CN103845113A - 无线手术放大镜及其利用方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线手术放大镜及其利用方法、装置和系统。无线外科手术放大镜使得使用者能够使用无线手术放大镜来执行操作过程、发送由无线手术放大镜获取的信息以及将患者信息显示在无线手术放大镜显示器上。所发送的信息能够被用来辅助手术室操作过程、增进教育和被记录以供之后使用。

Description

无线手术放大镜及其利用方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及医疗装置的领域。更特别地，本发明涉及外科手术放大镜（loupe）。
背景技术
许多专业领域中的外科医生在对精细结构做外科手术时通常使用手术放大镜。由外科医生使用的手术放大镜被安装在眼镜的镜片中，并且通过考虑他们的矫正视力、瞳距和期望的焦距而对于各单个外科医生量身定做。一些手术放大镜被附接于头盔或被佩戴在头上的其他装置。多个放大倍率是可用的。它们在整形外科手术、矫形外科手术、微脉管手术和腱修复手术中是非常常用的。
发明内容
无线外科手术放大镜使得使用者能够使用无线手术放大镜来执行操作过程（procedure）、发送由无线手术放大镜获取的信息以及在无线手术放大镜显示器上显示患者信息。所发送的信息能够被用来辅助手术室操作过程、增进教育以及被记录供之后使用。
在一个方面，一种利用无线手术放大镜的方法包括：佩戴无线手术放大镜，将患者信息显示在无线手术放大镜的显示器上，以及在佩戴无线手术放大镜的状态下执行操作过程。无线手术放大镜被配置为将包括通过无线手术放大镜镜头获取的信息和患者信息的信号自动地发送到外部装置。该方法还包括为了教育目的而呈现信号。
在另一个方面，一种利用无线手术放大镜的方法包括：在无线手术放大镜处获取和接收内容，将内容显示在无线手术放大镜显示器上，将内容发送到图像处理系统，以及从图像处理系统分发内容。该内容包括通过镜头获取的所获取的内容以及从分离的医疗装置接收的所接收的内容。获取内容包括接收对象的信号。接收内容包括从一个或更多个监视装置接收监视信息。监视信息被显示在无线手术放大镜显示器上。监视信息包括患者统计数据。获取内容包括使用半反射镜拆分内容，其中，内容的第一部分能由人观看并且内容的第二部分由传感器捕获。接收内容包括显示从医疗装置接收的内容并且使用半反射镜将内容拆分，其中，内容的第一部分能由人观看并且内容的第二部分由传感器捕获。图像处理系统记录内容。发送被无线地执行。分发内容包括为了教育目的将内容传送到屏幕。
在另一个方面，一种无线手术放大镜装置包括：镜头；半反射镜，用于将从镜头接收的信息拆分为第一部分和第二部分，其中，第一部分去往使用者的眼睛并且第二部分去往传感器；以及无线通信组件，用于发送在传感器处获取的信息。半反射镜包括半透明反射镜技术。该无线手术放大镜装置还包括投影系统，该投影系统用于将患者信息投影到显示器上，患者信息由半反射镜拆分，并且反射到使用者的眼睛以及在传感器处被接收。
在另一个方面，一种无线手术放大镜系统包括：无线手术放大镜装置，用于获取第一内容、接收第二内容以及发送第一内容和第二内容，其中，第一内容包括通过无线手术放大镜装置的镜头接收的信息并且第二内容包括来自一个或更多个监视装置的患者信息；以及成像系统，用于接收第一内容和第二内容。该成像系统还用于处理和存储第一内容和第二内容。该无线手术放大镜系统还包括内部网络，用于将第一内容和第二内容分发到医疗记录装置。该无线手术放大镜系统还包括外部网络，用于将第一内容和第二内容分发到一个或更多个外部屏幕。无线手术放大镜装置呈现透过镜头的视图和患者信息。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的有医生佩戴无线外科手术放大镜的手术室。
图2示出了根据一些实施例的无线外科手术放大镜与应用的协作。
图3示出了根据一些实施例的示例性无线手术放大镜系统。
图4示出了根据一些实施例的无线外科手术放大镜系统的图。
图5示出了根据一些实施例的无线手术放大镜的数个视图。
图6示出了根据一些实施例的无线手术放大镜的组件的视图。
图7示出了根据一些实施例的无线手术放大镜系统的套装。
图8示出了根据一些实施例的在手术室中的无线手术放大镜系统的视图。
图9示出了根据一些实施例的被配置为实施无线手术放大镜方法的示例性计算装置的框图。
图10示出了根据一些实施例的利用无线外科手术放大镜的方法的流程图。
