CN116941261A - 用于管理装置与医疗系统的通信配对的基于信标的系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

第一超声信标传输包括第一导频信号和第一编码的信息信号。一种装置可以检测第一导频信号，并基于第一导频信号对第一编码的信息信号进行解码，以识别与第一超声信标传输相关联的医疗系统。基于第一编码的信息信号，该装置可以进入第一配对状态，在该第一配对状态中，该装置与医疗系统通信地配对。当该装置在第一配对状态下操作时并且在进入第一配对状态的阈值时间内，该装置可以检测被包括在第二超声信标传输中的第二导频信号，该第二超声信标传输还包括第二编码的信息信号。基于在阈值时间内检测到第二导频信号，该装置可以在不对第二编码的信息信号进行解码的情况下继续在第一配对状态下操作。

Description

用于管理装置与医疗系统的通信配对的基于信标的系统、方 法和装置

相关申请

本申请要求于2021年3月5日提交的美国临时专利申请第63/157226号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

在医疗机构(例如，医院、疗养院等)中，医疗人员可以使用医疗系统来诊断、治疗和/或帮助患者。在一些医疗设施中，医疗人员还可以在诊断、治疗和/或帮助患者时使用用户设备(例如，平板计算机、智能手机等)。例如，在计算机辅助外科手术程序期间，诸如在外科手术设施处执行的微创外科手术程序，外科医生可以与计算机辅助外科手术系统交互，以控制远程操作的外科手术器械对患者执行外科手术程序。其他外科手术团队成员也可以与计算机辅助外科手术系统交互以辅助外科手术程序。外科手术团队成员(例如护士)可以在外科手术程序期间使用辅助设备(例如，移动设备)，诸如以查看关于患者或计算机辅助外科手术系统的信息。需要促进辅助设备的使用与医疗系统的使用相结合，并确保辅助设备接收并提供准确和相关的信息。

发明内容

以下描述呈现了本文所描述的方法和系统的一个或多个方面的简化概述，以便提供对这些方面的基本理解。本发明内容不是所有预期方面的广泛概述，并且既不旨在标识所有方面的关键或必要元素，也不旨在勾画任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本文所描述的方法和系统的一个或多个方面的一些概念，作为下文所呈现的更详细描述的前奏。

一种说明性装置可以包括一个或多个处理器和存储可执行指令的存储器，该可执行指令在由一个或多个处理器执行时使得装置：检测被包括在第一超声信标传输中的第一导频信号，第一超声信标传输进一步包括第一编码的信息信号；基于第一导频信号对第一编码的信息信号进行解码，以识别与第一超声信标传输相关联的第一医疗系统；基于对第一编码的信息信号的解码，进入第一配对状态，在第一配对状态中，装置与第一医疗系统通信地配对；在第一配对状态下操作时并且在进入第一配对状态的阈值时间内，检测被包括在第二超声信标传输中的第二导频信号，第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号；以及基于在阈值时间内检测到第二导频信号，在不对第二编码的信息信号进行解码的情况下继续在第一配对状态下操作。

另一个说明性装置可以包括：超声传感器，该超声传感器被配置为检测超声信号；以及处理单元，该处理单元被配置为：确定超声传感器在装置正在第一配对状态下操作时检测到被包括在第一超声信标传输中的第一导频信号，在该第一配对状态中，装置与第一医疗系统通信地配对，第一超声信标传输进一步包括识别与第一超声信标传输相关联的医疗系统的第一编码的信息信号；确定超声传感器在配对状态初始化事件的阈值时间内检测到第一导频信号；并且基于确定装置在配对状态初始化事件的阈值时间内检测到导频信号并且在不对第一编码的信息信号进行解码的情况下，控制装置继续在第一配对状态下操作。

一种说明性方法可以包括：通过装置检测被包括在第一超声信标传输中的第一导频信号，第一超声信标传输进一步包括第一编码的信息信号；通过装置并且基于第一导频信号对第一编码的信息信号进行解码，以识别与第一超声信标传输相关联的第一医疗系统；通过装置并且基于对第一编码的信息信号的解码，进入第一配对状态，在第一配对状态中，装置与第一医疗系统通信地配对；通过装置并且在第一配对状态下操作时并且在进入第一配对状态的阈值时间内，检测被包括在第二超声信标传输中的第二导频信号，第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号；以及通过装置并且基于在阈值时间内检测到第二导频信号，在不对第二编码的信息信号进行解码的情况下继续在第一配对状态下操作。

附图说明

附图示出了各种实施例并且是说明书的一部分。所示实施例仅仅是示例，并不限制本公开的范围。在整个附图中，相同或类似的附图标记表示相同或类似的元件。

图1示出了说明性计算机辅助外科手术系统。

图2示出了包括位于预定义区域内的信标发生器和医疗系统的医疗设施的说明性配置。

图3示出了超声信标的超声信标传输的说明性配置。

图4-图7示出了包括一个或多个信标发生器和一个或多个医疗系统的医疗设施的各种替代说明性配置。

图7示出了说明性设备配对系统。

图9示出了图8的设备配对系统的说明性实施方式。

图10示出了管理设备的配对状态的说明性方法。

图11示出了管理设备的配对状态的另一说明性方法。

图12A和图12B示出了可以被包括在图10和图11的方法中的说明性替代操作。

图13示出了管理设备的配对状态的另一说明性方法。

图14示出了说明性计算设备。

具体实施方式

本文将描述用于管理装置(或设备)与医疗系统的通信配对的基于信标的系统、方法和装置。本文所述的系统和方法可以作为医疗系统(诸如计算机辅助外科手术系统)的一部分或结合医疗系统来实施。因此，现在将描述说明性计算机辅助外科手术系统。以下说明性计算机辅助外科手术系统是说明性的而非限制性的，因为本文描述的系统和方法可以作为其他合适的医疗系统的一部分或结合其他合适的医疗系统来实施。

图1示出了说明性计算机辅助外科手术系统100(“外科手术系统100”)。如图所示，外科手术系统100可以包括彼此通信地耦接的操纵系统102、用户控制系统104和辅助系统106。在一些示例中，外科手术系统100可以由这些部件中的一个或多个来实施。然而，外科手术系统100不限于这些部件，并且可以包括附加部件，如可能适合特定实施方式的，诸如但不限于患者手术台、连接到外科手术系统100的第三方部件(例如，电外科手术单元)等。

外科手术团队可以利用外科手术系统100对患者108执行计算机辅助外科手术程序。如图所示，外科手术团队可以包括外科医生110-1、助理110-2、护士110-3和麻醉师110-4，所有这些人可以统称为“外科手术团队成员110”。在外科手术会话(session)期间，可以有附加的或替代的外科手术团队成员在场，如可能对特定实施方式有用的。

虽然图1示出了正在进行的微创外科手术程序，但外科手术系统100可以类似地用于执行开放式外科手术程序或其他类型的外科手术程序，这些外科手术程序可以类似地受益于外科手术系统100的准确性和便利性。此外，将理解的是，全程可以采用外科手术系统100的外科手术会话不仅可以包括外科手术程序的手术阶段，如图1所示，还可以包括外科手术程序的术前、术后和/或其他适当阶段。外科手术程序可以包括对患者使用手动和/或器械技术来探查、诊断和/或治疗患者身体状况的任何程序。此外，外科手术程序可以包括任何非临床程序，例如，不在活体患者身上执行的程序，诸如校准或测试程序、训练程序以及实验或研究程序。

如图1所示，操纵系统102可以包括多个操纵器臂112(例如，操纵器臂112-1至112-4)，多个外科手术器械(图1中未示出)可以耦接到多个操纵器臂112。每个外科手术器械可以由任何合适的治疗器械(例如，具有组织相互作用功能的工具)、成像设备(例如，内窥镜)、诊断器械、或可以用于计算机辅助外科手术程序(例如通过至少部分地插入患者108中并被操纵以对患者108执行计算机辅助外科手术程序)的类似设备来实施。在一些示例中，外科手术器械中的一个或多个可以包括力感测和/或其他感测能力。尽管操纵系统102在本文中被描绘和描述为包括四个操纵器臂112，但是应当认识到，操纵系统102可以仅包括单个操纵器臂112或任何其他数量的操纵器臂，如可能对特定实施方式有用的。

操纵器臂112和/或附连到操纵器臂112的外科手术器械可以包括用于生成(即，未校正的)运动学信息的一个或多个传感器(例如，位移换能器、取向传感器、位点传感器等)(以下称为“外科手术系统传感器”)。运动学信息可以包括诸如姿势(例如，位点和/或取向)、移动(例如，速度、方向、加速度等)、状态(例如，打开、关闭、收起等)和/或操纵器臂112、耦接到操纵器臂112的外科手术器械和/或操纵系统102的任何其他部件(例如，吊杆臂)的其他属性的信息。外科手术系统100的一个或多个部件可以被配置为使用运动学信息来跟踪(例如，确定姿势、移动和/或状态)和/或控制操纵器臂112和/或外科手术器械。操纵系统102还可以包括其他传感器，这些传感器被配置为生成其他信息，如可能适合特定实施方式的。这种传感器也可以被称为“外科手术系统传感器”，并且可以包括例如悬垂传感器、吊杆高度传感器等。

附连到操纵器臂112的外科手术器械可以各自定位在与患者相关联的外科手术区域。在某些示例中，“外科手术区域”可以完全设置在患者体内，并且可以包括患者体内计划执行、正在执行或已经执行外科手术程序的区域或其附近的区域。例如，对于在患者内部组织上执行的微创外科手术程序，外科手术区域可以包括组织、组织下方的解剖结构以及例如用于执行外科手术程序的外科手术器械所处的组织周围的空间。在其他示例中，外科手术区域可以至少部分地设置在患者外部的对患者计划执行、正在执行或已经执行外科手术程序的区域或其附近。例如，外科手术系统100可以用于执行开放式外科手术程序，使得外科手术区域的一部分(例如，正在进行手术的组织)在患者内部，而外科手术区域的另一部分(例如，可以设置一个或多个外科手术器械的组织周围的空间)在患者外部。当外科手术器械的至少一部分(例如，外科手术器械的远侧部分)位于外科手术区域内时，外科手术器械可以被称为定位在或位于外科手术区域处或外科手术区域内。

用户控制系统104可以被配置为促进外科医生110-1对外科手术系统100(例如，操纵器臂112和附连到操纵器臂112的外科手术器械)的控制。例如，外科医生110-1可以与被包括在用户控制系统104中的用户输入设备交互，以远程移动或操纵操纵器臂112和耦接到操纵器臂112的外科手术器械。为此，用户控制系统104可以向外科医生110-1提供由成像设备(例如，立体内窥镜)捕获的与患者108相关联的外科手术区域的影像(例如，高清晰度立体影像)。外科医生110-1可以利用影像，从而利用耦接到操纵器臂112的一个或多个外科手术器械执行一个或多个程序。

为了促进控制外科手术器械，用户控制系统104可以包括一组主控件(图1中未示出)。这些主控件可以由外科医生110-1操纵以控制外科手术器械的移动(例如，通过利用机器人和/或远程操作技术)。主控件可以被配置为检测外科医生110-1的各种各样的手、手腕和手指移动。以这种方式，外科医生110-1可以使用一个或多个外科手术器械直观地执行外科手术程序。

