CN103338699A - 医学用动作成像和捕捉***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种动作感应和捕捉***，所述***用于向患者和/或保健服务提供者提供患者动作数据和/或动作损伤数据，所述数据可被用作诊断、预测或治疗工具。所述方法包括步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含所述一种或多种患者动作；和(c)将动作数据的所述初始集传送给患者和/或保健服务提供者。

Description

医学用动作成像和捕捉***及方法
背景技术
本申请总体上涉及动作感应、图像捕捉、和分析，及其在评价和治疗导致动作损伤的疾病或病症患者中的应用，以及动作感应和捕捉在评价和诊断有症状患者或无症状患者中的应用。
已知一些疾病或病症呈现神经学效应，或影响患者动作、或动作的一些方面。帕金森病、葛雷克氏症(ALS)、和大脑性麻痹是熟知的例子。已知能影响动作或活动的其他疾病和病症，如COPD。还有其他疾病和病症可显示对动作或活动的某些影响，例如孤独症、精神***症和阿尔茨海默病。反过来，某些疾病和/或病症可通过其对患者动作或身体活动的影响来检测和/或诊断。
一些情形下，疾病可通过阻止患者活跃来影响患者活动水平或一定范围的活动。例如，慢性疼痛可引起患者避免特定身体活动或一般性身体活动，所述活动增加该患者感受的疼痛。其他能影响患者活动的疾病包括运动障碍如震颤、帕金森病、多发性硬化、癫痫、或痉挛状态，这些疾病可导致非常规的动作或活动、其他神经学障碍、或整体降低的活动水平。运动障碍患者经历的行走困难或其他移动困难可导致患者尽可能避免移动。此外，抑郁或其他神经精神疾病如痴呆、抑郁、躁狂、双相型障碍、或强迫性精神障碍，或病症如充血性心力衰竭、心律失常、肠胃失调、和失禁是通常可导致患者不太活跃的其他疾病示例。当患者不活跃时，其更有可能会斜倚，如躺倒或坐着，且可能改变姿势的频率更低。
适用于运动障碍和/或神经学病症的合适治疗药物或其他治疗形式可通过评价一种或多种患者神经学行为、步态和动作协调及活动水平来确定。另外，这些度量是长期功能恢复的重要量度。然而，评价患者中动作功能障碍程度(无论是急性或长期形式)是一个困难的挑战。一些方法涉及临床医师对客观发现的主观评分。评价神经学行为的其他方法包括用多种测试测量动作协调和技能获取。这些不适合精细动作测量。此外，这些测试要求患者亲自拜访临床医师或保健服务提供者，且通常要求患者拜访多个不同临床医师或保健服务提供者，和/或拜访多次。现有测试的另一缺点是其通常要求专用设备，如物理连接患者的传感器(例如加速计、陀螺仪、磁力仪、霍尔效应传感器等)、和/或专用计算机处理***。
除了临床医师和/或保健服务提供者评价个体患者神经学功能的需求外，药物生产商通常在临床试验进程中对患者测试组进行神经学功能评价以测定新医学治疗(例如新药物)的安全性和功效。这些试验中，给予测试组对象医学治疗。监控这些对象以在给予所述医学治疗之前、期间和之后收集对象相关的临床研究数据。根据从测试组收集的数据分析，可确定所述治疗是否安全、有效和适于销售给公众。此方法还延伸到治疗的上市后阶段，其中就若干安全性、功效和成本效益应用情况收集实际使用数据。
因此，需要能精确确定精细动作活动和/或损伤的***、设备和方法。还需要能由患者在家或办公室使用的***、设备和方法，而不需要特殊或专用传感器或计算机设备，且可由年轻和年老患者方便使用。
还需要能够基于身体表现、和/或进行动作的能力(或无能力)对对象或患者进行评价的***、设备和方法。
发明内容
本发明包含从患者(本文中有时还称为对象)捕获和分析移动及神经学协调信息或相应活动水平的***、设备和方法。本发明实施方案还包含捕获和分析移动及神经学协调信息的***、设备和方法，所述信息包括相应患者/对象的活动水平。本发明的实施方案还包含捕获和分析移动及神经学协调信息的***、设备和方法，所述信息包括由或用生物标记、传感器和/或患者或单机设备情境化(contextualize)的相应患者/对象的活动水平，其能够有助于数据捕捉、储存、交换或分析中的至少一种。
所述***的实施方案包含自动化智能计算机***，所述***捕捉各身体方面并进行评分，包括但不限于对象动作、神经学协调、步态和动作协调、移动、肢体弯曲、四肢位置、对刺激的反应、身体姿势、和身体外表，如神经学评价的主要组成。
在一个实施方案中，本发明包含捕捉和评价对象动作数据的方法，所述方法包含步骤：(a)对测试对象的动作成像；(b)捕捉表示所述对象所述动作的数据集；(c)处理所述数据集，产生与所述对象相关的一组值；(d)产生代表所述对象的化身(avatar)显示；和(e)在与化身呈现的解剖学组件相关的位点产生可视指示物显示，其中所述可视指示物代表至少一部分表示所述对象的数据集，且其中所述位置根据至少一部分所述加工数据集来确定。所述方法还包含提示患者进行动作的步骤。
在一个实施方案中，本发明包含治疗方法，所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含一种或多种选定的患者动作；(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者；和(d)基于所述动作数据初始集向患者提供治疗。所述治疗可包含药物治疗、物理治疗或两者。
在一个实施方案中，本发明包含捕捉和评价与多个对象相关动作数据的方法，所述方法包含步骤：(a)通过计算机处理器接收与多个对象中每一个相关的成像数据集；(b)产生多个对象的化身呈现的显示；(c)在与化身呈现的解剖学组件相关的位点产生可视指示物显示，其中所述可视指示物代表至少一部分表示所述多个对象中至少2个对象的成像数据集，且其中所述位点根据至少一部分所述成像数据集来确定。
在一个实施方案中，本发明包含评价患者的方法，所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含一种或多种动作；和(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者。
在一个实施方案中，本发明包含评价患者或对象的方法，所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含一种或多种选定的患者动作；和(c)将所述动作数据初始集传送给患者和/或保健服务提供者；和(d)基于所述动作数据初始集向患者提供治疗。
在一个实施方案中，本发明包含评价患者的方法，所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含一种或多种动作；(c)将所述动作数据初始集传送给患者和/或保健服务提供者；(d)基于所述动作数据初始集向患者提供治疗；(e)使用感应和捕捉***来成像第二数据集以提供第二动作数据集，所述第二数据集包含一种或多种动作，该第二数据集在治疗开始后一段时间；(f)比较初始集与第二数据集并将所述比较传送给保健服务提供者；和(g)根据数据比较再评价所述治疗。
在一个实施方案中，本发明包含用药依从性装置，所述装置包含：(a)对患者动作成像的成像工具，所述动作包含给予药物；(b)用于捕捉表示所述对象所述动作的数据集的图像捕捉工具；(c)处理所述数据集的处理工具，以产生与所述患者相关的一组值；和(d)将所述给予动作的结果递送给所述患者和/或照料者和/或临床医师的反馈工具。
