根據(jù)35U.S.C.§119(e)，本申請基于2013年12月3日遞交的美國申請No.61/911,162和2014年4月23日遞交的美國申請No.61/983,022的專利要求優(yōu)先權(quán)，其中每一個(gè)的所有內(nèi)容都通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

包括靜脈、糖尿病和褥瘡的慢性和復(fù)雜創(chuàng)面、外科手術(shù)創(chuàng)面、造口術(shù)和其它復(fù)雜的創(chuàng)面，僅在美國就影響數(shù)百萬患者。在美國，每年花費(fèi)在治療慢性創(chuàng)面的費(fèi)用高達(dá)數(shù)十億美元，其中上十億美元的費(fèi)用花費(fèi)在創(chuàng)面護(hù)理產(chǎn)品上。由于人口老齡化和糖尿病與肥胖癥的發(fā)病率不斷上升，治療慢性創(chuàng)面的費(fèi)用逐年持續(xù)增長。治療慢性創(chuàng)面的費(fèi)用已成為個(gè)人和社會(huì)的一項(xiàng)重要財(cái)政負(fù)擔(dān)。

雖然醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步幫助為各種類型的創(chuàng)面帶來了新的治療方法，但對(duì)于創(chuàng)面及創(chuàng)面愈合進(jìn)展的準(zhǔn)確和客觀評(píng)估仍有大量未滿足的需求，其中包括創(chuàng)面的深度、體積、面積、周長測量和創(chuàng)面的分類。創(chuàng)面愈合進(jìn)展的客觀評(píng)估是確定治療途徑的有效性的基礎(chǔ)，也是選擇最佳治療方案的關(guān)鍵。然而，在臨床上，這樣的測量通常是不準(zhǔn)確、主觀且不一致(用尺子、透明度追蹤和深度的Q提示來手動(dòng)地進(jìn)行)的。由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)和可靠性，這些測量結(jié)果通常難以應(yīng)用于醫(yī)療決策作出的臨床實(shí)踐中。此外，對(duì)創(chuàng)面評(píng)估的不一致也導(dǎo)致遠(yuǎn)程管理或多學(xué)科創(chuàng)面護(hù)理協(xié)調(diào)難以實(shí)施。為了解決這一問題，已開發(fā)了使用結(jié)構(gòu)光以及立體成像技術(shù)的多種創(chuàng)面測量工具。然而，這些系統(tǒng)需要使用專業(yè)/昂貴的設(shè)備，這樣的設(shè)備難以使用、缺乏與病歷管理系統(tǒng)的整合，并且準(zhǔn)確評(píng)估創(chuàng)面的整體效率不高。因此，這些創(chuàng)面測量工具在即時(shí)(point-of-care)環(huán)境中并不實(shí)用。

在創(chuàng)面和諸多其他疾病管理領(lǐng)域(包括但不限于皮膚科、美容、化妝品、腫瘤科、眼科和耳鼻喉科)中另一個(gè)未被滿足的需求是越來越需要一個(gè)用于管理可視化和其他多媒體信息的高效、安全和協(xié)作的系統(tǒng)。

本文所提供的“背景技術(shù)”的描述是為了概要介紹本公開文本的來龍去脈。當(dāng)前點(diǎn)名的發(fā)明人在此背景介紹的敘述范圍內(nèi)的工作以及在遞交時(shí)可能算不上現(xiàn)有技術(shù)的描述都不被明確地或暗示地承認(rèn)其是針對(duì)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

附圖說明

因?yàn)橥ㄟ^在參考以下詳細(xì)說明的同時(shí)結(jié)合附圖考慮更易于理解本公開實(shí)施例和其中所附許多優(yōu)點(diǎn)，所以很容易得出對(duì)本公開實(shí)施例和其中所附許多優(yōu)點(diǎn)的更完整評(píng)價(jià)，其中：

圖1示出了基于一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖示例；

圖2示出了基于一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)系統(tǒng)示意圖示例；

圖3示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的使用從成像傳感器和結(jié)構(gòu)傳感器獲得的信息在服務(wù)器處執(zhí)行的處理的概要；

圖4示出了使用2D圖像信息來顯示創(chuàng)面分割處理的流程圖；

圖5示出了基于一個(gè)實(shí)施例的創(chuàng)面示例，其中對(duì)應(yīng)于創(chuàng)面的前景區(qū)域和背景區(qū)域已被指定；

圖6示出了基于一個(gè)實(shí)施例的實(shí)施示例；

圖7示出了流程圖，顯示從結(jié)構(gòu)傳感器數(shù)據(jù)和所獲得的分割圖像計(jì)算3D測量結(jié)果的處理；

圖8示出了用成像傳感器為結(jié)構(gòu)傳感器校準(zhǔn)的一個(gè)示例；

圖9示出了前景掩模應(yīng)用到深度數(shù)據(jù)使得只獲得該區(qū)域內(nèi)的深度信息；

圖10示出了對(duì)創(chuàng)面中組織進(jìn)行分類的處理；

圖11示出了手動(dòng)與自動(dòng)分割之間的比較

圖12示出了基于一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)接口的示例；以及

圖13示出了基于一個(gè)實(shí)施例的示例計(jì)算系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本公開描述了用于確定醫(yī)療損傷的特征的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用來獲得感興趣區(qū)域的成像信息和拓?fù)湫畔⒌囊粋€(gè)或多個(gè)成像傳感器，以及電路，其被配置為確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界，將成像信息與拓?fù)湫畔⑾嚓P(guān)聯(lián)，并且將成像信息內(nèi)指定的損傷部分的邊界應(yīng)用到拓?fù)湫畔⒁灾付ㄑ谀^(qū)域，和根據(jù)拓?fù)湫畔⒑统上裥畔⒋_定掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分的特征。

該系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被進(jìn)一步配置為：從感興趣區(qū)域的成像信息指定感興趣區(qū)域的代表性背景部分，從感興趣區(qū)域的成像信息指定感興趣區(qū)域的代表性損傷部分，并根據(jù)指定的代表性背景和損傷部分確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界。

該系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被進(jìn)一步配置為根據(jù)用戶輸入或像素特性差異從感興趣區(qū)域的成像信息指定感興趣區(qū)域的代表性損傷部分。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被進(jìn)一步配置為根據(jù)成像信息在掩模區(qū)域內(nèi)對(duì)損傷部分進(jìn)行分類。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被進(jìn)一步配置為通過被進(jìn)行以下配置來對(duì)掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分進(jìn)行分類：將損傷部分劃分成拼貼片，計(jì)算每個(gè)拼貼片成像值的集中趨勢的度量，并且使用由先前訓(xùn)練的分類器所生成的損傷類型信息對(duì)每一個(gè)拼貼片進(jìn)行分類。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，損傷類型信息包括健康、腐肉和焦痂組織。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，先前訓(xùn)練的支持向量機(jī)使用已被進(jìn)行以下配置的電路生成損傷類型信息：針對(duì)一組帶有注釋的圖像，將每個(gè)圖像劃分成拼貼片，計(jì)算每個(gè)拼貼片成像值的集中趨勢的度量，根據(jù)損傷類型指定每個(gè)拼貼片，并且使用獨(dú)立的測試集應(yīng)用交叉驗(yàn)證。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分的特征包括損傷的深度、寬度和長度。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分的特征包括損傷的周長、面積和體積。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為利用自動(dòng)圖像分割算法來確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為通過檢測感興趣區(qū)域的代表性損傷部分中的輪廓來確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為通過檢測感興趣區(qū)域的代表性損傷部分中的輪廓和迭代所有輪廓來確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界。

系統(tǒng)還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，醫(yī)療損傷是創(chuàng)面。

