JP2024505459A - 外科用センサデータストリームの協調処理 - Google Patents
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Abstract
外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされ得る。また、外科データ処理修正コマンドは、出力周波数、出力解像度、処理リソース利用、動作データ変換等の処理の変更を指示することができる。本明細書に開示される外科データ処理修正コマンド及びシステムは、処置特有の負荷分散及びセンサ優先順位付けを含む、外科感知のための種々の処理戦略を実装するために使用されてもよい。
Description
（関連出願の相互参照）
本出願は、同時に出願された以下の出願に関連し、これらのそれぞれの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
・代理人整理番号ＥＮＤ９２９０ＵＳＮＰ１、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＢＩＯＭＡＲＫＥＲ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ」と題された米国特許出願。
本出願は、同時に出願された以下の出願に関連し、これらのそれぞれの内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
・代理人整理番号ＥＮＤ９２９０ＵＳＮＰ１、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＡＤＪＵＳＴＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＢＩＯＭＡＲＫＥＲ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ」と題された米国特許出願。
現代の手術環境は、患者の手術の態様を感知及び／又は監視するシステム（例えば、感知システム）を含み得る。システムは、例えば、バイオマーカ、外科用ツールパラメータ等の外科関連情報をキャプチャしてもよい。
これらの感知システムは、あるレベルの独立性を伴って動作し得る。例えば、手術環境は、各々がそれぞれの独立したデータストリームを提供する、多くの独立した感知システムを含み得る。
多くの独立したデータストリームを収集及び／又は使用する技術的作業は困難な作業である。データストリームの独立した性質は、それらの統合及び／又は組み合わせた使用を複雑にすることがある。データ及び処理の量は、手術環境におけるシステムを圧倒し得る。これらのような問題は、医療専門家がこの手術関連情報を適切に見て、解釈し、最終的にはそれに基づいて行動する能力を妨げる可能性がある。
本発明の一実施形態によれば、外科処置中に外科データを処理するためのデバイスが提供される。デバイスは、メモリ及びプロセッサを備え得る。プロセッサは、メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索するように構成され得る。プロセッサは、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行するように更に構成され得る。プロセッサは、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信するように更に構成されてもよい。プロセッサは、外科データ処理修正コマンドに従って、第２の外科データ処理スキーマをメモリに保存するように更に構成され得る。第２の外科データ処理スキーマは、第１の外科データ処理スキーマとは異なってもよい。プロセッサは、センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行するように更に構成され得る。第２の処理は、第１の処理とは異なり得る。
デバイスは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
本発明の一実施形態によれば、システムにおいて外科処置中に外科データを処理する方法が提供される。本方法は、システムの第２のデバイスにおいて、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することを含み得る。本方法は、システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することを更に含み得る。方法は、システムの第２のデバイスにおいて、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することを更に含んでもよい。本方法は、システムの第２のデバイスにおいて、センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することを更に含み得る。第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づくことができ、第１の外科データ処理スキーマとは異なることができる。
方法は、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
本発明の一実施形態によれば、外科処置中に外科データを処理するためのシステムが提供される。システムは、外科データ処理修正コマンドを送信するように構成された第１のデバイスを備え得る。システムは、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行するように構成された第２のデバイスを更に備え得る。第２のデバイスは、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信するように構成されてもよい。第２のデバイスは、センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行するように構成され得る。第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づくことができ、第１の外科データ処理スキーマとは異なることができる。
システムは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
本発明の一実施形態によれば、外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムが提供される。システムは、外科センサデータストリームを受信するように構成される第１の外科システム構成要素を備えてもよい。第１の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用するように更に構成され得る。第１の外科システム構成要素は、外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、第２の処理動作ではなく第１の処理動作を外科センサデータストリームの第２の部分に適用するように更に構成され得る。システムは、第１の外科システム構成要素から外科センサデータストリームを受信するように構成された第２の外科システム構成要素を更に備えてもよい。第２の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームの第１の部分に、第２の処理動作ではなく第３の動作及びを適用するように更に構成され得る。第２の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームの第２の部分に、第３の処理動作及び第２の処理動作を適用するように更に構成され得る。
システムは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
本発明の一実施形態によれば、外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムが提供される。システムは、外科センサデータストリームを受信するように構成される第１の外科システム構成要素を備えてもよい。第１の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用するように更に構成され得る。第１の外科システム構成要素は、外科データ処理修正コマンドを受信するように更に構成されてもよい。第１の外科システム構成要素は、外科データ処理修正コマンドに基づいて、処理動作を外科センサデータストリームの第２の部分に適用しないように更に構成され得る。システムは、第１の外科システム構成要素から外科センサデータストリームを受信するように構成された第２の外科システム構成要素を更に備えてもよい。第２の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用しないように更に構成され得る。第２の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームの第２の部分に、処理動作を適用するように更に構成され得る。
システムは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
デバイスは、外科データを処理するために使用され得る。例えば、デバイスは、外科処置中に外科データを処理するために使用されてもよい。デバイスは、メモリ及びプロセッサを含み得る。プロセッサは、メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索するように構成され得る。プロセッサは、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分の第１の処理を実行するように構成され得る。プロセッサは、センサデータチャネルに結果を出力するように構成され得る。
プロセスは、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信するように構成されてもよい。プロセッサは、外科データ処理修正コマンドに従って、第２の外科データ処理スキーマをメモリに保存し得る。第２の外科データ処理スキーマは、第１の外科データ処理スキーマとは異なってもよい。
プロセッサは、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分の第２の処理を実行するように構成され得る。第２の処理は、第１の処理とは異なり得る。プロセッサは、センサデータチャネルに結果を出力するように構成され得る。
外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされ得る。また、外科データ処理修正コマンドは、出力周波数、出力解像度、処理リソース利用、動作データ変換等の処理の変更を指示することができる。本明細書に開示される外科データ処理修正コマンド及びシステムは、処置特有の負荷分散及びセンサ優先順位付けを含む、外科感知のための種々の処理戦略を実装するために使用されてもよい。
図１Ａは、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム２００００のブロック図である。患者及び外科医モニタリングシステム２００００は、１つ以上の外科医モニタリングシステム２０００２及び１つ以上の患者モニタリングシステム（例えば、１つ以上の制御された患者モニタリングシステム２０００３及び１つ以上の制御されていない患者モニタリングシステム２０００４）を含んでもよい。各外科医モニタリングシステム２０００２は、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムを含んでもよい。各外科医モニタリングシステム２０００２は、例えば図２Ａに記載されるようなクラウドコンピューティングシステム２０００８と通信する外科用ハブ２０００６のうちの少なくとも１つを含み得る。患者モニタリングシステムの各々は、例えば、図２Ｂ及び図２Ｃで更に説明されるように、外科用ハブ２０００６、又はクラウドコンピューティングシステム２０００８と通信するコンピューティングデバイス２００１６のうちの少なくとも１つを含んでもよい。クラウドコンピューティングシステム２０００８は、少なくとも１つの遠隔クラウドサーバ２０００９及び少なくとも１つの遠隔クラウドストレージユニット２００１０を含むことができる。外科医モニタリングシステム２０００２、制御された患者モニタリングシステム２０００３、又は制御されていない患者モニタリングシステム２０００４の各々は、ウェアラブル感知システム２００１１、環境感知システム２００１５、ロボットシステム２００１３、１つ以上のインテリジェント器具２００１４、ヒューマンインターフェースシステム２００１２等を含み得る。ヒューマンインターフェースシステムは、本明細書ではヒューマンインターフェースデバイスとも呼ばれる。ウェアラブル感知システム２００１１は、１つ以上の外科医感知システム、及び／又は１つ以上の患者感知システムを含んでもよい。環境感知システム２００１５は、例えば、図２Ａで更に説明されるように、例えば、１つ以上の環境属性を測定するために使用される、１つ以上のデバイスを含んでもよい。ロボットシステム２００１３（図２Ａの２００３４と同じ）は、例えば、図２Ａで更に説明されるように、外科処置を行うために使用される複数のデバイスを含んでもよい。
外科用ハブ２０００６は、腹腔鏡スコープからの画像及び１つ以上の他のスマートデバイス及び１つ以上の感知システム２００１１のうちの１つからの情報を表示する、より多くの手段のうちの１つとの、協働的相互作用を有し得る。外科用ハブ２０００６は、１つ以上の感知システム２００１１、１つ以上のスマートデバイス、及び複数のディスプレイと相互作用してもよい。外科用ハブ２０００６は、１つ以上の感知システム２００１１から測定データを収集し、通知又は制御メッセージを１つ以上の感知システム２００１１に送信するように構成され得る。外科用ハブ２０００６は、通知情報を含む情報をヒューマンインターフェースシステム２００１２に送信及び／又はヒューマンインターフェースシステム２００１２から受信してもよい。ヒューマンインターフェースシステム２００１２は、１つ以上のヒューマンインターフェースデバイス（ＨＩＤ）を含んでもよい。外科用ハブ２０００６は、外科用ハブと通信する様々なデバイスに、オーディオ、ディスプレイ及び／又は制御情報への通知情報又は制御情報を送信及び／又は受信することができる。
図１Ｂは、感知システム２０００１、バイオマーカ２０００５、及び生理学的システム２０００７の間の例示的な関係のブロック図である。この関係は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム２００００、並びに本明細書に開示されるシステム、デバイス、及び方法において使用され得る。例えば、感知システム２０００１は、図１Ａで議論されるように、ウェアラブル感知システム２００１１（１つ以上の外科医感知システム及び１つ以上の患者感知システムを含んでもよい）及び環境感知システム２００１５を含んでもよい。１つ以上の感知システム２０００１は、様々なバイオマーカ２０００５に関するデータを測定することができる。１つ以上の感知システム２０００１は、１つ以上のセンサ、例えば、光センサ（例えば、フォトダイオード、フォトレジスタ）、機械センサ（例えば、運動センサ）、音響センサ、電気センサ、電気化学センサ、熱電センサ、赤外線センサ等を使用して、バイオマーカ２０００５を測定してもよい。１つ以上のセンサは、以下の感知技術：フォトプレチスモグラフィ、心電図検査、脳波検査、比色分析、ｉｍｐｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ、電位差測定、電流測定等のうちの１つ以上を使用して、本明細書に説明されるように、バイオマーカ２０００５を測定してもよい。
１つ以上の感知システム２０００１によって測定されるバイオマーカ２０００５は、睡眠、深部体温、最大酸素消費量、身体活動、アルコール摂取量、呼吸数、酸素飽和度、血圧、血糖、心拍変動、水素の血液電位、水和状態、心拍数、皮膚コンダクタンス、末梢温度、組織灌流圧、咳及びくしゃみ、胃腸運動、胃腸管撮像、気道細菌、浮腫、精神面、汗、循環腫瘍細胞、自律神経緊張、概日リズム、及び／又は月経周期を含んでもよいが、それらに限定されない。
バイオマーカ２０００５は、行動及び心理学、心血管系、腎臓系、皮膚系、神経系、胃腸系、呼吸器系、内分泌系、免疫系、腫瘍、筋骨格系、及び／又は生殖系を含み得るが、これらに限定されない生理学的システム２０００７に関連し得る。バイオマーカからの情報は、例えば、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム２００００によって判定及び／又は使用されてもよい。バイオマーカからの情報は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム２００００によって決定及び／又は使用されて、例えば、システムを改善し、及び／又は患者の転帰を改善することができる。
図２Ａは、手術室内の外科医モニタリングシステム２０００２の実施例を示す。図２Ａに示すように、患者は、１人以上の医療専門家（ＨＣＰ）によって手術されている。ＨＣＰは、ＨＣＰによって装着された１つ以上の外科医感知システム２００２０によって監視されている。ＨＣＰ及びＨＣＰを取り囲む環境はまた、例えば、手術室内に配備され得るカメラ２００２１のセット、マイクロフォン２００２２のセット、及び他のセンサ等を含む１つ以上の環境感知システムによって監視され得る。外科医感知システム２００２０及び環境感知システムは、外科用ハブ２０００６と通信することができ、外科用ハブ２０００６は、図１に示すように、クラウドコンピューティングシステム２０００８の１つ以上のクラウドサーバ２０００９と通信することができる。環境感知システムは、１つ以上の環境属性、例えば、手術現場内のＨＣＰ位置、ＨＣＰ移動、手術現場内の周囲雑音、手術現場内の温度／湿度等を測定するために使用されてもよい。
図２Ａに示すように、一次ディスプレイ２００２３及び１つ以上のオーディオ出力デバイス（例えば、スピーカ２００１９）は、手術台２００２４のオペレータに見えるように滅菌野に配置される。加えて、可視化／通知タワー２００２６が、滅菌野の外に配置される。可視化／通知タワー２００２６は、互いに反対側を向いていてもよい第１の非滅菌ヒューマンインタラクティブデバイス（ＨＩＤ）２００２７及び第２の非滅菌ＨＩＤ２００２９を含んでもよい。ＨＩＤは、ディスプレイ、又は人間がＨＩＤと直接インターフェースすることを可能にするタッチスクリーンを有するディスプレイであってもよい。外科用ハブ２０００６によって誘導されるヒューマンインターフェースシステムは、ディスプレイ２００２７、２００２９及び２００２３を利用して、滅菌野の内側及び外側のオペレータへの情報フローを調整するように構成されていてもよい。一例では、外科用ハブ２０００６は、ＨＩＤ（例えば、一次ＨＩＤ２００２３）に、患者及び／又は外科処置工程に関する通知及び／又は情報を表示させることができる。一例では、外科用ハブ２０００６は、滅菌野又は非滅菌領域内の人員を促し、かつ／又は人員から入力を受信することができる。例えば、外科用ハブ２０００６は、一次ＨＩＤ２００２３上の手術部位のライブフィードを維持しながら、撮像デバイス２００３０によって記録された手術部位のスナップショットを非滅菌ＨＩＤ２００２７又は２００２９上にＨＩＤに表示させることができる。非滅菌ディスプレイ２００２７又は２００２９上のスナップショットにより、例えば、非滅菌オペレータが、外科処置に関連する診断工程を実行することを可能にすることできる。
一態様では、外科用ハブ２０００６は、可視化タワー２００２６にいる非滅菌オペレータによって入力された診断入力又はフィードバックを滅菌野内の一次ディスプレイ２００２３に送り、これを手術台にいる滅菌オペレータが見ることができるように構成されている。一例では、入力は、外科用ハブ２０００６によって一次ディスプレイ２００２３に送ることができる、非滅菌ディスプレイ２００２７又は２００２９上に表示されるスナップショットへの修正の形態であり得る。
図２Ａを参照すると、外科用器具２００３１は、外科処置において外科医モニタリングシステム２０００２の一部として使用されている。ハブ２０００６は、外科用器具２００３１のディスプレイへの情報フローを調整するように構成することができる。例えば、その開示が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）において。可視化タワー２００２６にいる非滅菌オペレータによって入力される診断入力又はフィードバックは、ハブ２０００６によって滅菌野内の外科用器具ディスプレイに送ることができ、これを外科用器具２００３１のオペレータが見ることができる。外科用システム２０００２と共に用いるのに好適な例示的な外科用器具については、例えば、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）において「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｈａｒｄｗａｒｅ」という見出しの下で説明されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図２Ａは、手術室２００３５内の手術台２００２４上に横たわっている患者に対して外科処置を実行するために使用されている外科用システム２０００２の例を示す。ロボットシステム２００３４は、外科処置において外科用システム２０００２の一部として使用され得る。ロボットシステム２００３４は、外科医のコンソール２００３６と、患者側カート２００３２（外科用ロボット）と、外科用ロボットハブ２００３３とを備え得る。外科医が外科医のコンソール２００３６を通じて手術部位を見る間、患者側カート２００３２は、患者の身体の低侵襲切開部を通じて、少なくとも１つの着脱可能に連結された外科用ツール２００３７を操作することができる。手術部位の画像は医療用撮像デバイス２００３０によって取得され、この医療用撮像デバイスは、撮像デバイス２００３０を配向するように患者側カート２００３２によって操作することができる。ロボットハブ２００３３を使用して、手術部位の画像を処理し、その後、外科医のコンソール２００３６を通じて、外科医に表示することができる。
他の種類のロボットシステムを、外科用システム２０００２と共に使用するように容易に適合させることができる。本開示と共に使用するのに好適なロボットシステム及び外科用ツールの様々な例は、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＲＯＢＯＴＩＣ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ，ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２０１１３７（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，４０７号）に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
クラウドコンピューティングシステム２０００８によって実施され、本開示と共に使用するのに好適なクラウドベース分析法の様々な例は、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＤＡＴＡ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＨＵＢ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２０６５６９（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，４０３号）に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
様々な態様では、撮像デバイス２００３０は、少なくとも１つの画像センサと、１つ以上の光学構成要素とを備え得る。好適な画像センサとしては、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサを挙げることができるが、これらに限定されない。
撮像デバイス２００３０の光学構成要素は、１つ以上の照明源、及び／又は１つ以上のレンズを含んでもよい。１つ以上の照明源は、術野の一部分を照明するように方向付けられてもよい。１つ以上の画像センサは、組織及び／又は手術器具から反射又は屈折された光を含む、術野から反射又は屈折された光を受信することができる。
１つ以上の照明源は、可視スペクトル並びに不可視スペクトル内の電磁エネルギーを照射するように構成され得る。可視スペクトルは、場合によっては、光スペクトルや発光スペクトルとも称され、人間の目に見える（すなわち、人間の目によって検出することができる）電磁スペクトルの一部分であり、可視光、又は単に光と称されることがある。典型的な人間の目は、空気中の約３８０ｎｍ～約７５０ｎｍの範囲の波長に応答する。
不可視スペクトル（例えば、非発光スペクトル）は、可視スペクトルの下方及び上方に位置する（すなわち、約３８０ｎｍ未満及び約７５０ｎｍ超の波長の）電磁スペクトルの一部分である。不可視スペクトルは、人間の目で検出可能ではない。約７５０ｎｍを超える波長は、赤色可視スペクトルよりも長く、これらは不可視赤外線（ＩＲ）、マイクロ波及び無線電磁放射線になる。約３８０ｎｍ未満の波長は、紫色スペクトルよりも短く、これらは不可視紫外線、Ｘ線及びガンマ線電磁放射線になる。
様々な態様では、撮像デバイス２００３０は、低侵襲性処置において使用するように構成されている。本開示と共に使用するのに好適な撮像装置の例としては、関節鏡、血管鏡、気管支鏡、胆道鏡、結腸鏡、サイトスコープ（cytoscope）、十二指腸鏡、腸鏡、食道胃十二指腸鏡（胃鏡）、内視鏡、喉頭鏡、鼻咽喉－腎盂鏡（nasopharyngo-neproscope）、Ｓ状結腸鏡、胸腔鏡、及び尿管鏡が挙げられるが、これらに限定されない。
撮像デバイスは、トポグラフィーと下層構造とを区別するために、マルチスペクトルモニタリンスを採用してもよい。マルチスペクトル画像は、電磁スペクトル全体から特定の波長範囲内の画像データを取り込むものである。波長は、フィルタによって、又は可視光範囲を超える周波数、例えば、ＩＲ、及び紫外からの光を含む特定の波長に対する感度を有する器具を使用することによって分離することができる。スペクトル撮像により、人間の目がもつ赤、緑、青の受容体では取り込むことができない追加情報を抽出することが可能にある。マルチスペクトル撮像法の使用については、２０１８年１２月４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ，ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題する米国特許出願公開第２０１９－０２００８４４（Ａ１）号（米国特許出願第１６／２０９，３８５号）において「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」という見出しの下で詳述されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。マルチスペクトルモニタリングは、処置された組織に対して上述の試験のうちの１つ以上を実行するための手術タスクが完了した後に術野を再配置するのに有用なツールであり得る。いかなる外科手術においても、手術室及び手術機器の厳格な滅菌が必要であることは自明である。「手術現場」、すなわち、手術室又は処置室において要求される厳格な衛生条件及び滅菌条件は、全ての医療デバイス装置及び機器の可能な最も高い滅菌性を必要とする。上記の滅菌プロセスの一部としては、撮像デバイス２００３０並びにその付属品及び構成要素を含む、患者と接触する、又は滅菌野に侵入するあらゆるものを滅菌する必要性が挙げられる。滅菌野は、トレイ内又は滅菌タオル上等の微生物を含まないと見なされる特定の領域と見なされ得ること、あるいは滅菌野は、外科処置の準備が整った患者の直ぐ周囲の領域と見なされ得ることは理解されよう。滅菌野は、適切な衣類を着用した洗浄済みのチーム構成員、並びにその領域内の全ての備品及び固定具を含み得る。
図１に示されるウェアラブル感知システム２００１１は、１つ以上の感知システム、例えば、図２Ａに示されるような外科医感知システム２００２０を含んでもよい。外科医感知システム２００２０は、医療提供者（ＨＣＰ）の物理的状態のセット及び／又は生理的状態のセットを監視及び検出するための感知システムを含んでもよい。ＨＣＰは、一般的に、外科医又は外科医若しくは他の医療サービス提供者を支援する１人以上の医療関係者であり得る。一例では、感知システム２００２０は、ＨＣＰの心拍数を監視するためにバイオマーカのセットを測定することができる。別の実施例では、外科医の手首に装着された感知システム２００２０（例えば、時計又はリストバンド）は、加速度計を使用して、手の動き及び／又は揺れを検出し、振戦の大きさ及び周波数を判定してもよい。感知システム２００２０は、バイオマーカのセットに関連付けられた測定データ及び外科医の物理的状態に関連付けられたデータを、更なる処理のために外科用ハブ２０００６に送信することができる。１つ以上の環境感知デバイスは、環境情報を外科用ハブ２０００６に送信し得る。例えば、環境感知デバイスは、ＨＣＰの手／身体の位置を検出するためのカメラ２００２１を含み得る。環境感知デバイスは、手術現場内の周囲雑音を測定するためのマイクロフォン２００２２を含んでもよい。他の環境感知デバイスは、例えば、温度を測定するための温度計及び手術現場内の周囲の湿度を測定するための湿度計等のデバイスを含むことができる。外科用ハブ２０００６は、単独で又はクラウドコンピューティングシステムと通信して、外科医バイオマーカ測定データ及び／又は環境感知情報を使用して、例えば、振戦を最小限に抑えるために、ハンドヘルド器具の制御アルゴリズム又はロボットインターフェースの平均遅延を修正することができる。一例では、外科医感知システム２００２０は、ＨＣＰに関連付けられた１つ以上の外科医バイオマーカを測定し、外科医バイオマーカに関連付けられた測定データを外科用ハブ２０００６に送信することができる。外科医感知システム２００２０は、外科用ハブ２０００６と通信するために、以下のＲＦプロトコルのうちの１つ以上を使用し得る：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－ｗａｖｅ、ＩＰｖ６低電力無線パーソナルエリアネットワーク（６ ＬｏＷＰＡＮ）、Ｗｉ－Ｆｉ。外科医バイオマーカは、ストレス、心拍数等のうちの１つ以上を含んでもよい。手術現場からの環境測定値は、外科医又は患者に関連する周囲雑音レベル、外科医及び／又はスタッフの動き、外科医及び／又はスタッフの注意レベル等を含み得る。
外科用ハブ２０００６は、ＨＣＰに関連付けられた外科医バイオマーカ測定データを使用して、１つ以上の外科用器具２００３１を適応的に制御することができる。例えば、外科用ハブ２０００６は、制御プログラムを外科用器具２００３１に送信して、そのアクチュエータを制御して疲労及び細かい運動技能の使用を制限又は補償することができる。外科用ハブ２０００６は、状況認識及び／又はタスクの重要性若しくは重篤度に関するコンテキストに基づいて制御プログラムを送信してもよい。制御プログラムは、制御が必要とされるときにより多くの制御を提供するために動作を変更するように器具に命令することができる。
図２Ｂは、患者モニタリングシステム２０００３（例えば、制御された患者モニタリングシステム）の一例を示す。図２Ｂに示すように、制御された環境（例えば、病院の回復室）にいる患者は、複数の感知システム（例えば、患者感知システム２００４１）によって監視されてもよい。患者感知システム２００４１（例えば、ヘッドバンド）は、患者の脳の電気的活動を測定するために脳波（ＥＥＧ）を測定するために使用され得る。患者感知システム２００４２は、例えば、心拍数、ＶＯ２レベル等を含む、患者の種々のバイオマーカを測定するために使用されてもよい。患者感知システム２００４３（例えば、患者の皮膚に取り付けられる可撓性パッチ）は、マイクロ流体チャネルを使用して、皮膚の表面から捕捉される少量の汗を分析することによって、汗乳酸及び／又はカリウムレベルを測定するために使用されてもよい。患者感知システム２００４４（例えば、リストバンド又は時計）は、本明細書に説明されるように、種々の技法を使用して、血圧、心拍数、心拍変動、ＶＯ２レベル等を測定するために使用されてもよい。患者感知システム２００４５（例えば、指に装着される指輪）は、本明細書に記載されるように、様々な技術を使用して、末梢温度、心拍数、心拍変動、ＶＯ２レベル等を測定するために使用され得る。患者感知システム２００４１～２００４５は、無線周波数（ＲＦ）リンクを使用して、外科用ハブ２０００６と通信することができる。患者感知システム２００４１～２００４５は、外科用ハブ２０００６と通信するために、以下のＲＦプロトコルのうちの１つ以上を使用し得る：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－ｗａｖｅ、ＩＰｖ６低電力無線パーソナルエリアネットワーク（６ ＬｏＷＰＡＮ）、Ｔｈｒｅａｄ、Ｗｉ－Ｆｉ等。