在一个实施方案中，本发明包含治疗***或工具包，所述治疗***或工具包包含：(a)对患者动作成像的成像工具，所述动作包含给予药物；(b)用于捕捉表示所述对象所述动作的数据集的图像捕捉工具；(c)处理所述数据集的处理工具，以产生与所述患者相关的一组值；(d)将所述给予动作的结果递送给所述患者和/或照料者和/或临床医师的反馈工具；和(e)药物。在一个实施方案中，所述治疗***或工具包还包含上面定义的用药依从性装置以及治疗包含神经学效应的疾病状态(如神经学障碍)的药物。所述治疗***或工具包还可包含如何使用用药依从性装置的一组指令。
在一个实施方案中，本发明包含捕捉和评价对象动作数据的设备和***，所述设备和***包含：(a)动作数据库，从中选择适合对象初始情况的动作；(b)产生视觉显示或语音命令(或两者)以提示患者进行选定动作的提示工具；(c)成像和捕捉多个图像的图像捕捉装置，所述图像包含所述对象的所述动作；(d)捕捉和处理表示所述对象的所述动作的数据集的处理工具；(e)分析数据集以产生与所述对象的所述动作相关的一组值的数据分析软件；且其中所述处理工具用于产生代表至少一部分所述加工数据的结果。所述结果可以以任何人可察觉形式作为反馈提供，如在显示器上可见显示、声频信号或两者。
在一个实施方案中，本发明包含协助装置，所述装置包含：(a)对对象动作成像的成像工具；(b)捕捉表示所述对象所述动作的数据集的捕捉工具；(c)处理所述数据集以产生与所述对象相关的一组值的处理工具；和(d)效应器工具，与所述患者机械相连且与所述处理工具连接以将一组值转化成协助动作。
在一个实施方案中，本发明包含动作感应和捕捉***在诊断人或动物病症中的应用，所述***包含动作数据库；图像捕捉设备；计算机处理器；数据分析软件；和人可察觉信号设备。所述诊断之后可以是合适的治疗(如给予药物(药品或营养品))、和/或物理或运动疗法、和/或饮食变化。
在另一个实施方案中，提供含有动作感应和捕捉***的诊断工具，所述***包含动作数据库；图像捕捉设备、计算机处理器、和任选的数据分析软件。
在一个实施方案中，本发明针对评价递送给患者的治疗(药物或物理或两者)的技术。完全或部分基于患者动作分析结果，治疗参数集可随着时间改变，从而所述治疗根据一个或多个可与初始治疗参数集相同或不同的治疗参数集递送。因此，患者动作、动作损伤或姿势事件可与鉴定事件时的当前治疗参数集相关联。治疗参数集和相关姿势度量的列表可递送给保健服务提供者如临床医师，用于评价所述治疗参数集的相对功效。这样，保健服务提供者可容易鉴定支持患者最高活动水平的治疗参数集，并评价所述治疗参数集的相对功效。
所述疗法或药物可设计成治疗人或动物患者的神经学障碍。示例性疗法可包括运动障碍治疗、心理障碍治疗、痴呆治疗或脑深部刺激治疗。特定神经学障碍可包括多发性硬化、帕金森病、阿尔茨海默病或癫痫。
在一个实施方案中，本文的设备、***或方法可用于任何状态、病症或疾病、或疾病状态，其能通过对患者动作或身体活动的影响来检测、评价、诊断或治疗。所述疾病可以是涉及动作的疾病，可包含神经学效应，如可以是神经学障碍，例如多发性硬化、帕金森病、阿尔茨海默病或癫痫。
在一个实施方案中，本文的设备、***或方法可用于健康监测，即在不呈现、或在初始时间不呈现任何状态、病症或疾病的任何症状的对象中进行，该状态、病症或疾病可如上文所定义的通过对患者动作或身体活动的影响来检测、评价、诊断或治疗。
附图简要说明
图1A和1B显示用于捕捉和分析患者动作的示例性动作感应和捕捉界面及***；
图2显示可用于实施本文各种实施方案的一些或全部处理功能的示例性计算***；
图3是根据本发明的方法的一个实施方案的工艺流程图；和
图4是根据本发明的方法的一个实施方案的工艺流程图。
发明详述
下列描述用于使本领域普通技术人员完成和应用各种实施方案。特定装置、技术和应用的描述仅作为实施例提供。对本文所述实施例的多种修改就本领域普通技术人员而言显而易见，本文定义的一般原理可应用于其他实施例和应用而不偏离所述多个实施方案的精神和范围。因此，所述各实施方案不意在限制本文所述和所示的实施例，而应根据与权利要求一致的范围。
在一个实施方案中，本发明包含自动***以测量动作功能和其对患者的影响。另一方面，本发明可用于评价动作功能。本发明的***能更客观、更快和更一致地评价功能损伤程度和病症恢复或恶化的程度，此评价可用于多种患者动作，包括步态、呼吸、眼移动、眼聚焦、震颤、和四肢及协调附肢动作、和其组合。
在一个实施方案中，所述***有一定分辨率，且能检测移动如移位或动作范围，少至0.5-5mm。一方面，所述***的分辨率为1-4mm。一方面，所述***的分辨率为2-3mm。一方面，所述***的分辨率为1-2mm。
在一个实施方案中，本发明包括进一步含计算机视觉的动作捕捉***，其能用三维成像和捕捉技术客观评价移动功能。因此，解剖学位置的捕捉包括但不限于人或动物动力学、动力学、人类工程学、生物力学、移动、形状和位置。
在一个实施方案中，本发明包含计算***，所述***能对物理空间中的患者建模和显示其视觉呈现。所述***包含捕捉场景图像数据的捕捉设备和显示对应于患者的视觉呈现的监测器。例如，相机控制的计算***可捕捉患者图像数据，产生患者模型，显示该模型的视觉呈现。所述***可追踪物理空间中的患者，从而该视觉呈现与物理空间中捕捉的患者或动作相对应。因此，视觉呈现的动作表示物理空间中患者动作的移动。例如，患者的视觉呈现可以是屏幕上显示的化身，且该化身的动作可对应于患者动作。在一些实施方案中，显示动作结果作为单一时间点的单个患者或随着时间推进的单个患者、和/或患者集合或患者网络可能是有用的。
可追踪、建模、保存和/或显示物理空间中的患者动作。患者动作数据、或其元素可储存在设备存储器中并与不同时间捕捉的相同动作数据、或元素作比较。所述***可产生差异性数据比较以呈递给临床医师和/或患者。因此，临床医师可更好评价具体治疗方案的结果，即具体药物的结果，或处方新型或不同疗法。
可以使用电子化呈现来自多个对象的医学数据(包括临床研究数据)的工具分析和显示所收集的数据，如化身身体作图显示和分析***，描述于例如2012年1月5日提交的、题为DISPLAY OF CLINICAL RESEARCH DATA USINGAN AVATAR(用化身显示临床研究数据)的共同待审申请PCT/EP2012/050160。
在一些实施方案中，捕捉设备捕获的数据以化身形式呈现，或对应于物理空间中的所述对象(如患者)的另一虚拟物体。希望根据对象的实际特征起始和/或定制视觉呈现。例如，所述捕捉设备可鉴别对象的物理特征并根据那些已鉴别的特征如高度、重量、形态、特征形状等来定制对象的化身。
在一些实施方案中，可提供具有相互作用的虚拟环境中的化身或虚拟物体，该相互作用与物理空间中的相互作用类似、或作为代用或替代。例如，可生成虚拟的保健服务提供者且可全部或部分根据所述***获得的数据、和/或任何辅助数据(如传感器数据或生活方式数据)向患者化身提供诊断、结果、建议或反馈。这可包含应用一种或多种算法作用于数据。在一个实施方案中，反馈可采用指导化身的形式，如饮食指南，其能以图形化或图片化或口头呈现，真实患者随后能按照其进行。
所述***和方法可随着时间追踪物理空间中的对象和任何动作并根据追踪数据的历史向化身应用修改或更新(或其他表示形式)。人的骨骼或网格模型的各方面可根据捕捉设备捕获的图像数据来产生以表示对象身体类型、骨结构、高度、重量等。
