоке 404, и система захватывает движение 406. Блок 408 представляет аналитическую стадию. На этом этапе движение может быть проанализировано в соответствии с различными протоколами, по отдельности или совокупно. Движения, которые могут быть записаны и проанализированы, включают в себя, не ограничиваясь этим: диапазон движения, скорость движения, ускорение или замедление части тела или всего тела, тремор или вибрации, колебания, вращательные или поворотные движения, прямолинейные движения, плавность или текучесть движения, направление движения, радиальные движения (такие как движения глаз), комбинация любого из перечисленного, и изменение в любом из перечисленного. Записанное движение или движения могут быть сохранены, сравнены с предшествующими результатами для получения дифференциального результата, или проанализированы независимо. Блок 410 представляет отображение результатов захвата и/или анализа движения субъекту или медицинскому исследователю, что может дополнительно включать в себя передачу (или загрузку) медицинскому исследователю или другому человеку, нуждающемуся в этих данных. Результаты могут быть выведены на экран в текстовой или числовой форме, в графической форме, или иначе. Предпочтительным средством отображения является отображение аватара, упоминаемое в настоящем документе. Так же, как и в случае с протоколом индивидуального субъекта/пациента, изображенным на Фиг.3, одна или более этапов подсказки и захвата могут быть повторены до или после аналитического этапа. В этом варианте осуществления предусматривается, что будут отображены и проанализированы множественные субъекты, и таким образом блок-схема повторяется для других субъектов так много раз, как это необходимо или полезно исследователю. Полученные данные могут включать в себя совокупность всех субъектов, или могут включать в себя только данные об индивидуальном субъекте. В любом случае, для того, чтобы найти тренды или конечные точки, могут быть выполнены дальнейшие этапы обработки.

В одном варианте осуществления представление результатов использует аватар и программу картирования тела, такие как описанные в ранее процитированной Заявке на патент PCT, озаглавленной: ОТОБРАЖЕНИЕ ДАННЫХ КЛИНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВАТАРА. Результаты могут быть отображены в одной форме для пациента и в той же самой или в другой форме для медицинского работника и/или клинического врача.

Следует отметить, что некоторые особенности, аспекты и варианты осуществления, идентифицированные в контексте системы, изображенной на одном из чертежей Фиг.3 или Фиг.4, могут быть одинаково применимыми к другому.

В одном предпочтительном варианте осуществления данные медицинского исследования множества пациентов выводятся на экран в форме аватара, который облегчает отображение и анализ данных о множественных пациентах. В одном аспекте система обеспечивает возможность наложения данных или сдвига данных во времени для того, чтобы определить любое изменение в этих данных. Например, представление может включать в себя "программируемую кнопку" сдвига по времени, с помощью которой исследователь может переместиться на любую временную точку в наборе данных.

В одном варианте осуществления изображение аватара включает в себя управляющий элемент, который предоставляет возможность установить минимальный и максимальный диапазон или цели для данного значения и предупредить или сигнализировать, когда эти диапазоны или уровни соблюдаются или не соблюдаются. Например, если клинический врач хочет определить диапазон движения пациента, система 100 может быть настроена для обеспечения звуковой или визуальной подсказки (или обеих), указывающих пациенту поднять его или ее левую руку на уровень плеч. Если пациент в состоянии поднять его или ее левую руку до уровня плеч, система может обеспечить звуковую или визуальную (или и ту, и другую) обратную связь, такую как “спасибо, тест завершен”. В случае, если пациент неспособен поднять его или ее левую руку до уровня плеч, система может обеспечить другое сообщение обратной связи, такое как "хорошая попытка, давайте перейдем к следующему тесту". Система 100 может включать в себя один или более циклов «если (x), тогда (y)», или искусственный интеллект для того, чтобы некоторые предопределенные события могли переключать сбор данных.

В одном варианте осуществления изображение аватара включает в себя возможность наложения сгенерированных компьютером и экспериментальных данных и/или данных фактического изображения на результирующий аватар. Например, результаты ЯМР-исследования, рентгеновского исследования, результаты сканирования на компьютерном томографе или другие изобразительные, аналитические или расчетные данные могут быть наложены на данные, собранные с помощью обнаружения и захвата движения по настоящему изобретению, и отображены на аватаре.

В одном варианте осуществления система, устройство и способ по настоящему изобретению предоставляют медицинскому работнику или клиническому врачу или медицинскому исследователю возможность определять уровень детализации, или зернистость любого обнаруженного движения тела. Например, исследователь может сместить фокус от всего корпуса субъекта к руке, затем к ладони, затем к пальцу, и обратно.

