DE102015205463B4 - Technology for creating audio environments in the operating room - Google Patents

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DE102015205463B4 DE102015205463.2A DE102015205463A DE102015205463B4 DE 102015205463 B4 DE102015205463 B4 DE 102015205463B4 DE 102015205463 A DE102015205463 A DE 102015205463A DE 102015205463 B4 DE102015205463 B4 DE 102015205463B4
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Abstract

Vorrichtung (100) zur Bildung von Audioumgebungen in einem Operationsraum (150), umfassend:eine Vielzahl von tragbaren Gegensprecheinheiten (110), die jeweils mindestens ein Mikrofon (112) aufweisen;einen Mischer (120), der mit der Vielzahl von Gegensprecheinheiten (110) in Signalaustausch (122; 124) steht und zur programmgesteuerten Signalleitung zwischen der Vielzahl an Gegensprecheinheiten (110) ausgebildet ist;einen Speicher (130) zum Speichern unterschiedlicher Steuerprogramme, die jeweils die programmgesteuerte Signalleitung festlegen, wobei mindestens eines der Steuerprogramme den Signalaustausch zwischen der Vielzahl von Gegensprecheinheiten zur Bildung der Audioumgebungen einschränkt; undeine Steuerung (140), die dazu ausgebildet ist, eines der Steuerprogramme zu bestimmen und den Mischer (120) zur programmgesteuerten Signalleitung zwischen der Vielzahl an Gegensprecheinheiten (110) gemäß dem bestimmten Steuerprogramm zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dassdie Gegensprecheinheiten (110) Kopfhörer (114) aufweisen, die zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen ausgebildet sind, und dassjeder Gegensprecheinheit (110) ein erster Schwellenwert zugeordnet ist und die Gegensprecheinheiten oder der Mischer (120) dazu ausgebildet sind, den Signalaustausch für ein Signal des Mikrofons (114) zu unterdrücken, dessen Pegel kleiner ist als der erste Schwellenwert.Apparatus (100) for creating audio environments in an operating room (150), comprising: a plurality of portable intercom units (110) each having at least one microphone (112); a mixer (120) connected to the plurality of intercom units (110 ) is in signal exchange (122; 124) and is designed for the program-controlled signal line between the plurality of intercom units (110); a memory (130) for storing different control programs which each define the program-controlled signal line, at least one of the control programs being responsible for the signal exchange between the Limit the number of intercom units to form the audio environments; and a controller (140) which is designed to determine one of the control programs and to control the mixer (120) for the program-controlled signal line between the plurality of intercom units (110) in accordance with the specific control program, characterized in that the intercom units (110) are headphones ( 114), which are designed to suppress ambient noise, and that each intercom unit (110) is assigned a first threshold value and the intercom units or the mixer (120) are designed to suppress the signal exchange for a signal from the microphone (114) whose Level is less than the first threshold.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung betrifft die Audioumgebung eines Operationsraums. Insbesondere wird eine Vorrichtung zur Bildung von Audioumgebungen in einem Operationsraum bereitgestellt.The present disclosure relates to the audio environment of an operating room. In particular, a device for creating audio environments in an operating room is provided.

Hintergrundbackground

In einem Operationsraum herrscht während eines Eingriffs oftmals ein hoher Schallpegel, der kurzzeitig oder periodisch den einer stark befahrenen Autobahn erreichen kann. Geräusche durch Geräte im Operationsraum, haltende Wände und Stimmen vieler Personen sind beispielhafte Ursache für den hohen Schallpegel. Jedoch hat eine solche Geräuschkulisse regelmäßig negativen Einfluss auf die darin arbeitenden Personen, kann Stress verursachen und Fehler provozieren.During an operation there is often a high noise level in an operating room, which can briefly or periodically reach that of a busy motorway. Noises from equipment in the operating room, holding walls and the voices of many people are exemplary causes of the high noise level. However, such a background noise regularly has a negative impact on the people working in it, can cause stress and provoke errors.

Der Artikel „A Noise-Reduction Program in a Pediatric Operation Theatre Is Associated With Surgeon's Benefits and a Reduced Rate of Complications: A Prospective Controlled Clinical Trial“, C. R. Engelmann et al., Annals of Surgery, Volume 259, Issue 5, Seiten 1025-1033, weist die negativen Folgen der Geräuschkulisse nach und schlägt Maßnahmen zur Geräuschminderung vor. Herkömmliche Maßnahmen können jedoch Abläufe und Funktionen im Operationsraum einschränken oder verzögern.The article "A Noise-Reduction Program in a Pediatric Operation Theater Is Associated With Surgeon's Benefits and a Reduced Rate of Complications: A Prospective Controlled Clinical Trial", CR Engelmann et al., Annals of Surgery, Volume 259, Issue 5, pp. 1025 -1033, detects the negative consequences of the background noise and suggests measures to reduce noise. However, conventional measures can restrict or delay processes and functions in the operating room.

Als Ausgangspunkt der Erfindung kann das Dokument US 2009/0299924 A1 angesetzt werden. Dort geht es im Wesentlichen nicht um eine Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen, sondern um die Erzeugung einer hierarchischen Struktur von Funktionen und Systemen mittels einer Wissensbasis.The document US 2009/0299924 A1 be set. There it is essentially not about suppressing ambient noise, but rather about creating a hierarchical structure of functions and systems using a knowledge base.

Das Dokument US 2004/0153747 A1 beschreibt Schwellenwerte für eine akustische Signalübertragung zur Steuerung medizinischer Systeme aus der Entfernung. Es geht dort nicht um die Erzeugung einer Audioumgebung.The document US 2004/0153747 A1 describes threshold values for acoustic signal transmission for controlling medical systems from a distance. It is not about creating an audio environment.

Das Dokument US 2003/0130016 A1 beschreibt den Einsatz von sog. Headsets, wobei Kopfhörer Umgebungsgeräusche unterdrücken, jedoch betrifft dies die drahtlose Signalübertragung über kurze Strecken und nicht die Erzeugung einer Audioumgebung für Personen.The document US 2003/0130016 A1 describes the use of so-called headsets, with headphones suppressing ambient noise, but this concerns wireless signal transmission over short distances and not the creation of an audio environment for people.

Das Dokument US 2010/0052871 A1 beschreibt die Kommunikation zwischen Patienten und Pflegepersonal in unterschiedlichen Räumen eines Krankenhauses.The document US 2010/0052871 A1 describes the communication between patients and nursing staff in different rooms of a hospital.

ErfindungsabrissOutline of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Geräuschkulisse und/oder Abläufe im Operationsraum während eines Eingriffs zu verbessern.The object of the present invention is to improve the background noise and / or processes in the operating room during an intervention.

Hierzu stellt die Erfindung eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 bereit.For this purpose, the invention provides a device according to claim 1.

Durch eine lokale Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen mittels der Gegensprecheinheiten in Verbindung mit der eingeschränkten Signalleitung zwischen den Gegensprecheinheiten ist eine oder sind mehrere durch die unterschiedlichen Steuerprogramme an die Operation angepasste Audioumgebungen mit wesentlich reduziertem Geräuschpegel realisierbar.Local suppression of ambient noise by means of the intercom units in conjunction with the restricted signal line between the intercom units can be used to implement one or more audio environments with a significantly reduced noise level that are adapted to the operation using the different control programs.

