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超聲觸摸屏用戶界面及顯示器的制作方法

文檔序號:6657091閱讀:269來源:國知局
專利名稱:超聲觸摸屏用戶界面及顯示器的制作方法
技術領域
本發(fā)明通常涉及醫(yī)學診斷成像系統(tǒng),例如超聲成像系統(tǒng),尤其涉及用于這種系統(tǒng)的觸摸屏用戶界面。
如今在市場上可購買到小型的、便攜式超聲成像系統(tǒng),包括標明GE Logiq Book和Sonosite Titan的系統(tǒng)。中端超聲系統(tǒng)包括PhilipsEnvisor。這兩類超聲系統(tǒng)通常都包括“硬”用戶界面(UI),該“硬”用戶界面(UI)包括鍵盤、按鈕、滑塊電位計(slider potentiometer)、旋鈕、開關、跟蹤球(trackball)等形式的物理鍵。這些硬UI部件的大部分專用于與超聲系統(tǒng)的使用有關的特定控制功能,且相應地被標記。
另外,在一些較大的超聲系統(tǒng)上,一個或多個電致發(fā)光(EL)平板顯示器已被用來呈現(xiàn)“軟”UI,該“軟”UI一般包括在觸摸屏上的可變的虛擬鍵。
軟硬UI部件都是與正在顯示所產(chǎn)生的超聲圖像的超聲系統(tǒng)的主顯示器分開的。因此主顯示器顯示超聲圖像及關于這些圖像的其它文本的或圖形的信息,如ECG軌跡、功率水平等,但不允許直接用戶交互,即用戶僅可以觀看正在顯示的圖像但不能經(jīng)該主顯示器與它們交互。更確切地,用戶必須求助于硬UI部件以改變超聲圖像的參數(shù)。
現(xiàn)有超聲系統(tǒng)(包括與主顯示器分離的硬UI和軟UI部件,如鍵盤與EL平板顯示器)存在的一些問題是分離部件的附加成本、復雜性、功耗、重量以及維護。因此期望將硬UI和軟UI部件都結(jié)合到主顯示器中,從而消除它們的物理實現(xiàn),由此避免制造和維護這種分離的UI部件。
EP 1239396描述了軟硬部件結(jié)合到觸摸屏顯示器中的醫(yī)學成像設備用的用戶界面。該用戶界面包括其上顯示超聲圖像的監(jiān)視器、該監(jiān)視器前面的觸摸屏、以及在監(jiān)視器屏幕上定義的激活區(qū)和彈出菜單。每個激活區(qū)與成像系統(tǒng)的特定控制功能(如模式選擇、穿透深度增加或減少、縮放、亮度調(diào)節(jié)、對比度調(diào)節(jié)等)相關聯(lián),從而通過觸摸在監(jiān)視器屏幕上定義的激活區(qū)上的觸摸屏,執(zhí)行相關聯(lián)的功能。
US 2004/0138569描述了用于超聲系統(tǒng)的圖形用戶界面,其中顯示屏具有圖像區(qū)和單獨的控制區(qū),在控制區(qū)上定義了控制功能,一個控制功能在一個單獨的區(qū)域中。這些控制功可經(jīng)由觸摸屏訪問。
US 6575908描述了具有用戶界面的超聲系統(tǒng),該用戶界面包括硬UI部件(即D控制器)以及觸摸屏。
現(xiàn)有技術的用戶界面存在的一個問題是它們沒有優(yōu)化激活區(qū)的呈現(xiàn)。它們也不能實現(xiàn)三維圖像處理。
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于超聲成像系統(tǒng)的新的改進的用戶界面,其中控制功能實現(xiàn)為屏上虛擬設備。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于超聲成像系統(tǒng)的用戶界面,其中控制功能由觸摸屏上的激活區(qū)代表,該觸摸屏具有最佳表現(xiàn),即方便用戶能夠很容易地選擇每個激活區(qū)和/或與超聲圖像同時顯示激活區(qū),同時最小化對圖像和相關聯(lián)圖形的干擾。
為了實現(xiàn)這些目的及其它目的,根據(jù)本發(fā)明的用于提供對超聲成像系統(tǒng)的設備功能的用戶控制的用戶界面包括觸摸屏,其上顯示超聲圖像;以及多個激活區(qū),與超聲圖像的顯示同時地選擇性顯示在觸摸屏上。每個激活區(qū)具有與超聲圖像處理有關的唯一指定功能,該功能的指示顯示在該激活區(qū)上。處理器與觸摸屏耦合,用于檢測激活區(qū)上的觸摸并在被觸摸時執(zhí)行與各激活區(qū)相關聯(lián)的功能。用這種方式,通過將各控制功能指定給激活區(qū)使得用戶能夠簡單地觸摸該激活區(qū)并實現(xiàn)想要的控制,可以將所有的UI控制實現(xiàn)為虛擬控制。被指定的功能可以是與調(diào)整超聲圖像的生成、處理或顯示有關的參數(shù),如,增益、補償、深度、聚焦、縮放、或附加激活區(qū)的顯示(如提供另外的可用功能供選擇的彈出菜單的顯示)。
激活區(qū)之一可以是包括多個激活區(qū)的分段激活區(qū),該多個激活區(qū)排列成緊密環(huán)(或其一部分)使得每個激活區(qū)的中心與一個公共點等距,該公共點可以是該分段激活區(qū)的中心。例如,在一個實施例中,激活區(qū)被定義在觸摸屏上且當其被觸摸時,使得顯示具有多個附加激活區(qū)的餅狀菜單。該餅狀菜單是圓形的且每個附加激活區(qū)具有扇形形狀。該餅狀菜單以用戶所觸摸的激活區(qū)上的一位置為中心使得每個附加激活區(qū)與該觸摸點等距。這使用戶選擇附加激活區(qū)中之一所需的手指或指示筆的運動最小化。代替圓形餅狀菜單,可以顯示多邊形菜單,其中每個附加激活區(qū)具有梯形或三角形的形狀。
