CN117981001A - 对手术室内的对象和人员进行集线器识别和跟踪以叠加根据用户需求定制的数据 - Google Patents

对手术室内的对象和人员进行集线器识别和跟踪以叠加根据用户需求定制的数据 Download PDF

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CN117981001A
CN117981001A CN202280063601.XA CN202280063601A CN117981001A CN 117981001 A CN117981001 A CN 117981001A CN 202280063601 A CN202280063601 A CN 202280063601A CN 117981001 A CN117981001 A CN 117981001A
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F·E·谢尔顿四世
T·阿隆哈特
K·菲比格
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Cilag GmbH International
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    • G16H50/70—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for mining of medical data, e.g. analysing previous cases of other patients
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    • A61B1/046—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 for infrared imaging
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    • A61B17/07207—Surgical staplers, e.g. containing multiple staples or clamps for applying a row of staples in a single action, e.g. the staples being applied simultaneously the staples being applied sequentially
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    • A61B2017/00398—Details of actuation of instruments, e.g. relations between pushing buttons, or the like, and activation of the tool, working tip, or the like using powered actuators, e.g. stepper motors, solenoids
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    • A61B34/25—User interfaces for surgical systems
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    • A61B34/25—User interfaces for surgical systems
    • A61B2034/258—User interfaces for surgical systems providing specific settings for specific users
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    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
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    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
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    • A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
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    • A61B2090/371—Surgical systems with images on a monitor during operation with simultaneous use of two cameras
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    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
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Abstract

可以提供用于向医疗保健提供者(HCP)提供数据叠加的外科集线器的系统、方法和/或工具。可以确定外科对象的状态和/或该外科对象所处的手术室的区域。确定该外科对象所处的该手术室的区域可包括使用与该区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与该HCP相关联的传感器数据、来自该手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器和/或来自该手术室内的该相机的视频。可以确定与该外科对象和/或该手术室的该区域相关联的时间。该外科对象的该状态可以被确定为指示该外科对象准备好用于该外科任务中。

Description

对手术室内的对象和人员进行集线器识别和跟踪以叠加根据 用户需求定制的数据
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年7月22日提交的美国临时专利申请号63/224,813的权益，该美国临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
本申请涉及同时提交的以下专利申请，这些专利申请中的每一者的内容以引用方式并入本文：
●2021年7月23日提交的名称为“METHOD OF SURGICALSYSTEM POWERMANAGEMENT,COMMUNICATION,PROCESSING,STORAGE ANDDISPLAY”的美国专利申请号17/384,274(代理人案卷号END9340USNP1)
●2021年7月23日提交的名称为“CONFIGURATION OF THEDISPLAY SETTINGSANDDISPLAYED INFORMATION BASEDON THE RECOGNITION OF THE USER(S)AND AWARENESSOFPROCEDURE,LOCATION OR USAGE”的美国专利申请号17/384,553(代理人案卷号END9340USNP14)
背景技术
外科手术通常在医疗设施(诸如例如医院)的外科手术室或手术房中执行。在执行外科手术中利用各种外科装置和系统。在数字和信息时代，由于患者安全性和对保持传统实践的普遍期望，医疗系统和设施通常较慢地实现利用较新和改进的技术的系统或手术。
发明内容
一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器可包括：处理器，该处理器被配置为能够：确定外科对象的状态以及外科对象所处的手术室的区域；确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务；基于对象的状态、手术室的区域和外科任务来确定背景数据；以及任选地通过向与HCP相关联的显示器发送消息，使得向HCP发送通知，该通知包括背景数据，该消息指示显示器将显示背景数据。
向HCP提供背景数据的优点可以是，HCP具有与医疗手术相关的信息，否则这些信息可能难以以方便且及时的方式确定。进而，这可以使HCP更有效、更安全地完成医疗手术。
处理器可被进一步配置为能够确定显示器在HCP的位置的一定距离内。
手术室的区域可以是库存区域、梅奥架子(mayo stand)、外科部位、无菌区或非无菌区中的至少一者。
处理器可被进一步配置为能够确定外科对象在任务或医疗手术中的至少一者期间已经进入手术室的区域。
处理器可被进一步配置为能够确定外科对象的状态指示外科对象准备好用于外科任务中。
处理器可被进一步配置为能够确定外科对象的状态指示外科对象尚未准备好用于外科任务中，并且其中背景数据还包括用于在外科任务中为我们准备外科对象的一个或多个指令。
显示器可以是房间显示器、可穿戴显示器、平板电脑、增强现实装置或智能电话中的至少一者。
一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器可包括：处理器，该处理器被配置为能够：确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务；确定外科对象所处的手术室的区域；确定与外科对象和手术室的区域相关联的时间；以及基于时间、手术室的区域和外科任务来确定背景数据；以及任选地通过向与HCP相关联的显示器发送消息，使得向HCP发送通知，该通知包括背景数据，该消息指示显示器将显示背景数据。
向HCP提供背景数据的优点可以是，HCP具有与医疗手术相关的信息，否则这些信息可能难以以方便且及时的方式确定。进而，这可以使HCP更有效、更安全地完成医疗手术。
处理器可被进一步配置为能够确定外科对象所处的手术室的区域包括使用以下各项中的至少一者：与区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与外科对象相关联的传感器数据、与HCP相关联的传感器数据、来自手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器或来自手术室内的相机的视频。
处理器可被进一步配置为能够基于外科对象所处的手术室的区域来确定外科对象已经进入手术室，并且其中时间指示外科对象何时进入手术室。
处理器可被进一步配置为能够确定外科对象已经离开手术室的区域，并且其中时间可以指示外科对象何时已经离开区域。
处理器可被进一步配置为能够确定外科对象尚未被保持在患者体内，并且其中背景数据可包括外科对象尚未被保持在患者体内的指示。
背景数据还可以包括外科对象已经被使用的指示，并且可包括用于清洁外科对象的指令或用于处置外科对象的指令中的至少一者。
外科对象可包括包装，并且其中处理器可被进一步配置为能够：确定在该时间包装已经在区域中被打开；以及向数据库发送消息，该消息指示包装已被打开并且指示将从库存中移除外科对象。
一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器可包括：处理器，该处理器被配置为能够：确定将在医疗手术期间用于执行外科任务的外科器械；确定手术室的与外科器械相关联的区域和外科器械的取向；基于外科任务、手术室的区域和外科器械的取向来确定背景数据；以及任选地通过确定与HCP相关联的显示器并且向显示器发送消息，使得向HCP发送通知，该通知包括背景数据，该消息指示显示器将显示背景数据。
向HCP提供背景数据的优点可以是，HCP具有与医疗手术相关的信息，否则这些信息可能难以以方便且及时的方式确定。进而，这可以使HCP更有效、更安全地完成医疗手术。
外科器械可包括基准标记，并且其中处理器可被进一步配置为能够使用基准标记来确定外科器械。
背景数据可包括器械的图像和状态，并且其中消息可进一步指示器械的图像和状态将被叠加在正在显示器上显示的显示数据上。
手术室的区域可以是库存区域，并且其中消息还可以包括向HCP的通知，该通知将HCP引导至库存区域中的外科器械。
外科集线器可被进一步配置为能够确定其中背景数据包括可改善外科器械的取向，并且其中背景数据可包括对HCP的指令以改善外科器械的取向。
处理器可被进一步配置为能够确定与HCP相关联的显示器的能力，并且其中处理器可被进一步配置为能够基于显示器的能力来修改背景数据。
背景数据可以作为数据叠加来显示在显示器上。
可以使该通知作为音频消息被发送给HCP。
可以提供用于向医疗保健提供者(HCP)提供数据叠加的外科集线器的系统、方法和/或工具。可以确定外科对象的状态和/或外科对象所处的手术室的区域。确定外科对象所处的手术室的区域可包括使用与该区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与HCP相关联的传感器数据、来自手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器和/或来自手术室内的相机的视频。可以确定与外科对象和/或手术室的区域相关联的时间。外科对象的状态可以被确定为指示外科对象准备好用于外科任务。
可以确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务。可以确定外科对象在任务和/或医疗手术期间进入手术室的区域。在示例中，确定外科对象已经进入手术室可以基于外科对象所处的手术室的区域。时间可以指示外科对象何时进入手术室。在示例中，可以确定外科对象已经离开手术室的区域。时间可以指示外科对象何时已经离开区域。
本公开可以提供用于配置显示器的外科集线器的系统、方法和/或工具。在示例中，可以在手术室内跟踪医疗保健提供者(HCP)和/或医疗器械。在示例中，可以在手术室内跟踪第一HCP和第二HCP。在示例中，可以在手术室内跟踪HCP和/或患者。可以确定在医疗手术期间使用该医疗器械的外科任务。
可以例如基于外科任务和/或HCP与医疗器械之间的交互来确定用于显示器的显示器配置。在示例中，可以基于HCP与医疗器械之间的第一交互来确定第一显示器配置。例如，可以确定HCP与医疗器械之间、HCP与显示器之间和/或HCP与患者之间的第二交互。可以基于第二交互来修改显示器配置。用于显示器的显示器配置可以基于外科任务以及第一HCP与第二HCP之间的交互来确定。例如，第一HCP与第二HCP之间的交互可以是口头沟通。口头沟通可以被确定为来自第一HCP的对第二HCP协助执行外科任务的请求。可以修改显示器配置，使得显示器配置可以利用与第二HCP相关的一个或多个偏好来配置显示器。
附图说明
图1A是计算机实现的外科系统的框图。
图1B是计算机实现的多层外科系统的框图。
图1C是示出外科系统的控制平面和数据平面的逻辑图。
图2示出了外科手术室中的示例性外科系统。
图3示出了与各种系统配对的示例性外科集线器。
图4示出了具有一组通信外科集线器的外科数据网络，该组通信外科集线器被配置为能够与一组感测系统、环境感测系统、一组装置等连接。
图5示出了可以是外科系统的一部分的示例性计算机实现的交互式外科系统。
图6示出了外科器械的控制系统的逻辑图。
图7示出了示例性外科系统，该示例性外科系统包括具有控制器和马达的柄部、可释放地耦接到柄部的适配器和可释放地耦接到适配器的加载单元。
图8示出了示例性态势感知外科系统。
图9示出了外科集线器的显示器。
图10示出了外科集线器的示例性主显示器。
图11示出了在手术期间在四个分开的时间外科部位的四个广角视图图像的图。
图12示出了根据本公开的至少一个方面的叠加在第一信息层上的第二信息层。
图13描绘了根据本公开的至少一个方面的在外科手术期间使用包括柄部组件外壳和无线电路板的外科器械的外科医生的透视图，其中外科医生佩戴一副安全眼镜。
图14示出了根据本公开的至少一个方面的手术室壁的超声回音查验，以确定外科集线器和手术室壁之间的距离。
图15为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于外科集线器的控制程序或逻辑配置，该外科集线器与位于手术室的边界内的外科系统的外科装置配对。
图16为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地在外科系统的装置之间形成和切断连接的控制程序或逻辑配置。
图17为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于在检测到新的装置后选择性地重新评估手术室的边界的控制程序或逻辑配置。
图18为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于在与已配对装置断开连接后选择性地重新评估手术室的边界的控制程序或逻辑配置。
图19为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于在检测到外科集线器的位置的变化后通过外科集线器重新评估手术室的边界的控制程序或逻辑配置。
图20为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地在外科系统的装置之间形成连接的控制程序或逻辑配置。
图21为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地在外科系统的装置之间形成和切断连接的控制程序或逻辑配置。
图22示出了根据本公开的至少一个方面的经由外科系统在手术室中执行的外科手术的部分人工时间轴。
图23为根据本公开的至少一个方面的例示性手术室(OR)设置的图。
图24描绘了可包括用于跟踪患者、医疗保健提供者、外科对象、外科项目和/或外科器械的外科集线器的OR的图。
图25描绘了可以由外科集线器执行的用于提供可以基于外科OR内的对象和人员的空间感知而改变的适配和/或控制的方法。
图26描绘了可以由外科集线器执行的用于提供自适应控制、显示器操作和/或显示器交互的方法，该方法可以基于对用户、设备和/或使用以及用户或设备需要的识别。
具体实施方式
本申请的申请人拥有以下美国专利申请，这些专利申请中的每一项全文以引用方式并入本文：
●于2018年3月29日提交的名称为“SURGICAL HUB SPATIALAWARENESS TODETERMINE DEVICES IN OPERATINGTHEATER”美国专利申请公布号2019-0201104A1(美国专利申请号15/940,671，代理人案卷号END8502USNP)
●于2016年3月15日发布的名称为“SURGICAL APPARATUSWITH INDICATOR”美国专利号9,283,054(美国专利申请号13/974,208，代理人案卷号END7304USNP)
●于2015年4月21日发布的名称为“SURGICAL INSTRUMENTWITH SAFETY GLASSES”美国专利号9,011,427(美国专利申请号13/276,687，代理人案卷号END6895USNP27)
●于2018年3月29日提交的名称为“SURGICAL HUBSITUATIONAL AWARENESS”美国专利申请公布2019-0201140
A1(美国专利申请号15/940,654，代理人案卷号END8501USNP)；以及
●于2018年11月6日提交的名称为“IMAGE CAPTURING OF THEAREAS OUTSIDE THEABDOMEN TO IMPROVE PLACEMENTAND CONTROL OF A SURGICAL DEVICE IN USE”美国专利申请公布号2019-0201129A1(美国专利申请号16/182,269，代理人案卷号END9018USNP3)。
图1A是计算机实现的外科系统20000的框图。示例性外科系统诸如外科系统20000可包括一个或多个外科系统(例如，外科子系统)20002、20003和20004。例如，外科系统20002可包括计算机实现的交互式外科系统。例如，外科系统20002可包括外科集线器20006和/或与云计算系统20008通信的计算装置20016，例如，如图2所述。云计算系统20008可包括至少一个远程云服务器20009和至少一个远程云存储单元20010。示例性外科系统20002、20003或20004可包括可穿戴感测系统20011、环境感测系统20015、机器人系统20013、一个或多个智能器械20014、人机接口系统20012等。人机接口系统在本文中也称为人机接口装置。可穿戴感测系统20011可包括一个或多个HCP感测系统和/或一个或多个患者感测系统。环境感测系统20015可包括例如用于测量一个或多个环境属性的一个或多个装置，例如，如图2进一步所述。机器人系统20013可包括用于执行外科手术的多个装置，例如，如图2进一步所述。
外科系统20002可以与远程服务器20009通信，该远程服务器可以是云计算系统20008的一部分。在一个示例中，外科系统20002可以经由互联网服务供应商的电缆/FIOS联网节点与远程服务器20009通信。在一个示例中，患者感测系统可以与远程服务器20009直接通信。外科系统20002和/或其中的部件可以使用以下蜂窝协议中的一个或多个蜂窝协议经由蜂窝发射/接收点(TRP)或基站与远程服务器20009通信：GSM/GPRS/EDGE(2G)、UMTS/HSPA(3G)、长期演进(LTE)或4G、高级LTE(LTE-A)、新空口(NR)或5G。
外科集线器20006可以与显示来自腹腔镜的图像和来自一个或多个其他智能装置以及一个或多个感测系统20011的信息的多个装置中的一个装置进行协作交互。外科集线器20006可以与一个或多个感测系统20011、一个或多个智能装置以及多个显示器交互。外科集线器20006可被配置为能够从一个或多个感测系统20011收集测量数据并且向该一个或多个感测系统20011发送通知或控制消息。外科集线器20006可以向人机接口系统20012发送包括通知信息的信息和/或从该人机接口系统接收包括通知信息的信息。人机接口系统20012可包括一个或多个人机接口装置(HID)。外科集线器20006可以发送和/或接收通知信息或控制信息，以转换成至与外科集线器通信的各种装置的音频、显示和/或控制信息。
例如，感测系统20001可包括可穿戴感测系统20011(可穿戴感测系统可包括一个或多个HCP感测系统以及一个或多个患者感测系统)以及环境感测系统20015，如图1A所述。该一个或多个感测系统20001可以测量与各种生物标志物相关的数据。该一个或多个感测系统20001可以使用一个或多个传感器例如光传感器(例如，光电二极管、光敏电阻器)、机械传感器(例如，运动传感器)、声学传感器、电传感器、电化学传感器、热电传感器、红外线传感器等来测量生物标志物。该一个或多个传感器可以使用以下感测技术中的一种或多种来测量如本文所述的生物标志物：光电容积脉搏波描记法、心电描记术、脑电描记术、比色法、阻抗描记术、电位测定法、电流测定法等。
由该一个或多个感测系统20001测量的生物标志物可包括但不限于睡眠、核心体温、最大摄氧量、身体活动、酒精消耗、呼吸率、氧饱和度、血压、血糖、心率变异性、血酸碱度、水合状态、心率、皮肤电导、末梢温度、组织灌注压、咳嗽和打喷嚏、胃肠动力、胃肠道成像、呼吸道细菌、水肿、精神因素、汗液、循环肿瘤细胞、自主神经张力、昼夜节律和/或月经周期。
生物标志物可涉及生理系统，其可包括但不限于行为和心理学、心血管系统、肾脏系统、皮肤系统、神经系统、胃肠系统、呼吸系统、内分泌系统、免疫系统、肿瘤、肌肉骨骼系统和/或生殖系统。来自生物标志物的信息可由例如计算机实现的患者和外科系统20000确定和/或使用。来自生物标志物的信息可以由计算机实现的患者和外科系统20000确定和/或使用，以例如改善所述系统和/或改善患者结局。在2021年1月22日提交的名称为“METHODOF ADJUSTING A SURGICAL PARAMETER BASED ON BIOMARKER MEASUREMENTS”的美国申请号17/156,287(代理人案卷号END9290USNP1)中更详细地描述了一个或多个感测系统20001、生物标志物20005和生理系统，该申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
图1B是计算机实现的多层外科系统的框图。如图1B所示，计算机实现的多层外科系统40050可包括多层系统，诸如外科专用子网络层系统40052、与外科专用子网络层系统40052相关联的边缘层系统40054，以及云层系统40056。
外科专用子网络层系统40052可包括多个互连的外科子系统。例如，外科子系统可以根据外科手术的类型和/或医疗机构或医院中的其他科室来分组。例如，医疗机构或医院可包括多个外科手术特定科室，诸如急诊室(ER)科室40070、结肠直肠科室40078、减肥科室40072、胸部科室40066和计费科室40068。外科手术特定科室中的每一个外科手术特定科室可包括与手术室(OR)和/或医疗保健专业人员(HCP)相关联的一个或多个外科子系统。例如，结肠直肠科室40078可包括一组外科集线器(例如，如图1A中所描述的外科集线器20006)。外科集线器可被指定用于相应的HCP，诸如HCP A 40082和HCP B 40080。在一个示例中，结肠直肠科室可包括可位于相应的OR(诸如OR 1，40074和OR 2，40076)中的一组外科集线器。医疗机构或医院还可以包括计费科室子系统40068。计费科室子系统40068可以存储和/或管理与相应的科室(诸如，ER科室40070、结肠直肠科室40078、减肥科室40072和/或胸部科室40066)相关联的计费数据。
例如，边缘层系统40054可以与医疗机构或医院相关联，并且可包括一个或多个边缘计算系统40064。边缘计算系统40064可包括存储子系统和服务器子系统。在一个示例中，包括边缘服务器和/或存储单元的边缘计算系统可以向作为科室OR(例如，结肠直肠科室的OR1和OR2)中的一者的一部分的外科集线器提供附加的处理和/或存储服务。
外科专用子网络层系统40052和边缘层系统40054可位于健康保险流通与责任法案(HIPAA)范围40062内。外科专用子网络系统40052和边缘层系统40054可以连接到相同的本地数据网络。本地数据网络可以是医疗机构或医院的本地数据网络。本地数据网络可以在HIPAA范围内。因为外科专用子网络层系统40052和边缘层系统40054位于HIPAA范围40062内，所以边缘计算系统40064与位于外科专用子网络层系统40052的实体中的一个实体内的装置之间的患者数据可以流动而无需编辑和/或加密。例如，边缘计算系统40064和位于结肠直肠科室40078的OR1 40074中的外科集线器之间的患者数据可以流动而无需编辑和/或加密。
云层系统40056可包括企业云系统40060和公共云系统40058。例如，企业云系统40060可以是包括远程云服务器子系统和/或远程云存储子系统的云计算系统20008，如图1A中描述的。企业云系统40060可以由组织，诸如私人公司管理。企业云系统40060可以与位于HIPAA范围40062内的一个或多个实体(例如，边缘计算系统40064、位于各个科室(例如，结肠直肠科室40078)的OR(例如，OR1 40074)中的外科集线器)进行通信。
公共云系统40058可以由云计算服务提供者操作。例如，云计算服务提供者可以向多个企业云系统(例如，企业云系统40060)提供存储服务和/或计算服务。
图1C是示出外科系统中的各种通信平面的逻辑框图40000。如图1C所示，一侧上的控制器40002与管理应用程序40014和40016之间以及另一侧上的系统模块和/或模块化装置40012a至40012n之间的通信平面可以使用控制平面40008和数据平面40010。在一个示例中，除了控制平面40008之外，数据平面也可以存在于系统模块和/或模块化装置40012a至40012n与外科集线器之间。数据平面40010可以在与一个或多个外科集线器相关联的系统模块和/或模块化装置40012a至40012n之间提供数据平面路径(例如，冗余数据平面路径)。外科集线器或外科集线器中的一者(例如，在手术室中存在多个外科集线器的情况下)可以充当控制器40002。在一个示例中，控制器40002可以是边缘计算系统，该边缘计算系统可以在外科系统所在的健康保险流通与责任法案(HIPAA)范围内，例如，如图1B所示。控制器40002可以与企业云系统40020通信。如图1C所示，企业云系统40020可以位于HIPAA范围40018之外。因此，流向和/或来自企业云系统40020的患者数据可以被编辑和/或加密。
控制器40002可被配置为能够提供北向接口40004和南向接口40006。北向接口40004可用于提供控制平面40008。控制平面40008可包括一个或多个管理应用程序40014和40016，该一个或多个管理应用程序可使得用户能够配置和/或管理与外科系统相关联的系统模块和/或模块化装置40012a至40012n。管理应用程序40014和管理应用程序40016可用于获得各种系统模块和/或模块化装置40012a至40012n的状态。
使用控制平面的管理应用程序40014和管理应用程序40016可以例如使用一组应用程序编程接口(API)调用来与控制器40002进行交互。管理应用程序40014和管理应用程序40016可经由管理协议或应用层协议与控制器40002进行交互，以配置和/或监测系统模块和/或模块化装置的状态。用于监测状态和/或配置与外科系统相关联的系统模块或模块化装置的管理协议或应用层协议可包括简单网络管理协议(SNMP)、TELNET协议、安全壳(SSH)协议、网络配置协议(NETCONF)等。
SNMP或类似的协议可用于收集状态信息以及/或者将与系统模块和/或模块化装置相关联的配置相关数据(例如，配置相关控制程序)发送到控制器。SNMP或类似的协议可通过使用消息(例如，SNMP消息)从中央网络管理控制台选择与外科系统相关联的装置来收集信息。可以固定的或随机的间隔发送和/或接收消息。这些消息可包括Get消息和Set消息。Get消息或类似于Get消息的消息可用于从系统模块或与外科系统相关联的模块化装置获得信息。Set消息或类似于Set消息的消息可用于改变与系统模块或与外科系统相关联的模块化装置相关联的配置。