图11示出了根据一些实施例的利用无线外科手术放大镜的方法的流程图。
具体实施方式
无线外科手术放大镜是光学手术放大镜的数字版。通过增加数字电子设备，外科手术放大镜能够捕获医生的“透过镜头”的图像并将其发送到手术室的其他人或者发送到远程位置。与患者相关的信息也能够被利用以记录操作过程，以便用于病例或医院记录。无线外科手术放大镜也使得能够进行远程医疗、远程教学和培训。对于手术室中的那些人来说，因为团队能够更好地预料医生的需求，所以使得能够更有效率，并且能够更好地抑制器械污染。如果手术室断电，因为70%的光仍然会透过，所以手术放大镜仍然工作。
图1示出了根据一些实施例的有医生佩戴无线外科手术放大镜的手术室。
图2示出了根据一些实施例的无线外科手术放大镜与应用的协作。在手术室200中，外科医生使用无线外科手术放大镜来执行操作过程。从无线外科手术放大镜接收的信息被传送到医疗平台202。医疗平台202包括用于存储数据的服务器、用于呈现数据的监视器以及用于接收数据的远程计算机（例如，台式计算机和智能手机）。该数据能够被用于教学和培训204、远程医疗206、病例和账单208以及防护210。
图3示出了根据一些实施例的示例性无线手术放大镜系统。I/O装置300包括摄像机、监视器、电视机、打印机和视频录像机。计算装置302包括服务器、计算装置和网络（例如，云）。当I/O装置300和计算装置302与无线手术放大镜100相结合时，无线手术放大镜系统304能够改善手术室以及医疗领域的其他方面。
无线外科手术放大镜将会通过消除显微镜安装，以及借助预料下一个动作来将助手的效率最大化，简化手术室安装和工作流程。在需要的时间和地点，使得能够进行记录过程。使得能够进行远程医疗和远程培训。也可以进行服务增强（例如，在病例中包括视频）。也通过监视学生外科手术、回顾案例研究和进行外科手术规划来改善教学环境。
针对性外科手术（targeted surgery）学科是神经外科、整形外科、心血管科、耳鼻喉科和任何其他学科。无线外科手术放大镜能够提供图像增强（例如，过滤血管以便突显、强调可疑组织）、使得能够进行图像融合和立体定向（stereotactic）外科手术、减小认知负担（例如，将生命体征叠加在视野中）以及减小错误率。
图4示出了根据一些实施例的无线外科手术放大镜系统的图。无线外科手术放大镜系统400包括无线手术放大镜100、图像处理系统420、存档系统426和外部系统428。无线手术放大镜100包括镜头402、光学成像系统404、成像器406、半反射镜408、显示装置410和投影光学系统412。
镜头402可以是任何类型的镜头。在一些实施例中，无线手术放大镜100包括多个镜头（例如，对于外科医生的每只眼睛各一个）。光被通过一个或更多个镜头402接收，并且大部分光穿过半反射镜408到达外科医生的眼睛。在一些实施例中，70%或更多的光穿过半反射镜408到达外科医生的眼睛。剩余的光由半反射镜408反射到成像光学系统404，其将光引导到成像器406。成像光学系统404能够包括用于将光聚焦到成像器406上的一个或更多个透镜。成像器406捕获光。所捕获的信息能够被无线地发送到图像处理系统420，以呈现在外部屏幕上、存储在医疗记录数据库中，或者用于任何其他用途。
显示装置410从其他医疗设备接收诸如生命信息的患者数据452。患者数据452能够被无线地接收。患者数据452能够从其他装置诸如心脏监视器、血压监视器和任何其他装置接收。投影光学系统412将患者信息投影到半反射镜408上，该半反射镜408将投影的一部分引导到外科医生的眼睛，将投影的另一部分引导到成像光学系统404和成像器406用于进行捕获和发送，以将其记录或呈现在外部屏幕上。患者信息能够例如通过使用抬头显示器而被呈现在透过镜头的视图450中。视图450包括患者数据452（例如，生命体征）、附加图像454和透过镜头的视图456。
由成像器406获取并且无线地发送到图像处理系统420的信息能够通过内部网络422被发送到存档装置424以及/或者通过外部网络426发送到医院装置428。
图5示出了根据一些实施例的无线手术放大镜的数个视图。这些视图包括左视图、右视图、俯视图、正视图和立体图。无线手术放大镜能够具有任何尺寸；然而，特别示出的手术放大镜的尺寸是100mm×150mm×45mm。