還描述了一種用于確定醫(yī)療損傷的特征的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。該設(shè)備包括電路，被配置為：確定在感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界，將由一個(gè)或多個(gè)成像傳感器得到的成像信息與拓?fù)湫畔⑾嚓P(guān)聯(lián)，并且將成像信息內(nèi)指定的損傷部分的邊界應(yīng)用到拓?fù)湫畔⒅幸灾付ㄑ谀^(qū)域，和根據(jù)拓?fù)湫畔⒑统上裥畔⒋_定掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分的特征。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為從感興趣區(qū)域的成像信息指定一個(gè)感興趣區(qū)域的代表性背景部分，從感興趣區(qū)域的成像信息指定一個(gè)感興趣區(qū)域的代表性損傷部分，并且根據(jù)指定的代表性背景和損傷部分確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)損傷部分的邊界。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為根據(jù)用戶輸入或像素特性差異，從感興趣區(qū)域的成像信息指定一個(gè)感興趣區(qū)域的代表性損傷部分。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為根據(jù)成像信息對(duì)掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分進(jìn)行分類。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為通過被進(jìn)行以下配置來對(duì)掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分進(jìn)行分類：將損傷部分分成拼貼片，計(jì)算每個(gè)拼貼片成像值的集中趨勢度量，并且使用由先前訓(xùn)練的支持向量機(jī)生成的損傷類型信息對(duì)每個(gè)拼貼片進(jìn)行分類。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，損傷類型信息包括健康、腐肉和焦痂組織。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，先前訓(xùn)練的支持向量機(jī)使用已被進(jìn)行以下配置的電路生成損傷類型信息：針對(duì)一組帶有注釋的圖像，將每個(gè)圖像劃分成拼貼片，計(jì)算每個(gè)拼貼片成像值的集中趨勢的度量，根據(jù)損傷類型指定每個(gè)拼貼片，并且使用獨(dú)立的測試集應(yīng)用交叉驗(yàn)證。

該設(shè)備還包一個(gè)實(shí)施例，其中，掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分的特征包括損傷的深度、寬度和長度。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，掩模區(qū)域內(nèi)的損傷部分的特征包括損傷的周長、面積和體積。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為通過利用抓取切割算法確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為通過檢測感興趣區(qū)域的代表性損傷部分的輪廓確定在感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，電路被配置為通過檢測感興趣區(qū)域的代表性損傷部的輪廓和迭代所有輪廓來確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)損傷部分的邊界。

該設(shè)備還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，醫(yī)療損傷是創(chuàng)面。

還描述了一種用于確定醫(yī)療損傷的特征的方法的一個(gè)實(shí)施例。該方法包括：利用處理電路確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分的邊界，利用處理電路將由一個(gè)或多個(gè)成像傳感器獲得的成像信息和拓?fù)湫畔⑾嚓P(guān)聯(lián)，利用處理電路將成像信息內(nèi)指定的損傷部分的邊界應(yīng)用到拓?fù)湫畔⒅幸灾付ㄑ谀^(qū)域，以及利用處理電路，根據(jù)拓?fù)湫畔⒑统上裥畔⒋_定掩模區(qū)域內(nèi)損傷部分特征的步驟。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，包括以下步驟：從感興趣區(qū)域的成像信息指定感興趣區(qū)域的一個(gè)代表性背景部分，從感興趣區(qū)域的成像信息指定感興趣區(qū)域的一個(gè)代表性損傷部分，以及根據(jù)指定的代表性背景和損傷部分確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)的損傷部分邊界。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，包括以下步驟：根據(jù)用戶輸入或像素特性差異，從感興趣區(qū)域的成像信息指定一個(gè)感興趣區(qū)域的代表性損傷部分。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，包括根據(jù)成像信息對(duì)掩模區(qū)域內(nèi)損傷部分進(jìn)行分類的步驟。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，包括以下步驟：通過將損傷部分分成拼貼片，計(jì)算每個(gè)拼貼片成像值的集中趨勢度量，以及使用由先前培訓(xùn)的支持向量機(jī)生成的損傷類型信息對(duì)每個(gè)拼貼片進(jìn)行分類，來進(jìn)一步對(duì)掩模區(qū)域內(nèi)損傷部分進(jìn)行分類。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，損傷類型信息包括健康、腐肉和焦痂組織。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，先前訓(xùn)練的支持向量機(jī)使用已被進(jìn)行以下配置的電路生成損傷類型信息：針對(duì)一組帶有注釋的圖像，將每個(gè)圖像劃分成拼貼片，計(jì)算每個(gè)拼貼片成像值的集中趨勢的度量，根據(jù)損傷類型指定每個(gè)拼貼片，并且使用獨(dú)立的測試集應(yīng)用交叉驗(yàn)證。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，掩模區(qū)域內(nèi)損傷部分特征包括損傷的深度、寬度和長度。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，掩模區(qū)域內(nèi)損傷部分特征包括損傷的周長、面積和體積。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，包括通過利用抓取分割算法確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)損傷部分邊界的步驟。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，包括通過檢測感興趣區(qū)域代表性損傷部分的輪廓來確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)損傷部分邊界的步驟。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，包括通過檢測感興趣區(qū)域代表性損傷部分的輪廓和迭代所有輪廓來確定感興趣區(qū)域的成像信息內(nèi)損傷部分邊界的步驟。

該方法還包括一個(gè)實(shí)施例，其中，醫(yī)療損傷是創(chuàng)面。

現(xiàn)在參照的附圖，其中相同的附圖標(biāo)記可指定幾個(gè)視圖內(nèi)完全相同或?qū)?yīng)的零部件，圖1示出了用于慢性和復(fù)雜創(chuàng)面(例如但不限于褥瘡、糖尿病潰瘍、動(dòng)脈供血不足潰瘍、靜脈淤滯性潰瘍和燒傷)的體積評(píng)估的系統(tǒng)。慢性創(chuàng)面往往需要不斷的監(jiān)測和關(guān)注。除了可以通過傳統(tǒng)的單2D照相機(jī)來獲得可視信息外，三維表面數(shù)據(jù)具有特別的臨床意義。因此，使用移動(dòng)設(shè)備、具有結(jié)構(gòu)化傳感器能力的專用相機(jī)和云/網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來捕獲、分析和傳輸臨床數(shù)據(jù)和圖像，可以提供相對(duì)于已有技術(shù)的明顯改善。本實(shí)施例結(jié)合上述要素，以提供完整的平臺(tái)，以為了預(yù)防和治療創(chuàng)面的目的來捕獲、評(píng)估、記錄和交流臨床信息。

圖1為基于一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)圖。在圖1中，包括移動(dòng)設(shè)備1，該移動(dòng)設(shè)備具有附接/連接到其上的2D成像傳感器2和結(jié)構(gòu)性傳感器3。本實(shí)施例不限于移動(dòng)設(shè)備1，但也可以是能夠在傳感器2和3以及網(wǎng)絡(luò)20之間傳輸信息的任何計(jì)算設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備1經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器10。服務(wù)器10還連接到門戶(portal)11和信息學(xué)部(informatics)12。

移動(dòng)設(shè)備1可以是具有處理能力和經(jīng)由成像傳感器2的嵌入2D拍照功能的蜂窩/無線使能的便攜式設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備1可以包括通過觸摸屏、觸筆、鼠標(biāo)、鍵盤或其他輸入手段的用戶互動(dòng)。移動(dòng)設(shè)備1還可以通過與結(jié)構(gòu)傳感器3連接而具有(3D)結(jié)構(gòu)感應(yīng)功能，該結(jié)構(gòu)傳感器3經(jīng)由輸入/輸出口(例如USES端口)或其他連接方法(如經(jīng)由藍(lán)牙或近場通信(“NFC”))連接到移動(dòng)設(shè)備1。該移動(dòng)設(shè)備可以是蘋果電腦公司生產(chǎn)的Ipad^TM或三星公司生產(chǎn)的Galaxy Tab^TM或任何其他適當(dāng)?shù)挠休斎?輸出能力的移動(dòng)或平板設(shè)備。