各單獨激活區(qū)的功能可以是在一個以上的方向上調(diào)整參數(shù),即增加或減小增益、縮放、深度等,由此以避免對單個參數(shù)需要顯示兩個或更多的激活區(qū),如一個激活區(qū)用于增益增加,另一個激活區(qū)用于增益減小。為了在想要的方向上實現(xiàn)參數(shù)調(diào)整,用戶以滑動觸摸的形式(如向上或向下)在想要的變化方向上掃過激活區(qū),并且處理器檢測該滑動觸摸,確定其方向,然后在滑動觸摸的方向上調(diào)整該參數(shù)。這樣的激活區(qū)可以具有指輪的形式,以給用戶提供可識別的控制。數(shù)值讀出可以與該激活區(qū)相關聯(lián)地顯示以在調(diào)整該參數(shù)的同時顯示該參數(shù)值。另外,激活區(qū)或該激活區(qū)內(nèi)的指示可以改變形狀以與滑動觸摸所描畫的形狀相符合。
在一個實施例中,參數(shù)的分布圖(profile)通過觸摸激活區(qū)可調(diào)整,該激活區(qū)通過響應用戶觸摸的軌跡在觸摸屏上描畫輪廓來響應用戶觸摸。該輪廓代表控制分布圖,即根據(jù)所描畫的輪廓的形狀而變化的一系列控制值。該控制分布圖由系統(tǒng)用以驅(qū)動在掃描線期間隨著某個參數(shù)(如時間)而變化的控制功能。例如,TGC(時間增益補償)分布圖可以由用戶描畫的TGC輪廓確定。該激活區(qū)顯示有初始的、現(xiàn)有的分布圖。用戶在該激活區(qū)中隨后的觸摸和描畫運動修改該分布圖,然后該被修改的分布圖被顯示給用戶查看并有可能進一步的調(diào)節(jié)。這些修改可以是強烈的,例如,單個手勢運動代替現(xiàn)有的輪廓,或者它們可以是漸進的,例如每個手勢動作將該分布圖移動到前一輪廓與由該手勢動作所產(chǎn)生的新輪廓之間的中間位置。
這些激活區(qū)可以設置有因成像系統(tǒng)的不同操作模式而變化的指定功能。因此處理器將根據(jù)成像系統(tǒng)的操作模式對每個激活區(qū)分配與成像系統(tǒng)有關的功能。當操作模式變化時,激活區(qū)的功能以及它們的標簽、形狀、顏色、以及透明度都將變化。例如,用作按鈕的激活區(qū)可以利用其輪廓形狀以及在該區(qū)中所顯示的圖形表明其功能,而根本沒有任何文本標簽。半透明可以用于激活區(qū)相互覆蓋或者覆蓋在下面的超聲圖像上以使顯示區(qū)域消耗最小化。
該用戶界面也可以設計成用手寫識別算法處理由手指、指示筆等在觸摸屏上描畫或勾畫的手寫文本,該手寫識別算法將觸摸屏上的觸摸轉(zhuǎn)換成文本。通過允許手寫文本輸入,該用戶界面使用戶能夠輸入復雜的信息,如患者數(shù)據(jù)、評論、圖像區(qū)域的標簽等等。
一種例示性的超聲成像系統(tǒng)能夠顯示實時三維超聲圖像,使得激活區(qū)具有與三維圖像處理有關的唯一指定功能。這些三維超聲圖像可以顯示為在它們真實的空間位置上相對于彼此取向的多個平面。
根據(jù)本發(fā)明的對超聲成像系統(tǒng)的設備功能提供用戶控制的方法包括在觸摸屏上顯示超聲圖像;與超聲圖像的顯示同時在觸摸屏上定義多個激活區(qū);對每個激活區(qū)指定唯一的與超聲圖像的處理有關的功能;在每個激活區(qū)上顯示該功能的指示;對這些激活區(qū)進行定位以使對同時顯示超聲圖像的干擾最小化;檢測激活區(qū)什么時候被觸摸;以及執(zhí)行與所觸摸的激活區(qū)相關聯(lián)的功能以改變被顯示的超聲圖像。
可以基于對指定給激活區(qū)的功能的需要和/或基于用戶的激活,控制激活區(qū)的顯現(xiàn)與消失。這增加了觸摸屏的整個視場被超聲圖像占據(jù)的時間。在節(jié)約空間尤其重要的顯示格式中,具有半透明控制的激活區(qū)可以臨時覆蓋在其它激活區(qū)、和/或圖像、和/或伴隨圖像的信息圖形上。因為用戶的注意力集中在處理這些控制上而不是集中在下面的圖像和圖形的精細細節(jié)上,所以半透明控制沒有使顯示器的效用變小。由用戶操縱半透明控制所進行的系統(tǒng)改變可通過該控制本身看到。例如,如果該控制用于圖像接收增益而其激活區(qū)疊加在超聲圖像上,那么由于該半透明,在操縱該控制期間,對于用戶來說不僅來自該激活區(qū)周圍的圖像區(qū)域的圖像亮度變化是可見的,而且在該激活區(qū)下面的圖像亮度變化也是可見的。
激活區(qū)可以沿觸摸屏的視場的左側(cè)或右側(cè)、或該視場的頂部或底部排列,以最小程度地遮擋超聲圖像。激活區(qū)和超聲圖像的同時顯示使用戶能夠馬上看到通過觸摸激活區(qū)對超聲圖像進行的改變。
本發(fā)明連同其進一步的目的及優(yōu)點可以參照下面結(jié)合附圖而進行的說明被充分地理解,附圖中,類似的附圖標記表示類似的部件。


圖1是結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的用戶界面的超聲成像系統(tǒng)的方框圖。
圖2是顯示具有樣本激活區(qū)布局的超聲成像系統(tǒng)的觸摸屏。
圖3A和3B顯示在用戶界面中使用的兩種形式的級聯(lián)菜單。
圖4A、4B、和4C顯示用于用戶可控值分布圖的示例性激活區(qū),以及改變該分布圖的一系列操作。
圖5顯示具有三維圖像及樣本激活區(qū)布局的超聲成像系統(tǒng)的觸摸屏。
圖6A和6B顯示激活區(qū)內(nèi)的示例性圖形符號,其能夠?qū)崿F(xiàn)對所顯示三維圖像的取向的操縱。
參照圖1,根據(jù)本發(fā)明的超聲成像系統(tǒng)10包括超聲掃描器12、用于控制超聲掃描器12的機電子系統(tǒng)14、用于控制機電子系統(tǒng)12的處理單元或計算機16、以及顯示超聲圖像和虛擬控制的觸摸屏18。機電子系統(tǒng)14實現(xiàn)除了計算機軟件、監(jiān)視器、觸摸屏界面之外的超聲成像系統(tǒng)10的電學子系統(tǒng)和機械子系統(tǒng)。例如,機電子系統(tǒng)14包括操作超聲掃描器12以及與超聲掃描器12交互的必要結(jié)構(gòu)。
計算機16包括與機電子系統(tǒng)14交互以及控制機電子系統(tǒng)14的必要硬件和軟件,例如微處理器、存儲器以及接口卡。存儲器存儲執(zhí)行超聲成像系統(tǒng)10的各種功能的軟件指令。
