EP1629667A2 - Verfahren und vorrichtung zum visualisieren von medizinischen patientendaten auf einer medizinischen anzeigeeinheit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum visualisieren von medizinischen patientendaten auf einer medizinischen anzeigeeinheit

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Publication number
EP1629667A2
EP1629667A2 EP04762982A EP04762982A EP1629667A2 EP 1629667 A2 EP1629667 A2 EP 1629667A2 EP 04762982 A EP04762982 A EP 04762982A EP 04762982 A EP04762982 A EP 04762982A EP 1629667 A2 EP1629667 A2 EP 1629667A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
video signal
image
signal
data
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04762982A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
C. Klinikum Stuttgart Katharinenhospital Krier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Storz SE and Co KG
Original Assignee
Karl Storz SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karl Storz SE and Co KG filed Critical Karl Storz SE and Co KG
Publication of EP1629667A2 publication Critical patent/EP1629667A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/042—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by a proximal camera, e.g. a CCD camera
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
    • A61B1/00045—Display arrangement
    • A61B1/0005—Display arrangement combining images e.g. side-by-side, superimposed or tiled
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/555—Constructional details for picking-up images in sites, inaccessible due to their dimensions or hazardous conditions, e.g. endoscopes or borescopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for visualizing medical patient data on a medical display unit.
  • it relates to a method and a device for the simultaneous display of physiological measurement data which are recorded on the body of a patient and of camera images of the patient or body parts of the patient.
  • Preferred areas of application for the new method and the corresponding device are fiber-optic intubation of patients, both planned and in an emergency room, intensive care bronchoscopy, bronchial lavage of a patient, and other endoscopic interventions, which on the one hand take place under visual control. trolle and on the other hand with constant recording of measured values, for example breathing gas parameters.
  • Providing a first video signal suitable for output on a screen which contains image data for a first image foreground and a first image background, the first image foreground visualizing a first amount of medical patient data,
  • a device of the type mentioned at the outset with a first image source for generating a first video signal suitable for output on a screen, which contains image data for a first image foreground and a first image background, the first image foreground containing a first quantity of medical Visualized patient data, a second image source for generating a second video signal suitable for output on a screen, which contains image data that visualize a second set of medical patient data, a video signal overlay tion unit for superimposing the first and second video signals to generate a superimposed video signal, the video signal superimposition unit being designed such that the image data of the first background image is overwritten with image data of the second video signal, and a display unit for outputting the superimposed video signal.
  • the new concept is based on the idea that the various patient data are only combined at a very late point in the signal processing process to form the common screen content.
  • the patient data from the various data sources are initially to be prepared for themselves in a form that enables them to be output on a screen.
  • the patient data from the various sources are thus available in the form of video signals and the final combination takes place only by overlaying the individual video signals.
  • outputable video signals have usually only been generated until the patient data from the various sources have already been combined with one another or integrated into one another.
  • the "first invisibility" of the first image background can be done in a simple manner by using the background color of the first image as a decision criterion as to whether a particular pixel in the superimposed overall image should be determined by the color values of the first or the second image. In image processing, this procedure is also known as “color keying” or “chro a keying”.
  • the present invention uses the color shift keying technique known per se for the integration of medical patient data from different sources into a combined display image.
  • This new concept has the advantage that patient data from different sources, and in particular from systems that are incompatible per se, can be combined with one another very simply, without having to provide complex adaptation and implementation measures.
  • the flexibility of existing data sources can be used and maintained very easily in this way. There is no need to laboriously integrate data depending on variable parameters, and as a result, the new concept can also be put into practice very quickly.
  • the new concept offers the possibility of displaying patient data from different data sources together on a single display unit, so that the attending physician is provided with a compact and central information source.
  • the second video signal is provided as an output signal from a camera, preferably as an output signal from an endoscopic camera.
  • the advantages of the new concept mentioned above come into play particularly clearly, since camera images on the one hand contain an enormous amount of data, which means a considerable administrative effort in the conventional integration of image data from different sources.
  • camera images are a particularly important data source in the field of modern treatment medicine.
  • the high level of flexibility and adaptability that the new concept enables, even without complex integration measures, is of great importance, especially with live images, such as those supplied by endoscopic cameras.
  • the new concept is also not limited to moving live images in this embodiment, but also offers great advantages for still and / or archive images.
  • an endoscopic camera is understood to be any type of image recording unit that is designed to deliver images from the patient's body.
  • it can be a camera attachment on a classic endoscope, but also a CCD or CMOS miniature camera that is inserted into the patient's body using suitable means.
  • the first video signal is provided as the output signal of a measurement data system for recording and / or managing preferably physiological measurement data of a patient.
  • a measurement data system for recording and / or managing preferably physiological measurement data of a patient.
  • This configuration is particularly advantageous in combination with the aforementioned measure, although it can also be implemented independently of it.
  • the combination of physiological measurement data with live images from a camera is a particularly effective means of compactly and centrally visualizing practically all patient data relevant for the treatment to a treating doctor.