图6示出了根据一些实施例的无线手术放大镜的组件的视图。无线手术放大镜100包括镜头、记录光学装置404（也被称作光学成像系统）、图像传感器406、半反射镜408、显示装置410、显示光学传感器412（也被称作投影光学系统）、D/A转换器PWB414、无线天线/PWB416和电池418。镜头402可以是任何类型的镜头，例如，镜头402包括4组凸透镜和凹透镜以用于放大信号。在一些实施例中，镜头402的放大率是固定的，并且在一些实施例中，放大率可以变化。信号穿过半反射镜408，以使操作者（例如，外科医生）看到（例如，来执行手术操作）。拆分的信号由记录光学装置404和图像传感器406接收。所记录的信号于是能够由无线天线416发送。显示装置410和显示光学传感器412被用来将患者数据（例如，生命体征）传送到无线手术放大镜100的操作者。在一些实施例中，无线手术放大镜100从监视装置无线地接收患者数据。
半反射镜408可以是任何半反射镜，诸如利用聚碳酸酯膜、溅射涂层技术和/或多层涂层的半透明反射镜技术。图像传感器406可以是任何传感器，诸如背照式CMOS。
图7示出了根据一些实施例的无线手术放大镜系统的套装。在手术室套装700中，单个无线手术放大镜与HD视频摄像机、监视器、电视机、因特网、HD视频录像机和wi-fi相结合而被使用。在教学医院套装702中，两个或更多的无线手术放大镜与监视器、电视机、云计算、投影仪、数字彩色打印机、HD视频录像机和wi-fi一起被使用。
图8示出了根据一些实施例的在手术室中的无线手术放大镜系统的视图。例如，无线手术放大镜系统800包括无线手术放大镜100、HD视频摄像机802、HD视频录像机804、数字彩色打印机806、系统管理装置808、两个医疗级LCD监视器810和远程医疗套件812，它们全部都能够使用wi-fi814或者任何其他无线通信方式来通信。
图9示出了根据一些实施例的被配置为实施无线手术放大镜方法的示例性计算装置900的框图。计算装置900能够被用来获取、存储、计算、处理、收发和/或显示诸如图像、视频和患者数据的信息。一般来说，适合于实施计算装置900的硬件结构包括网络接口902、存储器904、处理器906、一个或更多个I/O装置908、总线910和存储装置912。处理器的选择不是关键的，只要选择具有足够速度的合适处理器即可。存储器904可以是本领域中已知的任何常规计算机存储器。存储装置912可以包括硬盘驱动器、CDROM、CDRW、DVD、DVDRW、闪存存储卡或任何其他存储装置。计算装置900能够包括一个或更多个网络接口902。网络接口的示例包括连接到以太网或其他类型的LAN的网卡。一个或更多个I/O装置908可以包括以下中的一个或更多个：键盘、鼠标、监视器、屏幕、打印机、调制解调器、触摸屏、按钮界面和其他装置。用来执行无线手术放大镜方法的一个或更多个无线手术放大镜应用930可以被存储在存储装置912和存储器904中，并且按照应用通常被处理的方式被处理。比图9所示更多或更少的组件可以被包括在计算装置900中。在一些实施例中，包括了无线手术放大镜硬件920。虽然图9中的计算装置900包括用于无线手术放大镜的应用930和硬件920，但是无线手术放大镜方法可以以硬件、固件、软件或其任意组合被实施在计算装置上。例如，在一些实施例中，无线手术放大镜应用930被编程在存储器中并使用处理器被执行。在另一个示例中，在一些实施例中，无线手术放大镜硬件920是被编程的硬件逻辑器件，该被编程的硬件逻辑器件包括特别为实施无线手术放大镜方法而设计的门电路。
在一些实施例中，一个或更多个无线手术放大镜应用930包括数个应用和/或模块。在一些实施例中，模块还包括一个或更多个子模块。在一些实施例中，可以包括更少或额外的模块。
合适的计算装置的示例包括个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型主机计算机、手持计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能家电、游戏主机、数字摄像机、数字摄录像机、摄像手机、智能手机、便携式音乐播放器、平板电脑、移动装置、视频播放器、视频盘写入器/播放器（例如，DVD写入器/播放器、
Figure BDA0000409592120000071
写入器/播放器）、电视机、家庭娱乐系统或任何其他合适的计算装置。