成像傳感器2可以是嵌入或包括在移動(dòng)設(shè)備1內(nèi)的數(shù)字CCD傳感器，比如蘋果公司生產(chǎn)的iSight camera^TM產(chǎn)品。成像傳感器2可以具有任何適當(dāng)?shù)姆直媛?如640x480分辨率)和任何適當(dāng)?shù)南袼財(cái)?shù)(如8百萬像素)。然而，使用2D照相機(jī)對(duì)創(chuàng)面做出測量的挑戰(zhàn)是缺乏縮放比例信息和失真校正。在實(shí)踐中，攝影師往往在要拍攝照片的同一場景中放置參考物體(直尺或已知尺寸的物體，比如一個(gè)便士)，所以測量結(jié)果可以隨后推導(dǎo)出。然而，這種方法需要相機(jī)垂直于測量平面，并且是繁瑣和不準(zhǔn)確的。然而，已開發(fā)出解決這個(gè)問題的一些技術(shù)，其中包括除了成像傳感器2外還包括和使用結(jié)構(gòu)傳感器3的實(shí)施例，，以及不配備結(jié)構(gòu)傳感器3并且利用屏幕向?qū)c來自成像傳感器2的信息一起提供縮放比例信息和失真校正的實(shí)施例。

結(jié)構(gòu)傳感器3可以是3D成像傳感器，比如由Occipital公司開發(fā)的Occipital結(jié)構(gòu)傳感器^TM。由于成像傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3的空間關(guān)系已知，所以從成像傳感器2拍攝的2D圖像可以被映射到由結(jié)構(gòu)傳感器3獲取的3D結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)獲得一個(gè)創(chuàng)面信息時(shí)，傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3二者來得到圖像。在一個(gè)替代實(shí)施例中，可以只從結(jié)構(gòu)傳感器3或只從成像傳感器2來獲得成像信息。

在沒有任何其他專門設(shè)備或不需要任何復(fù)雜處理的條件下，結(jié)構(gòu)傳感器3使得使用移動(dòng)設(shè)備1進(jìn)行準(zhǔn)確的3D測量成為可能。使用支架可以將結(jié)構(gòu)傳感器3安裝到移動(dòng)設(shè)備1上。除了使用Occipital結(jié)構(gòu)傳感器^TM來實(shí)現(xiàn)之外，結(jié)構(gòu)傳感器3還可以通過3D立體照相機(jī)實(shí)現(xiàn)?；蛘撸Y(jié)構(gòu)傳感器3可以是可以與現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備串聯(lián)使用，使得能夠進(jìn)行立體圖像捕獲的裝置，可以與現(xiàn)有照相機(jī)一起使用來產(chǎn)生結(jié)構(gòu)光的裝置(比如由J.Ryan Kruse在“three-dimensional scanner for hand-held phones”中教導(dǎo)的，US20I20281087A1)、小型激光測距儀或可以與移動(dòng)設(shè)備1串聯(lián)使用來獲取創(chuàng)面部位的三維信息的任何可能裝置。

可以使用例如支架將結(jié)構(gòu)傳感器3安裝到移動(dòng)設(shè)備1上。或者，結(jié)構(gòu)傳感器3可以是在移動(dòng)設(shè)備1外部并且不連接到移動(dòng)設(shè)備1。

當(dāng)使用成像傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3獲得圖像信息和3D信息時(shí)，可以提供指導(dǎo)取得圖像的用戶拍攝最佳可能畫面的屏幕向?qū)?。?dāng)用戶試圖拍攝照片時(shí)，可以顯示屏幕向?qū)?，并將提醒用戶關(guān)于設(shè)備是否處于捕獲圖像的最佳位置。此外，除了有關(guān)照明和傾斜信息外，向?qū)Э梢灾笇?dǎo)用戶例如更多地向上、向下、向左或向右等信息。

除了通過成像傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3得到的2D可視化信息和3D測量結(jié)果外，其他生理信息也可以是臨床診斷的重要部分。這種其他生理信息可以使用其他裝置與移動(dòng)設(shè)備1一起測量。例如，近紅外熱成像可以用于檢測指示感染的發(fā)熱；高光譜成像技術(shù)可以適于移動(dòng)平臺(tái)，并用于測量組織灌流和壞死；傳感器可用于檢測和記錄氣味；以及其它化學(xué)傳感器或細(xì)菌檢測器可與當(dāng)前移動(dòng)平臺(tái)串聯(lián)使用。這些附加傳感器可以被包括在與結(jié)構(gòu)傳感器3相同的附件配備中，或可以做作為不同結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。這些附加傳感器也可以作為經(jīng)由有線或無線通信連接到移動(dòng)設(shè)備1的外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

服務(wù)器10可以在醫(yī)生辦公室內(nèi)或在醫(yī)院中局部實(shí)施，或可以經(jīng)由實(shí)施如Amazon^TMAWS的云服務(wù)的服務(wù)器在云中實(shí)施。處理私人醫(yī)療信息的任何服務(wù)器都可以作為一個(gè)安全的HIPAA兼容服務(wù)器實(shí)施。HIPAA兼容服務(wù)器是符合1996年的健康保險(xiǎn)流通與責(zé)任法案(The Health Insurance Portability and Accountability Act，HIPAA；Pub.L.104-191,110Stat.1936,1996年8月21日頒布)的服務(wù)器。該服務(wù)器可以包括數(shù)據(jù)庫或連接到在其中存儲(chǔ)關(guān)于創(chuàng)面信息的數(shù)據(jù)庫。服務(wù)器10可以執(zhí)行處理，以分析由移動(dòng)設(shè)備1獲得的信息。該處理將在下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

從業(yè)者門戶11被連接到服務(wù)器10，并且被設(shè)計(jì)為向從業(yè)者提供有關(guān)患者創(chuàng)面的信息?？梢詫?chuàng)面信息與從業(yè)者現(xiàn)有的患者電子病歷結(jié)合和集成起來。

信息學(xué)部12為訪問數(shù)據(jù)庫中的匿名臨床數(shù)據(jù)提供了一種途徑，以支持臨床研究和衛(wèi)生信息學(xué)，來促進(jìn)創(chuàng)面護(hù)理。

圖2示出了基于一個(gè)實(shí)施例的說明系統(tǒng)的流程的圖。在這個(gè)過程中，通過移動(dòng)設(shè)備1捕獲患者的圖像，從而生成圖像信息。該信息可以包括來自成像傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3或如上述討論的其他傳感器的信息。

使用移動(dòng)設(shè)備1以及相關(guān)的成像傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3的功能，通過移動(dòng)設(shè)備1捕獲創(chuàng)面的2D和3D信息。如下所示的表1提供了由結(jié)構(gòu)傳感器3獲得3D測量值的例子。

寬度(cm)

長度(cm)

周長(cm)

面積(cm^2)

深度(最深處，cm)

體積(cm^3)

分割：肉芽、腐肉、壞死

百分比(％)

面積(cm^2)

測量日期

表1

從業(yè)者5經(jīng)由移動(dòng)設(shè)備輸入信息，以擴(kuò)充從患者4得到的圖像信息。在一個(gè)替代實(shí)施例中，從業(yè)者可以經(jīng)由與捕獲成像信息的移動(dòng)設(shè)備1不同的界面輸入信息。

表2顯示由從業(yè)者處獲得的相關(guān)臨床參數(shù)的示例。

表2

將表1和表2中找到的信息從移動(dòng)設(shè)備1(或其他設(shè)備)轉(zhuǎn)移至服務(wù)器10，在服務(wù)器10處與先前生成的創(chuàng)面參數(shù)一起存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。然后對(duì)轉(zhuǎn)移的信息進(jìn)行圖像分析。該圖像分析可以在服務(wù)器10中執(zhí)行，或者在一個(gè)替代實(shí)施例中，圖像分析也可以在移動(dòng)設(shè)備1上本地進(jìn)行。

圖3示出了使用從成像傳感器2和結(jié)構(gòu)傳感器3得到的信息在服務(wù)器處進(jìn)行處理的概述。特別是使用2D圖像信息進(jìn)行創(chuàng)面分割以得到創(chuàng)面邊界信息，將結(jié)果與計(jì)算的3D網(wǎng)格信息相結(jié)合。因此，2D圖像中分割的創(chuàng)面邊界可以被映射到3D空間，從3D結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中可以計(jì)算3D測量結(jié)果。服務(wù)器10并不局限于使用來自成像傳感器2的成像數(shù)據(jù)或來自結(jié)構(gòu)傳感器3的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。服務(wù)器10還可以使用保存的圖像或遠(yuǎn)程地獲得和轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器10的圖像進(jìn)行處理。如上所述，圖像處理也可以在移動(dòng)設(shè)備1上進(jìn)行，并且在這種情況下，可以通過使用內(nèi)置的攝像頭、從互聯(lián)網(wǎng)(專用服務(wù)器)上下載圖像，或通過如USB接口使用USB閃存驅(qū)動(dòng)器的輸入/輸出接口(如可行)進(jìn)行圖像采集。