  • measurement data which are usually visualized in the form of numerical values and / or measurement curves, can be combined very well with camera images to form a superimposed display image, since the structural differences between these data sources only influence or interfere with one another to a small extent.
  • the first and the second video signal are provided in a uniform format, in particular as S-VHS signals.
  • a video signal converter is preferably provided in the corresponding device, which converts at least one of the video signals into a predetermined signal format, preferably into an S-VHS signal.
  • the superimposed video signal is output on the medical display unit in a first operating mode and in a second operating mode only the second video signal is output, the second operating mode preferably being a standard operating mode and the first operating mode being optionally adjustable.
  • the preferred device of this embodiment has at least a first and a second signal input on the display unit and a selector switch for switching between the first and second signal inputs, the superimposed video signal being fed to the first signal input and the second video signal to the second signal input.
  • This embodiment is also particularly advantageous if the second video signal originates from a camera source. Because of this configuration, the camera image is basically visible and can be displayed without any overlaps by operating in the standard operating mode. The display of numerical or graphic patient data can thus be activated or deactivated in a very simple and cost-effective manner.
  • this embodiment has the advantage that the visual control, which is more important in cases of doubt, enables emergency operation, for example intubation of a patient, without having to put the entire system into operation first. This enables faster treatment of patients in critical situations.
  • At least one of the video signals is provided as a digital video signal.
  • This measure simplifies the practical implementation of the new concept, since algorithms for digital color shift keying are already available from other areas of application.
  • the provision of digital video signals makes these possibilities usable directly and makes it possible to dispense with so-called frame grabber components for digitizing analog video signals. In principle, however, the above-mentioned video signals can also be continuously superimposed in an analog manner.
  • the device 10 here has a measurement data acquisition unit 12, which records and processes the measurement signals from one or more sensors 14.
  • the sensors 14 deliver, for example, measurement signals for determining the heart rate of a patient 16, airway parameters and / or blood values.
  • the type of sensors 14 and the type of the individual measured values are of minor importance for the practical implementation of the new concept and, accordingly, are to be understood as examples.
  • the measurement data acquisition unit 12 supplies a first video signal 18, which is designed to generate a display of the recorded measurement data on a screen 20.
  • the measurement data acquisition unit 12 supplies an SVGA signal which is displayed on the screen 20.
  • the invention is not limited to this type of signal and can equally be implemented with other video signals, in particular digital video signals.
  • the patient data supplied by the measurement data acquisition unit 12 is primarily data which can be represented numerically and / or graphically
  • the video signal 18 here contains image data which have an image background 22 and one on the screen 20. Generate the foreground of the image with the patient data 24 to be displayed.
  • the patient data 24 here are the numerical representation of the physiological measurement data of the patient 16.
  • the measurement data acquisition unit 12 and the screen 20 are components of the patient monitoring system IntelliVue from Philips.
  • the screen 20 is a screen of the MP90 type from the Philips program mentioned.
  • the reference numeral 26 here designates an endoscopic camera which, in the exemplary embodiment being tested, is a Telecam or Tricam from the applicant of the present invention.
  • the camera 26 delivers a second video signal 28, which in the present exemplary embodiment is an S-VHS signal.
  • the second video signal 28 is here via a sig- nalumschalter 30 fed to a second screen 32 and can be displayed directly on this.
  • Reference numeral 34 denotes a foot switch, which is used here to actuate the signal switch 30.
  • the foot switch 34 can be actuated by the attending physician in order to switch between the direct S-VHS video signal 28 and the video signal combined in the manner explained in more detail below.
  • Reference number 36 denotes a video overlay unit, which in the specific case is realized with the aid of a standard PC.
  • the standard PC 36 is, however, provided with two frame grabber cards 38, 40 for use in the device 10, with which the first video signal 18 and the second video signal 28 are recorded and digitized.
  • the processor of the standard PC 36 is indicated schematically by the reference number 42.
  • the processor 32 superimposes the first and second video signals 18, 28, which is shown symbolically in the figure.
  • the processor 42 carries out a color keying, as is already known per se in the field of graphics processing on Windows-based systems.
  • the image background 22 in the image data of the first video signal 18 is defined as transparent and is replaced by image data of the second video signal 28. Otherwise, the image data of the first video signal 18 is retained, i.e. the foreground of the first video signal also forms a foreground in the combined video signal 44.
  • the processor 42 thus generates a superimposed video signal 44 which, on the one hand, is fed to the signal switch 30 and here, in addition, to an image data memory 46.
  • the image data storage 46 is used here for archiving and later documentation of the treatment performed.
  • Reference number 48 here also denotes a signal converter which is connected between the output of the measurement data acquisition unit 12 and the frame grabber card 38 of the video overlay unit 36.
  • the signal converter 48 converts the SVGA signal of the measurement data acquisition unit 12 into an S-VHS signal 18 ', so that the first and second video signals can be recorded by the video overlay unit 36 in the same signal format.