Die Geräuschkulisse kann hinsichtlich Lautstärke und Quellenzahl reduziert und/oder individualisiert werden. Nicht jede Person im Operationsraum muss alle Schallquellen im Operationsraum hören. Keine Person muss beispielsweise die Klimaanlage hören. Die OP-Schwester muss beispielsweise den Anästhesisten nicht hören. Der Anästhesist wiederum muss beispielsweise den Alarm der Herz-Lungen-Maschine nicht hören. Beispielsweise können durch eine gezielte Kommunikation Abläufe im Operationsraum verbessert oder beschleunigt werden.The background noise can be reduced and / or individualized in terms of volume and number of sources. Not every person in the operating room needs to hear all of the sound sources in the operating room. For example, no person needs to hear the air conditioning. For example, the operating room nurse does not have to hear the anesthetist. The anesthetist, for example, does not have to hear the heart-lung machine's alarm. For example, processes in the operating room can be improved or accelerated through targeted communication.

Mindestens eines der Steuerprogramme kann den Signalaustausch gegenüber einem vollvernetzten Signalaustausch zwischen der Vielzahl an Gegensprecheinheiten einschränken. Durch die unterschiedlichen Steuerprogramme kann die programmgesteuerte Signalleitung getrennte Audioumgebungen und/oder veränderliche Audioumgebungen bilden. Die getrennten Audioumgebungen können vorübergehend und/oder gleichzeitig nebeneinander bestehen.At least one of the control programs can restrict the signal exchange compared to a fully networked signal exchange between the plurality of intercom units. As a result of the different control programs, the program-controlled signal line can form separate audio environments and / or changeable audio environments. The separate audio environments can coexist temporarily and / or simultaneously.

Die Signalleitung kann eine Signalweiterleitung mit oder ohne Signalverarbeitung umfassen. Die Signalleitung kann auch als Signalrouting bezeichnet werden.The signal line can comprise signal forwarding with or without signal processing. The signal line can also be referred to as signal routing.

Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, das Steuerprogramm mittels einer Benutzerschnittstelle und/oder zeitabhängig gemäß einem Operationsterminplan zu bestimmen.The controller can be designed to determine the control program by means of a user interface and / or as a function of time in accordance with an operation schedule.

Die Steuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Sprachsteueranweisung im Signalaustausch zu erkennen. Die Steuerung kann das Steuerprogramm gemäß der erkannten Steueranweisung bestimmen oder abändern. Beispielsweise kann gemäß der Steueranweisung zwischen einem Kommunikationsmodus und einem Protokollmodus gewechselt werden. Im Protokollmodus kann das Mikrofonsignal einer oder mehrerer Gegensprecheinheiten aufgezeichnet werden, beispielsweise für ein Operationsprotokoll. Die Vorrichtung kann ferner mittels Spracherkennung das Mikrofonsignal transkribieren, beispielsweise zur Erstellung eines elektronischen oder druckschriftlichen Protokolls.The controller can also be designed to recognize a voice control instruction in the signal exchange. The controller can determine or modify the control program in accordance with the recognized control instruction. For example, it is possible to switch between a communication mode and a protocol mode according to the control instruction. In protocol mode, the microphone signal can be sent to one or more intercom units recorded, for example for an operation protocol. The device can also transcribe the microphone signal by means of speech recognition, for example to create an electronic or printed protocol.

Das Steuerprogramm kann eine Kommunikationsrichtung der Signalleitung und/oder eine Signalverarbeitung bei der Signalleitung festlegen. Der Speicher kann eine Vielzahl an Steuerprogrammen umfassen. Die Steuerprogramme können im Speicher nach Operationsarten und/oder Operationsteams sortiert sein.The control program can define a communication direction of the signal line and / or signal processing in the signal line. The memory can contain a variety of control programs. The control programs can be sorted in the memory according to operation types and / or operation teams.

Die Steuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, Personenkennungen im Operationsraum zu erfassen, beispielsweise mittels Radio-Frequenz-Identifikation (RFID). Das Steuerprogramm kann abhängig von einer oder mehreren im Operationsraum erfassten Personenkennungen bestimmt werden. Die Personenerfassung ermöglicht eine vom Operationsteam abhängige Signalleitung. Ferner können Lautstärke und/oder ein eingeblendeter Audiokanal abhängig von der erfassten Personenkennung gesteuert werden.The control can also be designed to detect personal identifiers in the operating room, for example by means of radio frequency identification (RFID). The control program can be determined as a function of one or more personal identifiers recorded in the operating room. The person registration enables a signal line that is dependent on the operation team. Furthermore, the volume and / or a faded in audio channel can be controlled as a function of the recorded person identifier.

Jede Gegensprecheinheit kann einer Signalgruppe zugeordnet sein. Die Signalgruppen können funktionale Gruppen im Operationsraum sein. Die programmgesteuerte Signalleitung kann dazu ausgebildet sein, den Signalaustausch zwischen den Gegensprecheinheiten auf die jeweils zugeordnete Signalgruppe zu beschränken.Each intercom unit can be assigned to a signal group. The signal groups can be functional groups in the operating room. The program-controlled signal line can be designed to limit the signal exchange between the intercom units to the respectively assigned signal group.

Das Steuerprogramm kann eine Hierarchie der Gegensprecheinheiten und/oder der Signalgruppen festlegt. Jede Gegensprecheinheit kann einer Hierarchiestufe zugeordnet sein. Die programmgesteuerte Signalleitung kann dazu ausgebildet sein, den Signalaustausch mit Gegensprecheinheiten einer hohen Hierarchiestufe zu beschränken, beispielsweise auf Gegensprecheinheiten der gleichen Hierarchiestufe und/oder eine nächst-niedrigere Hierarchiestufe.The control program can define a hierarchy of the intercom units and / or the signal groups. Each intercom unit can be assigned to a hierarchy level. The program-controlled signal line can be designed to restrict the exchange of signals with intercom units of a high hierarchical level, for example to intercom units of the same hierarchical level and / or a next lower hierarchical level.

Im Speicher kann für jedes Steuerprogramm eine Matrix gespeichert sein. Die Matrix kann die jeweilige Signalleitung bestimmen. Die programmgesteuerte Signalleitung zwischen jeweils zwei der Gegensprecheinheiten kann durch einen Matrixeintrag der Matrix festgelegt sein.A matrix can be stored in the memory for each control program. The matrix can determine the respective signal line. The program-controlled signal line between two of the intercom units can be defined by a matrix entry in the matrix.

Ein symmetrischer Anteil der Matrix kann die Signalgruppenzuordnung bestimmen. Ein anti-symmetrischer Anteil der Matrix kann die Hierarchie bestimmen.A symmetrical part of the matrix can determine the signal group assignment. An anti-symmetrical part of the matrix can determine the hierarchy.

Die Signalgruppen können überlappen. Zwei Signalgruppen können eine oder mehrere gemeinsame Gegensprecheinheiten umfassen. Die gemeinsame Gegensprecheinheit oder die gemeinsamen Gegensprecheinheiten zweier überlappenden Signalgruppen kann die Gegensprecheinheit bzw. können die Gegensprecheinheiten mit der höchsten Hierarchiestufe aller Gegensprecheinheiten in den beiden Signalgruppen sein.The signal groups can overlap. Two signal groups can comprise one or more common intercom units. The common intercom unit or the common intercom units of two overlapping signal groups can be the intercom unit or the intercom units with the highest hierarchical level of all intercom units in the two signal groups.

Jeder Gegensprecheinheit kann ein erster Schwellwert zugeordnet sein. Die Gegensprecheinheiten oder der Mischer können dazu ausgebildet sein, den Signalaustausch für ein Signal des Mikrofons zu unterdrücken, dessen Pegel kleiner als der erste Schwellwert ist. Die Anwendung des ersten Schwellwerts wird auch als Austastung oder Gating bezeichnet.A first threshold value can be assigned to each intercom unit. The intercom units or the mixer can be designed to suppress the signal exchange for a signal from the microphone whose level is lower than the first threshold value. The application of the first threshold is also referred to as blanking or gating.