圖4示出了流程圖，其示出了利用2D圖像信息進(jìn)行創(chuàng)面分割處理。采用半自動(dòng)算法進(jìn)行圖像分割。圖像的處理可以包括在圖像分割處理中用戶或從業(yè)者的互動(dòng)。或者，該處理可以在沒有任何用戶互動(dòng)的條件下進(jìn)行，使得在圖4中所描述的任何用戶輸入將用自動(dòng)預(yù)測或輸入替代。

在步驟S100中，在服務(wù)器10或移動(dòng)設(shè)備1處獲得2D圖像信息。在步驟S101中，將得到的圖像進(jìn)行縮放。由于計(jì)算時(shí)間取決于圖像大小，為了確保“實(shí)時(shí)”(動(dòng)態(tài)(on-the-fly))分割，圖像被縮小。在步驟S102中，所獲得的圖像被裁剪，并且裁剪后的區(qū)域被保存。具體地，為了能夠更近地看到創(chuàng)面，系統(tǒng)變焦(如x2)到圖像里，以便聚焦到圖像中心中的預(yù)定區(qū)域。這假定圖像將創(chuàng)面放在大約圖像中心的位置。圖像的不可見部分限定了裁剪區(qū)域。或者，例如，當(dāng)創(chuàng)面不在圖像的中心時(shí)，在裁剪處理中，系統(tǒng)可包括創(chuàng)面檢測步驟以對(duì)于環(huán)境檢測創(chuàng)面的位置。在步驟S103中，用定義感興趣區(qū)域(ROI)的矩形對(duì)抓取分割算法(grab cut algorithm)進(jìn)行初始化。在從邊界偏移20像素處定義ROI，或者，ROI可以被定義為任何數(shù)量的不同形狀或創(chuàng)面位置，或從邊界偏移任何像素?cái)?shù)。

在步驟S104中，向用戶展示獲取的圖像和分割方向。具體地，向用戶展示經(jīng)裁剪和縮放的圖像。用戶首先使用他/或她的手指或手寫筆在觸摸屏上、用鼠標(biāo)或觸摸板指出物體的部分和背景的部分，或者反之亦然。因此，創(chuàng)面(前景區(qū))和背景由用戶交互來識(shí)別。圖5示出了其中對(duì)應(yīng)創(chuàng)面的前景區(qū)51和背景區(qū)50已被用戶指定的示例性創(chuàng)面。如圖5中所示，區(qū)域53已被指定為背景區(qū)，以確保該區(qū)域不被檢測作為創(chuàng)面的一部分。然而，在一個(gè)替代實(shí)施例中，系統(tǒng)基于距離圖片中心的距離和基于圖像中存在其他創(chuàng)面和/或創(chuàng)面之間的相對(duì)尺寸，將該區(qū)域從主要?jiǎng)?chuàng)面區(qū)分出來。正如前面所指出的，圖像的前景和背景部分的檢測可以在服務(wù)器10或移動(dòng)設(shè)備1處自動(dòng)進(jìn)行。鑒于創(chuàng)面的形狀、顏色、位置、患者體位和圖像中的其他物體(毛毯、手等)的多樣性，創(chuàng)面的檢測是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，需要像能夠用邊界檢測來權(quán)衡創(chuàng)面的同質(zhì)化的抓取分割算法的智能算法或?qū)W習(xí)將像素區(qū)域分類為創(chuàng)面或非創(chuàng)面的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。這兩種方法都可以被調(diào)整為在沒有用戶互動(dòng)的條件下自動(dòng)工作，以提供一個(gè)初始結(jié)果。分割創(chuàng)面的內(nèi)在困難通常要求分割處理利用可以由用戶實(shí)施來校正分割不足和/或過度分割或由另一種算法實(shí)施的后期處理。

此處的描述了進(jìn)行自動(dòng)創(chuàng)面圖像分割的兩種示例性算法。也可以使用其他算法。第一個(gè)示例性算法是基于向用戶展示的創(chuàng)面和在圖像中心的矩形重疊區(qū)的抓取分割算法。要求用戶將創(chuàng)面對(duì)齊在矩形內(nèi)并取得圖像。矩形之外的一切都被視為背景，矩形之內(nèi)的一切有可能被分配為背景或前景。在抓取分割算法初始化后，將自動(dòng)計(jì)算初始結(jié)果，并向用戶顯示。

第二個(gè)示例性途徑是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的，這需要系統(tǒng)從幾百個(gè)圖像中學(xué)習(xí)作為背景的皮膚、手或其他物體以及作為前景的肉芽、腐肉的焦痂組織等。在訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法后，將新圖像分成數(shù)個(gè)拼貼片，并分類為背景或前景。

兩種示例性方法還可以給予用戶校正最終誤差和事后調(diào)整分割的能力。

在分別對(duì)物體(前景)和背景二者分別做出定義之后或者響應(yīng)于該定義，自動(dòng)開始進(jìn)一步圖像處理?；蛘?，在用戶給出指定完成的指示后，執(zhí)行進(jìn)一步圖像處理。

進(jìn)一步圖像處理在步驟S105中開始，在該步驟中，得到在前景定義內(nèi)的中心像素位置。抓取分割算法可以將幾個(gè)不連接的面塊(patch)作為創(chuàng)面。當(dāng)用戶將一個(gè)區(qū)域定義為創(chuàng)面時(shí)，這表明用戶的意圖是將該區(qū)域分割為創(chuàng)面，從而使用該區(qū)域之內(nèi)的一個(gè)像素作為前景。然后，系統(tǒng)可以迭代創(chuàng)面面塊，并丟棄不包含前景像素的面塊。第S107步后，迭代開始，這取決于是否已發(fā)現(xiàn)一個(gè)以上的輪廓。

在步驟S106中，對(duì)于前景像素過濾輸出掩模。在每次迭代后，抓取分割算法輸出定義背景為0、前景為1、或者背景為2、或者前景為3的掩模。該掩模只針對(duì)前景像素過濾。所有其他分配(0,2,3)用0代替。結(jié)果是包含針對(duì)前景像素的1和針對(duì)背景像素的0的二進(jìn)制掩模。

在步驟S107中，檢測前景掩模中的輪廓，確定在前景掩模中是否有一個(gè)以上的輪廓。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)以上的輪廓時(shí)，在步驟S109中，系統(tǒng)迭代所有的輪廓，并檢測每個(gè)輪廓是否包含前景像素。如上所述，一次分割迭代的結(jié)果可能是圖像上的幾個(gè)前景面塊。在步驟S107中，二進(jìn)制掩模被用于檢測這些面塊的輪廓。在步驟S109中，確定前景像素是否在輪廓之一的內(nèi)部，如果是，則該輪廓被定義為感興趣的創(chuàng)面，否則如果前景像素不在該輪廓之內(nèi)，則該區(qū)域被確定為不是創(chuàng)面。

對(duì)于不包含前景像素的每個(gè)輪廓，該輪廓在步驟S111中都被填充背景值。為了確保只有一個(gè)輪廓進(jìn)入步驟S112，系統(tǒng)以修改的二進(jìn)制掩模再次檢測輪廓，并通過再次迭代這些輪廓來解決任何額外的輪廓。在只有一個(gè)輪廓被留下的情況下，流程進(jìn)入步驟S112。

在步驟S112中，執(zhí)行抓取分割算法的下一次迭代。此處理生成使用突出的多邊形疊加(prominent polygon overlay)來劃定物體邊界的初始分割。

在步驟S113中，判斷用戶對(duì)結(jié)果是否滿意。如果不滿意，則流程返回步驟S104，從而用戶可以通過使用對(duì)象或背景或這二者的附加指示來細(xì)化分割，直到滿意為止。