  • the superimposed video signal 44 leads to a display in which the video image recorded by the camera 26 is superimposed on the patient data 24.
  • the attending doctor thus has the possibility of viewing both the numerical patient data 24 and the video image recorded with the camera 26.
  • the screen 32 is preferably arranged in the immediate working and viewing area of the attending doctor (not shown here).
  • the attending physician can switch over to the "pure" video image of the camera 26 via the foot switch 34, i.e. he can hide the numerical display of the patient data 24.
  • the pure video image ie the video signal 28 is displayed in a standard operating mode of the device 10.
  • the video overlay unit 36 is not or not yet in operation, so that it is advantageously also possible to start up quickly in order to carry out an emergency measure.
  • device 10 can be used in a conventional manner.
  • the signal converter 48 in the present exemplary embodiment is a VSC 150 scan converter from Extron Electronics, USA.
  • the frame grabber cards 38, 40 are PC cards of the Falcon 2 type from IDS in the exemplary embodiment currently being tested.
  • the signal switch 30 can also be integrated in the screen 32.
  • a control connection is then preferably present between the video overlay unit 36 and the screen 32, so that the video overlay unit 36 can switch between the two operating modes automatically and / or depending on the foot switch 34.
  • the foot switch 34 can then also be connected directly to the video overlay unit 36.
  • the control connection (not shown here) is an RS 232 connection between the video overlay unit 36 and the screen 32.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Visualisieren von medizinischen Patientendaten. Die Vorrichtung besitzt eine erste Signalquelle (12) zum Erzeugen eines ersten zur Ausgabe auf einem Bildschirm (20) geeigneten Videosignals (18). Das Videosignal (18) beinhaltet Bilddaten für einen ersten Bildvordergrund (24) und einen ersten Bildhintergrund (22). Des Weiteren ist eine zweite Bildquelle (26) zum Erzeugen eines zweiten Videosignals (28) vorhanden. Das zweite Videosignal (28) visualisiert eine zweite Menge an medizinischen Patientendaten. Schliesslich ist eine Videosignalüberlagerungseinheit (36) zum Überlagern des ersten und zweiten Videosignals (18, 28) vorhanden. Die Videosignalüberlagerungseinheit (36) ist so ausgebildet, dass die Bilddaten des ersten Bildhintergrundes (22) mit Bilddaten des zweiten Videosignals (28) überschrieben werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Visualisieren von medizinischen Patientendaten auf einer medizinischen Anzeigeeinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Visualisieren von medizinischen Patientendaten auf einer medizinischen Anzeigeeinheit. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Anzeigen von physiologischen Messdaten, die am Körper eines Patienten aufgenommen werden, und von Kamerabildern des Patienten oder Körperteilen des Patienten. Bevorzugte Einsatzgebiete für das neue Verfahren und die entsprechende Vorrichtung sind die fiberoptische Intubation von Patienten, und zwar sowohl geplant als auch in einer Notfallaufnahme, die intensivmedizinische Bronchoskopie, die Bronchiallavage eines Patienten sowie andere endoskopische Eingriffe, die einerseits unter visueller Kon- trolle und andererseits unter stetiger Aufnahme von Messwerten, beispielsweise Atemgasparametern, durchgeführt werden.
Im Bereich der modernen Medizin ist es bekannt, medizinische Eingriffe visuell an Hand von (Live-)Bildern zu kontrollieren bzw. durchzuführen. Die (Live-)Bilder werden dem behandelnden Arzt üblicherweise auf einem Bildschirm angezeigt. Dies gilt insbesondere für minimalinvasive Eingriffe, aber auch für die visuelle Kontrolle von Intubationen u.a. Ein Bedienungs- und Steuerzentrum für eine entsprechende medizinische Behandlung eines Patienten ist beispielsweise aus US 5,788,688 bekannt.
Darüber hinaus ist es bei der medizinischen Behandlung von Patienten bekannt, physiologische Messwerte des Patienten, die mit Hilfe von geeigneten Messsystemen bestimmt werden, einem behandelnden Arzt auf einem Bildschirm anzuzeigen. In vielen Fällen handelt es sich dabei um die graphische Darstellung von Messkurven und/oder die numerische Anzeige von Messwerten, wie beispielsweise Herzfrequenzen, Atemgasparametern oder Blutwerten. Beispielhaft hierzu sei auf das PatientenüberwachungsSystem IntelliVue der Firma Philips verwiesen.