Die Gegensprecheinheiten oder der Mischer können ferner dazu ausgebildet sein, Signalimpulse (beispielsweise ein Husten, ein Knacken oder einen Knall) zu filtern oder zu dämpfen. Der Filter kann eine Filterdauer, eine Ansprechzeit und/oder eine Abfallzeit aufweisen. Diese können jeweils gemäß dem Steuerprogramm festgelegt werden.The intercom units or the mixer can also be designed to filter or attenuate signal pulses (for example a cough, a crack or a bang). The filter can have a filter duration, a response time and / or a fall time. These can be determined according to the control program.

Der Mischer kann ferner dazu ausgebildet sein, mittels des Kopfhörers mindestens einer der Gegensprecheinheiten jeweils einen voraufgezeichneten Audiokanal auszugeben. Der Audiokanal kann ein Musikkanal sein. Der voraufgezeichnete Audiokanal kann im Speicher der Vorrichtung gespeichert sein und/oder über ein Datennetz (beispielsweise das Internet) als Datenstrom erhalten werden. Der Audiokanal kann ferner durch ein (beispielsweise analog oder digital moduliertes) Rundfunksignal empfangen werden.The mixer can also be designed to output a prerecorded audio channel by means of the headphones at least one of the intercom units. The audio channel can be a music channel. The prerecorded audio channel can be stored in the memory of the device and / or obtained as a data stream via a data network (e.g. the Internet). The audio channel can also be received by a (for example analog or digitally modulated) broadcast signal.

Der Mischer kann ferner dazu ausgebildet sein, die Ausgabe des Audiokanals zu unterbrechen oder auszublenden, während die jeweilige Gegensprecheinheit im Signalaustausch steht (beispielsweise während der erste Schwellwert überschritten ist). Der Mischer kann eine Lautstärke des Audiokanals in Abhängigkeit von einem allgemeinen Geräuschpegel im Operationsraum bestimmen. Der allgemeine Geräuschpegel kann mittels eines Raummikrofons im Operationsraum oder durch Mittelung der Signale der Mikrofone der Gegensprecheinheiten bestimmt werden.The mixer can also be designed to interrupt or fade out the output of the audio channel while the respective intercom unit is exchanging signals (for example while the first threshold value is exceeded). The mixer can determine a volume of the audio channel as a function of a general noise level in the operating room. The general noise level can be determined by means of a room microphone in the operating room or by averaging the signals from the microphones of the intercom units.

Der Mischer kann ferner dazu ausgebildet sein, einen Zustand (beispielsweise einen Alarmzustand) einer oder mehrerer Funktionseinheiten im Operationsraum zu erfassen (beispielsweise als Zustandssignal). Die Vorrichtung kann ferner einen oder mehrere Abnehmer jeweils zum Erfassen des Zustandssignals einer Funktionseinheit umfassen. Die Abnehmer können in unidirektionalem Signalaustausch mit dem Mischer stehen.The mixer can also be designed to detect a state (for example an alarm state) of one or more functional units in the operating room (for example as a status signal). The device can furthermore comprise one or more pickups each for detecting the status signal of a functional unit. The consumers can have a unidirectional signal exchange with the mixer.

Die Funktionseinheiten können eine Patientenüberwachung (beispielsweise einen Elektrokardiographen), Dosierungspumpen (beispielsweise Spritzenpumpen), eine Beatmungseinheit und/oder eine Herz-Lungen-Maschine umfassen. Jede der Funktionseinheiten kann einer Signalgruppe zugeordnet sein. Ein dem Alarmzustand entsprechendes Alarmsignal der Funktionseinheit kann mittels der Kopfhörer der Gegensprecheinheiten ausgeben werden, die der Signalgruppe der Funktionseinheit zugeordnet sind.The functional units can include patient monitoring (for example an electrocardiograph), dosage pumps (for example syringe pumps), a ventilation unit and / or a heart-lung machine. Each of the functional units can be assigned to a signal group. An alarm signal of the functional unit corresponding to the alarm state can be output by means of the headphones of the intercom units that are assigned to the signal group of the functional unit.

Der Abnehmer kann ein Mikrophon aufweisen zum Erfassen eines akustischen Signals der Funktionseinheit. Alternativ oder ergänzend kann die Funktionseinheit eine (beispielsweise elektrisch oder induktiv gekoppelte) Schnittstelle zum Abnehmer aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann der Abnehmer einen piezoelektrischen Sensor aufweisen zum Erfassen des Zustandssignals. Der piezoelektrische Sensor kann an der Funktionseinheit angebracht oder anbringbar sein.The pick-up can have a microphone for capturing an acoustic signal from the functional unit. As an alternative or in addition, the functional unit can have an (for example electrically or inductively coupled) interface to the consumer. As an alternative or in addition, the pick-up can have a piezoelectric sensor for detecting the status signal. The piezoelectric sensor can be attached or attachable to the functional unit.

Der Kopfhörer mindestens einer der Gegensprecheinheiten kann zur räumlichen Schallwiedergabe ausgebildet sein. Der Speicher kann eine räumliche Schallrichtung für Gegensprecheinheiten speichern, beispielsweise mittels der Matrixeinträge. Beispielsweise kann der Matrixeintrag jeweils eine Komponente für eine linke und rechte Seite des Kopfhörers umfassen. Der Mischer kann dazu ausgebildet sein, ein Signal des Mikrofons einer der anderen Gegensprecheinheiten entsprechend der jeweils gespeicherten räumlichen Schallrichtung mittels des Kopfhörers zur räumlichen Schallwiedergabe auszugeben.The headphones of at least one of the intercom units can be designed for spatial sound reproduction. The memory can store a spatial sound direction for intercom units, for example by means of the matrix entries. For example, the matrix entry can each include a component for a left and right side of the headphones. The mixer can be designed to output a signal from the microphone of one of the other intercom units in accordance with the respectively stored spatial sound direction by means of the headphones for spatial sound reproduction.

Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, eine absolute oder relative Position im Operationsraum mindestens einer der Gegensprecheinheiten und/oder der Abnehmer zu speichern und/oder zu erfassen. Deren Signalgruppenzuordnung kann abhängig von der Sprachsteueranweisung und/oder der erfassten absoluten Position verändert werden. Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die gespeicherte räumliche Schallrichtung abhängig von der erfassten relativen Position zu verändern.The controller can be designed to store and / or record an absolute or relative position in the operating room of at least one of the intercom units and / or the recipients. Their signal group assignment can be changed depending on the voice control instruction and / or the recorded absolute position. The controller can be designed to change the stored spatial sound direction as a function of the detected relative position.

Eine Teilmenge der Gegensprecheinheiten kann in drahtlosem Signalaustausch mit dem Mischer stehen. Der Mischer kann ein Matrixmischer sein. Für jede Gegensprecheinheit kann das Steuerprogramm einen bidirektionalen oder unidirektionalen Signalaustausch festlegen, den der Mischer umsetzt. Die Matrixeinträge können ferner eine Lautstärke bestimmen.A subset of the intercom units can be in wireless signal exchange with the mixer. The mixer can be a matrix mixer. The control program can define a bidirectional or unidirectional signal exchange for each intercom unit, which the mixer implements. The matrix entries can also determine a volume.

Die Vorrichtung, beispielsweise die Gegensprecheinheiten und/oder der Mischer, kann ferner einen Kompressor umfassen. Der Kompressor kann dazu ausgebildet sein, den Signalpegel des Mikrofons zu erfassen und bei überschreiten eines zweiten Schwellwerts eine Steuerspannung eines Verstärkers des Mikrofons zu reduzieren. Ein Dynamikbereich des Signalpegels kann durch eine obere Grenze beschränkt sein. Die obere Grenze kann auch als Limiter bezeichnet werden.The device, for example the intercom units and / or the mixer, can furthermore comprise a compressor. The compressor can be designed to detect the signal level of the microphone and to reduce a control voltage of an amplifier of the microphone when a second threshold value is exceeded. A dynamic range of the signal level can be restricted by an upper limit. The upper limit can also be referred to as a limiter.