感知システム２００４１～２００４５は、外科用ハブ２０００６と通信することができ、外科用ハブ２０００６は、遠隔クラウドコンピューティングシステム２０００８の遠隔サーバ２０００９と通信することができる。外科用ハブ２０００６はまた、ＨＩＤ２００４６と通信する。ＨＩＤ２００４６は、１つ以上の患者バイオマーカに関連付けられた測定データを表示することができる。例えば、ＨＩＤ２００４６は、血圧、酸素飽和度、呼吸数等を表示することができる。ＨＩＤ２００４６は、患者に関する情報、例えば、回復マイルストーン又は合併症に関する情報を提供する患者又はＨＣＰに関する通知を表示することができる。一例では、回復マイルストーン又は合併症についての情報は、患者が受けた可能性がある外科処置に関連付けられ得る。一例では、ＨＩＤ２００４６は、患者が活動を行うための命令を表示することができる。例えば、ＨＩＤ２００４６は、吸気命令及び呼気命令を表示することができる。一例では、ＨＩＤ２００４６は感知システムの一部であってもよい。
図２Ｂに図示されるように、患者及び患者を取り囲む環境は、例えば、マイクロフォン（例えば、患者に関連付けられる、又は患者の周囲の周囲雑音を検出するための）、温度／湿度センサ、患者の呼吸パターンを検出するためのカメラ等を含む、１つ以上の環境感知システム２００１５によって監視されてもよい環境感知システム２００１５は、外科用ハブ２０００６と通信してもよく、外科用ハブは、次いで、遠隔クラウドコンピューティングシステム２０００８の遠隔サーバ２０００９と通信する。
一例では、患者感知システム２００４４は、患者感知システム２００４４のディスプレイユニット又はＨＩＤ上に表示するために、外科用ハブ２０００６から通知情報を受信することができる。通知情報は、回復マイルストーンに関する通知、又は例えば術後回復の場合の合併症に関する通知を含むことができる。一例では、通知情報は、通知に関連付けられた対処可能な重大度レベルを含むことができる。患者感知システム２００４４は、通知及び対処可能な重大度レベルを患者に表示してもよい。患者感知システムは、触覚フィードバックを使用して患者に警告してもよい。視覚通知及び／又は触覚通知は、感知システムのディスプレイユニット上に提供される視覚通知に注意を払うように患者に促す可聴通知を伴ってもよい。
図２Ｃは、患者モニタリングシステム（例えば、制御されていない患者モニタリングシステム２０００４）の一例を示す。図２Ｃに示すように、制御されていない環境（例えば、患者の住居）にいる患者は、複数の患者感知システム２００４１～２００４５によって監視されている。患者感知システム２００４１～２００４５は、１つ以上の患者バイオマーカに関連する測定データを測定及び／又は監視することができる。例えば、ヘッドバンドである患者感知システム２００４１は、脳波図（ＥＥＧ）を測定するために使用され得る。他の患者感知システム２００４２、２００４３、２００４４、及び２００４５は、図２Ｂに記載されるように、様々な患者バイオマーカが監視、測定、及び／又は報告される例である。患者感知システム２００４１～２００４５のうちの１つ以上は、監視されている患者バイオマーカに関連付けられた測定データをコンピューティングデバイス２００４７に送信することができ、コンピューティングデバイス２００４７は、遠隔クラウドコンピューティングシステム２０００８の遠隔サーバ２０００９と通信することができる。患者感知システム２００４１～２００４５は、コンピューティングデバイス２００４７（例えば、スマートフォン、タブレット等）と通信するために無線周波数（ＲＦ）リンクを使用することができる。患者感知システム２００４１～２００４５は、コンピューティングデバイス２００４７との通信のために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－ｗａｖｅ、ＩＰｖ６低電力ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（６ ＬｏＷＰＡＮ）、Ｔｈｒｅａｄ、Ｗｉ－Ｆｉ等のＲＦプロトコルのうちの１つ以上を使用することができる。一例では、患者感知システム２００４１～２００４５は、ワイヤレスルータ、ワイヤレスハブ、又はワイヤレスブリッジを介してコンピューティングデバイス２００４７に接続することができる。
コンピューティングデバイス２００４７は、クラウドコンピューティングシステム２０００８の一部である遠隔サーバ２０００９と通信することができる。一例では、コンピューティングデバイス２００４７は、インターネットサービスプロバイダのケーブル／ＦＩＯＳネットワーキングノードを介して遠隔サーバ２０００９と通信することができる。一例では、患者感知システムは、遠隔サーバ２０００９と直接通信することができる。コンピューティングデバイス２００４７又は感知システムは、以下のセルラープロトコル、すなわち、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（２Ｇ）、ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡ（３Ｇ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）又は４Ｇ、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）、ニューラジオ（ＮＲ）又は５Ｇのうちの１つ以上を使用して、セルラー送信／受信ポイント（ＴＲＰ）又は基地局を介して遠隔サーバ２０００９と通信することができる。
一例では、コンピューティングデバイス２００４７は、患者バイオマーカに関連付けられた情報を表示することができる。例えば、コンピューティングデバイス２００４７は、血圧、酸素飽和度、呼吸数等を表示することができる。コンピューティングデバイス２００４７は、患者に関する情報、例えば、回復マイルストーン又は合併症に関する情報を提供する患者又はＨＣＰに関する通知を表示することができる。
一例では、コンピューティングデバイス２００４７及び／又は患者感知システム２００４４は、コンピューティングデバイス２００４７及び／又は患者感知システム２００４４のディスプレイユニット上に表示するために、外科用ハブ２０００６から通知情報を受信することができる。通知情報は、回復マイルストーンに関する通知、又は例えば術後回復の場合の合併症に関する通知を含むことができる。一例では、通知情報はまた、通知に関連付けられた対処可能な重大度レベルを含むことができる。コンピューティングデバイス２００４７及び／又は感知システム２００４４は、通知及び対処可能な重大度レベルを患者に表示してもよい。患者感知システムは、触覚フィードバックを使用して患者に警告することもできる。視覚通知及び／又は触覚通知は、感知システムのディスプレイユニット上に提供される視覚通知に注意を払うように患者に促す可聴通知を伴ってもよい。
図３は、ウェアラブル感知システム２００１１、環境感知システム２００１５、ヒューマンインターフェースシステム２００１２、ロボットシステム２００１３、及びインテリジェント器具２００１４と対にされた外科用ハブ２０００６を有する例示的な外科医モニタリングシステム２０００２を示す。ハブ２０００６は、ディスプレイ２００４８、撮像モジュール２００４９、発生器モジュール２００５０、通信モジュール２００５６、プロセッサモジュール２００５７、ストレージアレイ２００５８、及び手術室マッピングモジュール２００５９を含む。特定の態様では、図３に示すように、ハブ２０００６は、排煙モジュール２００５４及び／又は吸引／灌注モジュール２００５５を更に含む。外科処置中、封止及び／又は切断のために、組織へエネルギーを印加することは、一般に、排煙、過剰な流体の吸引、及び／又は組織の灌注と関連付けられる。異なる供給源からの流体ライン、電力ライン及び／又はデータラインは、外科処置中に絡まり合うことが多い。外科処置中にこの問題に対処することで貴重な時間が失われる場合がある。ラインの絡まりをほどくには、それらの対応するモジュールからラインを抜くことが必要となる場合があり、そのためにはモジュールをリセットすることが必要となる場合がある。ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０は、電力ライン、データライン、及び流体ラインを管理するための統一環境を提供し、このようなライン間の絡まりの頻度を低減させる。本開示の態様は、手術部位における組織へのエネルギー印加を伴う外科処置において使用するための外科用ハブ２０００６を提示する。外科用ハブ２０００６は、ハブエンクロージャ２００６０と、ハブエンクロージャ２００６０のドッキングステーション内に摺動可能に受容可能な組み合わせ発生器モジュールと、を含む。ドッキングステーションはデータ接点及び電力接点を含む。組み合わせ発生器モジュールは、単一ユニット内に収容された、超音波エネルギー発生器構成要素、双極ＲＦエネルギー発生器構成要素、及び単極ＲＦエネルギー発生器構成要素のうちの２つ以上を含む。一態様では、組み合わせ発生器モジュールはまた、排煙構成要素と、組み合わせ発生器モジュールを外科用器具に接続するための少なくとも１つのエネルギー供給ケーブルと、組織への治療エネルギーの印加によって発生した煙、流体及び／又は微粒子を排出するように構成された少なくとも１つの排煙構成要素と、遠隔手術部位から排煙構成要素まで延在する流体ラインと、を含む。一態様では、上記の流体ラインは第１の流体ラインであってもよく、第２の流体ラインは、遠隔手術部位から、ハブエンクロージャ２００６０内に摺動可能に受容される吸引及び灌注モジュール２００５５まで延在していてもよい。一態様では、ハブエンクロージャ２００６０は、流体インターフェースを含んでいてもよい。一部特定の外科処置は、２つ以上のエネルギータイプを組織に印加することを必要とする場合がある。１つのエネルギータイプは、組織を切断するのにより有益であり得るが、別の異なるエネルギータイプは、組織を封止するのにより有益であり得る。例えば、双極発生器は組織を封止するために使用することができ、一方で、超音波発生器は封止された組織を切断するために使用することができる。本開示の態様は、ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０が様々な発生器を収容して、これらの間の双方向通信を促進するように構成される解決法を提示する。ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０の利点の１つは、様々なモジュールの迅速な取り外し及び／又は交換を可能にすることである。本開示の態様は、組織へのエネルギー印加を伴う外科処置で使用するためのモジュール式外科用エンクロージャを提示する。モジュール式外科用筐体は、組織に印加するための第１のエネルギーを発生させるように構成された第１のエネルギー発生器モジュールと、第１のデータ及び電力接点を含む第１のドッキングポートを備える第１のドッキングステーションと、を含み、第１のエネルギー発生器モジュールは、電力及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第１のエネルギー発生器モジュールは、第１の電力及びデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。上記に加えて、モジュール式外科用エンクロージャはまた、第１のエネルギーとは異なる、組織に印加するための第２のエネルギーを発生させるように構成された第２のエネルギー発生器モジュールと、第２のデータ接点及び第２の電力接点を含む第２のドッキングポートを備える第２のドッキングステーションと、を含み、第２のエネルギー発生器モジュールは、電力接点及びデータ接点と電気係合するように摺動可能に移動可能であり、また第２のエネルギー発生器モジュールは、第２の電力接点及び第２のデータ接点との電気係合から外れるように摺動可能に移動可能である。加えて、モジュール式外科用エンクロージャはまた、第１のエネルギー発生器モジュールと第２のエネルギー発生器モジュールとの間の通信を容易にするように構成されている、第１のドッキングポートと第２のドッキングポートとの間の通信バスを含む。図３を参照すると、発生器モジュール２００５０と、排煙モジュール２００５４と、吸引／灌注モジュール２００５５との、モジュール式統合を可能にするハブのモジュール式エンクロージャ２００６０に関する本開示の態様が提示される。ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０は、モジュール２００５９とモジュール２００５４とモジュール２００５５と間の双方向通信を更に促進する。発生器モジュール２００５０は、ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０に摺動可能に挿入可能な単一のハウジングユニット内に支持される、一体化された単極構成要素、双極構成要素及び超音波構成要素を備える発生器モジュール２００５０であってもよい。発生器モジュール２００５０は、単極デバイス２００５１、双極デバイス２００５２、及び超音波デバイス２００５３に接続するように構成することができる。代替的に、発生器モジュール２００５０は、ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０を介して相互作用する一連の単極発生器モジュール、双極発生器モジュール及び／又は超音波発生器モジュールを備えてもよい。ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０は、複数の発生器が単一の発生器として機能するように、複数の発生器の挿入と、ハブのモジュール式エンクロージャ２００６０にドッキングされた発生器間の双方向通信と、を促進するように構成されてもよい。
図４は、本開示の少なくとも１つの態様による、医療施設、患者回復室、又は外科手術用に特別に装備された１つ以上の手術室、又は外科手術のための専門設備を備えた医療施設内の部屋に配置された一組の感知システム、環境感知システム、及び一組の他のモジュール式デバイスをクラウドに接続するように構成された一組の通信ハブを有する外科データネットワークを示す。
図４に示されるように、外科用ハブシステム２００６０は、医療施設内に位置するモジュール式デバイスをクラウドベースのシステム（例えば、遠隔ストレージ２００６８に連結された遠隔サーバ２００６７を含み得るクラウドコンピューティングシステム２００６４）に接続するように構成されたモジュール式通信ハブ２００６５を含み得る。モジュール式通信ハブ２００６５及びデバイスは、外科手術のために特別に装備された医療施設内の部屋において接続され得る。一態様では、モジュール式通信ハブ２００６５は、ネットワークルータ２００６６と通信するネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２を含み得る。モジュール式通信ハブ２００６５はまた、ローカルコンピュータシステム２００６３に連結することができ、ローカルコンピュータ処理及びデータ操作を提供することができる。外科用ハブシステム２００６０に関連付けられた外科データネットワークは、パッシブ、インテリジェント、又はスイッチングとして構成されてもよい。受動的外科データネットワークはデータの導管として機能し、データが１つの装置（又はセグメント）から別の装置（又はセグメント）に、及びクラウドコンピューティングリソースに行くことを可能にする。インテリジェント外科データネットワークは、トラフィックが監視対象の外科データネットワークを通過することを可能にし、ネットワークハブ２００６１又はネットワークスイッチ２００６２内の各ポートを構成する追加の機構を含む。インテリジェント外科データネットワークは、管理可能なハブ又はスイッチと称され得る。スイッチングハブは、各パケットの宛先アドレスを読み取り、次いでパケットを正しいポートに転送する。
手術室に位置するモジュール式デバイス１ａ～１ｎは、モジュール式通信ハブ２００６５に連結されてもよい。ネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２は、ネットワークルータ２００６６に連結されて、デバイス１ａ～１ｎをクラウドコンピューティングシステム２００６４又はローカルコンピュータシステム２００６３に接続することができる。装置１ａ～１ｎに関連付けられたデータは、遠隔データ処理及び操作のためにルータを介してクラウドベースのコンピュータに転送されてもよい。デバイス１ａ～１ｎに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２００６３に転送されてもよい。同じ手術室に位置するモジュール式デバイス２ａ～２ｍもまた、ネットワークスイッチ２００６２に連結されてもよい。ネットワークスイッチ２００６２は、ネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークルータ２００６６に連結されて、デバイス２ａ～２ｍをクラウド２００６４に接続することができる。デバイス２ａ～２ｍに関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ２００６６を介してクラウドコンピューティングシステム２００６４に転送されてもよい。デバイス２ａ～２ｍに関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２００６３に転送されてもよい。
ウェアラブル感知システム２００１１は、１つ以上の感知システム２００６９を含んでもよい。感知システム２００６９は、外科医感知システム及び／又は患者感知システムを含んでもよい。１つ以上の感知システム２００６９は、ネットワークルータ２００６６のうちの１つを介して直接、又はネットワークルータ２００６６と通信するネットワークハブ２００６１若しくはネットワークスイッチング２００６２を介して、外科用ハブシステム２００６０のコンピュータシステム２００６３又はクラウドサーバ２００６７と通信してもよい。
感知システム２００６９は、感知システム２００６９をローカルコンピュータシステム２００６３及び／又はクラウドコンピューティングシステム２００６４に接続するために、ネットワークルータ２００６６に連結され得る。感知システム２００６９に関連付けられたデータは、データ処理及び操作のためにネットワークルータ２００６６を介してクラウドコンピューティングシステム２００６４に転送されてもよい。感知システム２００６９に関連付けられたデータはまた、ローカルでのデータ処理及び操作のためにローカルコンピュータシステム２００６３に転送されてもよい。
図４に示すように、外科用ハブシステム２００６０は、複数のネットワークハブ２００６１及び／又は複数のネットワークスイッチ２００６２を複数のネットワークルータ２００６６と相互接続することによって拡張することができる。モジュール式通信ハブ２００６５は、複数のデバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍを受容するように構成されたモジュール式制御タワー内に収容され得る。ローカルコンピュータシステム２００６３もまた、モジュール式制御タワーに収容されてもよい。モジュール式通信ハブ２００６５は、ディスプレイ２００６８に接続されて、例えば外科処置中に、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちのいくつかによって取得された画像を表示してもよい。様々な態様では、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍとしては、外科データネットワークのモジュール式通信ハブ２００６５に接続され得るモジュール式デバイスの中でもとりわけ、例えば、内視鏡に連結された撮像モジュール、エネルギーベースの外科用デバイスに連結された発生器モジュール、排煙モジュール、吸引／灌注モジュール、通信モジュール、プロセッサモジュール、ストレージアレイ、ディスプレイに連結された外科用デバイス、及び／又は非接触センサモジュール等の様々なモジュールが挙げられ得る。
一態様では、図４に示す外科用ハブシステム２００６０は、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ又は感知システム２００６９をクラウドベースシステム２００６４に接続するネットワークハブ、ネットワークスイッチ、及びネットワークルータの組み合わせを含むことができる。ネットワークハブ２００６１又はネットワークスイッチ２００６２に連結されたデバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ又は感知システム２００６９のうちの１つ以上は、リアルタイムでデータ又は測定データを収集し、データ処理及び操作のためにクラウドコンピュータにデータを転送することができる。クラウドコンピューティングは、ソフトウェアアプリケーションを取り扱うために、ローカルサーバ又はパーソナル装置を有するのではなく、コンピューティングリソースを共有することに依存することは理解されるであろう。「クラウド」という語は、「インターネット」の隠喩として使用され得るが、この用語はそのように限定はされない。したがって、「クラウドコンピューティング」という用語は、本明細書では「インターネットベースのコンピューティングの一種」を指すために使用することができ、この場合、サーバ、ストレージ及びアプリケーション等の様々なサービスは、インターネットを介して、手術現場（例えば、固定式、移動式、一時的又は現場の手術室又は空間）に位置するモジュール式通信ハブ２００６５及び／又はコンピュータシステム２００６３、並びにモジュール式通信ハブ２００６５及び／又はコンピュータシステム２００６３に接続されたデバイスに送達される。クラウドインフラストラクチャは、クラウドサービスプロバイダによって維持され得る。この文脈において、クラウドサービスプロバイダは、１つ又は２つ以上の手術室内に位置する装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍの使用及び制御を調整する事業体であり得る。クラウドコンピューティングサービスは、スマート外科用器具、ロボット、感知システム及び手術室内に位置する他のコンピュータ化デバイスによって収集されたデータに基づいて多数の計算を実施することができる。ハブハードウェアは、複数のデバイス、感知システム及び／又は接続部がクラウドコンピューティングリソース及びストレージと通信するコンピュータに接続することを可能にする。
装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって収集されたデータにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用することで、外科データネットワークは、外科的転帰の改善、コスト低減及び患者満足度の改善を提供することができる。組織の封止及び切断処置後に、組織の状態を観察して封止された組織の漏出又は灌流を評価するために、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。クラウドベースのコンピューティングを使用して、身体組織のサンプルの画像を含むデータを診断目的で検査して疾患の影響等の病理を識別するために、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。そのようなデータには、組織の位置特定及びマージン確認並びに表現型が含まれ得る。撮像装置と一体化された様々なセンサを使用し、かつ複数の撮像装置によって捕捉された画像をオーバーレイする等の技術を使用して、身体の解剖学的構造を識別するために、装置１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍのうちの少なくともいくつかを用いることができる。画像データを含む、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍによって収集されたデータは、画像処理及び操作を含むデータ処理及び操作のために、クラウドコンピューティングシステム２００６４若しくはローカルコンピュータシステム２００６３又はその両方に転送されてもよい。データは、組織特異的部位及び状態に対する内視鏡的介入、新興技術、標的化放射線、標的化介入及び精密ロボットの適用等の更なる治療を遂行できるかを判定することによって、外科処置の結果を改善するために分析されてもよい。こうしたデータ分析は、予後分析処理を更に用いてもよく、標準化された手法を使用することは、外科的治療及び外科医の挙動を確認するか、又は外科的治療及び外科医の挙動に対する修正を提案するかのいずれかのために有益なフィードバックを提供することができる。
感知システム２００６９によって収集された測定データにクラウドコンピュータデータ処理技術を適用すると、外科データネットワークは、改善された外科手術結果、改善された回復結果、低減されたコスト、及び改善された患者満足度を提供することができる。感知システム２００６９のうちの少なくともいくつかは、患者を手術する外科医、外科処置のために準備されている患者、又は外科処置後に回復する患者の生理学的状態を査定するために採用されてもよい。クラウドベースのコンピューティングシステム２００６４は、外科医又は患者に関連付けられたバイオマーカをリアルタイムで監視し、外科処置の前に収集された測定データに少なくとも基づいて外科処置計画を生成し、外科処置中に外科用器具に制御信号を提供し、術後期間中に患者に合併症を通知するために使用され得る。
手術室デバイス１ａ～１ｎは、ネットワークハブ２００６１に対するデバイス１ａ～１ｎの構成に応じて有線チャネル又は無線チャネルを介して、モジュール式通信ハブ２００６５に接続されてもよい。ネットワークハブ２００６１は、一態様では、開放型システム間相互接続（Open System Interconnection、ＯＳＩ）モデルの物理層上で機能するローカルネットワークブロードキャストデバイスとして実装されてもよい。ネットワークハブは、同じ手術室ネットワーク内に位置する装置１ａ～１ｎに接続性を提供することができる。ネットワークハブ２００６１は、パケットの形態のデータを収集し、それらを半二重モードでルータに送信することができる。ネットワークハブ２００６１は、いかなるデバイスデータを転送するための媒体アクセス制御／インターネットプロトコル（media access control、ＭＡＣ／Internet Protocol、ＩＰ）も記憶できない。デバイス１ａ～１ｎのうちの１つのみが、ネットワークハブ２００６１を介して一度にデータを送信することができる。ネットワークハブ２００６１は、情報をどこに送信するかに関するルーティングテーブル又はインテリジェンスを有していなくてもよく、各接続を介してクラウドコンピューティングシステム２００６４の遠隔サーバ２００６７に全てのネットワークデータをブロードキャストする。ネットワークハブ２００６１は、コリジョン等の基本的なネットワークエラーを検出することができるが、全ての情報を複数のポートにブロードキャストすることは、セキュリティリスクとなりボトルネックを引き起こすおそれがある。
手術室デバイス２ａ～２ｍは、有線チャネル又は無線チャネルを介してネットワークスイッチ２００６２に接続されてもよい。ネットワークスイッチ２００６２は、ＯＳＩモデルのデータリンク層内で機能する。ネットワークスイッチ２００６２は、同じ手術室内に位置するデバイス２ａ～２ｍをネットワークに接続するためのマルチキャストデバイスであり得る。ネットワークスイッチ２００６２は、フレームの形態のデータをネットワークルータ２００６６に送信することができ、全二重モードで機能する。複数のデバイス２ａ～２ｍは、ネットワークスイッチ２００６２を介して同時にデータを送信することができる。ネットワークスイッチ２００６２は、データを転送するためにデバイス２ａ～２ｍのＭＡＣアドレスを記憶かつ使用する。
ネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２は、クラウドコンピューティングシステム２００６４に接続するためにネットワークルータ２００６６に連結され得る。ネットワークルータ２００６６は、ＯＳＩモデルのネットワーク層内で機能する。ネットワークルータ２００６６は、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及びウェアラブル感知システム２００１１のいずれか１つ又は全てによって収集されたデータを更に処理及び操作するために、ネットワークハブ２００６１及び／又はネットワークスイッチ２００６２から受信したデータパケットをクラウドベースのコンピュータリソースに送信するための経路を作成する。ネットワークルータ２００６６は、例えば、同じ医療施設の異なる手術室又は異なる医療施設の異なる手術室に位置する異なるネットワーク等の、異なる位置に位置する２つ以上の異なるネットワークを接続するために用いられてもよい。ネットワークルータ２００６６は、パケットの形態のデータをクラウドコンピューティングシステム２００６４に送信でき、全二重モードで機能する。複数の装置が同時にデータを送信することができる。ネットワークルータ２００６６は、データを転送するためにＩＰアドレスを使用し得る。
ある例では、ネットワークハブ２００６１は、複数のＵＳＢデバイスをホストコンピュータに接続することを可能にするＵＳＢハブとして実装されてもよい。ＵＳＢハブは、装置をホストシステムコンピュータに接続するために利用可能なポートが多くなるように、単一のＵＳＢポートをいくつかの階層に拡張することができる。ネットワークハブ２００６１は、有線チャネル又は無線チャネルを介して情報を受信するための有線機能又は無線機能を含むことができる。一態様では、無線ＵＳＢ短距離高帯域無線通信プロトコルが、手術室内に位置する装置１ａ～１ｎと装置２ａ～２ｍとの間の通信のために用いられてもよい。
例では、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９は、固定及びモバイルデバイスから短距離にわたってデータを交換し（２．４～２．４８５ＧＨｚのＩＳＭ帯域における短波長ＵＨＦ電波を使用して）、かつパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構築するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術規格を介してモジュール式通信ハブ２００６５と通信することができる。手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９は、いくつかの無線通信規格若しくは有線通信規格又はプロトコルを介してモジュール式通信ハブ２００６５と通信してもよく、このような規格又はプロトコルとしては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近距離無線通信（ＮＦＣ）、Ｗｉ－Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１ファミリ）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ファミリ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、無線（ｎｅｗ ｒａｄｉｏ、ＮＲ）、ロングタームエボリューション（ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＬＴＥ）、並びにＥｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、及びこれらのイーサネット派生物のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降と指定される任意の他の無線プロトコル及び有線プロトコルが挙げられるが、これらに限定されない。コンピューティングモジュールは、複数の通信モジュールを含んでもよい。例えば、第１の通信モジュールは、Ｗｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ等のより短距離の無線通信専用であってもよく、第２の通信モジュールは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ－ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ等のより長距離の無線通信専用であってもよい。
モジュール式通信ハブ２００６５は、手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９の１つ以上の中央接続部として機能することができ、フレームとして知られるデータ型を取り扱える。フレームは、デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍ及び／又は感知システム２００６９によって生成されたデータを搬送できる。フレームがモジュール式通信ハブ２００６５によって受信されると、フレームは、本明細書に記載されるように、いくつかの無線又は有線通信規格又はプロトコルを使用することによってクラウドコンピューティングシステム２００６４又はローカルコンピュータシステム２００６３にデータを転送することができるネットワークルータ２００６６に増幅及び／又は送信することができる。