Die Vielzahl der im Einzelfall zur Verfügung stehenden Patientendaten, seien es mit einer Kamera aufgenommene Live- oder Archivbilder oder numerische Messwerte, müssen dem behandelnden Arzt in möglichst übersichtlicher Form dargestellt werden, um eine optimale Behandlung eines Patienten zu ermöglichen. Da der Arzt andererseits abhängig von den zur Verfügung gestellten Patientendaten Eingriffe am Patienten vornehmen muss, ist seine Bewegungsfreiheit und seine Flexibilität häufig eingeschränkt. Es besteht daher der Wunsch, eine Vielzahl von Patientendaten möglichst kompakt und andererseits variabel auf einem Bildschirm zur Anzeige zu bringen. Hierzu ist es erforderlich, die verschiedenen Patientendaten, die in aller Regel von verschiedenen Quellen herrühren, so miteinander zu kombinieren, dass sie auf dem Bildschirm ausgegeben werden können. Schwierigkeiten ergeben sich dann, wenn eine Vielzahl wechselnder Patientendaten, beispielsweise abhängig vom Einsatzgebiet und der konkreten Behandlung, zusammengefasst werden müssen, da die Berücksichtigung der verschiedenen Datenquellen und die gewünschten Variationsmöglichkeiten einen erheblichen Steuerungsund Verarbeitungsaufwand erfordert.
Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich, wenn Patientendatenerfassungssysteme von verschiedenen Herstellern miteinander kombiniert werden sollen, da in diesem Fall aufwändige Abstimmungsmaßnahmen und/oder ein erheblicher Adaptionsaufwand zur Signalanpassung, Signalwandlung, Datenaufbereitung etc. erforderlich ist. Bislang praktizierte Ansätze beruhen in aller Regel darauf, die Patientendaten aus den verschiedenen Quellen in einem Steuerrechner aufzubereiten und zu dem gewünschten kombinierten Ausgabebild zusammenzustellen. Aufgrund der genannten Schwierigkeiten ist der Aufwand dabei in der Praxis relativ groß und die Flexibilität bei der Auswahl der Anzeigeparameter begrenzt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen sich medizinische Patientendaten aus verschiedenen Quellen einfacher und mit möglichst großer Flexibilität zu einem gemeinsamen Anzeigebild kombinieren lassen. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen eines ersten zur Ausgabe auf einem Bildschirm geeigneten Videosignals, das Bilddaten für einen ersten Bildvordergrund und einen ersten Bildhintergrund beinhaltet, wobei der erste Bildvordergrund eine erste Menge an medizinischen Patientendaten visualisiert,
Bereitstellen eines zweiten zur Ausgabe auf einem Bildschirm geeigneten Videosignals, das Bilddaten beinhaltet, die eine zweite Menge an medizinischen Patientendaten visualisieren,
Überlagern des ersten und zweiten Videosignals, wobei die Bilddaten des ersten Bildhintergrundes mit Bilddaten des zweiten Videosignals überschrieben werden, und
Ausgeben des überlagerten Videosignals auf der medizinischen Anzeigeeinheit.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit einer ersten Bildquelle zum Erzeugen eines ersten zur Ausgabe auf einem Bildschirm geeigneten Videosignals, das Bilddaten für einen ersten Bildvordergrund und einen ersten Bildhintergrund beinhaltet, wobei der erste Bildvordergrund eine erste Menge an medizinischen Patientendaten visualisiert, einer zweiten Bildquelle zum Erzeugen eines zweiten zur Ausgabe auf einem Bildschirm geeigneten Videosignals, das Bilddaten beinhaltet, die eine zweite Menge an medizinischen Patientendaten visualisieren, einer Videosignalüberlage- rungseinheit zum Überlagern des ersten und zweiten Videosignals zum Erzeugen eines überlagerten Videosignals, wobei die Videosignalüberlagerungseinheit so ausgebildet ist, dass die Bilddaten des ersten Bildhintergrundes mit Bilddaten des zweiten Videosignals überschrieben werden, und einer Anzeigeeinheit zum Ausgeben des überlagerten Videosignals.
Das neue Konzept beruht damit auf der Idee, die verschiedenen Patientendaten erst zu einem sehr späten Zeitpunkt Im Signal- aufbereitungsprozess zu dem gemeinsamen Bildschirminhalt zu kombinieren. Konkret sollen die Patientendaten der verschiedenen Datenquellen hiernach nämlich zunächst für sich genommen in einer Form aufbereitet werden, die die Ausgabe auf einem Bildschirm ermöglicht. Die Patientendaten der verschiedenen Quellen liegen damit in Form von Videosignalen vor und die endgültige Kombination erfolgt erst durch Überlagern der einzelnen Videosignale. Im Gegensatz dazu erfolgte die Erzeugung von ausgabefähigen Videosignalen bislang üblicherweise erst dann, wenn die Patientendaten der verschiedenen Quellen bereits miteinander kombiniert oder ineinander integriert waren.