В одном варианте осуществления система считывания и захвата может быть объединена с данными о пациенте, полученными от других чувствительных элементов, таких как кардиодатчики (датчик частоты сердечных сокращений, датчик формы волны, датчик кровяного давления и т.п.); кислородные датчики, присоединенные акселерометры, датчики касания и т.п.

На основе результатов обнаружения и анализа движения, клиническим врачом может быть выбрано лечение, такое как терапевтические средства. Такие терапевтические средства для лечения рассеянного склероза или его разновидностей включают в себя, например, бета-интерферон, глатирамерацетат, натализумаб, митоксантрон, терифлюномид, тестостерон, финголимод, темзиролим, BHT-3009, MBP-8298, IR-208, CDP-323, BG12 (диметилфумарат), кладрибин, лаквинимод, алемтузумаб (анти-CD52 человеческое моноклональное антитело), окрелизумаб (антитело к CD20), офатумумаб, моноклональные антитела, стволовые клетки, стероиды, антагонисты опиатов, антибиотики, витамины, статины, такие как аторвастатин, церивастатин, флувастатин, ловастатин, питавастатин, правастатин, розувастатин и симвастатин, кортикостероиды, а также комбинации перечисленного. Ингибиторы холинэстеразы, такие как донепезил и ривастигмин, являются подходящими для таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.

Для воспалительных или обструктивных заболеваний дыхательных путей, таких как астма и/или хроническая обструктивная болезнь легких, может быть назначено соответствующее лечение. Примерные активные ингредиенты включают в себя долгодействующие агонисты бета 2, такие как сальметерол, формотерол, индакатерол и их соли, мускариновые антагонисты, такие как тиотропиум и гликопиррониум и их соли, и кортикостероиды, включающие в себя будезонид, циклезонид, флутиказон, мометазон и их соли. Подходящие комбинации включают в себя (фумарат формотерола и будезонид), (ксинафоат сальметерола и пропионат флутиказона), (ксинафоат сальметерола и тиотропную соль бромистоводородной кислоты), (малеат индакатерола и гликопиррониевую соль бромистоводородной кислоты), и (индакатерол и мометазон).

В некоторых вариантах осуществления лечение или терапевтическое средство включает в себя иммуномодулятор. В некоторых вариантах осуществления иммуномодулятор включает в себя финголимод. В одном примере терапевтическое средство включает в себя финголимод, поставляемый компанией Novartis Pharmaceutical Corporation под торговой маркой Gilenya™.

В некоторых вариантах осуществления терапевтическое средство или лечение включает в себя модулятор рецептора 1-фосфат спингозина. В некоторых вариантах осуществления модулятор рецептора 1-фосфат спингозина включает в себя средство BAF312, поставляемое компанией Novartis Pharmaceutical Corporation.

Вышеизложенное ни в коем случае не ограничивает терапевтические средства, которые могут использоваться, поскольку специалист в данной области может легко выбрать, сформулировать или разработать такое терапевтическое средство.