用户控制系统104可以进一步被配置为促进外科医生110-1对外科手术系统100的其他部件的控制。例如，外科医生110-1可以与用户控制系统104交互以改变外科手术系统100的配置或操作模式，改变外科手术系统100的显示模式，生成用于控制附连到操纵器臂112的外科手术器械的附加控制信号，促进将控制从一个外科手术器械切换到另一个，或者执行任何其它合适的操作。为此，用户控制系统104还可以包括被配置为从外科医生110-1接收手动输入的一个或多个附加的用户输入设备(例如，脚踏板、按钮、开关、触摸屏显示器等)。在一些示例中，用户控制系统104还可以包括被配置为从一个或多个用户接收音频输入(例如，语音输入)的一个或多个音频输入设备(例如，麦克风)，以及一个或多个音频输出设备(例如，扬声器)。

辅助系统106可以包括一个或多个计算设备，该计算设备被配置为执行外科手术系统100的主要处理操作。被包括在辅助系统106中的一个或多个计算设备可以控制和/或协调由外科手术系统100的各种其他部件(例如操纵系统102和/或用户控制系统104)执行的操作。例如，被包括在用户控制系统104中的计算设备可以通过被包括在辅助系统106中的一个或多个计算设备向操纵系统102传输指令。作为另一示例，辅助系统106可以从操纵系统102(例如，从成像设备)接收并处理代表由附连到操纵器臂112的内窥镜捕获的影像的图像数据。

在一些示例中，辅助系统106可以被配置为向可能无法访问在用户控制系统104处提供给外科医生110-1的影像的外科手术团队成员110呈现视觉内容。为此，辅助系统106可以包括显示监测器114，该显示监测器114被配置为显示一个或多个用户界面，诸如外科手术区域的图像(例如，2D图像)、与患者108和/或外科手术程序相关联的信息，和/或任何其他视觉内容，如可能对特定实施方式有用的。例如，显示监测器114可以显示外科手术区域的图像以及与该图像同时显示的附加内容(例如，图形内容、情境信息等)。在一些实施例中，显示监测器114由触摸屏显示器实施，外科手术团队成员110可以与触摸屏显示器交互(例如，通过触摸手势)以向外科手术系统100提供用户输入。

虽然辅助系统106在图1中被示为与操纵系统102和用户控制系统104分离的系统，但是辅助系统106可以被包括在操纵系统102和/或用户控制系统104中，或者可以跨操纵系统102和/或用户控制系统104分布。此外，虽然用户控制系统104已经被描述为包括一个或多个用户输入设备和/或音频输入设备，但是外科手术系统100的其他部件(例如，操纵系统102和/或辅助系统106)可以包括用户输入设备、音频输入设备和/或音频输出设备，如可能适合特定实施方式的。

操纵系统102、用户控制系统104和辅助系统106可以以任何合适的方式彼此通信地耦接。例如，如图1所示，操纵系统102、用户控制系统104和辅助系统106可以通过控制线116通信地耦接，控制线116可以表示任何光学、有线或无线通信链路，如可能对特定实施方式有用的。为此，操纵系统102、用户控制系统104和辅助系统106可以各自包括一个或多个光学通信接口、有线通信接口或无线通信接口，诸如一个或多个局域网接口、Wi-Fi网络接口、蜂窝接口等。

如图1所示，外科手术系统100还可以包括附件推车118。附件推车118可以被配置为携带或存储外科手术系统100的某些附件和/或将在外科手术程序中使用的用品。例如，附件推车118可以保持外科手术器械120，外科手术器械120可以在外科手术程序中根据需要与操纵器臂112耦接。

在替代实施例中，附件推车118不被包括在外科手术系统100中，而是独立的医疗系统。例如，附件推车118可以用于将消毒器械从医院的消毒处理部门(“SPD”)输送到整个医院的各个手术室。因此，在这些实施例中，附件推车118不被包括在外科手术系统100中，而是可以是单独的医疗系统。

在一些示例中，医疗系统(例如，外科手术系统100、附件推车118等)可以位于医疗设施内，该医疗设施使用一个或多个超声信标来促进一个或多个设备与医疗系统的通信配对和/或提供关于医疗系统的情境信息，诸如关于利用医疗系统执行的医疗程序、医疗系统的位置、医疗系统错误等的信息。

图2示出了医疗设施202的说明性配置200。如图所示，医疗设施202包括预定义区域204和位于预定义区域204内的医疗系统206。医疗设施202可以是例如医院、医院内的科室(例如，急诊室、创伤中心、产科、重症监护室等)、外科手术设施、可部署野战医院、医疗诊所、医生办公室、牙医办公室、疗养院、临终关怀设施、康复设施、辅助生活设施或任何其他类似设施。预定义区域204可以是医疗设施202内的特定区域(例如，特定房间)，医疗系统206位于该特定区域中和/或用于在该特定区域中执行关于患者的一个或多个任务或操作。例如，预定义区域204可以是手术室、康复室、咨询室、患者室、检查室、仪器室等。在一些示例中，预定义区域204由医疗设施202的其他区域(例如，与相邻的手术室、走廊、仪器室等)通过一个或多个物理屏障(例如，墙、窗、门、窗帘等)限定和/或与其分隔。

医疗系统206可以由任何类型的医疗系统来实施，该医疗系统可以用于监测、治疗和/或辅助位于医疗设施202内的患者。例如，医疗系统206可以由外科手术系统(例如，计算机辅助外科手术系统，诸如外科手术系统100)、成像系统(例如计算机断层扫描(CT)扫描仪、磁共振成像(MRI)扫描仪、X光机等)、透析机、心肺机、监测设备(例如，心率监测器、血压监测器等)、呼吸机、病床、附件推车等实施。在一些示例中，医疗系统206由可以在整个医疗设施202中移动的移动附件推车(例如，附件推车118)来实施。例如，移动附件推车可以是SPD推车，其可以用于在整个医疗设施202中输送消毒器械(例如，将消毒器械分布到各个手术室)。

用户208和与用户208相关联的用户设备210(例如，由用户208使用、携带、操作和/或登录)可以在整个医疗设施202中移动。如图2所示，用户208和用户设备210在物理上位于预定义区域204内。用户设备210代表可以直接或间接与医疗系统206通信的任何类型的设备(在本文中也称为“装置”)，诸如辅助设备、医疗系统206的部件(例如，操纵系统102、用户控制系统104、辅助系统106等)、附件推车和任何其他合适的设备。辅助设备可以包括不是医疗系统206的一部分的任何设备，诸如用户设备、另一医疗设备或医疗系统、SPD推车和/或任何其他合适的设备。用户设备(例如，用户设备210)可以是能够以视觉、音频或触觉格式向用户呈现信息和/或从用户接收用户输入的任何设备。例如，用户设备可以由移动设备(例如，移动电话、手持设备、平板计算设备、膝上型计算机、个人计算机等)、音频设备(例如扬声器、耳机等)、可穿戴设备(例如智能手表设备、活动跟踪器、头戴式显示设备、虚拟或增强现实设备等)和/或显示设备(例如，电视、投影仪、监测器、触摸屏显示设备等)实施。

医疗系统206可以被配置为当用户设备210接近医疗系统206时与用户设备210通信地配对。例如，如图2所示，当用户设备210与医疗系统206通信地配对时，位于医疗设施202内的用户208(例如，外科手术团队成员110)可以通过用户设备210访问与医疗系统206相关联的一个或多个功能特征(例如，内窥镜视频馈送、设置菜单、医疗系统控件等)。例如，用户208可以通过由用户设备210执行的应用程序来查看与医疗系统206相关联的内容，与医疗系统206交互，和/或经由与医疗系统206通信地配对的附加用户设备与其他用户通信。即使当用户设备210没有与医疗系统206通信地配对时，用户208也可以访问与医疗设施202相关联的其他功能特征。例如，用户208可以通过由用户设备210执行的应用程序来查看和/或编辑医疗人员信息、更新用户简档信息、查看培训内容、调度(schedule)任务、调度医疗程序、查看患者信息等。

为了促进用户设备210与医疗系统206的通信配对，信标发生器212(例如，超声换能器)位于预定义区域204内并且被配置为生成和发射与医疗系统206相关联的超声信标214。超声信标214包括通常具有高于人类听觉范围(例如，高于约17kHz或高于20kHz)的频率的声波。在一些示例中，超声信标214具有在约17kHz和约20kHz之间的频率。

超声信标214可以包括特定消息的重复传输。对于超声信标214的每次传输，信标发生器212可以通过以下方式在超声信标214中包括(例如编码)消息，即通过调制超声信号的幅度、频率和波形中的一个或多个，诸如通过使用相移键控(PSK)、二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、开关键控(OOK)、正交幅度调制(QAM)、音频QR码格式、通过多频比特编码或任何其他合适的调制技术。

超声信标214中包括的(例如，编码的)消息可以包括与医疗系统206相关联的信息(例如，情境信息和/或标识信息)。在一些示例中，在超声信标214中编码的消息信息将超声信标214与医疗系统206相关联，或者可以用于将超声信标214与医疗系统206相关联。例如，超声信标214可以包括位置标识符，该位置标识符标识超声信标214所位于的预定义区域(即，预定义区域204)。位置标识符可以是例如分配给预定义区域204或以其他方式代表预定义区域204的唯一标识(“ID”)号码(例如，房间号码)。作为另一示例，超声信标214可以包括医疗系统标识符(例如，外科手术系统标识符)，该医疗系统标识符标识与超声信标214相关联的医疗系统(即，医疗系统206)。医疗系统标识符可以是例如分配给医疗系统206或以其他方式代表医疗系统206的唯一医疗系统ID。附加地或替代地，医疗系统标识符可以是医疗系统的网络地址。作为又一示例，超声信标214可以包括信标发生器标识符，该信标发生器标识符标识发射超声信标214的特定信标发生器(即，信标发生器212)。信标发生器标识符可以是分配给信标发生器212或以其他方式代表信标发生器212的信标发生器ID。作为进一步的示例，超声信标214可以包括医疗会话标识符，该医疗会话标识符标识与超声信标214相关联的特定医疗会话。医疗会话标识符可以是分配给特定医疗会话或以其他方式代表特定医疗会话的医疗会话ID(例如，患者ID、医疗团队人员ID、外科医生ID、房间ID、外科手术会话ID等)。在一些示例中，标识信息可以包括字母和数字(例如，10位数字)的组合。将认识到，可以被包括在超声信标214中的前述信息仅仅是说明性的而不是限制性的，因为超声信标214可以包括任何其他合适的信息(例如，GPS坐标、错误信息、状态信息、安全信息、认证信息等)。

超声信标214的每次传输可以包括其中对消息进行编码的信息信号和导频信号(pilot signal)，该导频信号可以用于超声信标214的传输的同步和对编码的消息进行解码。导频信号还可以有助于表征传输，并且可以携带可以用于对信息信号进行解码的一些前导信息。在一些示例中，诸如当被包括在超声信标214中的信息具有小的比特大小时，超声信标214在单个信道上(例如，在单载波通信方案中)被传输。在其他示例中，诸如当被包括在超声信标214中的信息具有相对大的比特大小(例如，32比特、64比特等)时，超声信标214可以在多载波通信方案(例如，频分复用(FDM)或正交频分复用调制(OFDM))中的多个子信道上被传输。

图3示出了用于超声信标302(“信标302”)的通信方案的说明性配置300。虽然图3示出了多信道通信方案，但是在其他实施例中，通信方案可以是单信道通信方案。图3示出了信标302的第一传输304-1和信标302的第二传输304-2。第二传输304-2在第一传输304-1之后。为了便于讨论，图3示出了两次传输，但是信标302可以具有任何其他合适数量的传输。可以连续地重复传输304，直到信标302被终止(例如，信标发生器212被关闭)。例如，与第一传输304-1相同的第三传输可以跟随第二传输304-2，与第二传输304-2相同的第四传输可以跟随第三传输，依此类推。信标302可以以任何合适的频率(例如，连续导频信号306之间的时间)进行传输，诸如100Hz、10Hz、1Hz等。