Die Überlagerung von Videosignalen folgt demgegenüber einem anderen Ansatz, der für sich genommen aus dem Bereich der Fil - und Fernsehtechnik oder der Computergrafikerstellung bekannt ist. So ist das Einblenden eines Bildes in ein anderes Bild bereits seit langem unter dem Stichwort "Blue screen" aus der Fernsehtechnik bekannt. Des Weiteren wird dieses Verfahren auch bei der Erzeugung von schnellen Videosequenzen für Computerspiele u.a. angewendet. Die zugrunde liegende Idee ist hierbei, den Hintergrund des ersten Bildes als unsichtbar zu definieren und das erste Bild anschließend einem zweiten Bild zu überla- gern. Im Ergebnis stehen dann Vordergrundobjekte des ersten Bildes vor dem zweiten Bild, das seinerseits einen gemeinsamen Bildhintergrund darstellt. Das "Unsichtbarmachen" des ersten Bildhintergrundes kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass die Hintergrundfarbe des ersten Bildes als Entscheidungskriterium herangezogen wird, ob ein bestimmter Bildpunkt im überlagerten Gesamtbild von den Farbwerten des ersten oder des zweiten Bildes bestimmt werden soll. In der Bildverarbeitung ist dieses Vorgehen auch unter dem Stichwort "Farbumtastung" ("color keying" bzw. "chro a keying") bekannt.
Mit anderen Worten nutzt die vorliegende Erfindung die an sich bekannte Technik des Farbumtastens für die Integration von medizinischen Patientendaten aus verschiedenen Quellen zu einem kombinierten Anzeigebild. Dieses neue Konzept besitzt den Vorteil, dass Patientendaten aus verschiedenen Quellen und insbesondere aus an sich inkompatiblen Systemen sehr einfach miteinander kombiniert werden können, ohne aufwändige Adaptions- und Umsetzungsmaßnahmen vorzusehen. Darüber hinaus kann auf diese Weise die Flexibilität vorhandener Datenquellen sehr einfach ausgenutzt und beibehalten werden. Es erübrigt sich eine aufwändige Integration von Daten in Abhängigkeit von variablen Parametern und infolgedessen lässt sich das neue Konzept auch sehr schnell in die Praxis umsetzen.
Auf der anderen Seite bietet das neue Konzept die Möglichkeit, Patientendaten verschiedener Datenquellen auf einer einzigen Anzeigeeinheit gemeinsam darzustellen, so dass dem behandelnden Arzt eine kompakte und zentrale Informationsquelle zur Verfügung gestellt wird. Die genannte Aufgabe ist damit vollständig gelöst. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das zweite Videosignal als Ausgangssignal einer Kamera bereitgestellt, und zwar bevorzugt als Ausgangssignal einer endoskopischen Kamera.
In diesem Fall kommen die oben genannten Vorteile des neuen Konzepts besonders deutlich zum Tragen, da Kamerabilder einerseits eine enorme Datenmenge beinhalten, die bei der konventionellen Integration von Bilddaten verschiedener Quellen einen erheblichen Verwaltungsaufwand bedeutet. Andererseits sind Kamerabilder eine besonders wichtige Datenquelle im Bereich der modernen Behandlungsmedizin. Außerdem ist die hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, die das neue Konzept auch ohne aufwändige Integrationsmaßnahmen ermöglicht, gerade bei Livebildern, wie sie insbesondere von endoskopischen Kameras geliefert werden, von großer Bedeutung. Der Vollständigkeit halber sei allerdings darauf hingewiesen, dass das neue Konzept auch in dieser Ausgestaltung nicht auf bewegte Livebilder beschränkt ist, sondern gleichermaßen auch bei Stand- und/oder Archivbildern große Vorteile bietet. Des weiteren sei darauf hingewiesen, dass als endoskopische Kamera im Sinne dieser Ausgestaltung jegliche Art von Bildaufnahmeeinheit verstanden wird, die dazu ausgebildet ist, Bilder aus dem Körper des Patienten zu liefern. Es kann sich also beispielsweise um einen Kameraaufsatz auf einem klassischen Endoskop handeln, aber auch um eine CCD- oder CMOS-Miniaturkamera, die mit geeigneten Mitteln in den Körper des Patienten eingeführt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das erste Videosignal als AusgangsSignal eines Messdatensystems zum Aufnehmen und/oder Verwalten von vorzugsweise physiologischen Messdaten eines Patienten bereitgestellt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft in Kombination mit der zuvor genannten Maßnahme, wenngleich sie auch unabhängig davon realisiert sein kann. Die Kombination von physiologischen Messdaten mit Livebildern einer Kamera stellt jedoch ein besonders wirkungsvolles Mittel dar, um einem behandelnden Arzt praktisch alle für die Behandlung maßgeblichen Patientendaten kompakt und zentral zu visualisieren. Zudem können Messdaten, die in aller Regel in Form von numerischen Werten und/oder Messkurven visualisiert werden, sehr gut mit Kamerabildern zu einem überlagerten Anzeigebild kombiniert werden, da die strukturellen Unterschiede dieser Datenquellen sich gegenseitig nur in geringem Maße beeinflussen oder stören.
In einer weiteren Ausgestaltung werden das erste und das zweite Videosignal in einem einheitlichen Format bereitgestellt, insbesondere als S-VHS-Signale. In der entsprechenden Vorrichtung ist vorzugsweise ein Videosignalkonverter vorgesehen, der zumindest eines der Videosignale in ein vorgegebenes Signalformat konvertiert, vorzugsweise in ein S-VHS-Signal.