Alternativ können das Routing, das Gating und/oder der Kompressor durch digitale Signalverarbeitung implementiert sein, beispielsweise mittels allgemeine Prozessoren oder Signalprozessoren.Alternatively, the routing, the gating and / or the compressor can be implemented by digital signal processing, for example by means of general processors or signal processors.

FigurenlisteFigure list

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, von denen

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Bildung von Audioumgebungen in einem Operationsraum zeigt;
  • 2 eine beispielhafte Matrixdarstellung eines Speichers zur Bestimmung einer Signalleitung zeigt, die durch die Vorrichtung der 1 umsetzbar ist;
  • 3 eine beispielhafte Hierarchie und eine beispielhafte Gruppenzuordnung schematisch darstellt;
  • 4 ein beispielhaftes erstes Steuerprogramm mittels der Matrixdarstellung der 2 zeigt;
  • 5 einen anti-symmetrischen Anteil des beispielhaften Steuerprogramms der 4 schematisch darstellt;
  • 6 einen symmetrischen Anteil des beispielhaften Steuerprogramms der 4 schematisch darstellt; und
  • 7 ein beispielhaftes zweites Steuerprogramm mittels der Matrixdarstellung der 2 zeigt.
Further features of the invention are explained on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, of which
  • 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of an apparatus for forming audio environments in an operating room;
  • 2 FIG. 11 shows an exemplary matrix representation of a memory for determining a signal line which is carried out by the apparatus of 1 is feasible;
  • 3 schematically illustrates an exemplary hierarchy and an exemplary group assignment;
  • 4th an exemplary first control program using the matrix representation of 2 shows;
  • 5 an anti-symmetrical portion of the exemplary control program of the 4th represents schematically;
  • 6th a symmetrical portion of the exemplary control program of the 4th represents schematically; and
  • 7th an exemplary second control program using the matrix representation of 2 shows.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100 zur Bildung von Audioumgebungen in einem Operationsraum 150. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Vielzahl an Teilnehmereinheiten. Die Teilnehmereinheiten sind jeweils als Gegensprecheinheiten 110, Abnehmer 116 oder reine Hörer ausgebildet. 1 shows schematically an apparatus 100 for creating audio environments in an operating room 150 . The device 100 comprises a large number of subscriber units. The subscriber units are each used as intercom units 110 , Customers 116 or trained as listeners.

Jede Gegensprecheinheit 110 kann, zumindest wechselweise, als Audioquelle und zur Audioausgabe fungieren. Die Gegensprecheinheiten 110 weisen jeweils einen Kopfhörer 112 und mindestens ein Mikrofon 114 auf. Der Kopfhörer 112 und das Mikrofon 114 können jeweils mechanisch zu einem Headset verbunden sein. Alternativ kann zumindest das Mikrofon 114 in Operationskleidung integriert sein. Vorzugsweise trägt jede im Operationsraum arbeitende Person eine Gegensprecheinheit.Any intercom unit 110 can function, at least alternately, as an audio source and for audio output. The intercom units 110 each have a headphone 112 and at least one microphone 114 on. The headphone 112 and the microphone 114 can each be mechanically connected to a headset. Alternatively, at least the microphone 114 be integrated into surgical clothing. Preferably, each person working in the operating room wears an intercom unit.

Die Abnehmer 116 können ausschließlich als Audioquelle fungieren. Die Abnehmer 116 sind jeweils an stationären oder portablen Funktionseinheiten 152 im Operationsraum 150 anbringbar oder angeordnet. Beispielsweise umfassen die Abnehmer 116 ein Mikrophon 118, eine elektrische Schnittstelle oder eine induktive Kopplung zur jeweiligen Funktionseinheit 152.The takers 116 can only function as an audio source. The takers 116 are each on stationary or portable functional units 152 in the operating room 150 attachable or arranged. For example, customers include 116 a microphone 118 , an electrical interface or an inductive coupling to the respective functional unit 152 .

Die Vorrichtung 100 umfasst ferner einen Mischer 120. Die Teilnehmereinheiten 110 und 116 stehen mit dem Mischer 120 in Signalaustausch. Der Signalaustausch ist kabelgebunden (schematisch dargestellt mit Bezugszeichen 122) und/oder funkbasiert (schematisch dargestellt mit Bezugszeichen 124). In einem Ausführungsbeispiel ist der Signalaustausch mit stationären Teilnehmern kabelgebunden und mit mobilen Teilnehmern funkbasiert. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind Abnehmer 116 kabelgebunden. Der Signalaustausch mit Gegensprecheinheiten 110 ist funkbasiert.The device 100 further comprises a mixer 120 . The participant units 110 and 116 stand with the mixer 120 in signal exchange. The signal exchange is wired (shown schematically with reference symbols 122 ) and / or radio-based (shown schematically with reference symbols 124 ). In one embodiment, the signal exchange with stationary participants is wired and with mobile participants is radio-based. In another embodiment, there are consumers 116 wired. The signal exchange with intercom units 110 is radio based.

Der Mischer 120 ist zur programmgesteuerten Signalleitung zwischen der Vielzahl an Teilnehmereinheiten 110 und 116 ausgebildet. Die Funktionalität der Signalleitung wird auch als Routing bezeichnet.The mixer 120 is for the program-controlled signal line between the large number of subscriber units 110 and 116 educated. The functionality of the signal line is also referred to as routing.

Die Vorrichtung 100 umfasst ferner einen Speicher 130 zum Speichern unterschiedlicher Steuerprogramme, die jeweils die programmgesteuerte Signalleitung festlegen. Mindestens eines der Steuerprogramme schränkt den Signalaustausch zwischen der Vielzahl an Teilnehmereinheiten ein zur Bildung der Audioumgebungen. Die Einschränkung bedeutet, dass nicht jede Gegensprecheinheit 110 alle Audioquellen hört.The device 100 further comprises a memory 130 for storing different control programs, each of which defines the program-controlled signal line. At least one of the control programs restricts the exchange of signals between the plurality of subscriber units in order to form the audio environments. The restriction means that not every intercom unit 110 listens to all audio sources.

Eine Steuerung 140 der Vorrichtung 100 ist dazu ausgebildet, eines der Steuerprogramme zu bestimmen und den Mischer 120 zur programmgesteuerten Signalleitung zwischen der Vielzahl an Teilnehmereinheiten 110 und 116 gemäß dem bestimmten Steuerprogramm zu steuern.One control 140 the device 100 is designed to determine one of the control programs and the mixer 120 for the program-controlled signal line between the large number of subscriber units 110 and 116 to control according to the particular control program.

Die Kopfhörer 112 sind zur passiven Geräuschunterdrückung ausgebildet, beispielsweise in einem hohen Frequenzbereich, etwa im Frequenzbereich oberhalb von 3000 Hz. Der Kopfhörer 112 kann an oder in einem oder beiden Ohren getragen werden.The headphones 112 are designed for passive noise suppression, for example in a high frequency range, for example in the frequency range above 3000 Hz. The headphones 112 can be worn on or in one or both ears.