例如，Get消息或类似的消息可包括SNMP消息GetRequest、GetNextRequest或GetBulkRequest。Set消息可包括SNMP SetRequest消息。GetRequest、GetNextRequest、GetBulkRequest消息或类似的消息可以由在控制器40002上运行的配置管理器(例如，SNMP管理器)使用。配置管理器可以与通信代理(例如，SNMP代理)通信，该通信代理可以是外科系统中的系统模块和/或模块化装置的一部分。控制器40002上的通信管理器可以使用SNMP消息SetRequest消息等来设置外科系统的系统模块和/或模块化装置上的通信代理中的参数或对象实例的值。在一个示例中，例如，SNMP模块可用于在系统模块和/或与外科系统相关联的模块化装置之间建立通信路径。
基于从管理应用程序，诸如管理应用程序40014和40016接收到的查询或配置相关消息，控制器40002可以生成用于查询或配置与外科集线器或外科系统相关联的系统模块和/或模块化装置的配置查询和/或配置数据。外科集线器(例如，图1A中所示的外科集线器20006)或边缘计算系统(例如，图1B中所示的边缘计算系统40064)可以管理和/或控制与外科系统相关联的各种系统模块和/或模块化装置40012a至40012n。例如，控制器40002的北向接口40004可用于改变与外科系统相关联的一个或多个模块和/或装置之间的控制交互。在一个示例中，控制器40002可用于在与外科系统相关联的多个模块和/或装置之间建立一个或多个通信数据路径。控制器40002可以使用其南向接口40006来将包括查询和/或配置改变的控制程序发送到外科系统的系统模块和/或模块化装置。
外科系统的系统模块和/或模块化装置40012a至40012n，或者可以是系统模块和/或模块化装置的一部分的通信代理，可以向控制器40002发送通知消息或陷阱。控制器可经由其北向接口40004将通知消息或陷阱转发到管理应用程序40014和管理应用程序40016以供在显示器上显示。在一个示例中，控制器40002可以向作为外科系统的一部分的其他系统模块和/或模块化装置40012a至40012n发送通知。
外科系统的系统模块和/或模块化装置40012a至40012n或者作为系统模块和/或模块化装置的一部分的通信代理可以发送对从控制器40002接收的查询的响应。例如，可作为系统模块或模块化装置的一部分的通信代理可以响应于从控制器40002接收的Get或Set消息或类似于Get或Set消息的消息来发送响应消息。在一个示例中，响应于从控制器40002接收的Get消息或类似的消息，来自系统模块或模块化装置40012a至40012n的响应消息可包括所请求的数据。在一个示例中，响应于从系统模块或模块化装置40012a至40012n接收的Set消息或类似的消息，来自控制器40002的响应消息可包括新设置的值作为该值已被设置的确认。
系统模块或模块化装置40012a至40012n可以使用陷阱或通知消息或类似于陷阱或通知消息的消息来提供关于与系统模块或模块化装置相关联的事件的信息。例如，可以从系统模块或模块化装置40012a至40012n向控制器40002发送陷阱或通知消息，以指示通信接口的状态(例如，通信接口是否可用于通信)。控制器40002可以将陷阱消息的接收发送回系统模块或模块化装置40012a至40012n(例如，发送回系统模块或模块化装置上的代理)。
在一个示例中，TELNET协议可用于在系统模块和/或模块化装置40012a至40012n与控制器40002之间提供双向交互式文本导向通信设施。TELNET协议可用于从控制器40002收集状态信息以及/或者向该控制器发送配置数据(例如，控制程序)。管理应用程序40014或40016中的一者可以使用TELNET使用传输控制协议端口号23来建立与控制器40002的连接。
在一个示例中，SSH(密码加密协议)可用于允许远程登录并且从控制器40002收集状态信息以及/或者向该控制器发送关于系统模块和/或模块化装置40012a至40012n的配置数据。管理应用程序40014或40016中的一者可以使用SSH使用传输控制协议端口号22来建立与控制器40002的加密连接。
在一个示例中，NETCONF可用于通过使用例如<rpc>、<rpc-reply>或<edit-config>操作来调用远程手术调用而执行管理功能。<rpc>和<rpc-reply>手术调用或类似的手术调用可以用于交换来自与外科系统相关联的系统模块和/或模块化装置的信息。NETCONF<edit-config>操作或类似的操作可用于配置与外科系统相关联的系统模块和/或模块化装置。
控制器40002可以配置系统模块和/或模块化装置40012a至40012n来建立数据平面40010。数据平面40010(例如，也称为用户平面或转发平面)可以启用多个系统模块和/或模块化装置40012a至40012n之间的通信数据路径。数据平面40010可以由系统模块和/或模块化装置40012a至40012n使用，用于在与外科系统相关联的系统模块和/或模块化装置之间传送数据的数据流。可以使用与外科系统的一个或多个外科集线器相关联的系统模块和/或模块化装置之间的一个或多个专用通信接口来建立数据流。在一个示例中，可以在一个或多个局域网(LAN)和一个或多个广域网(WAN)诸如互联网上建立数据流。
在一个示例中，数据平面40010可以提供对为系统模块和/或模块化装置40012b和40012n之间的数据流建立第一和第二独立的、不相交的、并发的和冗余的通信路径的支持。如图1C所示，可以在系统模块/模块化装置40012b和40012n之间建立冗余通信路径。冗余通信路径可以承载系统模块和/或模块化装置之间的相同/冗余的数据流。在一个示例中，当或者如果由于系统模块/模块化装置40012b和40012n上的通信接口中的一者的问题而导致数据分组中的一些数据分组在冗余通信路径中的一个冗余通信路径上被丢弃时，系统模块和/或模块化装置可以继续通过第二通信路径发送/接收丢弃的数据分组的至少一个副本。
图2示出了外科手术室中的外科系统20002的示例。如图2所示，患者由一个或多个医护专业人员(HCP)进行手术。HCP由HCP佩戴的一个或多个HCP感测系统20020监测。HCP和HCP周围的环境还可以由一个或多个环境感测系统监测，这些环境感测系统包括例如可以部署在手术室中的一组相机20021、一组麦克风20022和其他传感器。HCP感测系统20020和环境感测系统可以与外科集线器20006通信，该外科集线器继而可以与云计算系统20008的一个或多个云服务器20009通信，如图1A所示。环境感测系统可用于测量一个或多个环境属性，例如，手术室中HCP的位置、HCP移动、手术室中的环境噪声、手术室中的温度/湿度等。
如图2所示，主显示器20023和一个或多个音频输出装置(例如，扬声器20019)被定位在无菌区中，以对在手术台20024处的操作者可见。此外，可视化/通知塔20026被定位在无菌区外部。可视化/通知塔20026可包括彼此背离的第一非无菌人机交互装置(HID)20027和第二非无菌HID 20029。HID可以是显示器或具有允许人直接与HID对接的触摸屏的显示器。由外科集线器20006引导的人机接口系统可以被配置为能够利用HID 20027、20029和20023来协调到无菌区内部和外部的操作者的信息流。在一个示例中，外科集线器20006可以使HID(例如，主HID 20023)显示关于患者和/或外科手术步骤的通知和/或信息。在一个示例中，外科集线器20006可以提示无菌区或非无菌区中的人员输入和/或从其接收输入。在一个示例中，外科集线器20006可使HID在非无菌HID 20027或20029上显示由成像装置20030记录的外科部位的快照，同时保持外科部位在主HID 20023上的实时馈送。例如，非无菌显示器20027或20029上的快照可允许非无菌操作者执行与外科手术相关的诊断步骤。
在一个方面，外科集线器20006可被配置为能够将由非无菌操作者在可视化塔20026处输入的诊断输入或反馈路由到无菌区内的主显示器20023，其中手术台处的无菌操作者可查看该诊断输入或反馈。在一个示例中，输入可以是对显示在非无菌显示器20027或20029上的快照的修改形式，其可通过外科集线器20006路由到主显示器20023。
参考图2，外科器械20031作为外科系统20002的一部分在外科手术中使用。集线器20006可被配置为能够协调流向外科器械20031的显示器的信息流。例如，在2018年12月4日提交的名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,STORAGE ANDDISPLAY”的美国专利申请公布号US2019-0200844 A1(美国专利申请号16/209,385)中，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。由非无菌操作者在可视化塔20026处输入的诊断输入或反馈可由集线器20006路由到无菌区内的外科器械显示器，其中外科器械20031的操作者可查看该诊断输入或反馈。例如，适合与外科系统20002一起使用的示例性外科器械在2018年12月4日提交的名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,STORAGE ANDDISPLAY”的美国专利申请公布号US2019-0200844 A1(美国专利申请号16/209,385)中在“SurgicalInstrument Hardware”标题下有所描述，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
图2示出了用于对平躺在外科手术室20035中的手术台20024上的患者执行外科手术的外科系统20002的示例。机器人系统20034可作为外科系统20002的一部分用于外科手术中。机器人系统20034可包括外科医生的控制台20036、患者侧推车20032(外科机器人)和外科机器人集线器20033。当外科医生通过外科医生的控制台20036观察外科部位时，患者侧推车20032可通过患者体内的微创切口来操纵至少一个可移除地耦接的外科工具20037。外科部位的图像可通过医学成像装置20030获得，该医学成像装置可由患者侧推车20032操纵以将该成像装置20030定向。机器人集线器20033可用于处理外科部位的图像，以随后通过外科医生的控制台20036显示给外科医生。
其他类型的机器人系统可容易地适于与外科系统20002一起使用。适合与本公开一起使用的机器人系统和外科手术工具的各种示例在2018年12月4日提交的名称为“METHOD OF ROBOTIC HUB COMMUNICATION,DETECTION,AND CONTROL”的美国专利申请公布号US2019-0201137A1(美国专利申请号16/209,407)中有所描述，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
由云计算系统20008执行并且适合与本公开一起使用的基于云的分析的各种示例在2018年12月4日提交的名称为“METHOD OF CLOUD BASED DATA ANALYTICS FOR USE WITHTHE HUB”的美国专利申请公布号US2019-0206569 A1(美国专利申请号16/209,403)中有所描述，该专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
在各种方面，成像装置20030可包括至少一个图像传感器和一个或多个光学部件。合适的图像传感器可包括但不限于电荷耦接装置(CCD)传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
成像装置20030的光学部件可包括一个或多个照明源和/或一个或多个透镜。一个或多个照明源可被引导以照明外科场地的多部分。一个或多个图像传感器可接收从外科场地反射或折射的光，包括从组织和/或外科器械反射或折射的光。
一个或多个照明源可被配置为能够辐射可见光谱中的电磁能以及不可见光谱。可见光谱(有时被称为光学光谱或发光光谱)是电磁光谱中对人眼可见(即，可被人眼检测到)的那部分，并且可被称为可见光或简单光。典型的人眼将对空气中约380nm至约750nm范围的波长作出响应。
不可见光谱(例如，非发光光谱)是电磁光谱的位于可见光谱之下和之上的部分(即，低于约380nm且高于约750nm的波长)。人眼不可检测到不可见光谱。大于约750nm的波长长于红色可见光谱，并且它们变为不可见的红外(IR)、微波和无线电电磁辐射。小于约380nm的波长比紫色光谱短，并且它们变为不可见的紫外、x射线和γ射线电磁辐射。
在各种方面，成像装置20030被配置用于微创手术中。适合与本公开一起使用的成像装置的示例包括但不限于关节镜、血管镜、支气管镜、胆道镜、结肠镜、细胞检查镜、十二指镜、肠窥镜、食道-十二指肠镜(胃镜)、内窥镜、喉镜、鼻咽-肾内窥镜、乙状结肠镜、胸腔镜和输尿管镜。
成像装置可采用多光谱监测来区分形貌和下层结构。多光谱图像是捕获跨电磁波谱的特定波长范围内的图像数据的图像。可通过滤波器或通过使用对特定波长敏感的器械来分离波长，特定波长包括来自可见光范围之外的频率的光，例如IR和紫外。光谱成像可允许提取人眼未能用其红色、绿色和蓝色的受体捕获的附加信息。多光谱成像的使用在2018年12月4日提交的名称为“METHOD OF HUB COMMUNICATION,PROCESSING,STORAGEANDDISPLAY”的美国专利申请公布号US2019-0200844 A1(美国专利申请号16/209,385)的标题“Advanced Imaging Acquisition Module”下更详细地描述，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。在完成外科任务以对处理过的组织执行一个或多个先前所述测试之后，多光谱监测可以是用于重新定位外科场地的有用工具。不言自明的是，在任何外科期间都需要对手术室和外科设备进行严格灭菌。在“外科室”(即，手术室或治疗室)中所需的严格的卫生和灭菌条件需要所有医疗装置和设备的最高可能的无菌性。该灭菌过程的一部分是需要对接触患者或穿透无菌区的任何物质进行灭菌，包括成像装置20030及其附接件和部件。应当理解，无菌区可被认为是被认为不含微生物的指定区域，诸如在托盘内或无菌毛巾内，或者无菌区可被认为是已准备用于外科手术的患者周围的区域。无菌区可包括被恰当地穿着的擦洗的团队成员，以及该区域中的所有设备和固定装置。
图1A所示的可穿戴感测系统20011可包括一个或多个感测系统，例如，如图2所示的HCP感测系统20020。HCP感测系统20020可包括用于监测和检测医护人员(HCP)的一组身体状态和/或一组生理状态的感测系统。HCP通常可以是外科医生或协助外科医生的一个或多个医护人员或其他医疗服务提供者。在一个示例中，感测系统20020可以测量一组生物标志物以监测HCP的心率。在一个示例中，佩戴在外科医生的手腕上的感测系统20020(例如，手表或腕带)可以使用加速度计来检测手部运动和/或抖动并且确定震颤的幅度和频率。感测系统20020可以将与该组生物标志物相关联的测量数据以及与外科医生的身体状态相关联的数据发送到外科集线器20006以供进一步处理。一个或多个环境感测装置可以向外科集线器20006发送环境信息。例如，环境感测装置可包括用于检测HCP的手/身体位置的相机20021。环境感测装置可包括用于测量手术室中的环境噪声的麦克风20022。其他环境感测装置可包括例如用于测量温度的温度计和用于测量手术室中的环境的湿度的湿度计等装置。单独的或与云计算系统通信的外科集线器20006可以使用外科医生生物标志物测量数据和/或环境感测信息来修改手持式器械的控制算法或机器人接口的平均延迟，例如，以最小化震颤。在一个示例中，HCP感测系统20020可以测量与HCP相关联的一个或多个外科医生生物标志物，并且将与外科医生生物标志物相关联的测量数据发送到外科集线器20006。HCP感测系统20020可以使用以下RF协议中的一种或多种RF协议来与外科集线器20006通信：Bluetooth、Bluetooth Low-Energy(BLE)、Bluetooth Smart、Zigbee、Z波、IPv6低功率无线个域网(6LoWPAN)、Wi-Fi。外科医生生物标志物可包括以下的一种或多种：压力、心率等。来自手术室的环境测量结果可包括与外科医生或患者、外科医生和/或人员移动、外科医生和/或人员注意力水平等相关联的环境噪声水平。
外科集线器20006可以使用与HCP相关联的外科医生生物标志物测量数据来自适应地控制一个或多个外科器械20031。例如，外科集线器20006可向外科器械20031发送控制程序以控制其致动器来限制或补偿疲劳和精细运动技能的使用。外科集线器20006可以基于态势感知和/或关于任务的重要性或关键程度的情境来发送控制程序。当需要控制时，控制程序可以指示器械改变操作以提供更多控制。
图3示出了示例性外科系统20002，该示例性外科系统具有与可穿戴感测系统20011、环境感测系统20015、人机接口系统20012、机器人系统20013和智能器械20014配对的外科集线器20006。集线器20006包括显示器20048、成像模块20049、发生器模块20050、通信模块20056、处理器模块20057、存储阵列20058和手术室标测模块20059。在某些方面，如图3所示，集线器20006还包括排烟模块20054和/或抽吸/冲洗模块20055。在外科手术期间，用于密封和/或切割的对组织的能量施加通常与排烟、抽吸过量流体和/或冲洗组织相关联。来自不同来源的流体管线、功率管线和/或数据管线通常在外科手术期间缠结。在外科手术期间解决该问题可浪费有价值的时间。断开管线可需要将管线与其相应的模块断开连接，这可需要重置模块。集线器模块化壳体20060提供用于管理功率管线、数据管线和流体管线的统一环境，这减小了此类管线之间缠结的频率。本公开的各方面提供了用于外科手术中的外科集线器20006，该外科手术涉及将能量施加到外科部位处的组织。外科集线器20006包括集线器壳体20060和可滑动地容纳在集线器壳体20060的对接底座中的组合发生器模块。对接底座包括数据触点和功率触点。组合发生器模块包括座置在单个单元中的超声能量发生器部件、双极RF能量发生器部件和单极RF能量发生器部件中的两个或更多个。在一个方面，组合发生器模块还包括排烟部件，用于将组合发生器模块连接到外科器械的至少一根能量递送缆线、被配置为能够排出通过向组织施加治疗能量而产生的烟雾、流体和/或颗粒的至少一个排烟部件、以及从远程外科部位延伸至排烟部件的流体管线。在一个方面，流体管线可以是第一流体管线，并且第二流体管线可从远程外科部位延伸至可滑动地容纳在集线器壳体20060中的抽吸和冲洗模块20055。在一个方面，集线器壳体20060可包括流体接口。某些外科手术可需要将多于一种能量类型施加到组织。一种能量类型可更有利于切割组织，而另一种不同的能量类型可更有利于密封组织。例如，双极发生器可用于密封组织，而超声发生器可用于切割密封的组织。本公开的各方面提供了一种解决方案，其中集线器模块化壳体20060被构造成能够容纳不同的发生器，并且有利于它们之间的交互式通信。集线器模块化壳体20060的优点之一是使得能够快速地移除和/或更换各种模块。本公开的方面提供了在涉及将能量施加到组织的外科手术中使用的模块化外科壳体。模块化外科壳体包括第一能量发生器模块，第一能量发生器模块被配置为能够生成用于施加到组织的第一能量，和第一对接底座，第一对接底座包括第一对接端口，第一对接端口包括第一数据和功率触点，其中第一能量发生器模块可滑动地运动成与该功率和数据触点电接合，并且其中第一能量发生器模块可滑动地运动出与第一功率和数据触点电接合。对上文进行进一步描述，模块化外科壳体还包括第二能量发生器模块，第二能量发生器模块被配置为能够生成不同于第一能量的第二能量以用于施加到组织，和第二对接底座，第二对接底座包括第二对接端口，第二对接端口包括第二数据和功率触点，其中第二能量发生器模块可滑动地运动成与功率和数据触点电接合，并且其中第二能量发生器可滑动地运动出于第二功率和数据触点的电接触。此外，模块化外科壳体还包括在第一对接端口和第二对接端口之间的通信总线，其被配置为能够有利于第一能量发生器模块和第二能量发生器模块之间的通信。参考图3，本公开的各方面被呈现为集线器模块化壳体20060，其允许发生器模块20050、排烟模块20054和抽吸/冲洗模块20055的模块化集成。集线器模块化壳体20060还有利于模块20059、20054、20055之间的交互式通信。发生器模块20050可具有被支撑在可滑动地插入到集线器模块化壳体20060中的单个外壳单元中的集成的单极部件、双极部件和超声部件。发生器模块20050可被配置为能够连接到单极装置20051、双极装置20052和超声装置20053。另选地，发生器模块20050可包括通过集线器模块化壳体20060进行交互的一系列单极发生器模块、双极发生器模块和/或超声发生器模块。集线器模块化壳体20060可被配置为能够有利于多个发生器的插入和对接到集线器模块化壳体20060中的发生器之间的交互式通信，使得发生器将充当单个发生器。
图4示出了根据本公开的至少一个方面的具有一组通信集线器的外科数据网络，该通信集线器被配置为能够将位于医疗设施的一个或多个手术室、患者恢复室或医疗设施中专门为外科操作配备的房间中的一组感测系统、环境感测系统和一组其他模块化装置连接到云。
如图4所示，外科集线器系统20060可包括模块化通信集线器20065，其被配置为能够位于医疗设施中的模块化装置连接到基于云的系统(例如，云计算系统20064，其可包括耦接到远程存储装置20068的远程服务器20067)。模块化通信集线器20065和装置可以连接在医疗设施中专门为外科操作配备的房间中。在一个方面，模块化通信集线器20065可包括与网络路由器20066通信的网络集线器20061和/或网络交换机20062。模块化通信集线器20065可耦接到本地计算机系统20063以提供本地计算机处理和数据操纵。
计算机系统20063可包括处理器和网络接口20100。处理器可经由系统总线耦接到通信模块、存储装置、存储器、非易失性存储器和输入/输出(I/O)接口。系统总线可为若干类型的总线结构中的任一者，该总线结构包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线和/或使用任何各种可用总线架构的本地总线，包括但不限于9位总线、工业标准架构(ISA)、微型Charmel架构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动电子器件(IDE)、VESA本地总线(VLB)、外围部件互连件(PCI)、USB、高级图形端口(AGP)、个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)、小型计算机系统接口(SCSI)或任何其他外围总线。
控制器可为任何单核或多核处理器，诸如由Texas Instruments提供的商品名为ARM Cortex的那些处理器。在一个方面，处理器可为购自例如Texas Instruments的LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F处理器核心，其包括256KB的单循环闪存或其他非易失性存储器(高达40MHz)的片上存储器、用于改善40MHz以上的执行的预取缓冲器、32KB单循环序列随机存取存储器(SRAM)、装载有软件的内部只读存储器(ROM)、2KB电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、和/或一个或多个脉宽调制(PWM)模块、一个或多个正交编码器输入(QEI)模拟、具有12个模拟输入信道的一个或多个12位模数转换器(ADC)，其细节可见于产品数据表。
在一个示例中，处理器可包括安全控制器，该安全控制器包括两个基于控制器的系列(诸如TMS570和RM4x)，已知同样由Texas Instruments生产，商品名为Hercules ARMCortex R4。该安全控制器可被配置为能够专门用于IEC 61508和ISO 26262安全关键应用等，以提供高级集成安全特征部，同时递送可定标的执行、连接性和存储器选项。
应当理解，计算机系统20063可包括充当用户与在合适的操作环境中描述的基本计算机资源之间的中介的软件。此类软件可包括操作系统。可存储在磁盘存储装置上的操作系统可用于控制并分配计算机系统的资源。系统应用程序可利用操作系统通过存储在系统存储器或磁盘存储装置中的程序模块和程序数据来管理资源。应当理解，本文所述的各种部件可用各种操作系统或操作系统的组合来实现。
用户可通过耦接到I/O接口的输入装置将命令或信息输入到计算机系统20063中。输入装置可包括但不限于指向装置，诸如鼠标、触控球、触笔、触摸板、键盘、麦克风、操纵杆、游戏垫、卫星盘、扫描器、电视调谐器卡、数字相机、数字摄像机、web相机等。这些和其他输入装置经由接口端口通过系统总线连接到处理器20102。接口端口包括例如串口、并行端口、游戏端口和USB。输出装置使用与输入装置相同类型的端口。因此，例如，USB端口可用于向计算机系统20063提供输入并将信息从计算机系统20063输出到输出装置。提供了输出适配器来说明在其他输出装置中可存在可能需要特殊适配器的一些输出装置，如监测器、显示器、扬声器和打印机。输出适配器以举例的方式可包括但不限于提供输出装置和系统总线之间的连接装置的视频和声卡。应当指出，其他装置或装置诸如远程计算机的系统可提供输入能力和输出能力两者。
计算机系统20063可使用与一个或多个远程计算机(诸如云计算机)或本地计算机的逻辑连接在联网环境中操作。远程云计算机可为个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的器具、对等装置或其他公共网络节点等，并且通常包括相对于计算机系统所述的元件中的许多或全部。为简明起见，仅示出了具有远程计算机的存储器存储装置。远程计算机可通过网络接口在逻辑上连接到计算机系统，并且然后经由通信连接物理连接。网络接口可涵盖通信网络诸如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术可包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE 802.3、令牌环/IEEE 802.5等。WAN技术可包括但不限于点对点链路、电路交换网络如综合业务数字网络(ISDN)及其变体、分组交换网络和数字用户管线(DSL)。
在各种示例中，计算机系统20063可包括图像处理器、图像处理引擎、媒体处理器，或用于处理数字图像的任何专用数字信号处理器(DSP)。图像处理器可采用具有单个指令、多数据(SIMD)或多指令、多数据(MIMD)技术的并行计算以提高速度和效率。数字图像处理引擎可执行一系列任务。图像处理器可为具有多核处理器架构的芯片上的系统。
通信连接可指用于将网络接口连接到总线的硬件/软件。虽然示出了通信连接以便在计算机系统20063内进行示例性澄清，但其也可位于计算机系统20063外部。连接到网络接口所必需的硬件/软件仅出于示例性目的可包括内部和外部技术，例如调制解调器，包括常规的电话级调制解调器、电缆调制解调器、光纤调制解调器和DSL调制解调器、ISDN适配器和以太网卡。在一些示例中，还可以使用RF接口来提供网络接口。
与外科集线器系统20060相关联的外科数据网络可被配置为能够无源的、智能的或交换式的。无源外科数据网络充当数据的管道，从而使得其能够从一个装置(或区段)转移到另一个装置(或区段)以及云计算资源。智能外科数据网络包括附加特征部，以使得能够监测穿过外科数据网络的流量并配置网络集线器20061或网络交换机20062中的每个端口。智能外科数据网络可被称为可管理的集线器或交换机。交换集线器读取每个包的目标地址，并且然后将包转发到正确的端口。
位于手术室中的模块化装置1a-1n可耦接到模块化通信集线器20065。网络集线器20061和/或网络交换机20062可耦接到网络路由器20066以将装置1a-1n连接至云计算系统20064或本地计算机系统20063。与装置1a-1n相关联的数据可经由路由器传输到基于云的计算机，用于远程数据处理和操纵。与装置1a-1n相关联的数据也可被传输至本地计算机系统20063以用于本地数据处理和操纵。位于相同手术室中的模块化装置2a-2m也可耦接到网络交换机20062。网络交换机20062可耦接到网络集线器20061和/或网络路由器20066以将装置2a-2m连接至云20064。与装置2a-2m相关联的数据可经由网络路由器20066传输到云计算系统20064以用于数据处理和操纵。与装置2a-2m相关联的数据也可被传输至本地计算机系统20063以用于本地数据处理和操纵。
可穿戴感测系统20011可包括一个或多个感测系统20069。感测系统20069可包括HCP感测系统和/或患者感测系统。一个或多个感测系统20069可以直接经由网络路由器20066中的一者或经由与网络路由器20066通信的网络集线器20061或网络交换机20062与外科集线器系统20060的计算机系统20063或云服务器20067通信。
感测系统20069可以耦接到网络路由器20066以将感测系统20069连接到本地计算机系统20063和/或云计算系统20064。与感测系统20069相关联的数据可经由网络路由器20066传输到云计算系统20064以用于数据处理和操纵。与感测系统20069相关联的数据也可被传输至本地计算机系统20063以用于本地数据处理和操纵。
如图4所示，可通过将多个网络集线器20061和/或多个网络交换机20062与多个网络路由器20066互连来扩展外科集线器系统20060。模块化通信集线器20065可包含在模块化控制塔中，该模块化控制塔被构造成能够容纳多个装置1a-1n/2a-2m。本地计算机系统20063也可包含在模块化控制塔中。模块化通信集线器20065可连接到显示器20068以显示例如在外科手术期间由装置1a-1n/2a-2m中的一些装置获得的图像。在各种方面，装置1a-1n/2a-2m可包括例如各种模块，诸如耦接到内窥镜的成像模块、耦接到基于能量的外科装置的发生器模块、排烟模块、抽吸/冲洗模块、通信模块、处理器模块、存储阵列、连接到显示器的外科装置和/或可连接到外科数据网络的模块化通信集线器20065的其他模块化装置中的非接触传感器模块。