Diese Maßnahme ist wiederum besonders vorteilhaft in den Fällen, in denen Livebilder einer Kamera (mit-)angezeigt werden sollen, da diese für eine Darstellung mit Hilfe eines S-VHS- Signals besonders geeignet sind. Andererseits lassen sich auch numerische Daten und/oder Messkurven mit Hilfe eines S-VHS- Signals gut auf einem Bildschirm darstellen. Die Verwendung von einheitlichen Signalformaten besitzt zudem den Vorteil, dass sich der Aufwand und die Verarbeitungszeit für die Kombination der verschiedenen Patientendaten reduziert. Die Anzeige des kombinierten Bildes ist damit einfacher, kostengünstiger und schneller möglich. In einer weiteren Ausgestaltung wird das überlagerte Videosignal auf der medizinischen Anzeigeeinheit in einem ersten Betriebsmodus ausgegeben und in einem zweiten Betriebsmodus wird nur das zweite Videosignal ausgegeben, wobei der zweite Betriebsmodus vorzugsweise ein Standardbetriebsmodus ist und der erste Betriebsmodus wahlweise einstellbar ist.
Dementsprechend besitzt die bevorzugte Vorrichtung dieser Ausgestaltung zumindest einen ersten und einen zweiten Signaleingang an der Anzeigeeinheit sowie einen Wählschalter zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Signaleingang, wobei das überlagerte Videosignal dem ersten Signaleingang und das zweite Videosignal dem zweiten Signaleingang zugeführt sind.
Auch diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn das zweite Videosignal von einer Kameraquelle herrührt. Durch diese Ausgestaltung ist das Kamerabild nämlich grundsätzlich sichtbar und kann durch Betrieb im Standardbetriebsmodus ohne weiteres frei von Überlagerungen angezeigt werden. Das Einblenden von numerischen oder graphischen Patientendaten kann somit auf sehr einfache und kostengünstige Weise aktiviert oder deaktiviert werden. Darüber hinaus besitzt diese Ausgestaltung den Vorteil, dass die im Zweifelsfall wichtigere visuelle Kontrolle einen Notfallbetrieb ermöglicht, beispielsweise eine Intubation eines Patienten, ohne erst das gesamte System in Betrieb nehmen zu müssen. In kritischen Situationen ist damit eine schnellere Behandlung von Patienten möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zumindest eines der Videosignale als digitales Videosignal bereitgestellt. Diese Maßnahme vereinfacht die praktische Realisierung des neuen Konzeptes, da Algorithmen zur digitalen Farbumtastung bereits aus anderen Anwendungsgebieten zur Verfügung stehen. Die Bereitstellung von digitalen Videosignalen macht diese Möglichkeiten auf direktem Wege nutzbar und ermöglicht es , auf sog. Frame-Grabber-Komponenten zur Digitalisierung von analogen Videosignalen zu verzichten. Grundsätzlich kann die Überlagerung der genannten Videosignale jedoch auch durchgehend auf analoge Weise erfolgen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der einzigen Figur ist eine Vorrichtung nach dem neuen Konzept in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 besitzt hier gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Messdatenerfassungseinheit 12, die die Messsignale eines oder mehrerer Sensoren 14 aufnimmt und aufbereitet. Die Sensoren 14 liefern beispielsweise Messsignale zur Bestimmung der Herzfrequenz eines Patienten 16, Atemwegsparameter und/oder Blutwerte. Die Art der Sensoren 14 und die Art der einzelnen Messwerte sind jedoch für die praktische Realisierung des neuen Konzepts von untergeordneter Bedeutung und dementsprechend eher beispielhaft zu verstehen. An ihrem Ausgang liefert die Messdatenerfassungseinheit 12 ein erstes Videosignal 18, das dazu ausgebildet ist, auf einem Bildschirm 20 eine Anzeige der aufgenommenen Messdaten zu erzeugen. In einem derzeit in praktischer Erprobung befindlichen Ausführungsbeispiel liefert die Messdatenerfassungseinheit 12 ein SVGA-Signal, das auf dem Bildschirm 20 zur Anzeige gebracht wird. Die Erfindung ist auf diesen Signaltyp jedoch nicht beschränkt und kann gleichermaßen auch mit anderen Videosignalen, insbesondere digitalen Videosignalen, realisiert werden. Da es sich bei den von der Messdatenerfassungseinheit 12 gelieferten Patientendaten in erster Linie um numerisch und/oder graphisch darstellbare Daten handelt, beinhaltet das Videosignal 18 hier Bilddaten, die auf dem Bildschirm 20 einen Bildhintergrund 22 und einen . Bildvordergrund mit den anzuzeigenden Patientendaten 24 erzeugen. Beispielsweise sind die Patientendaten 24 hier die numerische Darstellung der physiologischen Messdaten des Patienten 16.