信标302的传输304-1和304-2分别包括导频信号306-1和导频信号306-2，并且分别包括信息信号308-1和信息信号308-2。导频信号306和信息信号308在多个子信道310(例如，子信道310-1至310-8)上传输。为了便于讨论，图3示出了在八个不同的子信道310上传输信标302，但是信标302可以在任何其他数量的子信道上被传输，如可能对特定实施方式有用的，(例如，2个、4个、10个、3个、20个、32个、64个等)或者在单信道通信方案中的单信道上被传输。子信道310可以在超声范围内。在一些示例中，多个子信道310的带宽在约17.5kHz到约20kHz内。然而，多个子信道310可以具有任何其他合适的范围，如可能对特定实施方式有用的。

在一些示例中，根据OOK对导频信号306和信息信号308进行编码。因此，每个比特由在设置的时间段内特定频率的传输或在设置的时间段内不存在特定频率的传输来表示。在替代示例中，导频信号306和信息信号308可以用任何其他合适的编码方案进行编码，例如PSK、FSK、QAM等。

导频信号306被配置为提供用于传输304的同步的信息。导频信号306还可以包含可用于对信息信号308进行解码的其他信息。如图3所示，每个导频信号306包括在子信道310上传输的第一组信号312-1(“第一组312-1”)，随后是在子信道310上传输的第二组信号312-2(“第二组312-2”)。第二组312-2是第一组312-1的逆(inverse)(例如，传输第一组312-1中的ON信号(由白框表示)的子信道传输第二组312-2中的OFF信号(由黑框表示)，反之亦然)。结果，从第一组312-1到第二组312-2的切换产生了易于检测的强边缘。当由设备(例如，用户设备210)检测到该尖锐边缘时，该尖锐边缘指示每个传输304的开始，并因此促进传输304的同步。尽管导频信号306被示出和描述为具有两组312信号，但导频信号306可以具有更多或更少组的信号。在一些示例中，每个导频信号306可以包括用于提供同步信息和任何其他期望的信息的更紧凑的信号。

第一组312-1和第二组312-2可以具有任何合适的信号模式，如可能对特定实施方式有用的。如图3所示，第一组312-1和第二组312-2各自包括交替模式的ON/OFF信号。然而，组312不限于该配置，并且可以具有任何其他合适的配置。在一些示例中，第一组312-1和第二组312-2可以具有被配置为传送诸如排列顺序的其他信息的唯一模式，这将在下面更详细地解释。

信息信号308被配置为传输诸如标识信息的消息信息。在一些示例中，信息信号308中编码的消息信息可以被划分为多个子部分，并且每个子部分可以包括一个或多个比特。为了便于讨论，图3示出了每个信息信号308被划分为表示为A到H的八个消息子部分，并且每个消息子部分在单个子信道中以四个连续的ON或OFF信号传输。例如，第一传输304-1的消息子部分A作为信号A1，接着是信号A2，接着是信号A3，接着是信号A4在子信道310-1上传输。消息子部分B到H分别以类似的方式在子信道310-2到310-8上传输。将认识到，每个信息信号308可以被划分为任何适当数量的子部分(例如，2个、4个、10个、3个、20个、32个、64个等)，并且每个消息子部分可以作为任何一个或多个数量的信号传输，如可能对特定实施方式有用的。

在一些示例中，对于信标302的每个连续传输304，信标发生器对在子信道310上传输的消息子部分进行排列。信标发生器可以以任何合适的方式排列消息子部分。在一些示例中，消息子部分在子信道310上偏移子信道310的频谱的总带宽的二分之一(1/2)。例如，如图3所示，消息子部分A在第一传输304-1中在子信道310-1上传输，并且在第二传输304-2中被偏移到子信道310-5。类似地，消息子部分B、C和D分别从第一传输304-1中的子信道2、3和4偏移到第二传输304-2中的子信道6、7和8。消息子部分E到H分别从第一传输304-1中的子信道5到8偏移到第二传输304-2中的子信道1-4。然后可以无限期地重复第一传输和第二传输304，或者直到终止为止。

当设备(例如，用户设备210)检测到第一传输304-1(例如，检测到导频信号306-1)时，该设备通过组装每个消息子部分(例如，信号A1至A4)，并且然后组装消息子部分A至H以重构完整的消息信息，从而使用导频信号308-1来对信息信号308-1进行解码。以这种方式，图3所示的多信道通信方案可以通过信标302在相对短的时间量内传输多数字信息(例如，由32比特表示的10位数字、由20比特表示的6位数字等)和/或任何其他合适的信息。2020年11月24日提交的第PCT/US2020/62065号国际专利申请中更详细地描述了用于在传输中使用导频信号和对超声信标进行解码的系统和方法，该申请通过引用全部并入本文中。

虽然图3示出了信标302的传输304包括在相同信道中紧接在信息信号308之前的导频信号306，但是传输304不限于这种配置。在其他配置中，传输304可以包括在不同信道上传输的导频信号306和信息信号308。在一些示例中，导频信号308和信息信号308可以以预定模式同时或交替地传输。

再次参考图2，用户设备210可以以任何合适的方式检测超声信标214(或信标302)。例如，用户设备210可以包括超声传感器(例如，麦克风)，该超声传感器被配置为检测环境声波，包括超声信标214或信标302，并且处理检测到的环境声波以生成代表检测到的环境声波的音频信号。在一些示例中，用户设备210执行的应用程序可以处理音频信号，以过滤掉不符合一组预定义标准的音频信号(例如，不在超声范围内、不在预定义幅度范围内的音频信号，等等)。超声传感器也可以由应用程序自动设置或由用户手动设置为“常开”状态。以这种方式，当用户设备210位于医疗设施内时，用户设备210可以连续地监测超声信标传输。

用户设备210被配置为当用户设备210接近信标发生器212时检测(例如，经由诸如麦克风等的超声传感器)超声信标214。在一些示例中，超声信标214被配置为不传输经过固体屏障(例如，墙)和/或被配置为被限制在预定义区域204内。因此，只有当用户设备210位于与信标发生器212相同的预定义区域(例如，手术室)内时，用户设备210才可以检测到超声信标214，如图2所示。当用户设备210不位于预定义区域204内时，用户设备210没有检测到超声信标214。以下将更详细地描述用户设备210检测超声信标214的示例。

如图2所示，信标发生器212是与医疗系统206分离的独立设备(例如，信标发生器212不与医疗系统206物理集成或由医疗系统206控制)。作为独立设备，信标发生器212可以固定地定位在预定义区域204内的任何合适的位置，诸如在预定义区域204的墙或天花板上。替代地，信标发生器212可以是可移动的独立设备，可以根据期望在预定义区域204和/或医疗设施202内移动和定位。

作为与医疗系统206分离的独立设备的替代，信标发生器212可以被包括在医疗系统206中，如图4所示。图4示出了医疗设施202的另一个说明性配置400。图4类似于图2，不同之处在于在图4中，信标发生器212被包括在医疗系统206中。信标发生器212可以以任何合适的方式被包括在医疗系统206中。例如，信标发生器212可以与医疗系统206物理集成(例如，安装在操纵系统102的柱(column)上，被包括在用户控制系统104中，等等)。因此，如果医疗系统206被移动到医疗设施202的不同区域，则信标发生器212也移动到新区域。附加地或替代地，信标发生器212可以由医疗系统206控制。例如，医疗系统206(例如，外科手术系统100的辅助系统106)可以将超声信标214配置为包括信息，并且可以控制通过信标发生器212对超声信标214的发射。

上述医疗设施202的说明性配置200和400包括位于预定义区域204内的单个信标发生器212。然而，多个信标发生器212可以位于预定义区域204内，如图5所示。图5示出了医疗设施202的另一个说明性配置500。图5类似于图2，不同之处在于在图5中，预定义区域204包括三个信标发生器212(例如，信标发生器212-1至212-3)，其被配置为发射与医疗系统206相关联的超声信标214(例如，超声信标214-1至214-3)。然而，将认识到，预定义区域204可以包括任何其他数量的信标发生器212，如可能适合特定实施方式的。

超声信标214可以各自包括信息(例如，编码在超声信标214的信息信号中的信息)，该信息可以由设备配对系统使用以识别与超声信标214相关联的特定医疗系统(即，医疗系统206)和/或控制用户设备210与医疗系统206的通信配对。在一些示例中，超声信标214各自包括相同的信息(例如，相同的位置ID)。在附加或替代示例中，每个超声信标214包括唯一标识信息。例如，超声信标214-1可以包括外科手术系统标识符，超声信标214-2可以包括位置标识符，并且超声信标214-3可以包括患者标识符。在一些示例中，一个或多个信标发生器212(或连接到信标发生器212或与信标发生器212相关联的部件或设备)可以被配置为监听和检测由位于预定义区域204内的其他信标发生器212发射的超声信标214，并使用检测到的超声信标214来协调超声信标214的传输以避免或最小化干扰。

在一些示例中，多个信标发生器212可以被包括在医疗系统206中，如图6所示。图6示出了医疗设施202的另一说明性配置600。图6类似于图5，不同之处在于，信标发生器212(例如，信标发生器212-1至212-3)被包括在医疗系统206中。信标发生器212可以以任何合适的方式被包括在医疗系统206中。例如，信标发生器212可以与医疗系统206物理集成和/或由医疗系统206控制，如上所述。在一些示例中，每个信标发生器212被包括在医疗系统206的不同部件中。例如，如果医疗系统206由外科手术系统100实施，则信标发生器212-1可以被包括在操纵系统102中，信标发生器212-2可以被包括在用户控制系统104中，并且信标发生器212-3可以被包括在辅助系统106中。

在一些示例中，超声信标214包括相同的信息(例如，相同的医疗系统ID)。在附加或替代示例中，每个超声信标214包括唯一信息。例如，当医疗系统206包括多个部件时，各种部件可以各自包括信标发生器212，并且每个超声信标214可以包括被分配给信标发生器212被包括在的特定部件或以其他方式代表信标发生器212被包括在的特定部件的唯一部件标识符(例如，部件ID)。例如，再次参考医疗系统206由外科手术系统100实施的示例，超声信标214-1可以包括用于操纵系统102的唯一部件ID，超声信标214-2可以包括用于用户控制系统104的唯一部件ID，并且超声信标214-3可以包括用于辅助系统106的唯一部件ID。

在一些配置中，医疗设施202还可以包括在预定义区域204之外的区域中的附加信标发生器(图5和图6中未示出)，如图7所示。图7示出了医疗设施202的另一说明性配置700。图7类似于图5，不同之处在于在图7中，医疗设施202包括邻接预定义区域204的附加预定义区域704(例如，另一手术室、走廊、仪器室等)、位于预定义区域704中的附加医疗系统706以及位于预定义区域704内并且发射与附加医疗系统706相关联的超声信标714(例如超声信标714-1至714-3)的附加信标发生器712(例如信标发生器712-1至712-3)。将认识到，信标发生器212-1到212-3中的中的任意信标发生器都可以替代地被包括在医疗系统206中，并且信标发生器712-1到712-3中的任意信标发生器都可以替代地被包括在医疗系统702中，以如上参考图5所述的方式。此外，预定义区域204和704各自可以分别包括任何其他数量的信标发生器212和712，如可能适合特定实施方式的。在一些示例中，预定义区域704不包括医疗系统，但是仍然可以包括一个或多个信标发生器712。例如，预定义区域704可以是走廊、休息室、办公室或任何其他位置。

将认识到，医疗设施202的前述配置仅仅是说明性的，而不是限制性的，因为医疗设施202可以包括任何数量和配置的预定义区域、医疗系统和信标发生器，如可能适合特定实施方式的。此外，可以修改或组合本文所描述的任何配置，如可能适合特定实施方式的。