为产生代表物理空间中的靶标或对象的模型，捕捉设备能捕获存在人或动物对象的场景中的深度图像。在一个实施方案中，所述捕捉设备可确定场景中的一个或多个靶标或对象是否对应于人靶标，如对象。例如，可对鉴定为人的靶标进行扫描以产生与其相关的骨骼模型。然后，向计算***提供骨骼模型以追踪所述骨骼模型并产生与该骨骼模型相关的化身。所述计算***可基于例如已被识别并与骨骼模型对应的使用者动作确定在计算机***上执行的应用中哪些控制执行。动物可以类似方式表示。
本文所述化身产生及定制的***、设备方法和组件可体现在计算***或多媒体控制台如游戏控制器中，其中希望显示靶标的视觉呈现，包括例如但不意图限于***、机顶盒、电脑游戏、个人电脑(PC)、携带式电话机、个人数字助理(PDA)、智能手机、笔记本电脑和其他个人和/或手持式和/或固定计算设备。
本文描述了多个涉及显示本发明通过动作识别、捕捉分析和追踪***所得的动作和/或医学数据的界面的实施方案。所述界面可包括显示与一组对象相关的医学数据集(包括临床研究数据)的化身。至少一部分医学数据集的视觉呈现可用与该至少一部分医学数据集相关的化身的一部分之上或附近的化身显示。
所述界面可由患者、临床试验对象、医生、保健服务提供者、亲戚、朋友、研究人员等使用。另外，可提供访问管理功能以向不同使用者提供不同水平的访问。例如，可向医生提供完全访问，如使用一个访问权限设置，而可向研究人员提供更受限的访问，如使用另一个访问权限设置。
在一个实施方案中，动作分析结果被电子传送给保健服务提供者，如临床医师。在一个实施方案中，动作分析结果实时或接近实时提供给患者(或对象)。在一个实施方案中，将动作分析结果提供给保健服务提供者和患者(或对象)。
图1A和1B显示患者动作识别、捕捉分析、和追踪***100的构型的示例性实施方案。在示例性实施方案中，参照手臂122、和/或手臂122的特定组件如前臂、手指等对患者120进行识别、感应、成像和追踪。***100可收集与物理空间中患者移动相关的信息。
动作识别、捕捉分析、和追踪***100可包含计算***140。计算***140可以是计算机、游戏***或控制台等。计算***140可包括硬件组件和/或软件组件，从而计算***140可被用于执行本文所述的动作识别、捕捉分析、和追踪应用。
动作识别、捕捉分析、和追踪***100还可包含图像捕捉设备160，例如一个或多个相机，其能用于视觉监测患者120从而可捕捉、分析、和追踪动作。
根据一个实施方案，动作识别、捕捉分析、和追踪***100可偶联至视频显示器180，所述视频显示器180可向患者120提供视觉反馈和/或视觉输入线索。视频显示器可包含电视、电脑显示器、高清晰度电视(HDTV)、3D电视，且可以是单色或彩色。计算***140可包括视频适配器如显卡和/或音频适配器如声卡，其能提供与计算***上所运行的应用相关的视听信号。根据一个实施方案，视频显示器180可经本领域已知的任何合适的连接方式与计算***140相连。在一个优选实施方案中，所述***100能具有视频和音频输入及输出。
在本发明的一个实施方案中，患者反馈和/或动作提示可通过视频或图像方式提供给患者，如显示器180上的化身或视觉呈现，或仅通过音频方式，如有声口头指令、或一种语调或一系列语调，或同时通过视频和音频方式。
患者产生和环境的声音都可通过麦克风或其他音频传感器(未显示)由***100捕捉，并由计算***140处理。合适滤器可在软件、硬件或固件中实施，从而选择对应患者病症方面的某些声音。这些声音可进行加工并形成数据集的一部分。所述声音数据可附属于动作捕捉数据，与其相关或独立。所述声音数据可以就本文任何其他数据所述的任何方式使用，因此可被使用或帮助任何鉴定、确定、诊断、预后、评估、预测、评价或治疗。在一个例子中，当患者疑似有呼吸疾病如COPD或诊断患有COPD时，声音(如呼吸音)可协助分析、控制或治疗。
在一些实施方案中，声音可被作为独立的手段使用，通过这手段，患者或对象可命令***，如启动动作捕捉。语音(或音频)命令可用于引发***工作流，例如通过使对象或患者能起始、终止、操纵或激活***的菜单、特征或屏幕。在一些实施方案中，可使用语音识别来确认使用***的对象或患者的身份。
如图1B进一步所示，可使用动作识别、捕捉分析、和追踪***100用于识别、分析、和/或追踪患者120进行的动作。例如，图1B中，患者被描述为响应***100的提示而移动其手臂122。使用图像捕捉工具或设备160追踪动作，从而能分析所述动作。因此，包含来自图像捕捉设备的多个信号的数据可被处理和/或关联以产生输出。
图2是显示示例性计算工具或***140的框图，所述计算工具或***140可实施当前技术的各个方面的处理功能(如作为用户/客户端设备、媒体服务器、媒体捕捉服务器、媒体规则服务器、规则存储器、媒体资产库、活动数据逻辑/数据库、游戏控制器、其组合等)。相关领域技术人员还认识到如何使用其他计算机***或体系结构实施当前技术。计算***140可包含例如用户设备如台式机、移动电话、个人娱乐装置、相机、麦克风、DVR、药物分配设备等、主机、服务器、或任何其他类型的专用或通用计算设备，其可能是给定应用或环境所希望的或适合的。在本文的一些实施方案中，计算***140包含游戏功能。计算***140能包括一个或多个处理器，如处理器204。可使用通用或专用处理引擎如微处理器、微控制器或其他控制逻辑实施处理器204。此该例中，处理器204连接总线206或其他通信介质。
计算***140还能包括主存储器208，如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储器，用于存储待处理器204执行的信息和指令。主存储器208也可用于在处理器204执行待实施指令期间保存临时变量或其他中间信息。计算***140可能包括偶联至总线206的只读存储器(“ROM”)或其他静态存储装备(未显示)以存储用于处理器204的静态信息和指令。
计算***140还可包括信息存储机制210，所述信息存储机制210可包括例如媒体驱动器212和可移动存储介质218。媒体驱动器212可包括驱动器或其他机制以支持固定或可移动存储介质，如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、CD或DVD驱动器(R或RW)、或者其他可移动或固定媒体驱动器。存储介质218可包括例如硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD、或者其他固定或可移动介质，其可由媒体驱动器212读或写。如这些示例所述，存储介质218可包括其中保存特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。
在另一个实施方案中，信息存储机制210可包括其他类似工具以允许计算机程序或其他指令或数据加载到计算***140中。这种工具可包括例如可移动存储单元222和界面220如程序盒式存储器和盒式接口、可移动存储器(例如闪存或其他可移动存储器模块)和存储器插槽、和允许软件及数据从可移动介质单元218转移到计算***140的其他可移动存储单元222和界面220。