In dem derzeit in Erprobung befindlichen Ausführungsbeispiel sind die Messdatenerfassungseinheit 12 und der Bildschirm 20 Bestandteile des PatientenüberwachungsSystems IntelliVue der Firma Philips. Konkret handelt es sich bei dem Bildschirm 20 um einen Bildschirm des Typs MP90 aus dem genannten Programm von Philips .
Mit der BezugsZiffer 26 ist hier eine endoskopische Kamera bezeichnet, die in dem in Erprobung befindlichen Ausführungs- beispiel eine Telecam oder Tricam der Anmelderin der vorliegenden Erfindung ist. Die Kamera 26 liefert ein zweites Videosignal 28, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein S-VHS- Signal ist. Das zweite Videosignal 28 ist hier über einen Sig- nalumschalter 30 einem zweiten Bildschirm 32 zugeführt und kann auf diesem direkt zur Anzeige gebracht werden. Mit der Bezugsziffer 34 ist ein Fußschalter bezeichnet, der hier zur Betätigung des Signalumschalters 30 dient. Der Fußschalter 34 kann vom behandelnden Arzt betätigt werden, um zwischen dem direkten S-VHS-Videosignal 28 und dem in nachfolgend näher erläuterter Weise kombinierten Videosignal umzuschalten.
Mit der Bezugsziffer 36 ist eine Videoüberlagerungseinheit bezeichnet, die im konkreten Fall mit Hilfe eines Standard-PC realisiert ist. Der Standard-PC 36 ist zur Verwendung im Rahmen der Vorrichtung 10 allerdings mit zwei Frame-Grabber-Karten 38, 40 versehen, mit denen das erste Videosignal 18 und das zweite Videosignal 28 aufgenommen und digitalisiert werden. Mit der Bezugsziffer 42 ist der Prozessor des Standard-PC 36 schematisch angedeutet. Auf Grund geeigneter Programmierung führt der Prozessor 32 eine Überlagerung des ersten und zweiten Videosignals 18, 28 durch, was in der Figur symbolisch dargestellt ist. Konkret führt der Prozessor 42 eine Farbumtastung ("color keying") durch, wie sie im Bereich der Graphikverarbeitung auf Windows-basierten Systemen für sich genommen bereits bekannt ist. Der Bildhintergrund 22 in den Bilddaten des ersten Videosignals 18 wird dabei als transparent definiert und durch Bilddaten des zweiten Videosignals 28 ersetzt. Im übrigen bleiben die Bilddaten des ersten Videosignals 18 erhalten, d.h. der Bildvordergrund des ersten Videosignals bildet auch einen Bildvordergrund im kombinierten Videosignal 44.
Der Prozessor 42 erzeugt damit ein überlagertes Videosignal 44, das einerseits dem Signalumschalter 30 und hier außerdem noch einem Bilddatenspeicher 46 zugeführt ist. Der Bilddatenspeicher 46 dient hier zum Archivieren und zur späteren Dokumentation der durchgeführten Behandlung.
Mit der Bezugsziffer 48 ist hier noch ein Signalkonverter bezeichnet, der zwischen den Ausgang der Messdatenerfassungseinheit 12 und die Frame-Grabber-Karte 38 der Videoüberlagerungs- einheit 36 geschaltet ist. Der Signalkonverter 48 wandelt das SVGA-Signal der Messdatenerfassungseinheit 12 in ein S-VHS- Signal 18' um, so dass das erste und zweite Videosignal von der Videoüberlagerungseinheit 36 in gleichem Signalformat aufgenommen werden können.
Wie im Bildschirm 32 schematisch dargestellt, führt das überlagerte Videosignal 44 zu einer Anzeige, bei der das mit der Kamera 26 aufgenommene Videobild mit den Patientendaten 24 überlagert ist. Der behandelnde Arzt hat damit die Möglichkeit, sowohl die numerischen Patientendaten 24 als auch das mit der Kamera 26 aufgenommene Videobild zu betrachten. Bevorzugt ist der Bildschirm 32 dabei im unmittelbaren Arbeits- und Sichtbereich des behandelnden Arztes (hier nicht dargestellt) angeordnet. Über den Fußschalter 34 kann der behandelnde Arzt auf das "reine" Videobild der Kamera 26 umschalten, d.h. er kann die numerische Anzeige der Patientendaten 24 ausblenden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das reine Videobild, d.h. das Videosignal 28, in einem Standardbetriebs- modus der Vorrichtung 10 angezeigt. Es wird insbesondere auch dann angezeigt, wenn die Videoüberlagerungseinheit 36 nicht oder noch nicht in Betrieb ist, so dass vorteilhafterweise auch eine schnelle Inbetriebnahme zum Durchführen einer Notfallmaßnahme möglich ist. Auch bei Ausfall der Videoüberlagerungsein- heit 36 kann die Vorrichtung 10 in herkömmlicher Weise verwendet werden.