觸摸屏18可以實現(xiàn)在與計算機16有線連接的監(jiān)視器上或者與計算機16無線耦合的便攜顯示設備上,或者二者上,并通過能夠由計算機16形成表示超聲成像過程的期望控制變化的命令信號,來提供對超聲成像系統(tǒng)10的完全控制。觸摸屏18可以是電阻性的、電容性的、或者其它觸摸屏,將用戶已用其手指、指示筆或其它適當?shù)脑O備觸摸了觸摸屏18的指示以及觸摸的位置提供給計算機16。觸摸屏18的觸摸位置與計算機16的特定控制功能相關聯(lián),該控制功能顯示在觸摸屏18上的被觸摸的位置處,從而計算機16執(zhí)行相關聯(lián)的控制功能,即通過產(chǎn)生命令信號來控制機電子系統(tǒng)14。
本發(fā)明的一個重要方面是用于控制超聲成像系統(tǒng)10的輸入既不需要來自硬UI部件(例如按鈕、跟蹤球、功能鍵以及TGC電位計等等),也不需要來自單獨的軟UI(如EL(電致發(fā)光)顯示器)。由這種硬UI和軟UI部件執(zhí)行的所有控制功能現(xiàn)在被表示為與超聲圖像一起顯示在觸摸屏18上的虛擬控制。因此不需要用于數(shù)據(jù)輸入的單獨鍵盤以及其它的硬UI部件。
圖2顯示在超聲成像系統(tǒng)10工作期間觸摸屏18上的虛擬控制布局的樣本。觸摸屏18在可用顯示區(qū)或視場20全部顯示超聲圖像,或者連同在一部分視場20內(nèi)的一個或多個疊加的激活區(qū)22、24、26一起顯示超聲圖像。激活區(qū)22、24、26代表超聲成像系統(tǒng)10的通??刂疲鼈儗崿F(xiàn)為屏上虛擬設備,包括諸如鍵、按扭、跟蹤球、以及TGC電位計之類的硬UI控制。
計算機16是可編程的,以使用戶可以在視場20上全屏顯示超聲圖像或顯示超聲圖像及選定的激活區(qū)22、24、26之間切換,這取決于成像模式。當超聲圖像及激活區(qū)22、24、26共享視場20時,計算機16可以被編程為展現(xiàn)一個較小的、清楚的圖像,這時激活區(qū)22、24、26放置到圖像的一側(cè)或多側(cè),或者可選地展現(xiàn)實際大小的圖像,這時激活區(qū)22、24、26可選擇以半透明的方式疊加在圖像上。這些選項可以由用戶在系統(tǒng)設置期間按照偏好來配置。不同的成像模式將導致呈現(xiàn)不同的激活區(qū)22、24、26以及對激活區(qū)22、24、26的不同標記。
當超聲圖像與疊加的激活區(qū)22、24、26一起顯示于觸摸屏18的視場20上時,超聲圖像被實況顯示從而通過觸摸激活區(qū)22、24、26實現(xiàn)的控制變化立刻反映在觀察到的圖像中。因為激活區(qū)22、24、26與這些圖像在同一個視場20中,所以用戶不必為了看控制變化的效果,將其視野從所述圖像轉(zhuǎn)移到產(chǎn)生變化的單獨UI部件,反之亦然。由此減少用戶的疲勞。
激活區(qū)22、24、26在觸摸屏18的視場20上的布局和分割被設計成使對超聲圖像及其相關聯(lián)的圖形的同時顯示的干擾最小化。分割尤其涉及激活區(qū)22、24、26相對于彼此及相對于所顯示的超聲圖像的放置,以及當激活區(qū)22、24中特定的一個正在使用時進一步的控制或控制部分(如下面描述的附加激活區(qū)32,36,44)的放置。尤其,當激活區(qū)22、24、26被需要時或由用戶激活時(如通過使用不消失的持久控制),激活區(qū)22、24、26出現(xiàn)在視場20的分段區(qū)中。優(yōu)選地,激活區(qū)22、24、26被放置在分段區(qū)中圖像的側(cè)面或者在圖像的上面,例如使用不透明的(不是半透明的)窗口小部件繪制(widgetrendering)??商鎿Q地,該圖像可以被繪制得足夠大使得其占據(jù)也由激活區(qū)22、24、26占據(jù)的視場20的至少一部分。在這種情況下,激活區(qū)22、24、26可以用前面所述的任選的半透明的方式繪制在圖像上。激活區(qū)22、24、26對于右手操作的用戶可以放置在視場20的右側(cè),而對于使用左手操作的用戶可以放置在左側(cè)。右手操作和左手操作是可配置的選項,其可以在系統(tǒng)設置期間由用戶選擇。激活區(qū)22、24、26僅放置于視場20的一側(cè)上減少了控制變化期間用戶的手使圖像模糊的可能性。
在一個布局中,激活區(qū)22、24、26被設定在預定位置并根據(jù)當前的成像模式提供可變的標簽和圖像。該UI可以被簡化使得僅僅相關的或者最近使用的控制出現(xiàn)在激活區(qū)22、24、26,但所有相關的控制可以總是通過嵌套的菜單來訪問。嵌套的數(shù)量被最小化以減少執(zhí)行任何特定控制功能所需的觸摸數(shù)目。嵌套菜單的放置構(gòu)成專用于激活區(qū)的視場20的進一步分割。
每個激活區(qū)22通常包括其功能的標簽、標記、形狀或者小圖形圖像表示(如,像增益、聚焦、深度這樣的完整單詞、或者像COMP這樣的縮略語、或表示深度變化的圖形),而且當用戶在特定激活區(qū)22的位置處觸摸觸摸屏18時,計算機16使該觸摸與功能相關聯(lián)并使超聲成像系統(tǒng)10執(zhí)行該相關聯(lián)的功能。在激活區(qū)上的標簽可以是表示顯示一類功能的功能,從而執(zhí)行相關聯(lián)的功能使更多特定功能的彈出菜單出現(xiàn)。例如,激活區(qū)可以標記為“灰度級”并且當被觸摸時使附加激活區(qū)出現(xiàn)如“深度”、“大小”等。標記可以被設置在使菜單出現(xiàn)的激活區(qū)上,如箭頭。
在一些情形下,為了指示將要執(zhí)行的確切功能,用戶必須觸摸并掃過激活區(qū)22,即滑動觸摸。例如,觸摸標有“增益”的激活區(qū)22以增加和減少增益,從而不需要分開的激活區(qū),即一個激活區(qū)用于增益增加而另一個激活區(qū)用于增益減少。為了增加增益,用戶使其手指在標有“增益”的激活區(qū)22上在向上的方向上掃過一次或多次。每檢測到一個向上的掃過就使增益增加。另一方面,為了減少增益,用戶使其手指在“增益”激活區(qū)上在向下的方向上掃過。