モジュール式通信ハブ２００６５は、スタンドアロンのデバイスとして使用されてもよいか、又はより大きなネットワークを形成するために互換性のあるネットワークハブ２００６１及びネットワークスイッチ２００６２に接続されてもよい。モジュール式通信ハブ２００６５は、一般に据え付け、構成、及び維持が容易であるため、モジュール式通信ハブ２００６５は手術室デバイス１ａ～１ｎ／２ａ～２ｍをネットワーク形成するための良好な選択肢となり得る。
図５は、外科医モニタリングシステム２０００２の一部であってもよいコンピュータ実装インタラクティブ外科用システム２００７０を示す。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム２００７０は、多くの点で、外科医感知システム２０００２と類似している。例えば、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム２００７０は、多くの点で外科医モニタリングシステム２０００２と同様である、１つ以上の外科用サブシステム２００７２を含むことができる。各準外科用システム２００７２は、遠隔サーバ２００７７及び遠隔ストレージ２００７８を含むことができるクラウドコンピューティングシステム２００６４と通信する少なくとも１つの外科用ハブ２００７６を含む。一態様では、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システム２００７０は、感知システム（例えば、外科医感知システム２０００２及び／又は患者感知システム２０００３）、インテリジェント外科用器具、ロボット、及び手術室に配置された他のコンピュータ化されたデバイス等の複数の手術室デバイスに接続されたモジュール式制御タワー２００８５を含むことができる。図６Ａに示すように、モジュール式制御タワー２００８５は、ローカルコンピューティングシステム２００６３に連結されたモジュール式通信ハブ２００６５を含むことができる。
図５の実施例に示すように、モジュール式制御タワー２００８５は、内視鏡２００８７に連結され得る撮像モジュール２００８８、エネルギーデバイス２００８９に連結され得る発生器モジュール２００９０、煙排出器モジュール２００９１、吸引／灌注モジュール２００９２、通信モジュール２００９７、プロセッサモジュール２００９３、ストレージアレイ２００９４、任意選択的にそれぞれディスプレイ２００８６及び２００８４に連結されたスマートデバイス／器具２００９５、並びに非接触センサモジュール２００９６に連結され得る。モジュール式制御タワー２００８５はまた、１つ以上の感知システム２００６９及び環境感知システム２００１５と通信してもよい。感知システム２００６９は、ルータを介して直接的に、又は通信モジュール２００９７を介してモジュール式制御タワー２００８５に接続され得る。手術室デバイスは、モジュール式制御タワー２００８５を介してクラウドコンピューティングリソース及びデータストレージに連結され得る。ロボット外科用ハブ２００８２はまた、モジュール式制御タワー２００８５及びクラウドコンピューティングリソースに接続することができる。デバイス／器具２００９５又は２００８４、とりわけ、ヒューマンインターフェースシステム２００８０は、本明細書で説明するように、有線又は無線の通信規格又はプロトコルを介してモジュール式制御タワー２００８５に連結することができる。ヒューマンインターフェースシステム２００８０は、表示サブシステム及び通知サブシステムを含んでもよい。モジュール式制御タワー２００８５は、撮像モジュール２００８８、デバイス／器具ディスプレイ２００８６及び／又は他のヒューマンインターフェースシステムシステム２００８０から受信した画像を表示及びオーバーレイするためにハブディスプレイ２００８１（例えば、モニタ、スクリーン）に連結されてもよい。ハブディスプレイ２００８１はまた、画像及びオーバーレイ画像と共にモジュール式制御タワー２００８５に接続されたデバイスから受信したデータを表示してもよい。
図６Ａは、モジュール式制御タワー２００８５に連結された複数のモジュールを備える外科用ハブ２００７６を示す。図６Ａに示されるように、外科用ハブ２００７６は、発生器モジュール２００９０、煙排出器モジュール２００９１、吸引／灌注モジュール２００９２、及び通信モジュール２００９７に接続されてもよい。モジュール式制御タワー２００８５は、例えばネットワーク接続デバイス等のモジュール式通信ハブ２００６５と、例えば感知システムとのローカル無線接続、ローカル処理、合併症監視、可視化、及び撮像を提供するコンピュータシステム２００６３とを備えることがある。図６Ａに示すように、モジュール式通信ハブ２００６５は、モジュール式通信ハブ２００６５に接続することができるいくつかのモジュール（例えば、デバイス）及びいくつかの感知システム２００６９を拡張し、モジュールに関連するデータ及び／又は感知システム２００６９に関連する測定データをコンピュータシステム２００６３、クラウドコンピューティングリソース、又はその両方に転送するための構成（例えば、階層化された構成）で接続することができる。図６Ａに示すように、モジュール式通信ハブ２００６５内のネットワークハブ／スイッチ２００６１／２００６２の各々は、３つのダウンストリームポート及び１つのアップストリームポートを含むことができる。上流のネットワークハブ／スイッチは、クラウドコンピューティングリソース及びローカルディスプレイ２０１０８への通信接続を提供するためにプロセッサ２０１０２に接続され得る。モジュール式通信ハブ２００６５内のネットワーク／ハブスイッチ２００６１／２００６２のうちの少なくとも１つは、感知システム２００６９及び／又はデバイス２００９５とクラウドコンピューティングシステム２００６４との間の通信接続を提供するために、少なくとも１つの無線インターフェースを有してもよい。クラウドコンピューティングシステム２００６４への通信は、有線通信チャネル又は無線通信チャネルのいずれかを介して行うことができる。
外科用ハブ２００７６は、手術室の寸法を測定し、また超音波非接触測定デバイス又はレーザ型非接触測定デバイスのいずれかを使用して手術現場のマップを生成するために、非接触センサモジュール２００９６を使用できる。その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」と題する２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号では、センサモジュールが、手術室のサイズを判定し、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリングの距離限界を調整するように構成されているが、同文献中の「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈｕｂ Ｓｐａｔｉａｌ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｗｉｔｈｉｎ ａｎ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｒｏｏｍ」の項で説明されるように、超音波ベースの非接触センサモジュールは、超音波のバーストを送信し、超音波のバーストが手術室の外壁に反射したときのエコーを受信することによって手術室を走査してもよい。レーザベースの非接触センサモジュールは、例えば、レーザ光パルスを送信することによって手術室を走査でき、手術室の外壁に反射するレーザ光パルスを受信し、送信されたパルスの位相を受信したパルスと比較して手術室のサイズを判定し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング距離限界を調整する。
コンピュータシステム２００６３は、プロセッサ２０１０２と、ネットワークインターフェース２０１００と、を備え得る。プロセッサ２０１０２は、システムバスを介して、通信モジュール２０１０３、ストレージ２０１０４、メモリ２０１０５、不揮発性メモリ２０１０６、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２０１０７に連結されていてもよい。システムバスは、任意の様々な利用可能なバスアーキテクチャを使用する、メモリバス若しくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造（複数可）のうちのいずれかとすることができ、それらのアーキテクチャの例としては、９ビットバス、業界標準アーキテクチャ（Industrial Standard Architecture、ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（Micro-Charmel Architecture、ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（Extended ISA、ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（Intelligent Drive Electronics、ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（VESA Local Bus、ＶＬＢ）、周辺装置相互接続（Peripheral Component Interconnect、ＰＣＩ）、ＵＳＢ、アドバンスドグラフィックスポート（Advanced Graphics Port、ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス（Personal Computer Memory Card International Association、ＰＣＭＣＩＡ）、小型計算機システムインターフェース（Small Computer Systems Interface、ＳＣＳＩ）、又は任意の他の独自バスが挙げられるが、これらに限定されない。
プロセッサ２０１０２は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているもの等、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、プロセッサは、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。このプロセッサコアは、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）及び／又は、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。なお、その詳細は、製品データシートで入手可能である。
一例では、プロセッサ２０１０２は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘ等の２つのコントローラベースのファミリを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
システムメモリとしては、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを挙げることができる。起動中等にコンピュータシステム内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、不揮発性メモリに記憶される。例えば、不揮発性メモリとしては、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリが挙げられ得る。揮発性メモリとしては、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が挙げられる。更に、ＲＡＭは、ＳＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンスドＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）及びダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）等の多くの形態で利用可能である。
コンピュータシステム２００６３はまた、取り外し可能／取り外し不可能な揮発性／不揮発性のコンピュータストレージ媒体、例えばディスク記憶装置等を含み得る。ディスク記憶装置としては、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ－６０ドライブ、フラッシュメモリカード又はメモリスティックのような装置を挙げることができるが、これらに限定されない。加えて、ディスク記憶装置は、上記の記憶媒体を、独立して、又は他の記憶媒体との組み合わせで含むことができる。他の記憶媒体としては、コンパクトディスクＲＯＭ装置（ＣＤ－ＲＯＭ）、コンパクトディスク記録可能ドライブ（ＣＤ－Ｒドライブ）、コンパクトディスク書き換え可能ドライブ（ＣＤ－ＲＷドライブ）若しくはデジタル多用途ディスクＲＯＭドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）等の光ディスクドライブが挙げられるがこれらに限定されない。ディスク記憶装置のシステムバスへの接続を容易にするために、取り外し可能な又は取り外し不可能なインターフェースが用いられてもよい。
コンピュータシステム２００６３は、好適な動作環境で説明されるユーザと基本コンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含み得ることを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムを挙げることができる。ディスク記憶装置上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能し得る。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスク記憶装置上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用し得る。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
ユーザは、Ｉ／Ｏインターフェース２０１０７に連結された入力デバイスを介してコンピュータシステム２００６３にコマンド又は情報を入力できる。入力装置としては、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッド等のポインティング装置、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信アンテナ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラ等を挙げることができるが、これらに限定されない。これら及び他の入力デバイスは、インターフェースポートを介し、システムバスを通じてプロセッサ２０１０２に接続する。インターフェースポートとしては、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート及びＵＳＢが挙げられる。出力装置は、入力装置と同じタイプのポートのうちのいくつかを使用する。したがって、例えば、ＵＳＢポートを使用して、コンピュータシステム２００６３に入力を提供し、コンピュータシステム２００６３からの情報を出力デバイスに出力してもよい。出力アダプタは、特別なアダプタを必要とし得る出力装置の中でもとりわけ、モニタ、ディスプレイ、スピーカ及びプリンタ等のいくつかの出力装置が存在できることを示すために提供され得る。出力アダプタとしては、出力装置とシステムバスとの間の接続手段を提供するビデオ及びサウンドカードを挙げることができるが、これは例示としてのものであり、限定するものではない。リモートコンピュータ等の他の装置及び／又は装置のシステムは、入力及び出力機能の両方を提供できることに留意されたい。
コンピュータシステム２００６３は、クラウドコンピュータ等の１つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置又は他の一般的なネットワークノード等であり得るが、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。簡潔にするために、リモートコンピュータと共に、メモリストレージ装置のみが示される。リモートコンピュータは、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続され、続いて、通信接続部を介して物理的に接続され得る。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）等の通信ネットワークを包含し得る。ＬＡＮ技術としては、光ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５等を挙げることができる。ＷＡＮ技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）及びその変形等の回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク並びにデジタル加入者回線（ＤＳＬ）を挙げることができるが、これらに限定されない。
様々な例では、図４、図６Ａ及び図６Ｂのコンピュータシステム２００６３、撮像モジュール２００８８及び／若しくはヒューマンインターフェースシステム２００８０、並びに／又は図５及び図６Ａのプロセッサモジュール２００９３は、画像プロセッサ、画像処理エンジン、メディアプロセッサ、又はデジタル画像の処理に使用される任意の専用デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含むことができる。画像プロセッサは、単一命令複数データ（ＳＩＭＤ）、又は複数命令複数データ（ＭＩＭＤ）技術を用いた並列コンピューティングを用いて速度及び効率を高めることができる。デジタル画像処理エンジンは、様々なタスクを実施することができる。画像プロセッサは、マルチコアプロセッサアーキテクチャを備えるチップ上のシステムであってもよい。
通信接続部（複数可）とは、ネットワークインターフェースをバスに接続するために用いられるハードウェア／ソフトウェアを指してもよい。例示的な明瞭さのため通信接続部は、コンピュータシステム２００６３内部に示されているが、通信接続部は、コンピュータシステム２００６３の外部にあってもよい。例示のみを目的として、ネットワークインターフェースへの接続に必要なハードウェア／ソフトウェアとしては、通常の電話グレードモデム、ケーブルモデム、光ファイバモデム、及びＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ並びにイーサネットカード等の内部及び外部技術を挙げることができる。いくつかの例では、ネットワークインターフェースはまた、ＲＦインターフェースを使用して提供され得る。
図６Ｂは、ウェアラブルモニタリングシステム、例えば、制御された患者モニタリングシステムの一例を示す。制御された患者モニタリングシステムは、患者が医療施設にいるときに一組の患者バイオマーカを監視するために使用される感知システムであってもよい。制御された患者モニタリングシステムは、患者が外科処置の準備をしているときの外科処置前の患者監視、患者が手術を受けているときの外科手術中の監視、又は例えば患者が回復しているときの外科手術後の監視等のために展開することができる。図６Ｂに示されるように、制御された患者モニタリングシステムは、モジュール式通信ハブ２００６５の１つ以上のルータ２００６６及びコンピュータシステム２００６３を含むことができる外科用ハブシステム２００７６を含むことができる外科用ハブシステム２００７６を含むことができる。ルータ２００６５は、無線ルータ、有線スイッチ、有線ルータ、有線又は無線ネットワークハブ等を含んでもよい。一例では、ルータ２００６５は、インフラストラクチャの一部であってもよい。コンピューティングシステム２００６３は、患者又は外科医に関連付けられた様々なバイオマーカを監視するためのローカル処理と、マイルストーン（例えば、回復マイルストーン）が満たされたこと、又は合併症が検出されたことを患者及び／又は医療提供者（ＨＣＰ）に示すための通知機構とを提供し得る。外科用ハブシステム２００７６のコンピューティングシステム２００６３はまた、通知、例えば、合併症が検出されたという通知に関連付けられた重大度レベルを生成するために使用されてもよい。
図４、図６Ｂのコンピューティングシステム２００６３、図６Ｃのコンピューティングデバイス２０２００、図７Ｂ、図７Ｃ、又は図７Ｄのハブ／コンピューティングデバイス２０２４３は、外科用コンピューティングシステム又はハブデバイス、ラップトップ、タブレット、スマートフォン等であってもよい。
図６Ｂに示されるように、（図２Ａに説明されるような）感知システム２００６９及び／又は環境感知システム２００１５のセットは、ルータ２００６５を介して外科用ハブシステム２００７６に接続されてもよい。ルータ２００６５はまた、例えば、外科用ハブシステム２００７６のローカルコンピュータシステム２００６３を関与させることなく、感知システム２００６９とクラウドコンピューティングシステム２００６４との間の直接通信接続を提供し得る。外科用ハブシステム２００７６からクラウド２００６４への通信は、有線又は無線のいずれかの通信チャネルを介して行うことができる。
図６Ｂに示すように、コンピュータシステム２００６３は、プロセッサ２０１０２及びネットワークインターフェース２０１００を含むことができる。プロセッサ２０１０２は、図６Ａに記載されるように、システムバスを介して無線周波数（ＲＦ）インターフェース又は通信モジュール２０１０３、ストレージ２０１０４、メモリ２０１０５、不揮発性メモリ２０１０６、及び入力／出力インターフェース２０１０７に連結されてもよい。コンピュータシステム２００６３は、ローカルディスプレイユニット２０１０８と接続されてもよい。いくつかの例において、ディスプレイユニット２０１０８は、ＨＩＤによって置き換えられてもよい。コンピュータシステムのハードウェア及びソフトウェアコンポーネントについての詳細は、図６Ａに提供される。
図６Ｂに示されるように、感知システム２００６９は、プロセッサ２０１１０を含み得る。プロセッサ２０１１０は、システムバスを介して、無線周波数（ＲＦ）インターフェース２０１１４、ストレージ２０１１３、メモリ（例えば、不揮発性メモリ）２０１１２、及びＩ／Ｏインターフェース２０１１１に連結され得る。システムバスは、本明細書で説明されるように、メモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造（複数可）のいずれかであり得る。プロセッサ２０１１０は、本明細書で説明されるような任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであり得る。
感知システム２００６９は、好適な動作環境で説明される感知システムユーザとコンピュータリソースとの間で媒介として機能するソフトウェアを含み得ることを理解されたい。このようなソフトウェアとしてはオペレーティングシステムを挙げることができる。ディスク記憶装置上に記憶され得るオペレーティングシステムは、コンピュータシステムのリソースを制御及び割り当てするように機能し得る。システムアプリケーションは、システムメモリ内又はディスク記憶装置上のいずれかに記憶されたプログラムモジュール及びプログラムデータを介して、オペレーティングシステムによるリソース管理を活用し得る。本明細書に記載される様々な構成要素は、様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせで実装することができることを理解されたい。
感知システム２００６９は、ヒューマンインターフェースシステム２０１１５に接続されてもよい。ヒューマンインターフェースシステム２０１１５は、タッチスクリーンディスプレイであってもよい。ヒューマンインターフェースシステム２０１１５は、外科医バイオマーカ及び／又は患者バイオマーカに関連付けられた情報を表示するためのヒューマンインターフェースディスプレイを含み、患者又は外科医によるユーザアクションのためのプロンプトを表示し、又は回復節目又は合併症についての情報を示す患者又は外科医への通知を表示し得る。ヒューマンインターフェースシステム２０１１５は、患者又は外科医からの入力を受信するために使用され得る。他のヒューマンインターフェースシステムが、Ｉ／Ｏインターフェース２０１１１を介して感知システム２００６９に接続されてもよい。例えば、ヒューマンインターフェースデバイス２０１１５は、ディスプレイユニット上に表示され得る通知に注意を払うようにユーザに促すための機構として、触覚フィードバックを提供するためのデバイスを含み得る。
感知システム２００６９は、クラウドコンピュータ等の１つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。遠隔クラウドコンピュータは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置又は他の一般的なネットワークノード等であり得るが、典型的には、コンピュータシステムに関して説明される要素の多く又は全てを含む。遠隔コンピュータは、ネットワークインターフェースを介してコンピュータシステムに論理的に接続されてもよい。ネットワークインターフェースは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及び／又はモバイルネットワーク等の通信ネットワークを包含することができる。ＬＡＮ技術としては、光ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、銅線分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＥＥＥ８０２．３、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ／ＩＥＥＥ８０２．５、Ｗｉ－Ｆｉ／ＩＥＥＥ ８０２．１１等を挙げることができる。ＷＡＮ技術としては、ポイントツーポイントリンク、統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）及びその変形等の回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク並びにデジタル加入者回線（ＤＳＬ）を挙げることができるが、これらに限定されない。モバイルネットワークは、ＧＳＭ（登録商標）／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（２Ｇ）、ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡ（３Ｇ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）又は４Ｇ、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）、ニューラジオ（ＮＲ）又は５Ｇ等のモバイル通信プロトコルのうちの１つ以上に基づく通信リンクを含むことができる。
図６Ｃは、例えば、患者が医療施設から離れているときの例示的な制御されていない患者モニタリングシステムを示す。制御されていない患者モニタリングシステムは、患者が外科処置のために準備されているが医療施設から離れているときの手術前患者監視のために、又は、例えば患者が医療施設から離れて回復しているときの手術後監視において使用され得る。
図６Ｃに図示されるように、１つ以上の感知システム２００６９は、コンピューティングデバイス２０２００、例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレット、又はスマートフォンと通信する。コンピューティングシステム２０２００は、患者に関連付けられた様々なバイオマーカを監視するための処理、マイルストーン（例えば、回復マイルストーン）が満たされたこと、又は合併症が検出されたことを示す通知機構を提供することができる。コンピューティングシステム２０２００はまた、感知システムのユーザが従うための命令を提供し得る。感知システム２００６９とコンピューティングデバイス２０２００との間の通信は、本明細書に説明されるような無線プロトコルを直接使用して、又は無線ルータ／ハブ２０２１１を介して確立されてもよい。
図６Ｃに示されるように、感知システム２００６９は、ルータ２０２１１を介してコンピューティングデバイス２０２００に接続され得る。ルータ２０２１１は、無線ルータ、有線スイッチ、有線ルータ、有線又は無線ネットワークハブ等を含んでもよいルータ２０２１１は、例えば、ローカルコンピューティングデバイス２０２００を伴わずに、感知システム２００６９とクラウドサーバ２００６４との間の直接通信接続を提供してもよい。コンピューティングデバイス２０２００は、クラウドサーバ２００６４と通信することができる。例えば、コンピューティングデバイス２０２００は、有線又は無線通信チャネルを介してクラウド２００６４と通信してもよい。一例では、感知システム２００６９は、例えば、セルラー基地局２０２１０を介して、セルラーネットワーク上で直接クラウドと通信することができる。
図６Ｃに示すように、コンピューティングデバイス２０２００は、プロセッサ２０２０３及びネットワーク又はＲＦインターフェース２０２０１を含むことができる。プロセッサ２０２０３は、図６Ａ及び図６Ｂにおいて説明されるように、システムバスを介してストレージ２０２０２、メモリ２０２１２、不揮発性メモリ２０２１３、及び入力／出力インターフェース２０２０４に連結され得る。コンピュータシステムのハードウェア及びソフトウェアコンポーネントについての詳細は、図６Ａに提供される。コンピューティングデバイス２０２００は、センサのセット、例えば、センサ＃１ ２０２０５、センサ＃２ ２０２０６、センサ＃ｎ ２０２０７までを含み得る。これらのセンサは、コンピューティングデバイス２０２００の一部であってもよく、患者に関連付けられた１つ以上の属性を測定するために使用されてもよい。属性は、感知システム２００６９のうちの１つによって実行されるバイオマーカ測定に関するコンテキストを提供することができる。例えば、センサ＃１は、患者に関連付けられた運動又は振動を感知するために、加速力を測定するために使用され得る加速度計であり得る。一例では、センサ２０２０５～２０２０７は、圧力センサ、高度計、温度計、ライダ等のうちの１つ以上を含み得る。
図６Ｂに示すように、感知システム２００６９は、図６Ａで説明したように、プロセッサ、無線周波数インターフェース、ストレージ、メモリ又は不揮発性メモリ、及びシステムバスを介した入力／出力インターフェースを含むことができる。感知システムは、図７Ｂ～７Ｄに記載されるように、センサユニット並びに処理及び通信ユニットを含んでもよい。システムバスは、本明細書で説明されるように、メモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス若しくは外部バス、及び／又はローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造（複数可）のいずれかであり得る。プロセッサは、本明細書で説明されるように、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであり得る。
感知システム２００６９は、ヒューマンインターフェースシステム２０２１５と通信することができる。ヒューマンインターフェースシステム２０２１５は、タッチスクリーンディスプレイであってもよい。ヒューマンインターフェースシステム２０２１５は、患者バイオマーカに関連する情報を表示し、患者によるユーザ行動のためのプロンプトを表示し、又は回復節目若しくは合併症に関する情報を示す通知を患者に表示するために使用され得る。ヒューマンインターフェースシステム２０２１５は、患者からの入力を受信するために使用され得る。他のヒューマンインターフェースシステムが、Ｉ／Ｏインターフェースを介して感知システム２００６９に接続されてもよい。例えば、ヒューマンインターフェースシステムは、ディスプレイユニット上に表示され得る通知に注意を払うようにユーザに促すための機構として、触覚フィードバックを提供するためのデバイスを含み得る。図６Ｂで説明したように、感知システム２００６９は、クラウドコンピュータ等の１つ以上の遠隔コンピュータ又はローカルコンピュータへの論理接続を使用するネットワーク化環境で動作することができる。