在一个方面，图4所示的外科集线器系统20060可包括将装置1a-1n/2a-2m或感测系统20069连接到云基础系统20064的网络集线器、网络交换机和网络路由器的组合。耦接到网络集线器20061或网络交换机20062的装置1a-1n/2a-2m或感测系统20069中的一者或多者可以实时收集数据，并且将该数据传输到云计算机以进行数据处理和操作。应当理解，云计算依赖于共享计算资源，而不是使用本地服务器或个人装置来处理软件应用程序。可使用“云”一词作为“因特网”的隐喻，尽管该术语不受此限制。因此，本文可使用术语“云计算”来指“基于互联网的计算的类型”，其中将不同的服务(诸如服务器、存储装置和应用程序)递送至位于手术室(例如，固定、移动、临时或现场手术室或空间)中的模块化通信集线器20065和/或计算机系统20063以及通过互联网连接至模块化通信集线器20065和/或计算机系统20063的装置。云基础设施可由云服务提供方维护。在这种情况下，云服务提供方可以是协调位于一个或多个手术室中的装置1a-1n/2a-2m的使用和控制的实体。云计算服务可以基于由智能外科器械、机器人、感测系统和位于手术室中的其他计算机化装置所收集的数据来执行大量计算。集线器硬件使得多个装置、感测系统和/或连接能够连接到与云计算资源和存储装置通信的计算机。
对由装置1a-1n/2a-2m所收集的数据应用云计算机数据处理技术，外科数据网络可提供改善的外科结果，减小的成本和改善的患者满意度。可采用装置1a-1n/2a-2m中的至少一些来观察组织状态以评估在组织密封和切割手术之后密封的组织的渗漏或灌注。可采用装置1a-1n/2a-2m中的至少一些来识别病理学，诸如疾病的效应，使用基于云的计算检查包括用于诊断目的的身体组织样本的图像的数据。这可包括组织和表型的定位和边缘确认。可采用装置1a-1n/2a-2m中的至少一些使用与成像装置和技术(诸如重叠由多个成像装置捕获的图像)集成的各种传感器来识别身体的解剖结构。由装置1a-1n/2a-2m收集的数据(包括图像数据)可被传输到云计算系统20064或本地计算机系统20063或这两者以用于数据处理和操纵，包括图像处理和操纵。可分析数据以通过确定是否可继续进行进一步治疗(诸如内窥镜式干预、新兴技术、靶向辐射、靶向干预和精确机器人对组织特异性位点和状况的应用来改善外科手术结果。此类数据分析可进一步采用结果分析处理，并且使用标准化方法可提供有益反馈以确认外科治疗和外科医生的行为，或建议修改外科治疗和外科医生的行为。
对由感测系统20069所收集的测量数据应用云计算机数据处理技术，外科数据网络可提供改善的外科结果、改进的恢复结果、减小的成本和改善的患者满意度。感测系统20069中的至少一些感测系统可用于评估对患者进行手术的外科医生或正准备进行外科手术的患者或在外科手术之后恢复的患者的生理状况。基于云的计算系统20064可用于实时监测与外科医生或患者相关联的生物标志物，并且可用于至少基于在外科手术之前收集的测量数据来生成外科计划，在外科手术期间向外科器械提供控制信号，并且在手术后期间向患者通知并发症。
手术室装置1a-1n可通过有线信道或无线信道连接至模块化通信集线器20065，这取决于装置1a-1n至网络集线器20061的配置。在一个方面，网络集线器20061可被实现为在开放式系统互连(OSI)模型的物理层上工作的本地网络广播装置。该网络集线器可提供与位于同一手术室网络中的装置1a-1n的连接。网络集线器20061可以包的形式收集数据，并以半双工模式将其发送至路由器。网络集线器20061可不存储用于传输装置数据的任何媒体访问控制/因特网协议(MAC/IP)。装置1a-1n中的仅一个装置可一次通过网络集线器20061发送数据。网络集线器20061可没有关于在何处发送信息并在每个连接上广播所有网络数据以及向云计算系统20064的远程服务器20067广播所有网络数据的路由表或智能。网络集线器20061可检测基本网络错误诸如冲突，但将所有信息广播到多个端口可能带来安全风险并导致瓶颈。
手术室装置2a-2m可通过有线信道或无线信道连接到网络交换机20062。网络交换机20062在OSI模型的数据链路层中工作。网络交换机20062可以是用于将位于同一手术室中的装置2a-2m连接到网络的多点传送装置。网络交换机20062可以帧的形式向网络路由器20066发送数据并且可以全双工模式工作。多个装置2a-2m可通过网络交换机20062同时发送数据。网络交换机20062存储并使用装置2a-2m的MAC地址来传输数据。
网络集线器20061和/或网络交换机20062可耦接到网络路由器20066以连接到云计算系统20064。网络路由器20066在OSI模型的网络层中工作。网络路由器20066产生用于将从网络集线器20061和/或网络交换机20062接收的数据包发射至基于云的计算机资源的路由，以进一步处理和操纵由装置1a-1n/2a-2m和可穿戴感测系统20011中的任一者或所有收集的数据。可采用网络路由器20066来连接位于不同位置的两个或更多个不同的网络，诸如例如同一医疗设施的不同手术室或位于不同医疗设施的不同手术室的不同网络。网络路由器20066可以包的形式向云计算系统20064发送数据并且以全双工模式工作。多个装置可以同时发送数据。网络路由器20066可使用IP地址来传输数据。
在一个示例中，网络集线器20061可被实现为USB集线器，其允许多个USB装置连接到主机。USB集线器可以将单个USB端口扩展到多个层级，以便有更多端口可用于将装置连接到主机系统计算机。网络集线器20061可包括用于通过有线信道或无线信道接收信息的有线或无线能力。在一个方面，无线USB短距离、高带宽无线无线电通信协议可用于装置1a-1n和位于手术室中的装置2a-2m之间的通信。
在示例中，手术室装置1a-1n/2a-2m和/或感测系统20069可经由蓝牙无线技术标准与模块化通信集线器20065通信，以用于在短距离(使用ISM频带中的2.4GHz至2.485GHz的短波长UHF无线电波)从固定装置和移动装置交换数据以及构建个人局域网(PAN)。手术室装置1a-1n/2a-2m和/或感测系统20069可经由多种无线或有线通信标准或协议与模块化通信集线器20065通信，包括但不限于Bluetooth、Low-Energy Bluetooth、近场通信(NFC)、Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、IEEE 802.20、新空口(NR)、长期演进(LTE)和Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT及其以太网衍生物，以及指定为3G、4G、5G和以上的任何其他无线和有线协议。计算模块可包括多个通信模块。例如，第一通信模块可以专用于较短距离的无线通信，例如Wi-Fi和Bluetooth Low-Energy Bluetooth、Bluetooth Smart，而第二通信模块可以专门用于较长距离的无线通信，例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA等。
模块化通信集线器20065可用作手术室装置1a-1n/2a-2m和/或感测系统20069中的一者或多者的中央连接，并且可以处理被称为帧的数据类型。帧可携带由装置1a-1n/2a-2m和/或感测系统20069生成的数据。当模块化通信集线器20065接收到帧时，帧可以被放大和/或发送到网络路由器20066，该网络路由器可以通过使用多个无线或有线通信标准或协议将数据传输到云计算系统20064或本地计算机系统20063，如本文所述。
模块化通信集线器20065可用作独立装置或连接到兼容的网络集线器20061和网络交换机20062以形成更大的网络。模块化通信集线器20065通常可易于安装、配置和维护，使得其成为对手术室装置1a-1n/2a-2m进行联网的良好选项。
图5示出了计算机实现的交互式外科系统20070，其可以是外科系统20002的一部分。计算机实现的交互式外科系统20070在许多方面类似于由HCP感测系统20002。例如，计算机实现的交互式外科系统20070可包括在许多方面类似于外科系统20002的一个或多个外科子系统20072。每个外科子系统20072可包括与可包括远程服务器20077和远程存储装置20078的云计算系统20064通信的至少一个外科集线器20076。在一个方面，计算机实现的交互式外科系统20070可包括模块化控件20085，该模块化控件连接到多个手术室装置，诸如感测系统20001、智能外科器械、机器人和位于手术室中的其他计算机化装置。
如图5的示例中所示，模块化控件20085可耦接到成像模块20088(该成像模块可耦接到内窥镜20087)、可耦接到能量装置20089的发生器模块20090、排烟器模块20091、抽吸/冲洗模块20092、通信模块20097、处理器模块20093、存储阵列20094、任选地分别耦接到显示器20086和20084的智能装置/器械20095和非接触传感器模块20096。非接触传感器模块20096可以使用超声、激光型和/或类似的非接触式测量装置来测量外科室的大小并且生成外科室的标测图。可采用其他距离传感器来确定手术室的边界。基于超声的非接触传感器模块可通过发射一阵超声并在其从手术室的围墙弹回时接收回波来扫描手术室，如在2017年12月28日提交的名称为“INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,341中的标题“Surgical Hub Spatial Awareness Within an Operating Room”下所述，该临时专利申请全文以引用方式并入本文。传感器模块可被配置为能够确定手术室的大小并且调整蓝牙配对距离限制。基于激光的非接触传感器模块可通过发射激光脉冲、接收从手术室的围墙弹回的激光脉冲，以及将发射脉冲的相位与所接收的脉冲进行比较来扫描手术室，以确定手术室的大小并调整蓝牙配对距离限制。
模块化控件20085还可以与一个或多个感测系统20069和环境感测系统20015通信。感测系统20069可直接经由路由器或经由通信模块20097连接到模块化控件20085。手术室装置可经由模块化控件20085耦接到云计算资源和数据存储装置。机器人外科集线器20082也可以连接到模块化控件20085和云计算资源。装置/器械20095或20084、人机接口系统20080等可经由有线或无线通信标准或协议耦接到模块化控件20085，如本文所述。人机接口系统20080可包括显示子系统和通知子系统。模块化控件20085可耦接到集线器显示器20081(例如，监测器、屏幕)以显示和叠加从成像模块20088、装置/器械显示器20086和/或其他人机接口系统20080接收的图像。集线器显示器20081还可结合图像和叠加图像来显示从连接到模块化控件20085的装置接收的数据。
图6示出了根据本公开的一个或多个方面的外科器械或工具的控制系统20220的逻辑图。外科器械或外科工具可以是可配置的。外科器械可包括专用于即将进行的手术的外科固定装置，例如成像装置、外科缝合器、能量装置、内镜切割器装置等。例如，外科器械可包括电动缝合器、动力缝合器发生器、能量装置、前置能量装置、前置能量钳口装置、内镜切割器夹钳、能量装置发生器、手术室成像系统、排烟器、抽吸-冲洗装置、吹气系统等中的任一种。系统20220可包括控制电路。控制电路可包括微控制器20221，该微控制器包括处理器20222和存储器20223。例如，传感器20225、20226、20227中的一者或多者向处理器20222提供实时反馈。由马达驱动器20229驱动的马达20230可操作地耦接可纵向移动的位移构件以驱动I形梁刀元件。跟踪系统20228可被配置为能够确定纵向可移动的位移构件的位置。可将位置信息提供给处理器20222，该处理器可被编程或配置为确定纵向可移动的驱动构件的位置以及击发构件、击发杆和I形梁刀元件的位置。附加马达可设置在工具驱动器接口处，以控制I形梁击发、闭合管行进、轴旋转和关节运动。显示器20224可显示器械的多种操作条件并且可包括用于数据输入的触摸屏功能。显示在显示器20224上的信息可叠加有经由内窥镜式成像模块获取的图像。
微控制器20221可为任何单核或多核处理器，诸如由Texas Instruments提供的商品名为ARM Cortex的那些处理器。在一个方面，主微控制器20221可以为购自例如TexasInstruments的LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F处理器核心，包括256KB的单循环闪存存储器或其他非易失性存储器(高达40MHz)的片上存储器、用于改善高于40MHz的性能的预取缓冲器、32KB单循环SRAM、装载有软件的内部ROM、2KB EEPROM、一个或多个PWM模块、一个或多个QEI模拟和/或具有12个模拟输入信道的一个或多个12位ADC，其细节可见于产品数据表。
微控制器20221可包括安全控制器，该安全控制器包括两个基于控制器的系列(诸如TMS570和RM4x)，已知其同样由Texas Instruments生产，商品名为Hercules ARM CortexR4。该安全控制器可被配置为能够专门用于IEC 61508和ISO 26262安全关键应用等，以提供高级集成安全特征部，同时递送可定标的执行、连接性和存储器选项。
可对微控制器20221进行编程以执行各种功能，诸如对刀和关节运动系统的速度和位置的精确控制。在一个方面，微控制器20221可包括处理器20222和存储器20223。电动马达20230可为有刷直流(DC)马达，其具有齿轮箱以及至关节运动或刀系统的机械链路。在一个方面，马达驱动器20229可以是可购自Allegro Microsystems,Inc.的A3941。其他马达驱动器可容易地被替换以用于包括绝对定位系统的跟踪系统20228中。绝对定位系统的详细描述在2017年10月19日公布的名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING ASURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT”的美国专利申请公布号2017/0296213中有所描述，该专利申请全文以引用方式并入本文。
微控制器20221可被编程为提供对位移构件和关节运动系统的速度和位置的精确控制。微控制器20221可被配置为能够计算微控制器20221的软件中的响应。可将计算的响应与实际系统的所测量响应进行比较，以获得“观察到的”响应，其用于实际反馈决定。观察到的响应可为有利的调谐值，该值使所模拟响应的平滑连续性质与所测量响应均衡，这可检测对系统的外部影响。
马达20230可由马达驱动器20229控制并可被外科器械或工具的击发系统采用。在各种形式中，马达20230可以是具有约25,000RPM的最大旋转速度的有刷DC驱动马达。在一些示例中，马达20230可包括无刷马达、无绳马达、同步马达、步进马达或任何其他合适的电动马达。马达驱动器20229可包括例如包括场效应晶体管(FET)的H桥驱动器。马达20230可通过可释放地安装到柄部组件或工具外壳的功率组件来提供动力，以用于向外科器械或工具供应控制动力。功率组件可包括电池，该电池可包括串联连接的、可用作功率源以为外科器械或工具提供功率的多个电池单元。在某些情况下，功率组件的电池单元可以是可替换的和/或可再充电的。在至少一个示例中，电池单元可为锂离子电池，其可耦接到功率组件并且可与功率组件分离。
马达驱动器20229可为可购自Allegro Microsystems,Inc.的A3941。A3941可为全桥控制器，其用于与针对电感负载(诸如有刷DC马达)特别设计的外部N信道功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)一起使用。驱动器20229可包括独特的电荷泵调整器，其可为低至7V的电池电压提供完整的(>10V)栅极驱动并且可允许A3941在低至5.5V的减小的栅极驱动下操作。可采用自举电容器来提供N信道MOSFET所需的上述电池供电电压。高边驱动装置的内部电荷泵可允许直流(100％占空比)操作。可使用二极管或同步整流在快衰减模式或慢衰减模式下驱动全桥。在慢衰减模式下，电流再循环可穿过高边FET或低边FET。可通过电阻器可调式空载时间保护功率FET不被击穿。综合诊断提供欠压、过热和功率桥故障的指示，并且可被配置为能够在大多数短路条件下保护功率MOSFET。其他马达驱动器可容易地被替换以用于包括绝对定位系统的跟踪系统20228中。
跟踪系统20228可包括根据本公开的一个方面的包括位置传感器20225的受控马达驱动电路布置方式。用于绝对定位系统的位置传感器20225可提供对应于位移构件的位置的独特位置信号。在一些示例中，位移构件可表示纵向可运动的驱动构件，其包括用于与齿轮减速器组件的对应驱动齿轮啮合接合的驱动齿的齿条。在一些示例中，位移构件可表示击发构件，该击发构件可被适配和配置成能够包括驱动齿的齿条。在一些示例中，位移构件可表示击发杆或I形梁，它们中的每一者均可被适配和构造成能够包括驱动齿的齿条。因此，如本文所用，术语位移构件可通常用于指外科器械或工具的任何可运动的构件诸如驱动构件、击发构件、击发杆、I形梁或可进行移位的任何元件。在一个方面，可纵向运动的驱动构件可耦接到击发构件、击发杆和I形梁。因此，绝对定位系统实际上可通过跟踪可纵向运动的驱动构件的线性位移来跟踪I形梁的线性位移。在各种方面，位移构件可耦接到适于测量线性位移的任何位置传感器20225。因此，可纵向运动的驱动构件、击发构件、击发杆或I形梁或它们的组合可耦接到任何合适的线性位移传感器。线性位移传感器可包括接触式位移传感器或非接触式位移传感器。线性位移传感器可包括线性可变差动变压器(LVDT)、差动可变磁阻换能器(DVRT)、滑动电位计、包括可移动磁体和一系列线性布置的霍尔效应传感器的磁感测系统、包括固定磁体和一系列可移动的线性布置的霍尔效应传感器的磁感测系统、包括可移动光源和一系列线性布置的光电二极管或光电检测器的光学感测系统、包括固定光源和一系列可移动的线性布置的光电二极管或光电检测器的光学感测系统或它们的任何组合。
电动马达20230可包括可操作地与齿轮组件交接的可旋转轴，该齿轮组件与一组驱动齿或驱动齿的齿条啮合安装在位移构件上。传感器元件可以可操作地耦接到齿轮组件，使得位置传感器20225元件的单次旋转对应于位移构件的某些线性纵向平移。传动装置和传感器的布置方式可经由齿条和小齿轮布置方式连接至线性致动器，或者经由直齿齿轮或其他连接而连接至旋转致动器。功率源可为绝对定位系统供应功率，并且输出指示器可显示绝对定位系统的输出。位移构件可表示纵向可运动驱动构件，该纵向可运动驱动构件包括形成于其上的驱动齿的齿条，以用于与齿轮减速器组件的对应驱动齿轮啮合接合。位移构件可表示可纵向运动的击发构件、击发杆、I形梁或它们的组合。
与位置传感器20225相关联的传感器元件的单次旋转可等同于位移构件的纵向线性位移d1，其中d1为：在耦接到位移构件的传感器元件的单次旋转之后，位移构件从点“a”移动到点“b”的纵向线性距离。可经由齿轮减速连接传感器布置方式，该齿轮减速使得位置传感器20225针对位移构件的全行程仅完成一次或多次旋转。位置传感器20225可针对位移构件的全行程完成多次旋转。
可单独或结合齿轮减速采用一系列开关(其中n为大于一的整数)来为位置传感器20225的多于一次旋转提供独特位置信号。开关的状态可被馈送回微控制器20221，该微控制器应用逻辑来确定对应于位移构件的纵向线性位移d1+d2+……dn的独特位置信号。位置传感器20225的输出被提供给微控制器20221。该传感器布置方式的位置传感器20225可包括磁性传感器、模拟旋转传感器(如电位计)或模拟霍尔效应元件的阵列，其输出位置信号或值的独特组合。
位置传感器20225可包括任何数量的磁感测元件，诸如例如根据它们是测量总磁场还是测量磁场的矢量分量来分类的磁性传感器。用于产生上述两种类型磁性传感器的技术可涵盖物理学和电子学的多个方面。用于磁场感测的技术可包括探查线圈、磁通门、光泵、核旋、超导量子干涉仪(SQUID)、霍尔效应、各向异性磁电阻、巨磁电阻、磁性隧道结、巨磁阻抗、磁致伸缩/压电复合材料、磁敏二极管、磁敏晶体管、光纤、磁光，以及基于微机电系统的磁性传感器等等。
用于包括绝对定位系统的跟踪系统20228的位置传感器20225可包括磁性旋转绝对定位系统。位置传感器20225可被实现为AS5055EQFT单片磁性旋转位置传感器，其可购自Austria Microsystems,AG。位置传感器20225与微控制器20221接口以提供绝对定位系统。位置传感器20225可为低电压和低功率部件，并且可包括可位于磁体上方的位置传感器20225的区域中的四个霍尔效应元件。在芯片上还可提供高分辨率ADC和智能功率管理控制器。可提供坐标旋转数字计算机(CORDIC)处理器(也称为逐位法和Volder算法)以执行简单有效的算法来计算双曲线函数和三角函数，其仅需要加法、减法、位移位和表格查找操作。角位置、报警位和磁场信息可通过标准串行通信接口(诸如串行外围接口(SPI)接口)被传输到微控制器20221。位置传感器20225可提供12或14位分辨率。位置传感器20225可以是以小QFN 16引脚4x4x0.85mm封装提供的AS5055芯片。
包括绝对定位系统的跟踪系统20228可包括和/或被编程以实现反馈控制器，诸如PID、状态反馈和自适应控制器。功率源将来自反馈控制器的信号转换为对系统的物理输入：在这种情况下为电压。其他示例包括电压、电流和力的PWM。除了由位置传感器20225所测的位置之外，可提供其他传感器来测量物理系统的物理参数。在一些方面，一个或多个其他传感器可包括传感器布置方式，诸如在2016年5月24日发布的名称为“STAPLE CARTRIDGETISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM”的美国专利号9,345,481中所述的那些，该专利全文以引用方式并入本文；2014年9月18日公布的名称为“STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESSSENSOR SYSTEM”的美国专利申请公布号2014/0263552，该专利全文以引用方式并入本文；以及2017年6月20日提交的名称为“TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTORVELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT”的美国专利申请序列号15/628,175，该专利申请全文以引用方式并入本文。在数字信号处理系统中，绝对定位系统耦接到数字数据采集系统，其中绝对定位系统的输出将具有有限分辨率和采样频率。绝对定位系统可包括比较和组合电路，以使用算法(诸如加权平均和理论控制环路)将计算响应与测量响应进行组合，该算法驱动计算响应朝向所测量的响应。物理系统的计算响应可将特性如质量、惯性、粘性摩擦、电感电阻考虑在内，以通过得知输入来预测物理系统的状态和输出。
因此，绝对定位系统在器械上电时可提供位移构件的绝对位置，并且不使位移构件回缩或推进至如常规旋转编码器可需要的复位(清零或本位)位置，这些编码器仅对马达20230采取的向前或向后的步数进行计数以推断装置致动器、驱动棒、刀等等的位置。
传感器20226(诸如，例如应变仪或微应变仪)可被配置为能够测量端部执行器的一个或多个参数，诸如例如在夹持操作期间施加在砧座上的应变的幅值，该幅值可指示施加到砧座的闭合力。可将测得的应变转换成数字信号并且提供给处理器20222。另选地或除了传感器20226之外，传感器20227(诸如负载传感器)可以测量由闭合驱动系统施加到砧座的闭合力。传感器20227诸如负载传感器可以测量在外科器械或工具的击发行程中施加到I形梁的击发力。I形梁被构造成能够接合楔形滑动件，该楔形滑动件被构造成能够使钉驱动器向上凸轮运动以将钉推出以与砧座变形接触。I形梁还可包括锋利切割刃，当通过击发杆向远侧推进I形梁时，该切割刃可用于切断组织。另选地，可以采用电流传感器20231来测量由马达20230汲取的电流。例如，推进击发构件所需的力可对应于由马达20230汲取的电流。可将测得的力转换成数字信号并且提供给处理器20222。
例如，应变仪传感器20226可用于测量由端部执行器施加到组织的力。应变计可耦接到端部执行器以测量被端部执行器处理的组织上的力。用于测量施加到由端部执行器抓握的组织的力的系统可包括应变仪传感器20226，例如微应变仪，其可被配置为能够测量例如端部执行器的一个或多个参数。在一个方面，应变仪传感器20226可以测量在夹持操作期间施加到端部执行器的钳口构件上的应变的幅值或量值，这可以指示组织压缩。可将测得的应变转换成数字信号并且将其提供到微控制器20221的处理器20222。负载传感器20227可测量用于操作刀元件例如以切割被捕获在砧座和钉仓之间的组织的力。可采用磁场传感器来测量捕获的组织的厚度。磁场传感器的测量值也可被转换成数字信号并且提供给处理器20222。
微控制器20221可以使用分别由传感器20226、20227测量的组织压缩、组织厚度和/或在组织上闭合端部执行器所需的力的测量结果来表征击发构件的所选择的位置和/或击发构件的速度的对应值。在一种情况下，存储器20223可以存储可由微控制器20221在评估中所采用的技术、公式和/或查找表。
外科器械或工具的控制系统20220还可包括有线或无线通信电路以与模块化通信集线器20065通信，如图5所示。
图7示出了根据本公开的示例性外科系统20280，并且可包括经由有线和/或无线连接通过局域网20292和/或云网络20293与控制台20294或便携式装置20296通信的外科器械20282。控制台20294和便携式装置20296可以是任何合适的计算装置。外科器械20282可包括柄部20297、适配器20285和加载单元20287。适配器20285可释放地耦接到柄部20297，并且加载单元20287可释放地耦接到适配器20285，使得适配器20285将力从驱动轴传输到加载单元20287。适配器20285或加载单元20287可包括设置在其中的测力计(未明确示出)，以测量施加在加载单元20287上的力。加载单元20287可包括具有第一钳口20291和第二钳口20290的端部执行器20289。加载单元20287可以是原位加载或多次击发加载单元(MFLU)，其允许临床医生多次击发多个紧固件，而无需将加载单元20287从外科部位移除以重新加载加载单元20287。
第一钳口20291和第二钳口20290可被构造成能够将组织夹持在其间，击发紧固件穿过夹持的组织，并且切断夹持的组织。第一钳口20291可被构造成能够多次击发至少一个紧固件，或者可被构造成能够包括可替换的多次击发紧固件仓，其包括在被替换之前可被击发多于一次的多个紧固件(例如，钉、夹具等)。第二钳口20290可包括砧座，当紧固件从多次击发紧固件仓射出时，该砧座使紧固件变形或以其他方式固定紧固件。
柄部20297可包括马达，该马达耦接到驱动轴以影响驱动轴的旋转。柄部20297可包括用于选择性地激活马达的控制接口。控制接口可包括按钮、开关、杠杆、滑块、触摸屏和任何其他合适的输入机构或用户界面，可以由临床医生接合这些输入机构或用户界面来激活马达。
柄部20297的控制接口可与柄部20297的控制器20298通信，以选择性地激活马达以影响驱动轴的旋转。控制器20298可设置在柄部20297内，并且被配置为能够接收来自控制接口的输入和来自适配器20285的适配器数据或来自加载单元20287的加载单元数据。控制器20298可分析来自控制接口的输入以及从适配器20285和/或加载单元20287接收的数据，以选择性地激活马达。柄部20297也可包括显示器，临床医生在使用柄部20297期间可查看该显示器。显示器可被配置为能够在击发器械20282之前、期间或之后显示适配器或加载单元数据的部分。
适配器20285可包括设置在其中的适配器识别装置20284，并且加载单元20287可包括设置在其中的加载单元识别装置20288。适配器识别装置20284可与控制器20298通信，并且加载单元识别装置20288可与控制器20298通信。应当理解，加载单元识别装置20288可与适配器识别装置20284通信，该适配器识别装置将来自加载单元识别装置20288的通信中继或传送给控制器20298。
适配器20285还可包括设置在其周围的多个传感器20286(示出了一个)，以检测适配器20285或环境的各种状况(例如，适配器20285是否连接到加载单元、适配器20285是否连接到柄部、驱动轴是否旋转、驱动轴的扭矩、驱动轴的应变、适配器20285内的温度、适配器20285的击发次数、击发期间适配器20285的峰值力、施加于适配器20285的力的总量、适配器20285的峰值回缩力、击发期间适配器20285的暂停次数等)。多个传感器20286可以数据信号的形式向适配器识别装置20284提供输入。多个传感器20286的数据信号可以存储在适配器识别装置20284内，或者可以用于更新存储在适配器识别装置内的适配器数据。多个传感器20286的数据信号可以是模拟的或数字的。多个传感器20286可包括测力计，以测量在击发期间施加在加载单元20287上的力。
柄部20297和适配器20285可被构造成能够经由电接口将适配器识别装置20284和加载单元识别装置20288与控制器20298互连。电接口可以是直接电接口(即包括彼此接合以在其间传输能量和信号的电触点)。附加地或另选地，电接口可以是非接触电接口，以在其间无线地传输能量和信号(例如，感应传输)。还可以设想，适配器识别装置20284和控制器20298可以经由与电接口分离的无线连接彼此无线地通信。