如前所述，超声信标214可以包括可以由设备配对系统用来促进和/或管理设备(例如，用户设备210)与医疗系统(例如，医疗系统206)的通信配对的信息。图8示出了说明性设备配对系统800(“配对系统800”)，其可以被配置为将设备与医疗系统通信地配对，并管理(例如，控制、配置、改变、为其设置参数等)设备的配对状态。配对系统800可以被包括在本文所述的任何医疗系统、设备或其他计算系统中、由本文所述的任何医疗系统、设备或其他计算系统实施或连接到本文所述的任何医疗系统、设备或其他计算系统。例如，配对系统800可以由计算机辅助外科手术系统(例如，外科手术系统100)实施。作为另一示例，配对系统800可以由通信地耦接到医疗系统的独立计算系统来实施。在一些示例中，配对系统800可以全部或部分地由设备(例如，用户设备210)来实施。

如图8所示，配对系统800包括但不限于选择性地且通信地彼此耦接的存储器802和处理单元804。存储器802和处理单元804可以各自包括硬件和/或软件部件(例如，处理器、存储器、通信接口、存储在存储器中供处理器执行的指令等)或由硬件和/或软件部件实施。例如，存储器802和处理单元804可以由医疗系统中的任何部件实施。在一些示例中，存储器802和处理单元804可以分布在多个设备和/或多个位置之间，如可能对特定实施方式有用的。

存储器802可以维持(例如，存储)由处理单元804用来执行本文所述的任何操作的可执行数据。例如，存储器802可以存储指令806，该指令806可以由处理单元804执行以执行本文所述的任何操作。指令806可以由任何合适的应用程序、软件、代码和/或其他可执行数据实例来实施。存储器802还可以维持由处理单元804接收、生成、管理、使用和/或传输的任何数据。

处理单元804可以被配置为执行(例如，执行存储在存储器802中的指令806以执行)与将设备与医疗系统配对以及管理设备相对于医疗系统和/或附加医疗系统的配对状态相关联的各种操作。本文描述了可以由处理单元804执行的操作。在下面的描述中，对由配对系统800执行的操作的任何引用可以被理解为由配对系统800的处理单元804执行。

如上所述，配对系统800可以完全由医疗系统本身来实施。例如，配对系统800可以由被包括在医疗系统206中的一个或多个计算设备(例如，在被包括在外科手术系统100的操纵系统102、用户控制系统104和/或辅助系统106内的一个或多个计算设备中)实施。

图9示出了配对系统800的另一说明性实施方式900。在实施方式900中，远程计算系统902可以通过网络904通信地耦接到医疗系统206。远程计算系统902可以包括被配置为执行本文所述的任何操作的一个或多个计算设备(例如，服务器)。网络904可以是局域网、无线网络(例如，Wi-Fi)、广域网、互联网、蜂窝数据网络和/或任何其他合适的网络。数据可以使用任何通信技术、设备、介质和协议在连接到网络904的部件之间流动，如可能对特定实施方式有用的。如图所示，用户设备210可以连接到网络904，从而与远程计算系统902通信。

在一些示例中，远程计算系统902和/或网络904部分或全部位于作为医疗设施管理系统(未示出)的一部分的医疗设施(例如，医疗设施202)内。医疗设施管理系统可以包括被配置为生成和/或维持与医疗设施及其操作相关联的医疗设施数据(诸如代表医疗设施中包括的医疗系统以及医疗系统的位置、患者信息、信标发生器信息和信标发生器的位置、医疗会话信息、医疗人员信息、调度信息等的数据)的一个或多个计算系统。

在一些示例中，配对系统800完全由远程计算系统902或用户设备210来实施。在替代示例中，配对系统800跨远程计算系统902、医疗系统206和用户设备210中的任意两个或更多个分布。

配对系统800被配置为管理用户设备210相对于一个或多个医疗系统的配对状态。用户设备210的“配对状态”可以包括但不限于“已配对的状态”、“受限制的已配对的状态”和“未配对的状态”，如现在将描述的。

当在“已配对的状态”下操作时，用户设备210与医疗系统206通信地配对，并且被配置为与医疗系统206交换数据，从而使得用户208能够通过用户设备210访问与医疗系统206相关联的一个或多个功能特征。例如，用户可以通过设备查看与医疗系统相关联的内容(例如，内窥镜视频流、患者信息、外科手术团队信息等)，与医疗系统交互(例如，控制医疗系统的一个或多个特征或设置)，查看关于正在用医疗系统执行的医疗程序(例如，用外科手术系统100执行的外科手术会话)的信息(例如，患者信息、外科手术团队信息等)和/或通过与医疗系统通信地配对的附加用户设备与其他用户通信。作为另一示例，用于监督外科医生(proctor surgeon)的用户控制系统在与操纵系统102成功配对后可以被配置为控制主要由主要用户控制系统104控制的操纵系统102并与之交互。

用户设备210可以以任何合适的方式与医疗系统206通信地配对。例如，用户设备210可以通过间接通信链路(例如，通过远程计算系统902和/或网络904)与医疗系统206通信地配对。替代地，用户设备210可以通过直接(例如，对等、单跳或自组织(ad hoc))通信链路906与医疗系统206通信地配对。直接通信链路可以包括例如直接无线连接，诸如蓝牙连接、近场通信连接、Wi-Fi连接、Wi-Fi直接连接、智能手机自组织网络(SPAN)连接、移动设备自组织网络(MANET)连接等。在一些示例中，只有当用户设备210在物理上接近医疗系统206时，诸如当用户设备210检测到与医疗系统206相关联的超声信标(例如，超声信标214)时，用户设备210才可以与医疗系统204通信地配对。然而，将认识到，在一些示例中，用户设备210没有与医疗系统206通信地配对。以下将更详细地描述用户设备210与医疗系统206的通信配对。

在“未配对”或“没配对”状态下，用户设备210未与医疗系统206通信地配对，未被配置为与医疗系统206交换数据，和/或未使得用户208能够通过用户设备210访问与医疗系统206相关联的任何功能特征。

用户设备210也可以在一个或多个其他中间配对状态下操作，诸如“受限制的已配对的状态”。在受限制的已配对的状态下，由设备提供的一个或多个功能特征与用户设备210在已配对的状态下操作时不同(例如，修改、禁止、锁定、暂时挂起、调节等)。例如，当用户设备210在已配对的状态下操作时，监督外科医生可以能够通过用户设备210控制外科手术系统100的操作。如果监督外科医生离开手术室，则用户设备210可以转变为在受限制的已配对的状态下操作，在该受限制的已配对的状态中，监督外科医生可以通过用户设备210继续查看内窥镜视频馈送，但不能通过用户设备210控制外科手术系统100的操作。

在一些示例中，配对系统800可以基于用户输入将设备从在受限制的已配对的状态下操作转变为在已配对的状态下操作。例如，当用户设备210在受限制的已配对的状态下操作时，用户208可以经由通过用户设备210执行的应用程序来提供用户输入，引导用户设备210转变到在已配对的状态下操作。在一些示例中，配对系统800可能需要用户在将设备转变为在已配对的状态下操作之前接近医疗系统的证据，诸如通过扫描与医疗系统相关联的QR码或条形码、捕获医疗系统的图像等。

现在将描述可以由配对系统800(例如，由配对系统800的处理单元804)执行的各种操作以及这些操作的示例。将认识到，本文所描述的操作和示例仅说明可以由配对系统800执行的许多不同类型的操作。

在一些示例中，配对系统800可以确定设备(例如，用户设备210)检测到包括导频信号和编码的信息信号的超声信标传输(例如，第一传输304-1)。基于导频信号，配对系统800可以对编码的信息信号进行解码，以识别与超声信标传输相关联的医疗系统。响应于识别医疗系统，配对系统800可以引导设备进入配对状态，在该配对状态中，设备与医疗系统通信地配对。以这种方式，当设备与医疗系统配对时，该设备的用户可以通过该设备与该医疗系统交互。例如，用户208可以通过用户设备210访问与医疗系统206相关联的一个或多个功能特征。

然而，在医疗设施中建立和维持设备和医疗系统之间的通信配对状态通常不是一个简单的过程。医疗设施是一个繁忙而复杂的环境。例如，医疗设施可以包括许多不同的医疗系统和许多不同的超声信标(参见例如图5-图7)。此外，随着医疗系统在整个医疗设施中移动以及开启或关闭，以及随着不同的医疗程序开始或停止，各种超声信标可能会来来去去。设备的用户也可以在整个医疗设施中与该设备一起移动。例如，在两个同时进行的医疗程序期间，技术人员可以在两个或更多个手术室之间来回移动。由于这些可变条件，设备可以同时检测到多个超声信标，并且由设备检测到的超声信标可能改变。这些条件可能导致设备的配对状态的不期望的改变。

为了进一步使设备的配对状态的管理复杂化，设备的移动(甚至是1米/秒的量级的缓慢移动)可能导致被包括在超声信标传输中的信息信号的多普勒频移。例如，当用户在手术室或医疗设施内四处移动时，或者当信标发生器正在移动时，可能发生这种情况。在OFDM中，在子载波被密集堆积的情况下，多普勒频移可能使消息不可恢复。运动还创建了与传输期间变化的延迟和路径长度有关的问题。这些问题尤其严重，因为声音相对于运动的速度慢、波长短、近超声带宽有限以及手术室中具有挑战性的声学环境。多普勒频移因此可能阻止或影响设备与医疗系统的配对。

为了解决这些问题，配对系统800被配置为快速有效地推断设备的预期配对状态，并且对用户的干扰尽可能小。因此，配对系统800可以基于诸如设备的当前配对状态、从检测到的超声信标传输获得的信息(例如，导频信号和/或信息信号)、关于设备的运动的信息、用户输入和/或任何其他合适的信息(例如，用户偏好、用户历史、预测信息等)的各种输入来推断设备的预期配对状态。配对系统800可以使用这些输入来确定设备是否以及如何在不同的配对状态之间转变。

现在将参照图10描述用于建立和管理设备的配对状态的基于超声信标的方法。图10示出了说明性方法1000。虽然图10示出了根据一个实施例的说明性操作，但是其他实施例可以省略、添加、重新排序、组合和/或修改图10中所示的任何步骤。虽然图10中所示的操作被描述为由配对系统800执行，但将理解，操作可以由配对系统800和/或其任何实施方式中包括的任何部件(例如，诸如用户设备210的设备、医疗系统、医疗系统的部件、设备的组合、远程计算系统等)执行。例如，当设备被开启时，当设备启动特定应用程序的执行时，当用户登录到由设备执行的应用程序时，当设备上的超声传感器开启时，当设备连接到特定网络(例如，医疗设施网络)时，当设备移动到特定地理位置时(例如，基于GPS或其他位置跟踪方法)，根据定义的调度，和/或任何其他合适的事件或时间，方法1000可以开始。

在操作1002中，配对系统800(例如，通过被包括在设备中的超声传感器)监测超声信标传输。操作1002可以以任何合适的方式执行，包括以本文所述的任何方式执行。

在操作1004中，配对系统800确定设备是否检测到被包括在超声信标传输中的导频信号。如果配对系统800确定设备没有检测到导频信号，则处理进行到操作1006。

在操作1006中，配对系统800检查设备的当前配对状态。如果配对系统800确定该设备没有与任何医疗系统配对，则处理返回到操作1002以监测超声信标传输。另一方面，如果配对系统800确定在设备没有检测到任何导频信号时设备与医疗系统配对(例如，处于已配对的状态或受限制的已配对的状态)，则处理进行到操作1018，并将设备转变为在针对设备的新配对状态(例如，未配对的状态、受限制的已配对的状态等)下操作。操作1018将在下面更详细地描述。处理然后返回到操作1002，以监测后续的超声信标传输。