計算機16可以通過檢測觸摸屏18上的各個觸摸并將當前的觸摸位置與前面的觸摸位置進行比較,來檢測在激活區(qū)22上的掃過,以確定滑動觸摸的方向。觸摸位置的前進以及每個觸摸位置與前一觸摸位置的比較提供了滑動觸摸的方向。
計算機16被編程為在觸摸屏18上顯示用戶正在改變的參數(shù)的數(shù)值讀出28,如圖2中所示。例如,當觸摸“增益”激活區(qū)22時,讀出28出現(xiàn),然后用戶可以通過掃過激活區(qū)26而調(diào)整增益。然而,一旦用戶已停止改變增益,即,停止掃過激活區(qū)26,計算機就將使讀出28及激活區(qū)26消失,以使顯示超聲圖像的視場20的區(qū)域最大化。因此計算機16控制激活區(qū)26及用戶正在改變的參數(shù)的讀出28的出現(xiàn)和消失,使得顯示超聲圖像的視場20的區(qū)域盡可能地大。
更特別地,為了改變特定的控制值,用戶可以觸摸或者以其它方式激活想要的激活區(qū)22,然后“顯現(xiàn)”激活區(qū)26。激活區(qū)22可通過改變其繪制狀態(tài)(例如突出顯示、具有淺色邊界線等等),表明它已被激活(以提供當前正在調(diào)整什么參數(shù)的指示)。然后讀出28可以以適當單位顯示控制功能的當前(初始的、變化前的)數(shù)值。隨著用戶通過激活區(qū)26改變控制值,讀出28連續(xù)地更新并顯示當前的數(shù)值。一旦用戶已停止改變控制功能的數(shù)值,而且從最后的改變開始已經(jīng)過了短暫的時間,讀出28及激活區(qū)26就可以消失以節(jié)約可用于顯示圖像的顯示區(qū)。同樣地,激活區(qū)22返回到其未被選定的、未突出顯示的狀態(tài)。
用類似的方式,其它的設置(如“聚焦”和“深度”)可以由單個激活區(qū)(見圖2)來表示,而通過允許用戶將其手指在激活區(qū)26上在特定的方向上(如向上/向下,或可選地向左/向右(在激活區(qū)26在水平方向上繪制的情況下))掃過以得到想要方向的改變,仍能夠?qū)崿F(xiàn)在多個方向上的變化。
雖然激活區(qū)22被顯示是矩形且彼此間隔開,但是它們可以是任何形狀和大小而且彼此相鄰放置。它們可以包含如圖2中所示的標簽,或者它們可以是圖形圖標。它們可以采用顏色表明它們與其它系統(tǒng)功能的關系或者表明它們的激活狀態(tài)。
如圖2中所示,激活區(qū)26具有“硬”UI部件(如指輪)的外形。激活區(qū)26呈現(xiàn)為指輪的優(yōu)點是它提供控制參數(shù)變化的用戶友好反饋,以補償數(shù)值讀出和/或正在顯示的超聲圖像的變化。
在類似于激活區(qū)26呈現(xiàn)為指輪的技術中,代表跟蹤球的圖形可以顯示在激活區(qū)的中部,其對系統(tǒng)控制提供水平的和垂直的“觸摸和拖拉”輸入。跟蹤球控制對于超聲系統(tǒng)用戶界面的用戶來說是熟悉的,因為當今使用的大部分這樣的系統(tǒng)包括用于控制參數(shù)(多普勒儀樣本體積在圖像上的放置)、改變圖像尺寸或位置、旋轉(zhuǎn)圖像、在存儲的圖像中進行選擇等等的跟蹤球。通過屏上UI提供跟蹤球和相應的控制功能為用戶提供了一條從具有硬控制的標準超聲掃描器用戶界面至本發(fā)明的觸摸屏UI的遷移路徑。
激活區(qū)24是圓形的且被觸摸時使餅狀菜單30在觸摸屏18上在其周圍彈出。餅狀菜單30提供了多個激活區(qū)32基本上占據(jù)圓的整個內(nèi)部的有利的顯示,每個激活區(qū)32是該圓的一個切片或弓形段,即扇形或扇形的一部分。激活區(qū)24可以包括表示與激活區(qū)32有關聯(lián)的控制功能的概括性標簽或標記,使得用戶會知道激活區(qū)24被觸摸時哪個激活區(qū)32將出現(xiàn)。在餅狀菜單30彈出之后,在餅中心處的激活區(qū)24用“X”圖形代替,表明觸摸它會使該餅狀菜單被去除,取消系統(tǒng)變化。一旦進一步選擇餅狀菜單30內(nèi)的激活區(qū)32,在餅狀菜單30中心處的激活區(qū)24可以由“檢驗”圖形來代替,以表明它可以用于確認該(多個)選擇并使計算機16去除該餅狀菜單30。
餅狀菜單30使用戶能夠以簡潔且有效的方式選擇多個不同控制功能中的一個,每個控制功能由激活區(qū)32之一代表。這些可能的控制功能緊密地排列成餅狀但不交疊,由此防止激活區(qū)32的錯誤的和似是而非的選擇。還有,計算機16被編程為使餅狀菜單30的中心出現(xiàn)在用戶所觸摸的激活區(qū)24的位置處。用這種方式,餅狀菜單30將在下面這樣位置彈出在這個位置,在手指使餅狀菜單30彈出在屏幕上時激活區(qū)32距離手指的位置都是等距的,即激活區(qū)32的中心與觸摸屏上的公共點(即,激活區(qū)24的中心)是等距的。實現(xiàn)了任何一個激活區(qū)32的快速選擇,減輕了與必須將菜單從其隱藏狀態(tài)調(diào)出相關聯(lián)的時間損失以及減少了手指或指示筆到達想要的激活區(qū)32的運動。
如果餅狀菜單30在視場20上呈現(xiàn)一段時間而計算機16未檢測到任何一個激活區(qū)32的觸摸,那么計算機16可以被編程為使餅狀菜單30消失,以使顯示超聲圖像的視場的區(qū)域最大化。
代替如圖所示的圓形且具有四個基本上相同的激活區(qū)32(每個激活區(qū)跨過90°的分段)的餅狀菜單30,餅狀菜單30也可以具有略微橢圓的形狀且包括任何數(shù)目的激活區(qū),這些激活區(qū)可能跨過不同的角度段。
級聯(lián)的餅狀菜單也可以由激活區(qū)24提供,單個彈出餅狀菜單30將呈現(xiàn)為具有多個激活區(qū)32,并且通過觸摸激活區(qū)32之一,另一個彈出菜單將出現(xiàn),其具有與餅狀菜單30相同的圓形或者具有不同的形狀和形式。