计算***140还可包括通信接口226。使用通信接口226以允许软件和数据在计算***140与外部设备间转移。通信接口226的示例可包括调制解调器、网络接口(如以太网或其他NIC卡)、通信端口(例如USB接口)、PCMCIA插槽和卡等。经通信接口226转移的软件和数据采用信号形式，所述信号可以是能由通信接口226接收的电子、电磁、光学或其他信号。这些信号经通道228提供给通信接口226。此通道228可携带信号且能用无线介质、电线或电缆、纤维光学、或其他通信介质实施。一些通道示例包括电话线、移动电话连接、RF连接、网络接口、局域网或广域网、和其他通信渠道。可使用几乎任何物理层连通和通信协议。在一些实施方案中，无线传导信号，且可使用任何适当的载体频率、调制方案和操作协议，如BlueTooth、ZigBee、CDMA、GSM等。数据可以本领域已知的任何方式保存和访问，包括局部存储器、远程服务器和云计算。
本文中，术语“计算机程序产品”和“计算机可读存储介质”可一般用于指介质如存储器208、存储设备218或存储单元222。这些和其他形式的计算机可读存储介质可参与提供一种或多种顺序的一个或多个指令给处理器204以执行。这些指令一般被称为“计算机程序代码”(其可以计算机程序形式分组或进行其他分组)，执行时使计算***140能够实现当前技术的实施方案的特征或功能。
在所述元件用软件实现的实施方案中，所述软件可保存于计算机可读存储介质并加载到计算***140，使用例如可移动存储驱动器210、驱动器212或通信接口226。控制逻辑(此示例中，软件指令或计算机程序代码)由处理器204执行时，使得处理器204行使本文所述技术的功能。
在一个实施方案中，计算***140被配置成符合卫生当局的相关法规要求。例如，在美国，计算机***140能实施合适的加密技术以符合食品和药品管理局关于电子记录的规定，如FDA21CFR Part11(联邦法规21章第11款)所列。
应理解，出于清楚的目的，上述说明参照不同的功能单元和处理器描述技术的实施方案。然而，显而易见的，可使用不同功能单元、处理器或结构域之间的任何合适功能分布而不偏离所述技术。例如，示例中由分离的处理器或控制器运行的功能可通过同一处理器或控制器运行。因此，对特定功能单元的参照仅视作对提供所述功能的合适手段的参照，而不指示严格的逻辑或物理结构或组织。
在一个实施方案中，本文的***100使用斑点去相关法，所述方法描述于例如美国专利7,433,024，其公开内容通过引用纳入本文以用于所有目的。所述方法使用光源(通常是激光，在红外线范围内发射)并编码采用发射光模式的信息。一个或多个接收相机(通常是CCD或CMOS设备)分析所感应物体的那些模式的变形。处理算法追踪身***置和移动，每秒多次。
在本发明的一些实施方案中，接收图像捕捉设备(相机或其他感应设备)可从多个方面和/或多个视角接收图像。其他接收相机或图像捕捉设备可能因此合适地包括量子纳米点相机和超声传感器(与超声发射一起使用作为成像介质)。尽管可见光是用于图像捕捉的示例性介质，本文的发明不限于所述应用，且其他形式的成像辐射(如红外线、声、超声等)是合适的。在本发明的一些实施方案中，对动作重复成像。
在一个实施方案中，***100使用结构光，即光图像(平面、网格或更复杂形状)以已知角度投射到物体上。已知此技术用于成像和获得空间信息。最常使用的光图像通过将光束扇出到光片中来产生。当光片与物体交叉时，在物体表面可见一道亮光线。通过从某一角度观察此光线，所观察到的线扭曲能转化成高度变化。用光扫描物体构建出关于所述物体形状的3D信息。
文献中已知并描述了数个结构光捕捉***、和模式识别软件及操作方案，且可能适合作为本文的捕捉***。这些包括不可见结构光(ISR)；红外结构光(IRSL)；和过滤结构光(FSL)。
在一个实施方案中，本发明的动作感应、识别和捕捉***包含华盛顿州雷德蒙德的微软公司(Microsoft Corporation)以商标名“KinectTM”出售的免触游戏设备控制器设备。这种设备包含相对轻量、便携式图像捕捉设备，所述设备设计和预期由消费者家庭在游戏空间中使用。由此，其与游戏控制器和视频显示器如电视交互。此设备被理解成构建对象身体的动态线框呈现、或骨骼图，其随后被追踪以识别移动。在一个或多个实施方案中，所述游戏设备控制器与游戏控制器或计算机偶联，如华盛顿州雷德蒙德的微软公司出售的XBOXTM控制器。
在另一个实施方案中，“飞行时间”方法可用于动作感应和捕捉。此方法中，红外光(或等同物：不可见光频率)发送到3D空间中，然后分析回到专门调谐相机的时间和光波长以重现成像空间。
在一个实施方案中，可使用多重捕捉设备160(或其感应元件)。在本发明的实施方案中，多重捕捉设备160用于捕捉比单一设备所捕捉的更大的事件空间。例如，多重捕捉设备160可沿着椭圆形轨道分布，从而在整个期间追踪对象的跑步动作。此情况中，设备160能在椭圆内部排列。还涵盖了设备160的线性、水平或垂直排列。所述设备能偶联至单个计算***140，或多个计算***140。另外地或替代地，多个设备160中的一个可以移动驱动到一个或多个固定设备160。
在一个实施方案中，多重设备160可在中心点周围排列，从而实现单一事件区域内的更高成像分辨率，和/或实现360度捕捉区域。对于患者家庭应用，多重设备160(有相关多个计算***140、或单个计算***140)能置于不同房间以随着患者在不同房间移动时能追踪患者。例如，这种多重设备可为老年人提供保健管理方面的显著益处。多重设备160可设置成具有相同成像和/或捕捉配置，或可设置成具有不同成像和/或捕捉配置，后者能协助差异性分析。在一些实施方案中，多重和/或差异设备160和/或计算***140的应用可促进患者的精神病评价、诊断和/或治疗。
在一个实施方案中，所述***100配备传感器(未显示)以精确确定对象或患者与捕捉设备160的距离。这种传感器可用超声收发器或换能器和检测器实施。在一些实施方案中，超声可另外或替代性被用于实施动作成像和捕捉。
在一个实施方案中，所述***100包含计算机程序，其可包含硬件实施方案、软件实施方案。本发明可包含计算机程序产品，如任何有形表达介质内保存的软件，所述介质中保存计算机可应用程序代码。
完成本发明运作的计算机程序代码可以任何单独编程语言或组合编写，所述程序代码可在计算***140上完全或部分执行，和/或在远程计算***上完全或部分执行，所述***通过合适网络或物理连接与所述***100相连。
在一个实施方案中，所述***100包含***和/或过程控制软件。
在一个实施方案中，所述***和/或过程控制软件包含操作***软件，其可附属于计算***140和/或设备160。
在一个实施方案中，所述***100包含分析软件。
在一个实施方案中，所述分析软件包含保存与多种不同数据点和/或层对应的多种数据的存储工具；分析和选择一种或多种不同数据点和/或层的处理工具；以人可察觉的显示方式呈现多种不同数据点和/或层的显示工具。
在一个实施方案中，所述分析软件包含数据分析软件。在一个实施方案中，数据分析通过本体映射完成。在一个实施方案中，本体概念用于计算数据记录的概念向量。概念向量的坐标可代表数据记录的各方面或数据记录内领域的概念评分。评分如数值，例如标量，可用于表示根据预定义量度的数据记录的相应概念的相关性。这种量度可以是例如概率，或信息提取中的其他标准量度。合适数据库保存相关数据。
在一个实施方案中，相似性网络用于表示数据记录间的相似性。相似性网络单元可用作输入概念向量和至少一种本体关系。相似性网络单元可使用预定算法、函数或方法以计算相似性网络边缘的相似性值。
在一个实施方案中，第一数据集涉及对象的虚拟模型。第二数据记录集可表示涉及个体对象如人或动物患者特征的数据。
所述***100的其他元件可包括多个脚本代码、驱动器(开源和/或闭源)、各种硬件或固件组成。所述***100、设备160、计算***140、或上述任意一种的任何子***的合适算法可在硬件、软件或固件中实施。