図７Ａは、本開示の１つ以上の態様による、外科用器具又は外科用ツールの制御システム２０２２０の論理図を示す。外科用器具又は外科用ツールは、構成可能であり得る。外科用器具は、撮像デバイス、外科用ステープラ、エネルギーデバイス、エンドカッタデバイス等の手近な手技に特有の外科用固定具を含んでもよい。例えば、外科用器具は、電動ステープラ、電動ステープラ発生器、エネルギーデバイス、高度エネルギーデバイス、高度エネルギージョーデバイス、エンドカッタクランプ、エネルギーデバイス発生器、手術室内撮像システム、煙排出器、吸引灌注デバイス、送気システム等のうちのいずれかを含んでもよい。システム２０２２０は、制御回路を備え得る。制御回路は、プロセッサ２０２２２及びメモリ２０２２３を備えるマイクロコントローラ２０２２１を含み得る。例えば、センサ２０２２５、２０２２６、２０２２７のうちの１つ以上が、プロセッサ２０２２２にリアルタイムなフィードバックを提供する。モータドライバ２０２２９によって駆動されるモータ２０２３０は、長手方向に移動可能な変位部材を動作可能に連結して、Ｉビームナイフ要素を駆動する。追跡システム２０２２８は、長手方向に移動可能な変位部材の位置を判定するように構成され得る。位置情報は、長手方向に移動可能な駆動部材の位置、並びに発射部材、発射バー、及びＩビームナイフ要素の位置を判定するようにプログラム又は構成することができるプロセッサ２０２２２に提供され得る。追加のモータが、Ｉビームの発射、閉鎖管の移動、シャフトの回転、及び関節運動を制御するために、ツールドライバインターフェースに提供されてもよい。ディスプレイ２０２２４は、器具の様々な動作条件を表示でき、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。ディスプレイ２０２２４上に表示された情報は、内視鏡撮像モジュールを介して取得された画像とオーバーレイさせることができる。
一態様では、マイクロコントローラ２０２２１は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているもの等、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。一態様では、主マイクロコントローラ２０２２１は、例えば、その詳細が製品データシートで入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルＳＲＡＭ、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部ＲＯＭ、２ＫＢのＥＥＰＲＯＭ、１つ以上のＰＷＭモジュール、１つ以上のＱＥＩアナログ、及び／又は１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ以上の１２ビットＡＤＣを含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
一態様では、マイクロコントローラ２０２２１は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘ等の２つのコントローラベースのファミリを含む安全コントローラを含んでもよい。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、とりわけ、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
マイクロコントローラ２０２２１は、ナイフ及び関節運動システムの速度及び位置に対する精密制御等、様々な機能を実施するようにプログラムされてもよい。一態様では、マイクロコントローラ２０２２１は、プロセッサ２０２２２及びメモリ２０２２３を含み得る。電気モータ２０２３０は、ギアボックス、及び関節運動又はナイフシステムへの機械的連結部を備えたブラシ付き直流（ＤＣ）モータであってもよい。一態様では、モータドライバ２０２２９は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。他のモータドライバを、絶対位置付けシステムを備える追跡システム２０２２８で使用するために容易に代用することができる。絶対位置決めシステムに関する詳細な説明は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年１０月１９日公開の米国特許出願公開第２０１７／０２９６２１３号に記載されている。
マイクロコントローラ２０２２１は、変位部材及び関節運動システムの速度及び位置に対する正確な制御を提供するようにプログラムされてもよい。マイクロコントローラ２０２２１は、マイクロコントローラ２０２２１のソフトウェア内で応答を計算するように構成されてもよい。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答を得ることができ、これが実際のフィードバックの判定に使用される。観測された応答は、シミュレートされた応答の滑らかで連続的な性質と、測定された応答とのバランスをとる好適な調整された値であってよく、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
いくつかの例では、モータ２０２３０は、モータドライバ２０２２９によって制御されてもよく、外科用器具又はツールの発射システムによって用いられ得る。様々な形態において、モータ２０２３０は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。いくつかの例では、モータ２０２３０としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータが挙げられ得る。モータドライバ２０２２９は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含むＨブリッジドライバを備えてもよい。モータ２０２３０は、外科用器具又はツールに制御電力を供給するために、ハンドル組立体又はツールハウジングに解放可能に装着された電源組立体によって給電され得る。電源組立体は、外科用器具又はツールに給電するための電源として使用され得る、直列に接続された多数の電池セルを含み得る電池を備えてもよい。特定の状況下では、電源組立体の電池セルは、交換可能及び／又は再充電可能であってもよい。少なくとも１つの例では、電池セルは、電源組立体に連結可能かつ電源組立体から分離可能であり得るリチウムイオン電池であり得る。
モータドライバ２０２２９は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１は、特にブラシ付きＤＣモータ等の誘導負荷を目的として設計された外部Ｎチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（metal-oxide semiconductor field-effect transistor、ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラであってもよい。駆動部２０２２９は、固有の電荷ポンプレギュレータを含んでもよく、これは、完全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供することができ、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にすることができる。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を与えるために、ブートストラップコンデンサが用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を使用して高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードでは、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護され得る。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を示すものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。他のモータドライバを、絶対位置付けシステムを備えた追跡システム２０２２８で使用するために容易に代用することができる。
追跡システム２０２２８は、本開示の一態様による位置センサ２０２２５を備える制御されたモータ駆動回路配置を備え得る。絶対位置付けシステム用の位置センサ２０２２５は、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供し得る。いくつかの例では、変位部材は、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表すことができる。いくつかの例では、変位部材は、駆動歯のラックを含むように適合され、構成され得る発射部材を表すことができる。いくつかの例では、変位部材は、発射バー又はＩビームを表すことができ、それらの各々は、駆動歯のラックを含むように適合され、構成され得る。したがって、本明細書で使用するとき、変位部材という用語は、一般的に、駆動部材、発射部材、発射バー、Ｉビーム、又は変位され得る任意の要素等、外科用器具又はツールの任意の可動部材を指すために使用され得る。一態様では、長手方向に移動可能な駆動部材は、発射部材、発射バー、及びＩビームに連結され得る。したがって、絶対位置決めシステムは、実際には、長手方向に移動可能な駆動部材の直線変位を追跡することによって、Ｉビームの直線変位を追跡することができる。様々な態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサ２０２２５に連結されてもよい。したがって、長手方向に移動可能な駆動部材、発射部材、発射バー、若しくはＩビーム、又はそれらの組み合わせは、任意の好適な直線変位センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式変位センサ又は非接触式変位センサを含んでもよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線状に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線状に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線状に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、固定された光源及び一連の移動可能な直線状に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
電気モータ２０２３０は、変位部材上の駆動歯の組又はラックと噛合係合で装着されるギア組立体と動作可能にインターフェースする回転式シャフトを含んでもよい。センサ要素は、位置センサ２０２２５素子の１回転が、変位部材のいくつかの直線長手方向並進に対応するように、ギア組立体に動作可能に連結されてもよい。ギアリング及びセンサの構成は、ラックピニオン構成によって直線アクチュエータに、又はスパーギア若しくは他の接続によって回転アクチュエータに接続することができる。電源は、絶対位置決めシステムに電力を供給し、出力インジケータは、絶対位置決めシステムの出力を表示してもよい。変位部材は、ギア減速機組立体の対応する駆動ギアと噛合係合するための、その上に形成された駆動歯のラックを備える長手方向に移動可能な駆動部材を表すことができる。変位部材は、長手方向に移動可能な発射部材、発射バー、Ｉビーム、又はこれらの組み合わせを表すことができる。
位置センサ２０２２５と関連付けられたセンサ要素の１回転は、変位部材の長手方向直線変位ｄ１に相当し得、ｄ１は、変位部材に連結されたセンサ素子の１回転した後で、変位部材が点「ａ」から点「ｂ」まで移動する長手方向の直線距離である。センサ機構は、位置センサ２０２２５が変位部材のフルストロークに対して１回以上の回転を完了する結果をもたらすギアの減速を介して連結されてもよい。位置センサ２０２２５は、変位部材のフルストロークに対して複数回の回転を完了することができる。
位置センサ２０２２５の２回以上の回転に対する固有の位置信号を提供するために、一連のスイッチ（ここでｎは１よりも大きい整数である）が、単独で、又はギアの減速との組み合わせで用いられてもよい。スイッチの状態は、マイクロコントローラ２０２２１にフィードバックでき、マイクロコントローラ２０２２１は、論理を適用して、変位部材の長手方向の直線変位ｄ１＋ｄ２＋．．．ｄｎに対応する固有の位置信号を判定する。位置センサ２０２２５の出力はマイクロコントローラ２０２２１に提供される。センサ機構の位置センサ２０２２５は、位置信号又は値の固有の組み合わせを出力する、磁気センサ、電位差計等のアナログ回転センサ、又はアナログホール効果素子のアレイを備えてもよい。
位置センサ２０２２５は、例えば、全磁界又は磁界のベクトル成分を測定するかどうかに従って分類される磁気センサ等の、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために使用される技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含み得る。磁界の感知に使用される技術としては、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動（nuclear precession）、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、磁気光学、及び微小電気機械システムベースの磁気センサを挙げることができる。
一態様では、絶対位置付けシステムを備える追跡システム２０２２８の位置センサ２０２２５は、磁気回転絶対位置付けシステムを備え得る。位置センサ２０２２５は、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよい。位置センサ２０２２５は、マイクロコントローラ２０２２１とインターフェースされて絶対位置付けシステムを提供する。位置センサ２０２２５は、低電圧低電力の構成要素であり得、磁石の上方に位置し得る位置センサ２０２２５のエリアに、４つのホール効果素子を含み得る。また、高解像度ＡＤＣ及びスマート電力管理コントローラをチップ上に設けてもよい。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、桁毎法及びボルダーアルゴリズムとしても知られる、座標回転デジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）プロセッサが設けられ得る。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）インターフェース等の標準的なシリアル通信インターフェースを介してマイクロコントローラ２０２２１に伝送され得る。位置センサ２０２２５は、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供できる。位置センサ２０２２５は、小型のＱＦＮ１６ピン４ｘ４ｘ０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
絶対位置付けシステムを備える追跡システム２０２２８は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラ等のフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源は、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のＰＷＭが挙げられる。位置センサ２０２２５によって測定される位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサが設けられてもよい。いくつかの態様では、他のセンサとしては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１６年５月２４日発行の米国特許第９，３４５，４８１号、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」と題する２０１４年９月１８日公開の米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＯＴＯＲ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」と題する２０１７年６月２０日出願の米国特許出願第１５／６２８，１７５号に記載されているもの等のセンサ配置を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置付けシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置付けシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置付けシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループ等のアルゴリズムを使用して、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗等の特性を考慮に入れてよい。
絶対位置付けシステムは、単にモータ２０２３０がとった前方又は後方への工程の数を計数してデバイスアクチュエータ、駆動バー、ナイフ等の位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供できる。
例えば歪みゲージ又は微小歪みゲージ等のセンサ２０２２６は、例えば、アンビルに適用される閉鎖力を示すことができる、クランプ動作中にアンビルに及ぼされる歪みの振幅等のエンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成され得る。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ２０２２２に提供され得る。センサ２０２２６の代わりに、又はこれに加えて、例えば、負荷センサ等のセンサ２０２２７が、閉鎖駆動システムによってアンビルに加えられる閉鎖力を測定することができる。例えば、負荷センサ等のセンサ２０２２７は、外科用器具又はツールの発射ストローク中にＩビームに加えられる発射力を測定することができる。Ｉビームは、楔形スレッドと係合するように構成されており、楔形スレッドは、ステープルドライバを上向きにカム作用して、ステープルを押し出してアンビルと変形接触させるように構成されている。Ｉビームはまた、Ｉビームを発射バーによって遠位に前進させる際に組織を切断するために使用することができる、鋭利な切刃を含み得る。代替的に、モータ２０２３０により引き込まれる電流を測定するために、電流センサ２０２３１を用いることができる。発射部材を前進させるのに必要な力は、例えば、モータ２０２３０によって引き込まれる電流に対応し得る。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ２０２２２に提供され得る。
一形態では、歪みゲージセンサ２０２２６を使用して、エンドエフェクタによって組織に加えられる力を測定することができる。処置されている組織に対するエンドエフェクタによる力を測定するために、歪みゲージをエンドエフェクタに連結することができる。エンドエフェクタによって把持された組織に加えられる力を測定するためのシステムは、例えば、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成され得る微小歪みゲージ等の歪みゲージセンサ２０２２６を備え得る。一態様では、歪みゲージセンサ２０２２６は、組織圧縮を示し得る、クランプ動作中にエンドエフェクタのジョー部材に及ぼされる歪みの振幅又は規模を測定することができる。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、マイクロコントローラ２０２２１のプロセッサ２０２２２に提供され得る。負荷センサ２０２２７は、例えば、アンビルとステープルカートリッジとの間に捕捉された組織を切断するために、ナイフ要素を動作させるために使用される力を測定することができる。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ２０２２２に提供され得る。
センサ２０２２６、２０２２７によってそれぞれ測定される、組織圧縮、組織の厚さ、及び／又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、発射部材の選択された位置、及び／又は発射部材の速度の対応する値を特性決定するために、マイクロコントローラ２０２２１によって使用することができる。一例では、メモリ２０２２３は、評価の際にマイクロコントローラ２０２２１によって用いることができる技術、等式及び／又はルックアップテーブルを記憶することができる。
外科用器具又はツールの制御システム２０２２０はまた、図５及び図６Ａに示されるようにモジュール式通信ハブ２００６５と通信するための有線通信回路又は無線通信回路を備えてもよい。
図７Ｂは、例示的な感知システム２００６９を示す。感知システムは、外科医感知システム又は患者感知システムであってもよい。感知システム２００６９は、データ処理及び通信ユニット２０２３６と通信するセンサユニット２０２３５及びヒューマンインターフェースシステム２０２４２を含んでもよい。データ処理及び通信ユニット２０２３６は、アナログデジタル変換器２０２３７と、データ処理ユニット２０２３８と、ストレージユニット２０２３９と、入力／出力インターフェース２０２４１と、送受信機２０２４０とを含み得る。感知システム２００６９は、外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３と通信してもよく、これは次に、クラウドコンピューティングシステム２０２４４と通信する。クラウドコンピューティングシステム２０２４４は、クラウドストレージシステム２００７８及び１つ以上のクラウドサーバ２００７７を含んでもよい。
センサユニット２０２３５は、１つ以上のバイオマーカを測定するための１つ以上のｅｘ ｖｉｖｏ又はｉｎ ｖｉｖｏセンサを含んでもよい。バイオマーカは、例えば、血中ｐＨ、水和状態、酸素飽和度、中核体温、心拍数、心拍変動、発汗率、皮膚コンダクタンス、血圧、光曝露、環境の温度、呼吸数、咳及びくしゃみ、胃腸運動、胃腸管イメージング、組織灌流圧、気道中の細菌、アルコール消費、乳酸（汗）、末梢温度、積極性及び楽観、アドレナリン（汗）、コルチゾール（汗）、浮腫、マイコトキシン、ＶＯ２ ｍａｘ、術前疼痛、空気中の化学物質、循環腫瘍細胞、ストレス及び不安、錯乱及びせん妄、身体活動、自律緊張、概日リズム、月経周期、睡眠等の１つ以上のセンサを使用して測定されてもよい。センサは、以下のセンシング技術：フォトプレチスモグラフィ、心電図検査、脳波検査、比色分析、ｉｍｐｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ、電位差測定、電流測定等の１つ以上を使用して本明細書に記載のバイオマーカを測定してもよい。
図７Ｂに示すように、センサユニット２０２３５内のセンサは、測定しようとするバイオマーカと関連した生理学的信号（例えば、電圧、電流、ＰＰＧ信号等）を測定することができる。測定される生理学的信号は、本明細書で説明されるように、使用される感知技術に依存し得る。感知システム２００６９のセンサユニット２０２３５は、データ処理及び通信ユニット２０２３６と通信することができる。一例では、センサユニット２０２３５は、ワイヤレスインターフェースを使用してデータ処理及び通信ユニット２０２３６と通信することができる。データ処理及び通信ユニット２０２３６は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０２３７、データ処理ユニット２０２３８、ストレージ２０２３９、Ｉ／Ｏインターフェース２０２４１、及びＲＦ送受信機２０２４０を含むことができる。データ処理ユニット２０２３８は、プロセッサ及びメモリユニットを含み得る。
センサユニット２０２３５は、測定された生理学的信号をデータ処理及び通信ユニット２０２３６のＡＤＣ２０２３７に送信してもよい。一例では、測定された生理学的信号は、ＡＤＣに送られる前に１つ以上のフィルタ（例えば、ＲＣローパスフィルタ）を通過させられ得る。ＡＤＣは、測定された生理学的信号を、バイオマーカに関連する測定データに変換することができる。ＡＤＣは、処理のために測定データをデータ処理ユニット２０２３８に渡すことができる。一例では、データ処理ユニット２０２３８は、バイオマーカに関連付けられた測定データを外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３に送信することができ、次に、更なる処理のために測定データをクラウドコンピューティングシステム２０２４４に送信することができる。データ処理ユニットは、本明細書に説明されるように、無線プロトコルのうちの１つを使用して、測定データを外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３に送信してもよい。一例では、データ処理ユニット２０２３８は、最初に、センサユニットから受信された生の測定データを処理し、処理された測定データを外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３に送信することができる。
一例では、感知システム２００６９のデータ処理及び通信ユニット２０２３６は、外科用ハブ、コンピューティングデバイス２０２４３から、又はクラウドコンピューティングシステム２０２４４のクラウドサーバ２００７７から直接、監視のためのバイオマーカに関連付けられた閾値を受信してもよい。データ処理ユニット２０２３６は、監視されるべきバイオマーカに関連付けられた測定データを、外科用ハブ、コンピューティングデバイス２０２４３、又はクラウドサーバ２００７７から受信された対応する閾値と比較し得る。データ処理及び通信ユニット２０２３６は、測定データ値が閾値を超えたことを示す通知メッセージをＨＩＤ２０２４２に送信してもよい。通知メッセージは、監視されたバイオマーカに関連付けられた測定データを含み得る。データ処理及びコンピューティングユニット２０２３６は、以下のＲＦプロトコル、すなわち、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ－Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－ｗａｖｅ、ＩＰｖ６低電力ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（６ＬｏＷＰＡＮ）、Ｗｉ－Ｆｉのうちの１つを使用して、外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３への伝送を介して通知を送信し得る。データ処理ユニット２０２３８は、以下のセルラープロトコル：ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（２Ｇ）、ＵＭＴＳ／ＨＳＰＡ（３Ｇ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）又は４Ｇ、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）、ニューラジオ（ＮＲ）又は５Ｇのうちの１つ以上を使用して、セルラー送信／受信ポイント（ＴＲＰ）又は基地局への送信を介して、クラウドサーバに直接通知（例えば、ＨＣＰについての通知）を送信し得る。一例では、感知ユニットは、図６Ａ～図６Ｃに記載されているように、ルータを介してハブ／コンピューティングデバイスと通信することができる。
図７Ｃは、例示的な感知システム２００６９（例えば、外科医感知システム又は患者感知システム）を示す。感知システム２００６９は、センサユニット２０２４５、データ処理及び通信ユニット２０２４６、並びにヒューマンインターフェースデバイス２０２４２を含んでもよい。センサユニット２０２４５は、センサ２０２４７及びアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）２０２４８を含むことができる。センサユニット２０２４５内のＡＤＣ ２０２４８は、センサ２０２４７によって測定された生理学的信号をバイオマーカに関連付けられた測定データに変換し得る。センサユニット２０２４５は、更なる処理のために、測定データをデータ処理及び通信ユニット２０２４６に送信することができる。一例では、センサユニット２０２４５は、集積回路間（Ｉ２Ｃ）インターフェースを使用して、測定データをデータ処理及び通信ユニット２０２４６に送ることができる。
データ処理及び通信ユニット２０２４６は、データ処理ユニット２０２４９、ストレージユニット２０２５０、及びＲＦ送受信機２０２５１を含む。感知システムは、外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３と通信してもよく、これは次に、クラウドコンピューティングシステム２０２４４と通信してもよい。クラウドコンピューティングシステム２０２４４は、遠隔サーバ２００７７及び関連する遠隔ストレージ２００７８を含むことができる。センサユニット２０２４５は、本明細書に説明されるように、１つ以上のバイオマーカを測定するための１つ以上の生体外又は生体内センサを含んでもよい。
データ処理及び通信ユニット２０２４６は、センサユニット２０２４５から受信された測定データを処理した後、図７Ｂで説明されるように、測定データを更に処理し、及び／又は測定データをスマートハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３に送信することができる。一例では、データ処理及び通信ユニット２０２４６は、更なる処理及び／又は監視のために、センサユニット２０２４５から受信された測定データをクラウドコンピューティングシステム２０２４４の遠隔サーバ２００７７に送信することができる。
図７Ｄは、例示的な感知システム２００６９（例えば、外科医感知システム又は患者感知システム）を示す。感知システム２００６９は、センサユニット２０２５２と、データ処理及び通信ユニット２０２５３と、ヒューマンインターフェースシステム２０２６１とを含み得る。センサユニット２０２５２は、患者又は外科医のバイオマーカに関連付けられた１つ以上の生理学的信号、及び／又は患者又は外科医の物理的状態に関連付けられた１つ以上の物理的状態信号を測定するために、複数のセンサ２０２５４、２０２５５～２０２５６を含んでもよい。センサユニット２０２５２はまた、１つ以上のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０２５７を含み得る。バイオマーカのリストは、本明細書に開示されるバイオマーカ等のバイオマーカを含んでもよい。センサユニット２０２５２内のＡＤＣ ２０２５７は、センサ２０２５４～２０２５６によって測定された生理学的信号及び／又は物理的状態信号の各々をそれぞれの測定データに変換することができる。センサユニット２０２５２は、１つ以上のバイオマーカ並びに患者又は外科医の物理的状態に関連付けられた測定データを、更なる処理のためにデータ処理及び通信ユニット２０２５３に送信することができる。センサユニット２０２５２は、センサ１ ２０２５４～センサＮ ２０２５６の各々について個別に、又は全てのセンサについて組み合わされて、測定データをデータ処理及び通信ユニット２０２５３に送信することができる。一例では、センサユニット２０２５２は、Ｉ２Ｃインターフェースを介して測定データをデータ処理及び通信ユニット２０２５３に送信することができる。
データ処理及び通信ユニット２０２５３は、データ処理ユニット２０２５８、ストレージユニット２０２５９、及びＲＦ送受信機２０２６０を含むことができる。感知システム２００６９は、外科用ハブ又はコンピューティングデバイス２０２４３と通信してもよく、それは、次に、少なくとも１つの遠隔サーバ２００７７及び少なくとも１つのストレージユニット２００７８を備えるクラウドコンピューティングシステム２０２４４と通信する。センサユニット２０２５２は、本明細書に説明されるように、１つ以上のバイオマーカを測定するための１つ以上の生体外又は生体内センサを含んでもよい。
図８は、外科用器具制御を調整するために、１つ以上の外科医感知システムからの外科手術タスク状況認識及び測定データを使用する例である。図８は、例示的な外科処置のタイムライン２０２６５と、外科処置の各工程において１つ以上の外科用デバイス、１つ以上の外科医感知システム、及び／又は１つ以上の環境感知システムから受信したデータから外科用ハブが導出することができるコンテキスト情報とを示す。外科用ハブによって制御することができるデバイスは、先進エネルギーデバイス、エンドカッタクランプ等を含むことができる。外科医感知システムは、外科医に関連する１つ以上のバイオマーカ、例えば心拍数、汗の組成、呼吸数等を測定するための感知システムを含むことができる。環境感知システムは、環境属性のうちの１つ以上を測定するためのシステム、例えば外科医の位置／動き／呼吸パターンを検出するためのカメラ、例えば手術現場内の周囲雑音及び／又は医療提供者の声のトーン、周囲の温度／湿度等を測定するための空間マイクロフォンを含むことができる。