图10示出了根据一些实施例的利用无线外科手术放大镜的方法的流程图。在步骤1000中，使用者（例如，外科医生）佩戴无线外科手术放大镜。在步骤1002中，使用者在佩戴无线手术放大镜的状态下执行操作过程（例如，手术）。在操作过程期间，使用无线手术放大镜显示器将诸如患者生命信息的信息显示给外科医生。例如，通过镜头接收的信息穿过半反射镜到达外科医生的眼睛，并且该信息也被反射到成像器以用于获取该信息。此外，患者信息被显示在显示器上，由半反射镜反射到外科医生的眼睛，并且在成像器处被接收以用于获取。在步骤1004中，从无线手术放大镜发送信号。该信号能够被发送到图像处理系统和/或任何其他装置。在步骤1006中，信号为了教育目的而被呈现。在一些实施例中，实施更少或附加的步骤。在一些实施例中，步骤的次序可以被修改。
图11示出了根据一些实施例的利用无线外科手术放大镜的方法的流程图。在步骤1100中，在无线外科手术放大镜处获取并且接收内容。获取内容包括接收观察对象（例如，患者）的信号。在一些实施例中，获取内容包括光穿过镜头，之后在半反射镜处被拆分，使得大部分光直接去往使用者的眼睛并且剩余的光在传感器处被获取。在一些实施例中，接收内容包括从监视装置（例如，血压监视器）接收信息，该内容被显示在显示器上，然后所显示的信息由半反射镜拆分，使得所显示的信息的一部分去往使用者的眼睛，并且所显示的信息的一部分去往传感器以用于获取。在步骤1102中，内容被使用者观看。例如，患者统计数据被显示在无线手术放大镜显示器上，而使用者能够同时通过镜头观看对象。在步骤1104中，所获取的内容和所接收的内容（例如，通过镜头获取的内容以及由附加装置接收的内容）被无线地发送到图像处理系统或另一个装置。例如，使用者正在通过无线手术放大镜观看的场景在图像处理系统处被记录为图像和/或视频。在一些实施例中，患者统计数据也与所记录的观察内容被一同记录。在步骤1106中，内容被分发。例如，内容被传送到其他屏幕或监视器以用于教育目的、用于记录而与使用者的文件一同存储以及用于任何其他目的。在一些实施例中，实施更少或附加的步骤。在一些实施例中，步骤的次序可以被修改。
在一些实施例中，无线外科手术放大镜包括诸如2D和/或3D显示、自动聚焦和变焦的特征以及可头戴选项。因为每个镜头能够分离地捕获信息，所以能够获取两个同时的图像，它们则能够被用来产生3D图像。
为了利用无线外科手术放大镜，使用者佩戴接收和发送要被记录的信息的手术放大镜。该处理在使用者佩戴手术放大镜的同时自动地发生。
在手术中，无线外科手术放大镜使得诸如外科医生的使用者能够执行操作过程，并且记录该操作过程来用于教育、保存和/或任何其他目的。无线手术放大镜也向外科医生显示患者信息和/或任何其他信息，使得外科医生能够更容易地跟踪患者。无线外科手术放大镜系统分发诸如手术视频的信息，使得其他人能够远程地观看操作过程或者记录信息。因为70%的光穿过半反射镜到达外科医生，所以即使发生断电，外科医生仍然能够继续进行操作过程。
无线外科手术放大镜的一些实施例
1.一种利用无线手术放大镜的方法，包括：
a.佩戴所述无线手术放大镜；
b.将患者信息显示在所述无线手术放大镜的显示器上；以及
c.在佩戴所述无线手术放大镜的状态下执行操作过程。
2.根据条款1所述的方法，其中，所述无线手术放大镜被配置为将包括通过无线手术放大镜镜头获取的信息和所述患者信息的信号自动地发送到外部装置。
3.根据条款2所述的方法，还包括为了教育目的而呈现所述信号。
4.一种利用无线手术放大镜的方法，包括：
a.在所述无线手术放大镜处获取和接收内容；
b.将所述内容显示在无线手术放大镜显示器上；
c.将所述内容发送到图像处理系统；以及
d.从所述图像处理系统分发所述内容。
5.根据条款4所述的方法，其中，所述内容包括通过镜头获取的所获取的内容，以及从分离的医疗装置接收的所接收的内容。
6.根据条款4所述的方法，其中，获取内容包括接收对象的信号。
7.根据条款4所述的方法，其中，接收内容包括从一个或更多个监视装置接收监视信息。
8.根据条款7所述的方法，其中，所述监视信息被显示在所述无线手术放大镜显示器上。
9.根据条款7所述的方法，其中，所述监视信息包括患者统计数据。
10.根据条款4所述的方法，其中，获取内容包括使用半反射镜拆分内容，其中，所述内容的第一部分能由人观看并且所述内容的第二部分由传感器捕获。
11.根据条款4所述的方法，其中，接收内容包括显示从医疗装置接收的内容并且使用半反射镜将所述内容拆分，其中，所述内容的第一部分能由人观看并且所述内容的第二部分由传感器捕获。
12.根据条款4所述的方法，其中，所述图像处理系统记录所述内容。
13.根据条款4所述的方法，其中，发送被无线地执行。
14.根据条款4所述的方法，其中，分发内容包括为了教育目的将所述内容发送到屏幕。