在步驟S114中，使用保存的被裁剪區(qū)域，使生成圖像不被裁剪。生成圖像作為經(jīng)分割的圖像輸出。

這種半自動(dòng)分割算法可以使用抓取分割算法或諸如圖割算法(graph cut algorithm)的其他分割算法來實(shí)施，抓取分割算法由Carsten Rother,Vladimir Kolmogorov,和Andrew Blake在2004年在以下文獻(xiàn)中描述，通過引用將其結(jié)合在這里："GrabCut"：interactive foreground extraction using iterated graph cuts，在ACM SIGGRAPH2004論文(SIGGRAPH'04)中，Joe Marks(Ed).ACM,New York,NY,USA,309-314.DO1＝10.1145/1186562.1015720。在這個(gè)處理中，用戶在觸摸屏上使用一個(gè)簡單的手指滑動(dòng)，指定創(chuàng)面和非創(chuàng)面區(qū)的種子區(qū)。分割結(jié)果被實(shí)時(shí)地顯示，用戶還可以具有如果需要的話微調(diào)分割的靈活性。該算法需要最小的監(jiān)督，但提供了一個(gè)非?？焖俚男阅?。

使用選擇的被用于驗(yàn)證的60個(gè)創(chuàng)面圖像，得到圖像分割有效性的示例性證據(jù)。5位醫(yī)生被要求在運(yùn)行Matlab程序的視窗平板上使用手寫筆來跟蹤創(chuàng)面邊界。使用標(biāo)準(zhǔn)化重疊得分，將結(jié)果與本創(chuàng)面邊界分割處理相比較。如圖6所示，分割算法的當(dāng)前實(shí)施顯示處與專家手動(dòng)分割有很好的重疊(重疊得分90％左右)。該算法也將任務(wù)時(shí)間從40秒左右縮短到<4秒。

圖7示出了表示從結(jié)構(gòu)傳感器3數(shù)據(jù)和從如圖4所示的過程得到的分割圖像計(jì)算3D測量結(jié)果的處理的流程圖。結(jié)構(gòu)傳感器3數(shù)據(jù)是提供有關(guān)醫(yī)療損傷(創(chuàng)面)的信息的拓?fù)湫畔?。具體地，一旦創(chuàng)面邊界被分割成2D彩色圖像，則分割圖像可以被映射到3D空間，從而使得能夠提取三維創(chuàng)面模型。如寬度和長度的尺寸可以通過將主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)應(yīng)用到點(diǎn)云來進(jìn)行計(jì)算?；蛘?，可以找到圍繞創(chuàng)面的最小面積的旋轉(zhuǎn)矩形。矩形的寬度和長度分別定義創(chuàng)面的范圍，即寬度和長度。周長可以通過將劃定創(chuàng)面邊界的線段相加來計(jì)算。對(duì)于面積、體積和深度，首先利用拋物面擬合來創(chuàng)建基準(zhǔn)面以閉合該三維創(chuàng)面模型。該基準(zhǔn)面遵循周邊身體曲率的解剖學(xué)形狀，表示在沒有創(chuàng)面的情況下正常皮膚表面應(yīng)該怎樣。創(chuàng)面面積可以按照圍繞在創(chuàng)面邊界內(nèi)的基準(zhǔn)面的表面積進(jìn)行計(jì)算。體積是由基準(zhǔn)面與創(chuàng)面表面包圍的空間；深度是這兩個(gè)表面之間的最大距離。這些自動(dòng)算法可以例如在OpenCV中實(shí)施。

另一個(gè)重要的方面是結(jié)構(gòu)傳感器3與成像傳感器2的對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，由于固定安裝支架，這兩個(gè)傳感器之間有剛性6DOF轉(zhuǎn)換。在本實(shí)施例中，如在OpenCV中發(fā)現(xiàn)，棋盤靶和立體校準(zhǔn)算法被用于確定轉(zhuǎn)換。為此，分別對(duì)各個(gè)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)：使用零失真模型校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)傳感器3，使用失真和離中心(de-centering)模型校準(zhǔn)成像傳感器2。然后，在所有內(nèi)部傳感器參數(shù)(包括焦距)固定的情況下，使用立體校準(zhǔn)功能(比如OpenCV立體校準(zhǔn)功能)，在兩個(gè)傳感器之間計(jì)算外部轉(zhuǎn)換。如圖8所示，兩只傳感器觀察同一平面，從而允許計(jì)算外在校準(zhǔn)，類似于Kinect的深度照相機(jī)與其自身的RGB照相機(jī)的校準(zhǔn)?；蛘撸梢允褂镁哂猩疃日障鄼C(jī)的彩色照相機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法。在具有良好的校準(zhǔn)的情況下，彩色圖像中的分割的創(chuàng)面邊界可以被更準(zhǔn)確地被映射到3D結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上，并可以計(jì)算準(zhǔn)確的創(chuàng)面尺寸。

在步驟S200的圖7中，從結(jié)構(gòu)傳感器3和前景掩模得到且對(duì)應(yīng)于分割圖像的深度圖被獲得。前景掩模是一種與彩色圖像具有相同尺寸的二進(jìn)制圖像，但通過將1分配到屬于創(chuàng)面的像素并將0分配到其他像素(背景)來將創(chuàng)面編碼為前景。

在步驟S201中。所有深度圖被組合成單個(gè)的深度圖。為了確保形成均勻的深度圖，所以執(zhí)行這個(gè)步驟。尤其是，深度圖是充滿噪音的。因此，深度圖中的一些深度值缺失。通過保存若干連續(xù)的深度圖，可以通過將全部深度圖組合成一個(gè)深度圖而填補(bǔ)空白。雖然這一步減少了大部分缺失的深度值，但仍然可能保留部分空白。步驟S202通過使用相鄰像素的深度值應(yīng)用另一種方法來填充空白。

在步驟S202中，任何缺失的深度信息都通過鄰近值的內(nèi)插進(jìn)行填補(bǔ)。

在步驟S203中，由前景掩模表示的區(qū)域內(nèi)的深度信息用于進(jìn)一步處理。例如，圖9示出了前景掩模32被應(yīng)用于深度數(shù)據(jù)，使得只得到該區(qū)域內(nèi)的深度信息。

在步驟S204中，使用深度圖和結(jié)構(gòu)傳感器3的固有參數(shù)，將2D圖像空間中的像素位置轉(zhuǎn)換成相機(jī)空間的對(duì)應(yīng)的3D坐標(biāo)。

在步驟S205中，確定前景掩模區(qū)域內(nèi)的輪廓，并在步驟S206中，將確定的輪廓投影到三維空間，從而計(jì)算周長。該周長是創(chuàng)面邊界的總長度，類似于圓的周長，但是是在3D空間中。

在步驟S207中，將最小圍繞矩形投影到3D空間，并計(jì)算創(chuàng)面的長度和寬度。因此，步驟S206計(jì)算創(chuàng)面的周長，步驟S207計(jì)算創(chuàng)面的最大長度和寬度。

在步驟S208中，將分割部(前景掩模)投影到3D空間，并計(jì)算出面積。

在步驟S209中，拋物線形狀被使用輪廓深度信息擬合以估算表面。

在步驟S210中，計(jì)算創(chuàng)面內(nèi)的最深點(diǎn)，并在步驟S211中，計(jì)算創(chuàng)面的體積。

在步驟S212中，輸出在上述步驟測定的創(chuàng)面的寬度、長度、周長、面積、體積、深度(最深點(diǎn))和分割部。

服務(wù)器10也可以進(jìn)行創(chuàng)面組織分類處理。或者，該處理也可以在移動(dòng)設(shè)備1處進(jìn)行。圖10示出了用于分類創(chuàng)面中的組織的處理。在這個(gè)處理中，在提取創(chuàng)面邊界后，創(chuàng)面組織可被分類為肉芽、和/或腐肉、和/或焦痂組織?；谄促N片的多類支持向量機(jī)(Support Vector Machine，SVM)分類器可用于自動(dòng)執(zhí)行這個(gè)任務(wù)。SVM可以在不同創(chuàng)面的100張圖像上進(jìn)行訓(xùn)練，每個(gè)圖像可提供數(shù)百個(gè)拼貼片用于學(xué)習(xí)分類器的特征。交叉驗(yàn)證和網(wǎng)格搜索可用于優(yōu)化學(xué)習(xí)過程和歸納的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)測試表明，手動(dòng)和自動(dòng)分割之間具有良好的重疊(重疊得分>80％)，如圖11所示。在該圖中，元素A表示原始創(chuàng)面圖像，元素B表示與分類算法輸出的疊加，元素C表示針對(duì)肉芽的自動(dòng)分類，元素D表示針對(duì)腐肉組織分類，元素E表示由專家針對(duì)肉芽進(jìn)行的手動(dòng)分類，以及元素F表示由專家針對(duì)腐肉組織進(jìn)行手動(dòng)分類。