再次返回操作1004，如果配对系统800确定设备检测到超声信标传输中的导频信号，则处理进行到操作1008。

在操作1008中，配对系统确定设备的当前配对状态。如果配对系统800确定该设备没有与任何医疗系统配对，则处理进行到操作1010。

在操作1010中，配对系统800基于检测到的导频信号对被包括在检测到的超声信标传输中的编码的信息信号进行解码，以识别被包括在编码的信息信号中的信息(例如，与超声信标传输相关联的医疗系统)。操作1010可以以任何合适的方式执行，包括本文所述的任何方式。

在一些示例中，配对系统800可以通过将超声信标中的经解码的信息与医疗设施数据进行比较来识别与超声信标相关联的医疗系统。医疗设施数据可以采取一个或多个表或其他数据结构的形式，一个或多个表或其他数据结构关联医疗设施的各种属性，诸如医疗设施内的预定义区域、位于医疗设施的预定义区域内的医疗系统、位于医疗设施的预定义区域内的信标发生器以及在医疗设施内执行和/或用医疗系统执行的医疗会话。在一些示例中，配对系统800可以被配置为访问来自医疗设施管理系统的医疗设施数据。替代地，可以通过配对系统800和/或设备来跟踪、生成和/或维持医疗设施数据。

在一些示例中，配对系统800可以识别物理上位于与发射超声信标的信标发生器相同的预定义区域内的医疗系统。例如，配对系统800可以基于医疗设施数据来识别与超声信标中包括的位置ID直接或间接相关联的医疗系统ID。作为另一示例，配对系统800可以识别正被用于执行由被包括在超声信标中的医疗会话标识符表示的医疗会话的医疗系统。例如，配对系统800可以基于医疗设施数据来识别与超声信标中包括的外科手术会话ID直接或间接相关联的医疗系统ID。作为又一示例，配对系统800可以识别与发射超声信标的信标发生器相关联的医疗系统。例如，配对系统800可以基于医疗设施数据来识别与被包括在超声信标中的信标发生器ID直接或间接相关联的医疗系统ID。在一些示例中，配对系统800可以通过识别被包括在超声信标中的医疗系统ID来识别与超声信标相关联的医疗系统。例如，当医疗系统和信标发生器永久地位于预定义区域内时，或者当信标发生器被包括在医疗系统中时，信标发生器可以被配置为在超声信标中包括医疗系统ID。

在配对系统800对编码的信息信号进行解码以识别与超声信标传输相关联的医疗系统之后，处理进行到操作1018。在操作1018中，配对系统800基于所识别的医疗系统设置新的配对状态。例如，配对系统800可以使得设备进入与医疗系统的已配对的状态。

在一些实施例中，设备与医疗系统的配对可以以与设备相关联的用户的认证为条件。例如，直到设备的用户已经登录到该设备或由配对系统800提供并可通过该设备访问的应用程序或服务，配对过程才可以完成。附加地或替代地，成功配对可以进一步以其他参数为条件，诸如，经认证的用户的身份与先前分配给外科手术会话的外科手术团队成员的身份匹配(例如，在外科手术会话的启动或创建时)，或经认证的用户成功提供用户输入以识别例如与设备尝试配对的医疗系统相关联的外科手术会话(例如，通过识别外科手术会话ID信息等)。配对系统800可以以任何合适的方式(例如，通过从医疗系统和/或设备接收代表成功认证的数据)检测这种成功认证。

在将设备从在未配对的状态下操作转变为在与医疗设备的已配对的状态下操作之后，配对系统800可以在操作1020中将时钟初始化为初始时间t₀(下面将更详细地解释)，并且然后处理返回到操作1002以监测后续的超声信标传输。

再次返回操作1008，如果配对系统800确定设备与医疗系统配对(例如，处于已配对的状态或受限制的已配对的状态)，则处理进行到操作1012，在操作1012中，配对系统800确定是执行快速的“导频检查”还是更稳健的“确认检查”。导频检查和确认检查是由配对系统800执行的维护过程的一部分，以确定是否继续在已配对的状态(或受限制的已配对的状态)下操作设备。

在操作1012中，配对系统800确定设备是否在配对状态初始化事件的阈值时间T内检测到导频信号。配对状态初始化事件可以包括与将设备建立或维持在已配对的状态(或受限制的已配对的状态)相关联的任何合适的事件。在一些示例中，配对状态初始化事件包括配对状态之间的最近转变(例如，操作1018的执行)和/或检测到的超声信标传输中包括的编码的信息信号的最近解码(例如，将在下文描述的操作1010或操作1014的执行)。附加地或替代地，配对状态初始化事件可以包括通过配对系统800检测到医疗系统执行的特定动作、用户与设备的交互以访问与医疗系统相关联的功能特征(例如，通过用户设备控制医疗系统的操作)或任何其他合适的动作。在又进一步的示例中，配对状态初始化事件可以包括阈值时间T的经过。

操作1012可以以任何合适的方式来执行。例如，配对系统800可以确定检测到导频信号的时间t是否大于初始时间t₀加上阈值时间T。阈值时间T可以是任何合适的时间段，诸如1分钟、30秒、10秒、1秒、10毫秒等。配对系统800可以在发生配对状态初始化事件时设置初始时间t₀，诸如通过将时钟重置(初始化)为初始时间t₀。例如，如操作1020所示，配对系统800可以通过将当前时间t设置为零(t₀)来重置时钟。在一些示例中，阈值时间T可以基于一个或多个因素来设置(手动或自动)，诸如特定医疗系统或医疗系统类型、登录到设备的用户的用户角色或用户简档、设备或设备类型、当前配对状态(例如，已配对的状态或受限制的已配对的状态)、设备是否与其他医疗系统配对、配对状态转变事件的数量和/或频率，和/或任何其他合适的信息。

在操作1012中，如果配对系统800确定自配对状态初始化事件以来还没有经过阈值时间T(例如，设备在阈值时间T内检测到导频信号)，则过程返回到操作1002以监测后续的超声信标传输。通过该导频检查，配对系统800基于检测到超声信标传输的导频信号但在不对超声信标传输的编码的信息信号进行解码的情况下使得设备继续在通信地已配对的状态下操作。

然而，如果配对系统800确定自配对状态初始化事件以来已经过了阈值时间T(例如，导频信号的检测不在阈值时间T内)，则处理进行到操作1014。

在操作1014中，配对系统800对超声信标传输的编码的信息信号进行解码，以识别与超声信标传输相关联的医疗系统。操作1014可以以任何合适的方式执行，包括本文所述的任何方式。

在操作1016中，配对系统确定与超声信标传输相关联的医疗系统是否对应于当前与设备配对的医疗系统。操作1016可以以任何合适的方式来执行。例如，配对系统800可以将来自编码的信息信号的经解码的信息与医疗设施数据进行比较，以确定该设备当前是否位于与该设备配对的医疗设施相同的位置。操作1016可以附加地或替代地包括基于信息信号执行纠错处理。

如果配对系统800确定与超声信标传输相关联的医疗系统对应于当前与设备配对的医疗系统，则处理进行到操作1020以初始化时钟，并且然后返回到操作1002以监测后续的超声信标传输。通过该确认检查，配对系统800基于确认与超声信标传输相关联的医疗系统对应于当前与设备配对的医疗系统，使得设备继续在通信地已配对的状态下操作。

然而，如果配对系统800在操作1016中确定与超声信标传输相关联的医疗系统不对应于当前与设备配对的医疗系统，则处理进行到操作1018。在操作1018中，配对系统800基于与检测到的超声信标传输相关联的医疗系统来设置新的配对状态。例如，配对系统800可以将设备从在与当前配对的医疗系统的已配对的状态下操作转变为在与医疗系统的未配对的状态下操作。附加地或替代地，配对系统800可以使得设备进入配对状态，在此配对状态中，设备与和超声信标传输相关联的医疗系统进行通信地配对。

然后处理进行到操作1020以初始化时钟，并且然后返回到操作1002以监测随后的超声信标传输。通过该确认检查，当检测到新的医疗系统时，配对系统800可以转变到新的配对状态。在新的配对状态下，设备可以与任何医疗系统解除配对，可以仅与新检测到的医疗系统配对，或者可以与当前配对的医疗系统和新检测到的医疗系统两者配对。

在前述处理中，导频检查可以比确认检查更频繁地执行(例如，频率大于1/T)，因为对编码的信息信号进行解码比检测导频信号消耗更多的电池电力。因此，方法1000在节省电池电力的同时准确地推断预期的配对状态并管理配对状态。

可以对方法1000进行各种修改，以进一步完善设备的配对状态的建立和管理，如现在将描述的。

例如不是仅响应于确定自配对状态初始化事件以来已经过阈值时间T(操作1012(是))而执行确认检查，而是当某些其他检测到的条件指示可能的条件改变(例如，设备可能已移动，另一信标发生器已上线等)时，配对系统800可以附加地或替代地对编码的信息信号进行解码。例如，配对系统800可以检测导频信号的质量变化(例如SNR下降或增加)，这可能在例如设备移动得更远离或更靠近超声信标发生器时发生。在其他示例中，配对系统800可以检测导频信号传输的定时(timing)的突然变化、在导频信号中编码的不同信息、或者任何其他适当的条件变化。响应于检测到导频信号的质量变化和/或其他变化的条件，配对系统800可以进行到操作1014并执行确认检查。在一些示例中，即使在自配对状态初始化事件以来还没有经过阈值时间T时，检测到改变的条件也可以触发确认检查。

在另一修改中，不是在操作1004中仅监测导频信号，而是配对系统800可以改为监测超声范围内的任何通信。例如，导频信号可以与信息信号相同，或者是信息信号的一部分。因此，配对系统800可以简单地通过检测超声范围内的传输的存在来检测导频信号。

在一些示例中，如果导频检查或确认检查失败，则设备不会直接从已配对的状态转变到未配对的状态。相反，设备可以从已配对的状态仅转变到受限制的已配对的状态。在附加或替代示例中，仅当导频检查或确认检查失败阈值数量的连续次数时，设备才从已配对的状态转变为受限制的已配对的状态或未配对的状态。

在一些示例中，从方法1000中省略了操作1012，使得配对系统800不执行导频检查。在这些示例中，只有在成功的确认检查之后，设备才继续在当前配对状态下操作。

在又进一步的示例中，操作1018可以基于用户输入来执行，如图11中所示。图11示出了类似于方法1000的方法1100，不同之处在于方法1100包括在执行操作1018之前的操作1102。

在操作1102中，配对系统800接收指示设备的期望的配对状态的用户输入，并且在操作1018中，配对系统基于接收到的用户输入设置配对状态。用户输入可以以任何合适的方式被接收。例如，配对系统800可以响应于操作1006(是)、操作1010和操作1016(否)中的任何一个或多个来通过设备(例如，通过图形用户界面、通过音频或触觉通知等)提示用户提供输入。该设备可以被配置为以任何合适的方式接收用户输入，诸如通过设备的触摸输入、语音命令或运动手势。

为了说明，如果从操作1006(在已配对的状态下操作时未检测到导频信号)或操作1016(在已配对的状态下操作时确认失败)到达操作1102，则用户输入可以指示即使未检测到超声信标传输也期望将设备的操作维持在已配对的状态中。因此，在操作1018中，配对系统800可以将设备设置为继续在已配对的状态或受限制的已配对的状态下操作。