柄部20297可包括收发器20283，其被配置为能够将来自控制器20298的器械数据传输到系统20280的其他部件(例如，LAN 20292、云20293、控制台20294或便携式装置20296)。控制器20298还可以将与一个或多个传感器20286相关联的器械数据和/或测量数据传输到外科集线器。收发器20283可从外科集线器20270接收数据(例如，仓数据、加载单元数据、适配器数据或其他通知)。收发器20283还可从系统20280的其他部件接收数据(例如，仓数据、加载单元数据或适配器数据)。例如，控制器20298可将器械数据传输到控制台20294，该器械数据包括附接到柄部20297的附接适配器(例如，适配器20285)的序列号、附接到适配器20285的加载单元(例如，加载单元20287)的序列号以及加载到加载单元的多次击发紧固件仓的序列号。此后，控制台20294可以将分别与附接的仓、加载单元和适配器相关联的数据(例如，仓数据、加载单元数据或适配器数据)传输回控制器20298。控制器20298可在本地器械显示器上显示消息，或者经由收发器20283将消息传输到控制台20294或便携式装置20296，以分别在显示器20295或便携式装置屏幕上显示消息。
图8示出了根据本公开的至少一个方面的态势感知外科系统5100的图。数据源5126可包括例如模块化装置5102(模块化装置可包括被配置为能够检测与患者、HCP和环境和/或模块化装置本身相关联的参数的传感器)、数据库5122(例如，包含患者记录的EMR数据库)和患者监测装置5124(例如，血压(BP)监测器和心电图(EKG)监测器)、HCP监测装置35510和/或环境监测装置35512。外科集线器5104可被配置为能够例如基于所接收的数据的特定组合或从数据源5126接收数据的特定顺序从数据导出与外科手术有关的背景信息。从所接收的数据推断的背景信息可包括例如正在被执行的外科手术的类型、外科医生正在执行的外科手术的特定步骤、正在手术的组织的类型或为手术的对象的体腔。外科集线器5104的一些方面从所接收的数据导出或推断与外科手术有关的信息的这种能力可被称为“态势感知”。例如，外科集线器5104可并入态势感知系统，该态势感知系统是与外科集线器5104相关联的从所接收的数据导出与外科手术有关的背景信息的硬件和/或程序设计以及/或者从边缘计算系统35514或企业云服务器35516接收的手术计划信息。
外科集线器5104的态势感知系统可被配置为能够以多种不同的方式从接收自数据源5126的数据导出背景信息。例如，态势感知系统可包括模式识别系统或机器学习系统(例如，人工神经网络)，其已经在训练数据上进行训练以将各种输入(例如，来自数据库5122、患者监测装置5124、模块化装置5102、HCP监测装置备35510和/或环境监测装置35512的数据)与关于外科手术的对应背景信息相关联。机器学习系统可被训练成从所提供的输入准确地导出关于外科手术的背景信息。在示例中，态势感知系统可包括查找表，该查找表存储与对应于背景信息的一个或多个输入(或输入范围)相关联的关于外科手术的预先表征的背景信息。响应于利用一个或多个输入的查询，查找表可返回态势感知系统用于控制模块化装置5102的对应背景信息。在示例中，由外科集线器5104的态势感知系统接收的背景情境信息可与用于一个或多个模块化装置5102的特定控制调节或一组控制调节相关联。在示例中，态势感知系统可包括当提供背景情境信息作为输入时生成或检索用于一个或多个模块化装置5102的一个或多个控制调节的另外的机器学习系统、查找表或其他此类系统。
结合有态势感知系统的外科集线器5104可为外科系统5100提供许多益处。一个益处可包括改进对感测和收集到的数据的解释，这将继而改进外科手术过程期间的处理精度和/或数据的使用。回到先前的示例，态势感知外科集线器5104可确定正在手术的组织的类型；因此，当检测到用于闭合外科器械的端部执行器的意外高的力时，态势感知外科集线器5104可正确地使用于组织类型的外科器械的马达速度逐渐上升或逐渐下降。
正在手术的组织的类型可影响针对特定组织间隙测量值对外科缝合和切割器械的压缩率和负荷阈值进行的调节。态势感知外科集线器5104可推断正在执行的外科手术是胸腔手术还是腹部手术，从而允许外科集线器5104确定被外科缝合和切割器械的端部执行器夹持的组织是肺部组织(对于胸腔手术)还是胃组织(对于腹部手术)。然后，外科集线器5104可针对组织的类型适当地调整外科缝合和切割器械的压缩率和负荷阈值。
在吹入手术期间操作的体腔的类型可影响排烟器的功能。态势感知外科集线器5104可确定外科部位是否处于压力下(通过确定外科手术正在利用吹入)并且确定手术类型。由于一种手术类型通常可在特定的体腔内执行，外科集线器5104然后可针对在其中进行操作的体腔适当地控制排烟器的马达速率。因此，态势感知外科集线器5104可提供对于胸腔和腹部手术两者一致的烟排出量。
正在执行的手术类型可影响超声外科器械或射频(RF)电外科器械操作的最佳能量水平。例如，关节镜手术可能需要更高的能量水平，因为超声外科器械或RF电外科器械的端部执行器浸没在流体中。态势感知外科集线器5104可确定外科手术是否是关节镜手术。然后，外科集线器5104可调节发生器的RF功率水平或超声振幅(例如，“能量水平”)以补偿流体填充的环境。相关地，正在手术的组织的类型可影响超声外科器械或RF电外科器械操作的最佳能量水平。态势感知外科集线器5104可以确定正在执行的外科手术的类型，然后根据该外科手术的预期组织概况分别定制超声外科器械或RF电外科器械的能量水平。此外，态势感知外科集线器5104可被配置为能够在整个外科手术过程中而不是仅在逐个手术的基础上调整超声外科器械或RF电外科器械的能量水平。态势感知外科集线器5104可确定正在执行或随后将要执行的外科手术的步骤，然后更新发生器和/或超声外科器械或RF电外科器械的控制算法，以根据该外科手术步骤将能量水平设定在适合于预期组织类型的值。
在示例中，可以从附加数据源5126提取数据，以改进外科集线器5104从一个数据源5126提取的结论。态势感知外科集线器5104可用已从其他数据源5126构建的关于外科手术的背景信息来扩充其从模块化装置5102接收的数据。例如，态势感知外科集线器5104可被配置为能够根据从医学成像装置所接收的视频或图像数据来确定止血是否已经发生(例如，在外科部位的出血是否已经停止)。外科集线器5104可被进一步配置为能够将生理测量(例如，由可通信地连接到外科集线器5104的BP监测器感测的血压)与止血的视觉或图像数据(例如，来自可通信地耦接到外科集线器5104的医学成像装置)进行比较，以确定钉线或组织焊缝的完整性。外科集线器5104的态势感知系统可考虑生理测量数据以在分析可视化数据时提供附加的背景情境。当可视化数据本身可能是不确定的或不完整的时，附加背景可以是有用的。
例如，如果态势感知外科集线器5104确定手术的后续步骤需要使用RF电外科器械，则其可主动地激活与该器械连接的发生器。主动地激活能量源可允许器械在手术的先前步骤一完成就准备好使用。
态势感知外科集线器5104可根据在外科部位处外科医生预期需要查看的特征部来确定外科手术的当前步骤或后续步骤是否需要在显示器上的不同视图或放大程度。外科集线器5104可相应地主动改变所显示的视图(例如，由用于可视化系统的医学成像装置提供)，使得在整个外科手术中自动调整显示器。
态势感知外科集线器5104可确定外科手术的哪个步骤正在被执行或随后将要执行以及针对外科手术的该步骤是否需要特定数据或数据之间的比较。外科集线器5104可被配置为能够基于正在执行的外科手术的步骤自动地调用数据屏幕，而无需等待外科医生请求该特定信息。
可以在外科手术的设置期间或在外科手术的过程期间检查错误。例如，态势感知外科集线器5104可确定手术室是否被正确地或最佳地设置以用于待执行的外科手术。外科集线器5104可被配置为能够确定正在执行的外科手术的类型，(例如，从存储器中)检索对应的清单、产品位置或设置需求，然后将当前手术室布局与外科集线器5104确定的用于该正在执行的外科手术类型的标准布局进行比较。在一些范例中，外科集线器5104可将用于手术的物品列表和/或与外科集线器5104配对的装置列表与用于给定外科手术的物品和/或装置的建议或预期清单进行比较。如果列表之间存在任何不连续性，则外科集线器5104可以提供指示特定模块化装置5102、患者监测装置5124、HCP监测装置35510、环境监测装置35512和/或其他外科物品缺失的警示。在一些示例中，外科集线器5104可例如经由接近传感器来确定模块化装置5102和患者监测装置5124的相对距离或位置。外科集线器5104可将装置的相对位置与用于特定外科手术的建议或预期布局进行比较。如果在布局之间存在任何不连续性，则外科集线器5104可被配置为能够提供指示用于该外科手术的当前布局偏离建议布局的警示。
态势感知外科集线器5104可确定外科医生(或其他HCP)在外科手术期间是否正在出错或以其他方式偏离预期的动作过程。例如，外科集线器5104可被配置为能够确定正在执行的外科手术的类型，(例如，从存储器中)检索对应的步骤列表或设备使用的顺序，然后将在外科手术过程期间正在执行的步骤或正在使用的设备与外科集线器5104确定的针对该正在执行的外科手术类型的预期步骤或设备进行比较。外科集线器5104可提供指示在外科手术中的特定步骤正在执行意外动作或正在利用意外装置的警示。
外科器械(和其他模块化装置5102)可针对每个外科手术的特定背景情境(诸如调整到不同组织类型)以及外科手术期间的验证动作进行调整。接下来的步骤、数据和显示调整可根据手术的特定背景情境被提供给外科室中的外科器械(和其他模块化装置5102)。
机器学习是人工智能的一个分支，其寻求构建可从数据学习而无需人工干预的计算机系统。这些技术可依赖于分析模型的创建，该分析模型可被训练为识别数据集(诸如数据集合)内的模式。这些模型被部署为将这些模式应用于数据，诸如生物标志物，以在没有进一步指导的情况下改善性能。
机器学习可以是监督的(例如，监督学习)。监督学习算法可通过训练数据集(例如，训练数据)来创建数学模型。训练数据可包括一组训练示例。训练示例可包括一个或多个输入以及一个或多个标记输出。标记输出可用作监督反馈。在数学模型中，训练示例可由阵列或向量(有时称为特征向量)表示。训练数据可由构成矩阵的特征向量的行来表示。通过目标函数(例如，成本函数)的迭代优化，监督学习算法可学习可用于预测与一个或多个新输入相关联的输出的函数(例如，预测函数)。适当训练的预测函数可确定可能不是训练数据的一部分的一个或多个输入的输出。示例性算法可包括线性回归、逻辑回归和神经网络。可由监督学习算法解决的示例性问题可包括分类、回归问题等。
机器学习可以是非监督的(例如，非监督学习)。无监督学习算法可以在可包括输入的数据集上进行训练，并且无监督学习算法可以找到数据中的结构。数据中的结构可类似于数据点的分组或聚类。这样，该算法可从可能尚未被标记的训练数据中学习。代替响应于监督反馈，无监督学习算法可识别训练数据中的共性，并且可基于每个训练示例中这种共性的存在或不存在来做出反应。示例性算法可包括先验算法、K均值、K最近邻(KNN)、K中值等。无监督学习算法可解决的示例性问题可包括聚类问题、异常/离群值检测问题等。
机器学习可包括强化学习，强化学习可以是涉及软件代理可如何在环境中采取动作以最大化累积奖励的概念的机器学习领域。强化学习算法可能不假定环境的精确数学模型的知识(例如，由马尔可夫决策过程(MDP)表示)并且可在精确模型不可行时使用。强化学习算法可用于自动驾驶车辆或者用于学习与人类对手玩游戏。
机器学习可以是被称为认知计算(CC)的技术平台的一部分，认知计算可构成诸如计算机科学和认知科学的各种学科。CC系统可能够大规模地学习、有目的地推理以及自然地与人类交互。通过可使用数据挖掘、视觉识别和/或自然语言处理的自学算法，CC系统可能够解决问题并且优化人工过程。
机器学习的训练过程的输出可以是用于预测新数据集的结果的模型。例如，线性回归学习算法可以是这样的成本函数，该成本函数可通过调整线性预测函数的系数和常数来在训练过程期间最小化线性预测函数的预测误差。当达到最小值时，具有经过调整的系数的线性预测函数可被视为受过训练并且可构成已产生训练过程的模型。例如，用于分类的神经网络(NN)算法(例如，多层感知器(MLP)))可包括由节点层的网络表示的假设函数，该节点层分配有偏置并且与权重连接互连。假设函数可以是非线性函数(例如，高度非线性函数)，其可包括嵌套在一起的线性函数和逻辑函数，其中最外层由一个或多个逻辑函数组成。NN算法可包括成本函数以通过经由前馈传播和后向传播的过程调整偏置和权重来最小化分类误差。当达到全局最小值时，具有经过调整的偏差和权重的层的优化的假设函数可以被认为是受过训练的，并且可构成已产生训练过程的模型。
作为机器学习生命周期的第一阶段，可针对机器学习执行数据收集。数据收集可包括诸如识别各种数据源、从数据源收集数据、整合数据等的步骤。例如，为了训练用于预测手术并发症和/或术后恢复率的机器学习模型，可以标识包括术前数据(诸如患者的医疗条件和生物标志物测量数据)的数据源。此类数据源可以是患者的电子医疗记录(EMR)、存储患者的术前生物标志物测量数据的计算系统、和/或其他类似的数据存储。来自此类数据源的数据可被检索和存储在中心位置以在机器学习生命周期中进一步处理。来自此类数据源的数据可被链接(例如，逻辑链接)并且可被访问，如同它们被集中存储一样。可类似地识别和/或收集外科数据和/或术后数据。另外，可整合所收集的数据。在示例中，患者的术前医疗记录数据、术前生物标志物测量数据、术前数据、手术数据和/或术后数据可被组合成患者的记录。患者的记录可以为EMR。
作为机器学习生命周期的另一阶段，可针对机器学习执行数据准备。数据准备可包括数据预处理步骤，诸如数据格式化、数据清理和数据采样。例如，所收集的数据可能不是适于训练模型的数据格式。在一个示例中，术前EMR记录数据和生物标志物测量数据、外科数据和术后数据的患者的集成数据记录可在合理数据库中。这种数据记录可被转换为用于模型训练的平面文件格式。在一个示例中，患者的术前EMR数据可包括文本格式的医疗数据，诸如患者的肺气肿诊断、术前治疗(例如，化疗、放疗、血液稀释剂)。这种数据可被映射到用于模型训练的数值。例如，患者的集成数据记录可包括个人标识符信息或可识别患者的其他信息，诸如年龄、雇主、体重指数(BMI)、人口统计信息等。可在模型训练之前删除这种识别数据。例如，可出于隐私原因而删除识别数据。作为另一示例，数据可能会被删除，因为可用的数据可能比用于模型训练的数据更多。在这种情况下，可对可用数据的子集进行随机采样并选择该子集用于模型训练，并且可丢弃剩余数据。
数据准备可包括数据变换程序(例如，在预处理之后)，诸如缩放和聚集。例如，预处理的数据可包括各种比例的数据值。可以将这些值放大或缩小(例如，介于0和1之间)以用于模型训练。例如，预处理的数据可包括在聚集时携带更多含义的数据值。在一个示例中，患者先前可能接受过多次结肠直肠手术。对于训练模型以预测由于粘连引起的手术并发症而言，先前结肠直肠手术的总数可能更有意义。在这种情况下，出于模型训练的目的，可将先前的结肠直肠手术的记录聚集到总计数中。
模型训练可以是机器学习生命周期的另一方面。如本文所述的模型训练过程可取决于所使用的机器学习算法。在模型已经被训练、交叉验证和测试之后，可认为该模型被适当地训练。因此，来自数据准备阶段的数据集(例如，输入数据集)可被划分成训练数据集(例如，输入数据集的60％)、验证数据集(例如，输入数据集的20％)和测试数据集(例如，输入数据集的20％)。在已经在训练数据集上训练模型之后，可对照验证数据集运行模型以减少过度拟合。例如，当模型的准确度在模型的准确度已经增加之后对照验证数据集运行时可能降低时，可以检测到过度拟合。测试数据集可用于测试最终模型的准确度，以确定测试数据集已准备好部署还是可能需要更多训练。
模型部署可以是机器学习生命周期的另一方面。模型可被部署为独立计算机程序的一部分。模型可被部署为较大计算系统的一部分。可使用模型性能参数来部署模型。当模型用于对生产中的数据集进行预测时，此类性能参数可监测模型准确度。例如，此类参数可跟踪分类模型的正误识和负误识。此类参数还可以存储正误识和负误识以供进一步处理以改善模型的准确度。
部署后模型更新可以是机器学习周期的另一方面。例如，随着在生产数据上预测到正误识和/或负误识，可更新所部署的模型。在一个示例中，对于用于分类的已部署MLP模型，当发生正误识时，可以更新已部署MLP模型以增加用于预测正误识的概率截止值，从而减少正误识。在一个示例中，对于用于分类的部署MLP模型，当发生负误识时，可更新部署MLP模型以增加用于预测负误识的可能截止值，从而减少负误识。在一个示例中，对于用于外科并发症分类的部署MLP模型，当发生正误识和负误识两者时，可更新部署MLP模型以减少用于预测正误识的可能截止值，从而减少负误识，因为预测正误识的关键性可能低于预测负误识的关性键。
例如，当更多的实时生产数据变得可用作训练数据时，可更新部署模型。在这种情况下，可使用这种附加的实时生产数据来进一步训练、验证和测试部署模型。在一个示例中，进一步训练的MLP模型的更新的偏置和权重可更新部署MLP模型的偏置和权重。本领域技术人员认识到，部署后模型更新可能不是一次性发生的，并且可能以适于提高部署模型的准确度的频率发生。
图9示出了外科集线器的显示器。例如，图9示出了根据本公开的一个方面的包括全局显示窗口45602和本地器械显示窗口45604的外科集线器20006的示例性主显示器45600。全局显示窗口45602可以显示外科部位45608的视场45606，如通过医学成像装置，诸如耦接到位于显示器(本文中例如也称为显示器和/或监测器)中心的成像模块的腹腔镜/内窥镜查看的。可在全局显示窗口45602中的外科部位45608的视场45606中示出连接的器械的端部执行器45618部分。例如，如图9所示，位于耦接到外科集线器20006的器械上的显示器上所示的图像可以在位于监测器(例如，主显示器)45600的右下角的本地器械显示窗口45604上显示或镜像。
在操作期间，相关的器械信息和菜单都可以显示在位于器械上的显示器上，直到器械感测到器械与外科集线器20006的连接，此时在器械显示器上呈现的信息中的全部或一些子集可以(例如，仅)通过外科集线器20006显示在外科集线器显示器(例如，主显示器)45600的本地器械显示窗口45604部分上。在本地器械显示窗口上显示的信息可在位于器械上的显示器上镜像，或者在器械显示器引爆的屏幕上可能不再可用。这种技术释放了器械，以在外科集线器显示器45600上显示不同的信息或显示较大字体的信息。
主显示器45600可以提供外科部位的围手术期可视化。高级成像可以标识并且在视觉上突出显示45622关键结构诸如输尿管45620(或神经等)，并且还可以跟踪器械接近度显示45610，并且显示在显示器45600的左侧。在所示的示例中，器械接近度显示45610可示出器械特定设置。例如，顶部器械接近度显示45612可示出单极器械的设置，中间器械接近度显示45614可示出双极器械的设置，并且底部器械接近度显示45616可示出超声器械的设置。
一个或多个辅助显示器可以是专用本地显示器，可被链接到外科集线器20006以经由触摸屏显示器和/或辅助屏幕提供交互入口，该辅助屏幕可以显示任何数量的外科集线器20006跟踪的数据馈送以提供状态。辅助屏幕可以显示击发力(FTF)、组织间隙、功率水平、阻抗、组织压缩稳定性(蠕变)等，而主屏幕可以显示关键变量(例如，仅关键变量)以使馈送保持简洁。交互式显示器可用于将可以在显示器上的信息移动到期望的位置。交互式显示器可允许用户改变信息的字符，诸如与信息相关联的大小、与信息相关联的颜色，等等。例如，用户可以使用交互式显示器来将信息移动到主显示器，在主显示器中信息可被突出显示并且/或者相比于其他数据更显著地示出。
如图9所示，辅助屏幕在显示器45600的左侧显示器械接近度显示45610，并且在显示器45600的右下侧显示本地器械显示窗口45604。外科集线器显示器45600上呈现的本地器械显示45604显示端部执行器45618的图标，诸如当前使用的钉仓45624的图标、钉仓45624的尺寸45626(例如，60mm)，以及端部执行器的刀45628的当前位置的图标。
位于器械上的显示器可以显示器械到外科集线器20006的无线或有线附接以及器械在外科集线器20006上的通信/记录。可以在器械上提供设置，以使用户能够选择镜像或将显示扩展到两个监测装置。器械控件可用于与器械上显示的信息的显示进行交互。如本文所公开的，器械可包括无线通信电路，以与外科集线器20006进行无线通信。
耦接到外科集线器20006的第一器械可以与耦接到外科集线器20006的第二器械的屏幕配对。这可以允许两个器械显示来自两个装置的信息的某种混合组合，这两个装置都成为主显示器的部分的镜像。
外科集线器20006的主显示器45600可以提供外科部位45608的360°复合顶视视觉视图，以避免附带结构。例如，可以在外科集线器20006的主显示器45600内或另一个显示器上提供端部执行器外科缝合器的辅助显示器，以便提供围绕当前视场45606内的区域的更好的视角。
图10示出了外科集线器的示例性主显示器。例如，图10可以示出包括外科缝合器的端部执行器45634部分的复合俯视图的示例性主显示器。可以使用两个或更多个成像阵列以及阵列和时间等来映射视图，以提供端部执行器45634的多个透视图，从而使得能够对顶部视场进行复合成像。本文描述的技术可应用于超声器械、电外科器械、组合超声/电外科器械和/或组合外科缝合器/电外科器械。可执行用于叠加或增强来自多个图像/文本源的图像和/或文本以在显示器(例如，单个显示器)上呈现复合图像的多种技术。另外的示例公开于2018年3月29日提交的名称为“SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINEDEVICES IN OPERATING THEATER”的美国专利申请公布号2019-0201104A1(美国专利申请号15/940,671)中，其全部内容以引用方式并入本文。
如图10所示，外科集线器20006的主显示器45600可显示主窗口45630。主窗口45630可位于屏幕中央，并且示出外科视场45632的放大或分解的窄角视图。位于屏幕中央的主窗口45630可示出抓取脉管45636的外科缝合器的端部执行器45634的放大或窄角视图。主窗口45630可以显示接合图像以产生复合图像，该复合图像能够可视化相邻于外科视场45632的结构。可以在主显示器45600的左下角示出第二窗口45638。第二窗口45638可在顶视图中以主窗口45630中所示图像的标准焦点以广角视图显示接合图像。在第二窗口45638中提供的顶视图可使得观察者能够容易地看到窄视场外科视场45632之外的物品，而无需使腹腔镜或耦接到外科集线器20006的成像模块的其他成像装置运动。在主显示器45600的右下角示出的第三窗口45640可示出表示端部执行器45634的钉仓(例如，在这种情况下的钉仓)的图标45642和附加信息，诸如指示钉排45644的数量的“4排”和指示刀沿钉仓的长度横穿的距离6248的“35mm”。在第三窗口45640下方显示了指示夹持稳定性的夹持稳定序列6250的当前状态的帧的图标45646。
在示例性可视化控制模式中，显示器可由用户例如经由运动跟踪(例如，相对于监测器的头部取向)、手部姿势、语音激活和无菌场内的其他手段来控制。用户可使用姿势、运动跟踪命令、语音激活等来将数据从一个显示器移动到另一显示器。例如，用户可使用姿势将数据从第一显示器移动到第二显示器。该姿势可由集线器检测，并且集线器可指示第一显示器移除数据或停止显示数据，并且可指示第二显示器显示数据。
图11示出了在手术期间在四个分开的时间外科部位的四个广角视图图像的图。例如，图11示出了根据本公开的一个方面在手术期间的四个分开的时间外科部位的四个分开的广角视图图像45650、45652、45654、45656的图45648。
图像序列可示出随着时间的推移以宽聚焦和窄聚焦创建顶视复合图像。第一图像45650可以是在较早的时间t0(例如，09:35:09)拍摄的夹持脉管45636的端部执行器45634的广角视图。第二图像45652可以是在当前时间t1(例如，09:35:13)拍摄的夹持脉管45636的端部执行器45634的另一个广角视图。第三图像45654可以是在当前时间t1拍摄的夹持脉管45636的端部执行器45634的俯视图的复合图像。第三图像45654可显示在如图10所示的外科集线器20006的主显示器45600的第二窗口45638中。第四图像45656可以是在当前时间t1(例如，09:35:13)夹持脉管45636的端部执行器45634的窄角视图。第四图像45656可以是如图10所示的外科集线器20006的主显示器45600的主窗口45630中所示的外科部位的窄角视图。
在本公开的一个方面，主显示器和/或辅助显示器可显示第一图像、第二图像、第三图像和/或第四图像中的一者或多者。例如，主显示器可显示第三图像，辅助显示器可显示第四图像。又如，主显示器可显示第四图像，第二显示器可显示第三图像。
图12示出了根据本公开的至少一个方面的叠加在第一信息层上的第二信息层。例如，图12示出了叠加在第一信息层上的第二信息层。第二信息层可包括与第一信息层中所描绘的一次性加载单元(DLU)中的刀的检测位置重叠的刀的符号表示。在2016年3月15日发布的名称为“SURGICAL APPARATUS WITH INDICATOR”的美国专利号9,283,054中公开了进一步的示例，该专利申请全文以引用方式并入本文。
如本文所述，显示器可被称为主显示器、辅助显示器、监测器、外科集线器显示器、OR显示器、房间显示器、外科器械显示器、可穿戴显示器，等等。
参考图12，第二信息层6963可以叠加在显示器6960上的第一信息层6962的至少一部分上。此外，触摸屏6961可以是主显示器和/或辅助显示器，可允许用户相对于显示器6960上的下面第一信息层6962中的视频反馈来调控第二信息层6963。例如，用户可操作触摸屏6961，以选择、调控、重新格式化、在尺寸方面调整、和/或以其他方式修改显示在第二信息层6963中的信息。在一方面，用户可以将第一信息层和/或第二信息层移动到可包括主显示器和/或辅助显示器的一个或多个显示器。在一方面，用户可以使用触摸屏6961，以相对于显示器6960上的第一信息层6962中所描绘的外科器械6964来操纵第二信息层6963。用户可选择例如其控制面板6967的菜单、类目和/或类别，并且第二信息层6963和/或控制面板6967可被调整以反映用户的选择。在各种方面，用户可以从器械反馈菜单6969中选择对应于第一信息层6962中所描绘的外科器械6964的一个或多个具体特征结构的类目。对应于用户所选择的类目的反馈可相对于外科器械6964的一个或多个具体特征结构运动、自身定位和/或“卡扣”到显示器6960上的某一位置。例如，所选的反馈可移动到靠近和/或覆盖描绘在第一信息层6962中的外科器械6964的一个或多个具体特征结构的位置。
器械反馈菜单6969可包括多个反馈类目，并且可涉及在外科手术期间由外科器械6964测量和/或检测的反馈数据。如本文所述，外科器械6964可检测和/或测量例如可运动钳口在打开取向和闭合取向之间的位置6970、所夹持组织的厚度6973、所夹持组织上的夹持力6976、一次性加载单元(DLU)6965的关节运动6974和/或击发元件的位置6971、速度6972和/或力6975。此外，与外科器械6964进行信号通信的反馈控制器可以将所感测到的反馈提供到显示器6960，该显示器可以将反馈显示在第二信息层6963中。如本文所述，例如可基于用户对触摸屏6961的输入来修改显示在第二信息层6963中的反馈数据的选择、设置和/或形式。
当DLU 6965的刀例如被端部执行器钳口6966和/或组织T阻挡而不能观察时，操作者可基于反馈数据的变化值和/或反馈数据相对于下面第一信息层6962所示的DLU 6965的移动位置来跟踪和/或接近DLU 6965中的刀的位置。
在各种方面，控制面板6967的显示菜单6977可涉及多个类目，诸如单位体系(例如，单位体系类目)6978和/或数据模式(例如，数据模式类目)6979。在某些方面，用户可选择单位体系类目6978以在单位体系之间(诸如例如，在公制单位和美国惯用单位之间)切换。另外，用户可以选择例如数据模式类目6979，以在反馈数据的数字表示类型和/或反馈数据的图形表示类型之间切换。反馈数据的数字表示可以显示为例如数值和/或百分比。此外，反馈数据的图形表示可以显示为例如时间函数和/或距离函数。如本文所述，用户可从控制面板6967选择器械控制器菜单6980，以输入用于外科器械6964的指令，这些指令可经由例如器械控制器和/或微控制器来执行。用户可通过选择最小化/最大化图标6968来最小化或折叠控制面板6967，并且可通过再选择最小化/最大化图标6968来最大化或展开控制面板6967。
图13描绘了根据本公开的至少一个方面的在外科手术期间使用包括柄部组件外壳和无线电路板的外科器械的外科医生的透视图，其中外科医生佩戴一副安全眼镜。无线电路板可以向手术过程中使用外科器械的外科医生所佩戴的一副安全眼镜传输信号。安全眼镜上的无线端口可以接收信号。在安全眼镜的前透镜上的一个或多个照明装置可响应于接收到的信号改变颜色、变暗或发光，以向外科医生指示关于外科器械的状态的信息。这些照明装置可设置在所述前透镜的周边边缘上以防止外科医生的直接视线转移。在2015年4月21日发布的名称为“SURGICAL INSTRUMENT WITH SAFETY GLASSES”的美国专利号9,011,427中公开了进一步的示例，该专利申请全文以引用方式并入本文。
图13示出了在使用医疗装置进行外科手术期间可由外科医生6992佩戴的安全眼镜6991的一种形式。安全眼镜6991可包括主显示器和/或辅助显示器。安全眼镜6991可用于确定外科医生6992正在看的方向。例如，安全眼镜6991可以分析外科医生6992的瞳孔移动(例如，使用内部或外部相机)并且可以确定外科医生正在查看监测器6997。又如，安全眼镜6991可以使用一个或多个传感器来跟踪外科医生的头部移动，以确定外科医生正在查看的位置(例如，外科医生正在查看监测器6997)。
在使用中，容纳在外科器械6993中的无线通信板可以与安全眼镜6991上的无线端口6994通信。示例性外科器械6993为电池驱动装置，但器械6993可以由线缆或其他方式供电。器械6993包括端部执行器。具体地，无线通信板6995可以向安全眼镜6991的无线端口6994传输由箭头(B、C)指示的一个或多个无线信号。安全眼镜6991可以接收信号，分析所接收的信号，并且在透镜6996上给用户诸如佩戴安全眼镜6991的外科医生6992显示由信号接收到的状态指示信息。
无线通信板6995可以向外科监测器6997传输无线信号，使得外科监测器6997可以向外科医生6992显示所接收的状态指示信息，如本文所述。外科监测器6997可以为主显示器和/或辅助显示器。