15.一种无线手术放大镜装置，包括：
a.镜头；
b.半反射镜，用于将从所述镜头接收的信息拆分为第一部分和第二部分，其中，所述第一部分去往使用者的眼睛并且所述第二部分去往传感器；以及
c.无线通信组件，用于发送在所述传感器处获取的信息。
16.根据条款15所述的无线手术放大镜装置，其中，所述半反射镜包括半透明反射镜。
17.根据条款15所述的无线手术放大镜装置，还包括投影系统，所述投影系统用于将患者信息投影到显示器上，所述患者信息由所述半反射镜拆分，并且反射到使用者的眼睛以及在所述传感器处被接收。
18.一种无线手术放大镜系统，包括：
a.无线手术放大镜装置，用于获取第一内容、接收第二内容以及发送所述第一内容和所述第二内容，其中，所述第一内容包括通过所述无线手术放大镜装置的镜头接收的信息并且所述第二内容包括来自一个或更多个监视装置的患者信息；以及
b.成像系统，用于接收所述第一内容和所述第二内容。
19.根据条款18所述的无线手术放大镜系统，其中，所述成像系统还用于处理和存储所述第一内容和所述第二内容。
20.根据条款18所述的无线手术放大镜系统，还包括内部网络，所述内部网络用于将所述第一内容和所述第二内容分发到医疗记录装置。
21.根据条款18所述的无线手术放大镜系统，还包括外部网络，所述外部网络用于将所述第一内容和所述第二内容分发到一个或更多个外部屏幕。
22.根据条款18所述的无线手术放大镜系统，其中，所述无线手术放大镜装置呈现透过镜头的视图和所述患者信息。
已经关于结合了细节的具体实施例描述了本发明，以有助于理解本发明的构造和操作的原理。这里对具体实施例及其细节的参照不旨在限制所附权利要求的范围。本领域技术人员将容易理解可以在为了示意性目的选择的实施例中作出其他各种修改，而不偏离由权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种利用无线手术放大镜的方法，包括：
a.佩戴所述无线手术放大镜；
b.将患者信息显示在所述无线手术放大镜的显示器上；以及
c.在佩戴所述无线手术放大镜的状态下执行操作过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线手术放大镜被配置为将包括通过无线手术放大镜镜头获取的信息和所述患者信息的信号自动地发送到外部装置。
3.一种利用无线手术放大镜的方法，包括：
a.在所述无线手术放大镜处获取和接收内容；
b.将所述内容显示在无线手术放大镜显示器上；
c.将所述内容发送到图像处理系统；以及
d.从所述图像处理系统分发所述内容。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述内容包括通过镜头获取的所获取的内容，以及从分离的医疗装置接收的所接收的内容。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，获取内容包括使用半反射镜拆分内容，其中，所述内容的第一部分能由人观看并且所述内容的第二部分由传感器捕获。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，接收内容包括显示从医疗装置接收的内容并且使用半反射镜将所述内容拆分，其中，所述内容的第一部分能由人观看并且所述内容的第二部分由传感器捕获。
7.一种无线手术放大镜装置，包括：
a.镜头；
b.半反射镜，用于将从所述镜头接收的信息拆分为第一部分和第二部分，其中，所述第一部分去往使用者的眼睛并且所述第二部分去往传感器；以及
c.无线通信组件，用于发送在所述传感器处获取的信息。
8.根据权利要求7所述的无线手术放大镜装置，还包括投影系统，所述投影系统用于将患者信息投影到显示器上，所述患者信息由所述半反射镜拆分，并且反射到使用者的眼睛以及在所述传感器处被接收。
9.一种无线手术放大镜系统，包括：
a.无线手术放大镜装置，用于获取第一内容、接收第二内容以及发送所述第一内容和所述第二内容，其中，所述第一内容包括通过所述无线手术放大镜装置的镜头接收的信息并且所述第二内容包括来自一个或更多个监视装置的患者信息；以及
b.成像系统，用于接收所述第一内容和所述第二内容。
10.根据权利要求9所述的无线手术放大镜系统，其中，所述无线手术放大镜装置呈现透过镜头的视图和所述患者信息。
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