図８に示されるタイムライン２０２６５の以下の説明では、図５も参照されたい。図５は、外科処置において使用される種々の構成要素を提供する。タイムライン２０２６５は、例示的な結腸直腸外科処置の過程中に看護師、外科医、及び他の医療従事者によって個別に及び／又は一括して行われ得る工程を示す。結腸直腸外科処置では、状況認識外科用ハブ２００７６は、医療提供者（ＨＣＰ）が外科用ハブ２００７６と対になっているモジュール式デバイス／器具２００９５を利用するたびに生成されるデータを含む、外科処置の過程全体を通して様々なデータソースからデータを受信することができる。外科用ハブ２００７６は、ペアリングされたモジュール式デバイス２００９５からこのデータを受信してもよい。外科用ハブは、感知システム２００６９から測定データを受信することができる。外科用ハブは、モジュール式デバイス／器具２００９５からのデータ及び／又は感知システム２００６９からの測定データを使用して、実行されている処置の工程に対する外科医のストレスレベルが取得されるように、新しいデータが受信されるにつれて、ＨＣＰのストレスレベル及び進行中の処置に関する推論（すなわち、コンテキスト情報）を継続的に導出し得る。外科用ハブ２００７６の状況認識システムは、以下の、報告を生成するために処置に関するデータを記録すること、医療関係者によってとられている工程を検証すること、特定の処置工程に関連し得るデータ又はプロンプトを（例えば、表示画面を介して）提供すること、コンテキストに基づいてモジュール式デバイスを調整する（例えば、モニタを起動する、医療用撮像デバイスのＦＯＶを調整する、超音波外科用器具若しくはＲＦ電気外科器具のエネルギーレベルを変更する）こと、又は本明細書に記載される任意の他のこうした動作のうちの１つ以上を行うことが可能であり得る。一例において、これらの工程は、クラウドシステム２００６４の遠隔サーバ２００７７によって実行され、外科用ハブ２００７６と通信されてもよい。
第１の工程（簡潔にするために図８には示されていない）として、病院スタッフは、病院のＥＭＲデータベースから患者のＥＭＲを検索することができる。ＥＭＲにおいて選択された患者データに基づいて、外科用ハブ２００７６は、実施される処置が結腸直腸手術であることを判定し得る。職員は、処置のために入来する医療用品をスキャンし得る。外科用ハブ２００７６は、スキャンされた物資を様々な種類の処置において利用され得る物資のリストと相互参照し、物資の組み合わせが、結腸直腸処置に一致することを確認する。外科用ハブ２００７６は、異なるＨＣＰによって装着された感知システム２００６９の各々をペアリングし得る。
各デバイスが準備され、手術前の準備が完了すると、手術チームは、切開を行い、トロカールを配置することによって開始することができる。外科チームは、もしあれば癒着を切開し、下腸間膜動脈（ＩＭＡ）分岐を識別することによって、アクセス及び準備を行い得る。外科用ハブ２００７６は、少なくともエネルギー器具が発射されていることを示すＲＦ又は超音波発生器から受信することができるデータに基づいて、外科医が癒着を切開する過程にあると推測することができる。外科用ハブ２００７６は、受信したデータを外科処置の検索工程と相互参照して、プロセスのこの時点（例えば、上述された処置の工程が完了した後）で発射されているエネルギー器具が切開工程に対応していると判定することができる。
切開後、ＨＣＰは、処置の結紮工程（例えば、Ａ１によって示される）に進んでもよい。図８に示すように、ＨＣＰは、ＩＭＡを結紮することによって開始することができる。外科用ハブ２００７６は、器具が発射されていることを示すデータを先進エネルギージョーデバイス及び／又はエンドカッタから受信することができるため、外科医が動脈及び静脈を結紮していると推測することができる。外科用ハブはまた、ＨＣＰの感知システムのうちの１つから、（例えば、時間軸上のＢ１マークによって示される）ＨＣＰのより高いストレスレベルを示す測定データを受信し得る。例えば、より高いストレスレベルは、ベース値からのＨＣＰの心拍数の変化によって示され得る。外科用ハブ２００７６は、前の工程と同様に、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータの受信を、（例えば、Ａ２及びＡ３によって示されるような）プロセスにおいて検索された工程と相互参照することによって、この推論を導出し得る。外科用ハブ２００７６は、高応力期間中に、前進エネルギージョートリガ比及び／又はエンドカッタクランプ及び発射速度を監視してもよい。一例では、外科用ハブ２００７６は、補助制御信号を先進エネルギージョーデバイス及び／又はエンドカッタデバイスに送信して、動作中のデバイスを制御することができる。外科用ハブは、外科用デバイスを操作しているＨＣＰのストレスレベル及び／又は外科用ハブに知られている状況認識に基づいて支援信号を送信することができる。例えば、外科用ハブ２００７６は、図８にＡ２及びＡ３によって示されるように、制御支援信号を高度エネルギーデバイス又はエンドカッタクランプに送信してもよい。
ＨＣＰは、上部Ｓ状結腸を解放し、続いて下行結腸、直腸、及びＳ状結腸を解放する次の工程に進むことができる。外科用ハブ２００７６は、（例えば、Ｄ１、Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｆ１によって示されるような）ＨＣＰの高応力マーカを監視し続けることができる。外科用ハブ２００７６は、図８に示すように、高応力期間中に、先進エネルギージョーデバイス及び／又はエンドカッタデバイスに支援信号を送信することができる。
結腸を可動化した後、ＨＣＰは、処置の分節切除術部分を進めてもよい。例えば、外科用ハブ２００７６は、外科用ステープル留め及び切断器具からのデータ（そのカートリッジからのデータを含む）に基づいて、ＨＣＰが実質組織を横切開していると推定することができる。カートリッジのデータは、例えば、器具によって発射されているステープルのサイズ又はタイプに対応することができる。異なる種類のステープルが異なる種類の組織に利用されるので、カートリッジのデータは、ステープル留め及び／又は横切開されている組織の種類を示すことができる。異なる器具が特定のタスクに対してより良好に適合するので、外科医が、処置中の工程に応じて、外科用ステープル留め／切断器具と外科用エネルギー（例えば、ＲＦ又は超音波）器具とを、定期的に交互に切り替えることに留意されたい。したがって、ステープル留め器具／切断器具及び外科用エネルギー器具が使用されるシーケンスは、外科医が処置のどの工程を実行しているかを示すことができる。
外科用ハブは、ＨＣＰのストレスレベルに基づいて制御信号を決定し、外科用デバイスに送信することができる。例えば、期間Ｇ１ｂ中に、制御信号Ｇ２ｂがエンドカッタクランプに送信されてもよい。シグモイドを除去すると、切開部が閉じられ、処置の術後部分が開始され得る。患者の麻酔を逆転させることができる。外科用ハブ２００７６は、患者に取り付けられた１つ以上の感知システムに基づいて、患者が麻酔から覚めてきていると推測してもよい。
図９は、本開示の少なくとも１つの態様による、外科医／患者監視を伴うコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムのブロック図である。一側面では、コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、１つ以上の感知システム２００６９を使用して、外科医バイオマーカ及び／又は患者バイオマーカを監視するように構成されてもよい。外科医バイオマーカ及び／又は患者バイオマーカは、外科処置の前、後、及び／又は間に測定され得る。一態様では、このコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、外科用ハブ、外科用器具、ロボットデバイス、及び手術室又は医療施設を含む様々な外科用システム２００６９の動作に関するデータを監視及び分析するように構成され得る。コンピュータ実装インタラクティブ外科用システムは、クラウドベースの分析システムを含み得る。クラウドベースの分析システムは、１つ以上の分析サーバを含むことができる。
図９に示すように、クラウドベースの監視及び分析システムは、複数の感知システム２０２６８（感知システム２００６９と同じ又は類似であってもよい）、外科用器具２０２６６（器具２００３１と同じ又は類似であってもよい）、複数の外科用ハブ２０２７０（ハブ２０００６と同じ又は類似であってもよい）、及び外科用ハブ２０２７０をクラウド２０２７１に連結するための外科データネットワーク２０２６９（図４に記載された外科データネットワークと同じ又は同様であってもよい）を備えることができる（クラウドコンピューティングシステム２００６４と同じ又は類似であってもよい）。複数の外科用ハブ２０２７０の各々は、１つ以上の外科用器具２０２６６に通信可能に連結され得る。複数の外科用ハブ２０２７０の各々はまた、ネットワーク２０２６９を介して、１つ以上の感知システム２０２６８、及びコンピュータ実装インタラクティブ外科用システムのクラウド２０２７１に通信可能に連結されてもよい。外科用ハブ２０２７０及び感知システム２０２６８は、本明細書で説明されるような無線プロトコルを使用して通信可能に連結されてもよい。クラウドシステム２０２７１は、感知システム２０２６８からの測定データ及び様々な外科用システム２０２６８の動作に基づいて生成されたデータを記憶、処理、操作、及び通信するためのハードウェア及びソフトウェアの遠隔集中ソースとすることができる。
図９に示すように、クラウドシステム２０２７１へのアクセスはネットワーク２０２６９を介して達成され得、このネットワーク２０２６９は、インターネットであってもよく、又は他の好適なコンピュータネットワークであってもよい。クラウドシステム２０２７１に連結され得る外科用ハブ２０２７０は、クラウドコンピューティングシステムのクライアント側（例えば、クラウドベースの分析システム）と見なすことができる。外科用器具２０２６６は、本明細書に記載される様々な外科処置又は動作の制御及び実施のために、外科用ハブ２０２７０とペアリングされ得る。感知システム２０２６８は、様々なマイルストーンを追跡及び／若しくは測定するため、並びに／又は様々な合併症を検出するために、外科医関連バイオマーカの手術中の外科医監視、手術前の患者監視、手術中の患者監視、又は患者バイオマーカの手術後監視のために外科用ハブ２０２７０と対にされ得る。環境感知システム２０２６７は、外科医監視、手術前患者監視、手術中患者監視、又は患者の手術後監視のために、外科医又は患者に関連付けられた環境属性を測定する外科用ハブ２０２７０とペアリングされてもよい。
外科用器具２０２６６、環境感知システム２０２６７、及び感知システム２０２６８は、それらの対応する外科用ハブ２０２７０（これもまた、送受信機を備え得る）への及びそこからのデータ伝送のための有線又は無線送受信機を備え得る。外科用器具２０２６６、感知システム２０２６８、又は外科用ハブ２０２７０のうちの１つ以上の組み合わせは、医療手術、手術前の準備、及び／又は術後回復を提供するために、手術室、集中治療室（ＩＣＵ）室、又は医療施設（例えば、病院）内の回復室等の特定の場所を示し得る。例えば、外科用ハブ２０２７０のメモリは、位置データを記憶することができる。
図９に示すように、クラウドシステム２０２７１は、１つ以上の中央サーバ２０２７２（遠隔サーバ２００６７と同じ又は同様であってもよい）、外科用ハブアプリケーションサーバ２０２７６、データ分析モジュール２０２７７、及び入力／出力（「Ｉ／Ｏ」）インターフェース２０２７８を含む。クラウドシステム２０２７１の中央サーバ２０２７２は、クラウドコンピューティングシステムを集合的に管理し、これは、クライアント外科用ハブ２０２７０による要求を監視し、その要求を実行するためのクラウドシステム２０２７１の処理能力を管理することを含み得る。中央サーバ２０２７２の各々は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の揮発性メモリ及び磁気記憶デバイス等の不揮発性メモリを含むことができる、好適なメモリデバイス２０２７４に連結された１つ以上のプロセッサ２０２７３を備え得る。メモリデバイス２０２７４は、実行されると、クラウドベースのデータ分析、感知システム２０２６８から受信した測定データのリアルタイム監視、動作、推奨、及び本明細書で説明される他の動作のためにプロセッサ２０２７３にデータ分析モジュール２０２７７を実行させる機械実行可能命令を含むことができる。プロセッサ２０２７３は、独立して、又はハブ２０２７０によって独立して実行されるハブアプリケーションと併せて、データ分析モジュール２０２７７を実行することができる。中央サーバ２０２７２はまた、メモリ２０２７４内に存在し得る集約された医療データのデータベース２０２７５を含み得る。
ネットワーク２０２６９を介した様々な外科用ハブ２０２７０への接続に基づいて、クラウド２０２７１は、様々な外科用器具２０２６６によって生成された特定のデータからのデータを集約し、及び／又は感知システム２０２６８並びに外科用器具２０２６６及び／又は感知システム２０２６８に関連付けられた外科用ハブ２０２７０からのリアルタイムデータを監視することができる。外科用器具２０２６６からのそのような集約データ及び／又は感知システム２０２６８からの測定データは、クラウド２０２７１の集約医療データベース２０２７５内に記憶されてもよい。特に、クラウド２０２７１は、有利には、感知システム２０２６８からのリアルタイム測定データを追跡し、かつ／又は測定データ及び／又は集約データに対してデータ分析及び動作を実行して、洞察をもたらし、かつ／又は個々のハブ２０２７０がそれ自体では達成することができない機能を実行することができる。この目的のために、図９に示すように、クラウド２０２７１と外科用ハブ２０２７０とは、情報を送受信するために通信可能に連結されている。Ｉ／Ｏインターフェース２０２７８は、ネットワーク２０２６９を介して複数の外科用ハブ２０２７０に接続される。このようにして、Ｉ／Ｏインターフェース２０２７８は、外科用ハブ２０２７０と集約された医療データデータベース２０２７５との間で情報を転送するように構成することができる。したがって、Ｉ／Ｏインターフェース２０２７８は、クラウドベースの分析システムの読み出し／書き込み動作を容易にすることができる。このような読み出し／書き込み動作は、ハブ２０２７０からの要求に応じて実行されてもよい。これらの要求は、ハブアプリケーションを介して外科用ハブ２０２７０に送信され得る。Ｉ／Ｏインターフェース２０２７８は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、並びにクラウド２０２７１を外科用ハブ２０２７０に接続するためのＷｉ－Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｉ／Ｏインターフェースを含んでもよい１つ以上の高速データポートを含んでもよい。クラウド２０２７１のハブアプリケーションサーバ２０２７６は、外科用ハブ２０２７０によって実行されるソフトウェアアプリケーション（例えば、ハブアプリケーション）に共有機能をホストし、かつ供給するように構成され得る。例えば、ハブアプリケーションサーバ２０２７６は、ハブアプリケーションによるハブ２０２７０を介する要求を管理し、集約された医療データのデータベース２０２７５へのアクセスを制御し、負荷分散を実行し得る。
本開示に記載されるクラウドコンピューティングシステムの構成は、外科用器具２０２６６、２００３１等の医療用デバイスを使用して実行される医療手術（例えば、術前監視、術中監視、及び術後監視）及び処置のコンテキストにおいて生じる様々な問題に対処するように設計され得る。特に、外科用器具２０２６６は、外科手術の成績を改善するための技術を実施するために、クラウド２０２７１と相互作用するように構成されたデジタル外科用デバイスであってよい。感知システム２０２６８は、医療手術を行う外科医及び／又は医療手術が行われる予定であるか、行われているか、又は行われた患者に関連する１つ以上のバイオマーカを測定するように構成された１つ以上のセンサを有するシステムであってもよい。様々な外科用器具２０２６６、感知システム２０２６８、及び／又は外科用ハブ２０２７０は、臨床医及び／又は患者が外科用器具２０２６６又は感知システム２０２６８とクラウド２０２７１との間の相互作用の態様を制御し得るように、ヒューマンインターフェースシステム（例えば、タッチ制御式ユーザインターフェースを有する）を含み得る。聴覚的に制御されたユーザインターフェース等の制御のための他の好適なユーザインターフェースもまた使用することもできる。
本開示で説明されるクラウドコンピューティングシステム構成は、感知システム２０２６８を使用して手術前、手術中、及び手術後の処置において医療専門家（ＨＣＰ）又は患者に関連付けられた１つ以上のバイオマーカを監視する状況において生じる様々な問題に対処するように設計され得る。感知システム２０２６８は、外科医バイオマーカ及び／又は患者バイオマーカを監視する技法を実装するために、外科用ハブ２０２７０及び／又はクラウドシステム２０２７１と相互作用するように構成された外科医感知システム又は患者感知システムであってもよい。様々な感知システム２０２６８及び／又は外科用ハブ２０２７０は、ＨＣＰ又は患者が感知システム２０２６８と外科用ハブ２０２７０及び／又はクラウドシステム２０２７１との間の相互作用の態様を制御することができるように、タッチ制御式ヒューマンインターフェースシステムを備えることができる。聴覚的に制御されたユーザインターフェース等の制御のための他の好適なユーザインターフェースもまた使用することもできる。
図１０は、本開示による例示的外科用システム２０２８０を示し、有線又は無線接続を介してローカルエリアネットワーク２０２９２又はクラウドネットワーク２０２９３を通じてコンソール２０２９４又はポータブルデバイス２０２９６と通信することができる外科用器具２０２８２を含み得る。様々な態様では、コンソール２０２９４及びポータブルデバイス２０２９６は、任意の適切なコンピューティングデバイスであり得る。外科用器具２０２８２は、ハンドル２０２９７と、アダプタ２０２８５と、装填ユニット２０２８７とを含み得る。アダプタ２０２８５は、ハンドル２０２９７に解放可能に連結し、装填ユニット２０２８７は、アダプタ２０２８５が駆動シャフトから装填ユニット２０２８７に力を伝達するように、アダプタ２０２８５に解放可能に連結する。アダプタ２０２８５又は装填ユニット２０２８７は、装填ユニット２０２８７にかかる力を測定するために、内部に配置される力ゲージ（明示的に図示せず）を含んでもよい。装填ユニット２０２８７は、第１のジョー２０２９１及び第２のジョー２０２９０を有するエンドエフェクタ２０２８９を備え得る。装填ユニット２０２８７は、装填ユニット２０２８７を手術部位から抜いて装填ユニット２０２８７を再装填する必要なく、臨床医が複数の締結具を複数回発射することを可能にするｉｎ－ｓｉｔｕ装填、つまり複数回発射装填ユニット（ＭＦＬＵ）であってもよい。
第１及び第２のジョー２０２９１、２０２９０は、それらの間に組織をクランプし、クランプされた組織を通して締結具を発射し、クランプされた組織を切断するように構成され得る。第１のジョー２０２９１は、少なくとも１つの締結具を複数回発射するように構成されてもよく、又は交換される前に２回以上発射できる複数の締結具（例えば、ステープル、クリップ等）を含む交換可能な複数回発射締結具カートリッジを含むように構成されてもよい。第２のジョー２０２９０は、締結具が複数回発射締結具カートリッジから排出される際に、締結具を変形させるか、又は他の方法で固定するアンビルを含んでもよい。
ハンドル２０２９７は、駆動シャフトの回転に影響を及ぼすように駆動シャフトに連結されるモータを含んでもよい。ハンドル２０２９７は、モータを選択的に作動させるための制御インターフェースを含むことができる。制御インターフェースは、ボタン、スイッチ、レバー、スライダ、タッチスクリーン、及び任意の他の好適な入力機構又はユーザインターフェースを含んでもよく、これらは、モータを起動するために臨床医によって係合され得る。
ハンドル２０２９７の制御インターフェースは、ハンドル２０２９７のコントローラ２０２９８と通信して、モータを選択的に作動させ、駆動シャフトの回転に作用することができる。コントローラ２０２９８は、ハンドル２０２９７内に配置されてもよく、制御インターフェースからの入力、及びアダプタ２０２８５からのアダプタデータ、又は装填ユニット２０２８７からの装填ユニットデータを受信するように構成されてもよい。コントローラ２０２９８は、モータを選択的に起動するために、制御インターフェースからの入力、並びにアダプタ２０２８５及び／又は装填ユニット２０２８７から受信されたデータを分析することができる。ハンドル２０２９７はまた、ハンドル２０２９７の使用中に臨床医が見ることができるディスプレイを含んでもよい。ディスプレイは、器具２０２８２の発射前、発射中、又は発射後に、アダプタ又は装填ユニットデータの部分を表示するように構成されてもよい。
アダプタ２０２８５は、内部に配置されるアダプタ識別デバイス２０２８４を含んでもよく、装填ユニット２０２８７は、内部に配置される装填ユニット識別デバイス２０２８８を含んでもよい。アダプタ識別デバイス２０２８４は、コントローラ２０２９８と通信してもよく、装填ユニット識別デバイス２０２８８は、コントローラ２０２９８と通信してもよい。装填ユニット識別デバイス２０２８８は、装填ユニット識別デバイス２０２８８からコントローラ２０２９８への通信を中継又は通過するアダプタ識別デバイス２０２８４と通信し得ることが理解されるであろう。
アダプタ２０２８５はまた、アダプタ２０２８５又は環境の種々の状態（例えば、アダプタ２０２８５が装填ユニットに接続されているかどうか、アダプタ２０２８５がハンドルに接続されているかどうか、駆動シャフトが回転しているかどうか、駆動シャフトのトルク、駆動シャフトの歪み、アダプタ２０２８５内の温度、アダプタ２０２８５の発射回数、発射中のアダプタ２０２８５のピーク力、アダプタ２０２８５に印加される力の総量、アダプタ２０２８５のピーク後退力、発射中のアダプタ２０２８５の休止回数等）を検出するために、その周囲に配置される複数のセンサ２０２８６（１つが示される）を含んでもよい。複数のセンサ２０２８６は、データ信号の形態でアダプタ識別デバイス２０２８４に入力を提供することができる。複数のセンサ２０２８６のデータ信号は、アダプタ識別デバイス２０２８４内に記憶されてもよく、又はアダプタ識別デバイス２０２８４内に記憶されたアダプタデータを更新するために使用されてもよい。複数のセンサ２０２８６のデータ信号は、アナログ又はデジタルであってもよい。複数のセンサ２０２８６は、発射中に装填ユニット２０２８７に及ぼされる力を測定するための力ゲージを含んでもよい。
ハンドル２０２９７及びアダプタ２０２８５は、電気的インターフェースを介して、アダプタ識別デバイス２０２８４及び装填ユニット識別デバイス２０２８８をコントローラ２０２９８と相互接続するように構成され得る。電気的インターフェースは、直接電気的インターフェースであってもよい（すなわち、エネルギー及び信号をそれらの間で伝送するために互いに係合する電気接点を含む）。加えて、又は代替として、電気的インターフェースは、エネルギー及び信号をそれらの間で無線伝送する（例えば、誘導伝送する）ための非接触電気的インターフェースであってもよい。アダプタ識別デバイス２０２８４及びコントローラ２０２９８は、電気的インターフェースとは別個のワイヤレス接続を介して互いにワイヤレス通信し得ることも企図される。
ハンドル２０２９７は、コントローラ２０２９８からシステム２０２８０の他の構成要素（例えば、ＬＡＮ２０２９２、クラウド２０２９３、コンソール２０２９４、又はポータブルデバイス２０２９６）に器具データを送信するように構成された送受信機２０２８３を含んでもよい。コントローラ２０２９８はまた、図９に図示されるように、１つ以上のセンサ２０２８６に関連付けられる器具データ及び／又は測定データを外科用ハブ２０２７０に伝送してもよい。送受信機２０２８３は、外科用ハブ２０２７０からデータ（例えば、カートリッジデータ、装填ユニットデータ、アダプタデータ、又は他の通知）を受信し得る。送受信機２０２８３は、システム２０２８０の他の構成要素からデータ（例えば、カートリッジデータ、装填ユニットデータ、又はアダプタデータ）を受信してもよい。例えば、コントローラ２０２９８は、ハンドル２０２９７に取り付けられる取り付けられたアダプタ（例えば、アダプタ２０２８５）のシリアル番号、アダプタ２０２８５に取り付けられた装填ユニット（例えば、装填ユニット２０２８７）のシリアル番号、及び装填ユニットに装填された複数回発射締結具カートリッジのシリアル番号を含む器具データを、コンソール２０２９４に送信してもよい。その後、コンソール２０２９４は、取り付けられたカートリッジ、装填ユニット、及びアダプタにそれぞれ関連付けられたデータ（例えば、カートリッジデータ、装填ユニットデータ、又はアダプタデータ）をコントローラ２０２９８に返信してもよい。コントローラ２０２９８は、ローカル器具ディスプレイ上にメッセージを表示するか、又は送受信機２０２８３を介してコンソール２０２９４又はポータブルデバイス２０２９６にメッセージを送信して、それぞれディスプレイ２０２９５又はポータブルデバイススクリーン上にメッセージを表示することができる。
図１１Ａ～図１１Ｄは、ウェアラブル感知システム、例えば、外科医感知システム又は患者感知システムの実施例を図示する。図１１Ａは、電気化学感知プラットフォームに基づくことができる眼鏡ベースの感知システム２０３００の例である。感知システム２０３００は、外科医又は患者の皮膚と接触している複数のセンサ２０３０４及び２０３０５を使用して、汗の電解質及び／又は代謝産物を監視（例えば、リアルタイム監視）することが可能であり得る。例えば、感知システム２０３００は、電流及び／又は電圧を測定するために、眼鏡２０３０２の鼻梁パッドと一体化された電流測定ベースのバイオセンサ２０３０４及び／又は電位差測定ベースのバイオセンサ２０３０５を使用してもよい。
電流測定バイオセンサ２０３０４は、汗乳酸レベル（例えば、ｍｍｏｌ／Ｌ単位）を測定するために使用され得る。乳酸は、敗血症又は出血によって引き起こされ得る組織酸素化の減少に起因して生じ得る乳酸アシドーシスの産物である。患者の乳酸レベル（例えば、＞２ｍｍｏｌ／Ｌ）を使用して、例えば、手術後監視中に敗血症の発症を監視することができる。電位差バイオセンサ２０３０５は、患者の汗中のカリウムレベルを測定するために使用され得る。基準電極と作用電極との間の電位信号を測定するために、演算増幅器を有する電圧フォロワ回路を使用することができる。電圧フォロワ回路の出力は、フィルタリングされ、ＡＤＣを使用してデジタル値に変換され得る。
電流測定センサ２０３０４及び電位差測定センサ２０３０５は、眼鏡のアームの各々に配置された回路２０３０３に接続されてもよい。電気化学センサは、汗乳酸及びカリウムレベルの同時リアルタイム監視のために使用されてもよい。電気化学センサは、ステッカー上にスクリーン印刷され、汗の代謝産物及び電解質を監視するために眼鏡の鼻パッドの各側に配置されてもよい。眼鏡フレームのアーム上に配置された電子回路２０３０３は、乳酸及び／又はカリウム測定データを外科用ハブ又は中間デバイスに送信するために使用され得る無線データ送受信機（例えば、低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送受信機）を含んでもよく、中間デバイスは、次いで、測定データを外科用ハブに転送してもよい。眼鏡ベースの感知システム２０３００は、例えば、図７Ｂ～７Ｄに説明されるように、電気化学センサ２０３０５又は２０３０４から生成される電気信号をフィルタリング及び増幅するための信号調整ユニットと、アナログ信号をデジタル化するためのマイクロコントローラと、データを外科用ハブ又はコンピューティングデバイスに転送するための無線（例えば、低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））モジュールとを使用してもよい。
図１１Ｂは、センサ組立体２０３１２（例えば、フォトプレチスモグラフィ（ＰＰＧ）ベースのセンサ組立体又は心電図（ＥＣＧ）ベースのセンサ組立体）を備えるリストバンド型感知システム２０３１０の一例である。例えば、感知システム２０３１０において、センサ組立体２０３１２は、手首内の動脈拍動を収集して分析することができる。センサ組立体２０３１２は、１つ以上のバイオマーカ（例えば、心拍数、心拍変動（ＨＲＶ）等）を測定するために使用されてもよい。ＰＰＧベースのセンサ組立体２０３１２を伴う感知システムの場合、光（例えば、緑色光）は、皮膚を通過させられてもよい。ある割合の緑色光は、血管によって吸収され得、緑色光の一部は、反射され、光検出器によって検出され得る。これらの差又は反射は、組織の血液灌流の変動と関連付けられ、変動は、心血管系の心臓関連情報（例えば、心拍数）を検出する際に使用され得る。例えば、吸収量は、血液量に応じて変化し得る。感知システム２０３１０は、時間の関数として光反射率を測定することによって心拍数を決定することができる。ＨＲＶは、心拍間隔（ＩＢＩ）として知られる、ピークの前の最も急な信号勾配間の期間変動（例えば、標準偏差）として決定されてもよい。
ＥＣＧベースのセンサ組立体２０３１２を有する感知システムの場合、一組の電極が皮膚に接触して配置され得る。感知システム２０３１０は、心拍数を決定するために、皮膚上に配置された電極のセットにわたる電圧を測定し得る。この場合のＨＲＶは、Ｒ－Ｒ間隔として知られる、ＱＲＳ群におけるＲピーク間の期間変動（例えば、標準偏差）として測定することができる。
感知システム２０３１０は、例えば、図７Ｂ～図７Ｄに説明されるように、アナログＰＰＧ信号をフィルタリング及び増幅するための信号調整ユニットと、アナログＰＰＧ信号をデジタル化するためのマイクロコントローラと、データを外科用ハブ又はコンピューティングデバイスに転送するための無線（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））モジュールとを使用してもよい。
図１１Ｃは、例示的なリング感知システム２０３２０である。リング感知システム２０３２０は、センサ組立体（例えば、心拍数センサ組立体）２０３２２を含んでもよい。センサ組立体２０３２２は、光源（例えば、赤色又は緑色発光ダイオード（ＬＥＤ））と、反射及び／又は吸収された光を検出するためのフォトダイオードとを含んでもよい。センサ組立体２０３２２内のＬＥＤは、指を通して光を照らしてもよく、センサ組立体２０３２２内のフォトダイオードは、血液量変化を検出することによって、心拍数及び／又は血中酸素レベルを測定してもよい。リング感知システム２０３２０は、他のバイオマーカを測定するための他のセンサ組立体、例えば、体表面温度を測定するためのサーミスタ又は赤外線温度計を含んでもよい。リング感知システム２０３２０は、例えば、図７Ｂ～図７Ｄに説明されるように、アナログＰＰＧ信号をフィルタリング及び増幅するための信号調整ユニットと、アナログＰＰＧ信号をデジタル化するためのマイクロコントローラと、データを外科用ハブ又はコンピューティングデバイスに転送するための無線（例えば、ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））モジュールとを使用してもよい。
図１１Ｄは、脳波（ＥＥＧ）感知システム２０３１５の一例である。図１１Ｄに示すように、感知システム２０３１５は、１つ以上のＥＥＧセンサユニット２０３１７を含むことができる。ＥＥＧセンサユニット２０３１７は、頭皮に接触して配置される複数の導電性電極を含むことができる。導電性電極は、脳内のニューロン活動に起因して頭部の外側に生じ得る小さな電位を測定するために使用され得る。ＥＥＧ感知システム２０３１５は、特定の脳パターン、例えば、後部優位リズムの遅延又は脱落、及び目の開閉に対する反応性の喪失を識別することによって、バイオマーカ、例えば、せん妄を測定することができる。リング感知システム２０３１５は、例えば、図７Ｂ～図７Ｄに説明されるように、電位をフィルタリング及び増幅するための信号調整ユニットと、電気信号をデジタル化するためのマイクロコントローラと、スマートデバイスにデータを転送するための無線（例えば、低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））モジュールとを有してもよい。