如果从操作1010到达操作1102，则可以提示用户通过经由设备的用户输入来确认将设备与和超声信标传输相关联的医疗系统配对的期望。

操作1102可以帮助配对系统800在设备检测到多个不同的超声信标时确定适当的配对状态。在一些示例中，当设备检测到多个不同的超声信标时，执行方法1100，并且当设备仅检测到一个超声信标时执行方法1000。

虽然图11示出了可以响应于操作1006(否)、1010和1016(是)来执行操作1102，但是可以响应于更多或更少的操作和/或任何其他操作(例如，操作1008(否))来执行操作1102，如可能对特定实施方式有用的。

在方法1000和1100的进一步修改中，操作1018可以进一步基于用户的偏好或简档或用户的角色(例如，外科医生、护士、技术人员等)来执行。例如，用户可以指定用于在配对状态之间转变的特定偏好。附加地或替代地，配对系统800的管理员可以基于用户或用户角色限制可以通过用户设备访问的某些功能特征。

如上所述，设备的运动也可以在超声信标传输的编码的信息信号中产生多普勒效应，使得编码的信息信号不可恢复。因此，该设备可能无法与和超声信标传输相关联的医疗系统配对，并且确认检查可能失败，从而导致设备的非预期的解除配对。因此，配对系统800还可以被配置为在维护过程中使用运动检测和/或设置设备的配对状态。因此，图10和图11中的操作1010可以被替换，如图12A所示。附加地或替代地，图10和图11中的操作1014可以被替换，如图12B所示。

图12A示出了可以替代图10和图11中的操作1010的说明性替代操作1202至1208。

在操作1008(否)之后执行操作1202。在操作1202中，当设备试图与新的医疗系统配对时，配对系统800可以确定检测到的超声信标传输的编码的信息信号是否是可解码的。操作1202可以以任何合适的方式执行，诸如通过奇偶校验、错误校验、经解码的信息相对于参考信息(例如，医疗设施数据)的验证或任何其他合适的验证方法。

如果配对系统800确定编码的信息信号是可解码的，则配对系统800在操作1204中对编码的信息信号进行解码，并且然后进行到操作1018，操作1018可以如上所述执行以将设备与和超声信标传输相关联的医疗系统通信地配对。

然而，如果配对系统800确定编码的信息信号是不可解码的，则处理进行到操作1206。在操作1206中，配对系统800确定设备是否处于运动中。操作1206可以以任何合适的方式来执行。在一些示例中，配对系统800可以基于由被包括在设备中并且被配置为检测设备的运动的一个或多个运动传感器生成的信息来确定设备处于运动中。(一个或多个)运动传感器可以包括例如惯性测量单元(IMU)、加速度计、陀螺仪、磁力计和/或任何其他合适的运动感测设备。附加地或替代地，配对系统800可以处理编码的信息信号以识别编码的信息信号中的多普勒频移。

如果配对系统800确定设备没有处于运动中，则处理可以返回到操作1002，操作1002可以如上所述执行以监测后续的超声信标传输。附加地或替代地，配对系统800可以执行被配置为改善编码的信息信号的接收和/或解码的任何其他操作，诸如调整用于处理编码的信息信号的频率滤波器或算法。

然而，如果配对系统800确定设备处于运动中，则处理进行到操作1208。在操作1208中，配对系统800执行运动缓解过程。在一些示例中，运动缓解过程包括向用户提供指示配对由于运动而不成功的通知和/或指导用户保持设备静止以使得设备可以被配对。附加地或替代地，运动缓解过程可以包括提供用于将设备与医疗系统配对的替代手段(means)。替代手段可以包括被配置为建立该设备在物理上接近医疗系统的任何合适的手段，诸如条形码、QR码、RFID标签、图像识别、用户输入等。附加地或替代地，运动缓解可以包括在设备处于运动中时不尝试配对。在一些示例中，运动缓解可以包括实施对传输或接收协议的改变，诸如将子信道频率间隔开(参考图3)或者在设备处将更多的超声信标传输(例如，传输304)存储并组合在一起。这样的技术可以以略微增加的配对时间为代价使配对更加稳健。在又进一步的示例中，运动减轻可以包括对损坏的信息信号执行多普勒校正。多普勒校正可以以任何合适的方式执行。

在执行操作1208后，处理返回到操作1002，可以如上所述执行操作1002以监测随后的超声信标传输。

图12B示出了可以替代图10和图11中的操作1014的说明性替代操作1210至1216。

在操作1012(是)之后当配对系统800正试图确认与检测到的超声信标相关联的医疗系统对应于当前与设备配对的医疗系统设备时执行操作1210。在操作1210中，配对系统800可以确定检测到的超声信标传输的编码的信息信号是否是可解码的。操作1202可以以任何合适的方式执行，包括本文所述的任何方式。

如果配对系统800确定编码的信息信号是可解码的，则配对系统800在操作1212中对编码的信息信号进行解码，并且然后可以进行到操作1016，操作1016可以如上所述执行。

然而，如果配对系统800确定编码的信息信号是不可解码的，则处理进行到操作1214。在操作1214中，配对系统800确定设备是否处于运动中。操作1214可以以任何合适的方式执行，包括以本文所述的任何方式执行。

如果配对系统800确定设备没有处于运动中，则处理可以返回到操作1002，操作1002可以如上所述执行以监测后续的超声信标传输。附加地或替代地，配对系统800可以执行被配置为改善编码的信息信号的接收和/或解码的任何其他操作，诸如调整用于处理编码的信息信号的频率滤波器或算法。

然而，如果配对系统800确定设备处于运动中，则处理进行到操作1216。在操作1216中，配对系统800执行运动缓解过程。操作1216可以以任何合适的方式执行，并且可以类似于上述操作1208。例如，操作1216可以包括：向用户提供指示由于运动而不能执行配对的确认的通知和/或指示用户保持设备静止以进行确认检查；提供用于确认设备的已配对的状态的可选手段(如上所述)；在设备处于运动中时不试图确认设备的已配对的状态；实施对传输或接收协议的改变；和/或对损坏的信息信号执行多普勒校正。在附加或替代示例中，操作1216可以包括如上所述将设备转变为在受限制的已配对的状态下操作。

在又进一步的示例中，运动缓解过程可以包括修改一个或多个参数以防止在设备处于运动中时解除配对。例如，运动缓解过程可以包括初始化时钟(例如，将当前时间设置为t＝t₀或某个其他较早的时间)和/或增加阈值时间T。

在一些示例中，配对系统800可以对不可解码的信标(操作1202(否)和/或操作1210(否))的连续出现次数和/或运动检测的出现次数进行计数，并且作为响应，可以执行附加缓解动作。附加缓解动作可以包括，例如，将设备转变为在新的配对状态(例如，未配对的状态、受限制的已配对的状态等)下操作，请求用户输入以指示适当的配对状态，和/或先前描述的缓解动作中的任何缓解动作。

在执行操作1216后，处理返回到操作1002，可以如上所述执行操作1002以监测随后的超声信标传输。

图13示出了说明设备运动的另一说明性方法1300。方法1300类似于方法1000，不同之处在于在方法1300中添加了操作1302并且移除了操作1012和1020。

在操作1302中，配对系统800确定设备是否处于运动中。操作1302可以以任何合适的方式执行，包括本文所述的任何方式。

如果配对系统800确定设备处于运动中，则处理返回到操作1002以继续监测超声信标传输。因此，配对系统800在设备处于运动中时不试图对设备进行通信地配对或确认设备的已配对的状态。

在方法1300的替代配置中，如果配对系统800确定设备处于运动中，则处理进行到操作1006，如虚线所示。因此，当设备当前未配对时(操作1006(否))，配对系统800不试图在设备处于运动中时对设备进行通信地配对。

另一方面，当设备当前已配对时(操作1006(是))，处理进行到操作1018。在操作1018中，配对系统800可以在设备处于运动中时将设备设置为在受限制的已配对的状态下操作。以这种方式，配对系统800基于检测到导频信号将设备维持在已配对的状态下操作，但是通过在设备处于运动中时将设备设置为受限制的已配对的状态来防止用户可能采取的潜在的不期望的动作。

再次返回到操作1302，如果配对系统800确定设备没有处于运动中，则处理进行到操作1008，操作1008可以如上所述被执行以确定设备当前是否与医疗系统配对。配对系统800然后可以继续将设备与医疗系统通信地配对(操作1010和1018)或者执行确认检查(操作1014和1016)。

某些前述实施例已经描述了基于单个检测到的超声信标建立和/或管理设备相对于单个医疗系统的配对状态。在其他实施例中，配对系统800可以被配置为基于检测到多个超声信标将设备与一个或多个医疗系统配对或管理其已配对的状态。例如，如上所述并且如图5和图6所示，医疗设施202可以包括在预定义区域204内和/或被包括在医疗系统206中的多个信标发生器212，并且如图7所示，医疗设施202可以包括位于预定义区域204之外(例如，在预定义区域704内)的附加信标发生器712。方法1000、1100和1300可以用在这样的多信标配置中。

在一些示例中，配对系统800被配置为仅在配对系统800确定设备检测到与特定医疗系统相关联的多个超声信标的集合的情况下才将设备与医疗系统配对或确认设备与医疗系统的配对状态。例如，在方法1000、1100和/或1300的操作1004中，配对系统800可以确定设备检测到多个不同超声信标传输(例如，不同超声信标的超声信标传输)的多个不同导频信号。如果设备不处于已配对的状态(操作1008(否))，或者如果设备处于已配对的状态并且在阈值时间T之后检测到导频信号(操作1012(是))，则配对系统800可以对每个超声信标传输的编码的信息信号进行解码，以识别与每个检测到的超声信标传输相关联的医疗系统(操作1010)。在操作1018中，配对系统800可以基于经解码的编码的信息信号中包括的信息来设置设备的配对状态或确认配对状态。

例如，配对系统800可以将设备与和检测到的超声信标传输中的两个或更多个相关联的医疗系统配对或确认设备与该医疗系统的配对状态。例如，参考图5-图7，只有当配对系统800确定用户设备210检测到超声信标214-1至214-3中的任何两个或更多个时，配对系统800才可以将用户设备210与医疗系统206通信地配对或维持已配对的状态。

在其他示例中，只有在配对系统800确定设备检测到与医疗系统相关联的所有超声信标的集合的情况下，配对系统800才可以将设备与医疗系统配对或确认设备与医疗系统的配对状态。例如，参考图5-图7，只有在配对系统800确定用户设备210检测到与医疗系统206相关联的所有超声信标214(例如，超声信标214-1至214-3)的情况下，配对系统800才可以将用户设备210与医疗系统206通信地配对或维持已配对的状态。如果配对系统800确定用户设备210没有检测到与医疗系统206相关联的所有超声信标214，则配对系统800不将用户设备210与医疗系统206通信地配对(或将用户设备210以受限制的已配对的状态与医疗系统206配对)或确定确认检查失败并进行到操作1018(例如转变到未配对的状态或受限制的已配对的状态)。

在一些示例中，该超声信标的集合包括医疗系统的部件中包括的所有超声信标。例如，该超声信标的集合可以包括用于医疗系统中包括的每个部件的唯一部件标识符(编码在每个超声信标传输中的信息信号中)。通过这种方式，除非配对系统800确定设备已经检测到与医疗系统的每个部件相关联的超声信标(例如，被包括在操纵系统102中的超声信标、被包括在用户控制系统104中的超声信标和被包括在辅助系统106中的超声信标)，否则配对系统800不将设备与医疗系统配对。配对系统800可以以任何合适的方式确定设备是否检测到与医疗系统相关联的所有超声信标的集合。例如，配对系统800可以参考医疗设施数据来确定设备是否检测到与特定医疗系统相关联的所有超声信标。