方法
所述***100可根据多个图像捕获信号鉴定一个姿势事件或多个姿势事件。在一些实施方案中，所述***100根据一个或多个信号定期鉴定患者姿势，且所鉴定的姿势保存为姿势事件。所述***100可鉴定患者是直立还是斜倚，如躺下。在传感器位于患者身体之上或之内多个位置的一些实施方案中，所述***100能鉴定额外姿势，如站立、坐和斜倚。所述传感器的示例性位置包括患者躯干之上或伴随患者躯干，例如在患者腹部中的植入式医学装置之内，另外，在一些实施方案中，在患者大腿之上或之内。在一些实施方案中，所述***100鉴定姿势间的转化，且保存姿势转化的指示作为姿势事件。
所述***100可根据多个图像捕捉信号鉴定对象步态。在一些实施方案中，所述***100根据多个信号定期鉴定患者步态，所鉴定步态保存为步态事件。在一些实施方案中，通过鉴定多个具有一定范围的涉及动作的疾病状态以及没有疾病状态(即动作健康对象)的对象和患者的步态来发展步态库。
在一个实施方案中，本发明包含使用动作感应和捕捉***以向含有一个或多个患者、保健服务提供者、和临床医师的集提供患者动作数据和/或动作损伤数据，所述数据随后能用作诊断工具。所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集，所述初始集包含一种或多种动作以提供动作数据初始集；和(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者。
在一个实施方案中，本发明包含使用动作感应和捕捉***以向含有一个或多个患者、保健服务提供者、和临床医师的集提供患者动作数据和/或动作损伤数据，所述数据随后可被用作工具如诊断工具。所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集，所述初始集包含一种或多种选定的患者动作以提供动作数据初始集；(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者；和(d)向患者提供基于所述动作数据初始集的治疗。
在一个实施方案中，本发明包含使用动作感应和捕捉***以向含有一个或多个患者、保健服务提供者、和临床医师的集提供患者动作数据和/或动作损伤数据，所述数据随后可用作诊断工具。所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集，所述初始集包含一种或多种动作以提供动作数据初始集；(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者；(d)向患者提供基于所述动作数据初始集的治疗；(e)使用感应和捕捉***来成像第二数据集，所述第二数据集包含一种或多种动作以提供第二动作数据集，该第二数据集在治疗开始后一段时间；(f)比较初始集与第二数据集并将所述比较传送给保健服务提供者；和(g)根据数据比较再评价所述治疗。
在一个实施方案中，本发明包含使用动作感应和捕捉***以向含有一个或多个患者、保健服务提供者、和临床医师的集提供信息。所述信息包含患者动作数据和/或动作损伤数据，所述数据随后可用作工具如诊断工具，用于以下一种或多种：(i)评价各种状态、疾病和病症的存在，包括但不限于多种身体状况、神经学病症和心理状态；(ii)评价或评估各种身体状况、神经学病症和心理状态；(iii)评价或评估多种身体状况、神经学病症和心理状态的进展；(iv)诊断和/或预后各种身体状况、神经学病症和心理状态；和(v)根据各种身体状况、神经学病症和心理状态进行治疗干预。所述方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集，所述初始集包含一种或多种选定患者动作以提供动作数据初始集；(c)将所述动作数据初始集传送给患者、保健服务提供者或临床医师；(d)分析所述数据集；和(e)根据所述动作数据初始集提供反馈给患者、保健服务提供者或临床医师，和任选地(f)根据动作数据再评价所述治疗。
图3的流程框图表示本发明所述动作识别、捕捉分析和追踪***的一个实施方案300的步骤。图3的方法中，患者或对象启动框301中的***。框302表示提示步骤，其中所述***向患者提供声觉或视觉指令或两者，如“抬起你的右臂”。然后，患者遵守框304中的一些行为，所述***捕捉动作306。框308表示分析步骤。此步骤中，所述动作可根据一些操作方案单独或共同分析。可记录和分析的动作包括但不限于：动作范围、动作速度、身体部分或完整身体的加速或减速、动作平滑性或流动性、动作方向、震颤或振动、振荡、旋转或回转动作、直线动作、轨道或径向动作(如眼动作)、上述任意一种的组合、和上述任意一种的变化。在一些实施方案中，表情如面部表情、手势和姿势或身体语言可被捕捉、分析或情境化。记录的一种或多种动作可保存，与先前结果作比较以获得不同结果，或独立分析。框310中，可为患者、和/或患者亲戚或朋友显示动作捕捉和/或分析的结果(有形的如打印，无形的如屏幕显示)，上行(或上传)至保健服务提供者或临床医师或医疗研究员。在一个实施方案中，如上所述，所述数据和/或分析可提供给虚拟保健服务提供者或研究人员。结果可以文本或数字形式、图形、或其他形式显示。在一个实施方案中，结果呈现使用化身和身体作图程序，如描述于前面引用的题为DISPLAY OF CLINICALRESEARCH DATA USING AN AVATAR(用化身显示临床研究数据)的PCT专利申请。结果可以一种形式显示给患者和/或患者亲戚，以相同或不同形式显示给保健服务提供者和/或临床医师。应注意到，显示和分析步骤308和310可以任何顺序或同时发生。在本发明的一些实施方案中，一个或多个提示步骤302、依从性步骤304和捕捉步骤306可在进行分析步骤308前重复数次。
动作捕捉和/或分析的结果可在数据库中保存，如个人健康记录或电子健康记录。这种数据库能存储个体患者数据，且也能用于回顾和分析累积数据，如随着时间推进的单个患者，或多个患者(在单一时间点，或随着时间推进)。特别有用的是处理数据以揭示变化与时间的关联性。作为非限制性示例，孤独症患者用所述***100监控。在一个实施方案中，可进行初始监控部分，从而对患者动作成像并加以捕捉。根据至少部分包含监控数据的数据集，保健服务提供者和/或临床医师可指导患者进行某一任务或任务组如单个或复合视频游戏、或重复任务组。此游戏可由所述***100提供，并在视频设备180上显示。例如，在***提示步骤(如302)中，可指导患者堆栈或排列(屏幕上)物体。所述动作由所述***100成像，且可记录并产生数据集。可对数据采取各种分析方案，如比较初始时间点的动作亚集与稍后时间点的类似动作亚集。所述比较可对数据亚集、或几乎所有数据进行。数据可根据获自患者每日活动如饮食或睡眠的数据进一步情境化。保健服务提供者和/或临床医师可接收原始和/或分析数据，如经因特网或电话***上传，或可采用化身表示形式。然后，保健服务提供者和/或临床医师可尝试通过一些形式的治疗干预如药物、物理治疗或环境刺激来改变患者行为。环境刺激可以是患者能使用所述***100操作的互动游戏。所述成像、分析和干预方法可根据需要或有用性经常重复。
在一些实施方案中，所述***100能直接提供治疗给患者，如孤独症患者。在本发明的一些实施方案中，所述***100可以锻炼或需要随意肌控制的任务形式提供治疗。