図１２は、外科処置の前、間、及び／又は後に１つ以上の患者又は外科医バイオマーカを監視するためのコンピュータ実装患者／外科医モニタリングシステム２０３２５のブロック図を示す。図１２に図示されるように、１つ以上の感知システム２０３３６は、例えば、外科処置前の患者の準備、及び外科処置後の回復を促進するために、患者バイオマーカを測定及び監視するために使用されてもよい。感知システム２０３３６は、例えば、関連するバイオマーカ（例えば、外科医バイオマーカ）を外科用ハブ２０３２６及び／又は外科用デバイス２０３３７に通信し、それらの機能を調節することによって、外科手術タスクを支援するために、外科医バイオマーカをリアルタイムで測定及び監視するために使用されてもよい。調節され得る外科用デバイス機能は、電力レベル、前進速度、閉鎖速度、負荷、待機時間、又は他の組織依存動作パラメータを含み得る。感知システム２０３３６はまた、外科医又は患者に関連付けられた１つ以上の物理的属性を測定してもよい。患者バイオマーカ及び／又は身体的属性は、リアルタイムで測定され得る。
コンピュータ実装ウェアラブル患者／外科医ウェアラブル感知システム２０３２５は、外科用ハブ２０３２６と、１つ以上の感知システム２０３３６と、１つ以上の外科用デバイス２０３３７とを含み得る。感知システム及び外科用デバイスは、外科用ハブ２０３２６に通信可能に連結され得る。例えば分析システムの一部である１つ以上の分析サーバ２０３３８も、外科用ハブ２０３２６に通信可能に連結され得る。単一の外科用ハブ２０３２６が示されているが、ウェアラブル患者／外科医ウェアラブル感知システム２０３２５は、本明細書で説明するように、１つ以上の分析サーバ２０３３８に通信可能に連結された外科用ハブ２０３２６のネットワークを形成するように接続することができる任意の数の外科用ハブ２０３２６を含むことができることに留意されたい。
一例では、外科用ハブ２０３２６はコンピューティングデバイスであってもよい。コンピューティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートモバイルデバイス等であってもよい一例では、コンピューティングデバイスは、クラウドベースのコンピューティングシステムのクライアントコンピューティングデバイスであってもよい。クライアントコンピューティングデバイスは、シンクライアントであってもよい。
一例では、外科用ハブ２０３２６は、記憶された命令を実行するためのメモリ２０３３０に連結されたプロセッサ２０３２７と、ＥＭＲデータベース等の１つ以上のデータベースを記憶するためのストレージ２０３３１と、データが分析サーバ２０３３８に送信されるデータ中継インターフェース２０３２９とを含むことができる。一例では、外科用ハブ２０３２６は、ユーザからの入力を受信するための入力デバイス２０３４１（例えば、静電容量式タッチスクリーン又はキーボード）と、ユーザに出力を提供するための出力デバイス２０３３５（例えば、表示画面）とを有するＩ／Ｏインターフェース２０３３３を更に含むことができる。一例では、入力デバイス及び出力デバイスは単一のデバイスであってもよい。出力は、ユーザによって入力されたクエリからのデータ、所与の手技において使用するための製品若しくは製品の組み合わせの提案、及び／又は外科処置の前、間、若しくは後に行われる動作のための命令を含むことができる。外科用ハブ２０３２６は、外科用デバイス２０３３７を外科用ハブ２０３２６に通信可能に連結するためのデバイスインターフェース２０３３２を含むことができる。一態様では、デバイスインターフェース２０３３２は、本明細書で説明される有線又は無線通信プロトコルのうちの１つを使用して、有線インターフェース又は無線インターフェースを介して１つ以上の手術デバイス２０３３７が外科用ハブ２０３２６と接続することを可能にし得る送受信機を含み得る。外科用デバイス２０３３７は、例えば、電動ステープラ、エネルギーデバイス若しくはそれらの発生器、撮像システム、又は他の連結されたシステム、例えば、煙排出器、吸引－灌注デバイス、送気システム等を含んでもよい。
一例では、外科用ハブ２０３２６は、１つ以上の外科医及び／又は患者感知システム２０３３６に通信可能に連結され得る。感知システム２０３３６は、外科処置を行う外科医又は外科処置が行われている患者に関連する様々なバイオマーカをリアルタイムで測定及び／又は監視するために使用され得る。感知システム２０３３６によって測定される患者／外科医バイオマーカのリストが、本明細書に提供される。一例では、外科用ハブ２０３２６は、環境感知システム２０３３４に通信可能に連結され得る。環境感知システム２０３３４は、環境属性、例えば、手術現場内の温度／湿度、外科医の動き、外科医及び／又は患者の呼吸パターンによって引き起こされる手術現場内の周囲雑音等をリアルタイムで測定及び／又は監視するために使用されてもよい。
感知システム２０３３６及び外科用デバイス２０３３７が外科用ハブ２０３２６に接続されるとき、外科用ハブ２０３２６は、例えば、図７Ｂ～７Ｄに図示されるように、感知システム２０３３６から、１つ以上の患者バイオマーカと関連付けられる測定データ、患者と関連付けられる物理的状態、外科医バイオマーカと関連付けられる測定データ、及び／又は外科医と関連付けられる物理的状態を受信してもよい。外科用ハブ２０３２６は、例えば、図８に示されるように、手術デバイス２０３３７を制御するための制御信号を生成するために、例えば、外科医に関連する測定データを、他の関連する手術前データ及び／又は状況認識システムからのデータと関連付け得る。
一例では、外科用ハブ２０３２６は、感知システム２０３３６からの測定データを、ベースライン値、手術前測定データに基づいて、及び／又は手術測定データにおいて定義された１つ以上の閾値と比較することができる。外科用ハブ２０３２６は、感知システム２０３３６からの測定データを１つ以上の閾値とリアルタイムで比較してもよい。外科用ハブ２０３２６は、表示するための通知を生成してもよい。外科用ハブ２０３２６は、例えば、測定データが定義された閾値と交差する（例えば、より大きい又はより小さい）場合、患者２０３３９のためのヒューマンインターフェースシステム及び／又は外科医若しくはＨＣＰ ２０３４０のためのヒューマンインターフェースシステムに送達のための通知を送信し得る。通知が患者用ヒューマンインターフェースシステム２０３３９及び／又はＨＣＰ用ヒューマンインターフェースシステム２３４０のうちの１つ以上に送信されるか否かの判定は、通知に関連付けられた重大度レベルに基づいてもよい。外科用ハブ２０３２６はまた、表示するための通知に関連付けられた重大度レベルを生成してもよい。生成された重大度レベルは、患者及び／又は外科医若しくはＨＣＰに表示され得る。一例では、測定及び／又は監視される（例えば、リアルタイムで測定及び／又は監視される）患者バイオマーカは、外科処置工程と関連付けられ得る。例えば、胸部外科処置の静脈及び動脈の切断工程のために測定及び監視されるバイオマーカは、血圧、組織灌流圧、浮腫、動脈硬化、コラーゲン含有量、結合組織の厚さ等を含んでもよく、外科処置のリンパ節郭清工程のために測定及び監視されるバイオマーカは、患者の血圧の監視を含んでもよい。一例では、術後合併症に関するデータをストレージ２０３３１内のＥＭＲデータベースから検索することができ、ステープル留め又は切開線の漏出に関するデータを状況認識システムによって直接検出又は推測することができる。外科処置結果データは、外科用デバイス２０３３７、感知システム２０３３６、及び外科用ハブ２０３２６が接続されているストレージ２０３３１内のデータベースを含む様々なデータソースから受信したデータから状況認識システムによって推測することができる。
外科用ハブ２０３２６は、感知システム２０３３６から受信した測定データ及び物理的状態データ、並びに／又は外科用デバイス２０３３７に関連付けられたデータを、分析サーバ２０３３８に送信して、そこで処理することができる。分析サーバ２０３３８の各々は、メモリと、受信したデータを分析するためにそこに記憶された命令を実行することができるメモリに連結されたプロセッサとを含むことができる。分析サーバ２０３３８は、分散コンピューティングアーキテクチャで接続されてもよく、及び／又はクラウドコンピューティングアーキテクチャを利用してもよい。このペアリングされたデータに基づいて、分析システム２０３３８は、様々なタイプのモジュール式デバイスの最適及び／又は好ましい動作パラメータを決定し、外科用デバイス２０３３７の制御プログラムに対する調整を生成し、更新又は制御プログラムを１つ以上の外科用デバイス２０３３７に送信（又は 「プッシュ」）することができる。例えば、解析システム２０３３８は、外科用ハブ２０２３６から受信した周術期データを、外科医又はＨＣＰの生理的状態及び／又は患者の生理的状態に関連付けられた測定データと相関させてもよい。解析システム２０３３８は、外科用デバイス２０３３７がいつ制御されるべきかを決定し、更新を外科用ハブ２０３２６に送信し得る。次いで、外科用ハブ２０３２６は、制御プログラムを関連する外科用デバイス２０３３７に転送し得る。
外科用ハブ３０３２６、１つ以上の感知システム２０３３６、及びそれに接続可能な種々の外科用デバイス２０３３７を含む、コンピュータ実装型ウェアラブル患者／外科医ウェアラブル感知システム２０３２５に関する更なる詳細は、図５～図７Ｄに関連して説明される。
図１３は、外科処置中に外科データを処理するための例示的な方法２９７００のフロー図である。本明細書に開示されるように、外科処置中に、多くのソース及び／又はタイプの外科データ（例えば、外科センサデータ等）が存在する。そのような外科データは、他の外科用システム及び医療専門家による即時消費のために処理され得る。この処理は、リアルタイム、ほぼリアルタイム等で行うことができる。また、例えば、図１Ａを参照して本明細書に開示される、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム２００００等の外科データシステムは、センサ処理の種々の側面が行われ得る、複数の処理ユニットを含んでもよい。方法２９７００、並びにメモリ及び／又はプロセッサを用いてこれらの方法を実装する対応するデバイス及びデバイスの組み合わせを含む、本明細書に開示される方法は、そのような外科用センサデータ処理を調整するために使用され得る。調整は、より大きなシステム効率、より高いシステム及びデータ信頼性、障害及び故障の優雅な処理、より大きな全体的なシステム柔軟性及び性能等の態様を促進することができる。
２９７０２において、第１の処理が実行され得る。第１の処理は、着信センサデータに対して実行され得る。例えば、第１の処理は、着信センサデータの第１の部分に対して実行され得る。着信センサデータは、物理現象を感知するセンサユニットによって生成され得る。着信センサデータは、外部デバイスから受信されてもよい。
第１の処理は、第１の外科データ処理スキーマに従って実行され得る。第１の外科データ処理スキーマは、例えば、メモリから検索され得る。第１の処理は、センサデータチャネルへの出力のために実行され得る。
２９７０４において、外科データ処理修正コマンドが受信され得る。外科データ処理修正コマンドは、例えば、センサ制御チャネルを介して受信され得る。外科データ処理修正コマンドは、本明細書に開示されるような外科用ハブ、例えば外科用ハブ２０００６から受信されてもよい。外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされ得る。
第２の外科データ処理スキーマは、受信された外科データ処理修正コマンドに従って生成され、及び／又はメモリに保存され得る。例えば、外科データ処理修正コマンドは、第１の外科データ処理スキーマを更新又は修正し、第２の外科データ処理スキーマをもたらすための情報を含むことができる。例えば、外科データ処理修正コマンドは、第２の外科データ処理スキーマを含むことができる。第２の外科データ処理スキーマは、第１の外科データ処理スキーマとは異なってもよい。例えば、第２の外科データ処理スキーマは、第１の外科データ処理スキーマとは異なる情報及び／又は命令を含んでもよい。
２９７０６において、第２の処理が実行され得る。第２の処理は、着信センサデータに対して実行され得る。
例えば、第２の処理は、着信センサデータの第２の部分に対して実行され得る。外科処置中の能動的感知システムにおいて例示するために、着信センサデータの第１の部分は、外科データ処理修正コマンドの前に処理されたセンサ値を含んでもよく、着信センサデータの第２の部分は、外科データ処理修正コマンドの後に処理されたセンサ値を含んでもよい。この構成は、処理されている現在の値に関連する処理の変更を可能にするために使用され得る。例えば、この構成は、絶対値が医療専門家に関連する場合に適切であり得る。
また例えば、第２の処理は、着信センサデータの第１の部分に対して実行されてもよい。着信センサデータの第１の部分は、例えば、バッファ、キャッシュ、データログ、履歴、又は他の短期ストレージ等のメモリに記憶され得る。この構成は、以前に処理された値に関連する処理の変更を可能にするために使用され得る。この構成は、以前の値に対する現在の値の関係が医療専門家に関連性を有する場合に適切であり得る。
第２の処理は、第２の外科データ処理スキーマに従って実行され得る。第２の処理は、センサデータチャネルへの出力のために実行され得る。
例示のために、外科データ処理修正コマンドは、センサ処理を第１の処理から第２の処理に変更するために使用され得る。例えば、処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、及び／又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有してもよい。例えば、第１の処理は、第２の処理の出力解像度とは異なる出力解像度を有し得る。例えば、第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理とは異なってもよい。例えば、第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理とは異なってもよい。
例示のために、外科データ処理修正コマンドは、負荷バランシングを実行するために使用され得る。例えば、外科データ処理修正コマンドは、データ変換動作（例えば、リソース集約型データ変換動作等）をシステム内のあるデバイスから別のデバイスに移動させるために使用されてもよい。例えば、外科データ処理修正コマンドは、特定のデバイスに、センサデータの単なるパススルーから単なるパススルー以外の変換に変更させるために使用され得る。例えば、外科データ処理修正コマンドは、特定のデバイスに、単なるパススルー以外の変換からセンサデータの単なるパススルーに変更させるために使用されてもよい。直列のデバイスによって行われるそのようなアクションは、システム内の１つのデバイスから別のデバイスに処理を移動させる例示的な方法である。
方法２９７００及び／又はその工程によって示されるような、本明細書で開示されるデータ処理アプローチは、任意の適切なハードウェア／ソフトウェアデータシステムに関連して実行され得る。例えば、本明細書に開示されるハードウェア／ソフトウェアデータシステムが使用されてもよい。例えば、図７Ａ～図Ｄに関して開示されるもの等のハードウェア／ソフトウェアデータシステムが、例えば、使用されてもよい。
例えば、図７Ａを参照すると、プロセッサ２０２２２及びメモリ２０２２３は、実装のために使用され得る。プロセッサ２０２２２は、第１の処理、第２の処理、外科データ処理修正コマンドの受信及び処理を行うことができる。例えば、図７Ｂを参照すると、データ処理ユニット２０２３８及びストレージ２０２３９は、実装のために使用され得る。例えば、図７Ｃを参照すると、データ処理ユニット２０２４９及びストレージ２０２５０は、実装のために使用され得る。また例えば、方法２９７００は、センサユニット２０２４５自体によって実行されてもよい。例えば、センサユニット２０２４５は、補助処理ハードウェアと、データ処理及び通信ユニット２０２４６へのセンサデータ制御チャネルとを含んでもよい。そのような実装は、例えば、センサユニット２０２４５の処理能力に適切な外科データ処理修正コマンドの低減されたセットと共に使用されてもよい。例えば、図７Ｄを参照すると、データ処理ユニット２０２５３及びストレージ２０２５９は、実装のために使用され得る。また例えば、方法２９７００は、センサユニット２０２５２自体によって実行されてもよい。例えば、センサユニット２０２５２は、補助処理ハードウェアと、データ処理及び通信ユニット２０２５３へのセンサデータ制御チャネルとを含んでもよい。そのような実装は、例えば、センサユニット２０２５２の処理能力に適切な外科データ処理修正コマンドの低減されたセットと共に使用されてもよい。
図１４は、例示的なセンサデータ処理システム２９７１０のブロック図を示す。システム２９７１０は、１つ以上の外科用センサシステム２９７１２、２９７１４と、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６と、１つ以上の下流システム２９７１８とを含み得る。
１つ以上の外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、本明細書に開示されるセンサシステムのうちのいずれかを含んでもよい。外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、外科処置に関連して及び／又は手術中に使用するのに適した任意の感知システムを含むことができる。例えば、外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、患者モニタリングシステム、外科医モニタリングシステム等を含むことができる。例えば、外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、環境センサを含み得る。例えば、外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、エンドカッタ、外科用ステープラ、エネルギーデバイス等の特定の外科用器具に関連付けられたセンサを含んでもよい。外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、例えば、図５を参照して開示される外科用感知システム２００６９を含んでもよい。
外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、バイオマーカを測定し、そのバイオマーカについての情報をシステム２９７１０内の他のデバイスに通信し得る。外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、それぞれの外科データ処理スキーマ２９７２０、２９７２２を含むことができる。外科データ処理スキーマ２９７２０、２９７２２は、対応する外科用センサシステム２９７１２、２９７１４の動作を定義する情報及び対応するデータ構造を含んでもよい。例えば、外科データ処理スキーマ２９７２０、２９７２２は、センサ制御、感知動作、センサデータ処理（アトミック処理、ストリーム処理、及び／又は複合処理等）、データフォーマッティング等に関する情報を含んでもよい。
外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、それぞれのセンサ値データチャネル２９７２４、２９７２６を介してセンサ値情報を通信し得る。センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６は、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、生データストリーミング、センサデータ伝送及び管理プロトコル（ＳＴＭＰ）、単純センサインターフェース（ＳＳＩ）等、センサ値データをトランスポートするのに適した任意のデータ通信プロトコルを含むことができる。
例示のために、外科用センサシステム２９７１２は、センサデータ２９７２８のストリームを通信し得る。センサデータ２９７２８のストリームは、センサ値データチャネル２９７２４を介して通信され得る。ストリーム２９７２８は、センサ値２９７３０、２９７３２の連続リストを表す情報を含むことができる。各センサ値２９７３０、２９７３２は、センサシステム識別子２９７３４、２９７３６、タイムスタンプ２９７３８、２９７４０等の対応するメタデータを伴うことができる。例えば、ストリーム２９７２８は、１つ以上の部分２９７４２、２９７４４を有してもよい。部分２９７４２、２９７４４は、論理的に一緒にグループ化された１つ以上の値を含むストリームの一部を表すことができる。例えば、部分は、第１の部分２９７４２が通信され、及び／又は対応する時間ブロック中の測定値に関連付けられるように、時間的にグループ化され得る。また、第２の部分２９７４４は、対応する異なる時間ブロックにおける測定値と通信及び／又は関連付けられる。例えば、第１及び第２の部分は時間的に隣接していてもよい。部分２９７４２、２９７４４は、例えば、第１及び第２の部分が、例えば、それぞれのメタデータタグによって識別されるように、メタデータによってグループ化されてもよい。
外科用センサシステム２９７１２、２９７１４は、それぞれのセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８を介してコマンド及び関連する動作情報を通信することができる。センサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、生データストリーミング、センサデータ伝送及び管理プロトコル（ＳＴＭＰ）、シンプルセンサインターフェース（ＳＳＩ）等、コマンド及び関連する動作情報を搬送するのに適した任意のデータ通信プロトコルを含むことができる。
センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６及びセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、異なる物理的通信ハードウェアを含んでもよい。センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６及びセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、共通の物理的通信ハードウェアを介して通信されてもよい。センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６及びセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、同じ物理通信ハードウェア上の論理チャネルを含むことができる。センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６及びセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、ネットワーク機器から同じ処理又は異なる処理を受信することができる。例えば、センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６及びセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、レイテンシ、帯域幅、信頼性、パケット損失、ジッタ、再送信、肯定応答、否定応答等、異なるトランスポート特性を有し得る。一例では、センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６は、再送信のない高帯域幅、低レイテンシチャネルを含み得る。また、センサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、再送信を伴う高信頼性の予約帯域幅チャネルを有し得る。
センサ値データチャネル２９７２４、２９７２６及びセンサ制御チャネル２９７４６、２９７４８は、外科用センサシステム２９７１２、２９７１４と外科用センサデータ処理デバイス２９７１６との間の通信を可能にするために使用され得る。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、１つ以上のそれぞれの外科用センサシステムからセンサデータの１つ以上の着信ストリーム（例えば、ストリーム２９７２８）を受信し、そのデータを処理し、結果として生じるデータを１つ以上の下流システム２９７１８にルーティングするように構成されてもよい。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、下流センサ値データチャネル２９７５０及び／又は下流センサ制御チャネル２９７５２を介して１つ以上の下流システム２９７１８と通信するように構成されてもよい。
外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、コマンドを生成し、及び／又はコマンドを受信するように構成されてもよい。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、１つ以上の外科用センサシステム２９７１２、２９７１４にコマンドを送信するように構成され得る。コマンドは、外科用センサシステム２９７１２、２９７１４の動作を修正するために使用され得る。例えば、コマンドは、外科用センサシステム２９７１２、２９７１４のそれぞれの外科データ処理スキーマ２９７２０、２９７２２を修正するために使用されてもよい。
外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、それ自体の外科データ処理スキーマ２９７５３を有し得る。外科データ処理スキーマ２９７５３は、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６が１つ以上の着信ストリームに対して実行する処理を定義することができる。（例えば、下流システム２９７１８からの）コマンドは、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６の動作を修正するために使用されてもよい。例えば、コマンドは、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６の外科データ処理スキーマ２９７５３を修正するために使用され得る。
図１５Ａ～図１５Ｃは、それぞれ、外科用センサシステム２９７１２における処理修正、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６における処理修正、並びに外科用センサシステム２９７１２及び外科用センサデータ処理デバイス２９７１６の両方における処理修正を示す例示的なメッセージング図である。
図１５Ａでは、外科用センサシステム２９７１２の動作が修正されている。１つ以上の初期化制御メッセージ２９７５４は、外科用センサシステム２９７１２と外科用センサデータ処理デバイス２９７１６及び／又は１つ以上の下流システム２９７１８との間で通信され得る。初期化制御メッセージ２９７５４は、外科用センサシステム２９７１２の初期動作を定義することができる。初期化制御メッセージ２９７５４は、ネットワーク発見、デバイス発見、サービス発見等の動作を含み得る。一例では、初期化制御メッセージ２９７５４は、初期外科データ処理スキーマ２９７２０を含み得る。一例では、初期外科データ処理スキーマ２９７２０は、外科用センサシステム２９７１２にローカルなメモリから検索され得る。そのような初期化制御メッセージ２９７５４は、１つ以上のセンサ制御チャネル（例えば、センサ制御チャネル２９７２６及び／又は下流センサ制御チャネル２９７５２）を介して送信され得る。
外科用センサシステム２９７１２のプロセッサは、センサデータを受信してもよい。例えば、外科用センサシステム２９７１２のプロセッサは、外部デバイス（外部センサユニット等）からセンサデータを受信してもよい。例えば、外科用センサシステム２９７１２のプロセッサは、内部サブシステム（内部トランスデューサ、Ａ／Ｄ変換器、プロセッサ等）からセンサデータを受信してもよい。外科用センサシステム２９７１２は、データを処理してもよい。外科用センサシステム２９７１２は、外科データ処理スキーマ２９７２０に従ってデータを処理することができる。外科用センサシステム２９７１２は、センサデータのストリームを外科用センサデータ処理デバイス２９７１６及び／又は１つ以上の下流システムに出力してもよい。例えば、受信されたセンサデータの第１の部分は、対応する第１の出力部分２９７５６において表され得る。センサデータの出力ストリームは、センサ値データチャネル２９７２４及び／又は下流センサ値データチャネル２９７５０を介して通信されてもよい。
修正制御相互作用が生じてもよい。相互作用は、１つ以上のコマンド及び応答を含んでもよい。例えば、外科用センサシステム２９７１２は、外科データ処理修正コマンド２９７５８を受信することができる。外科用センサシステム２９７１２は、外科データ処理修正コマンド２９７５８に従って外科データ処理スキーマ２９７２０を更新することができる。そして、外科用センサシステム２９７１２は、初期化制御メッセージ２９７５４によって定義される処理に従って着信センサ値を処理することを停止し、外科データ処理修正コマンド２９７５８によって定義される処理に従って着信センサ値を処理することを開始してもよい。そして、外科用センサシステム２９７１２は、修正された処理中のセンサデータのストリームを、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６及び／又は１つ以上の下流システム２９７１８に出力し続けることができる。例えば、受信されたセンサデータの第２の部分は、対応する第２の出力部分２９７６０において表され得る。
図１５Ｂでは、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６の動作が修正される。１つ以上の初期化制御メッセージ２９７６２は、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６と１つ以上の下流システム２９７１８との間で通信され得る。初期化制御メッセージ２９７６２は、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６の初期動作を定義することができる。初期化制御メッセージ２９７６２は、ネットワーク発見、デバイス発見、サービス発見等の動作を含み得る。一例では、初期化制御メッセージ２９７６２は、初期外科データ処理スキーマ２９７５３を含み得る。一例では、初期外科データ処理スキーマ２９７５３は、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６にローカルなメモリから検索され得る。そのような初期化制御メッセージ２９７６２は、下流センサ制御チャネル２９７５２を介して送信され得る。
外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、外科用センサシステム２９７１２からセンサデータを受信し得る。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、データを処理することができる。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、外科データ処理スキーマ２９７５３に従ってデータを処理することができる。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、センサデータのストリームを１つ以上の下流システム２９７１８に出力してもよい。例えば、受信されたセンサデータの第１の部分２９７６４は、対応する第１の出力部分２９７６６において表され得る。センサデータの出力ストリームは、下流センサ値データチャネル２９７５０を介して通信されてもよい。
修正制御相互作用が生じてもよい。相互作用は、１つ以上のコマンド及び応答を含んでもよい。例えば、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、外科データ処理修正コマンド２９７６８を受信することができる。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、外科データ処理修正コマンド２９７６８に従って外科データ処理スキーマ２９７５３を更新することができる。また、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、初期化制御メッセージ２９７６２によって定義された処理に従って着信センサ値を処理することを停止し、外科データ処理修正コマンド２９７６８によって定義された処理に従って着信センサ値を処理し始めることができる。また、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、現在修正された処理中のセンサデータのストリームを１つ以上の下流システム２９７１８に出力し続けることができる。例えば、受信及び／又は生成されたセンサデータの第２の部分２９７７０は、対応する第２の出力部分２９７７２において表されてもよい。