安全眼镜6991的一种形式可包括在安全眼镜6991的周边边缘上的照明装置。照明装置可以提供器械6993的周边视觉感官反馈，安全眼镜6991通过该感官反馈与佩戴安全眼镜6991的用户通信。照明装置可为例如发光二极管(“LED”)，一系列LED，或者参考本文的教导内容对本领域的普通技术人员来说已知且显而易见的任何其他合适的照明装置。
LED可位于安全眼镜6991的前透镜的边缘或侧面，因此不会转移用户的视觉中心，同时仍然定位在用户的视场内，使得用户无需将目光从外科部位移开去看照明装置。显示的光线可脉动和/或改变颜色以向安全眼镜6991的佩戴者传送从器械6993检索到的各方面的信息，诸如系统状态信息或组织感测信息(例如，端部执行器是否充分切开并密封组织)。来自被容纳的无线通信板6995的反馈可使照明装置激活、闪烁或改变颜色，以为用户指示关于器械6993使用情况的信息。例如，装置可基于一个或多个感测到的组织参数来结合反馈机构。在这种情况下，在一个或多个装置输出中基于该反馈的与音调变化同步的变化可通过无线通信板6995向安全眼镜6991发射信号以触发照明装置的激活。此类描述的激活照明装置的装置不应视为是限制性的，因为也设想了其他经由安全眼镜6991向用户指示器械6993的状态信息的装置。此外，安全眼镜6991可以是一次性使用或可重复使用的眼镜。纽扣电池功率源诸如纽扣电池可用于给无线接收器和安全眼镜6991的各种型式的LED供电，这些纽扣电池功率源还可包括被容纳的无线板和三色LED。此类纽扣电池功率源可提供低成本装置，该低成本装置为在使用时佩戴安全眼镜6991的外科医生6992提供关于器械6993的信息的感官反馈。
可提供外科集线器，该外科集线器可以为手术室中的装置配对提供协调。外科集线器20006的功能中的一个功能是与外科系统20002的其他部件配对(在本文中也称为“连接”或“耦接”)，以控制、收集来自外科系统20002的部件的信息或协调外科系统的部件之间的交互。由于医院的手术室可能在物理上彼此紧密接近，因此外科系统20002的外科集线器20006可能无意地与相邻手术室中的外科系统20002的部件配对，这将显著干扰外科集线器20006的功能。例如，外科集线器20006可无意地激活不同手术室中的外科器械，或者检索来自相邻手术室中的不同的正在进行的外科手术的信息。
本公开的各方面提供了一种外科集线器20006，该外科集线器可与外科系统20002的位于外科集线器手术室的边界内的所检测的装置配对。外科集线器20006可避免与另一手术室中的装置错误配对。
此外，外科集线器20006可依赖于其关于外科系统20002的其他部件在其手术室内的位置的知识来做出关于例如哪些外科器械应当彼此配对或激活的决定。外科集线器20006或外科系统20002的另一个部件的位置变化可能是有问题的。
本公开的各方面还提供了一种外科集线器20006，该外科集线器可被配置为能够在检测到外科集线器20006已被移动时重新评估或重新确定其手术室的边界。
本公开的各方面还提供了一种外科集线器20006，该外科集线器可被配置为能够在检测到外科系统20002的可能的装置(这可为外科集线器20006已被移动的指示)时重新确定其手术室的边界。
在各个方面，外科集线器20006可在手术室中执行的外科手术中与外科系统20002一起使用。外科集线器20006可包括控制电路，该控制电路被配置为能够确定手术室的边界，确定外科系统20002的位于手术室的边界内的装置，并且将外科集线器20006与外科系统20002的位于手术室的边界内的装置配对。
在一个方面，控制电路可被配置为能够在激活外科集线器20006之后确定手术室的边界。在一个方面，外科集线器20006可包括通信电路，该通信电路被配置为能够检测外科系统的位于手术室的边界内的装置并且与其配对。在一个方面，控制电路可被配置为能够在检测到外科系统20002的可能的装置之后重新确定手术室的边界。在一个方面，控制电路被配置为能够周期性地确定手术室的边界。
在一个方面，外科集线器20006可包括手术室标测电路，该手术室标测电路包括多个非接触式传感器，多个非接触式传感器被配置为能够测量手术室的边界。
在各个方面，外科集线器20006可包括处理器和耦接到处理器的存储器。存储器可存储指令，这些指令能够由处理器执行以将外科集线器与外科系统20002的位于手术室的边界内的装置配对，如上所述。在各个方面，本公开可提供一种存储计算机可读指令的非暂态计算机可读介质，这些计算机可读指令在被执行时使得机器将外科集线器20006与外科系统20002的位于手术室的边界内的装置配对，如本文所述。
图15和图16为如本文所述的方法的逻辑流程图，描绘了用于将外科集线器20006与外科系统20002的位于手术室的边界内的装置配对的控制程序或逻辑配置。图15为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于外科集线器的控制程序或逻辑配置，该外科集线器与位于手术室的边界内的外科系统的外科装置配对。图16为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地在外科系统的装置之间形成和切断连接的控制程序或逻辑配置。
外科集线器20006可以执行可使用短程和长程通信的大范围的功能，诸如协助外科手术、在外科系统20002的装置之间协调，以及收集数据并且将其传输到云。为了执行其功能，外科集线器20006可配备有能够与外科系统20002的其他装置进行短程通信的通信模块。通信模块还可以能够与云进行远程通信。
外科集线器20006还可配备有手术室标测模块，该手术室标测模块可能能够标识手术室的边界，并且标识外科系统20002的在手术室内的装置。外科集线器20006可被配置为能够标识手术室的边界，并且仅与外科系统20002的在手术室内检测到的可能的装置配对(例如，可以仅配对)或连接。
在一个方面，该配对可包括建立通信链路或路径。在另一方面，该配对可包括建立控制链路或路径。
在外科集线器20006的激活(例如，初始激活)期间可进行手术室的边界的标测或评估。外科集线器20006可被配置为能够通过周期性地标测其手术室来保持操作期间的空间感知，这可有助于确定外科集线器20006是否已被移动。重新评估3017可周期性地执行，或者可由事件触发，该事件诸如观察到外科系统20002的被视为在手术室内的装置的变化。在一个方面，变化是检测到3010先前未被视为在手术室的边界内的装置(例如，新装置)，如图17所示。图17为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于在检测到新的装置后选择性地重新评估手术室的边界的控制程序或逻辑配置。在另一方面，该改变可以是先前被视为驻留在手术室内的已配对装置的消失、断开连接或解除配对，如图18所示。图18为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于在与已配对装置断开连接后选择性地重新评估手术室的边界的控制程序或逻辑配置。外科系统20006可连续监测3035与已配对装置的连接以检测3034已配对装置的消失、断开连接或解除配对。
在其他方面，触发事件的重新评估可以是例如外科医生的位置变化、器械交换或感测到正在由外科系统20006执行的一组新任务。
在一个方面，外科系统20006对房间的边界的评估通过激活外科系统20006内的手术室标测模块的传感器阵列来实现，该传感器阵列使其能够检测手术室的墙壁。
外科系统20002的其他部件可被制成以与外科集线器20006相同或类似的方式在空间上感知。例如，机器人集线器还可配备有手术室标测模块。主显示器和/或辅助显示器也可配备有手术室标测模块。
外科集线器20006的空间感知及其标测外科系统20002的可能的部件的手术室的能力可允许外科集线器20006作出关于是包括还是排除此类可能的部件作为外科系统20002的一部分的自主决定，这使外科工作人员可免于处理此类任务。此外，外科集线器20006可被配置为能够基于在执行外科手术之前、期间和/或之后收集的信息来推断关于例如将在手术室中执行的外科手术的类型。所收集的信息的示例包括引入手术室中的装置的类型、将此类装置引入手术室中的时间和/或装置激活序列。外科集线器20006的空间感知还可以用于更新手术室内的多个显示器中的一个显示器。例如，外科集线器20006的空间感知可以在主显示器上显示数据，可以在辅助显示器上显示数据，并且/或者可以基于器械的检测、手术室的标测、用户的检测、外科集线器的位置的改变、器械的断开连接等中的至少一者在主显示器与辅助显示器之间移动数据。
在一个方面，外科集线器20006可以采用手术室标测模块来使用超声或激光非接触式测量装置确定外科室(例如，固定的、移动的或临时的手术室或空间)的边界。
参考图14，可以采用基于超声的非接触式传感器3002通过发射一束超声波并且在超声波从手术室的周边壁3006弹回时接收回波来扫描手术室，以确定手术室的大小并且条件蓝牙配对距离极限。在一个示例中，非接触式传感器(例如，基于超声的非接触式传感器)3002可以为回音查验超声距离传感器，如图14所示。
图14示出了根据本公开的至少一个方面的手术室壁的超声回音查验，以确定外科集线器和手术室壁之间的距离。
图14示出了超声传感器3002如何利用其超声扬声器3003发送短暂的啁啾并且使手术室标测模块的微控制器3004可测量回波返回到超声传感器的超声麦克风3005所花费的时间。微控制器3004可以向超声传感器3002发送脉冲以开始测量。然后，超声传感器3002然后可等待足够长的时间以使微控制器程序启动脉冲输入命令。然后，大约在超声传感器3002发出40kHz啁啾的同时，超声传感器可以向微控制器3004发送高信号。当超声传感器3002用其超声麦克风3005检测到回波时，超声传感器可将该高信号改变回低信号。微控制器的脉冲输入命令可以测量高变化和低变化之间的时间，并且可以将其测量结果存储在变量中。该值可以与空气中的声速一起用来计算外科集线器20006和手术室壁(例如，手术室围墙)3006之间的距离。
在示例中，如图14所示，外科集线器20006可配备有四个超声传感器3002，其中四个超声传感器中的每一个超声传感器被配置为能够评估外科集线器20006与手术室3000的壁之间的距离。外科集线器20006可配备有多于或少于四个超声传感器3002以确定手术室的边界。
手术室标测模块可采用其他距离传感器来确定手术室的边界。在一个示例中，手术室标测模块可配备有可用于评估手术室的边界的一个或多个光电传感器。在一个示例中，还可以采用合适的激光距离传感器来评估手术室的边界。基于激光的非接触传感器可通过发射激光脉冲、接收从手术室的周边壁弹回的激光脉冲并且将所发射的脉冲的相位与所接收的脉冲的相位进行比较来扫描手术室，以确定手术室的尺寸并调节蓝牙配对距离限制。
图22示出了根据本公开的至少一个方面的经由外科系统在手术室中执行的外科手术的部分人工时间轴。
参考图22的左上角，将外科集线器20006引入到手术室3000中。可在外科手术之前开始进行设置时激活外科集线器20006。在图22的示例中，设置可以基于实时时钟在实际时间11:31:14(EST)开始。然而，在所述手术设置开始时间，外科集线器20006可在人工实时07:36:00开始3001人工随机化实时时钟定时方案以保护私人患者信息。
在人工实时07:36:01，手术室标测模块可以采用超声距离传感器以超声回音查验房间(例如，发出一束超声波并且在回波从手术室的周边壁反弹时监听回波，如上所述)，以验证手术室的大小并且调整配对距离极限。
在人工实时07:36:03，可剥离数据并且加时间戳。在人工实时07:36:05，外科集线器20006可以开始与如使用手术室标测模块的超声距离传感器3002所验证的仅位于手术室3000内的装置配对。图22的右上角示出了在手术室3000的边界内并且与外科集线器20006配对的若干示例性装置，包括辅助显示装置3020、辅助集线器3021、共用接口装置3022、电动缝合器3023、视频塔模块3024和电动手持式解剖器3025。另一方面，辅助集线器3021'、辅助显示装置3020'和电动缝合器3026均在手术室3000的边界之外，并且因此不与外科集线器20006配对。
除了与外科系统20002的在手术室内的装置建立通信链路之外，外科集线器20006还可以将唯一标识和通信序列或通信号分配给装置中的每一个装置。唯一序列可包括装置的名称和首次建立通信的时间戳。其他合适的装置信息也可结合到装置的唯一序列中。
如图22的左上角所示，外科集线器20006已确定手术室3000边界在距外科集线器20006的距离为a、-a、b和-b处。由于装置“D”位于其手术室3000的确定的边界之外，因此外科集线器20006可以不与装置“D”配对。
图15是示出外科集线器20006可以如何与在其手术室的界限内的装置配对(例如，可以仅配对)的示例性算法。在激活之后，外科集线器20006可以使用手术室标测模块来确定3007手术室的边界，如本文所述。在初始确定之后，外科集线器20006可以连续搜索或检测3008在配对范围内的装置。如果检测到3010装置，则外科集线器20006然后可以确定3011所检测的装置是否在手术室的边界内。如果确定该装置在手术室的边界内，则外科集线器20006可以将与该装置配对3012。外科集线器20006可以在主显示器和/或辅助显示器上显示与配对的装置相关联的数据。在某些情况下，外科集线器20006还可以将标识符分配3013给该装置。然而，如果外科集线器20006确定所检测到的装置在手术室的边界之外，则外科集线器20006将忽略3014该装置。
参考图16，在初始确定房间的边界之后，并且在与位于此类边界内的装置初始配对之后，外科集线器20006可继续检测3015变得可用于配对的新装置。如果检测到新装置3016，则外科集线器20006可被配置为能够在与新装置配对之前重新评估3017手术室的边界。如果确定3018新装置在手术室的新确定的边界内，则外科集线器20006可与装置配对3019并且将唯一标识符分配3030给新装置。然而，如果外科集线器20006确定新装置在手术室的新确定的边界之外，则外科集线器20006可以忽略3031装置。
手术室标测模块可包括罗盘和集成蓝牙收发器用于配对。可采用不受医院环境或地理位置显著影响的其他通信机制。蓝牙低功耗(BLE)信标技术当前可以实现约1至2米的准确度的室内距离测量结果，在更近的距离内(在0至6米内)具有改善的准确度。为了提高距离测量结果的准确度，可以将罗盘与BLE一起使用。手术室标测模块可以利用BLE和罗盘来确定模块相对于患者的位置。例如，彼此面对的在二者之间具有大于一米距离的两个模块(由罗盘检测到)可清楚地指示这两个模块在患者的相对侧上。由于三角测量技术，驻留在手术室中的支持“集线器”的模块越多，可实现的准确度可变得越高。
在多个外科集线器20006、模块和/或其他外围设备存在于同一手术室中的情况下，如图22的右上角所示，手术室标测模块可被配置为能够标测驻留在手术室内的每个模块的物理位置。用户界面可以使用该信息来显示房间的虚拟地图，使得用户能够更容易地标识哪些模块存在并且已启用，以及它们的当前状态。在一个方面，可以将由外科集线器20006收集的标测数据上载到云，其中可以分析数据以用于标识例如如何物理地设置手术室。
外科集线器20006可被配置为能够通过评估发射无线电信号强度和方向来确定装置的位置。对于蓝牙协议，接收信号强度指示(RSSI)是对所接收的无线电信号强度的测量结果。在一个方面，外科系统20002的装置可配备有USB蓝牙适配器。外科集线器20006可扫描USB蓝牙信标以获得距离信息。在另一方面，具有可变衰减器的蓝牙接入点上的多个高增益天线可产生比RSSI测量结果更准确的结果。在一个方面，集线器可被配置为能够通过测量来自多个天线的信号强度来确定装置的位置。另选地，在一些示例中，外科集线器20006可配备有一个或多个运动传感器装置，该一个或多个运动传感器装置被配置为能够检测外科集线器20006的位置的变化。
参考图22的左下角，外科集线器20006已从其原始位置(以虚线描绘)移动到更靠近装置“D”的新位置，该装置“D”仍然在手术室3000的边界之外。外科集线器20006处于其新位置并且基于先前确定的手术室的边界可自然地推断装置“D”是外科系统20002的可能的部件。然而，新装置的引入可以是使得重新评估3017手术室的边界的触发事件，如图15、图17的示例性算法所示。在执行重新评估之后，外科集线器20006可确定手术室边界已改变。基于新的边界，在距离anew、-anew、bnew和-bnew处，外科集线器20006可推断其已移动并且装置“D”在其手术室的新确定的边界之外。因此，外科集线器20006可仍然不与装置“D”配对。外科集线器20006还可以更新主显示器和/或辅助显示器以反映该改变。
在一个方面，图15至图19中描绘的过程中的一个或多个过程可以由外科集线器20006的控制电路执行。在另一方面，本发明公开了如图15至图19所描绘的一种或多种方法，该一种或多种方法可由云计算系统20008执行。在又一方面，图15至图19中描绘的过程中的一个或多个过程可以由前述云计算系统20008和/或外科集线器20006的控制电路中的至少一者结合模块化装置的控制电路来执行，该模块化装置的控制电路为诸如外科器械的微控制器、机器人外科器械的控制电路、外科器械的控制电路和/或任何其他合适的微控制器。
在外科手术期间，外科器械诸如超声或RF外科器械可耦接到外科集线器20006的发生器模块140。此外，外科器械的操作者可以使用单独的外科器械控制器，诸如可以由脚或手、开关或另一激活装置来激活从发生器到外科器械的能量流。多个外科器械控制器和多个外科器械可在手术室中同时使用。按压或激活错误的外科器械控制器可导致不期望的后果。本公开的各方面提供了一种解决方案，其中外科集线器20006协调外科器械控制器和外科器械的配对以确保患者和操作者的安全。
本公开的各方面被呈现为外科集线器20006，该外科集线器被配置为能够在手术室的边界内建立和切断外科系统20002的部件之间的配对，以协调信息流并且控制此类部件之间的动作。外科集线器20006可被配置为能够在外科器械控制器和驻留在外科集线器20006的手术室的边界内的外科器械之间建立配对。
在各个方面，外科集线器20006可被配置为能够基于操作者请求或态势感知和/或空间感知来建立和切断外科系统20002的部件之间的配对。
本公开的各方面被呈现为外科集线器，该外科集线器在手术室中执行的外科手术中与外科系统一起使用。外科集线器可包括控制电路，该控制电路选择性地形成和切断外科系统的装置之间的配对。外科集线器可更新主显示器和/或辅助显示器以反映形成的或切断的配对。在一个方面，诸如图20所示，集线器可包括控制电路，该控制电路被配置为能够在3100处将集线器与外科系统的第一装置配对，可以在3102处向第一装置分配第一标识符，可以在3106处将集线器与外科系统的第二装置配对，可以在3112处将第二标识符分配给第二装置，以及/或者可以在3112处选择性地将第一装置与第二装置配对。在一个方面，外科集线器可包括存储介质，其中控制电路被配置为能够将指示第一装置和第二装置之间的配对的记录存储在存储介质中。在一个方面，第一装置和第二装置之间的配对可以限定两者之间的通信路径。在一个方面，第一装置和第二装置之间的配对可限定用于将控制动作从第二装置传输到第一装置的控制路径。
在一个方面，如图21所示，控制电路还可以被配置为能够在3120处将集线器与外科系统的第三装置配对，在3125处将第三标识符分配给第三装置，在3128处切断第一装置和第二装置之间的配对，以及/或者在3130处选择性地将第一装置与第三装置配对。在一个方面，控制电路可被进一步配置为能够将指示第一装置和第三装置之间的配对的记录存储在存储介质中。在一个方面，第一装置和第三装置之间的配对可限定两者之间的通信路径。在一个方面，第一装置和第三装置之间的配对可限定用于将控制动作从第三装置传输到第一装置的控制路径。
在各个方面，外科集线器可包括处理器和耦接到处理器的存储器。存储器可存储指令，这些指令能够由处理器执行以选择性地形成和切断外科系统的装置之间的配对，如上所述。在各个方面，本公开可提供一种存储计算机可读指令的非暂态计算机可读介质，这些计算机可读指令在被执行时使得机器选择性地形成和切断外科系统的装置之间的配对，如上所述。图20和图21为如本文所述的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地形成和切断外科系统的装置之间的配对的控制程序或逻辑构型。图20为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地在外科系统的装置之间形成连接的控制程序或逻辑配置。图21为根据本公开的至少一个方面的方法的逻辑流程图，描绘了用于选择性地在外科系统的装置之间形成和切断连接的控制程序或逻辑配置。
在一个方面，外科集线器20006可建立与外科器械的第一配对以及与外科器械控制器的第二配对。然后，外科集线器20006然后可以将这些配对链接在一起，从而允许外科器械和外科器械控制器彼此操作。外科集线器20006可更新主显示器和/或辅助显示器的显示以反映链接的配对。在另一方面，外科集线器20006可以切断外科器械和外科器械控制器之间的现有通信链路，然后可以将外科器械链接到另一个外科器械控制器，该另一个外科器械控制器链接到外科集线器20006。外科集线器20006可更新主显示器和/或辅助显示器的显示以反映切断的通信链路和/或到另一外科器械控制器的链路。
在一个方面，外科器械控制器可以与两个源配对。外科器械控制器可以与包括发生器模块的外科集线器20006配对，以用于控制其激活。外科器械控制器还可以与特定外科器械配对，以防止意外激活错误的外科器械。
参考图20，外科集线器20006可使通信模块与外科系统20002的第一装置3102配对3100或建立第一通信链路3101，第一装置可为第一外科器械。然后，集线器可将第一识别号分配3104给第一装置3102。这可以是唯一标识和通信序列或通信号，其可包括装置的名称和首次建立通信的时间戳。
此外，外科集线器20006然后可使通信模块与外科系统20002的第二装置3108配对3106或建立第二通信链路3107，第二装置可以为外科器械控制器。然后，外科集线器20006可以将第二标识号分配3110给第二装置3108。
在各个方面，将外科集线器20006与装置配对可包括检测新装置的存在，确定新装置在手术室的边界内，如本文所述，并且(例如，仅)当新装置位于手术室的边界内时与新装置配对。
参考图21，外科集线器20006可以检测外科系统20002的第三装置3116并且与其配对3120或建立第三通信链路3124，第三装置可以为例如另一外科器械控制器。然后，外科集线器20006可以将第三标识号分配3126给第三装置3116。外科集线器20006可更新主显示器和/或辅助显示器以指示第三装置已经被检测到和/或配对。
在一个方面，计算机系统可以利用外科部位(例如，经历腹腔镜手术的患者的腹腔)外部的手术室的视频/图像。在该方面，捕获图像以供由本文所述的计算机系统分析的相机组件可排除来自腹腔镜、胸腔镜或用于可视化患者身体内部的另一种此类内窥镜和/或摄像机的图像。相反，相机组件可包括相机，相机围绕手术室定位以可视化外科装置如何被利用，以及外科工作人员如何彼此交互和与外科装置进行交互，以为在手术室内发生的动作提供更广泛的背景。在另一方面，外部捕获的视频/图像可与来自内窥镜的视频/图像结合使用，以用于在使用中分析和/或改善对外科装置的控制。另外的示例公开于2018年11月6日提交的名称为“IMAGE CAPTURING OF THE AREAS OUTSIDE THE ABDOMEN TO IMPROVEPLACEMENT AND CONTROL OF A SURGICAL DEVICE IN USE”的美国专利申请公布号2019-0201129A1(美国专利申请号16/182,269)中，其全部内容以引用方式并入本文。
图23为根据本公开的至少一个方面的示例性手术室设置的图。在各种具体实施中，外科集线器211801可经由通信协议(例如，蓝牙)可连接到手术室211800内的一个或多个相机211802、外科器械211810、显示器211806、听诊灯211808，以及其他外科装置，如上文在标题“SURGICAL HUBS”下所述。相机211802可被定向，以便在外科手术的过程期间捕获手术室211800内外科工作人员211803和/或外科器械211810(或其他外科装置)的图像和/或视频。所捕获的一个或多个图像可包括静态图像或运动图像(即，视频)。外科工作人员211803和/或外科器械211810的图像可以多种角度和放大率利用不同的滤波器等捕获。在一个具体实施中，相机211802可被布置在手术室211800内，使得它们可以共同可视化执行手术的每个外科工作人员。因此，外科集线器211801可以接收来自相机211802的所捕获的图像和/或视频数据，以在外科手术期间在视觉上分析外科工作人员211803和/或外科器械211810。可利用多种机器视觉、图像处理、对象识别和光学跟踪技术来处理图像和/或视频数据，以跟踪外科工作人员211803和/或外科器械211810的特征、特性、动作和移动。
HCP可以为护士、医生、外科医生、医疗技术人员、内科医生等。
增强现实显示器可以是能够叠加一个或多个图像的显示器，例如，显示器可以将医学图像叠加在患者的图像上。在一个示例中，显示器可以将医学图像叠加在患者的视频上。在一个示例中，显示器可以将指示器和/或一个或多个指令叠加在图像上。增强现实显示器可以是可穿戴装置。
在示例中，一个或多个外科集线器可以确定对象是否位于(例如，存在于)外科手术室(OR)中。在示例中，外科集线器可以确定外科OR中是否不存在对象。在示例中，外科集线器可以确定对象是否位于房间中，诸如可相邻于外科OR的房间。外科集线器可协同操作或者可以独立操作。对象可以为智能装置，诸如智能医疗器械。
外科集线器可以使用例如回音查验(例如，超声回音查验)来限定外科OR的边界(例如，壁)。当对象进入或离开OR时，外科集线器可能会意识到。
外科集线器可以被包括在分层软件系统中。例如，当确定对象是否位于外科OR中时，外科集线器可以使用空间感知。对象可以配准到外科集线器。例如，对象可以将相应的标识和/或序列号发送到外科集线器。在示例中，外科集线器可以跟踪对象在外科OR内的相应的位置。在示例中，可以使用一个或多个相机来跟踪对象。相机可以与外科集线器通信。
在示例中，外科集线器可以确定对象是否在患者体内并且可以指示移除该对象。例如，外科集线器可以向外科医生发送对象在患者体内并且对象可能需要被移除的通知。在示例中，外科集线器可以跟踪与每个对象相关联的空间时间分量。例如，外科集线器可以跟踪在给定时间哪个装置在医务人员的手中。
外科集线器可以将数据叠加在对象上。例如，对象可以是医疗器械。显示器可被配置为能够用于叠加的数据。显示器可被包括在医疗器械上。显示器可以附接到医疗器械。数据可被描绘在屏幕上以供用户查看。如本文所述的相机可以观察外科OR中的变化，并且可以将与该变化相关联的数据叠加到医疗器械显示器上。
外科集线器可以知道位于存储目的地中的辅助对象。存储目的地可位于外科OR之外。外科集线器可以确定一个或多个辅助对象何时参与外科手术。在示例中，外科集线器可以与医务人员(例如，轮值护士)通信以检索参与外科手术的辅助对象。
外科集线器可以精确定位位于外科OR中的对象(例如，每个对象)。在示例中，外科集线器可以知道参与外科手术的器械。例如，器械可以参与即将进行的外科任务。显示器可以是护士可访问的并且可以与外科集线器通信。外科集线器可以在显示器上指示参与外科手术的器械。例如，外科集线器可以在显示器上突出显示器械。参与外科手术的器械可位于如本文所述的存储目的地。外科集线器可以指示器械所处的存储目的地。
外科集线器可以使用增强现实来指示器械。例如，增强现实可以与叠加在另一显示器上的辅助显示器相关联。外科集线器可以使用增强现实来突出显示参与外科手术的器械。如本文所述的相机可以记录与器械的取向和/或配置相关联的数据(例如，元数据)。增强现实显示器可以示出与关联于每个器械的元数据相关的信息。例如，增强现实显示器可以是一副可视化眼镜。增强现实显示器可以示出医务人员要执行的步骤。例如，每个医务人员可以访问个人增强现实显示器，以查看医务人员必须执行的个性化步骤。外科集线器可以确定医务人员何时不确定外科手术的下一步骤是什么，并且可以将该步骤输出到医务人员可访问的显示器。
在示例中，外科集线器可以知道哪些器械是无菌的或不是无菌的。例如，外科集线器可以跟踪器械是否已经被非无菌医务人员接触，并且可以确定器械不是无菌的。外科集线器可以指示器械是否位于无菌区或非无菌区中。
与对象(例如，每个对象)相关联的空间时间数据可以由外科集线器收集。例如，空间时间数据可以是器械被交换的次数。外科集线器可以分析空间时间数据。例如，空间时间数据可以指示器械在外科手术期间被更换了许多次。在这种情况下，外科集线器可以评估器械深度参与外科手术。外科集线器可以使用空间时间数据来优化外科OR设置。
外科集线器可以协调在外科OR中的对象之间交换的数据。例如，器械可试图将信息发送到错误的显示屏。在这种情况下，外科集线器可以标识出显示屏不想要该信息并且可以防止器械发送该信息。
对象(例如，每个对象)可以与功率签名相关联。功率签名可以被发送到外科集线器。外科集线器可以使用功率签名来确定对象是否被通电。功率结构签名可由外科集线器使用以确定对象的身份。例如，外科集线器可以基于其功率签名来标识对象。
外科集线器可通过使用数据群集和/或数据点的关联来标识和/或验证器械。在示例中，可以使用数据集群和/或数据点的关系来确定与器械相关的器械取向和/或人体工程学信息。外科集线器可以接收与外科OR中的显示器(例如，每个显示器)相关联的数据。例如，外科集线器可以从可以与显示器相关联的数据源，诸如医疗器械接收数据。
又如，外科集线器可以确定在屏幕上显示的数据，并且可以修改屏幕上的数据、增加屏幕上的数据、从屏幕上移除数据和/或向屏幕添加数据。例如，与位于外科OR中的发生器相关联的显示器可以将数据发送到外科集线器。在示例中，一个或多个相机可以监测显示器并且将与监测相关联的数据发送到外科集线器。例如，相机可以看到发生器上的功率电平，并且将与功率电平相关联的数据发送到外科集线器。例如，相机可以看到发生器上的错误代码，并且可以将与错误代码相关联的数据发送到外科集线器。
器械可以向外科集线器发送消息，该消息通知集线器器械位于外科OR中。消息可包括器械的序列号。当集线器接收消息时，外科集线器可以记录序列号。当器械向外科集线器发送数据时，器械可包括序列号。外科集线器可以使用序列号以便标识哪个器械发送了数据。外科集线器可以发送响应消息，该响应消息向器械指示外科集线器接收到该消息。