在一些实施方案中，所述***100可进行上述提示步骤、成像步骤和分析步骤，并选择干预如互动游戏，根据计算设备140上收集的数据和保存的一个或多个处理算法。因此，所述***100作为闭环保健服务提供者，而不进一步作用于部分人临床医师。
在一个实施方案中，乐器如钢琴或钢琴键盘在视频设备140上显示。所述***100可指导患者虚拟弹琴，对应视频显示器180上所示键用手和手指完成动作。患者可从所述***100的音频部分获得声频反馈，从而患者听到弹奏的音符。弹奏虚拟键盘的动作由捕捉设备160所捕获，且可分析产生随后能由保健服务提供者和/或临床医师使用的数据集，如上所示，或所述数据集能由所述***100使用以直接提供对患者的治疗干预。在本发明的一些实施方案中，所述治疗干预包含弹奏音乐本身。在本发明的此方面，所述分析和干预可包含相同动作组。
在本发明的另一方面，所述***100可向患者提供语言治疗。这能在卡拉OK型性质的装置中完成，其中屏幕上出现的单词或字符可伴随声频单词、语音、和/或音乐。语言治疗或声音治疗可包含所述分析、或干预、或两者。
在一些实施方案中，数据(单个患者或多个患者)可通过与其它患者数据形式如其它传感器数据、患者报告的数据、不良事件数据、生物标记数据、或其组合来进一步情境化。检测数据可包括加速计或其他用于患者定位的传感器数据。其能用于提供作为图像动作捕捉数据的辅助，并因而帮助情境化动作数据、其他数据形式，例如但不限于患者活动数据，如生活方式特征、饮食、睡眠周期、食物和水消耗、电话或无线电设备应用、计算机应用、社交网络应用等。
在本发明的实施方案中，动作成像和捕捉步骤可多次进行，伴随或不伴随治疗，存在或不存在直接的保健服务提供者反馈。本发明***的优势在于动作感应和分析能由患者在就其而言合适的时间于家中进行，所述***可替代性或另外用于临床医师办公室或医疗设施。患者可进行的以被***捕捉的动作可取决于所评价、诊断或怀疑的疾病或病症性质，受影响的身体或解剖学部分的移动频率和移动程度。所述***可由临床医师编程以指导患者进行特定动作用于捕捉。此指导可作为要求患者模仿的语音指令，或在视频显示器上呈现(如化身)，或两者。因此，可通过接球的语音指令、化身描述、或两者来指导患者行动，就好像他或她在接球。
在一个实施方案中，本发明包含动作感应和捕捉***以向医疗研究员提供患者动作数据和/或动作损伤数据，所述数据随后可用作研究工具。这种方法包含步骤：(a)选择一种或多种患者动作；(b)招募多个患者；(c)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含一种或多种选定的患者动作，所述数据集含有来自多个患者的累积数据；(d)将所述动作数据初始集传送给医疗研究员；和(e)基于所述动作数据初始集来评价治疗。
图4的流程框图表示本发明所述动作识别、捕捉分析和追踪***的一个实施方案400的步骤。图4的方法中，医疗研究员启动框401中的***。框402代表向测试对象(或患者)提供提示的***，所述提示含有声觉、视觉指令或两者，如“张开你的手指”。然后，对象遵守框404中的一些行为，所述***捕捉动作406。框408表示分析步骤。此步骤中，所述动作可根据一些操作方案单独或共同分析。可记录和分析的动作包括但不限于：动作范围、动作速度、身体部分或完整身体的加速或减速、震颤或振动、振荡、旋转或回转动作、直线动作、动作平滑性或流动性、动作方向、径向动作(如眼动作)、上述任意一种的组合、和上述任意一种的变化。记录的一种或多种动作可保存，与先前结果作比较以获得不同结果，或独立分析。框410表示就患者或医疗研究员而言显示动作捕捉和/或分析的结果，其还可包含上行(或上传)至医疗研究员或其他需要数据的人。结果可以文本或数字形式、图形、或其他形式显示。优选的显示方式是本文所指的化身表示。根据图3的个体对象/患者操作方案，一个或多个提示依从性和捕捉步骤可在分析步骤之前或之后重复。在这个实施方案中，考虑成像和分析多个对象，因此，按照研究人员认为需要或有用性对其他对象重复多次流程图。所得数据可包含所有对象的集合，或可包含个体对象数据。任一情况中，如需要可进行进一步的处理步骤以寻找趋势或终点。
在一个实施方案中，结果展现使用化身和身体构图程序，例如描述于题为DISPLAY OF CLINICAL RESEARCH DATA USING AN AVATAR(用化身显示临床研究数据)的前述共同待审PCT专利申请。结果可以一种形式呈现给患者并以相同或不同的形式呈现给保健服务提供者/临床医师。
应注意到图3或图4所述***环境下鉴定的某些特征、方面和实施方案可等同地应用于另一个。
在一个优选实施方案中，来自多个患者的医学研究数据以化身形式显示，其促进多个患者数据的显示和分析。一方面，所述***提供叠加数据或随着时间移动数据的能力以确定此数据中的任何变化。例如，所述表示可包括时间滑块“软键”，其中研究人员能观察任何时间点的数据集。
在一个实施方案中，化身显示包含对照，所述对照提供设置给定值最小和最大范围或目标的能力且当符合或不符合这些范围或水平时警示或发出信号。例如，若临床医师希望确定一定范围的患者动作，所述***100可设置成提供指导患者上举他或她的左臂到肩膀水平的听觉或视觉提示(或两者)。如果患者能上举他或她的左臂到肩膀水平，则所述***可提供听觉或视觉(或两者)反馈，如“谢谢你，测试结束”。在患者不能上举他或她的左臂到肩膀水平的事件中，所述***随后可提供反馈信息如“做的不错，让我们进行下一个测试”。所述***100可包含一个或多个如果(x)则(y)的环、或人工智能，从而某些预定义事件能触发一堆数据。
在一个实施方案中，化身显示包含将计算机产生和/或测试数据和/或实际图像数据叠加到所得化身上的能力。例如，MRI结果、X光、CT扫描数据、或其他成像、分析或计算数据能叠加在本发明动作感应和捕捉***所收集的数据上，并在化身上显示。
在一个实施方案中，本发明的***、设备和方法向保健服务提供者或临床医师或医疗研究员提供定义任何所感应身体动作的细节水平、或间隔尺寸(granularity)的能力。例如，研究人员能将焦点从对象的完整身体转移到臂上，到手，到手指，再返回。
在一个实施方案中，所述感应和捕捉***能联合获自其他传感器的患者数据，所述传感器如心脏传感器(心率、波形、血压等)；氧传感器、附着加速计、接触传感器等。
根据动作感应和分析的结果，治疗如治疗剂可由临床医师选择。所述多发性硬化的治疗剂或其变体包括例如干扰素β、醋酸格拉替雷、那他珠单抗、米托蒽醌、特立氟胺、睾酮、芬戈莫德、特癌适、BHT-3009、MBP-8298、IR-208、CDP-323、BG12(富马酸二甲酯)克拉屈滨、拉喹莫德、阿仑单抗(抗CD52人源化单抗)、奥瑞珠单抗(抗CD20抗体)、奥法木单抗、单克隆抗体、干细胞、类固醇、阿片拮抗剂、抗生素、维生素、他汀类药物如阿托伐他汀、西立伐他汀、氟伐他汀、洛伐他汀、匹伐他汀、普伐他汀、罗素伐他汀和辛伐他汀、皮质类固醇、和上述的组合。合适地选择胆碱酯酶抑制剂如多奈哌齐和卡巴拉汀用于疾病如阿尔茨海默病。
可合适地施用针对炎症或气道阻塞性疾病如哮喘和/或COPD的药物。示例性活性成分包括长效β2激动剂，如沙美特罗、福莫特罗、茚达特罗和其盐，毒蕈碱拮抗剂，如噻托溴铵和格隆铵及其盐，和皮质类固醇，包括布***、环索奈德、氟替卡松、莫米松和其盐。合适的组合包括(富马酸福莫特罗和布***)、(羟萘酸沙美特罗和氟替卡松丙酸酯)、(昔奈沙美特罗和噻托溴铵)、(马来酸茚达特罗和格隆溴铵)、和(茚达特罗和莫米松)。