在圖10的步驟S300中，由圖像傳感器2獲得的彩色圖像連同前景掩模都被獲得。

在步驟S301中，得到對(duì)應(yīng)前景掩模的彩色圖像區(qū)域內(nèi)的顏色信息。

在步驟S302中，具有掩模的顏色信息被分成拼貼片，比如正方形拼貼片。也可以使用其他形狀的拼貼片。在步驟S303中，計(jì)算每個(gè)拼貼片的特征。特征是所提取的元素。特別地，在一個(gè)例子中，當(dāng)圖像以RGB彩色格式給出時(shí)，可以從RGB轉(zhuǎn)換成HSV、LAB和/或灰度格式，并提取以下特征：a)每個(gè)拼貼片中的H和S值各自的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差；b)每個(gè)拼貼片中的L、A和B值各自的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差；和c)灰度值各自的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。在步驟S304中，使用經(jīng)過訓(xùn)練的支持向量機(jī)對(duì)每個(gè)拼貼片進(jìn)行分類。訓(xùn)練流程如步驟S400-S406所示。

在步驟S400中，得到注釋了創(chuàng)面中的健康、腐肉和/或焦痂組織的區(qū)域的一組圖像。然后，在步驟S401中對(duì)這些圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理，使得在注釋區(qū)域內(nèi)的各自的顏色信息被與各自的注釋聯(lián)系起來。在步驟S402中，圖像分別被劃分成正方形拼貼片。然后在步驟S403中，對(duì)于每個(gè)拼貼片計(jì)算上面提到的特征。在步驟S404中，根據(jù)它所屬的組織類別，將每個(gè)拼貼片做出標(biāo)記。在步驟S405中，通過使用單獨(dú)的測試集(test set)，應(yīng)用交叉驗(yàn)證來找出支持向量機(jī)的最佳參數(shù)。在步驟S406a中，生成SVM模型。

將在步驟S406中生成的模型用于步驟S304中，以對(duì)每個(gè)拼貼片進(jìn)行分類。在步驟S305中，根據(jù)所屬的類別，將每個(gè)拼貼片用預(yù)定顏色涂色，使得每個(gè)類別有不同的顏色。在步驟S306中，輸出其上具有突出顯示的顏色的分類圖像。

當(dāng)在服務(wù)器10處進(jìn)行處理時(shí)，服務(wù)器10將數(shù)據(jù)傳回移動(dòng)設(shè)備1以向從業(yè)者展示。該數(shù)據(jù)也可以被傳遞給替代移動(dòng)設(shè)備1的不同設(shè)備。

圖12示出了提供給從業(yè)者的界面的示例。填充這一界面的信息可以在移動(dòng)設(shè)備1內(nèi)生成的，或者從服務(wù)器10發(fā)送到移動(dòng)設(shè)備1或其他替代設(shè)備的。

該界面顯示彩色圖像60，并向用戶提供通過選擇切換61標(biāo)記創(chuàng)面51和通過選擇切換62標(biāo)記背景50的能力。按鈕63使用戶能夠抹掉標(biāo)記。一旦放置了標(biāo)記50和51，用戶便可以選擇分割按鈕64，從而啟動(dòng)如圖4所示的處理。一旦該處理完成，則創(chuàng)面邊界信息被返回將如邊界72所顯示的界面。

然后，用戶可選擇測量按鈕65，從而啟動(dòng)如圖7所示的處理。一旦該處理完成，得到處理結(jié)果，則顯示最小圍繞矩形71和顯示創(chuàng)面測量結(jié)果66。

用戶也可以選擇創(chuàng)面組織分類按鈕67，該按鈕使用不同顏色基于類別68對(duì)創(chuàng)面的不同部分進(jìn)行分類。一旦選定按鈕67，則會(huì)執(zhí)行如圖10所示的處理。處理結(jié)果被覆蓋到創(chuàng)面上。

由服務(wù)器10生成的數(shù)據(jù)，除了被轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)設(shè)備1外，也被保存在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫可以對(duì)于服務(wù)器10是本地的或遠(yuǎn)程的或云端位置。由于數(shù)據(jù)可能具有醫(yī)學(xué)敏感性，所以數(shù)據(jù)可以用加密形式和/或用保護(hù)方式保存，以確保隱私得到保護(hù)。

由服務(wù)器10生成的或在移動(dòng)設(shè)備1處本地生成的數(shù)據(jù)都可以保存在數(shù)據(jù)庫中。該數(shù)據(jù)包括創(chuàng)面圖像以及相關(guān)臨床數(shù)據(jù)，該相關(guān)臨床數(shù)據(jù)既是手動(dòng)輸入也是利用圖像處理方法自動(dòng)生成的。使用特定患者數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，可以分析患者創(chuàng)面愈合進(jìn)程，以輸出類似于如下表3所列出的參數(shù)。因此，接著將該信息與創(chuàng)面的其他視覺特征整合在一起，以支持臨床決策。從數(shù)據(jù)庫中可以訪問包括表1、2和3中所列出的信息的臨床信息，以便于在創(chuàng)面管理或從業(yè)者門戶11中報(bào)告。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的信息可以被納入由從業(yè)者管理的患者電子病歷中。利用管理門戶11，醫(yī)生、護(hù)士、研究人員或任何具有適當(dāng)授權(quán)和證書的從業(yè)者都可以訪問此信息，以提供符合HIPAA方式的創(chuàng)面管理。這個(gè)門戶網(wǎng)站也可用于治療協(xié)調(diào)工作。

變化％(/周，相比于最后一次測量，相比于具體測量日期)：

面積

體積

深度(最深處)

組織分類

絕對(duì)變化(/周，相比于最后一次測量，相比于具體測量日期)：

面積

體積

深度(最深處)

組織分類

基準(zhǔn)范圍：個(gè)體、實(shí)踐、機(jī)構(gòu)、地區(qū)、國家

表3

同樣，可經(jīng)由信息學(xué)界面12訪問數(shù)據(jù)庫中的匿名臨床數(shù)據(jù)，以支持臨床研究和健康信息學(xué)，來推進(jìn)創(chuàng)面護(hù)理。

本實(shí)施例可提供明顯的優(yōu)勢。例如，本系統(tǒng)能夠有效確保創(chuàng)面被統(tǒng)一地測量。該系統(tǒng)的統(tǒng)一性使咨詢和交叉引用更加可行。該系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢是對(duì)醫(yī)療保險(xiǎn)和醫(yī)療保險(xiǎn)/醫(yī)療補(bǔ)助(Medicare/Medicaid)財(cái)政中介機(jī)構(gòu)的文件的審核流程在提供圖表審計(jì)服務(wù)的情況下得到顯著增強(qiáng)。存儲(chǔ)的圖像證明治療計(jì)劃、皮膚代替應(yīng)用和愈合的進(jìn)展(或缺乏)。該系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢是補(bǔ)充關(guān)于創(chuàng)面基準(zhǔn)愈合程序的內(nèi)部組織審計(jì)能力。

此外，移動(dòng)設(shè)備1還可以包括患者的培訓(xùn)材料和保健提供者的參考資料，如創(chuàng)面分類和一線治療方式指南、用于皮膚替代的現(xiàn)行CPT編碼指南、與創(chuàng)面管理/感染控制相關(guān)的藥物的補(bǔ)充資料和確保連接到現(xiàn)有電子病歷(HER)系統(tǒng)上的能力。

為了支持護(hù)理者之間的合作，該系統(tǒng)還能夠使患者能夠在不同的機(jī)構(gòu)之間轉(zhuǎn)換時(shí)被授予訪問病歷資料的權(quán)利，并允許醫(yī)療小組與患者自身通過自我監(jiān)督和自我報(bào)告一起共同撰寫患者病歷。