Der Signalkonverter 48 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein VSC 150 Scan Converter der Firma Extron Electronics, USA. Die Frame-Grabber-Karten 38, 40 sind in dem zur Zeit in Erprobung befindlichen Ausführungsbeispiel PC-Karten des Typs Falcon 2 der Firma IDS.
Abweichend von der Darstellung in der Figur kann der Signalumschalter 30 auch in dem Bildschirm 32 integriert sein. Vorzugsweise ist dann eine Steuerverbindung zwischen der Videoüberlagerungseinheit 36 und dem Bildschirm 32 vorhanden, so dass die Videoüberlagerungseinheit 36 zwischen den beiden Betriebsmodi automatisch und/oder abhängig vom Fußschalter 34 umschalten kann. Der Fußschalter 34 kann dann auch direkt an der Videoüberlagerungseinheit 36 angeschlossene sein. In einem aktuellen Ausführungsbeispiel ist die Steuerverbindung (hier nicht dargestellt) eine RS 232-Verbindung zwischen der Videoüberlagerungseinheit 36 und dem Bildschirm 32.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Visualisieren von medizinischen Patientendaten auf einer medizinischen Anzeigeeinheit (32), mit den Schritten:
Bereitstellen eines ersten zur Ausgabe auf einem Bildschirm (20) geeigneten Videosignals (18), das Bilddaten für einen ersten Bildvordergrund (24) und einen ersten Bildhintergrund (22) beinhaltet, wobei der erste Bildvordergrund (24) eine erste Menge an medizinischen Patientendaten visualisiert,
Bereitstellen eines zweiten zur Ausgabe auf einem Bildschirm (32) geeigneten Videosignals (28), das Bilddaten beinhaltet, die eine zweite Menge an medizinischen Patientendaten visualisieren,
Überlagern des ersten und zweiten Videosignals (18, 28), wobei die Bilddaten des ersten Bildhintergrundes (22) mit Bilddaten des zweiten Videosignals (28) überschrieben werden, und
Ausgeben des überlagerten Videosignals (44) auf der medizinischen Anzeigeeinheit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Videosignal (28) als Ausgangssignal einer Käme- ra (26) bereitgestellt wird, und zwar bevorzugt als Ausgangssignal einer endoskopischen Kamera (26).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Videosignal (18) als Ausgangssignal eines Messdatensystems (12) zum Aufnehmen und/oder Verwalten von vorzugsweise physiologischen Messdaten eines Patienten (16) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Videosignal (18, 28) in einem einheitlichen Format bereitgestellt werden, insbesondere als S-VHS Signal.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das überlagerte Videosignal (44) auf der medizinischen Anzeigeeinheit (32) in einem ersten Betriebsmodus ausgegeben wird und dass in einem zweiten Betriebsmodus nur das zweite Videosignal (28) ausgegeben wird, wobei der zweite Betriebsmodus vorzugsweise ein Standardbetriebsmodus ist und der erste Betriebsmodus wahlweise einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Videosignale (18, 28) als digitales Videosignal bereitgestellt wird.
Vorrichtung zum Visualisieren von medizinischen Patientendaten, mit einer ersten Bildquelle (12) zum Erzeugen eines ersten zur Ausgabe auf einem Bildschirm (20) geeigneten Videosignals (18), das Bilddaten für einen ersten Bildvordergrund (24) und einen ersten Bildhintergrund (22) beinhaltet, wobei der erste Bildvordergrund (24) eine erste Menge an medizinischen Patientendaten visualisiert,
einer zweiten Bildquelle (26) zum Erzeugen eines zweiten zur Ausgabe auf einem Bildschirm (32) geeigneten Videosignals (28), das Bilddaten beinhaltet, die eine zweite Menge an medizinischen Patientendaten visualisieren,
- einer Videosignalüberlagerungseinheit (36) zum Überlagern des ersten und zweiten Videosignals (18, 28) zum Erzeugen eines überlagerten Videosignals (44), wobei die Videosignalüberlagerungseinheit (36) so ausgebildet ist, dass die Bilddaten des ersten Bildhintergrundes (22) mit Bilddaten des zweiten Videosignals (28) überschrieben werden, und
einer Anzeigeeinheit zum Ausgeben des überlagerten Videosignals (44).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bildquelle (26) eine Kamera, vorzugsweise eine endoskopische Kamera ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bildquelle (12) Bestandteil eines Messdatensystems zum Aufnehmen und/oder Verwalten von vorzugsweise physiologischen Messdaten eines Patienten (16) ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Videosignalkonverter (48), der zumindest eines der Videosignale (18) in ein vorgegebenes Signalformat konvertiert, vorzugsweise in ein S-VHS Signal.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit zumindest einen ersten und einen zweiten Signaleingang sowie einen Wählschalter (30) zum Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Signaleingang besitzt, wobei das überlagerte Videosignal (44) dem ersten Signaleingang und das zweite Videosignal (28) dem zweiten Signaleingang zugeführt sind.
12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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