在一些实施方案中，所述药物或治疗剂包含免疫调节剂。在一些实施方案中，所述免疫调节剂包含芬戈莫德。在一个示例中，所述治疗剂包含诺华制药公司(Novartis Pharmaceutical Corporation)以商品名GilenyaTM销售的芬戈莫德。
在一些实施方案中，所述治疗剂或药物包含1-磷酸鞘氨醇受体调节剂。在一些实施方案中，所述1-磷酸鞘氨醇受体调节剂包含诺华制药公司(NovartisPharmaceutical)的BAF312。
上述内容不以任何方式限制本文可使用的治疗剂，本领域技术人员可容易地选择、配制或开发。
在一些实施方案中，眼动作的成像、捕捉和测量提供多种有用数据给保健服务提供者和/或临床医师。在一个示例中，所述***100利用眼动作与神经学功能间的关系优势。因此，所述***100可通过视频显示器180和/或声音指令(或两者)提示并指导患者用眼睛跟随视频显示器180上产生的点或其他图标。所述点可由计算***140驱动从而在显示器180以各种模式或随机移动。经典眼测试如斯内伦、阿姆斯勒方格表、和兰道尔环形视标可由所述***100方便管理，因为所述***100的成像能力能识别患者与视频显示器180的距离。此外，所述***100的成像和动作捕捉方面及能力可使***指导患者遮盖右或左眼，并确认符合方向。因此，例如，视敏度可通过本领域已知的多种视敏度测试中的任意一种来评价。类似地，可进行凝视性眼球震颤测试并分析结果。
在本发明的一个实施方案中，所述***100作为药物或治疗依从性或附着设备起作用。例如，可向患者提供的工具包包含药物和指示在所述***100的动作捕捉领域内给予药物的一组指令。所述一组指令可以是书面的，可在视频显示器180显示，或两者。在口服的示例中，所述显示可包含药物的呈现和指导给药的图形。因此，所述***100能够使用本文所述的动作感应、捕捉和分析监控患者自身给予药物。所述***的高分辨率能区分各种类型的药物。不能在规定条件(如时间)内服药可引起信号发送至患者家庭电脑、PDA或手机、智能手机或其他无线移动设备以警示患者。类似地，成功给予可用于提供正性反馈，如“谢谢你”信息。患者是儿童时，所述***通过允许儿童玩视频游戏来响应。药物能包含口服形式、注射、吸入器等。所述***100甚至可被编程以寻找和区分皮肤情况，如过敏反应、皮疹、或者存在或缺失皮肤贴片。
在一个实施方案中，所述***100能包含识别、鉴定和确认患者或对象的识别方式。这类方式可包含一种或多种面部识别软件、语音识别软件，如视网膜扫描或指纹识别。
在本发明的一个实施方案中，所述***100可发挥评价、确定、评估和/或监控睡眠障碍或病症，如睡眠呼吸暂停的作用。如多个实施方案所述，反馈、结果、辅助或治疗可向患者实时或几乎实时提供。在睡眠呼吸暂停的病例中，所述***100可引发用于患者的呼吸辅助，如氧气流或空气流。
在本发明的一个实施方案中，所述***100可作为动作受损患者的协助设备发挥作用。例如，可捕捉对象/患者的动作并将其转化成机器人协助设备的效应器移动，如患者穿戴的或适配至患者的外骨骼。
在一个实施方案中，本发明包含药物或治疗依从性或附着设备，如依从性或附着工具包，含有(a)药物或药物治疗，(b)动作捕捉***和任选地(c)在动作捕捉***内给予药物的一组指令，其中所述动作捕捉包含动作识别、捕捉分析和追踪的手段，如本文所定义。在一个示例中，药物治疗包含免疫调节剂。
在另一个实施方案中，本发明包含能用作诊断、预测或治疗工具的工具，所述工具包含动作感应***和捕捉***以捕捉表示人动作的数据集，如上文所述。这种工具如治疗工具还可包含处理***以处理所述数据集，从而产生与所述人相关的一组值，如上文所述；和任选地，效应器工具以将一组值转化成协助性动作。
在另一个实施方案中，本发明包含协助性设备，所述设备含有(a)对对象动作成像的成像工具，如上文所述；(b)捕捉表示所述对象所述动作的数据集的捕捉工具，如上文所述；(c)处理所述数据集的处理工具，以产生与所述对象相关的一组值；和(d)效应器工具，与所述患者机械相连且连接至所述处理工具以将一组值转化成协助性动作，如上文所述。任选地，所述协助性设备能与用于含神经学效应或神经学障碍的疾病状态的药物一起递送，如上文所述。
在另一个实施方案中，本发明包含治疗患有含神经学效应的疾病状态患者的药物，其中所述药物在采取下列步骤后提供给患者：(a)提供成像工具以对患者动作成像；(b)提供捕捉工具以捕捉表示所述患者所述动作的数据集；(c)提供处理工具以处理所述数据集，从而产生与所述患者相关的一组值；和(d)提供反馈工具以将所述给予动作结果递送给所述患者和/或护理者和/或临床医师。
在一些实施方案中，提供一种药物用于治疗含有神经学效应的疾病状态如神经学障碍患者的方法，其中所述方法包含步骤：(a)提供成像工具以对患者动作成像；(b)提供捕捉工具以捕捉表示所述患者所述动作的数据集；(c)提供处理工具以处理所述数据集，从而产生与所述患者相关的一组值；和(d)提供反馈工具以将所述给予动作结果递送给所述患者和/或护理者和/或临床医师；和(e)提供响应所述疾病状态的药物。
提供用于治疗患者中含有神经学效应的疾病状态的药物，其中所述药物基于动作数据提供，且其中所述数据用含以下步骤的方法获得：(a)选择一种或多种患者动作；(b)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含一种或多种选定患者动作；和(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者。所述方法还包括步骤(d)使用感应和捕捉***来成像第二动作集以提供第二动作数据集，所述第二动作集包含一种或多种动作，该第二数据集在治疗开始后一段时间；(e)比较初始集与第二数据集并将所述比较传送给保健服务提供者。
在一个实施方案中，本发明包含用于治疗患者中含有神经学效应的疾病状态如神经学障碍的治疗***如工具包，其中所述工具包包含(a)对对象动作成像的成像工具；(b)捕捉表示所述患者所述动作的数据集的捕捉工具；(c)处理所述数据集的处理工具，以产生与所述患者相关的一组值；和(d)将所述给予动作结果递送给例如所述患者和/或护理者和/或临床医师的反馈工具；和(e)治疗所述疾病状态的药物。
本发明不限于测量患者中疾病介导的动作损伤，但能同样良好用于评价(用于临床或其他目的)各种附属器官的动作范围。所述感应和捕捉***还可用作田径或动作训练或评价工具。这种情况中，所述成像靶标是“对象”而不是患者，所收集的数据提供给对象(尽管仍能通过电子方式上传给对象以外的某人，如训练员或教练)。
本发明的实施方案可用于有症状患者或无症状患者中的健康监测和/或健康维护。示例性实施方案是就新疾病或病症如阿尔茨海默病的动作影响来监测年老对象，或通过旨在预防的锻炼训练对象。
在任何上述实施方案中，任何成像、视频或音频采集、分析、结果、数据或描述的结果可上传至一个或多个接受者和/或数据库。因此，保健服务提供者、临床医师或护理者可接收数据和/或呈现。另外或备选地，所述数据和/或描述可上传至数据库，如电子健康档案。特别有益的是将图像、视频或音频采集、分析、结果或数据与传感器数据、患者报告的数据、不良事件数据、生物标记数据、患者活动数据(如生活方式特征)或其组合相组合或整合。任何所述数据优选与时间维度相关，从而可组合历史记录。根据此历史记录，可得出预测、归纳和演绎结论。