本實(shí)施例也可應(yīng)用于除了創(chuàng)面管理以外的其他應(yīng)用。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例也可以用作發(fā)生慢性創(chuàng)面風(fēng)險(xiǎn)較高人群的預(yù)防措施，該人群例如是易于發(fā)生糖尿病足潰瘍的糖尿病患者、易于發(fā)生褥瘡的臥床不起的患者和患有周圍血管疾病的患者。發(fā)生潰瘍的主要原因是供血不足，從而導(dǎo)致組織局部缺血，這最終發(fā)展成壞死和潰瘍。將多光譜成像或其他先進(jìn)成像技術(shù)和/或圖像分析算法合并于其中的本實(shí)施例可以被用于評(píng)估身體表面的血供或血液灌注。例如，帶通、帶阻、低通或高通濾波器可用于在不同波長的光下拍攝圖像，這些圖像可以用于分析皮膚表層的血氧含量，與用于脈搏血氧儀的技術(shù)類似。例如，可以使用具有兩種不同波長的近紅外區(qū)域的光源。光濾波器連同光源可以被結(jié)合在一起，并配備到現(xiàn)有的照相手機(jī)，以增強(qiáng)其對(duì)測量血液灌注的多光譜成像能力。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例可用于監(jiān)測耳、鼻、喉、口和眼部等疾病。為了增強(qiáng)視覺圖像，可以使用輔助光源。導(dǎo)光管也可以用于拍攝難以到達(dá)位置的圖像，或在某些情況或狀況下，也可以使用穩(wěn)定和放大。這些特征也可以發(fā)展而被配備到現(xiàn)有的移動(dòng)設(shè)備上，以允許患者拍攝質(zhì)量更好的圖象，從而使計(jì)算機(jī)能夠更準(zhǔn)確地提取臨床信息，使護(hù)理者能夠更好地監(jiān)測疾病進(jìn)展以及檢測和解決并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例可用于監(jiān)測有身體表面上的可見膨出、腫脹或突出特征的疾病狀況，其中包括但不限于：周圍血管疾病、皮膚腫塊、疝和痔瘡。這些病變的大小和形狀具有臨床相關(guān)性，使用本實(shí)施例可以很容易地測定和跟蹤。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例可用于整形重建手術(shù)或減肥治療方案，其中體形的變化可以被測量和記錄。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例可用于監(jiān)測患者排泄，如排便和排尿，其中的視覺特性可能具有臨床相關(guān)性。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例可用于針對(duì)其中流體和固體攝入必須要監(jiān)控的若干醫(yī)療條件監(jiān)測患者的熱量攝入，該熱量攝入以體積和所識(shí)別的食物類別為基礎(chǔ)。

總之，本公開文本可以應(yīng)用于使用移動(dòng)設(shè)備、基于患者自我監(jiān)測和自我報(bào)告的慢性疾病管理的方法和系統(tǒng)。具體地說，本公開利用具有照相機(jī)功能的移動(dòng)設(shè)備(配備或不配備特殊的附加設(shè)備，如立體照相機(jī)、結(jié)構(gòu)光、多光譜光成像器或其他光源或光導(dǎo)管)，來獲得感興趣的部位的視覺信息，感興趣的部位包括但不限于造口、創(chuàng)面、潰瘍、皮膚疾病、牙齒、耳、鼻、喉和眼睛?；蛘?，該任務(wù)可以通過利用具有網(wǎng)絡(luò)攝像頭功能的筆記本電腦，或照相機(jī)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。視覺信息在監(jiān)測疾病進(jìn)展方面具有重要的臨床價(jià)值，該視覺信息包括但不限于尺寸、形狀、顏色、色調(diào)、飽和度、對(duì)比度、紋理、圖案、3D表面或體積的信息。本實(shí)施例公開了一項(xiàng)技術(shù)，技術(shù)利用具有照相機(jī)功能的移動(dòng)設(shè)備(配備或不配備增強(qiáng)、改善或添加成像能力的附加設(shè)備)獲取圖像、分析和提取所獲取圖像中的臨床相關(guān)特征，這些臨床相關(guān)特征隨后被發(fā)送到的遠(yuǎn)程服務(wù)器?；蛘撸械膱D像分析和特征識(shí)別可以在遠(yuǎn)程服務(wù)器站點(diǎn)進(jìn)行。醫(yī)療專業(yè)人士或計(jì)算機(jī)自動(dòng)算法可以訪問這些患者的數(shù)據(jù)，并確定疾病惡化的風(fēng)險(xiǎn)、早期并發(fā)癥的警告信號(hào)或者患者對(duì)治療的依從性。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)將作為防御的第一道防線。該系統(tǒng)能夠篩查所有患者的數(shù)據(jù)來尋找早期警告信號(hào)。風(fēng)險(xiǎn)一旦被識(shí)別，當(dāng)某些指標(biāo)超出正常范圍或趨勢不利時(shí)，護(hù)理者和/或患者都可以得到警告。于是護(hù)理者可以評(píng)估這個(gè)情況，證實(shí)或解除警告，并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)解決該警告，其中包括與患者溝通、調(diào)整治療方案或提醒患者堅(jiān)持治療。根據(jù)從圖像提取的臨床信息、患者溝通和患者的疾病簡報(bào)以及提供者的治療計(jì)劃，該系統(tǒng)可以用于放置有針對(duì)性的廣告和進(jìn)行產(chǎn)品推薦。

在一個(gè)替代實(shí)施例中，深度信息和圖像信息可以通過單個(gè)成像裝置或傳感器獲得。在本實(shí)施例中，成像裝置或傳感器，除了捕獲創(chuàng)面圖像外，還能夠捕獲創(chuàng)面的深度信息。此外，也可能基于自動(dòng)聚焦信息的確定圖像的部分(諸如創(chuàng)面)的距離。例如，通過識(shí)別創(chuàng)面與背景之間的距離差，能夠確定創(chuàng)面的深度信息。

至少在如上所述處理的某些部分，如圖4、7和10所示的這些處理例如可以通過使用某種形式的具有至少一個(gè)微處理器的嵌入或外部的計(jì)算機(jī)或通過使用一個(gè)電路/處理電路來實(shí)現(xiàn)或輔助。任何上述處理都可以使用計(jì)算機(jī)或電路或處理電路來實(shí)現(xiàn)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)的，計(jì)算機(jī)處理器可以被實(shí)施作為離散的邏輯門、作為一個(gè)專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它復(fù)雜的可編程邏輯器件(CPLD)。FPGA或CPLD的實(shí)現(xiàn)可以用VHDL、Verilog或任何其他硬件描述語言編碼，并且該編碼可以被直接存儲(chǔ)在FPGA或CPLD內(nèi)的電子存儲(chǔ)器中，或作為一個(gè)單獨(dú)的電子存儲(chǔ)器。此外，電子存儲(chǔ)器可以是非易失性的，如ROM、EEPROM或FLASH存儲(chǔ)器。電子存儲(chǔ)器也可以是易失性，比如靜態(tài)或動(dòng)態(tài)RAM，并且可以提供一個(gè)處理器(如微控制器或微處理器)來管理電子存儲(chǔ)器，以及管理FPGA或CPLD與電子存儲(chǔ)器之間的交互。

或者，計(jì)算機(jī)處理器可以執(zhí)行包括執(zhí)行本文所描述功能的一組計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)程序，該程序被存儲(chǔ)在任何上述非易失性電子存儲(chǔ)器和/或硬盤驅(qū)動(dòng)器、CD、DVD、閃存驅(qū)動(dòng)器或任何其它已知的存儲(chǔ)介質(zhì)中。另外，計(jì)算機(jī)可讀指令可作為一個(gè)實(shí)用程序、后臺(tái)守護(hù)進(jìn)程或操作系統(tǒng)的組成部分或它們的組合來提供，結(jié)合處理器和操作系統(tǒng)來執(zhí)行，該處理器例如是美國英特爾的志強(qiáng)處理器或美國AMD的皓龍?zhí)幚砥?，該操作系統(tǒng)例如是微軟VISTA、UNIX、Solaris、Linux或蘋果MAC-OSX和對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說已知的其他操作系統(tǒng)。