In einem Ausführungsbeispiel sind die Kopfhörer ferner zur aktiven Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen ausgebildet, beispielsweise in einem tiefen Frequenzbereich, etwa im Frequenzbereich von 100 Hz bis 400 Hz und/oder in einem mittleren Frequenzbereich, etwa im Frequenzbereich von 400 Hz bis 3000 Hz. Mit einem im Kopfhörer 114 eingebauten Mikrofon wird ein Umgebungsgeräusch erfasst und hieraus gemäß einer akustischen Übertragungsfunktion des Kopfhörers 114 der Anteil des Umgebungsgeräuschs berechnet, der am Ohr noch verbleiben würde. Zur Kompensation wird für diesen Anteil ein gegenphasiges Schallsignal im Kopfhörer 114 erzeugt.In one embodiment, the headphones are also designed to actively suppress ambient noise, for example in a low frequency range, for example in the frequency range from 100 Hz to 400 Hz and / or in a medium frequency range, for example in the frequency range from 400 Hz to 3000 Hz headphone 114 built-in microphone, an ambient noise is recorded and from this according to an acoustic transfer function of the headphones 114 calculates the amount of ambient noise that would remain in the ear. To compensate for this component, an anti-phase sound signal is used in the headphones 114 generated.

Durch die Kombination von Geräuschunterdrückung und programmgesteuerten Signalleitung können gezielte Audioumgebungen gebildet werden, welche die Geräuschkulisse für jeden Teilnehmer verbessern. Die Audioumgebungen können an Abläufe und Funktionen im Operationsraum angepasst sein. Die Anpassung kann einmalig durch Bestimmung eines Steuerprogramms und/oder während des Eingriffs erfolgen.Through the combination of noise suppression and program-controlled signal lines, targeted audio environments can be created that improve the background noise for each participant. The audio environments can be adapted to the processes and functions in the operating room. The adaptation can take place once by determining a control program and / or during the intervention.

Alternativ oder ergänzend können der Kopfhörer 112 und das Mikrofon 114 der Gegensprecheinheiten 110 jeweils oder teilweise gemäß Dokument US 2004/0037444 A1 ausgebildet sein. Die Gegensprecheinheiten 110 können in einen Schutzanzug gemäß Dokument US 2007/0028372 A1 integriert sein.Alternatively or in addition, the headphones 112 and the microphone 114 of the intercom units 110 in each case or in part according to the document US 2004/0037444 A1 be trained. The intercom units 110 can in a protective suit according to the document US 2007/0028372 A1 be integrated.

1 zeigt eine beispielhafte Anordnung der Teilnehmereinheiten 110 und 116 im Operationsraum 150. Die Signalleitung, oder das Steuerprogramm zur Festlegung der Signalleitung, kann von der räumlichen Anordnung der Teilnehmereinheiten 110 und/oder 116 abhängen. Ein Operationsteam ist beispielsweise in Gruppen aufgeteilt, die sich untereinander nicht hören und auch nicht hören müssen. 1 shows an exemplary arrangement of the subscriber units 110 and 116 in the operating room 150 . The signal line, or the control program for defining the signal line, can depend on the spatial arrangement of the subscriber units 110 and or 116 depend. For example, an operation team is divided into groups that neither hear nor need to hear each other.

Die Mikrofone 114 schalten nur an, wenn gesprochen wird. Zumindest einzelne Teilnehmer können ferner aus verschiedenen Musikkanälen wählen, die am Mischer 120 bereitgestellt sind. Der Mischer 120 ist dazu ausgebildet, den an der jeweiligen Gegensprecheinheit 110 wiedergegebenen Musikkanal zu unterbrechen, auszublenden oder leiser wiederzugeben, wenn an der jeweiligen Gegensprecheinheit gesprochen wird oder das Signal eines Mikrofons einer anderen Gegensprecheinheit gemäß der Signalleitung wiedergegeben wird.The microphones 114 only switch on when someone is speaking. At least individual participants can also choose from various music channels that are connected to the mixer 120 are provided. The mixer 120 is designed to be used on the respective intercom unit 110 to interrupt, fade out or play back the played music channel more quietly when speaking at the respective intercom unit or when the signal from a microphone of another intercom unit is played back according to the signal line.

Die im Ausführungsbeispiel der 1 gezeigten Gegensprecheinheiten können folgenden Personen zugeordnet sein: A - Chirurg, B - erster Assistenzarzt, C - zweiter Assistenzarzt, D - kardiologischer Medizintechniker, E - OP-Schwester/Pfleger, F - Springer, G - Anästhesiologe, H - Anästhesiologie-Schwester/Pfleger, und I - Gast.The in the embodiment of 1 The intercom units shown can be assigned to the following people: A - surgeon, B - first assistant doctor, C - second assistant doctor, D - cardiological medical technician, E - operating room nurse, F - springer, G - anesthesiologist, H - anesthesiology nurse / nurse , and I - guest.

Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 ist dem Gast I nur ein Kopfhörer 112 und kein Mikrofon 114 zugeordnet (hörender Teilnehmer). Der Gast I ist ein Beispiel für eine Teilnehmereinheit, die ausschließlich eine Audioausgabe für den Mischer 120 ist. Die Funktionseinheiten 152 sind Beispiele für Teilnehmereinheiten, die ausschließlich eine Audioquellen für den Mischer 120 sind.In the in 1 shown embodiment of the device 100 the guest I is only a headset 112 and no microphone 114 assigned (listening participant). Guest I is an example of a subscriber unit that only has audio output for the mixer 120 is. The functional units 152 are examples of subscriber units that only have audio sources for the mixer 120 are.

Beispielsweise im Fall eines lokalanästhetischen Eingriffs kann ein weiterer Kopfhörer 112 dem Patienten zugeordnet sein. Sofern der Kopfhörer 112 des Patienten vom Eingriffsbereich beanstandet ist, muss dieser nicht steril sein.For example, in the case of a local anesthetic procedure, additional headphones can be used 112 be assigned to the patient. Unless the headphones 112 If the patient complains about the surgical area, it does not have to be sterile.

Der Kopfhörer 112 des Patienten steht in unidirektionalem Signalaustausch mit dem Mischer 120, beispielsweise zur Musikwiedergabe. Die Musikwiedergabe wird durch Anweisungen des Chirurgen unterbrochen werden. Ferner kann, beispielsweise bei einem neurologischen Eingriff, dem Patienten eine Gegensprecheinheit 110 zur intraoperativen Funktionsüberwachung zugeordnet sein.The headphone 112 of the patient is in unidirectional signal exchange with the mixer 120 , for example to play music. The music playback will be interrupted by instructions from the surgeon. Furthermore, for example in the case of a neurological intervention, the patient can have an intercom unit 110 be assigned for intraoperative function monitoring.

Ferner kann die Vorrichtung 100 zur externen Kommunikation mit einem Teilnehmer außerhalb des Operationsraums 150 ausgebildet sein. Die externe Anbindung kann über ein Telefonfestnetz, ein Mobilfunknetz und/oder das Internet erfolgen. Beispielsweise kann abhängig von den eingesetzten Funktionseinheiten 152 ein Systemtechniker J mittels der Gegensprecheinheit 110 hinzugezogen werden. Alternativ oder ergänzend ist eine OP-Schleuse am Operationsraum 150 mit einer Gegensprechanlage ausgestattet, die ebenfalls mit dem Mischer 120 in Signalaustausch steht.Furthermore, the device 100 for external communication with a participant outside the operating room 150 be trained. The external connection can be made via a landline telephone network, a cellular network and / or the Internet. For example, depending on the functional units used 152 a system technician J using the intercom 110 be consulted. As an alternative or in addition, there is an operating room lock in the operating room 150 Equipped with an intercom, also with the mixer 120 is in signal exchange.

Die Funktionseinheiten 152 können die Funktionen Patienten-Monitoring, Beatmung, Herz-Lungen-Maschine (HLM) und fallabhängig Dosierpumpen (die auch als „Perfusorbaum“ bezeichnet werden) umfassen.The functional units 152 can include the functions of patient monitoring, ventilation, heart-lung machine (HLM) and, depending on the case, metering pumps (which are also referred to as "perfusor tree").