例如,參照圖3A,餅狀菜單30具有四個形狀為等間距扇形段的激活區(qū)32。觸摸任何一個激活區(qū)32使級聯(lián)菜單出現(xiàn)在相應的扇形的延伸的部分。例如,如果觸摸“灰度級”激活區(qū),級聯(lián)菜單34出現(xiàn),在這種情況下包含兩個激活區(qū)36,優(yōu)選地,這兩個激活區(qū)36距離餅狀菜單30的中心點等距。類似地,如果隨后觸摸標有“2D”的激活區(qū)36,那么級聯(lián)菜單38出現(xiàn),也具有兩個激活區(qū)40,該兩個激活區(qū)40從標有“2D”的激活區(qū)36延伸。激活區(qū)40優(yōu)選地與餅狀菜單30的中心點相距相等的距離。雖然這個例子表明在級聯(lián)菜單30、34、38中特定數(shù)目和圖案的激活區(qū)32、36、40(4個,然后2個,然后2個),但是本領域的技術人員將理解的是,任何數(shù)量的級聯(lián)和在每個級聯(lián)級別內(nèi)任何數(shù)目的分段都可以實現(xiàn),這受有限的顯示區(qū)域以及標簽的最小字體大小的限制。雖然在這個例子中示出了用于激活區(qū)32、36、40的標簽,但是可以取而代之用其它功能指示器,例如圖形圖像、色彩、或形狀。當觸摸一個或多級聯(lián)菜單30、34、38中想要的激活區(qū)32、36、40之后,用戶可以通過下列任何一種方式確認激活區(qū)32、36、40的最后選擇,由此確認想要的系統(tǒng)功能,這些方式包括但不限于不進行任何進一步的選擇而等待一預定的“靜止”時間到期滿,或者通過雙擊(即快速觸摸兩次)想要的激活區(qū),或者通過觸摸在激活區(qū)24處的餅狀菜單30的中心,其中在那里顯示的圖形在激活區(qū)32的第一次選擇之后可能已由計算機16改變了,代替提供取消該選擇的初始顯示的“X”圖形為提供最后選擇的確認的“檢驗”圖形。
可選地,可以呈現(xiàn)其它類型的級聯(lián)的、分段的激活區(qū)或彈出菜單。例如,現(xiàn)在參照圖3B,可以使用具有梯形激活區(qū)的餅狀菜單42,使得能夠形成級聯(lián)子菜單46,該級聯(lián)子菜單46定義構(gòu)成激活區(qū)48的一組分段多邊形。激活區(qū)44、48的中心點都可能與觸摸屏上的公共點等距。在每個級聯(lián)子菜單46中,多邊形48中之一毗鄰母餅狀菜單42中的選定的激活區(qū)44。優(yōu)選地,該毗鄰的多邊形48包含級聯(lián)子菜單46中的主導選擇。在圖3B中,顯示了母餅狀菜單42的“FLOW”激活區(qū)的級聯(lián)子菜單46。在級聯(lián)子菜單46上的主導選擇是“增益”,且它的激活區(qū)48毗鄰“FLOW”激活區(qū),因為在選擇“FLOW”之后選擇“增益”將使用戶進行最小的運動且最不費力。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4A、4B和4C,其例示了代表一系列控制值的激活區(qū)50。如這個例子中所示,激活區(qū)50控制超聲TGC功能,且包含一個細長矩形,該矩形的邊界被描畫成限定用戶的觸摸將對TGC控制分布圖產(chǎn)生影響的區(qū)域。優(yōu)選地,通過觸摸標有“TGC”的另一個激活區(qū)而首先顯示激活區(qū)50?,F(xiàn)有的TGC分布圖首先使用如圖4A中所示的分布圖52曲線(實線)繪制在激活區(qū)50中。分布圖曲線52表示沿圖像中的超聲掃描線的接收增益的相對量與掃描深度的關系,其中開始的掃描深度在該分布圖的上部而且深度越深則在該分布圖上越低。在分布圖52彎向激活區(qū)50的右手側(cè)的地方,掃描線中的相對增益更大。因此,最小增益在激活區(qū)50的左側(cè)。該設置與傳統(tǒng)的超聲掃描系統(tǒng)的硬TGC控制的通常布局匹配。
用戶通過用手指、指示筆等在激活區(qū)50中連續(xù)地觸摸以及描畫新觸摸路徑54,可以改變TGC分布圖。在這個例子中,優(yōu)選地,TGC控制響應觸摸路徑54的重復而逐漸改變。在圖4A-4C中示出了兩個觸摸路徑54、58的示例性序列。在圖4A中,觸摸路徑54在中場深度附近減少增益,如由激活區(qū)50的中部附近的路徑的向左彎曲所表示的。系統(tǒng)的響應顯示于圖4B中,其中計算機16響應圖4A中所示的觸摸路徑54已經(jīng)刷新了分布圖曲線。所修正的TGC分布圖56在中場附近向左彎曲,但不如觸摸路徑54明顯和范圍大,反映了用于使分布圖變化的漸進的、平均算法。一種示例性算法用在前面TGC分布圖曲線52中存儲的值來平均從觸摸路徑54所采集的值。該平均便于使用戶能夠看到他正在進行的變化,而沒有因其手指而使它們模糊,而且還允許用戶通過在小的、狹窄的激活區(qū)50內(nèi)重復手勢動作(觸摸路徑)而進行精細的變化。這些優(yōu)點都適應緊湊視場20的需要。
在這個例子中,且參照圖4B,之后用戶描畫第二觸摸路徑58,其用相對短的觸摸路徑僅在最深的深度附近調(diào)整TGC分布圖。用戶在激活區(qū)50的底部附近開始觸摸路徑58。因此計算機16在較淺的深度中對TGC分布圖曲線56不進行任何變化。圖4C顯示了所產(chǎn)生的TGC分布圖曲線60,累積了來自在前的觸摸路徑54、58的變化。如果用戶對該TGC分布圖的形狀滿意,則他保持激活區(qū)50不被觸摸一段短的靜止時間(通常轉(zhuǎn)向一些其它的任務),然后計算機16從視場20自動地去除激活區(qū)50。
使用激活區(qū)22、24、26及其所述的變化,可以將超聲系統(tǒng)10的所有可能的控制功能實現(xiàn)為觸摸屏18上的虛擬控制。
如上所述的超聲系統(tǒng)10可以與實時三維超聲圖象顯示結(jié)合在一起,其中圖像被繪制成半透明體或被繪制成在它們的真實空間位置相對于彼此取向的多個平面。后一圖像格式由在圖5的觸摸屏18上的視場20的中心處所示的三個疊加的圖像平面的測試圖案62示例出。觸摸屏18允許通過標有專用于三維圖像的控制功能的激活區(qū)22來操縱特定的三維參數(shù),例如圖像的取向、不透明度等等。激活區(qū)22在右上角而幀頻顯示在左下角。