図１５Ｃでは、外科用センサシステム２９７１２及び外科用センサデータ処理デバイス２９７１６の両方の動作が修正される。この例では、外科用センサシステム２９７１２は、特定のデータ処理動作を提供してもよく、そのデータ処理動作は、外科用センサシステム２９７１２から外科用センサデータ処理デバイス２９７１６に移動されてもよい。例示のために、そのような処理変更は、例えば、外科用センサシステム２９７１２が過負荷になっている場合に使用され得る。そのような処理変更は、外科処置の後続の部分が、例えば、外科用センサシステム２９７１２がより高いサンプリングレートを有することを必要とし、その処理のいくつかの側面を外科用センサデータ処理デバイス２９７１６にオフロードすることが、そのより高いサンプリングレートを達成することを可能にする場合に使用され得る。
外科用センサシステム２９７１２のプロセッサは、センサデータを受信していてもよい。例えば、外科用センサシステム２９７１２のプロセッサは、外科用センサデータストリームの第１の部分を受信し得る。外科用センサシステム２９７１２は、第１の動作及び第２の動作を第１の部分に適用し得る。外科用センサシステム２９７１２は、出力された第１の部分２９７７４を送信することができる。出力された第１の部分２９７７４は、第１及び第２の動作によって処理されたセンサデータを表すことができる。
外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、出力された第１の部分２９７７４を受信することができる。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、第３の動作を第１の部分２９７７４に適用することができる。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、出力された第１の部分２９７７６を１つ以上の下流システム２９７１８に送信してもよい。
次いで、例えば、システムのデータ処理要件に基づいて、第２の動作は、外科用センサシステム２９７１２から外科用センサデータ処理デバイス２９７１６に移動され得る。例えば、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、下流システム２９７１８から外科データ処理修正コマンドを受信し得る。また、例えば、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、自発的に処理修正を開始してもよい。
外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、外科用センサシステム２９７１２に外科データ処理修正コマンド２９７７８を送信することができる。外科データ処理修正コマンド２９７７８は、外科用センサシステム２９７１２と外科用センサデータ処理デバイス２９７１６との間の負荷分散動作に基づいてトリガされてもよい。外科データ処理修正コマンド２９７７８は、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく外科用センサシステム２９７１２と外科用センサデータ処理デバイス２９７１６との間の負荷分散動作に基づいてトリガされ得る。
外科用データ処理修正コマンド２９７７８は、手術用センサシステム２９７１２が第１の動作を着信センサデータの第２の部分に適用し、第２の動作を着信センサデータの第２の部分に適用しないように、その手術用データ処理スキーマ２９７２０を修正するように手術用センサシステム２９７１２に指示し得る。したがって、外科用センサシステム２９７１２は、出力された第２の部分２９７８０を送信することができる。出力された第２の部分２９７８０は、第２の動作ではなく、第１の動作によって処理されたセンサデータを表し得る。
外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６が第２の動作及び第３の動作を第２の部分２９７８０に適用するように、その外科データ処理スキーマ２９７５３を更新し得る。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、自身の外科データ処理スキーマ２９７５３を自発的に更新することができる。外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、下流システム２９７１８からの外科データ処理修正コマンドに基づいて、その外科データ処理スキーマ２９７５３を更新することができる。したがって、外科用センサデータ処理デバイス２９７１６は、出力された第２の部分２９７８２を送ることができる。出力された第２の部分２９７８０は、第１、第２、及び第３の動作によって処理されたセンサデータを表し得る。
図１６は、例示的な外科データ処理スキーマ２９７８４のブロック図である。外科データ処理スキーマ２９７８４は、対応する外科用センサシステム及び／又は対応する外科用センサデータ処理デバイス等の対応するデバイスの動作を定義する情報及び対応するデータ構造を含むことができる。外科データ処理スキーマ２９７８４は、センサ制御、感知動作、センサデータ処理（アトミック処理、ストリーム処理、及び／又は複合処理等）、データフォーマッティング等に関する情報を含んでもよい。外科データ処理スキーマ２９７８４は、そのような情報を構造化データフォーマットで含むことができる。例えば、構造化フォーマットは、（制御、動作、及び／又は処理パラメータのような）パラメータを格納及びラベル付けするための任意のフォーマットであってもよい。例えば、構造化フォーマットは、独自のファイルタイプ、カンマ区切りファイル、テーブル、２次元アレイ、埋め込みアレイのアレイ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）Ｏｂｊｅｃｔ Ｎｏｔａｔｉｏｎ（ＪＳＯＮ）、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）、レコード、タグ付きユニオン、オブジェクト、データベース、データベースレコード等のフォーマットであってもよい。
例示的な外科データ処理スキーマ２９７８４は、制御パラメータ２９７８６、感知パラメータ２９７８８、アトミック処理パラメータ２９７９０、ストリーム処理パラメータ２９７９２、複合処理パラメータ２９７９４、データフォーマットパラメータ２９７９６等を含むことができる。
制御パラメータ２９７８６は、対応する外科用センサシステム及び／又は対応する外科用センサデータ処理デバイス等の対応するデバイスの全体的及び高レベル動作に関する情報を含んでもよい。制御パラメータ２９７８６は、センサ識別子、処理識別子、初期化プロセスキー（発見キー、Ｔｒｉｖｉａｌ Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＴＦＴＰ）リンク等）を含み得る。制御パラメータ２９７８６は、電力消費、処理リソース等に対する制限等、デバイス動作に対する制限を含むことができる。制御パラメータ２９７８６は、ネットワークタイプ、ネットワークノード識別、チャネル情報（例えば、対応するセンサデータチャネル及び／又はセンサ制御チャネルを識別及び定義する情報）、チャネル使用情報（例えば、所与のタイプについて２つ以上のチャネルが識別されたときにどのチャネルが使用されるべきかを識別する情報等の通信及び／又はネットワーク情報を含み得る。例えば、２つのセンサデータチャネルが定義されてもよく、各々がセンサデータをそれぞれの処理デバイスに向ける。制御パラメータ２９７８６内のチャネル使用情報は、それらの処理デバイスのうちのどれが出力データを受信するかを選択するために使用され得る）、セキュリティ情報（公開／秘密鍵、認証方法、暗号化タイプ等）等の通信及び／又はネットワーキング情報を含み得る。制御パラメータ２９７８６は、デバイスによって実行されるべき順序付けられた工程（任意の条件付き処理を含む）を定義するマスタプロセスフローを含み得る。マスタプロセスフローは、スキーマ２９７８４内の他のパラメータによって更に定義される動作を指すことができる。
感知パラメータ２９７８８は、物理現象を情報に変換する動作を定義する任意の情報を含むことができる。感知パラメータ２９７８８は、トランスデューサ設定、較正情報及び設定、感知解像度、感知周波数、サンプルレート等を含み得る。
アトミック処理パラメータ２９７９０は、感知されたデータの各値に対して実行されるべき動作を定義する任意の情報及び／又は命令を含み得る。アトミック処理パラメータ２９７９０は、センサ値に対して個別に実行されてもよい。アトミック処理パラメータ２９７９０は、実行されるべき１つ以上の特定の動作を識別する情報を含み得る。アトミック処理パラメータ２９７９０は、識別された特定の動作の各々についてのパラメータを含み得る。例示のために、アトミック処理パラメータ２９７９０は、オフセット動作に関する情報を含み得る。アトミック処理パラメータ２９７９０は、オフセット動作を識別する情報を含み得る。また、アトミック処理パラメータ２９７９０は、オフセット値を指定する情報を含み得る。したがって、そのような外科データ処理スキーマ２９７８４に従ってセンサデータを処理するデバイスは、指定されたオフセット値だけオフセットされたセンサ値を出力することになる。アトミック処理パラメータ２９７９０において表され得る他の動作は、データマッピング、閾値化、トリガ、ダウンサンプリング等を含み得る。
ストリーム処理パラメータ２９７９２は、複数のセンサ値にわたって実行されるべき動作を定義する任意の情報及び／又は命令を含み得る。ストリーム処理パラメータ２９７９２は、実行されるべき１つ以上の特定の動作を識別する情報を含み得る。ストリーム処理パラメータ２９７９２は、識別された特定の動作の各々についてのパラメータを含み得る。ストリーム処理パラメータ２９７９２によって表され得る動作は、移動平均、ヒステリシス、プロセスチェーン、統計的プロセス、フィルタリング（雑音フィルタ、適応フィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ等）、アップサンプリング等を含み得る。
複合処理パラメータ２９７９４は、２つ以上のセンサからの値を使用して実行される動作を定義する任意の情報及び／又は命令を含むことができる。複合処理パラメータ２９７９４は、実行されるべき１つ以上の特定の動作を識別する情報を含み得る。複合処理パラメータ２９７９４は、どのセンサから処理のための値を取るべきか等、識別された特定の動作の各々についてのパラメータを含み得る。複合パラメータ２９７９４によって表され得る動作は、センサ融合動作、条件付き動作、複合バイオマーカマッピング動作、仮想センサ動作等を含み得る。
データフォーマッティングパラメータ２９７９６は、出力センサ値ストリームのデータフォーマットを定義する任意の情報及び／又は命令を含み得る。データフォーマッティングパラメータ２９７９６は、単位、タイムスタンプ、データタイプ、データ要素精度等に関する情報を含み得る。
図１７は、例示的なセンサ処理コーディネータ２９７９８のブロック図である。センサ処理コーディネータ２９７９８は、外科データ処理修正コマンド２９８００を生成するのに適した任意のハードウェア、ソフトウェア、及びそれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、センサ処理コーディネータ２９７９８は、本明細書で開示される動作を実行するように構成されたプロセッサ及び／又はメモリを含み得る。センサ処理コーディネータ２９７９８は、例えば外科用ハブに組み込まれてもよい。センサ処理コーディネータ２９７９８は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム内の他のデバイスに組み込まれてもよい。
コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムは、１つ以上のセンサ処理コーディネータ２９７９８を含んでもよい。例えば、センサ処理コーディネータ２９７９８は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムのグローバルビューを有してもよく、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム全体のための外科データ処理修正コマンド２９８００を生成してもよい。また、例えば、センサ処理コーディネータ２９７９８は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムの限定されたビューを有してもよく、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムの一部のための外科データ処理修正コマンド２９８００を生成してもよい。例えば、センサ処理コーディネータ２９７９８は、手術感知システム及び／又は外科用センサデータ処理デバイスの特定のセットに関連付けられてもよい。
センサ処理コーディネータ２９７９８は、任意のセンサ管理システム及び／又はプロトコルのコンテキスト内で使用することができる。例えば、センサ処理コーディネータ２９７９８は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＤＩＣＯＭ）及びＢｉｏＳｉｇｎａｌＭＬマークアップランゲージ等の分散ストリーム管理システム、並びにＴｅｌｅｇｒａｐｈＣＱ、ＰＩＰＥＳ、Ｂｏｒｅａｌｉｓ等のプラットフォームに組み込まれてもよい。
センサ処理コーディネータ２９７９８は、１つ以上の入力に基づいて外科データ処理修正コマンド２９８００を生成することができる。例えば、センサ処理コーディネータ２９７９８は、センサ作業負荷データ２９８０２、処置計画データ２９８０４、外科状況認識データ２９８０６等に基づいて外科データ処理修正コマンド２９８００を生成することができる。
センサ作業負荷データ２９８０２は、システム内の１つ以上のデバイスのセンサ処理の現在の性能及び／又は予想される性能を表す情報を含むことができる。例えば、外科用センサデータ処理デバイスは、４つの関連する外科用感知システムからのデータを取り扱うその処理能力の８０％を利用している場合がある。そのような入力は、そのデバイスによって処理されている処理を修正するための外科データ処理修正コマンド２９８００を生成するかどうかを決定するために、センサ処理コーディネータ２９７９８によって使用され得る。
処置計画データ２９８０４は、手術の個々の態様を表す情報を含むことができ、各態様の予想されるセンサ需要についての情報を含む。例えば、処置計画データ２９８０４は、処置中のある特定の外科タスクが他よりも多くの処理リソースを要求することを示すことができる。
外科状況認識データ２９８０６は、センサ処理を調整するために使用され得るコンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムにおいて利用可能な任意の他のデータを含んでもよい。例示のために、外科用器具（例えば、使用されるべき処置計画から予期されない外科用器具）がオンにされる。外科状況認識データ２９８０６は、外科用器具の識別子のインジケーションと、外科用器具が起動されたというインジケーションとを含み得る。手術現場におけるリアルタイムの出来事についてのそのような情報は、例えば、計画されていない外科用器具の動作をサポートするために追加の処理能力を利用可能にするために、既存のセンサ処理を修正するための外科データ処理修正コマンド２９８００を生成するかどうかを決定するために、センサ処理コーディネータ２９７９８によって使用され得る。
センサ処理コーディネータ２９７９８は、マスタセンサリスト２９８０８及び調整計画２９８１０を含むことができる。マスタセンサリスト２９８０８は、外科処置中に使用するための現在、過去、及び予想されるセンサ及びデバイスに関する情報を含むことができる。マスタリスト２９８０８は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム内のデバイスの全てに関するロジスティックデータを含んでもよい。例えば、マスタリストは、各デバイスの外科データ処理スキーマのコピーを含んでもよい。
調整計画２９８１０は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステム内のセンサ及びデバイスの動作に関連する情報を含んでもよい。例えば、調整計画２９８１０は、初期化情報センサ及びデバイスを含んでもよい。例えば、調整計画２９８１０は、外科処置中の外科データ処理要件に対する予想される変化に対する緩和プロセスを含むことができる。例えば、調整計画２９８１０は、特定の外科状況認識トリガによってトリガされ得る緩和プロセスを含み得る。調整計画２９８１０は、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムにおいて１つ以上のデータ処理戦略を実装するための情報及び／又は命令を含んでもよい。
一例では、調整計画２９８１０は、負荷分散戦略を実施するための情報及び／又は命令を含むことができる。例えば、調整計画２９８０１は、感知システムが容量に近いことを検出すると、その動作の一部を停止するようにそれに指示し、生データを別のデバイスにストリーミングし、残りの動作を実行するように他のデバイスに指示する命令を含むことができる。例えば、調整計画２９８０１は、システム内の他のデバイスを支援するために使用され得る追加の未使用容量を有するデバイスを識別するための命令を含み得る。そのようなセンサ処理負荷分散は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、データ収集率、及び通信帯域幅を改善し得る。
一例では、調整計画２９８１０は、特定のセンサ処理トポロジを実装するための情報及び／又は命令を含むことができる。センサ処理コーディネータは、例えば、センサデータ値チャネル及び対応する処理のアイデンティティ及び使用を調整することによって、異なるトポロジ及び対応する戦略を定義することができる。例えば、調整計画２９８１０は、各外科手術感知システムに、それらの出力フィードを、例えば、外科用ハブ等の単一集約デバイスにストリーミングするように指示するための情報及び／又は命令を含んでもよい。調整計画は、各外科用感知システムに、それらの最良の収集及び伝送速度でストリーミングするように指示する情報及び／又は命令を含んでもよい。次に、外科用ハブは、この最高解像度の生データを収集し、全てのストリームをまとめて処理することができる。また、例えば、調整計画は、デバイスがそれらのデータを分散処理ポイントに送信するように、処理サブユニットを定義するための情報及び／又は命令を含んでもよい。処理ポイントは、処理能力、アルゴリズム的共存（例えば、メモリ集約的であるが処理集約的ではない処理動作を、処理集約的であるがメモリ集約的ではない動作とペアリングすること）、機能グループ等に基づいて定義され得る。
一例では、調整計画２９８１０は、特定のセンサ優先順位付け方式を実装するための情報及び／又は命令を含むことができる。例えば、特定のセンサフィードは、様々な重要度で分類され得る。例えば、より高い優先度を有するものが少なくともそれらの最低必要頻度で安全かつ一貫してキャプチャされ得、より低い優先度を有するものがベストエフォートベースで及び／又は容量が利用可能であるときにキャプチャされ得るように、２つのカテゴリ方式が実装され得る。
また、例えば、調整計画２９８１０は、状況認識データ２９８０６（例えば、現在の外科活動及び患者バイオマーカ）及び／又は処置計画データ２９８０４に従ってセンサデータ処理に優先順位を付けるための情報及び／又は命令を含んでもよい。調整計画２９８１０は、状況認識データ２９８０６によって検出されるように及び／又は処置計画データ２８８０４に記載されるように、処置の特定の態様に対してより重要なセンサフィードを優先し、処置の特定の態様に対してあまり重要でないセンサフィードの優先順位を下げるための情報及び／又は命令を含むことができる。優先順位付けは、より重要なフィードに対してより高い解像度、サンプリングレート等を有効にすること、及び重要度の低いフィードに対してより低い解像度、サンプリングレート等を有効にすることを含むことができる。そのような調整計画２９８１０は、利用可能な帯域幅及び処理能力の利用を最大化することができる。そのような調整計画２９８１０は、手術全体を通して、コンピュータ実装患者及び外科医モニタリングシステムを再平衡化することができる。
一例では、調整計画２９８１０を使用して、バイオマーカ又は患者固有のパラメータに基づいてセンサの局所処理を制限することができる。例えば、調整計画２９８１０は、例えば生理学的限界に基づいてセンサの局所処理を制限するために使用されてもよい。例示のために、心拍変動を測定することは、単に心拍数自体を測定することよりも高いサンプリングレートを必要とし得る。同じセンサを使用して、両方のバイオマーカを測定することができる。しかし、状況認識データ２９８０６及び／又は処置計画データ２８８０４が心拍変動性ではなく心拍数を要求する場合、調整計画２９８１０は、それに応じてセンサの動作を調整するための情報及び／又は命令を含み得る。そのようなダウン調整は、例えば、他のセンサのための処理システムにおいて追加の容量を提供し得る。
実施形態の以下のリストは、説明の一部を形成する。
１．外科処置中に外科データを処理するためのデバイスであって、デバイスは、
メモリと、
プロセッサと、を備え、プロセッサが、
メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索することと、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
外科データ処理修正コマンドに従って第２の外科データ処理スキーマをメモリに保存することであって、第２の外科データ処理スキーマは第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分の第２の処理を実行することであって、第２の処理は第１の処理とは異なる、ことと、を行うように構成されている、デバイス。
２．外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、態様１に記載のデバイス。
３．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、態様２に記載のデバイス。
４．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有する、態様１に記載のデバイス。
５．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力解像度を有する、態様１に記載のデバイス。
６．第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理と異なる、態様１に記載のデバイス。
７．第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理とは異なる、態様１に記載のデバイス。
８．物理現象を感知することによって、着信センサデータを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、態様１に記載のデバイス。
９．外部デバイスから着信センサデータを受信するように構成された入力を更に備える、態様１に記載のデバイス。
１０．第１の処理及び第２の処理のうちのいずれか１つの第１のそれぞれの入力／出力変換は単なるパススルーであり、第１の処理及び第２の処理のうちのいずれか他の１つの第２のそれぞれの入力／出力変換は、単なるパススルー以外の入力／出力変換を含み、単なるパススルー以外の入力／出力変換は、アトミック処理、ストリーム処理、又は複合処理のいずれかを実行する、態様１に記載のデバイス。
１１．システムにおいて外科処置中に外科データを処理するための方法であって、方法は、
システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することと、
システムの第２のデバイスにおいて、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づき、第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、を含む、方法。
１２．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、態様１１に記載の方法。
１３．外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える現在の外科データ処理利用の態様に基づいてトリガされる、態様１１に記載の方法。
１４．外科データ処理修正コマンドは、着信センサデータの外科重要度のインジケーションに基づいてトリガされる、態様１１に記載の方法。
１５．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有する、態様１１に記載の方法。
１６．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力解像度を有する、態様１１に記載の方法。
１７．第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理と異なる、態様１１に記載の方法。
１８．第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理とは異なる、態様１１に記載の方法。
１９．外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、システムは、
第１の外科システム構成要素であって、第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信することと、
外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用することと、
外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、第２の処理動作ではなく第１の処理動作を外科センサデータストリームの第２の部分に適用することと、を行うように構成されている、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、第２の外科システム構成要素は、
第１の外科システム構成要素から外科センサデータストリームを受信することと、
外科センサデータストリームの第１の部分に、第２の処理動作ではなく、第３の動作を適用することと、
外科センサデータストリームの第２の部分に、第３の処理動作及び第２の処理動作を適用することと、を行うように構成されている、第２の外科システム構成要素と、を備える、システム。
２０．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく第１の外科システム構成要素と第２の外科システム構成要素との間の負荷分散動作に基づいてトリガされる、態様１９に記載のシステム。
１．外科処置中に外科データを処理するためのデバイスであって、デバイスは、
メモリと、
プロセッサと、を備え、プロセッサが、
メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索することと、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
外科データ処理修正コマンドに従って第２の外科データ処理スキーマをメモリに保存することであって、第２の外科データ処理スキーマは第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分の第２の処理を実行することであって、第２の処理は第１の処理とは異なる、ことと、を行うように構成されている、デバイス。
２．外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、態様１に記載のデバイス。
３．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、態様２に記載のデバイス。
４．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有する、態様１に記載のデバイス。
５．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力解像度を有する、態様１に記載のデバイス。
６．第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理と異なる、態様１に記載のデバイス。
７．第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理とは異なる、態様１に記載のデバイス。
８．物理現象を感知することによって、着信センサデータを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、態様１に記載のデバイス。
９．外部デバイスから着信センサデータを受信するように構成された入力を更に備える、態様１に記載のデバイス。
１０．第１の処理及び第２の処理のうちのいずれか１つの第１のそれぞれの入力／出力変換は単なるパススルーであり、第１の処理及び第２の処理のうちのいずれか他の１つの第２のそれぞれの入力／出力変換は、単なるパススルー以外の入力／出力変換を含み、単なるパススルー以外の入力／出力変換は、アトミック処理、ストリーム処理、又は複合処理のいずれかを実行する、態様１に記載のデバイス。
１１．システムにおいて外科処置中に外科データを処理するための方法であって、方法は、
システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することと、
システムの第２のデバイスにおいて、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づき、第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、を含む、方法。
１２．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、態様１１に記載の方法。
１３．外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える現在の外科データ処理利用の態様に基づいてトリガされる、態様１１に記載の方法。
１４．外科データ処理修正コマンドは、着信センサデータの外科重要度のインジケーションに基づいてトリガされる、態様１１に記載の方法。
１５．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有する、態様１１に記載の方法。
１６．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力解像度を有する、態様１１に記載の方法。
１７．第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理と異なる、態様１１に記載の方法。
１８．第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理とは異なる、態様１１に記載の方法。
１９．外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、システムは、
第１の外科システム構成要素であって、第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信することと、
外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用することと、
外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、第２の処理動作ではなく第１の処理動作を外科センサデータストリームの第２の部分に適用することと、を行うように構成されている、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、第２の外科システム構成要素は、
第１の外科システム構成要素から外科センサデータストリームを受信することと、
外科センサデータストリームの第１の部分に、第２の処理動作ではなく、第３の動作を適用することと、
外科センサデータストリームの第２の部分に、第３の処理動作及び第２の処理動作を適用することと、を行うように構成されている、第２の外科システム構成要素と、を備える、システム。
２０．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく第１の外科システム構成要素と第２の外科システム構成要素との間の負荷分散動作に基づいてトリガされる、態様１９に記載のシステム。
実施例１．外科処置中に外科データを処理するためのデバイスであって、メモリと、プロセッサと、を備え、プロセッサが、メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索することと、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、外科データ処理修正コマンドに従って第２の外科データ処理スキーマをメモリに保存することであって、第２の外科データ処理スキーマは第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、第２の処理は第１の処理とは異なる、ことと、を行うように構成されている、デバイス。