在一个实施方案中，所述***100设计和配置成允许双向反馈。因此，在这样的实施方案中，图像、视频或音频采集、分析、结果、数据或描述的任何结果被上传(或传送)至保健服务提供者，且根据所述结果，信息能实时或几乎实时回复提供给患者或用于后续应用。所述返回给患者的信息能包含可由保健服务提供者或实验室提供给患者的任何信息，且能包含采取(或避免采取)行动的信息或指导。例如，保健服务提供者可提供进行进一步试验、行为矫正、起始或改变药物或物理治疗等的指南。可重复获得结果、提供反馈和采取行动的步骤。
尽管某一特征似乎结合特定实施方案被描述，但本领域技术人员应认识到可组合所述实施方案的各种特征。此外，结合实施方案描述的方面可独立或者与其他实施方案的方面或元件组合。

Claims (23)

1.一种评价对象的方法，所述方法包含步骤：
(a)选择一种或多种对象动作；
(b)使用感应和捕捉***来成像动作集以产生动作数据初始集，所述动作集包含所述一种或多种选定的动作；和
(c)将所述动作数据初始集传送给包含所述对象和保健服务提供者的集中的至少一个。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对象包含具有动作损伤疾病状态症状的患者。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包含基于所述动作数据初始集向所述患者提供治疗。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述感应和捕捉***包含斑点去相关。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述感应和捕捉***包含结构光。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述动作数据通过模式识别算法分析。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述患者被提示进行动作。
8.一种捕捉和评价对象动作数据的***，所述***包含：
(a)用于选择适合于对象初始情况的动作的动作数据库；
(b)视觉显示或语音命令，以提示患者进行选定的动作；
(c)图像捕捉装置，以捕捉所述对象所述动作的多个图像；
(d)处理工具，以捕捉表示所述对象所述动作的数据集；
(e)数据分析软件，以分析至少一个所述数据集从而产生与所述对象相关的一组值；和其中
(f)所述处理工具产生代表至少一部分所述加工数据的结果，且以人可察觉形式呈现所述结果。
9.一种捕捉和评价对象的动作数据的方法，所述方法包括：
(a)对测试对象的动作成像；
(b)捕捉表示所述对象所述动作的数据集；
(c)处理所述数据集，以产生与所述对象相关的一组值；
(d)产生代表所述对象的化身呈现的显示；和
(e)在与该化身呈现的解剖学组件的相关位置产生可视指示物显示，其中所述可视指示物代表至少一部分表示所述对象的数据集，且其中所述位置至少部分地根据至少一部分所述加工数据集来确定。
10.一种治疗方法，所述方法包含步骤：
(a)选择一种或多种患者动作；
(b)使用感应和捕捉***来成像初始集以提供动作数据初始集，所述初始集包含所述一种或多种选定的患者动作；
(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者；和
(d)基于所述动作数据初始集向患者提供治疗。
11.一种捕捉和评价与多个对象相关的动作数据的方法，所述方法包含：
(a)通过计算机处理器接收与多个对象中的每一个相关的成像数据集；
(b)产生代表多个对象的化身呈现的显示；
在与所述化身呈现的解剖学组件相关位置产生可视指示物显示，其中所述可视指示物代表至少一部分的表示所述多个对象中至少2个对象的成像数据集，且其中所述位置至少部分地根据至少一部分所述成像数据集来确定。
12.一种评价患者的方法，所述方法包含步骤：
(a)选择一种或多种患者动作；
(b)使用感应和捕捉***来对所述选定的患者动作成像以提供动作数据初始集；
(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者；和
(d)基于所述动作数据初始集向患者提供治疗。
13.一种评价患者的方法，所述方法包含步骤：
(a)选择一种或多种患者动作；
(b)使用感应和捕捉***来成像动作初始集以提供动作数据初始集，所述动作初始集包含一种或多种动作；
(c)将所述动作数据初始集传送给保健服务提供者；
(d)基于所述动作数据初始集向患者提供治疗；
(e)使用感应和捕捉***来成像第二动作集以提供第二动作数据集，所述第二动作集包含一种或多种动作，该第二数据集在治疗开始后一段时间；
(f)比较所述初始集与所述第二集并将所述比较传送给保健服务提供者；和
(g)根据数据比较再评价所述治疗。
14.一种协助装置，所述装置包含：
(a)对对象动作成像的成像工具；
(b)捕捉工具，以捕捉代表所述对象所述动作的数据集；
(c)处理工具，以处理所述数据集从而产生与所述对象相关的一组值；和
(d)效应器工具，其与所述患者机械相连且连接至所述处理工具以将一组值转化成协助性动作。
15.一种用药依从性装置，所述装置包含：
(a)对患者动作成像的成像工具，所述动作包含给予药物；
(b)捕捉工具，以捕捉代表所述患者所述动作的数据集；
(c)处理工具，以处理所述数据集从而产生与所述患者相关的一组值；和
(d)反馈工具，以递送所述给予动作的结果。
16.一种治疗***，所述治疗***包含：
(a)对患者动作成像的成像工具，所述动作包含给予药物；
(b)捕捉工具，以捕捉代表所述患者所述动作的图像数据集；
(c)处理工具，以处理所述数据集从而产生与所述患者相关的一组值；
(d)反馈工具，以递送所述给予动作的结果；和
(e)药物。
17.如权利要求16所述的***，其特征在于，所述药物是免疫调节剂。
18.一种向患有包含神经学效应的疾病状态的患者给予治疗的方法，所述方法包含：
(a)提供对患者动作成像的成像工具，所述动作包含给予药物；
(b)提供捕捉工具以捕捉表示所述患者所述动作的数据集；
(c)提供处理工具以处理所述数据集，从而产生与所述患者相关的一组值；
(d)提供反馈工具以递送所述给予动作的结果；和
(e)提供响应所述疾病状态的药物。
19.如权利要求18所述的***，其特征在于，所述药物是免疫调节剂。
20.一种动作感应和捕捉***在诊断人或动物病症中的应用，所述***包含动作数据库；图像捕捉设备；计算机处理器；数据分析软件；和人可察觉信号设备。
21.如权利要求20所述的***的应用，其特征在于，在所述诊断后处方治疗或疗法。
22.一种用于治疗患有包含神经学效应的疾病状态的患者的方法的药物，其中所述方法包含步骤：
(a)提供对患者动作成像的成像工具；
(b)提供捕捉工具以捕捉代表所述患者所述动作的数据集；
(c)提供处理工具以处理所述数据集，从而产生与所述患者相关的一组值；和
(d)提供反馈工具以将所述给予动作的结果递送给所述患者；和
(e)提供响应所述疾病状态的药物。
23.一种用药依从性装置，所述装置包含(a)药物(b)动作捕捉***和任选地(c)在动作捕捉***内给予药物的一组指令，其中所述动作捕捉包含
(a)对患者动作成像的成像工具；
(b)捕捉工具，以捕捉代表所述患者所述动作的图像数据集；
(c)处理工具，以处理所述数据集以产生与所述患者相关的一组值；
(d)反馈工具，以递送所述给予动作的结果。
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