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Matrix 200. Die Matrix 200 stellt ein Steuerprogramm dar, das im Speicher 130 abgelegt ist und die Signalleitung durch den Mischer 120 bestimmt. Matrixeinträge 202 der Matrix bestimmen, ob (und optional wie) die Gegensprecheinheiten 110 durch den Mischer 120 gekoppelt sind. 2 shows an embodiment of a matrix 200 . The matrix 200 represents a control program that is stored in memory 130 is stored and the signal line through the mixer 120 certainly. Matrix entries 202 the matrix determine whether (and optionally how) the intercom units 110 through the mixer 120 are coupled.

So bestimmt ein Matrixeintrag Gi,j=0, dass die Gegensprecheinheit j nicht die Gegensprecheinheit ihört. In einem Ausführungsbeispiel bestimmt ein Matrixeintrag Gi,j>0 die Lautstärke mit der Gegensprecheinheit j die Gegensprecheinheit i hört. Im Fall einer Mehrkanal-Wiedergabe, beispielsweise durch Stereo-Kopfhörer 112, kann jeder Matrixeintrag einen Kopplungswert für jeden Kanal bestimmen. 2 zeigt jeweils Kopplungswerte für die Kanäle links (L) und rechts (R).Thus, a matrix entry G i, j = 0 determines that the intercom unit j does not hear the intercom unit i. In one embodiment, a matrix entry G i, j > 0 determines the volume with the intercom unit j that intercom unit i hears. In the case of multi-channel playback, for example through stereo headphones 112 , each matrix entry can determine a coupling value for each channel. 2 shows coupling values for the channels left (L) and right (R).

Durch die mehrkanalige Signalleitung ist ein direktionales Hören ermöglicht. Steht z.B. Arzt A immer rechts von Arzt B, hört er diesen verstärkt auf dem entsprechenden Ohr. Damit stimmt eine visuell wahrgenommene Anordnung mit der akustischen Wahrnehmung überein.The multi-channel signal line enables directional listening. For example, if doctor A is always to the right of doctor B, he will hear this more intensely in the corresponding ear. A visually perceived arrangement thus corresponds to the acoustic perception.

In einem ersten erweiterten Ausführungsbeispiel bestimmt der Matrixeintrag 202 ferner eine Signalverarbeitung, beispielsweise Parameter für ein Gate, einen Kompressor, einen Limiter, eine lineare Verstärkung und/oder einen Equalizer.In a first expanded exemplary embodiment, the matrix entry determines 202 furthermore a signal processing, for example parameters for a gate, a compressor, a limiter, a linear amplification and / or an equalizer.

Das Gate unterdrückt eine Signalleitung unterhalb eines Mindestpegels. So können beispielsweise Atemgeräusche ausgeblendet werden. Der Limiter beschränkt die Signalleitung auf einen Höchstpegel. So kann beispielsweise ein Husten- oder Niesgeräusch unterdrückt werden. Der Kompressor bestimmt einen Dynamikumfang (Lautstärkebereich). Der Pegel des Signals des Mikrofons 114 wird durch eine nichtlineare Funktion komprimiert zum Pegel des Signals des Kopfhörers 112. Eine laute Konversation kann gedämpft werden. Ein Flüstern kann durch die nichtlineare Funktion verstärkt werden. Der Kompressor ermöglicht ein homogenes Klangbild.The gate suppresses a signal line below a minimum level. For example, breathing sounds can be masked out. The limiter restricts the signal line to a maximum level. For example, coughing or sneezing sounds can be suppressed. The compressor determines a dynamic range (volume range). The level of the signal from the microphone 114 is compressed by a non-linear function to the level of the signal from the headphones 112 . A loud conversation can be muffled. A whisper can be amplified by the non-linear function. The compressor enables a homogeneous sound.

In einem zweiten erweiterten Ausführungsbeispiel (das mit dem ersten kombinierbar ist) bestimmt der Matrixeintrag 202 eine frequenzabhängige Übertragungsfunktion, beispielsweise zur relativen räumlichen Positionierung der Schallquelle mittels binauraler Klangwiedergabe.In a second expanded exemplary embodiment (which can be combined with the first), the matrix entry determines 202 a frequency-dependent transfer function, for example for the relative spatial positioning of the sound source by means of binaural sound reproduction.

Ferner kann das Signal des Mikrofons 114 auf dem jeweiligen Kopfhörer 112 ausgegeben werden, was durch positive Diagonaleinträge der Matrix 200 darstellbar ist. Der Betrag des Diagonaleintrags kann die Lautstärke so bestimmen, dass eine Eigenwahrnehmung einem Zustand ohne Kopfhörer 112 entspricht.Furthermore, the signal from the microphone 114 on the respective headphones 112 are output, which is done by positive diagonal entries in the matrix 200 can be represented. The amount of the diagonal entry can determine the volume in such a way that a self-perception corresponds to a state without headphones 112 corresponds to.

Die Signale einzelner oder aller Mikrofone können vor, während und/oder nach dem Eingriff aufgezeichnet werden, beispielsweise zur Protokollierung. Eine digitale Aufzeichnung setzt vorzugsweise eine Audiodatenkompression ein. Beispielsweise können 8 Stunden Audioaufzeichnung mit 100 MB bis 200 MB gespeichert werden.The signals of individual or all microphones can be recorded before, during and / or after the intervention, for example for logging purposes. Digital recording preferably employs audio data compression. For example, 8 hours of audio recording can be stored at 100MB to 200MB.

Alternativ oder ergänzend kann die Steuerung 140 (beispielsweise mit Wirkung für eine einzelne oder mehrere Gegensprecheinheiten 110 oder für die gesamte Vorrichtung 100) zwischen einem Kommunikationsmodus und einem Protokollmodus umgeschaltet werden. Das Audiosignal des Mikrofons 114 der betreffenden Gegensprecheinheit 110 wird im Protokollmodus in einer separaten Datei aufgezeichnet. Die Datei trägt eine Personenkennung, die der betreffenden Gegensprecheinheit 110 zugeordnet ist.As an alternative or in addition, the controller 140 (e.g. with effect for a single or multiple intercom units 110 or for the entire device 100 ) can be switched between a communication mode and a protocol mode. The audio signal from the microphone 114 of the intercom unit concerned 110 is recorded in the log mode in a separate file. The file bears a personal identifier, the of the intercom unit concerned 110 assigned.

Alternativ oder ergänzend kann in einen Befehlsmodus gewechselt werden, in dem das Audiosignal des Mikrofons 114 der betreffenden Gegensprecheinheit 110 nicht gemäß Signalleitung weitergeleitet wird. Steueranweisungen im Audiosignal des Mikrofons 114 der betreffenden Gegensprecheinheit 110 werden durch die Steuerung 140 mittels Spracherkennung von Steuerbegriffen und/oder numerischen Zahlwörtern bestimmt. Die Steuerung 140 ändert das Steuerprogramm, beispielsweise einzelne Matrixeinträge 202, gemäß der bestimmten Steueranweisung ab.As an alternative or in addition, it is possible to switch to a command mode in which the audio signal of the microphone 114 of the intercom unit concerned 110 is not forwarded according to the signal line. Control instructions in the audio signal of the microphone 114 of the intercom unit concerned 110 are controlled by the controller 140 determined by means of speech recognition of control terms and / or numeric numeric words. The control 140 changes the control program, for example individual matrix entries 202 , according to the specific tax instruction.