在一些示例中，配对系统800可以以确定设备没有检测到与当前配对的医疗系统不相关联的任何超声信标为条件来将设备与医疗系统配对或确认配对状态。例如，如参考图7所示，只有在配对系统800确定用户设备210没有检测到除超声信标214之外的任何超声信标(例如，超声信标714-1至714-3中的任何一个)的情况下，配对系统800才可以将用户设备210与医疗系统206通信地配对或确认用户设备210与医疗系统206的配对。如果配对系统800确定用户设备210检测到任何超声信标714并且即使用户设备210检测到一个或多个(或全部)超声信标214，配对系统800也不将用户设备210与医疗系统206通信地配对(或将用户设备210以受限制的已配对的状态与医疗系统206配对)或确定确认检查失败并进行到操作1018(例如转变到未配对的状态或受限制的已配对的状态)。

在又进一步的示例中，如果配对系统800确定设备检测到与当前配对的医疗系统不相关联的超声信标，则配对系统800可以将设备与医疗系统以受限制的已配对的状态进行配对。例如，如参考图7所示，如果配对系统800确定用户设备210检测到与医疗系统706相关联的超声信标(例如，超声信标714-1至714-3中的任何一个)，则配对系统800可以将用户设备210与医疗系统206以受限制的已配对的状态通信地配对。如果配对系统800确定用户设备210检测到任何超声信标714，则即使用户设备210检测到一个或多个(或全部)超声信标214，配对系统800也不将用户设备210与医疗系统206通信地配对。

在附加或替代示例中，在操作1018中，配对系统800可以将设备与和由设备检测到的最多的超声信标相关联的医疗系统配对。例如，响应于确定用户设备210检测到与医疗系统206相关联的三个超声信标(例如超声信标214-1至214-3)并且仅检测到与医疗系统706相关联的两个超声信标(例如超声信标714-1和714-2)，配对系统800可以将用户设备210与医疗系统206配对。

在本文描述的任何示例中，将设备配对或确认设备的配对状态也可以基于检测到的超声信标的信号强度。例如，只有在与医疗系统相关联的超声信标的信号强度超过预定阈值的情况下，配对系统800才可以将设备与医疗系统配对或确认设备与医疗系统的配对。

再次参考操作1008，如果在检测到多个导频信号之后设备处于已配对的状态或受限制的已配对的状态(操作1008(是))并且在阈值时间T内检测到导频信号(操作1012(否))，则配对系统800可以将装置的操作维持在当前的已配对的状态，并且返回到操作1002以监测后续的超声信标传输。在一些示例中，仅在操作1004中检测到的导频信号的数量对应于(例如，匹配、或等于或大于、或其在一定数量内)最初将设备与医疗系统配对所需的超声信标的数量的情况下，配对系统800才可以将装置的操作维持在当前的已配对的状态。例如，如参考图7所示，如果用户设备210基于检测到超声信标214-1至214-3而与医疗系统206配对，则如果用户设备210检测到至少三个导频信号，或者如果用户设备210仅检测到三个导频信号，则用户设备210可以继续在与医疗系统206的已配对的状态下操作。

在一些示例中，如果设备在已配对的状态下操作(操作1006(是))时检测到少于必要数量的导频信号(例如，操作1004(否))，则配对系统800可以在操作1018中基于检测到的导频信号的数量设置新的配对状态(例如，如果检测到一些但不是所有导频信号，则转变到受限制的已配对的状态)。

在上述方法和示例中，配对系统800可以建立和管理设备相对于单个医疗系统的配对状态。在一些示例中，配对系统800可以同时建立和管理设备相对于多个医疗系统的配对状态。例如，当同时执行多个医疗程序时，技术人员可以在多个手术室和仪器室之间移动。因此，该设备可以检测与多个不同医疗系统相关联的超声信标传输。配对系统800可以被配置为即使在检测到多个不同的超声信标时也使用当前配对状态和任何其他合适的输入来确定设备的恰当配对状态。

例如，如图11所示，配对系统800可以依赖于用户输入(操作1102)来确定哪个或哪些医疗系统与设备配对。附加地或替代地，配对系统800可以基于检测到的超声信标的信号强度设置配对状态。例如，如图7所示，由用户设备210检测到的超声信标214-1至214-3的信号强度可以比超声信标712-1至712-3的信号强度更强。因此，配对系统800可以将用户设备210与医疗系统206而不是与医疗系统706配对。替代地，配对系统800可以将用户设备210以已配对的状态与医疗系统206配对，并将用户设备210以受限制的已配对的状态与医疗系统706配对。

在一些示例中，配对系统800可以默认维持当前的已配对的状态，而不是转变到新的已配对的状态。例如，如图7所示，当医疗系统706上线并且首次传输超声信标714时，用户设备210可以处于与医疗系统206的已配对的状态。如果用户设备210现在也检测到超声信标714，则配对系统800可以将用户设备维持在与医疗系统206的已配对的状态。当然，其他默认设置可以被设置，并且可以由用户改变。例如，配对系统800可以默认请求用户输入和/或将用户设备转变为在与医疗系统206和/或医疗系统706的受限制的已配对的状态下操作。

在一些示例中，配对系统800可以依赖于未经提示的用户输入来确定哪个或哪些医疗系统与设备配对。例如，如图7所示，用户设备210可以在与医疗系统206的已配对的状态下操作，并且还可以检测超声信标714。如果用户试图访问与医疗系统206相关联的功能特征，则配对系统800可以推断用户208和用户设备210位于医疗系统206附近，并且因此可以继续在与医疗系统206的已配对的状态下操作用户设备210。作为另一示例，如果在用户设备210检测到超声信标714时用户试图访问与医疗系统206相关联的功能特征，则配对系统800可以请求指定用户设备相对于医疗系统206和医疗系统706的期望的配对状态的用户输入。

在上述方法的一些替代示例中，超声信标可以不与医疗系统相关联。例如，超声信标可以与医疗设施内不与特定医疗系统相关联的特定位置(诸如走廊、休息室、仪器室、自助餐厅、办公室或实验室)相关联。在这些示例中，配对系统800可以使用这种超声信标传输的经解码的信息信号作为另一输入来确定适当的配对状态。例如，如图2所示，当用户设备210位于预定义区域204内时，用户设备210可以与医疗系统206配对。如果用户208离开预定义区域204并携带用户设备210进入休息室，则用户设备210可以检测与休息室相关联的超声信标，但不再检测与医疗系统206相关联的超声信标214。因此，配对系统800可以基于确定用户208位于休息室来设置配对状态(操作1018)。例如，配对系统800可以将用户设备208转变为在与医疗系统206的受限制的已配对的状态下操作，使得用户208可以继续接收和查看与在预定义区域204中发生的医疗程序相关联的信息。替代地，配对系统800可以将用户设备208与医疗系统206解除配对，或者可以维持已配对的状态。在又进一步的示例中，配对系统800可以提示用户提供指示期望的配对状态的用户输入，并且可以基于用户输入设置配对状态。

前述配置和实施例关注于基于超声信标的系统。然而，本公开不限于这些配置和实施例，因为在不脱离本文所描述的发明原理的范围的情况下，可以对其进行各种修改和变化。例如，本文描述的系统和方法可以附加地或替代地基于任何其他合适的信标或其他推送通知，诸如电磁信号(例如，红外、射频识别(RFID)等)、无线数据信号(例如蓝牙、近场通信、Wi-Fi等)、离线数据传输等。附加地或替代地，本文所述的系统和方法可以用于医疗设施以外的设施和环境，诸如娱乐设施(例如，游乐园、体育场、公园等)、教育设施(例如，中小学、大学等)、购物中心、商业设施(例如，办公室、研究院等)、实验室、制造设施、运输设施(例如，机场、火车站等)等。

在一些示例中，可以根据本文所述的原理来提供存储计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质。指令在由计算设备的处理器执行时可以引导处理器和/或计算设备执行一个或多个操作，包括本文所述的一个或多个操作。可以使用各种已知的计算机可读介质中的任何一种来存储和/或传输这样的指令。

本文所指的非暂时性计算机可读介质可以包括参与提供可以由计算设备(例如，由计算设备的处理器)读取和/或可执行的数据(例如，指令)的任何非暂时性存储介质。例如，非暂时性计算机可读介质可以包括但不限于非易失性存储介质和/或易失性存储介质的任何组合。说明性非易失性存储介质包括但不限于只读存储器、闪存、固态驱动器、磁存储设备(例如硬盘、软盘、磁带等)、铁电随机存取存储器(“RAM”)和光盘(例如压缩盘、数字视频光盘、蓝光光盘等)。说明性易失性存储介质包括但不限于RAM(例如，动态RAM)。

图14示出了说明性计算设备1400，其可以被具体配置为执行本文所述的一个或多个过程。本文描述的任何系统、单元、计算设备和/或其他部件都可以由计算设备1400来实施。

如图14所示，计算设备1400可以包括经由通信基础设施1410彼此通信连接的通信接口1402、处理器1404、存储设备1406以及输入/输出(“I/O”)模块1408。尽管图14中示出了说明性计算设备1400，但图14中所说明的部件并不旨在是限制性的。在其它实施例中可以使用附加的或替代的部件。现在将更详细地描述图14中所示的计算设备1400的部件。

通信接口1402可以被配置为与一个或多个计算设备进行通信。通信接口1402的示例包括但不限于有线网络接口(诸如网络接口卡)、无线网络接口(诸如无线网络接口卡)、调制解调器、音频/视频连接以及任何其他合适的接口。

处理器1404通常表示能够处理数据和/或解释、执行和/或引导执行本文描述的一个或多个指令、过程和/或操作的任何类型或形式的处理单元。处理器1404可以通过执行存储在存储设备1406中的计算机可执行指令1412(例如，应用程序、软件、代码和/或其他可执行数据实例)来执行操作。

存储设备1406可以包括一个或多个数据存储介质、设备或配置，并且可以采用数据存储介质和/或设备的任何类型、形式和组合。例如，存储设备1406可以包括但不限于本文所述的非易失性介质和/或易失性介质的任何组合。电子数据(包括本文描述的数据)可以临时和/或永久存储在存储设备1406中。例如，代表被配置为引导处理器1404执行本文所述的任何操作的计算机可执行指令1412的数据可以被存储在存储设备1406内。在一些示例中，数据可以被布置在驻留在存储设备1406内的一个或多个数据库中。

I/O模块1408可以包括被配置为接收用户输入并提供用户输出的一个或多个I/O模块。I/O模块1408可以包括支持输入和输出能力的任何硬件、固件、软件或其组合。例如，I/O模块1408可以包括用于捕获用户输入的硬件和/或软件，包括但不限于键盘或键区、触摸屏部件(例如，触摸屏显示器)、接收器(例如，RF或红外接收器)、运动传感器和/或一个或多个输入按钮。

I/O模块1408可以包括用于向用户呈现输出的一个或多个设备，包括但不限于图形引擎、显示器(例如，显示屏)、一个或多个输出驱动器(例如，显示器驱动器)、一或多个音频扬声器以及一个或多个音频驱动器。在某些实施例中，I/O模块1408被配置为向显示器提供图形数据以呈现给用户。图形数据可以代表一个或多个图形用户界面和/或任何其他图形内容，如可能对特定实施方式有用的。

在前面的描述中，已经参考附图描述了各种说明性实施例。然而，显而易见的是，可以对其进行各种修改和变化，并且可以实施附加的实施例，而不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的范围。例如，本文描述的一个实施例的某些特征可以与本文描述的另一实施例的特征组合或替代本文描述的另一实施例的特征。因此，说明书和附图应被视为说明性的，而不是限制性的。