例如,激活區(qū)22可以包含表示圖像的水平/垂直平移的圖形符號,如由圖6A中的圖形70所例示的。當觸摸該激活區(qū)時,優(yōu)選地,其改變到突出現(xiàn)實狀態(tài),如利用加亮的邊界或圖形顏色的改變,然后用戶通過觸摸圖像上的任何位置并且進行拖拽,可以在視場20上水平地或垂直地平移圖像。在用戶不移動圖像一段短的時間后,或者如果觸摸了不同的激活區(qū),則與圖像平移相關聯(lián)的激活區(qū)22由計算機16自動地不突出顯示,從而禁用平移功能。作為另一個例子,激活區(qū)22可以包含用于圖像旋轉(zhuǎn)的圖形符號,如圖6B中圖形72所圖示說明的。當觸摸該激活區(qū)時,優(yōu)選地,其改變到突出顯示狀態(tài),然后用戶通過觸摸圖像上的任何位置并且進行拖拽,可以繞視場20中的水平或垂直軸旋轉(zhuǎn)三維圖像。在用戶不旋轉(zhuǎn)圖像一段短的時間后,或者如果觸摸了不同的激活區(qū),則與圖像旋轉(zhuǎn)相關聯(lián)的激活區(qū)22由計算機16自動地不突出顯示,從而禁用旋轉(zhuǎn)功能。
除了觸摸屏輸入之外,同樣的系統(tǒng)顯示還允許用戶通過指示筆或其它適當?shù)脑O備輸入。所謂的雙模式屏幕如今在“堅固耐用的”平板電腦上是可獲得的。指示筆輸入對于輸入高分辨率數(shù)據(jù)(如經(jīng)虛擬鍵盤輸入的患者信息或者用于超聲分析包的精細描畫的感興趣區(qū)域的曲線)將會是有用的。
用戶界面也可以設計成處理由手指、指示筆等在觸摸屏上描畫或勾畫的手寫文本。為了這個目的,用戶界面將包括手寫識別算法,該算法將在觸摸屏上的觸摸轉(zhuǎn)換成文本并由用戶觸摸特定激活區(qū)(如標明“文本”的激活區(qū))而激活以向用戶界面表明正在輸入文本,用戶能夠在觸摸屏上任何地方書寫。可選地,觸摸屏上的特定區(qū)域可以被指定用于文本輸入,使得在那個區(qū)域的任何觸摸都被認為是文本輸入。通過允許手寫的文本輸入,用戶界面使用戶能夠輸入復雜的信息,例如患者數(shù)據(jù)、評論、圖像區(qū)域的標簽等等。該信息將與患者的超聲圖像相關聯(lián)地存儲。
上面所述的觸摸屏用戶界面特別適用于成本和空間都非常珍貴的小型的、便攜的超聲系統(tǒng)。因此,平板電腦是該用戶界面的理想應用。
另外,超聲掃描器正變得越來越小,從而在本發(fā)明的一個實施方式中,超聲成像系統(tǒng)包括具有標準接口連接(有線的或無線的)及集成的束形成能力的超聲掃描探頭、與掃描探頭接口連接的平板電腦、以及上面所述的用戶界面,該用戶界面作為軟件包含于平板電腦中,能夠形成激活區(qū)且將超聲圖像顯示于平板電腦的屏幕上。
雖然根據(jù)本發(fā)明的用戶界面被描述用于超聲成像系統(tǒng),但是結(jié)合本發(fā)明的不同方面的相同的或類似的用戶界面也可以用于其它類型的醫(yī)學診斷成像系統(tǒng)中,如MRI系統(tǒng)、X射線系統(tǒng)、電子顯微鏡、心臟監(jiān)視系統(tǒng)等等。由虛擬控制呈現(xiàn)的并可由虛擬控制選擇的選項可修改成適用于各個不同類型的成像系統(tǒng)。
雖然這里本發(fā)明圖示說明的實施例都是參照附圖進行描述的,但是可以理解的是本發(fā)明不限于這些精確的實施例,在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下,本領域的技術人員可以進行各種其它的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用戶界面,用于在超聲成像系統(tǒng)中對該成像系統(tǒng)的設備功能提供用戶控制,包括觸摸屏(18);分段激活區(qū)(30,42),定義在所述觸摸屏(18)上,所述分段激活區(qū)(30,42)包括多個激活區(qū)(32,44),其中所述多個激活區(qū)(32,44)中的每一個均具有與該成像系統(tǒng)有關的唯一指定功能,所述功能的指示顯示在所述激活區(qū)(32,44)上;以及處理器(16),其與所述觸摸屏(18)耦合,用于檢測定義在所述觸摸屏(18)上的所述激活區(qū)(32,44)上的觸摸,并且在所述激活區(qū)(32,44)中的每一個被觸摸時執(zhí)行與其相關聯(lián)的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面,其中所述多個激活區(qū)(32,44)設置成彼此相關,使得所述多個激活區(qū)(32,44)的中心點與所述觸摸屏(18)上的公共點等距,所述多個激活區(qū)(32,44)設置成圍繞所述公共點的環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面,其中所述分段激活區(qū)(30)是圓形的并且所述多個激活區(qū)中的每一個(32)的形式為扇形的至少一部分,并且所述多個激活區(qū)(32)基本上占據(jù)所述分段激活區(qū)(30)的整個空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面,其中所述分段激活區(qū)(42)是多邊形且所述多個激活區(qū)中每一個(44)的形式為多邊形的至少一部分,并且所述多個激活區(qū)(44)基本上占據(jù)所述分段激活區(qū)(42)的整個空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面,其中與所述多個激活區(qū)(32,44)中的至少一個相關聯(lián)的功能是顯示多個附加激活區(qū)(36,38,48)的子菜單(34,46),所述附加激活區(qū)(36,48)的每一個具有扇形的一部分的形式以及與成像系統(tǒng)有關的唯一指定功能,所述功能的指示顯示在所述附加激活區(qū)(36,48)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用戶界面,其中所述分段激活區(qū)(30)基本上是圓形的,所述附加激活區(qū)(36,38)設置成與所述多個激活區(qū)(32)中的所述至少一個的外表面相鄰,使得所述附加激活區(qū)(36,38)具有與所述分段激活區(qū)(30)的中心等距的中心點。