В некоторых вариантах осуществления отображение, захват и измерение движений глаз предоставляет множество полезных данных медицинскому работнику и/или клиническому врачу. В одном примере система 100 может использовать в своих интересах соотношение между движениями глаз и неврологической функцией. Таким образом, система 100 может подавать подсказки посредством видеодисплея 180 и/или звуковой команды (или посредством и того, и другого), и дать пациенту команду следовать глазом за точкой или другим значком, сгенерированным на видеодисплее 180. Точка может перемещаться по экрану 180 вычислительной системой 140 по различным траекториям или случайным образом. Классические глазные тесты, такие как тест Снеллена, решетка Амслера и тест Ландхольта C могут быть легко реализованы системой 100, поскольку возможности обработки изображения системы 100 позволяют определять расстояние от пациента до видеодисплея 180. Более того, аспекты отображения и захвата движений и возможности системы 100 позволяют системе дать пациенту указания закрыть правый или левый глаз и проверить, что указания выполнены. Таким образом может быть оценена, например, острота зрения с помощью любого из множества тестов остроты зрения, известных в данной области. Аналогично может быть реализована калорическая проба пристального взгляда и анализ ее результатов.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения система 100 функционирует как устройство для определения соответствия лечебного средства или терапии или наблюдающее устройство. Например, пациент может быть снабжен набором, включающим в себя лечебные средства и набор инструкций для введения лечебных средств при нахождении в поле захвата движений системы 100. Набор инструкций может иметь письменный вид, может быть выведен на экран видеодисплея 180, или одновременно и то, и другое. В примере перорального введения лечебных средств отображение может включать в себя представление введения лечебных средств и графические указания по введению. Система 100 может таким образом мониторить самостоятельное введение лечебных средств пациентом, используя обнаружение, захват и анализ движения, как описано в настоящем документе. Высокое разрешение системы позволяет ей различать различные типы введения лечебных средств. Непринятие лечебных средств в некоторых предписанных пределах (например, в пределах определенного времени) может закончиться сигналом, отправляемым на домашний компьютер пациента, КПК или сотовый телефон, смартфон или другое беспроводное мобильное устройство, чтобы предупредить пациента. Аналогично, в случае успешного введения лечебных средств может быть предоставлена положительная обратная связь, такая как сообщение "спасибо". Если пациент является ребенком, система может реагировать, позволяя ребенку поиграть в видеоигру. Лечебные средства могут включать в себя пероральные формы, инъекции, ингаляции и т.п. Система 100 может даже быть запрограммирована так, чтобы искать и различать кожные заболевания, такие как аллергические реакции, высыпания или наличие или отсутствие трансдермальных пятен.

В одном варианте осуществления система 100 может включать в себя средство для распознавания, идентификации и проверки пациента или субъекта. Такое средство может включать в себя одно или более из программного обеспечения распознавания лица, программного обеспечения распознавания речи, программного обеспечения сканирования сетчатки глаз или программного обеспечения распознавания отпечатков пальцев.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения система 100 может функционировать таким образом, чтобы определять, оценивать и/или вести мониторинг нарушений или состояний сна, таких как сонное апноэ. Как описано в многочисленных вариантах осуществления, обратная связь, результаты, помощь или терапия могут быть предоставлены пациенту в реальном времени или почти в реальном времени. В случае сонного апноэ система 100 может включить дыхательную помощь для пациента, такую как поток кислорода или воздуха.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения система 100 может функционировать как вспомогательное устройство для пациентов с нарушенными двигательными функциями. Например, движение субъекта/пациента может быть захвачено и преобразовано в перемещение исполнительного элемента автоматизированного вспомогательного устройства, такого как экзоскелет, подходящий или носимый пациентом.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя устройство для определения соответствия лечебного средства или терапии или наблюдающее устройство, например набор для определения соответствия или наблюдения, включающий в себя (a) лечебное средство или лечение, (b) систему захвата движений и, по желанию, (c) набор инструкций для введения лечебных средств в пределах системы захвата движений, в котором упомянутый захват движений включает в себя средство для распознавания, захвата, анализа и отслеживания движения, например, как определено в настоящем документе. В одном примере лечение включает в себя иммуномодулятор.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя инструмент, который может использоваться в качестве диагностического, прогнозирующего или терапевтического инструмента, включающего в себя систему обнаружения движения и систему захвата для того, чтобы захватить набор данных, представляющих движения человека, например, как описано выше в настоящем документе. Такой инструмент, например терапевтический инструмент, может также включать в себя обрабатывающую систему для того, чтобы обрабатывать упомянутый набор данных и выдавать ряд значений, связанных с упомянутым человеком, например, как описано выше в настоящем документе; и, по желанию, исполнительное средство для преобразования набора значений во вспомогательное движение.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой вспомогательное устройство, включающее в себя (a) средство отображения для того, чтобы отобразить движение субъекта, например, как описано выше в настоящем документе; (b) средство захвата для захвата набора данных, представляющих упомянутое движение упомянутого субъекта, например, как описано выше в настоящем документе; (c) обрабатывающее средство для обработки упомянутого набора данных и выдачи набора значений, связанных с упомянутым субъектом, например, как описано выше в настоящем документе; и (d) исполнительное средство, механически соединенное с упомянутым пациентом и связанное с упомянутым обрабатывающим средством для преобразования набора значений во вспомогательное движение, например, как описано выше в настоящем документе. По желанию вспомогательное устройство может быть предоставлено вместе с лечением для болезненного состояния, включающего в себя неврологический эффект или неврологическое расстройство, например, как описано выше в настоящем документе.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя лечение для того, чтобы лечить пациента, имеющего болезненное состояние, включающее в себя неврологический эффект, в котором лечение предоставляется пациенту после того, как выполнены следующие этапы: (a) обеспечение средства отображения для того, чтобы отобразить движения пациента; (b) обеспечение средства захвата для захвата набора данных, представляющих упомянутое движение упомянутого субъекта; (c) обеспечение обрабатывающего средства для обработки упомянутого набора данных и выдачи набора значений, связанных с упомянутым пациентом; и (d) обеспечение средства обратной связи для предоставления упомянутому пациенту, и/или сиделке, и/или клиническому врачу результата упомянутого движения, связанного с введением.