此外，該實(shí)施例的某些功能可以利用基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)(圖13)。計(jì)算機(jī)1000包括總線B或用于傳送信息的其他通信機(jī)構(gòu)，以及與總線B耦合的用于處理信息的處理器/CPU 1004。計(jì)算機(jī)1000還包括耦合到總線B用于存儲(chǔ)由處理器/CPU 1004執(zhí)行的信息和指令的主存儲(chǔ)器/存儲(chǔ)單元1003，比如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或其它動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備(例如，動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)和同步DRAM(SDRAM))。此外，存儲(chǔ)單元1003可以用于在執(zhí)行由CPU 1004發(fā)出的指令期間，存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其它中間信息。計(jì)算機(jī)1000還可以進(jìn)一步包括耦合到總線B用于存儲(chǔ)CPU 1004的靜態(tài)信息和指令的只讀存儲(chǔ)器(ROM)或其它靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備(例如，可編程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)和電可擦除PROM(EEPROM))。

計(jì)算機(jī)1000還可以包括耦合到總線B來控制一個(gè)或多個(gè)用于存儲(chǔ)信息和指令的存儲(chǔ)設(shè)備的盤控制器，該存儲(chǔ)設(shè)備例如是大容量存儲(chǔ)器1002和驅(qū)動(dòng)裝置1006(例如，只讀緊湊型盤驅(qū)動(dòng)器、讀/寫緊湊型盤驅(qū)動(dòng)器、緊湊型盤點(diǎn)唱機(jī)和可移動(dòng)的磁-光驅(qū)動(dòng)器)。該存儲(chǔ)設(shè)備可以使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備接口(例如，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)、集成設(shè)備電路(IDE)、增強(qiáng)IDE(E-IDE)、直接存貯器存取(DMA)或超DMA)添加到計(jì)算機(jī)1000。

計(jì)算機(jī)1000還可以包括專用邏輯設(shè)備(例如，專用集成電路(ASIC))或可配置邏輯設(shè)備(例如，簡單可編程邏輯設(shè)備(SPLD)、復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(CPLD)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA))。

計(jì)算機(jī)1000還可以包括顯示控制器，該顯示控制器耦合到總線B，以控制用于向計(jì)算機(jī)用戶顯示信息的顯示器。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括用于與計(jì)算機(jī)用戶互動(dòng)和向處理器提供信息的輸入設(shè)備，比如鍵盤和指示裝置。指點(diǎn)裝置，例如，可以是鼠標(biāo)、軌跡球或指點(diǎn)桿，用于將方向信息和命令選擇傳遞給處理器和用于控制顯示器上的光標(biāo)移動(dòng)。此外，打印機(jī)可以提供由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)和/或生成的數(shù)據(jù)的打印的列表。

響應(yīng)于CPU 1004執(zhí)行一個(gè)存儲(chǔ)器(比如存儲(chǔ)單元1003)所包含的一個(gè)或多個(gè)序列的一個(gè)或多個(gè)指令，計(jì)算機(jī)1000執(zhí)行至少本發(fā)明處理步驟的一部分。這樣的指令可以從另一臺(tái)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(如大容量存儲(chǔ)1002或可移動(dòng)介質(zhì)1001)讀入存儲(chǔ)單元。在一個(gè)多處理布置中的一個(gè)或多個(gè)處理器也可以被用于執(zhí)行在存儲(chǔ)單元1003中所包含的指令序列。在替代實(shí)施例中，硬連線電路可以用于代替軟件指令或與軟件指令結(jié)合使用。因此，實(shí)施例不限于硬件電路和軟件的任何特定組配。

如上所述，計(jì)算機(jī)1000包括至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1001或存儲(chǔ)器，它們用于支持根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而編程的指令和用于在其中容納本文所描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表、記錄或其他數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例為緊湊型盤、硬盤、磁-光盤、PROM(EPROM、EEPROM、閃存EPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM或任何其它磁介質(zhì)、緊湊型盤(例如，CD-ROM)或計(jì)算機(jī)可以從其進(jìn)行讀取的任何其它介質(zhì)。

通過存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的任何一個(gè)或組合中，本發(fā)明包括用于控制主處理單元1004的軟件，該軟件用于驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備或設(shè)備和用于使主處理單元1004能夠與人類用戶交互。這樣的軟件可包括但不限于，設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具和應(yīng)用軟件。這種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還包括本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用于執(zhí)行全部或一部分(如果處理是分布式的)在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中所執(zhí)行的處理。

在本發(fā)明介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)代碼元素可以是任何可解釋或可執(zhí)行的代碼機(jī)制，包括但不限于腳本、可解釋程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)、Java類和完整的可執(zhí)行程序。此外，為了實(shí)現(xiàn)更好的性能、可靠性和/或成本，本發(fā)明的處理部分可以是分布式的。

如本文所用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”，指的是參與提供供CPU1004所執(zhí)行指令的任何介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)和易失性介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤、磁盤和磁光盤，比如大容量存儲(chǔ)器1002或可移動(dòng)介質(zhì)1001。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，比如存儲(chǔ)單元1003。

各種形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可涉及將一個(gè)或多個(gè)序列的一個(gè)或多個(gè)指令攜帶到CPU 1004以進(jìn)行執(zhí)行。例如，指令最初可以在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的磁盤中承載。耦合到總線B的輸入可以接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)放到總線B上。總線B將數(shù)據(jù)攜帶到存儲(chǔ)單元1003，CPU 1004從存儲(chǔ)單元1003中獲取數(shù)據(jù)并執(zhí)行指令。由存儲(chǔ)單元1003接收的指令在由CPU 1004執(zhí)行之前或之后可以被選擇性地存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)單元1002。

計(jì)算機(jī)1000還包括耦合到總線B的通信接口1005。通信接口1004提供耦合到網(wǎng)絡(luò)的雙向數(shù)據(jù)通信，該網(wǎng)絡(luò)被連接到例如局域網(wǎng)(LAN)或如因特網(wǎng)的其他通信網(wǎng)絡(luò)。例如，通信接口1005可以是連接到任何分組交換LAN的網(wǎng)絡(luò)接口卡。作為另一個(gè)例子，通信接口1005可以是非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(ADSL)卡、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡或提供到相應(yīng)類型通信線路的數(shù)據(jù)通信連接的調(diào)制解調(diào)器。也可以實(shí)現(xiàn)無線鏈路。在任何這種實(shí)現(xiàn)中，通信接口1005發(fā)送和接收攜帶代表各種類信息的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電、電磁或光信號(hào)。

該網(wǎng)絡(luò)通常通過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供與其他數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)通信。例如，網(wǎng)絡(luò)可以通過本地網(wǎng)絡(luò)(例如，LAN)或通過由服務(wù)商操作的通過通信網(wǎng)絡(luò)提供通信服務(wù)的設(shè)備，提供與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的連接。例如，本地網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)使用例如攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電、電磁或光信號(hào)和相關(guān)的物理層(例如，CAT5電纜、同軸電纜、光纖等)。此外，網(wǎng)絡(luò)可以提供與比如手提電腦或蜂窩式電話的移動(dòng)設(shè)備的連接。

在上述說明中，流程圖中的任何過程、描述或區(qū)塊都應(yīng)該被理解為代表代碼的模塊、片段或部分，其包括在過程中執(zhí)行特定邏輯功能或步驟的一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令，并且替代實(shí)現(xiàn)方式被包括在本進(jìn)展的示例性實(shí)施例的范圍內(nèi)，其中根據(jù)所涉及的功能，功能可以不按所展示或討論的順序執(zhí)行，包括基本上同時(shí)或以相反的順序進(jìn)行，正如被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的一樣。

雖然某些實(shí)施例已被描述，但這些實(shí)施例僅以舉例的方式介紹，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，這里所描述的新穎的方法、設(shè)備和系統(tǒng)可以以其他各種形式體現(xiàn)；此外，本文中所描述的方法、設(shè)備和系統(tǒng)可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下作出各種省略、替換和形式改變。所附權(quán)利要求及其等價(jià)物旨在涵蓋將落入本發(fā)明范圍和精神內(nèi)的形式或修改。