Der Wechsel zwischen den Modi erfolgt durch Spracherkennung von Schlüsselbegriffen (beispielsweise „Protokollaufzeichnung“ für den Protokollmodus, „Kommunikation“ für den Kommunikationsmodus und „Programmänderung“ für den Befehlsmodus). Alternativ oder ergänzend werden Wechsel der Modi durch einen Druckknopf, Näherungssensor und/oder Gestenerkennung ausgelöst. Der Druckknopf kann unter der Kleidung befestigt sein. Der Näherungssensor kann ein kapazitiver Sensor sein. Die Gesten können optisch, beispielsweise mittels einer Kamera im sichtbaren oder infraroten Spektrum, erfasst werden.The change between the modes is carried out by speech recognition of key terms (for example "log recording" for the log mode, "communication" for the communication mode and "program change" for the command mode). As an alternative or in addition, changes in the modes are triggered by a push button, proximity sensor and / or gesture recognition. The snap fastener can be attached under clothing. The proximity sensor can be a capacitive sensor. The gestures can be detected optically, for example by means of a camera in the visible or infrared spectrum.

3 zeigt Gegensprecheinheiten 110, die mit Ziffern 1 bis 7 nummeriert sind. Die Gegensprecheinheiten 2, 4 und 5 sowie 3, 6 und 7 sind Signalgruppen 302 bzw. 304 zugeordnet. Ferner ist eine Hierarchie der Gegensprecheinheiten 110 definiert. Unterschiedliche Hierarchiestufen 306 sind vertikal dargestellt. Die Gruppenzuordnung 308 ist horizontal dargestellt. 3 shows intercom units 110 that with digits 1 to 7th are numbered. The intercom units 2 , 4th and 5 as 3 , 6th and 7th are signal groups 302 or. 304 assigned. There is also a hierarchy of intercom units 110 Are defined. Different hierarchy levels 306 are shown vertically. The group assignment 308 is shown horizontally.

Die programmgesteuerte Signalleitung entspricht der Hierarchie. So wird die Gegensprecheinheit 1 von jeder anderen Gegensprecheinheit 2 bis 7 gehört. Umgekehrt hört die Gegensprecheinheit 1 nur die nächst-niedrigere Hierarchiestufe, nämlich die Gegensprecheinheiten 2 und 3. Die Gegensprecheinheit 7 hört ausschließlich (beispielsweise für den in 1 gezeigten Gast I).The program-controlled signal line corresponds to the hierarchy. In this way, the intercom unit 1 is heard by every other intercom unit 2 to 7. Conversely, the intercom unit 1 only hears the next lower hierarchy level, namely the intercom units 2 and 3. The intercom unit 7 only hears (for example for the in 1 shown guest I).

4 zeigt ein detaillierteres erstes Ausführungsbeispiel der Matrix 200 eines Steuerprogramms, das die Hierarchie 306 und die Gruppenzuordnung 308 berücksichtigt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die die Signalleitung bestimmenden Matrixeinträge 202 binär. Ein Matrixeintrag „0“ an der Stelle i,j bestimmt, dass von der Gegensprecheinheit i kein Signal an die Gegensprecheinheit j geleitet wird. Ein Matrixeintrag „1“ an der Stelle i,j bestimmt, dass der Mischer 120 das Signal der Gegensprecheinheit i an die Gegensprecheinheit j leitet. 4th shows a more detailed first embodiment of the matrix 200 a control program that the hierarchy 306 and the group assignment 308 considered. To simplify the illustration, the matrix entries determining the signal line are included 202 binary. A matrix entry “0” at position i, j determines that no signal is passed from intercom unit i to intercom unit j. A matrix entry “1” at position i, j specifies that the mixer 120 forwards the signal from the intercom unit i to the intercom unit j.

Die Hierarchie 306 ist in der Matrix 200 des Steuerprogramms kodiert. 5 zeigt den anti-symmetrischen Anteil 500 der Matrix 200 der 4. Der anti-symmetrische Anteil 500 ist durch eine untere Dreiecksmatrix dargestellt. Die Einträge 502 haben die Werte Gj,i-Gi,j. Die Summe über die j-te Spalte gibt die Asymmetrie zwischen Gehörtwerden und Zuhören an. Die Summe ist ein Maß für die Hierarchiestufe der Gegensprecheinheit j Das Maximum bestimmt die Gegensprecheinheit mit der höchsten Hierarchiestufe. Im Beispiel der Matrix 200 der 4 hat die Gegensprecheinheit jmax=1 mit die höchste Hierarchiestufe 4.The hierarchy 306 is in the matrix 200 of the control program. 5 shows the anti-symmetrical part 500 the matrix 200 the 4th . The anti-symmetrical part 500 is represented by a lower triangular matrix. The entries 502 have the values G j, i -G i, j . The sum over the j-th column indicates the asymmetry between being heard and listening. The sum is a measure of the hierarchy level of the intercom unit j The maximum determines the intercom unit with the highest hierarchy level. In the example of the matrix 200 the 4th the intercom unit j max = 1 has the highest hierarchy level 4th .

Ferner ist die Gruppenzuordnung 308 in der Matrix 200 des Steuerprogramms kodiert. 6 zeigt den symmetrischen Anteil 600 der Matrix 200 der 4. Der symmetrische Anteil 600 ist durch eine untere Dreiecksmatrix dargestellt. Die Einträge 602 haben die Werte Gi,j+Gj,i. Nach Streichen der Spalte jmax der Hierarchiespitze (gestrichelt dargestellt in 6), sind die Signalgruppen 302 und 304 durch von Null verschiedene Einträge 602 im symmetrischen Anteil 600 bestimmt.Furthermore, the group assignment is 308 in the matrix 200 of the control program. 6th shows the symmetrical part 600 the matrix 200 the 4th . The symmetrical part 600 is represented by a lower triangular matrix. The entries 602 have the values G i, j + G j, i . After deleting the column j max of the top of the hierarchy (shown in dashed lines in 6th ), are the signal groups 302 and 304 by entries other than zero 602 in the symmetrical part 600 certainly.

7 zeigt ein detaillierteres zweites Ausführungsbeispiel der Matrix 200. Die Matrix 200 bestimmt unidirektionale Signalleitungen 702. Dazu ist die Matrix 200 nicht quadratisch. Vorstehende Kodierung von Hierarchie 306 und Gruppenzuordnung 308 ist auf die quadratische Teil-Matrix der bidirektionalen Signalleitungen anwendbar. Die quadratische Teil-Matrix umfasst im Fall der Matrix 200 in 7 die oberen 9x9 Matrixeinträge 202. 7th Figure 3 shows a more detailed second embodiment of the matrix 200 . The matrix 200 determines unidirectional signal lines 702 . That’s the matrix 200 not square. Above coding of hierarchy 306 and group assignment 308 is applicable to the square sub-matrix of the bidirectional signal lines. The square sub-matrix includes in the case of the matrix 200 in 7th the top 9x9 matrix entries 202 .

Die durch den nicht-quadratischen Überhang der Matrix 200 bestimmte unidirektionale Signalleitungen 702 betrifft Musikkanäle. Der durch das Steuerprogramm individuell bestimmte Musikkanal wird bei Kommunikationsstille in der zugeordneten Signalgruppe auf dem jeweiligen Kopfhörer 112 ausgegeben. Durch die Musikausgabe kann ein Restrauschen überdeckt werden.The one due to the non-square overhang of the matrix 200 certain unidirectional signal lines 702 affects music channels. The music channel individually determined by the control program is displayed in the assigned signal group on the respective headphones when there is no communication 112 issued. A residual noise can be masked by the music output.