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用戶界面,其中所述分段激活區(qū)(42)是多邊形,所述附加激活區(qū)(48)圍繞公共點設置,使得所述附加激活區(qū)(48)具有與所述公共點等距的中心點,并且所述附加激活區(qū)(48)其中之一與所述多個激活區(qū)(44)中的所述至少一個的外表面相鄰。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶界面,還包括定義在所述觸摸屏(18)上的附加激活區(qū)(24),當其被觸摸時,使所述分段激活區(qū)(30)出現(xiàn)在所述觸摸屏(18)上,并且所述分段激活區(qū)(30)的中心在所述附加激活區(qū)(24)上的被觸摸位置處,所述分段激活區(qū)(30)與所述附加激活區(qū)(24)相關。
9.一種用戶界面,用于在超聲成像系統(tǒng)中對該成像系統(tǒng)的設備功能提供用戶控制,包括觸摸屏(18);定義在所述觸摸屏(18)上的第一激活區(qū)(24),當其被觸摸時,使多個相關的第二激活區(qū)(32)出現(xiàn)在所述觸摸屏(18)上,每個所述第二激活區(qū)(32)具有與該成像系統(tǒng)有關的唯一指定功能,所述功能的指示顯示在所述第二激活區(qū)(32)上;以及處理器(16),其與所述觸摸屏(18)耦合,用于檢測定義在所述觸摸屏(18)上的所述第一和第二激活區(qū)(24,32)上的觸摸,并且在所述第一和第二激活區(qū)(24,32)中的每一個被觸摸時執(zhí)行與其相關聯(lián)的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用戶界面,其中所述第二激活區(qū)(32)設置成單個分段激活區(qū)(30)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用戶界面,其中所述第二激活區(qū)(32)包括具有指輪形狀的激活區(qū)(26),用于調(diào)節(jié)功能值;以及激活區(qū)(28),提供功能值的讀出。
12.一種用戶界面,用于在超聲成像系統(tǒng)中對該成像系統(tǒng)的設備功能提供用戶控制,包括觸摸屏(18);激活區(qū)(22,26,40),定義在所述觸摸屏(18)上,所述激活區(qū)(22,26,40)具有指定參數(shù)或者與該成像系統(tǒng)有關的參數(shù)分布圖,所述參數(shù)或分布圖的指示顯示在所述激活區(qū)(22,26,40)上;以及處理器(16),其與所述觸摸屏(18)耦合,用于檢測所述激活區(qū)(22,26,40)上的滑動觸摸,以及基于該滑動觸摸調(diào)節(jié)所述參數(shù)或分布圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用戶界面,其中所述激活區(qū)(26)具有指輪的外形,用于調(diào)節(jié)所述指定參數(shù),并且所述處理器(16)設置成檢測所述激活區(qū)(26)上滑動觸摸的方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述用戶界面,還包括與所述激活區(qū)(26)相關聯(lián)地設置的數(shù)值讀出(28),以顯示所述指定參數(shù)的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述用戶界面,其中所述處理器(16)設置成顯示參數(shù)的初始分布圖,基于所述滑動觸摸調(diào)節(jié)該指定分布圖,并顯示被調(diào)節(jié)的分布圖。
16.一種超聲成像系統(tǒng)(10),包括超聲掃描器(12);觸摸屏(18);處理器(16),其與所述超聲掃描器和所述觸摸屏(18)耦合,并且設置成在所述觸摸屏(18)上顯示實時三維超聲圖像;以及多個激活區(qū)(22,26),定義在所述觸摸屏(18)上,所述激活區(qū)(22,26)中的每一個具有與三維圖像處理有關的唯一指定功能,所述功能的指示顯示在所述激活區(qū)(22,26)上,所述處理器(16)設置成檢測所述激活區(qū)(22,26)的觸摸并且當所述激活區(qū)(22,26)中的每一個被觸摸時執(zhí)行與其相關聯(lián)的功能。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng),其中所述處理器(16)設置成將三維超聲圖像顯示為在它們的真實空間位置上相對于彼此取向的多個平面。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng),其中所述激活區(qū)其中之一設置成使所顯示的超聲圖像能夠垂直/水平平移。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng),其中所述激活區(qū)其中之一設置成使所顯示的超聲圖像能夠旋轉(zhuǎn)。