在示例中，外科OR的边界可以由发送到外科集线器的相机信息来确定。外科集线器可以例如基于相机信息来标识外科OR中的对象何时被移动。例如，外科OR可以基于跟踪医务人员的移动和外科机器人臂的移动的相机信息来标识医务人员撞击外科机器人臂。
外科集线器可以生成与相机信息在一段时间内的变化相关的信息。外科集线器可以将信息发送到医务人员可访问的一个或多个显示器。在示例中，外科集线器可以基于相机信息来确定医务人员何时感到困惑。在这种情况下，外科集线器可以确定医务人员正在使用的器械，并且基于该器械，外科集线器可以将下一步骤输出到医务人员可访问的显示器。
在示例中，外科集线器可以接收与患者相关联的信息。例如，外科医生可以在患者身体的一个区域上击发能量束。在这种情况下，外科集线器可以将击发位置叠加在由外科医生使用的击发装置的监测器上。可以在支持外科医生的医务人员可访问的辅助显示器上输出击发信息。在这种情况下，医务人员可以知道正在击发哪个器械。
外科集线器可以知道每个医疗器械上的指示器。相机可以标识指示器并且将指示器连同医疗器械的位置(例如，经由坐标点)一起发送到外科集线器。在示例中，指示器可包括标引端口和/或基准标记。指示器可包括关于器械的品质，诸如器械轴的长度和厚度。外科集线器可以基于品质来缩放发送到器械的数据。相机可以标识一个或多个器械的索引协调和/或配准点。
在示例中，相机可以基于器械的特性来标识器械。例如，相机可以使用空间识别来对器械的形状建模。在这种情况下，相机可以基于形状来标识器械。例如，相机可以标识类似于内镜切割器柄部的柄部并且可以确定器械为内镜切割器。
相机可以基于外科OR中的显示器来生成数据。相机可以将信息叠加到显示器上。信息可包括来自另一显示器的信息。例如，外科医生可以请求与发生器功率电平、EKG测量结果和器械击发状态相关的信息。在这种情况下，器械可包括显示所有这三个值的显示器。外科集线器可以将信息发送到外科医生从腹腔镜的角度看的显示器。
外科集线器可以标识和/或识别可能彼此不兼容的一个或多个装置。外科集线器可以将数据标准化为可以允许数据在装置之间交换的形式。
外科集线器可包括机器学习，该机器学习随着时间的推移分析如本文所述的元数据。元数据可以基于发送到外科集线器的相机信息。例如，相机可以读取显示器上的信息，并且在一段持续时间内将该信息发送到外科集线器。外科集线器可以将信息输入到机器学习模型中以确定例如外科医生可能正在做什么。机器学习模型可以确定针对外科医生的建议，并且外科医生可以将建议发送到外科医生可访问的显示器。机器学习模块可以确定外科集线器应当在何时和/或何处发送信息。例如，机器学习模型可以告知外科集线器在外科医生进行移动时发送与结扎IMA相关的信息。
如本文所述的机器学习可以允许外科集线器基于医务人员来定制所交换的数据。例如，外科集线器可以检索执行外科手术的外科医生的身份并且将该身份输入到机器学习模型中。机器学习模型可以基于身份来调整建议。
外科集线器可以基于医务人员在给定时间的需要来过滤和/或协调数据。例如，外科集线器可包括与超声刀的电量相关的信息。外科医生可能正在执行不涉及超声刀的外科任务。在这种情况下，外科集线器可以过滤出超声刀。外科集线器可以将过滤后的数据发送到可由外科医生访问的显示器。
外科集线器可以基于医务人员正在做什么来确定可以发送到显示屏的数据量。例如，外科医生可能正在执行外科手术的关键任务。外科集线器可以确定不向显示屏发送视觉图，例如，因为它可能分散外科医生的注意力。
可以提供一个或多个监测系统。集线器适配和/或集线器控制可以基于外科OR内的对象和人员的空间感知而改变。
集线器标识和/或对象的跟踪和/或外科OR内人员的跟踪可用于叠加根据用户需要定制的数据。外科集线器可包括用于监测外科OR内的一个或多个用户和/或进入或离开外科OR内的不同预定义空间的外科器械的系统，例如，在与正在进行的手术相关的整个任务中。空间可包括库存区域、梅奥架子和/或外科部位。器械的跟踪可包括确保器械准备好用于所需的手术任务和/或处于正确操作的状态。外科集线器可以基于手术步骤和/或基于用户和/或查看装置的监测器将数据附加到器械。附加数据可以经由内置显示器、房间的显示器和/或平板电脑和/或AR设备(例如，眼镜、个人显示器和/或可听指令)。用于跟踪的步骤可以是最后一步并且可包括清理，以确保患者体内没有保留的对象并且产品(例如，所有产品)被正确处置。
可以提供对对象和/或人的集线器空间感知和/或外科手术套房监测和跟踪。外科产品和/或器械的空间感知可包括它们在外科OR内的移动、位置和/或取向。可以提供OR内的器械标识、空间配准和/或跟踪。
产品的来源位置和/或检测到产品的位置可以触发与HCP的不同交互。例如，如果装置已经进入OR，则可以警告HCP。在这种情况下，可以将装置添加到库存控件中。
在示例中，可以提供对包装是否已被打开的跟踪。外科集线器可以使用相机、传感器和/或类似物来确定包装是否存在于区域中，诸如手术室的区域中。外科集线器可以确定包装是否已被打开。例如，外科集线器可以从与包装相关联的传感器接收指示包装已被打开的信号。又如，外科集线器可以使用相机来确定包装已被打开。当确定包装已被打开时，外科集线器可以锁定与包装被打开相关联的时间。外科集线器可在库存数据库中注意到包装已被打开，使得库存可以反映对象已被使用。
产品的取向和/或环境参数可以用于触发交互和/或向HCP发出通知，例如用于采取动作和/或发出警告。例如，陀螺仪和/或3轴加速度计可用于确定装置取向和/或位置。
外科集线器可警告装置要知道的特殊环境条件。例如，当前的OR大气压可能影响装置性能。在这种情况下，装置可收到关于其可能需要进行的可能的调整的警报，以实现最佳性能。集线器可以向装置通知患者呈现的特殊内部状况(例如，任何特殊内部状况)。
器械可包括装置上的空间配准标记器和/或可见基准标记器，这些可以由集线器和/或集线器的传感器阵列监测。标记可以是预定义的图案，并且集线器可以使用装置的索引作为它们的标记和/或器械配置。在示例中，集线器能够使用标记来利用集线器创建和/或记录的3D计算机环境来标识和/或对器械进行建模。
标记可以允许集线器调整器械的图像和/或投影以用于平移、旋转、缩放、偏斜和/或透视。例如，集线器可以呈现增强现实图像，该增强现实图像可以示出可以缩放的医疗器械的一部分。例如，如果器械的一部分被遮挡，则可以使集线器能够检测和/或监测器械。
对于可视监测，可存在可例如在系统启动时自动进行的相机校准。可存在与集线器相机相关联的一组预定义标记，该组预定义标记可以是固定的并且可允许集线器校准相机的距离和/或焦距。在示例中，集线器可以根据集线器或例如可在OR内的另一校准预设缩放比例来确定精确的长度。集线器可以使用度量和/或缩放比例来校准相机和/或焦距。
集线器可以经由集成到集线器的另一测量系统(诸如激光多普勒、超声回音查验、RF和/或其他能量数字通信)来确定精确的距离。可以从有源或无源电子信号处理推断距离。通过监测信号强度和补偿发射功率、发射装置天线路径、对抗路径、接收装置天线路径和接收器灵敏度，两个蓝牙配对系统之间的通信可用于确定蓝牙配对系统在房间内分开的距离。
UHF或HF RFID标签对象跟踪可涉及预定义的标签和/或距离与未知标签的组合。标签可以标识有问题的产品并且可以提供有关该产品的信息。例如，一旦被标识，标签可以允许产品在房间内被跟踪。
由具有已知位置(例如，地标)的无源或有源参考标签制成的RFID地图可以定位RFID读取器天线检测到的未知标签。
系统可以例如使用大规模路径损耗传播模型来测量读取器和常见检测到的标签之间的一个或多个距离。在示例中，系统可以计算未知标签和检测到的地标之间的距离(例如，标签间距离)。
可以提供毫米波雷达的使用和/或对象的跟踪。可以提供具有微米级精度的毫米波雷达。使用调频连续波(FMCW)操作的雷达可以示出可以如何使用雷达拍频信号的频率和/或相位来确定雷达传感器和反射雷达信号的对象之间的距离。
可以提供OR内的器械标识、空间配准和/或跟踪。在OR内和/或通过利用进行空间跟踪的器械可以提供有关步骤的指导和/或其他收集的和/或流式传输的数据的补充。器械可以由OR内的相机和/或患者体内的相机跟踪。
集线器可以监测所附接的有线和/或无线装置的连接性、房间的检测、和/或OR内的装置和/或人员的位置(例如，经由超声波和/或视觉相机以及为查看显示器的用户定制显示器上的数据)。在示例中，可以使用房间显示器来查看OR以及/或者通过画中画视图来查看OR。可以允许外科医生看到的显示器显示相同的房间和视野视图。在示例中，可以允许显示器显示关于器械护士和助理外科医生的不同信息。不同的信息可以允许器械护士和助理外科医生了解他们的工作以及正在使用的装置如何与他们的特定任务相关。
可以提供设置和清理器械计数。例如，外科集线器可以跟踪器械。外科集线器可以确定器械可能需要被设置并且可以向HCP发送通知和/或指令。外科集线器可以确定器械可能需要被清洁。外科集线器可以向HCP发送通知和命令指令。
使用HCP佩戴的或同心相机可以监测哪些装置已被带入OR以及/或者可能离开OR。例如，HCP可以佩戴相机。相机可在可由HCP佩戴的安全眼镜内。相机可以查看HCP可能正在查看的内容。相机可以检测器械可能已经进入HCP的视野。相机可以标识器械。相机可以确定器械已被带入OR中。
HCP增强现实设备上的相机可以看到正在处理的器械。例如，可以使用增强现实设备来确定器械可包括可以提供身份的标签。在示例中，相机可以扫描条形码和/或QR码，例如，以标识序列号和/或产品规格。
例如，如果器械已经通过手术计划被指定用于手术或者已经在OR内被拆包，因为HCP查看重新加载的库存室存储，则AR装置可以突出显示可行的重新加载。AR装置可以经由针对患者和/或手术推荐的多个等级的竞争来突出显示。
产品扫描装置(例如，条形码扫描激光器、射频识别(RFID)手持式扫描器、RFID入口扫描器、光学QR码读取器或相机和/或另一库存扫描系统)可用于跟踪和/或标记在OR中使用了什么产品。这些扫描器可以确保被带入OR中的产品被移除。
当扫描到相关的两个物品时，集线器可以标识物品的兼容性并且可以突出显示差异。当扫描系统扫描不兼容的重新加载或器械时，集线器、扫描器和/或其他用户交互装置可以在产品从其无菌包装中取出之前突出显示差异。当产品被扫描以便移除时，装置可以突出显示对装置的可接受的一次性和/或回收方法。集线器可以用区域信息更新扫描器，例如，基于集线器知道正在执行手术的位置。
在示例中，集线器可以与设施通信以确定处置供应商和/或该设施的供应商希望丢弃系统的方法和/或位置。集线器可以通知边缘处理系统，例如，以制表和/或通知处置。例如，如果足够多的产品准备好被移除，则集线器可以收回供应商。
集线器可以分析例如可以被重新消毒的装置的数量。例如，集线器可以分析给定装置涉及哪些方法，以便协助医院清洁以及/或者协助消毒科室预测容量以及/或者预期工作量。
可以提供进入或离开患者治疗部位的监测器械。例如，当海绵、缝合线、器械等从梅奥推车移动到外科部位时，物品可经由光学、RFID、电磁和/或超声波感测系统被单独地标识和/或监测。这可以为集线器提供正在进行的步骤或任务的态势感知。集线器可以通知支持HCP用于后续步骤和/或预期参与。在示例中，集线器可以确保在患者体内没有保留的外科器械。
集线器可以跟踪在外科手术中使用的器械，并且可以跟踪器械在外科手术期间可以使用多长时间，例如，以确定产品是参与了手术还是最终成为了浪费的产品。可以提供具有器械接近度和使用的其他数据监测系统的监测和/或注释。器械可以由OR内和/或患者体内的相机进行跟踪。
例如，可以标识HCP交互，以注释事件和态势感知。可以提供OR内的HCP跟踪和/或监测交互。
集线器、扫描器和/或监测系统可以跟踪器械以及与它们交互的用户和HCP。在示例中，集线器可以跟踪哪个HCP将库存带到房间以及在什么时间。在示例中，集线器可以记录打开无菌包装的HCP以及打开时间。在示例中，集线器可以跟踪产品已经打开多长时间以及在什么环境条件下打开。
在示例中，集线器可以跟踪产品何时可靠和/或产品有效性何时开始受到影响。集线器可以提供将采用的一个或多个指令以最小化影响。在示例中，集线器可以跟踪使用产品的HCP或外科医生。
所记录的元数据可包括使用特性。使用特性可包括以下各项中的一项或多项：患者、手术、手术步骤、使用量、偏好数据、取向、位置等相对于外科部位、OR内的HCP跟踪和监测交互，或器械和设备操作和使用的空间和/或时间跟踪和记录。
可以提供在使用期间对器械的时间、位置和取向记录的监测和记录。
器械相对于彼此、外科工作人员、室内设备、器具和患者的检测、监测和/或记录可以实现使用情况、易用性、常见的握持方式和/或处理方式，以及器械处于不同取向的时间量的数据分析。
器械的跟踪和器械的取向以及哪些相机可以使器械可视化可以允许集线器将指示状态、突出显示和/或指令的数据和/或二次成像叠加到器械上，例如以协助器械的用户。
数据在器械方面上的叠加对于不同的视图或观看者可以不同。在示例中，叠加可以由系统基于用户与装置进行交互来改变。在示例中，针对装置的不同监测器，叠加可以是不同的。
例如，外科医生可能会进行胸肺叶切除术，并且可能即将进行血管横切步骤。血管内镜切割器可以从OR梅奥推车中丢失，并且可存在于房间周边柜子内的库存区域中。在这种情况下，梅奥推车上的空间可以由集线器突出显示，并且集线器可以监测该空间以及/或者可以显示指示装置在该空间缺失的图像。集线器可以向循环护士指示血管内镜切割器位于何处。护士可以将装置带入该区域中，并且可以打开该装置并且将其无菌地放到梅奥架子上，并且相机可以自动地标识该装置并且可以标识该装置被卸载。护士的监测器可以叠加卸载状态和驱动控件，例如以开始装载步骤。在这种情况下，外科医生的监测器可以显示装置，并且代替加载突出显示，监测器可以显示组织类型兼容性、重新加载需要和/或装置的状态。在这种情况下，数据和突出显示的数据的叠加对于不同的用户可以是不同的，并且对于看向装置的不同显示器可以是不同的。集线器可及时记录所有操作和任务以供编译(例如，稍后的编译)。显示器可以是诸如可穿戴的个人显示器、装置上的本地显示器和/或AR眼镜或设备。
在示例中，数据在器械方面的叠加对于不同的视图或观察者而言可能不同。
腹部外部区域的图像捕获(例如，装置取向、位置和状态以及用户身体位置、员工活动和手术室内的其他操作等)可以改进使用中的外科装置的放置和/或控制。
可以提供系统集成和连接的空间感知。
交互的自适应控制可以基于距离、布线链接和/或端口附件。
OR房间和OR内的集线器的检测可以允许系统定义房间边界、知道要与哪些集线器通信，并且/或者知道需要哪些列表和/或手术来比较产品的认证和/或兼容性问题。
在示例中，可以在OR内利用相机来确定连接到集线器、机器人或房间的设备的设置、位置、互连和/或取向以配置系统的设置。
OR相机和显示器可以标识设备。OR相机和显示器可用于设置和启动设备。
在示例中，相机可以引导用户重新配置和/或排除系统布局的故障，例如，重新配置多个系统的耦接的互连以实现互连。
可以标识彼此靠近并且可能干扰或抑制一个或多个设备的功能的设备。
患者附接的引线和/或其他不正确的设置和连接可以被标识，并且可以指导用户如何校正该问题。
在示例中，房间中的一个或多个显示器可被配置为能够帮助医疗保健专业人员。例如，一个显示器可被配置为能够帮助第一HCP，并且第二显示器可被配置为能够帮助第二HCP。在一个示例中，显示器可被配置为能够提供用于医疗器械、手术任务等的步骤。基于用户来显示信息。例如，第一显示器可以基于由第二HCP执行的任务和/或作业来显示第一HCP的第一组信息，并且第二显示器可以基于由第二HCP执行的任务和/或作业来显示第二HCP的第二组信息。显示器或显示器的第一部分可以显示外科手术的任务和/或位置，而另一个显示器或显示器的第二部分可以显示外科视图。
可以定制基于用户和/或用户在OR内的位置的显示的信息。
在外科手术期间，OR团队可以彼此协调地执行功能，例如，创建有益于患者的氛围。OR内的人员可包括手术外科医生、外科医生助理、器械人员、麻醉师和/或巡回护士。团队的每个成员在整个手术中可能承担不同的职责，并且可以彼此交互并且可以彼此同步，以实现效率和成功的结果。在示例中，OR室可能是紧张、高压力和具有挑战性的环境，其中医务人员可能会分心和/或忘记重要步骤，这可导致个人和/或其他团队成员的注意力延迟和/或中断。可以定制OR室显示器和/或平板电脑的使用以帮助医疗保健提供者中的每一个医疗保健提供者了解要采取哪些行动(例如，基于监测正在查看的用户)、使用步骤、需要的手术步骤，或者预测步骤以优化团队的效率和/或焦点。OR显示器针对每个工作人员和每个工作人员的职责可以是唯一的。在这种情况下，可以标识正在看监测器的个人，并且监测器可以显示个人的任务细节。
外科OR中涉及的个人的示例可以为外科医生。
例如，在手术期间，不遮挡外科医生视野的显示器或显示器的一角可以标识哪个器械和/或装置在他的手中并且可以提供使用步骤(例如，向用户突出显示按钮的文本或视觉图像)。如果检测到该步骤以错误的顺序被按压，则显示器可以突出显示该步骤并且可以警告用户。
在示例中，在外科手术开始之前，外科医生和/或助理正在看的显示器可以示出黄金标准的快照以及/或者基于患者生物标志物来监测该患者的风险。
在示例中，在外科手术期间，外科医生可以拾取或放下手术台或器械台上的器械，并且屏幕可以在屏幕的一角提供器械所在位置的指示(例如，在他需要器械之前)，并且外科医生可以将注意力集中在屏幕上并且用手去够器械。在示例中，知道手术步骤并且知道什么器械被插入其中的集线器可以知道在使用之前何时需要器械。监测系统可以验证任务完成并且可以知道接下来需要哪个步骤。需要什么器械以及何时需要的通知可以通知给器械护士和/或助理，并且他们可以在外科医生请求或需要器械之前就准备好将其交给外科医生，例如，这样可以提高OR内的效率并且允许外科医生保持专注。
外科OR中涉及的个人的示例可以为器械护士。
例如，在外科手术期间，器械护士、巡回护士和/或助理可以负责为外科医生改变设备的设置。在这种情况下，显示器可以提供OR房间布局的概览，并且可以突出显示需要修改的设备的位置。显示器可以显示该设备的视觉图像，并且可以显示用于如何附加设置的使用步骤。在示例中，监测器、集线器和/或显示器可以确认正确的设置被调整到正确的值，例如作为验证。
例如，器械护士可以负责确保工具和场地是无菌的。在这种情况下，显示器可以被设置为例如检查清单，以指示所需的物品并且确认物品是无菌的。显示器可以提供基于手术类型、所需设备和/或房间布局的指示。显示器可以指示无菌区应当如何，并且可以确认无菌区已准备好。
外科OR中涉及的个人的示例可以为巡回护士。
例如，巡回护士的职责可以是对外科物品的数量负责，例如确保在手术之前和手术之后没有外科物品保留在患者体内。在这种情况下，显示器可以用作检查清单，并且了解手术的集线器可以创建参与外科手术的物品的检查清单，并且可以在执行外科手术时以及在执行外科手术之后进行跟踪以确保物品被收集。例如，如果存在差异，则显示器可以突出显示，并且可以在开始手术或关闭站点之前警告团队。
例如，巡回护士的职责可以是将患者准备就绪并且将患者定位在手术台上。在这种情况下，显示器可以用于指示患者应当如何定位在手术台上，并且系统可以在开始手术之前进行验证。在示例中，患者放置可以基于外科医生偏好和/或黄金标准手术数据。
例如，巡回护士的职责可以是确保在患者身上完成正确的部位和手术。在这种情况下，显示器可以用作现场准备和/或验证以及完成的手术的指导。
方法可以基于OR内的作业和/或位置(例如，地理上)。在示例中，可以根据团队成员的功能将团队划分为多个部分。一个团队可以是无菌OR团队，并且可包括手术外科医生、外科医生助理和器械人员。一个团队可能是未经消毒的OR团队，并且可包括麻醉师或护士麻醉师、循环人员，以及操作专用机器或装置可能需要的其他OR成员。
在示例中，无菌OR团队可以执行外科洗手(例如，包括手臂)并且可以准备无菌手术衣和手套。在这种情况下，OR内的显示器可以标识指定工作人员中的每一个指定工作人员所需的物品，并且可以使用监测系统来确认任务已经完成，例如在允许屏幕进入手术模式之前。例如，显示器可以突出显示并且通知工作人员是否错过了某个步骤。外科OR团队可以进入无菌区。在这种情况下，显示器可以显示OR室的布局，并且可以向工作人员突出显示无菌区的不同部分或边界。手术室可在布局和/或边界或新的工作人员方面有所不同，其中监测器可用于通知和/或提醒OR的无菌区边界。外科OR团队可以处理无菌物品。在这种情况下，集线器可以监测并且在显示器上提供关于谁有权使用和/或传递无菌器械的通知，并且如果非无菌团队成员尝试使用和/或传递无菌器械，则集线器可以在显示器上提供针对该工作人员的警报和/或通知。
在示例中，未经消毒的OR团队可包括麻醉师、循环人员、生物医学技术人员、放射学技术人员和/或可以设置和/或操作在外科手术期间对患者进行监测所必需的专用设备和/或装置的其他工作人员。
所显示信息可以基于用户和/或用户在OR内的位置来定制。在示例中，空间感知可以用时间感知来补充。例如，当需要与手术相关的任务时，补充可包括集线器在哪里以及集线器如何连接到OR内的其他系统。可以提供与集线器连接的模块和系统的时间和空间感知。集线器可以跟踪OR套房内OR工作人员的位置。例如，可以在最靠近工作人员当前位置的监测器上显示主要任务和/或次级任务。附加任务可以直观地显示在列表中。例如，当前任务可被突出显示和/或加粗。在示例中，集线器可以示出当前指令并且可以示出工作人员是否未遵循当前的手术步骤。
可以提供子系统自我标识、索引和/或集成。集线器或更高级别的分层系统可以基于装置的ID、装置的电力使用的签名或所提供的数据流，以及/或者通过视觉或电子地查看附接的装置来自动标识附接的装置。可以提供基于附加装置的数据或功率签名的自动标识和设置。
在示例中，从装置传送到集线器的数据流可用于通过将该数据流与由该装置提供的数据流的先前概要进行比较来标识该装置、该装置的设置配置，以及该装置的操作程序。元数据的签名、数据的组织和/或通信分组的组织可以特定于装置的功能、品牌和型号，并且可用于跟踪和自动设置系统，例如，当装置附接到更高级别的系统时。
可以使用标头、数据分组细节、元数据、传输频率和/或握手来标识相对于其他类似设备的特定设备。
错误、一致性噪声和/或其他个性化附加元素可以创建数据传输和/或功率使用的可跟踪签名以识别单元。
可以提供基于附加装置的数据或功率签名的自动标识和/或设置。
可以提供OR内的对象和/或人员的集线器标识和/或跟踪以叠加根据用户需要定制的数据。例如，外科集线器可包括用于监测房间内的用户以及在与正在进行的手术相关的特定步骤和/或任务期间进入或离开OR内的不同预定义空间的外科器械的系统。空间可包括库存区域、梅奥架子和/或外科部位。器械的跟踪可包括确保器械准备好用于所需的手术步骤中并且处于正确操作的状态。在示例中，集线器可以基于外科步骤和/或查看装置的用户或监测器将数据附加到器械。例如，附加数据可以经由内置显示器、房间的显示器和/或平板电脑和/或AR设备(例如，眼镜、个人显示器、或可听指令)。用于跟踪的任务中的一个任务可以是最后一个步骤和清理，从而确保患者体内没有保留的对象并且产品得到正确处置。
可以提供与其他设施系统和服务器的交互。OR库存管理系统可包括在集线器中。例如，OR库存管理系统可包括治疗调整的计费和/或报销授权。
例如，OR库存管理系统可包括基于预授权或手术分类对手术方法、使用的器械和/或药物辅助剂的调整。
可以提供先进的成像。可以提供监测系统。
显示器和显示器交互的集线器自适应控制和/或操作可以基于对用户、设备和/或使用以及用户或设备需要的识别。
在示例中，显示器设置和/或所显示信息的配置可以基于用户的识别和/或对手术、位置或使用的感知。在示例中，外科集线器可以互连到OR内的显示装置，并且可以监测和跟踪人员、手术和/或患者。集线器可以包括基于当前情况和/或显示器的用户或观看者来传达显示器中的每一个显示器中的变化的能力。集线器可以监测手术和/或患者，可以跟踪OR内的人员，并且可以能够将显示器的位置和/或方向与显示器的用户相关联。在示例中，集线器可包括识别算法，识别算法使得集线器能够在OR内的集线器的传感器的视野内区分用户、设备和/或器械。集线器可以为用户定制显示器设置、所显示信息和/或指令以及手头的步骤或任务。例如，显示器可以为个人显示单元，诸如AR装置、外科接口台、设备显示器、本地器械显示器和/或定位并且瞄准特定用户位置的房间监测器。
可以提供智能显示系统交互和控制。一个显示器上的相机和/或传感器可用于监测OR内的其他显示系统。用相机监测一个显示器可用于显示控制和/或数据收集。
在示例中，系统可用于监测利用率、设置参数和/或确定哪些用户正在查看OR中的显示器和/或与OR中的显示器进行交互。显示器可正在监测另一显示器上的用于控制提示的信息，并且可以能够重复或重新显示来自另一显示器的信息。
在示例中，外科医生交互显示器(例如，主外科医生交互显示器)可正在观看患者监测系统，诸如EKG、血压、镇静水平、O2水平等，并且可以将与患者监测系统相关的信息添加到其主显示器。在这种情况下，外科医生可以在一个位置查找编译数据(例如，所有编译数据)。
例如，显示器可以在视觉范围之外的光带中或听觉范围之外的可听水平中广播信息，以便协调用于用户(可以为HCP)的显示器之间的信息。
在示例中，对多个显示器的监测可以用作外科步骤、患者生命体征、使用中的器械等的确认水平。多个相机可以将信息馈送到集线器系统中，并且相机可以导出不同的信息并且可以用于彼此确认。
经由与系统进行口头地、视觉地或物理地交互的辅助的和/或扩展的显示器控制可以为显示器交互提供深度背景。可以通过用户的可变输入来提供显示器的辅助AI控制。
可以使用智能装置控制和/或与智能显示器的交互，以便允许房间内的用户通过用户控制的装置来控制显示器。例如，AR设备、智能表、外科医生工作台和/或其他器械可用于创建与OR中的一些或所有显示器的单独链接和/或配对，例如以便控制所显示的内容以及显示器的参数。
手术、HCP和/或患者数据可用于确定显示器的默认交互控制，以允许用户直观地交互和控制显示器和显示器的数据。
语音控制显示器可用于改变显示器参数或所显示的内容或连接到显示器。
例如，可以提供显示器的控制参数的AI交互和/或方向，这可包括预定义的控制字和/或姿势以及能力搜索行为和/或在预定义的变量之间插入命令的系统。
在示例中，可以使用个性化的体验和/或响应，因为系统可以基于语音识别、用户的成像和/或个人的其他电子标识来区分个人。
显示器设置和控件的触摸显示器补充可以使得能够通过选项进行导航，并且可以探索所显示的成像和分析的各个方面。可以通过用户的可变输入来提供显示器的辅助AI控制。
HCP可以使用通信入口来与另一HCP通信。在示例中，智能显示器可以利用口头输入来控制OR外部的通信。
显示器可以转录发言请求和/或信息，并且可以经由SMS、电子邮件和/或其他电子方式发送(例如，数字地发送)消息和/或请求。
请求技能组和/或人员可以允许显示器和/或集线器标识和定位参与协助所请求的任务的个人，并且可以向此人发送通知，指示需要帮助以及在哪里需要帮助。
在示例中，系统可以将所请求的帮助或步骤分割成系统的所需任务，并且可以标识具有所需技能组的可用人员(例如，最可用的人员)并且通知该人员需要帮助。
系统可以向外科医生做出技能组和/或人员推荐，并且可以突出显示、排名、指定推荐的优点或缺点等，并且可以允许外科医生进行选择。在这种情况下，可以通知(例如，明显地通知)外科医生。
智能显示器设置配置可以基于用户和/或工作人员的标识、先前的使用和/或手术或患者参数。
显示器的智能设置、配置和/或取向控制可以基于用户ID。在示例中，先前的使用可以用于改进位置、取向和/或所显示信息。
可以基于所感测到的用户、手术和/或患者配置来调整内部显示器设置，例如，这样可以增加对比度，可以使颜色饱和度更大或更小，并且/或者可以改变背景或基色以提高用户正在显示的数据的可视性和/或解释。
用户交互和利用可包括哪些HCP使用所显示信息、系统或显示器的使用频率、显示信息的用途、哪些HCP与系统交互最多、取向、使用定时和数量，以及用户在房间内的位置。
显示器的智能设置、配置和/或取向控制可以基于用户ID。对所收集和/或传送的数据进行控制，通过该数据可以了解系统，并且可以控制通信，通过该通信可以了解装置和管道。
例如，可以记录有关受监测产品和由什么对象监测的情况，以了解通过设施的工作流程和产品流程。
在示例中，所监测的数据可包括什么系统已经检测到该物品以及该物品在被检测到时可在何处、在何时，以及处于什么状态。
所监测的数据的源的元数据标识可以与该数据相关联。元数据标识可包括以下各项中的一项或多项：测量和/或跟踪、取向、距离和/或位置、高度差异、时间监测系统、NFC超宽带(UWB)蓝牙视觉可见光谱、多光谱方面、被动热成像、外科工作人员压力源和疾病任务关键程度。
可以提供与其他设施系统和服务器的交互。OR库存管理系统可包括在集线器中。例如，OR库存管理系统可包括治疗调整的计费和/或报销授权。例如，OR库存管理系统可包括基于预授权或手术分类对手术方法、使用的器械和/或药物辅助剂的调整。
图24描绘了可包括用于跟踪患者、医疗保健提供者、外科对象、外科项目和/或外科器械的外科集线器的OR的图。如本文所述，传感器可以发送或接收可以由外科集线器20006使用的信号。例如，传感器可以为RFID、蓝牙装置、计算机、可穿戴装置、智能电话、智能手表、无线电发射器-接收器，等等。
在示例中，一个或多个外科集线器可以确定对象是否位于外科OR中。在示例中，外科集线器可以确定外科OR中是否不存在对象。在示例中，外科集线器可以确定对象是否位于相邻于外科OR的房间中。外科集线器可以协同操作或者可以独立操作。对象可以为智能装置，诸如智能医疗器械。
手术室47000可包括外科集线器，诸如外科集线器20006。外科集线器20006可以使用例如回音查验(例如，超声回音查验)来限定外科OR的边界(例如，壁)。外科集线器20006可以知道对象何时进入或离开外科OR。外科集线器20006可以连接到许多传感器，这些传感器可用于检测患者、HCP、外科产品、外科器械等的存在、不存在和/或移动。如本文所用，外科器械可被称为医疗器械，反之亦然。
外科集线器20006可包括许多传感器并且/或者可以与许多传感器通信以确定手术室的一个或多个区域和/或空间。例如，外科集线器20006可以确定手术室47000可包括无菌区和非无菌区。外科集线器20006可以确定手术室47000可包括可以由HCP使用以准备用于外科手术的医疗器械和/或产品的备用工作台(back table)47002。外科集线器20006可以确定手术室47000可包括手术台47004。外科集线器2006还可以确定可以与手术室47000相关联的其他区域，诸如由患者占据的区域、由HCP占据的区域、手术室47000外部的区域、与手术室47000相邻的手术室，等等。这些区域可包括库存区域、梅奥架子和/或外科部位。