Ferner sind die Gegensprecheinheiten 110 der Teilnehmer am Operationstisch kabelgebunden. Dadurch kann eine bessere Audioqualität erreicht werden. Die Kabelführung schränkt Teilnehmer ohne Positionswechsel nicht ein.Furthermore, the intercom units 110 the participant at the operating table is wired. This enables better audio quality to be achieved. The cable routing does not restrict participants without a change of position.

Die Gegensprecheinheiten 110 einzelner Teilnehmer, beispielsweise 3 oder 4 Gegensprecheinheiten, sind über eine Funkstrecke mit dem Mischer 120 verbunden. Dies betrifft die Gegensprecheinheiten 110 des Anästhesiologen, der/des Anästhesiologie-Schwester/Pflegers und des Springers.The intercom units 110 Individual participants, for example 3 or 4 intercom units, are connected to the mixer via a radio link 120 connected. This affects the intercom units 110 of the anesthesiologist, the anesthesiology nurse and the jumper.

Das Steuerprogramm ist im Speicher 130 vor dem Eingriff abgespeichert und wird bei Bedarf mittels der Steuerung 140 geladen und durch den Mischer 120 umgesetzt. Jedem Teilnehmer ist eine eigene Lautstärke und individuelle Tonmischung zugeordnet. Die Signalleitung ist jeweils durch separate Busse des Mischers 120 realisiert.The control program is in memory 130 stored before the intervention and, if necessary, is saved using the control 140 loaded and through the mixer 120 implemented. Each participant is assigned their own volume and individual sound mix. The signal line is in each case through separate buses of the mixer 120 realized.

Die Vorrichtung ist mit dem Einsatz von Operationsrobotern, beispielsweise einem Da-Vinci-Chirurgiesystem, kompatibel.The device is compatible with the use of surgical robots, for example a Da Vinci surgical system.

Claims (12)

Vorrichtung (100) zur Bildung von Audioumgebungen in einem Operationsraum (150), umfassend: eine Vielzahl von tragbaren Gegensprecheinheiten (110), die jeweils mindestens ein Mikrofon (112) aufweisen; einen Mischer (120), der mit der Vielzahl von Gegensprecheinheiten (110) in Signalaustausch (122; 124) steht und zur programmgesteuerten Signalleitung zwischen der Vielzahl an Gegensprecheinheiten (110) ausgebildet ist; einen Speicher (130) zum Speichern unterschiedlicher Steuerprogramme, die jeweils die programmgesteuerte Signalleitung festlegen, wobei mindestens eines der Steuerprogramme den Signalaustausch zwischen der Vielzahl von Gegensprecheinheiten zur Bildung der Audioumgebungen einschränkt; und eine Steuerung (140), die dazu ausgebildet ist, eines der Steuerprogramme zu bestimmen und den Mischer (120) zur programmgesteuerten Signalleitung zwischen der Vielzahl an Gegensprecheinheiten (110) gemäß dem bestimmten Steuerprogramm zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegensprecheinheiten (110) Kopfhörer (114) aufweisen, die zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen ausgebildet sind, und dass jeder Gegensprecheinheit (110) ein erster Schwellenwert zugeordnet ist und die Gegensprecheinheiten oder der Mischer (120) dazu ausgebildet sind, den Signalaustausch für ein Signal des Mikrofons (114) zu unterdrücken, dessen Pegel kleiner ist als der erste Schwellenwert.Apparatus (100) for creating audio environments in an operating room (150), comprising: a plurality of portable intercom units (110) each having at least one microphone (112); a mixer (120) which is in signal exchange (122; 124) with the plurality of intercom units (110) and is designed for the program-controlled signal line between the plurality of intercom units (110); a memory (130) for storing different control programs which each define the program-controlled signal line, at least one of the control programs restricting the exchange of signals between the plurality of intercom units to form the audio environments; and a controller (140) which is designed to determine one of the control programs and to control the mixer (120) for the program-controlled signal line between the plurality of intercom units (110) in accordance with the specific control program, characterized in that the intercom units (110) Have headphones (114), which are designed to suppress ambient noise, and that each intercom unit (110) is assigned a first threshold value and the intercom units or the mixer (120) are designed to exchange signals for a signal from the microphone (114) suppress whose level is lower than the first threshold value. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (140) ferner dazu ausgebildet ist, eine Sprachsteueranweisung im Signalaustausch zu erkennen und das Steuerprogramm gemäß der erkannten Steueranweisung zu bestimmen oder abzuändern.Device according to Claim 1 wherein the controller (140) is further designed to recognize a voice control instruction in the signal exchange and to determine or modify the control program in accordance with the recognized control instruction. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuerprogramm eine Kommunikationsrichtung der Signalleitung und/oder eine Signalverarbeitung bei der Signalleitung festlegt.Device according to Claim 1 or 2 , wherein the control program defines a communication direction of the signal line and / or a signal processing in the signal line. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede Gegensprecheinheit (110) einer Signalgruppe (302; 304) zugeordnet ist.Device according to one of the Claims 1 to 3 , each intercom unit (110) being assigned to a signal group (302; 304). Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die programmgesteuerte Signalleitung dazu ausgebildet ist, den Signalaustausch zwischen den Gegensprecheinheiten auf die jeweils zugeordnete Signalgruppe zu beschränken.Device according to Claim 4 , wherein the program-controlled signal line is designed to limit the signal exchange between the intercom units to the respectively assigned signal group. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Steuerprogramm eine Hierarchie (306) der Gegensprecheinheiten (110) und/oder der Signalgruppen (302; 304) festlegt.Device according to Claim 5 , wherein the control program defines a hierarchy (306) of the intercom units (110) and / or the signal groups (302; 304). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Speicher (130) für jedes Steuerprogramm eine Matrix (200) gespeichert ist, wobei die programmgesteuerte Signalleitung zwischen jeweils zwei der Gegensprecheinheiten (110) durch einen Matrixeintrag der Matrix (200) festgelegt ist.Device according to one of the Claims 1 to 6th wherein a matrix (200) is stored in the memory (130) for each control program, the program-controlled signal line between each two of the intercom units (110) being defined by a matrix entry in the matrix (200). Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, wobei ein anti-symmetrischer Anteil (500) der Matrix (200) die Hierarchie (306) und/oder ein symmetrischer Anteil (600) der Matrix (200) die Signalgruppenzuordnung (308) bestimmt.Device according to Claim 6 and 7th , an anti-symmetrical component (500) of the matrix (200) determining the hierarchy (306) and / or a symmetrical component (600) of the matrix (200) determining the signal group assignment (308). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Mischer (120) ferner dazu ausgebildet ist, mittels des Kopfhörers (112) mindestens einer der Gegensprecheinheiten (110) jeweils einen voraufgezeichneten Audiokanal (702) auszugeben.Device according to one of the Claims 1 to 8th wherein the mixer (120) is further designed to output a prerecorded audio channel (702) at least one of the intercom units (110) by means of the headphones (112). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Mischer (120) ferner dazu ausgebildet ist, einen Alarmzustand einer oder mehrerer Funktionseinheiten (152) des Operationsraums (150) zu erfassen.Device according to one of the Claims 1 to 9 wherein the mixer (120) is further designed to detect an alarm state of one or more functional units (152) of the operating room (150). Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner einen piezoelektrischen Sensor umfassend, der zur Erfassung des Alarmzustands an der Funktionseinheit angebracht oder anbringbar ist.Device according to Claim 10 , further comprising a piezoelectric sensor which is attached or attachable to the functional unit for detecting the alarm state. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (140) ausgebildet ist, zwischen einem Kommunikationsmodus und einem Protokollmodus umzuschalten und wobei die Umschaltung erfolgt durch Spracherkennung von Schlüsselbegriffen.Device according to one of the preceding claims, wherein the controller (140) is designed to switch between a communication mode and a protocol mode, and the switchover takes place by speech recognition of key terms.
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