20.一種用戶界面,用于在超聲成像系統(tǒng)中對該成像系統(tǒng)的設備功能提供用戶控制,包括觸摸屏(18);定義在所述觸摸屏(18)上的多個激活區(qū)(22);以及與所述觸摸屏(18)耦合的處理器,用于根據(jù)該成像系統(tǒng)的操作模式向所述激活區(qū)(22)中的每一個指定與該成像系統(tǒng)有關的唯一功能,使得所述激活區(qū)(22)的每一個具有可變指定的功能,所述功能的指示顯示在所述激活區(qū)(22)上,所述處理器(16)檢測定義在所述觸摸屏(18)上的所述激活區(qū)(22)上的觸摸,并且當所述激活區(qū)(22)中的每一個被觸摸時執(zhí)行與其相關聯(lián)的功能。
21.一種用于提供對超聲成像系統(tǒng)的設備功能的用戶控制的方法,包括在觸摸屏(18)上顯示超聲圖像;在顯示超聲圖象的同時,在觸摸屏(18)上定義多個激活區(qū)(22,24,26),激活區(qū)(22,24,26)的每一個具有與超聲圖像處理有關的唯一指定功能,該功能的指示顯示在所述激活區(qū)(22,24,26)上;對激活區(qū)(22,24,26)進行定位,以使對超聲圖像的同時顯示的干擾最小化;檢測激活區(qū)(22,24,26)其中之一何時被觸摸;以及執(zhí)行與所觸摸的激活區(qū)(22,24,26)相關聯(lián)的功能,以改變所顯示的超聲圖像。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,還包括基于對指定給激活區(qū)(22,24,26)的功能的需要或者基于用戶的激活,來控制激活區(qū)(22,24,26)的出現(xiàn)和消失。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中定位步驟包括沿觸摸屏(18)的視場(20)的左側(cè)或右側(cè)設置所有的激活區(qū)(22,24,26)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,還包括根據(jù)成像系統(tǒng)的操作模式,向激活區(qū)(22,24,26)指定可變的功能和指示。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中定義步驟包括將至少一個激活區(qū)定義為分段激活區(qū)(30),該分段激活區(qū)(30)包括多個不同的激活區(qū)(32),其中每個激活區(qū)都具有扇形的至少一部分的形式以及與該成像系統(tǒng)有關的唯一指定功能,所述功能的指示顯示在該激活區(qū)(32)上。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中指定給激活區(qū)(24)其中之一的功能是顯示多個附加激活區(qū)(32)的子菜單(30),還包括使該子菜單(30)的顯示以由用戶所觸摸的激活區(qū)(24)上的位置為中心,從而使得附加激活區(qū)(32)的每一個都與該觸摸點等距。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中指定給至少一個激活區(qū)(22,26,50)的功能是提供在多個方向上對參數(shù)或參數(shù)分布圖的調(diào)節(jié),還包括檢測在所述至少一個激活區(qū)(22,26,50)上的滑動觸摸以及基于該滑動觸摸調(diào)節(jié)該參數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中顯示實時三維超聲圖像,所述激活區(qū)(22)被指定與三維圖像的處理有關的功能。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中指定給至少一個激活區(qū)(26)的功能是提供對參數(shù)的調(diào)節(jié),還包括在所述至少一個激活區(qū)(26)被觸摸的同時顯示參數(shù)的數(shù)值讀出(28),以及一旦所述至少一個激活區(qū)(26)的觸摸已停止就從觸摸屏(18)去除該數(shù)值讀出(28)。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,還包括從第一模式到第二模式選擇性地切換觸摸屏(18)的視場(20),在該第一模式中整個視場由超聲圖像占據(jù),在該第二模式中激活區(qū)(22,24,26,32)顯示在視場中。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,還包括在所顯示的超聲圖像上以半透明的方式顯示激活區(qū)(22,24,26,32)的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,還包括定義用于文本輸入的激活區(qū),以及將在該激活區(qū)上手寫的文本轉(zhuǎn)換成與超聲圖像相關聯(lián)地存儲的數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于提供對超聲成像系統(tǒng)(10)的設備功能的用戶控制的用戶界面包括觸摸屏(18)和定義于其上且與超聲圖像同時顯示的激活區(qū)(22,24,26)。每個激活區(qū)(22,24,26)具有與超聲圖像的處理有關的唯一指定功能,該功能的指示顯示在激活區(qū)(22,24,26)上。處理器(16)與觸摸屏(18)耦合用于檢測激活區(qū)(22,24,26)上的觸摸且在每個激活區(qū)(22,24,26)被觸摸時執(zhí)行與其相關聯(lián)的功能。用這種方式,通過將每個控制的功能指定給激活區(qū)(22,24,26),可以將所有的UI控制實現(xiàn)為虛擬控制,使得用戶可以簡單地觸摸激活區(qū)并實現(xiàn)想要的控制的效果。
文檔編號G06F3/048GK101040245SQ200580034858
公開日2007年9月19日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
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