Claims (33)

1.一种装置，其包括：

一个或多个处理器；以及

存储可执行指令的存储器，所述可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时使得所述装置：

检测被包括在第一超声信标传输中的第一导频信号，所述第一超声信标传输进一步包括第一编码的信息信号；

基于所述第一导频信号对所述第一编码的信息信号进行解码，以识别与所述第一超声信标传输相关联的第一医疗系统；

基于对所述第一编码的信息信号的解码，进入第一配对状态，在所述第一配对状态中，所述装置与所述第一医疗系统通信地配对；

在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的阈值时间内，检测被包括在第二超声信标传输中的第二导频信号，所述第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号；并且

基于在所述阈值时间内检测到所述第二导频信号，在不对所述第二编码的信息信号进行解码的情况下继续在所述第一配对状态下操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述装置：

确定所述装置在所述阈值时间内未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第二导频信号；并且

基于确定所述装置在所述阈值时间内未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第二导频信号，从在所述第一配对状态下操作转变为在不同于所述第一配对状态的第二配对状态下操作。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述装置在所述第二配对状态下操作时与所述第一医疗系统通信地解除配对。

4.根据权利要求2所述的装置，其中：

当所述装置在所述第一配对状态下操作时，与所述第一医疗系统相关联的功能特征能够通过所述装置访问；并且

当所述装置在所述第二配对状态下操作时，与所述第一医疗系统相关联的所述功能特征不能通过所述装置访问。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使得：基于确定所述装置未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第二导频信号，所述装置请求用户输入以指示期望的配对状态；并且

其中所述第二配对状态是基于所述用户输入设置的。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述装置：

在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的所述阈值时间之后，检测被包括在第三超声信标传输中的第三导频信号，所述第三超声信标传输进一步包括第三编码的信息信号；

基于所述第三导频信号对所述第三编码的信息信号进行解码，以识别与所述第三超声信标传输相关联的医疗系统；

确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第一医疗系统；并且

基于确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第一医疗系统，继续在所述第一配对状态下操作。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述装置：

在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的所述阈值时间之后，检测被包括在第三超声信标传输中的第三导频信号，所述第三超声信标传输进一步包括第三编码的信息信号；

基于所述第三导频信号对所述第三编码的信息信号进行解码，以识别与所述第三超声信标传输相关联的医疗系统；

确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于不同于所述第一医疗系统的第二医疗系统；并且

基于确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第二医疗系统，从在所述第一配对状态下操作转变为在不同于所述第一配对状态的第三配对状态下操作。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述装置在所述第三配对状态下操作时与所述第二医疗系统通信地配对。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述装置在所述第三配对状态下操作时与所述第一医疗系统通信地解除配对。

10.根据权利要求7所述的装置，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使得：基于确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第二医疗系统，所述装置请求用户输入以指示期望的配对状态；并且

其中所述第三配对状态是基于所述用户输入设置的。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述装置：

在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的所述阈值时间之后，检测被包括在第四超声信标传输中的第四导频信号，所述第四超声信标传输进一步包括第四编码的信息信号；

确定所述第四编码的信息信号是不可解码的；

基于确定所述第四编码的信息信号不可解码，确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中；并且

基于确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中，在不对所述第四编码的信息信号进行解码的情况下继续在所述第一配对状态下操作。

12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括：

惯性测量单元；

其中基于由所述惯性测量单元生成的信息来确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中。

13.根据权利要求11所述的装置，其中确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中包括识别所述第四编码的信息信号中的多普勒频移。

14.一种装置，其包括：

超声传感器，所述超声传感器被配置为检测超声信号；以及

处理单元，所述处理单元被配置为：

确定所述超声传感器在所述装置正在第一配对状态下操作时检测到被包括在第一超声信标传输中的第一导频信号，在所述第一配对状态中，所述装置与第一医疗系统通信地配对，所述第一超声信标传输进一步包括第一编码的信息信号，所述第一编码的信息信号识别与所述第一超声信标传输相关联的医疗系统；

确定所述超声传感器在配对状态初始化事件的阈值时间内检测到所述第一导频信号；并且

基于确定所述装置在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间内检测到所述第一导频信号并且在不对所述第一编码的信息信号进行解码的情况下，控制所述装置继续在所述第一配对状态下操作。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述处理单元进一步被配置为：

确定所述超声传感器在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间内未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第一导频信号；并且

基于确定所述超声传感器在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间内未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第一导频信号，将所述装置从在所述第一配对状态下操作转变为在不同于所述第一配对状态的第二配对状态下操作。

16.根据权利要求14所述的装置，其中所述处理单元进一步被配置为：

确定所述超声传感器在所述装置在所述第一配对状态下操作时检测到被包括在所述第一超声信标传输之后的第二超声信标传输中的第二导频信号，所述第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号，所述第二编码的信息信号识别与所述第二超声信标传输相关联的医疗系统；

确定所述超声传感器在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间之后检测到所述第二导频信号；

基于所述第二导频信号并且基于确定所述超声传感器在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间之后检测到所述第二导频信号，对所述第二编码的信息信号进行解码，以识别与所述第二超声信标传输相关联的所述医疗系统；

确定与所述第二超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第一医疗系统；并且

基于确定与所述第二超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第一医疗系统，控制所述装置继续在所述第一配对状态下操作。

17.根据权利要求14所述的装置，其中所述处理单元进一步被配置为：

确定所述超声传感器在所述装置正在所述第一配对状态下操作时检测到被包括在所述第一超声信标传输之后的第二超声信标传输中的第二导频信号，所述第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号，所述第二编码的信息信号识别与所述第二超声信标传输相关联的医疗系统；

确定所述超声传感器在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间之后检测到所述第二导频信号；

基于所述第二导频信号并且基于确定所述超声传感器在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间之后检测到所述第二导频信号，对所述第二编码的信息信号进行解码，以识别与所述第二超声信标传输相关联的信息；

确定与所述第二超声信标传输相关联的所述信息不对应于所述第一医疗系统；并且

基于确定与所述第二超声信标传输相关联的所述信息不对应于所述第一医疗系统，将所述装置从在所述第一配对状态下操作转变为在不同于所述第一配对状态的第二配对状态下操作。

18.根据权利要求14所述的装置，其中所述配对状态初始化事件包括配对状态之间的最新转变或者被包括在检测到的超声信标传输中的编码的信息信号的最新解码。

19.根据权利要求14所述的装置，进一步包括运动传感器，所述运动传感器被配置为检测所述装置的运动；

其中所述处理单元进一步被配置为：

确定所述超声传感器在所述装置正在所述第一配对状态下操作时并且在所述配对状态初始化事件的所述阈值时间之后检测到被包括在所述第一超声信标传输之后的所述第二超声信标传输中的第二导频信号，所述第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号；

确定所述运动传感器在所述超声传感器检测到所述第二导频信号时检测到所述装置的运动；并且

基于确定所述运动传感器在所述超声传感器检测到所述第二导频信号时检测到所述装置的运动并且在不对所述第二编码的信息信号进行解码的情况下，控制所述装置继续在所述第一配对状态下操作。

20.根据权利要求14所述的装置，其中所述处理单元被配置为：

确定所述超声传感器在所述装置正在不同于所述第一配对状态的第二配对状态下操作时检测到被包括在所述第一超声信标传输之前发生的第二超声信标传输中的第二导频信号，所述第二超声信标传输进一步包括识别所述第一医疗系统的第二编码的信息信号；

基于所述第二导频信号对所述第二编码的信息信号进行解码，以识别所述第一医疗系统；并且

基于对所述第二编码的信息信号的解码，进入所述第一配对状态。

21.一种方法，其包括：

通过装置检测被包括在第一超声信标传输中的第一导频信号，所述第一超声信标传输进一步包括第一编码的信息信号；

通过所述装置并且基于所述第一导频信号对所述第一编码的信息信号进行解码，以识别与所述第一超声信标传输相关联的第一医疗系统；

通过所述装置并且基于对所述第一编码的信息信号的解码，进入第一配对状态，在所述第一配对状态中，所述装置与所述第一医疗系统通信地配对；

通过所述装置并且在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的阈值时间内，检测被包括在第二超声信标传输中的第二导频信号，所述第二超声信标传输进一步包括第二编码的信息信号；以及

通过所述装置并且基于在所述阈值时间内检测到所述第二导频信号，在不对所述第二编码的信息信号进行解码的情况下继续在所述第一配对状态下操作。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：

通过所述装置确定所述装置在所述阈值时间内未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第二导频信号；以及

通过所述装置并且基于确定所述装置在所述阈值时间内未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第二导频信号，从在所述第一配对状态下操作转变为在不同于所述第一配对状态的第二配对状态下操作。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述装置在所述第二配对状态下操作时与所述第一医疗系统通信地解除配对。

24.根据权利要求22所述的方法，其中：

当所述装置在所述第一配对状态下操作时，与所述第一医疗系统相关联的功能特征能够通过所述装置访问；并且

当所述装置在所述第二配对状态下操作时，与所述第一医疗系统相关联的所述功能特征不能通过所述装置来访问。

25.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：

通过所述装置并且基于确定所述装置未检测到任何导频信号并且随后检测到所述第二导频信号，控制所述装置请求用户输入以指示配对状态；

其中所述第二配对状态是基于所述用户输入设置的。

26.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：

通过所述装置并且在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的所述阈值时间之后，检测被包括在第三超声信标传输中的第三导频信号，所述第三超声信标传输进一步包括第三编码的信息信号；

通过所述装置并且基于所述第三导频信号，对所述第三编码的信息信号进行解码，以识别与所述第三超声信标传输相关联的医疗系统；

通过所述装置确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第一医疗系统；以及

通过所述装置并且基于确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第一医疗系统，继续在所述第一配对状态下操作。

27.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：

通过所述装置并且在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的所述阈值时间之后，检测被包括在第三超声信标传输中的第三导频信号，所述第三超声信标传输进一步包括第三编码的信息信号；

通过所述装置并且基于所述第三导频信号，对所述第三编码的信息信号进行解码，以识别与所述第三超声信标传输相关联的医疗系统；

通过所述装置确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于不同于所述第一医疗系统的第二医疗系统；以及

通过所述装置并且基于确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第二医疗系统，从在所述第一配对状态下操作转变为在不同于所述第一配对状态的第三配对状态下操作。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述装置在所述第三配对状态下操作时与所述第二医疗系统通信地配对。

29.根据权利要求27所述的方法，其中所述装置在所述第三配对状态下操作时与所述第一医疗系统通信地解除配对。

30.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：

通过所述装置并且基于确定与所述第三超声信标传输相关联的所述医疗系统对应于所述第二医疗系统，请求用户输入以指示配对状态；

其中所述第三配对状态是基于所述用户输入设置的。

31.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：

通过所述装置并且在所述第一配对状态下操作时并且在进入所述第一配对状态的所述阈值时间之后，检测被包括在第四超声信标传输中的第四导频信号，所述第四超声信标传输进一步包括第四编码的信息信号；

通过所述装置确定所述第四编码的信息信号是不可解码的；

通过所述装置并且基于确定所述第四编码的信息信号是不可解码的，确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中；以及

通过所述装置并且基于确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中，在不对所述第二编码的信息信号进行解码的情况下继续在所述第一配对状态下操作。

32.根据权利要求31所述的方法，其中基于由所述装置中包括的惯性测量单元生成的信息来确定在所述装置检测到所述第四导频信号时确定所述装置处于运动中。

33.根据权利要求31所述的方法，其中确定在所述装置检测到所述第四导频信号时所述装置处于运动中包括识别所述第四编码的信息信号中的多普勒频移。