В некоторых вариантах осуществления обеспечивается лечение для использования в способе для того, чтобы лечить пациента, имеющего болезненное состояние, включающее в себя неврологический эффект, например неврологическое расстройство, в котором упомянутый способ включает в себя следующие этапы: (a) обеспечение средства отображения для того, чтобы отобразить движения пациента; (b) обеспечение средства захвата для захвата набора данных, представляющих упомянутое движение упомянутого пациента; (c) обеспечение обрабатывающего средства для обработки упомянутого набора данных и выдачи набора значений, связанных с упомянутым пациентом; и (d) обеспечение средства обратной связи для предоставления упомянутому пациенту, и/или сиделке, и/или клиническому врачу результата упомянутого движения, связанного с введением; и (e) обеспечение лечебного средства, отвечающего упомянутому болезненному состоянию.

Предлагается лечение для того, чтобы лечить болезненное состояние, включающее в себя неврологический эффект у пациента, в котором лечение основывается на данных движения, и в котором такие данные получаются с помощью способа, включающего в себя следующие этапы: (a) выбор одного или более движений пациента; (b) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить первоначальный набор, включающий в себя одно или более выбранных движений пациента, чтобы обеспечить первоначальный набор данных движения; и (c) передача такого первоначального набора данных движения медицинскому работнику. Способ может дополнительно включать в себя следующие этапы: (d) использование системы считывания и захвата для того, чтобы отобразить вторичный набор движения, включающий в себя одно или более движений пациента, чтобы обеспечить вторичный набор данных движения через некоторый период времени после начала терапии; (e) сравнение первоначального набора со вторичным набором и передача результатов сравнения медицинскому работнику.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя терапевтическую систему, например набор, для лечения болезненного состояния, включающего в себя неврологический эффект у пациента, например неврологическое расстройство, в котором упомянутый набор включает в себя (a) средство отображения для того, чтобы отобразить движение пациента; (b) средство захвата для захвата набора данных, представляющих упомянутое движение упомянутого пациента; (c) обрабатывающее средство для обработки упомянутого набора данных и выдачи набора значений, связанных с упомянутым пациентом; и (d) средство обратной связи для предоставления, например, упомянутому пациенту, и/или сиделке, и/или клиническому врачу результата упомянутого движения, связанного с введением лечебных средств; и (e) лечение для того, чтобы лечить упомянутое болезненное состояние.

Настоящее изобретение не ограничено измерением вызванных болезнью двигательных нарушений у пациентов, но может в равной степени использоваться для того, чтобы оценить (для клинических или других целей) диапазоны движения различных членов тела. Система считывания и захвата может быть дополнительно использована как инструмент атлетического или спортивного обучения или исследования. В таком случае цель отображения является "субъектом", а не пациентом, и собранные данные предоставляются субъекту (хотя они точно так же могут быть загружены с помощью электронных средств кому-то кроме субъекта, например преподавателю или тренеру).

Варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться для контроля состояния здоровья и/или поддержания здоровья у симптоматических пациентов или у бессимптомных субъектов. Примерным вариантом осуществления является мониторинг пожилых субъектов на предмет обнаружения двигательных эффектов зарождающихся болезней или состояний, таких как болезнь Альцгеймера, или обучение субъектов с помощью упражнений в качестве профилактического средства.

В любом из предыдущих вариантов осуществления результаты любого из этапов отображения, видео или аудиозахвата и анализа, и результаты, данные или представление могут быть загружены одному или более получателям и/или в одну или более баз данных. Таким образом медицинский работник, клинический врач или сиделка могут получить данные и/или представление. Дополнительно к этому или альтернативно, данные и/или представление могут быть загружены в базу данных, такую как электронная медицинская карта. Особое преимущество предоставляет комбинация и/или интегрирование отображения, видео или аудиозахвата, анализа, результатов или данных с данными датчиков, данными, сообщенными самим пациентом, данными о неблагоприятных событиях, данными биомаркера, данными об активности пациента, такими как характеристики образа жизни, или с комбинациями вышеперечисленного. Любые такие данные предпочтительно связаны с временной шкалой так, чтобы могла быть собрана хронологическая запись. Из этой хронологической записи могут быть сделаны прогнозные, индуктивные и дедуктивные выводы.