手术室47000可包括患者侧推车20032。患者侧推车20032还可以被称为外科机器人。外科集线器20006可以监测外科机器人20032。外科集线器20006可以确定外科机器人20032的位置。外科集线器20006可以确定外科机器人20032是否可以在可包括无菌区的区域内。外科集线器20006可以确定外科机器人20032是否可以在可包括非无菌区的区域内。在一个示例中，当外科机器人20032可能已经处于非无菌区中并且外科集线器20006确定外科机器人20032可能尚未准备好进行外科手术时，外科集线器20006可以通知HCP外科机器人20032在使用之前将被清洁和/或准备好进行外科手术。
手术室47000可包括一个或多个HCP，诸如HCP 47006、HCP 47008、HCP 470010、HCP47012、HCP 47014、HCP 47016和/或HCP 47018。外科集线器20006可以使用手术室47000内的一个或多个传感器和/或一个或多个相机来监测、跟踪和/或检测一个或多个HCP。例如，HCP 47014、HCP 47016和/或HCP 47006可以穿戴可由外科集线器20006检测到的可穿戴传感器。可穿戴传感器可包括可以与HCP 47014相关联的传感器47020、可以与HCP 47016相关联的传感器47022、可以与HCP 47018相关联的传感器47024，以及/或者可以与HCP 47006相关联的传感器47026。可穿戴传感器可以是用于跟踪人的任何合适的传感器，诸如RFID标签、智能手表、智能电弧、计算机、蓝牙装置，等等。
外科集线器20006可以使用可穿戴装置来监测和/或跟踪HCP。例如，外科集线器20006可以从可穿戴装置接收信号，该信号可以通过将可穿戴装置与人相关联来指示装置在房间中存在的时间。外科集线器20006可以估计和/或确定此人可以在OR内的何处。外科集线器20006可以使用从可穿戴装置确定的位置来确定相关人员可在OR内的区域。例如，外科集线器20006可以确定HCP 47014可能在备用工作台。使用背景信息，外科集线器2006可以确定可以在外科手术期间执行的任务并且可以将HCP的位置与该任务相关联。例如，外科集线器20006可以确定HCP 47014位于备用工作台47002处，以准备在当前外科任务中使用的医疗器械。
手术室可包括一个好多个相机。一个或多个相机可包括可以在可由HCP穿戴的可穿戴装置上的相机。例如，HCP可以佩戴可包括相机的安全眼镜。外科集线器20006可以利用来自OR内的一个或多个相机的数据来确定人诸如HCP的位置。例如，外科集线器20006可以使用手术室内的相机来确定HCP 47010的位置。又如，外科集线器2006可以使用与由HCP47010佩戴的安全眼镜相关联的相机来确定HCP 47008的位置。
手术室47000可包括与手术室的区域相关联的传感器。例如，传感器47028可以放置在手术台47004上或其附近，使得外科集线器2006可以将传感器47028与手术台47004相关联。又如，传感器47030可以在手术室47000的入口附近，使得外科集线器20006可以将传感器47030与手术室47000的入口相关联。
手术室47000可包括一个或多个显示器，诸如显示器47032、显示器47034、显示器47036和/或显示器47038。外科集线器20006可以确定显示器的存在，可以确定显示器的能力，并且可以确定显示器上可以显示什么。例如，外科集线器20006可以确定显示器47038可以是可用于在外科手术的外科任务期间显示患者的X射线的主显示器。外科集线器20006可以确定显示器47038是能够叠加一个或多个图像的显示器。外科集线器20006可以指示显示器47038显示患者的X射线以及从在外科手术期间由HCP 47008使用的医疗器械获取的视频流。又如，外科集线器20006可以确定显示器47036可以由HCP 47014使用。外科集线器20006可以确定可能与HCP 47014相关的数据，并且可以发送指令247036以显示与HCP 47014相关的数据。
手术室47000可包括梅奥架子47040和梅奥架子47042。外科集线器20006可以确定梅奥架子47040和/或梅奥架子47042的终点位置。例如，外科集线器20006可以使用位于手术室47000内的相机来确定梅奥架子7040和/或梅奥架子47042的位置。外科集线器20006可以确定梅奥架子47040和/或梅奥架子7042可位于无菌区内。外科集线器20006可以确定梅奥架子47040可以与许多医疗器械相关联。例如，外科集线器20006可以确定医疗器械47044、医疗器械47046、医疗器械47048和医疗器械47050可以在梅奥架子47040的顶部上。外科集线器20006可以确定梅奥架子47042可以与许多医疗产品相关联。例如，医疗产品(例如，外科产品)47052和医疗产品47054可位于梅奥架子47042的顶部。外科集线器20006可以确定外科产品47054可能已经在第一时间进入手术室并且可能已经在第二时间打开。外科集线器20006可以确定外科产品47052可一次已经进入外科手术室并且可能尚未被打开。外科集线器20006可以确定外科产品47052可以与可存储在存储器47056处的另一外科产品相关联，并且外科集线器20006可以通知HCP与外科产品47052相关联的外科产品可位于存储器47056处。
外科集线器20006可以确定患者的位置。例如，患者47058可以与传感器47060相关联。传感器47060可以为可穿戴装置。外科集线器2006可以确定患者47058可一次已经进入手术室47000。外科集线器20006可以记录患者4705在此时已经进入手术室4700。外科集线器20006可以确定患者47058可能已经准备好进行外科手术，可能正在移动通过非无菌区域，并且可能正在朝向手术台47004移动。外科集线器20006可以标识可能与患者47058接触的个人及其对象。例如，外科集线器20006可以记录可能已经在患者47058身上使用的医疗器械的列表；可以在患者47058身上使用的医疗器械；可以在对患者47058执行的外科手术期间使用的外科产品；可参与将对患者47058执行的外科手术的HCP；可以在外科手术之前、在外科手术期间或在外科手术之后与患者4705接触的HCP，等等。
外科集线器20006可以保存可参与将对患者47058执行的外科手术的外科工作人员的日志。例如，如在47062处所示，外科集线器20006可以记录HCP何时进入手术室47000并且可以记录HCP何时离开手术室47000。外科集线器20006可以记录患者47058何时进入或离开手术室47000。
外科集线器20006可以保存可参与将对患者47058执行的外科手术的医疗器械、装置和/或医疗对象(例如，医疗产品)的日志。例如，如在47064处所示，外科集线器20006可以记录医疗装置诸如医疗器械何时进入手术室47000，并且可以记录医疗装置何时离开手术室47000。
外科集线器20006可以被包括在分层软件系统中。例如，当确定外科对象是否位于外科OR中时，外科集线器20006可以使用空间感知。如本文所公开的，外科对象可以是外科器械、外科产品、医疗装置、外科装置、医疗器械等中的一者或多者。医疗对象可以配准到外科集线器20006。例如，医疗器械47046可以向外科集线器20006发送相应的标识和/或序列号。外科集线器20006可以在手术室47000内跟踪医疗器械47046的相应位置。在示例中，可以使用一个或多个相机来跟踪对象。相机可以与外科集线器27000通信。
外科集线器20006可以确定对象是否在患者体内并且可以指示移除该对象。例如，外科集线器20006可以确定外科产品47054已经被打开并且可能已经在外科手术期间被放置在患者47058体内。外科集线器20006可以确定和/或跟踪与外科产品47054相关联的空间时间分量。例如，外科集线器20006可以跟踪外科产品47054何时可能已经被打开以及外科产品47054何时可能已经被放置在患者47058体内。在一个示例中，外科集线器20006可以确定将从患者47058移除外科产品47054。
外科集线器20006可以确定和/或跟踪与医疗器械47044、医疗器械47046、医疗器械47048和/或医疗器械47050相关联的空间时间分量。外科集线器可以将数据叠加在医疗器械47044、医疗器械47046、医疗器械47048和/或医疗器械47050上。例如，对象可以为医疗器械47044。显示器可被配置为能够用于叠加的数据。显示器可以被包括在医疗器械47044上。显示器可以附接到医疗器械47044。数据可被描绘在屏幕上以供用户查看。如本文所述的相机可以观察外科OR中的变化，并且可以将与该变化相关联的数据叠加到医疗器械显示器上。
外科集线器20006可以知道位于存储目的地，诸如存储装置47056中的辅助对象。外科集线器可以确定一个或多个辅助对象何时参与外科手术。在示例中，外科集线器可以与HCP(例如，轮值护士)通信，以一次从存储装置47056检索辅助对象以用于待执行的外科任务。
外科集线器20006可以知道可以参与外科手术的医疗器械。例如，医疗器械47044、医疗器械47046、医疗器械47048和/或医疗器械47050可以参与即将进行的外科任务。显示器47034可以由值班护士诸如HCP 47016访问，并且可以与外科集线器27000通信。外科集线器可以在显示器上指示参与外科手术的器械。例如，外科集线器20006可以在显示器47034上突出显示医疗器械47046。参与外科手术的器械可位于如本文所述的存储目的地。外科集线器可以指示器械所处的存储目的地。
增强现实可以被外科集线器20006用来指示正在使用的医疗器械。例如，增强现实可以与叠加在另一显示器上的辅助显示器相关联。外科集线器20006可以使用增强现实来突出显示参与外科手术的器械。例如，外科集线器20006可以确定医疗器械47050可以由HCP47008使用。外科集线器20006可以确定HCP 47008正在佩戴包括显示器的安全护目镜。外科集线器20006可以将与医疗器械450502相关联的信息发送到与HCP 47008相关联的安全护目镜，使得当HCP 47008通过安全护目镜观察时，数据叠加在视图上。
外科集线器20006可以使用OR 47000内的一个或多个相机来分析HCP，诸如HCP47008。外科集线器20006可以确定HCP 47008可能正在使用医疗器械47046。外科集线器20006可以确定HCP 47008可能不确定涉及HCP 47008的当前外科测试。例如，外科集线器20006可以分析HCP 47008姿势和/或姿态，并且可以确定HCP 47008可能很困惑或者可能正在低效地使用医疗器械47046。外科集线器20006可以使用显示器47038向HCP 47008发送通知。该通知可以指示关于要使用医疗器械47046执行的外科任务的指令。外科集线器20006可以继续监测HCP 47008来确定指令是否已协助HCP 47008。
外科集线器20006可以定制和/或个性化用于HCP的一个或多个显示器。例如，外科集线器20006可以定制用于HCP 47016的显示器47032。又如，外科集线器20006可以定制用于HCP 47008的显示器47038。
在示例中，外科集线器20006可以知道哪些器械是无菌的或非无菌的。例如，外科集线器20006可以跟踪器械是否已经被非无菌医务人员接触，并且可以确定器械不是无菌的。外科集线器可以指示器械是否位于无菌区或非无菌区中。例如，外科集线器20006可以确定医疗器械47046是无菌的，可以确定HCP 47018已经与医疗器械7046接触，并且可以确定医疗器械47046不再是无菌的。又如，外科集线器20006可以确定医疗器械47048可能已经掉落在手术室47000的地板上并且可能不再是无菌的。又如，外科集线器20006可以确定外科产品47054可能已经被打开并且可能不再是无菌的。
与医疗对象相关联的空间时间数据可以由外科集线器20006收集。空间时间数据可以是器械被交换的次数。例如，空间时间数据可以指示医疗器械47044在HCP 47008和HCP47014之间交换了五次。外科集线器可以分析空间时间数据。例如，外科集线器20006可以基于HCP 47008和HCP 47014之间的许多交换来确定医疗器械47044可以参与外科手术。外科集线器可以分析空间时间数据以优化外科OR设置。
外科集线器可以协调在外科OR中的医疗对象之间交换的数据。例如，医疗器械47046可以试图向显示器47038发送信息，该显示器可能是不正确的显示器。在这种情况下，外科集线器20006可以标识显示器47036可以是合适的显示器。外科集线器20006可以向显示器47036发送数据。外科集线器20006可以防止医疗器械47046向显示器47038发送信息。
医疗器械和/或医疗产品可以与功率签名相关联。外科集线器20006可以确定功率签名，并且可以基于功率签名来确定医疗器械和/或医疗产品已经通电。
外科集线器20006可以通过使用数据集群和/或数据点的关系来标识和/或验证医疗器械。在示例中，可以使用数据集群和/或数据点的关系来确定与器械相关的器械取向和/或人体工程学信息。例如，外科集线器20006可以接收与显示器47038和显示器47036相关联的数据，这两个显示器可以与位于OR 47000中的发生器相关联。发生器可能无法将数据直接发送到外科集线器20006。外科集线器20006可以使用一个或多个相机来监测显示器47036，使得外科集线器20006可具有读取显示器47036的能力。例如，外科集线器20006可以从显示器47036确定发生器的功率电平，并且可以基于所确定的发生器的功率电平来调整OR 47000中的一个或多个医疗器械。又如，外科集线器20006可以确定发生器的设置，并且可以在显示器47038上显示发生器的设置。又如，外科集线器20006可以确定在显示器47036上存在错误代码，并且可以向HCP 47008发送关于该错误的通知。
外科集线器20006可以从医疗器械接收指示用于医疗器械的标识信息的消息。例如，医疗器械47046可以向外科集线器20006发送消息，该消息可包括医疗器械47046的序列号。外科集线器27006可以记录医疗器械47046的序列号。外科集线器27006可以使用序列号来标识医疗器械47046，并且可以基于该标识来定制用于医疗器械47046的一个或多个设置。外科集线器27006可以使用序列号来确定医疗装置(例如，医疗器械)47046的一个或多个能力。
在示例中，外科OR的边界可以由发送到外科集线器的相机信息来确定。外科集线器可以例如基于相机信息来标识外科OR中的对象何时被移动。例如，外科OR可以基于跟踪医务人员的移动和外科机器人臂的移动的相机信息来标识医务人员撞击外科机器人臂。例如，外科集线器20006可以使用OR 47000中的相机来确定HCP 47012可能已经与外科机器人20032接触。外科集线器20006可以向HCP 47008发送通知，该通知指示在外科机器人20032和HCP 47012之间发生接触。
在示例中，外科集线器可以接收与患者47058相关联的信息。例如，HCP 47010可以使用医疗器械47048在患者47058的身体区域上击发能量束。在这种情况下，外科集线器20006可以将击发位置叠加到显示器47038上，该显示器可以在医疗器械击发期间由HCP47010使用。击发信息可被输出在辅助显示器诸如显示器47032上，该辅助显示器可以由可正在支持HCP 47010的HCP 47016访问。
外科集线器20006可以标识医疗器械诸如医疗器械47050上的指示器。例如，外科集线器20006可以使用OR 47000内的相机来标识医疗器械47050。外科集线器20006可以检索与指示器相关联的信息。指示器可包括标引端口和/或基准标记。指示器可包括关于医疗器械47050的品质，诸如器械轴的长度和厚度。外科集线器20006可以基于品质来缩放发送到医疗器械47050的数据。例如，外科集线器20006可以确定医疗器械47050可以不包括快速处理器，并且可以减少发送到医疗装置47050的数据量以防止医疗装置47050的响应性变得较差。可以由外科集线器20006使用的相机可以标识一个或多个器械的索引协调和/或配准点。
外科集线器20006可以基于医疗器械的特性使用相机来标识医疗器械。例如，外科集线器20006可以使用空间识别，例如经由相机来对器械的形状建模。在这种情况下，相机可以基于形状来标识器械。例如，外科集线器20006可以基于由相机捕获的包括类似于内切刀的形状的图像来将医疗器械47044标识为内切刀。
外科集线器20006可以使用手术室47000中的一个或多个相机，基于手术室47000中的显示生成信息。例如，外科集线器20006可以使用相机来监测医疗器械47046，以确定在作为医疗器械47046的一部分的显示器上显示的设置。外科集线器20006可以从医疗器械47046读取设置并且可以在显示器47038上显示设置。外科集线器20006可以将信息叠加到显示器上。信息可包括来自另一显示器的信息。例如，HCP 47008可以请求与发生器功率电平、EKG测量结果和器械击发状态相关的信息。在这种情况下，外科集线器20006可以配置与医疗器械47048相关联的显示器，使得与医疗器械47048相关联的显示器可以显示发生器功率电平、EKG测量结果和器械击发状态。器械可包括显示所有这三个值的显示器。外科集线器20006可以将信息传送到显示器，HCP 47008可以从腹腔镜的角度查看该信息。
外科集线器20006可以识别可能彼此不兼容的一个或多个装置。例如，外科集线器20006可以确定医疗器械47046可能与医疗产品47052不相容。
外科集线器20006可以采取一个或多个动作以允许一个装置与另一个装置兼容。例如，外科集线器20006可以标准化来自医疗器械47046的数据，使得医疗器械47050能够与医疗器械47046交换数据。
外科集线器20006可包括机器学习，该机器学习随着时间的推移分析如本文所述的元数据。元数据可以基于发送到外科集线器20006的相机信息。例如，相机可以读取显示器上的信息，并且在一段持续时间内将该信息发送到外科集线器20006。外科集线器可以将信息输入到机器学习模型中以确定例如HCP，诸如HCP 47010正在做什么。机器学习模型可以确定针对HCP 47010的建议，并且HCP 47010可以将建议发送到HCP 47010可访问的显示器，诸如显示器47038。机器学习模块可以确定外科集线器20006可以何时和/或在何处发送信息。
外科集线器20006可以基于医务人员在给定时间的需要来过滤和/或协调数据。例如，外科集线器20006可包括与超声刀的电量相关的信息。HCP 47008可能正在执行不涉及超声刀的外科任务。在这种情况下，外科集线器20006可以滤除超声刀。外科集线器20006可以将过滤后的数据发送到可由外科医生访问的显示器。
图25描绘了可以由外科集线器执行的用于提供可以基于外科OR内的对象和人员的空间感知而改变的适配和/或控制的方法。
在示例中，外科集线器可以确定对象是否在患者体内并且可以指示移除该对象。在示例中，外科集线器可以跟踪与每个对象相关联的空间时间分量。例如，外科集线器可以跟踪在给定时间哪个装置在医务人员的手中。
外科集线器可以将数据叠加在对象上。例如，对象可以是医疗器械。显示器可被配置为能够用于叠加的数据。显示器可被包括在医疗器械上。显示器可以附接到医疗器械。数据可被描绘在屏幕上以供用户查看。如本文所述的相机可以观察外科OR中的变化，并且可以将与该变化相关联的数据叠加到医疗器械显示器上。
外科集线器可以知道位于存储目的地中的辅助对象。存储目的地可位于外科OR之外。外科集线器可以确定一个或多个辅助对象何时参与外科手术。在示例中，外科集线器可以与医务人员(例如，轮值护士)通信以检索参与外科手术的辅助对象。
外科集线器可以精确定位位于外科OR中的每个对象。在示例中，外科集线器可以知道参与外科手术的器械。例如，器械可以参与即将进行的外科任务。显示器可以是护士可访问的并且可以与外科集线器通信。外科集线器可以在显示器上指示参与外科手术的器械。例如，外科集线器可以在显示器上突出显示器械。参与外科手术的器械可位于如本文所述的存储目的地。外科集线器可以指示器械所处的存储目的地。
如图25所示，可以提供一种方法。该方法可以由外科集线器执行，用于提供可以基于手术室内的对象和人员的空间感知而改变的适配和/或控制。该方法可包括可以按任何顺序执行的多个过程。过程可包括45658、45660、45662、45664、45666、45668和/或45670。
在45658处，可以确定外科对象的状态。例如，外科集线器可以检测外科对象并且可以确定外科对象的状态。外科对象可以是医疗器械、普通外科器械、外科产品、医疗产品、医疗设备、手术室中的对象，等等。外科对象的状态可以指示外科产品可以是新的、可以是未打开的、可以是已经打开的、可以是已经使用的、可能需要被丢弃等等，或者它们的任何组合。外科对象的状态可以指示外科器械可以准备好使用、外科器械可能需要清洁、外科器械可能尚未准备好、外科器械正在使用，等等。
在45660处，可以确定手术室的区域。手术室的区域可以与外科对象相关联。手术室的区域可以与医疗器械和/或医疗设备相关联。手术室的区域可以为存储区域、架子、手术台、与HCP相关联的区域、与患者相关联的区域、梅奥推车、手术备用工作台、用于准备医疗器械的区域、用于清洁医疗器械的区域、无菌区、非无菌区，等等。
在一个示例中，外科集线器可以确定在手术室中可存在梅奥推车。外科集线器可以确定一个或多个医疗器械可存在于梅奥推车上。外科集线器可以确定一个或多个HCP可以在梅奥推车附近。
在一个示例中，外科集线器可以确定手术室的一部分可以是无菌区。无菌区可以是无菌的区域。外科集线器可以确定无菌区内的一个或多个对象是无菌的。外科集线器可以确定医疗器械可以从非无菌区传递到无菌区，并且可以确定医疗器械可能已经被清洁并且可以是无菌的，并且可以允许医疗器械处于无菌区中。外科集线器可以确定医疗器械可能不被允许从非无菌区传递到无菌区。医疗集线器可以确定非无菌医疗器械可能已经进入无菌区。医疗集线器可以通知一个或多个HCP非无菌医疗器械可在无菌区中，并且医疗集线器可以指示可能已经接触非无菌医疗器械的个人也可能是非无菌的。
在一个示例中，外科集线器可以确定手术室的一部分可以与手术室的地板相关联。外科集线器可以监测手术室的地板以确定对象是否可以与地板接触。例如，外科集线器可以标识可能已经由HCP掉落到地板上的医疗器械。外科集线器可以通知一个或多个HCP医疗器械可以在地板上并且可以不是无菌的。外科集线器可以指示HCP检索地板上的医疗器械，并且可以向HCP提供关于如何清洁医疗器械的指令。
在一个示例中，外科集线器可能已经确定手术室的一部分可以与存储区域相关联。外科集线器可以监测存储区域。外科集线器可以确定一个或多个医疗器械和/或医疗产品可位于存储区域内。外科集线器可以保持可位于存储区域内的一个或多个医疗器械和/或医疗产品的库存。例如，当HCP从存储区域检索医疗器械时，外科集线器可以从库存中移除医疗器械。
外科集线器可以按本文所述的任何一种方式来确定手术室的区域。例如，外科集线器可以使用超声回音查验来确定手术室的一个或多个区域。又如，外科集线器可以使用激光雷达。外科集线器可以使用电信号、Wi-Fi信号、无线信号、信号强度的确定、装置之间的距离的确定、超声测量结果、传感器、指示器、RFID等来确定手术室的一个或多个区域。外科集线器可以使用一个或多个相机来确定手术室的区域。例如，外科集线器可以分析从相机检索的视频和/或图像，以确定手术室的一个或多个区域。
外科集线器可以确定外科对象，并且可以确定与外科对象相关联的区域。例如，外科集线器可以使用一个或多个传感器和/或一个或多个相机来确定外科对象，诸如医疗器械。在一个示例中，外科集线器可以使用相机来标识梅奥推车，并且可以标识梅奥推车上的一个或多个医疗器械。在一个示例中，外科集线器可以标识手术室的可以由HCP占据的区域，并且可以标识可以由HCP保持的医疗器械。
外科集线器可以标识可能在患者身上、患者附近和/或患者体内的一个或多个对象。例如，外科集线器可以标识可用于对患者执行手术的医疗器械。外科集线器可以标识医疗器械可能已经接触患者。外科集线器可以标识医疗器械可被插入患者体内。外科集线器可以跟踪医疗器械可能在患者体内，并且如果医疗器械可能留在患者体内，则可以通知HCP。外科集线器可以标识可应用于患者的医疗产品。外科集线器可以标识可放置在患者体内的医疗装置。
在45662处，可以确定可以使用外科对象的外科任务。例如，可以确定在医疗手术期间可以使用外科对象的外科任务。在一个示例中，外科集线器可以确定外科手术，并且可以确定可以与外科手术相关联的一个或多个外科任务。外科任务可以指示HCP将使用医疗器械来对患者执行任务。例如，外科任务可以指示HCP在外科手术期间使用医疗缝合器将患者的组织缝合在一起。在一个示例中，外科任务可以指示HCP在医疗器械可用于患者之前清洁医疗器械。在一个示例中，外科任务可以指示HCP清洁医疗器械和/或准备待使用的医疗器械的一个或多个指令。
在45664处，可以确定与外科对象和/或手术室的区域相关联的时间。例如，时间可以与外科对象，诸如医疗器械和/或医疗产品相关联。该时间可以指示医疗器械何时可能已经进入手术室、何时可能已经被清洁、何时可能已经被消毒、何时可能已经被使用、何时可能已经被制成非无菌的、何时可能已经与患者接触、何时可能已经与HCP接触、何时可能已经离开手术室、何时可能已经进入患者体内、何时可能已经离开患者，等等。该时间可以指示医疗产品何时可能已被使用、何时可能已被打开、医疗产品已被打开多长时间、医疗产品何时进入手术室、医疗产品何时与患者接触、医疗产品何时可能已经被灭菌、医疗产品何时可能已经无菌、医疗产品何时可能未被灭菌、医疗产品何时变为非无菌、医疗产品何时可能已经被放置在患者体内、医疗产品何时可能已经从患者体内被移除、医疗产品何时可能已经与HCP接触，等等。
该时间可以与手术室的区域相关联。例如，该时间可以指示HCP何时可能已经进入手术室、何时可能已经进入手术室的区域、何时可能已经离开手术室的区域、何时可能已经离开手术室，等等。该时间可以指示患者何时可能已经进入手术室、何时可能已经进入手术室的区域、何时可能已经离开手术室的区域、何时可能已经离开手术室，等等。
在45666处，可以确定第一背景数据。背景数据可以基于时间、外科对象的状态、手术室的区域、HCP、外科任务，等等。背景数据可以是本文所述的任何背景数据。例如，背景数据可以指示医疗器械可能已经与手术室的区域中的HCP接触，并且可以指示医疗器械的一个或多个设置。在一个示例中，背景数据可以指示可位于手术室的区域中的患者的一个或多个生命体征。
在45668处，消息可以被发送到与HCP相关联的显示器。在一个示例中，可以确定显示器并且可以将消息发送到所确定的显示器。消息可以指示显示器将显示背景数据。背景数据可以是本文所述的任何背景数据。
在45670处，通知可以被发送给HCP。该通知可包括背景数据。通知可以被发送给HCP以向HCP提供关于如何使用医疗器械的指令。通知可以被发送给HCP以向HCP提供关于什么设置可以应用于医疗器械和/或什么设置已经应用于医疗器械的指示。该通知可以被发送给HCP以向HCP提供背景数据，诸如患者的生命体征和/或针对医疗器械的建议的设置。
可以提供用于向医疗保健提供者(HCP)提供数据叠加的外科集线器的系统、方法和/或工具。可以确定外科对象的状态和/或外科对象所处的手术室的区域。确定外科对象所处的手术室的区域可包括使用与该区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与HCP相关联的传感器数据、来自手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器和/或来自手术室内的相机的视频。可以确定与外科对象和/或手术室的区域相关联的时间。外科对象的状态可以被确定为指示外科对象准备好用于外科任务。
可以确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务。可以确定外科对象在任务和/或医疗手术期间进入手术室的区域。在示例中，确定外科对象已经进入手术室可以基于外科对象所处的手术室的区域。时间可以指示外科对象何时进入手术室。在示例中，可以确定外科对象已经离开手术室的区域。时间可以指示外科对象何时已经离开区域。
在示例中，可以基于对象的状态、手术室的区域和/或外科任务来确定背景数据。在示例中，可以基于与外科对象和/或手术室的区域相关联的时间来确定背景数据。在示例中，可以确定外科对象的状态以指示外科对象尚未准备好用于外科任务。例如，背景数据可包括用于准备外科任务中的外科对象的一个或多个指令。可以确定外科对象没有保留在患者体内。例如，背景数据可包括外科对象没有保留在患者体内的指示。背景数据可包括外科对象已经被使用的指示。例如，背景数据可包括用于清洁外科对象的指令和/或用于处置外科对象的指令。在示例中，外科对象可包括包装。可以确定包装当时已经在该区域中被打开。在示例中，手术室的区域可以为库存区域、梅奥架子、外科部位、无菌区和/或非无菌区。
消息可以被发送到与HCP相关联的显示器。在示例中，消息可以指示显示器将显示背景数据。消息可被发送到显示器。消息可以指示包装已经被打开。消息可包括背景数据。消息可以指示将从库存中移除外科对象。在示例中，可以确定显示器在HCP的位置的一定距离内。在示例中，显示器可包括可穿戴显示器、平板电脑、增强现实装置和/或智能电话。可以向HCP发送通知。例如，通知可包括背景数据。
在示例中，可以确定将在医疗手术期间用于执行外科任务的外科器械。可以确定与外科器械相关联的手术室的区域。手术室的区域可以是库存区域。发送到显示器的消息可包括对HCP的通知，该通知将HCP引导到库存区域中的外科器械。可以确定外科器械的取向。在示例中，可以确定与HCP相关联的显示器的能力。可以基于外科任务、手术室的区域和/或外科器械的取向来确定背景数据。背景数据可包括器械的图像和/或状态。发送到显示器的消息可以指示待叠加在显示器上正在显示的显示数据上的器械的图像和/或状态。
外科器械可包括基准标记。例如，可以确定外科器械正在使用基准标记。可以确定背景数据可包括可以改进的手术器械的取向。例如，背景数据可包括对HCP的改善外科器械的取向的指令。可以确定与HCP相关联的显示器的能力。例如，可以基于显示器的能力来修改背景数据。