В одном варианте осуществления система 100 разрабатывается и конфигурируется так, чтобы обеспечить двунаправленную обратную связь. Таким образом, в таком варианте осуществления результаты любого из этапов отображения, видео или аудиозахвата и анализа, и результаты, данные или представление загружаются (или передаются) медицинскому работнику, и информация, основанная на таких результатах, может быть предоставлена назад пациенту в реальном времени или почти в реальном времени или для более позднего использования. Информация, возвращаемая пациенту, может включать в себя любую информацию, которая может быть предоставлена пациенту медицинским работником или лабораторией, и может включать в себя информацию или указание предпринять некоторое действие (или воздержаться от некоторого действия). Например, медицинский работник может дать указания выполнить дополнительные тесты, изменить поведение, начать или изменить медикаментозное лечение или физиотерапию и т.п. Этапы получения результатов, обеспечения обратной связи и предпринятия действий могут повторяться.

Хотя может показаться, что особенности описываются в связи с конкретным вариантом осуществления, специалисту в данной области техники будет понятно, что различные особенности описанных вариантов осуществления могут быть скомбинированы. Более того, аспекты, описанные в связи с вариантом осуществления, могут быть самостоятельными, либо могут быть объединены с аспектами или элементами других вариантов осуществления.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам захвата и оценки данных движения пациента. Система для захвата и оценки данных движения пациента, имеющего неврологическое состояние, выбранное из болезни Паркинсона, множественного склероза или болезни Альцгеймера, содержит базу данных для выбора движения пациента, подходящего к его состоянию, визуальное отображение или аудиокоманду, чтобы подсказать пациенту выполнить выбранное движение, множество камер захвата изображения движения пациента, средство обработки для захвата набора данных изображений, причем множество камер и средство обработки допускают обнаружение смещения на 0,5 мм, аналитическое программное обеспечение для анализа по меньшей мере одного набора данных и выдачи набора значений, ассоциированных с упомянутым пациентом. Причем средство обработки генерирует результаты, представляющие по меньшей мере часть упомянутых обработанных данных, и представляет упомянутые результаты в воспринимаемом человеком формате. Использование изобретения позволяет повысить точность определения тонкой моторной активности и/или ее нарушений. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Бесконтактная система для захвата и оценки данных движения пациента, имеющего неврологическое состояние, выбранное из болезни Паркинсона, множественного склероза или болезни Альцгеймера, содержащая:
(a) базу данных движений для выбора движения пациента, подходящего к состоянию пациента;
(b) визуальное отображение или аудиокоманду, чтобы подсказать пациенту выполнить выбранное движение;
(c) множество камер захвата изображения для захвата множества изображений упомянутого движения упомянутого пациента, причем упомянутое множество изображений содержит видео;
(d) средство обработки для захвата набора данных изображений, представляющих упомянутое движение упомянутого пациента, причем упомянутое множество камер и упомянутое средство обработки допускают обнаружение смещения на 0,5 мм;
(e) аналитическое программное обеспечение для анализа по меньшей мере одного упомянутого набора данных и выдачи набора значений, ассоциированных с упомянутым пациентом; и причем
(f) упомянутое средство обработки генерирует результаты, представляющие по меньшей мере часть упомянутых обработанных данных, и представляет упомянутые результаты в воспринимаемом человеком формате.

2. Система по п. 1, в которой данные движения анализируются с помощью алгоритма распознавания образов.

3. Система по п. 1, в которой захват изображения содержит декорреляцию спекла.

4. Система по п. 1, в которой захват изображения содержит структурированный свет.

5. Система по п. 1, в которой данные изображения содержат объемное изображение.

6. Система по п. 1, в которой неврологическое состояние содержит болезнь Паркинсона, множественный склероз или болезнь Альцгеймера.

7. Система по п. 1, в которой движение пациента на упомянутом видео содержит одно или более из походки и моторной координации, перемещения, сгибания конечностей, положения конечностей, реакции на стимулы, положения тела и физическое состояние.

8. Система по п. 1, в которой отображение движения не требует носимого пациентом датчика.

9. Система по п. 1, в которой множество камер является двумя камерами.