图26描绘了可以由外科集线器执行的用于提供自适应控制、显示器操作和/或显示器交互的方法，该方法可以基于对用户、设备和/或使用以及用户或设备需要的识别。
外科集线器可以知道每个医疗器械上的指示器。相机可以标识指示器并且将指示器连同医疗器械的位置(例如，经由坐标点)一起发送到外科集线器。在示例中，指示器可包括标引点和/或基准标记。指示器可包括关于器械的品质，诸如器械轴的长度和厚度。外科集线器可以基于品质来缩放发送到器械的数据。相机可以标识一个或多个器械的索引协调和/或配准点。
在示例中，相机可以基于器械的特性来标识器械。例如，相机可以使用空间识别来对器械的形状建模。在这种情况下，相机可以基于形状来标识器械。例如，相机可以标识类似于内切刀柄部的柄部并且可以确定器械为内切刀。
相机可以基于外科OR中的显示器来生成数据。相机可以将信息叠加到显示器上。信息可包括来自另一显示器的信息。例如，外科医生可以请求与发生器功率电平、EKG测量结果和器械击发状态相关的信息。在这种情况下，器械可包括显示所有这三个值的显示器。外科集线器可以将信息发送到外科医生从腹腔镜的角度看的显示器。
外科集线器可以标识和/或识别一个或多个装置彼此不兼容。外科集线器可以将数据标准化为允许数据在装置之间进行交换的形式。
外科集线器可包括机器学习，该机器学习随着时间的推移分析如本文所述的元数据。元数据可以基于发送到外科集线器的相机信息。例如，相机可以读取显示器上的信息，并且在一段持续时间内将该信息发送到外科集线器。外科集线器可以将信息输入到机器学习模型中以确定例如外科医生正在做什么。机器学习模型可以确定针对外科医生的建议，并且可以将建议发送到外科医生可访问的显示器。机器学习模块可以确定外科集线器应当在何时和/或何处发送信息。例如，机器学习模型可以告知外科集线器在外科医生进行移动时发送与结扎IMA相关的信息。
如图26所示，可以提供一种方法。该方法可以由外科集线器执行以提供可以基于一个或多个交互、用户的识别、设备的识别、使用、用户请求、设备请求等而改变的适配和/或控制。一个或多个交互可包括显示器交互、与患者的交互、与HCP的交互、一个或多个HCP之间的交互、HCP与患者之间的交互，等等。该方法可包括可以按任何顺序执行的多个过程。过程可包括45672、45674、45676、45678、45680、45682和/或45684。
在45672处，可以跟踪患者和/或一个或多个HCP。例如，外科集线器可以跟踪患者、第一HCP和第二HCP。患者、第一HCP和第二HCP可以位于手术室内。外科集线器可以使用本文所述的方法中的任何方法来跟踪患者、第一HCP和第二HCP。例如，外科集线器可以使用相机、RFID、超声装置、跟踪装置、传感器等来跟踪患者。在一个示例中，外科集线器可以使用可以与HCP相关联的装置诸如智能手表来跟踪第一HCP。
在45674处，可以跟踪医疗对象，该医疗对象可以是医疗器械和/或医疗产品。例如，外科集线器可以跟踪可位于手术室内的医疗器械。又如，外科集线器可以跟踪可能不位于手术室内的医疗器械。外科集线器可以向用户诸如向HCP通知医疗产品，诸如医疗器械的位置。例如，外科集线器可以通知用户医疗器械可位于手术室内，诸如指示梅奥推车的区域，并且可以指示医疗器械的状态，诸如医疗器械可能需要被清洁才能使用。
在45676处，可以确定可以与患者和/或一个或多个HCP相关联的显示器。例如，外科集线器可以确定HCP在显示器附近。外科集线器可以确定显示器的身份，并且可以向与HCP相关联的显示器发送待由HCP查看的数据。在一个示例中，外科集线器可以确定患者可在可能由HCP查看的显示器附近。外科集线器可以确定可以被发送到可在患者附近的显示器的数据，使得HCP可能能够查看该数据。
在45678处，可以确定在医疗手术期间可以使用医疗对象的外科任务。医疗对象可以是医疗器械和/或医疗产品。外科任务可以是这样的任务，即该任务可以是可以由HCP执行的医疗手术的一部分。例如，任务可以指示外科医生可以在患者身上使用缝合器。在一个示例中，任务可以指示护士可能需要在医疗器械可以被提供给外科医生之前清洁医疗器械。在一个示例中，任务可以指示医疗器械可能需要由第一HCP从手术室外部的区域检索，医疗器械可能需要被提供给可以准备和清洁医疗器械的第二HCP，并且第三HCP可以使用医疗器械来对患者执行医疗手术。
在45680处，可以确定显示器的显示器配置。例如，用于显示器的显示器配置可以基于以下各项中的任一项来确定：外科任务、HCP与医疗对象之间的交互、第一HCP与第二HCP之间的交互、HCP与患者之间的交互、患者与医疗对象之间的交互，等等。医疗对象可以为医疗器械、医疗产品、外科器械、外科产品、医疗设备，等等。
配置可以针对HCP定制。例如，外科集线器可能已经确定外科任务可能需要HCP在患者身上使用医疗器械。外科集线器可以确定医疗器械可包括一个好多个设置。外科集线器可以确定HCP可能更喜欢查看一个或多个设置的一部分。外科集线器可以确定HCP可具有用于医疗器械的一个或多个优选的设置。外科集线器可以确定显示器的配置，使得显示器可以显示HCP对医疗器械的优选设置，并且外科集线器可以根据HCP优选的设置来配置医疗器械。
外科集线器可以基于对患者结果的分析来确定一个或多个设置。例如，外科集线器可以分析所执行的外科手术的历史，并且可以确定显示器设置和/或医疗器械设置可导致改善的结果。外科集线器可以使用这些显示器设置和/或医疗器械设置来确定显示器配置，并且可以将该显示器配置提供给显示器和/或医疗器械。
在45682处，可以将可指示显示器配置的消息发送到显示器。消息可包括针对显示器的指示和/或指令。例如，消息可以指示显示器将根据显示器配置来显示数据。在一个示例中，消息可以指示显示器将显示可包括在显示器配置中的数据。在一个示例中，消息可以指示显示器将根据显示器配置与另一个装置诸如另一个显示器或医疗器械进行协调。
在一个示例中，消息可被发送到增强现实显示器。例如，HCP可能正在佩戴安全眼镜，安全眼镜可包括能够向HCP提供增强显示的装置。消息可以向增强安全眼镜指示数据可以叠加在HCP正在查看的视图上。例如，HCP可以通过安全眼镜来查看患者，并且安全眼镜可以在患者身上或患者附近叠加患者的生命体征。在一个示例中，HCP可能正在通过安全眼镜观察患者，并且安全眼镜可以将患者的医学图像叠加在患者身上或患者上方。
在45684处，通知可以被发送到一个或多个HCP。通知可包括背景数据。背景数据可以是本文所述的背景数据。例如，背景数据可包括可以与外科任务、患者、医疗器械的设置、患者的生命体征、医疗图像等相关联的数据。通知可以经由显示器、扬声器、电子邮件、消息等被发送给HCP。例如，通知可以被发送到可以由HCP佩戴的智能手表。在一个示例中，通知可以被发送到扬声器，使得HCP能够听到向HCP说出数据的语音。
本公开可以提供用于配置显示器的外科集线器的系统、方法和/或工具。在示例中，可以在手术室内跟踪医疗保健提供者(HCP)和/或医疗器械。在示例中，可以在手术室内跟踪第一HCP和第二HCP。在示例中，可以在手术室内跟踪HCP和/或患者。可以确定在医疗手术期间使用该医疗器械的外科任务。
可以例如基于外科任务和/或HCP与医疗器械之间的交互来确定用于显示器的显示器配置。在示例中，可以基于HCP与医疗器械之间的第一交互来确定第一显示器配置。例如，可以确定HCP与医疗器械之间、HCP与显示器之间和/或HCP与患者之间的第二交互。可以基于第二交互来修改显示器配置。用于显示器的显示器配置可以基于外科任务以及第一HCP与第二HCP之间的交互来确定。例如，第一HCP与第二HCP之间的交互可以是口头沟通。口头沟通可以被确定为来自第一HCP的对第二HCP协助执行外科任务的请求。可以修改显示器配置，使得显示器配置可以利用与第二HCP相关的一个或多个偏好来配置显示器。
在示例中，可以确定能够协助执行外科任务的第三HCP。第三HCP可以在手术室之外。在示例中，可以确定HCP与患者之间的交互以指示正在执行外科任务。可以向第三HCP发送通知。例如，通知可以指示已请求第三HCP在手术室中协助进行外科任务。在示例中，确定第一HCP与第二HCP之间的交互可包括第一HCP向第二HCP提供医疗器械。例如，显示器可包括增强现实显示器、个人显示器、与外科接口台相关联的显示器、设备显示器、医疗器械显示器、房间监测器、主监测器和/或辅助监测器。在示例中，显示器配置可包括背景数据、医疗器械数据、患者数据、与外科任务相关联的指令、针对HCP的关于患者的通知、针对HCP的关于医疗器械的通知、针对HCP的关于外科任务的通知和/或医疗器械的状态。显示器配置可包括第二HCP的一个或多个偏好。
在示例中，可以确定显示器相对于HCP的取向。例如，取向可包括显示器相对于HCP的位置、显示器相对于HCP的方向和/或显示器与HCP之间的距离。可以确定HCP的位置和/或取向。例如，可以基于HCP的取向和/或位置来修改显示器配置。在示例中，消息可以被发送到显示器。消息可包括显示器配置。到显示器的消息可包括与外科任务相关联的指令、患者数据、医疗器械的状态和/或与医疗器械相关联的参数。在示例中，第一消息可以被发送到第一显示器。例如，可以确定HCP已查看第二显示器。可以确定在第二显示器上正在显示的显示数据。第二消息可以被发送到第一显示器。例如，第二消息可以指示第一显示器显示该显示数据。
可以确定显示器所处的手术室的位置。可以确定显示器与HCP之间的方向。在示例中，可以基于手术室的位置和/或显示器与HCP之间的方向来修改显示器配置。在示例中，可以使用手术室内的相机来确定显示器的能力。可以基于显示器的能力来修改显示器配置。
在示例中，可以确定与外科任务相关联的患者数据。可以基于患者数据来修改显示器配置。可以接收由HCP提供的语音命令。例如，语音命令可以指示要改变显示器的设置。例如，可以基于语音命令来修改显示器配置。
下文是形成本公开的一部分的实施例的非详尽列表：
实施例1.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定外科对象的状态以及所述外科对象所处的手术室的区域；
确定在医疗手术期间使用所述外科对象的外科任务；
基于所述对象的所述状态、所述手术室的所述区域和所述外科任务来确定背景数据；以及
任选地通过向与所述HCP相关联的显示器发送消息，使得向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
向所述HCP提供背景数据的优点可以是，所述HCP具有与医疗手术相关的信息，否则这些信息可能难以以方便且及时的方式确定。进而，这可以使所述HCP更有效、更安全地完成所述医疗手术。
实施例2.根据实施例1所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述显示器位于所述HCP的位置的一距离内。
实施例3.根据实施例1或实施例2所述的外科集线器，其中，所述手术室的所述区域是库存区域、梅奥架子、外科部位、无菌区或非无菌区中的至少一者。
实施例4.根据实施例1至3中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象在所述任务或所述医疗手术中的至少一者期间已经进入所述手术室的所述区域。
实施例5.根据实施例1至4中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象的所述状态指示所述外科对象准备好用于所述外科任务中。
实施例6.根据实施例1至5中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象的所述状态指示所述外科对象尚未准备好用于所述外科任务中，并且其中，所述背景数据还包括用于在所述外科任务中为我们准备所述外科对象的一个或多个指令。
实施例7.根据实施例1至6中任一项所述的外科集线器，其中，所述显示器是房间显示器、可穿戴显示器、平板电脑、增强现实装置或智能电话中的至少一者。
实施例8.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务；
确定所述外科对象所处的手术室的区域；
确定与所述外科对象和所述手术室的所述区域相关联的时间；以及
基于所述时间、所述手术室的所述区域和所述外科任务来确定背景数据；以及
任选地通过向与所述HCP相关联的显示器发送消息，使得向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
向所述HCP提供背景数据的优点可以是，所述HCP具有与医疗手术相关的信息，否则这些信息可能难以以方便且及时的方式确定。进而，这可以使所述HCP更有效、更安全地完成所述医疗手术。
实施例9.根据实施例8所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象所处的所述手术室的所述区域包括使用以下各项中的至少一者：与所述区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与所述外科对象相关联的传感器数据、与所述HCP相关联的传感器数据、来自所述手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器或来自所述手术室内的所述相机的视频。
实施例10.根据实施例8或实施例9所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够基于所述外科对象所处的所述手术室的所述区域来确定所述外科对象已经进入所述手术室，并且其中，所述时间指示所述外科对象何时进入所述手术室。
实施例11.根据实施例8至10中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象已经离开所述手术室的所述区域，并且其中，所述时间指示所述外科对象何时已经离开所述区域。
实施例12.根据实施例8至11中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象尚未被保持在患者体内，并且其中，所述背景数据包括所述外科对象尚未被保持在所述患者体内的指示。
实施例13.根据实施例8至12中任一项所述的外科集线器，其中，所述背景数据还包括所述外科对象已经被使用的指示，并且包括用于清洁所述外科对象的指令或用于处置所述外科对象的指令中的至少一者。
实施例14.根据实施例8至13中任一项所述的外科集线器，其中，所述外科对象包括包装，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够：
确定在所述时间在所述区域中所述包装已被打开；以及
向数据库发送消息，所述消息指示所述包装已被打开并且指示将从库存中移除所述外科对象。
实施例15.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定将在医疗手术期间用于执行外科任务的外科器械；
确定所述手术室的与所述外科器械相关联的区域和所述外科器械的取向；
基于所述外科任务、所述手术室的所述区域和所述外科器械的所述取向来确定背景数据；以及
任选地通过确定与所述HCP相关联的显示器并且向所述显示器发送消息，使得向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
向所述HCP提供背景数据的优点可以是，所述HCP具有与医疗手术相关的信息，否则这些信息可能难以以方便且及时的方式确定。进而，这可以使所述HCP更有效、更安全地完成所述医疗手术。
实施例16.根据实施例15所述的外科集线器，其中，所述外科器械包括基准标记，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够使用所述基准标记来确定所述外科器械。
实施例17.根据实施例15或实施例16所述的外科集线器，其中，所述背景数据包括所述器械的图像和状态，并且其中，所述消息进一步指示所述器械的所述图像和所述状态将被叠加在正在所述显示器上显示的显示数据上。
实施例18.根据实施例15至17中任一项所述的外科集线器，其中，所述手术室的所述区域是库存区域，并且其中，所述消息还包括对所述HCP的通知，所述通知将所述HCP引导至所述库存区域中的所述外科器械。
实施例19.根据实施例15至18中任一项所述的外科集线器，其中，所述外科集线器被进一步配置为能够确定其中背景数据包括所述外科器械的取向能够被改善，并且其中，所述背景数据包括对所述HCP的指令以改善所述外科器械的所述取向。
实施例20.根据实施例15至19中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定与所述HCP相关联的所述显示器的能力，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够基于所述显示器的所述能力来修改所述背景数据。
实施例21.根据实施例1至20中任一项所述的外科集线器，其中，所述背景数据作为数据来叠加显示在所述显示器上。
实施例22.根据实施例1至21中任一项所述的外科集线器，其中，使得所述通知作为音频消息被发送给所述HCP。
下文是形成本公开的一部分的各方面的非详尽列表：
方面1.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供数据叠加的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定外科对象的状态以及所述外科对象所处的手术室的区域；
确定在医疗手术期间使用所述外科对象的外科任务；
基于所述对象的所述状态、所述手术室的所述区域和所述外科任务来确定背景数据；以及
向与所述HCP相关联的显示器发送消息，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
方面2.根据方面1所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述显示器位于所述HCP的位置的一距离内。
方面3.根据方面1所述的外科集线器，其中，所述手术室的所述区域是库存区域、梅奥架子、外科部位、无菌区或非无菌区中的至少一者。
方面4.根据方面1所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象在所述任务或所述医疗手术中的至少一者期间已经进入所述手术室的所述区域。
方面5.根据方面1所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象的所述状态指示所述外科对象准备好用于所述外科任务中。
方面6.根据方面1所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象的所述状态指示所述外科对象尚未准备好用于所述外科任务中，并且其中，所述背景数据还包括用于在所述外科任务中为我们准备所述外科对象的一个或多个指令。
方面7.根据方面1所述的外科集线器，其中，所述显示器是房间显示器、可穿戴显示器、平板电脑、增强现实装置或智能电话中的至少一者。
方面8.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供数据叠加的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务；
确定所述外科对象所处的手术室的区域；
确定与所述外科对象和所述手术室的所述区域相关联的时间；以及
基于所述时间、所述手术室的所述区域和所述外科任务来确定背景数据；以及
向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据。
方面9.根据方面8所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象所处的所述手术室的所述区域包括使用以下各项中的至少一者：与所述区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与所述外科对象相关联的传感器数据、与所述HCP相关联的传感器数据、来自所述手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器或来自所述手术室内的所述相机的视频。
方面10.根据方面8所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够基于所述外科对象所处的所述手术室的所述区域来确定所述外科对象已经进入所述手术室，并且其中，所述时间指示所述外科对象何时进入所述手术室。
方面11.根据方面8所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象已经离开所述手术室的所述区域，并且其中，所述时间指示所述外科对象何时已经离开所述区域。
方面12.根据方面8所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象尚未被保持在患者体内，并且其中，所述背景数据包括所述外科对象尚未被保持在所述患者体内的指示。
方面13.根据方面8所述的外科集线器，其中，所述背景数据还包括所述外科对象已经被使用的指示，并且包括用于清洁所述外科对象的指令或用于处置所述外科对象的指令中的至少一者。
方面14.根据方面8所述的外科集线器，其中，所述外科对象包括包装，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够：
确定在所述时间在所述区域中所述包装已被打开；以及
向数据库发送消息，所述消息指示所述包装已被打开并且指示将从库存中移除所述外科对象。
方面15.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供数据叠加的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定将在医疗手术期间用于执行外科任务的外科器械；
确定所述手术室的与所述外科器械相关联的区域和所述外科器械的取向；
确定与所述HCP相关联的显示器；
基于所述外科任务、所述手术室的所述区域和所述外科器械的所述取向来确定背景数据；以及
向所述显示器发送消息，所述消息包括所述背景数据。
方面16.根据方面15所述的外科集线器，其中，所述外科器械包括基准标记，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够使用所述基准标记来确定所述外科器械。
方面17.根据方面15所述的外科集线器，其中，所述背景数据包括所述器械的图像和状态，并且其中，所述消息进一步指示所述器械的所述图像和所述状态将被叠加在正在所述显示器上显示的显示数据上。
方面18.根据方面15所述的外科集线器，其中，所述手术室的所述区域是库存区域，并且其中，所述消息还包括对所述HCP的通知，所述通知将所述HCP引导至所述库存区域中的所述外科器械。
方面19.根据方面15所述的外科集线器，其中，所述外科集线器被进一步配置为能够确定其中背景数据包括所述外科器械的取向能够被改善，并且其中，所述背景数据包括对所述HCP的指令以改善所述外科器械的所述取向。
方面20.根据方面15所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定与所述HCP相关联的所述显示器的能力，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够基于所述显示器的所述能力来修改所述背景数据。

Claims (22)

1.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定外科对象的状态以及所述外科对象所处的手术室的区域；
确定在医疗手术期间使用所述外科对象的外科任务；
基于所述对象的所述状态、所述手术室的所述区域和所述外科任务来确定背景数据；以及
任选地通过向与所述HCP相关联的显示器发送消息，使得向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
2.根据权利要求1所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述显示器位于所述HCP的位置的一距离内。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的外科集线器，其中，所述手术室的所述区域是库存区域、梅奥架子、外科部位、无菌区或非无菌区中的至少一者。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象在所述任务或所述医疗手术中的至少一者期间已经进入所述手术室的所述区域。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象的所述状态指示所述外科对象准备好用于所述外科任务中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象的所述状态指示所述外科对象尚未准备好用于所述外科任务中，并且其中，所述背景数据还包括用于在所述外科任务中为我们准备所述外科对象的一个或多个指令。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的外科集线器，其中，所述显示器是房间显示器、可穿戴显示器、平板电脑、增强现实装置或智能电话中的至少一者。
8.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定在医疗手术期间使用外科对象的外科任务；
确定所述外科对象所处的手术室的区域；
确定与所述外科对象和所述手术室的所述区域相关联的时间；以及
基于所述时间、所述手术室的所述区域和所述外科任务来确定背景数据；以及
任选地通过向与所述HCP相关联的显示器发送消息，使得向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
9.根据权利要求8所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象所处的所述手术室的所述区域包括使用以下各项中的至少一者：与所述区域相关联的传感器数据、可穿戴装置数据、与所述外科对象相关联的传感器数据、与所述HCP相关联的传感器数据、来自所述手术室内的相机的图像、超声传感器、激光传感器、激光多普勒传感器、射频传感器或来自所述手术室内的所述相机的视频。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够基于所述外科对象所处的所述手术室的所述区域来确定所述外科对象已经进入所述手术室，并且其中，所述时间指示所述外科对象何时进入所述手术室。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象已经离开所述手术室的所述区域，并且其中，所述时间指示所述外科对象何时已经离开所述区域。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定所述外科对象尚未被保持在患者体内，并且其中，所述背景数据包括所述外科对象尚未被保持在所述患者体内的指示。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的外科集线器，其中，所述背景数据还包括所述外科对象已经被使用的指示，并且包括用于清洁所述外科对象的指令或用于处置所述外科对象的指令中的至少一者。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的外科集线器，其中，所述外科对象包括包装，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够：
确定在所述时间在所述区域中所述包装已被打开；以及
向数据库发送消息，所述消息指示所述包装已被打开并且指示将从库存中移除所述外科对象。
15.一种用于向医疗保健提供者(HCP)提供背景数据的外科集线器，所述外科集线器包括：
处理器，所述处理器被配置为能够：
确定将在医疗手术期间用于执行外科任务的外科器械；
确定所述手术室的与所述外科器械相关联的区域和所述外科器械的取向；
基于所述外科任务、所述手术室的所述区域和所述外科器械的所述取向来确定背景数据；以及
任选地通过确定与所述HCP相关联的显示器并且向所述显示器发送消息，使得向所述HCP发送通知，所述通知包括所述背景数据，所述消息指示所述显示器将显示所述背景数据。
16.根据权利要求15所述的外科集线器，其中，所述外科器械包括基准标记，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够使用所述基准标记来确定所述外科器械。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的外科集线器，其中，所述背景数据包括所述器械的图像和状态，并且其中，所述消息进一步指示所述器械的所述图像和所述状态将被叠加在正在所述显示器上显示的显示数据上。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的外科集线器，其中，所述手术室的所述区域是库存区域，并且其中，所述消息还包括对所述HCP的通知，所述通知将所述HCP引导至所述库存区域中的所述外科器械。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的外科集线器，其中，所述外科集线器被进一步配置为能够确定其中背景数据包括所述外科器械的取向能够被改善，并且其中，所述背景数据包括对所述HCP的指令以改善所述外科器械的所述取向。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的外科集线器，其中，所述处理器被进一步配置为能够确定与所述HCP相关联的所述显示器的能力，并且其中，所述处理器被进一步配置为能够基于所述显示器的所述能力来修改所述背景数据。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的外科集线器，其中，所述背景数据作为数据叠加来显示在所述显示器上。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的外科集线器，其中，使得所述通知作为音频消息被发送给所述HCP。
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