例えば、実施例１において、第１の処理は第１の処理動作であってよく、第２の処理は第２の処理動作であってもよい。
例えば、実施例１において、第２の処理を実行することは、着信センサデータの第２の部分に対して第１の処理を実行しないことを更に含んでもよい。
例えば、実施例１において、センサデータはセンサデータストリームであってもよい。
例えば、実施例１において、外科データ処理修正コマンドは、第２の外科データ処理スキーマを使用するようにプロセッサに命令することができる。
例えば、実施例１では、第１及び／又は第２の外科データ処理スキーマは、着信センサデータに対して実行される処理を指定することができる。第１及び／又は第２の外科データ処理スキーマは、着信センサデータを処理するために使用され得る、又は着信センサデータに適用され得る、制御パラメータ、感知パラメータ、アトミック処理パラメータ、ストリーム処理パラメータ、複合処理パラメータ、及び／又はデータフォーマットパラメータを含んでもよい。
例えば、実施例１において、第１及び／又は第２の処理は、フィルタリング、平均化、検証、ソート、集約、平滑化、及び／又は分類プロセスを含んでもよい。第１及び／又は第２の処理は、他の形態の処理動作を含んでもよい。
例えば、実施例１において、着信センサデータの第１の部分は、外科データ処理修正コマンドがプロセッサによって受信される前に処理されたセンサ値を含むか又はそれから構成されていてもよく、着信センサデータの第２の部分は、外科データ処理修正コマンドがプロセッサによって受信された後に処理されたセンサ値を含むか又はそれから構成されていてもよい。
例えば、実施例１では、プロセッサは、下流システムから、及び／又は着信センサデータを提供するセンサシステムから、外科データ処理修正コマンドを受信してもよい。
例えば、実施例１において、外科データ処理修正コマンドは、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、及び／又は外科状況認識データに基づくことができる。
実施例１のデバイスは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
実施例２．外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、実施例１に記載のデバイス。
実施例２のデバイスは、例えば、手術室内のデバイス等の相互接続されたデバイスのセットにわたってデータ処理を調整することができる、外科用ハブによって制御される。
実施例３．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施例１又は２に記載のデバイス。
実施例３のデバイスは、外科処置において生じるデータ処理要件の変化の結果として、デバイスによって実行されるデータ処理を変更する。これは、デバイスが、行われる処置のためのデータ処理及び利用可能な処理リソースを最適化し、接近する重大な工程又は医学的緊急事態等の処置の間に生じ得る変化に適応することを可能にする。これは、改善された外科処置及び患者の安全性につながる。
実施例４．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有する、実施例１～３のいずれか一項に記載のデバイス。
例えば、例４のデバイスにおいて、第１の処理は、第２の処理の出力周波数よりも低い出力周波数、又は高い出力周波数を有し得る。
実施例４のデバイスは、外科処置における所与の時点に対して処理頻度を最適化することを可能にする。例えば、出力周波数を減少させることによって、処理リソースを他のより重要なタスクのために解放することができ、出力周波数を増加させることによって、予備容量を追加のデータ処理のために利用し、相互接続されたデバイス内の他の場所への圧力を軽減することができる。
実施例５．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力解像度を有する、実施例１～４のいずれか一項に記載のデバイス。
例えば、例５のデバイスにおいて、第１の処理は、第２の処理の出力解像度よりも低い出力解像度、又は高い出力解像度を有し得る。
実施例５のデバイスは、出力解像度が外科処置における所与の点に対して最適化されることを可能にする。例えば、出力解像度を減少させることによって、処理リソースを他のより重要なタスクのために解放することができ、出力解像度を増加させることによって、予備容量を追加のデータ処理のために利用し、相互接続されたデバイス内の他の場所への圧力を軽減することができる。
実施例６．第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理と異なる、実施例１～５のいずれか一項に記載のデバイス。
例えば、例６のデバイスにおいて、第１の処理は、第２の処理よりも少ない処理リソースを利用してもよく、又はより多くの処理リソースを利用してもよい。
実施例６のデバイスは、外科処置における所与の時点に対して処理リソースを最適化することを可能にする。例えば、より少ない処理リソースを利用することによって、処理リソースは、他のより重要なタスクのために解放されることができ、より多くの処理リソースを利用することによって、予備容量は、追加のデータ処理のために利用され、相互接続されたデバイス内の他の場所への圧力を軽減することができる。
実施例７．第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理とは異なる、実施例１～６のいずれか一項に記載のデバイス。
実施例８．着信センサデータを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、実施例１～７のいずれか一項に記載のデバイス。
例えば、実施例８において、センサユニットは、患者モニタリングシステム、外科医モニタリングシステム、環境モニタリングシステム及び／又は外科用器具モニタリングシステムであってもよい。
実施例８のデバイスは、手術中にリアルタイムで変化している状態に基づいて、着信センサデータを生成することができ、デバイスが、予測不可能なイベント又は予定外のイベントに基づいてリアルタイムで処理条件を適合させることを可能にする。
実施例９．外部デバイスから着信センサデータを受信するように構成された入力を更に備える、実施例１～８のいずれか一項に記載のデバイス。
例えば、実施例９では、外部デバイスは、センサ又はセンサシステムであってもよい。
例えば、実施例１～９のいずれか１つにおいて、着信センサデータは、１つ以上のバイオマーカの測定値、患者固有パラメータの測定値、及び／又は１つ以上の環境パラメータの測定値であってもよい。
実施例９のデバイスは、手術中にリアルタイムで変化している状態に基づいて、着信センサデータを生成することができ、デバイスが、予測不可能なイベント又は予定外のイベントに基づいてリアルタイムで処理条件を適合させることを可能にする。
実施例１０．第１の処理及び第２の処理のうちのいずれか１つの第１のそれぞれの入力／出力変換はパススルーであり、第１の処理及び第２の処理のうちのいずれか他の１つの第２のそれぞれの入力／出力変換は、パススルー以外の入力／出力変換を含み、任意選択で、パススルー以外の入力／出力変換は、アトミック処理、ストリーム処理、又は複合処理のいずれかを実行する、実施例１～９のいずれか一項に記載のデバイス。
例えば、実施例１～１０のいずれか１つにおいて、第１の処理の入力／出力変換がパススルーであり、第２の処理の入力／出力変換がパススルー以外の入力／出力変換を含むか、又は第２の処理の入力／出力変換がパススルーであり、第１の処理の入力／出力変換がパススルー以外の入力／出力変換を含むかのいずれかである。
実施例１０のデバイスは、外科処置における所与の時点に対して処理頻度を最適化することを可能にする。例えば、パススルーを使用することによって、処理リソースは、他のより重要なタスクのためにデバイス内で解放されることができ、パススルーを代替データ処理と置換することによって、予備容量は、追加のデータ処理のために利用され、相互接続されたデバイス内の他の場所の圧力を軽減することができる。
実施例１１．システムにおいて外科処置中に外科データを処理するための方法であって、システムの第２のデバイスにおいて、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することと、システムの第２のデバイスにおいて、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づき、第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、を含む、方法。
センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づき、第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、を含む、方法。
例えば、実施例１１において、第１の処理は第１の処理動作であってよく、第２の処理は第２の処理動作であってもよい。
例えば、実施例１１において、第２の処理を実行することは、着信センサデータの第２の部分に対して第１の処理を実行しないことを更に含んでもよい。
例えば、実施例１１において、センサデータはセンサデータストリームであってもよい。
例えば、実施例１１において、外科データ処理修正コマンドは、第２の外科データ処理スキーマを使用する命令を含んでもよい。第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドが第２の外科データ処理スキーマを使用する命令を含む限り、外科データ処理修正コマンドに基づくことができる。
例えば、実施例１１では、第１及び／又は第２の外科データ処理スキーマは、着信センサデータに対して実行される処理を指定することができる。第１及び／又は第２の外科データ処理スキーマは、着信センサデータを処理するために使用され得る、又は着信センサデータに適用され得る、制御パラメータ、感知パラメータ、アトミック処理パラメータ、ストリーム処理パラメータ、複合処理パラメータ、及び／又はデータフォーマットパラメータを含んでもよい。
例えば、実施例１１において、第１及び／又は第２の処理は、フィルタリング、平均化、検証、ソート、集約、平滑化、及び／又は分類プロセスを含んでもよい。第１及び／又は第２の処理は、他の形態の処理動作を含んでもよい。
例えば、実施例１１において、着信センサデータの第１の部分は、外科データ処理修正コマンドがプロセッサによって受信される前に処理されたセンサ値を含むか又はそれから構成されていてもよく、着信センサデータの第２の部分は、外科データ処理修正コマンドがプロセッサによって受信された後に処理されたセンサ値を含むか又はそれから構成されていてもよい。
例えば、実施例１１では、第１のデバイスは、外科用センサデータ処理デバイスであってもよく、第２のデバイスは、外科用センサシステムであってもよく、又は第１のデバイスは、下流システムであってもよく、第２のデバイスは、外科用センサデータ処理デバイスであってもよい。
例えば、実施例１１において、外科データ処理修正コマンドは、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、及び／又は外科状況認識データに基づくことができる。
実施例１１の方法は、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
実施例１２．外科処置中に外科データを処理するためのシステムであって、システムは、外科データ処理修正コマンドを送信するように構成された第１のデバイスと、第２のデバイスと、を備え、第２のデバイスが、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドに基づき、第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、を行うように構成されている、システム。
例えば、実施例１２において、第１の処理は第１の処理動作であってよく、第２の処理は第２の処理動作であってもよい。
例えば、実施例１２において、第２の処理を実行することは、着信センサデータの第２の部分に対して第１の処理を実行しないことを更に含んでもよい。
例えば、実施例１２において、センサデータはセンサデータストリームであってもよい。
例えば、実施例１２において、外科データ処理修正コマンドは、第２の外科データ処理スキーマを使用する命令を含んでもよい。第２の外科データ処理スキーマは、外科データ処理修正コマンドが第２の外科データ処理スキーマを使用する命令を含む限り、外科データ処理修正コマンドに基づくことができる。
例えば、実施例１２では、第１及び／又は第２の外科データ処理スキーマは、着信センサデータに対して実行される処理を指定することができる。第１及び／又は第２の外科データ処理スキーマは、着信センサデータを処理するために使用され得る、又は着信センサデータに適用され得る、制御パラメータ、感知パラメータ、アトミック処理パラメータ、ストリーム処理パラメータ、複合処理パラメータ、及び／又はデータフォーマットパラメータを含んでもよい。
例えば、実施例１２において、第１及び／又は第２の処理は、フィルタリング、平均化、検証、ソート、集約、平滑化、及び／又は分類プロセスを含んでもよい。第１及び／又は第２の処理は、他の形態の処理動作を含んでもよい。
例えば、実施例１２において、着信センサデータの第１の部分は、外科データ処理修正コマンドが受信される前に処理されたセンサ値を含むか又はそれから構成されていてもよく、着信センサデータの第２の部分は、外科データ処理修正コマンドが受信された後に処理されたセンサ値を含むか又はそれから構成されていてもよい。
例えば、実施例１２では、第１のデバイスは、外科用センサデータ処理デバイスであってもよく、第２のデバイスは、外科用センサシステムであってもよく、又は第１のデバイスは、下流システムであってもよく、第２のデバイスは、外科用センサデータ処理デバイスであってもよい。
例えば、実施例１２において、外科データ処理修正コマンドは、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、及び／又は外科状況認識データに基づくことができる。
実施例１２のシステムは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
実施例１３．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施例１１に記載の方法又は実施例１２に記載のシステム。
実施例１３の方法又はシステムは、外科処置において生じるデータ処理要件の変化の結果として、第２のデバイスによって実行されるデータ処理を変更する。これにより、データ処理及び利用可能な処理リソースを、行われる処置のために最適化することが可能になり、処置中に発生する可能性のある変化、例えば、接近する重大な工程又は医学的緊急事態への適応が可能になる。これは、改善された外科処置及び患者の安全性につながる。
実施例１４．外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、実施例１１若しくは実施例１３に記載の方法、実施例１～１０のいずれか一項に記載のデバイス、又は実施例１２若しくは実施例１３に記載のシステム。
実施例１４の方法、デバイス、又はシステムにおいて、外科データ処理修正コマンドは、データ処理利用閾値を超えた結果としてトリガされる。これにより、データ処理能力が低すぎる場合にデータ処理を最小化し、停止し、又は別のデバイスに移動することが可能になり、進行中の外科処置又は患者の安全性に影響を及ぼし得る結果として処理遅延のリスクがある。
実施例１５．外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える着信センサデータの外科重要度に基づいてトリガされる、実施例１１、１３、若しくは１４のいずれか一項に記載の方法、実施例１～１０、若しくは１４のいずれか一項に記載のデバイス、又は実施例１２～１４のいずれか一項に記載のシステム。
実施例１４の方法、デバイス、又はシステムでは、外科データ処理修正コマンドは、外科重要度を示すデータの結果としてトリガされる。これにより、外科処置に対するデータの重要度によってデータ処理を調整することができる。例えば、データの処理が外科処置にとって重要であるか、又は手術にとって重要であるとラベル付けされている場合、データの処理が優先されるように、第２のデバイスによるデータの処理を増加させることができる。代替として、第２のデバイスにおける処理は、停止又は最小化され得、センサデータは、例えば、より高品質又はより迅速な処理のために、接続されたデバイスに送信され得る。
実施例１６．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力周波数を有する、実施例１１若しくは１３～１５のいずれか一項に記載の方法、実施例１～１０、１４、若しくは１５のいずれか一項に記載のデバイス、又は実施例１２～１５のいずれか一項に記載のシステム。
例えば、例１６の方法、デバイス又はシステムにおいて、第１の処理は、第２の処理の出力周波数よりも低い出力周波数、又は高い出力周波数を有し得る。
実施例１６の方法、デバイス又はシステムは、外科処置における所与の時点に対して処理頻度を最適化することを可能にする。例えば、出力周波数を減少させることによって、処理リソースを他のより重要なタスクのために解放することができ、出力周波数を増加させることによって、予備容量を追加のデータ処理のために利用し、相互接続されたデバイス内の他の場所への圧力を軽減することができる。
実施例１７．第１の処理は、第２の処理とは異なる出力解像度を有する、実施例１１若しくは１３～１６のいずれか一項に記載の方法、実施例１～１０、１４、１５若しくは１６のいずれか一項に記載のデバイス、又は実施例１２～１６のいずれか一項に記載のシステム。
例えば、実施例１７の方法、デバイス又はシステムにおいて、第１の処理は、第２の処理の出力解像度よりも低い出力解像度、又は高い出力解像度を有し得る。
実施例１７の方法、デバイス又はシステムは、出力解像度が外科処置における所与の点に対して最適化されることを可能にする。例えば、出力解像度を減少させることによって、処理リソースを他のより重要なタスクのために解放することができ、出力解像度を増加させることによって、予備容量を追加のデータ処理のために利用し、相互接続されたデバイス内の他の場所への圧力を軽減することができる。
実施例１８．第１の処理は、処理リソースの利用に関して第２の処理と異なる、実施例１１若しくは１３～１７のいずれか一項に記載の方法、実施例１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれか一項に記載のデバイス、又は実施例１２～１７のいずれか一項に記載のシステム。
例えば、例１８の方法、デバイス又はシステムにおいて、第１の処理は、第２の処理よりも少ない処理リソースを利用してもよく、又はより多くの処理リソースを利用してもよい。
実施例１８の方法、デバイス又はシステムは、外科処置における所与の時点に対して処理リソースを最適化することを可能にする。例えば、より少ない処理リソースを利用することによって、処理リソースは、他のより重要なタスクのために解放されることができ、より多くの処理リソースを利用することによって、予備容量は、追加のデータ処理のために利用され、相互接続されたデバイス内の他の場所への圧力を軽減することができる。
実施例１９．第１の処理は、データ変換動作に関して第２の処理と異なる、実施例１１若しくは１３～１８のいずれか一項に記載の方法、実施例１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれか一項に記載のデバイス、又は実施例１２～１８のいずれか一項に記載のシステム。
実施例２０．外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、システムは、第１の外科システム構成要素であって、第１の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームを受信し、外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用し、外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、第２の処理動作ではなく第１の処理動作を外科センサデータストリームの第２の部分に適用するように構成された、第１の外科システム構成要素と、第２の外科システム構成要素であって、第１の外科システム構成要素から外科センサデータストリームを受信し、外科センサデータストリームの第１の部分に、第２の処理動作ではなく、第３の動作を適用し、外科センサデータストリームの第２の部分に、第３の処理動作及び第２の処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、を備える、システム。
例えば、実施例２０において、第２の外科システム構成要素は、外科データ処理修正コマンドが第１の外科用システムによって受信される前に、第２の処理動作ではなく第３の動作を外科センサデータストリームの第１の部分に適用し、外科データ処理修正コマンドが第１の外科用システムによって受信された後に、第３の処理動作及び第２の処理動作を外科センサデータストリームの第２の部分に適用するように構成され得る。
例えば、実施例２０において、第１の外科システム構成要素は、外科データ処理修正コマンドを受信するように構成されてもよい。
例えば、実施例２０において、外科データ処理修正コマンドは、第１の処理動作を適用するが第２の処理動作を適用しないようにする第１の外科システム構成要素への命令、及び／又は第３の処理動作及び第２の処理動作を適用するようにする第２の外科システム構成要素への命令を含んでもよい。
例えば、実施例２０において、第１、第２及び／又は第３の処理動作は、フィルタリング、平均化、検証、ソート、集約、平滑化及び／又は分類プロセスを含んでもよい。第１、第２及び／又は第３の処理動作は、他の形態の処理動作を含んでもよい。
例えば、実施例２０において、着信センサデータの第１の部分は、外科データ処理修正コマンドの前に第１及び／又は第２のシステムによって処理されるセンサ値を含むか又はそれらから構成されてもよく、着信センサデータの第２の部分は、外科データ処理修正コマンドの後に第１及び／又は第２のシステムによって処理されるセンサ値を含むか又はそれらから構成されてもよい。
例えば、実施例２０において、第１の外科システム構成要素は、第２の外科システム構成要素又は下流システムから外科データ処理修正コマンドを受信してもよい。例えば、第２の外科システム構成要素は、外科データ処理修正を生成してもよい。
例えば、実施例２０において、外科データ処理修正コマンドは、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、及び／又は外科状況認識データに基づくことができる。
実施例２０のデバイスは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
実施例２１．外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、システムは、第１の外科システム構成要素であって、第１の外科システム構成要素は、外科センサデータストリームを受信し、外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用し、外科データ処理修正コマンドを受信し、外科データ処理修正コマンドに基づいて、外科センサデータストリームの第２の部分に処理動作を適用しないように構成された、第１の外科システム構成要素と、第２の外科システム構成要素であって、第２の外科システム構成要素は、第１の外科システム構成要素から外科センサデータストリームを受信し、外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用せず、外科センサデータストリームの第２の部分に、処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、を備える、システム。
例えば、実施例２１において、第２の外科システム構成要素は、外科データ処理修正コマンドが第１の外科用システムによって受信される前に、外科センサデータストリームの第２の部分に処理動作を適用せず、外科データ処理修正コマンドが第１の手術システムによって受信された後に、外科センサデータストリームの第２の部分に処理動作を適用するように構成されてもよい。
例えば、実施例２１において、外科データ処理修正コマンドは、処理動作を適用しないようにする第１の外科システム構成要素への命令、及び／又は処理動作を適用するようにする第２の外科システム構成要素への命令を含んでもよい。
例えば、実施例２１において、第１及び／又は第２の処理動作は、フィルタリング、平均化、検証、ソート、集約、平滑化、及び／又は分類プロセスを含んでもよい。第１及び／又は第２の処理動作は、他の形態の処理動作を含んでもよい。
例えば、実施例２１において、着信センサデータの第１の部分は、外科データ処理修正コマンドが第１の外科システム構成要素によって受信される前に第１及び／又は第２の外科システム構成要素によって処理されるセンサ値を含むか又はそれから構成されてもよく、着信センサデータの第２の部分は、外科データ処理修正コマンドが第１の外科システム構成要素によって受信された後に第１及び／又は第２のシステムによって処理されるセンサ値を含むか又はそれから構成されてもよい。
例えば、実施例２１において、第１の外科システム構成要素は、第２の外科システム構成要素又は下流システムから外科データ処理修正コマンドを受信してもよい。例えば、第２の外科システム構成要素は、外科データ処理修正を生成してもよい。
例えば、実施例２１において、外科データ処理修正コマンドは、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、及び／又は外科状況認識データに基づくことができる。
実施例２１のシステムは、外科処置中のデータ処理のより良好な調整を可能にする。データ処理動作は、データ処理修正コマンドに基づいて、着信センサデータの処理中に変更することができる。例えば、データ処理は、センサ作業負荷データ、外科処置計画データ、又は外科状況認識データに基づいて変更され得る。処理の変更は、手術におけるシステム及び医療専門家のデータ処理ニーズの変化によって、又は外科処置自体に関連付けられたデータ処理ニーズの変化によって動機付けされ得る。例えば、センサデータのデータ処理を変更することによって、デバイスは、デバイス自体におけるデータ処理を停止又は最小化して、他の必要性のために処理能力を解放し、未加工の未処理データを処理のために別のデバイスに渡すことができる。処理動作は、より多くの容量が利用可能である他のデバイス又はシステム構成要素にシフトされ得る。これらの手段は、全体的なシステム利用率、データ処理速度、及びデータ収集速度を改善する。更に、デバイス自体の処理能力を解放することは、例えば、外科処置アプローチにおける重要なこととして、又は医学的緊急事態が発生した場合に、より多くの処理能力を可能にする。全体として、そのような処理調整は、効率、データ信頼性、障害及び故障処理、システム柔軟性、並びに全体的性能を改善し、改善された患者安全性及び改善された外科処置につながる。
実施例２２．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく第１の外科システム構成要素と第２の外科システム構成要素との間の負荷分散動作に基づいてトリガされる、実施例２０又は実施例２１に記載のシステム。
実施例２３．外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、実施例２０～２２のいずれか一項に記載のシステム。
実施例２３のシステムは、例えば、手術室内のデバイス等の相互接続されたデバイスのセットにわたってデータ処理を調整することができる、外科用ハブによって制御される。
実施例２４．外科データ処理修正コマンドは、外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施例２０～２３に記載のシステム。
実施例２４のシステムは、外科処置のリアルタイム要件に基づいて、第１の外科システム構成要素と第２の外科システム構成要素との間でデータ処理のバランスをとることができる。これは、デバイスが、行われる処置のためのデータ処理及び利用可能な処理リソースを最適化し、接近する重大な工程又は医学的緊急事態等の処置の間に生じ得る変化に適応することを可能にする。これは、改善された外科処置及び患者の安全性につながる。
実施例２５．着信外科センサデータストリームを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、実施例２０～２４のいずれか一項に記載のシステム。
例えば、実施例２５において、センサユニットは、患者モニタリングシステム、外科医モニタリングシステム、環境モニタリングシステム及び／又は外科用器具モニタリングシステムであってもよい。
実施例２５のシステムは、手術中にリアルタイムで変化している状態に基づいて、着信センサデータを生成することができ、システムが、予測不可能なイベント又は予定外のイベントに基づいてリアルタイムで処理条件を適合させることを可能にする。
実施例２６．外部デバイスから着信外科センサデータストリームを受信するように構成された入力を更に備える、実施例２０～２５のいずれか一項に記載のシステム。
例えば、実施例２６では、外部デバイスは、センサ又はセンサシステムであってもよい。
例えば、実施例２０～２６のいずれか１つにおいて、外科センサデータストリームは、１つ以上のバイオマーカの測定値、患者固有パラメータの測定値、及び／又は１つ以上の環境パラメータの測定値であってもよい。
実施例２６のシステムは、手術中にリアルタイムで変化している状態に基づいて、着信センサデータを生成することができ、システムが、予測不可能なイベント又は予定外のイベントに基づいてリアルタイムで処理条件を適合させることを可能にする。
実施例２７．外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、実施例２０～２６のいずれか一項に記載のシステム。
実施例２７のシステムにおいて、外科データ処理修正コマンドは、データ処理利用閾値を超えた結果としてトリガされる。これにより、データ処理能力が低すぎる場合にデータ処理を最小化し、停止し、又は別のデバイスに移動することが可能になり、進行中の外科処置又は患者の安全性に影響を及ぼし得る結果として処理遅延のリスクがある。
実施例２８．外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える着信センサデータの外科重要度によってトリガされる、実施例２０～２７のいずれか一項に記載のシステム。
実施例２８のシステムでは、外科データ処理修正コマンドは、外科重要度を示すデータの結果としてトリガされる。これにより、外科処置に対するデータの重要度によってデータ処理を調整することができる。例えば、データの処理が外科処置にとって重要であるか、又は手術にとって重要であるとラベル付けされている場合、データの処理が優先されるように、第２のデバイスによるデータの処理を増加させることができる。代替として、第２のデバイスにおける処理は、停止又は最小化され得、センサデータは、例えば、より高品質又はより迅速な処理のために、接続されたデバイスに送信され得る。
〔実施の態様〕
（１） 外科処置中に外科データを処理するためのデバイスであって、
メモリと、
プロセッサと、を備え、前記プロセッサが、
前記メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索することと、
センサデータチャネルへの出力のために、前記第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記外科データ処理修正コマンドに従って第２の外科データ処理スキーマを前記メモリに保存することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、前記第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の処理は前記第１の処理とは異なる、ことと、
を行うように構成されている、デバイス。
（２） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、実施態様１に記載のデバイス。
（３） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施態様１又は２に記載のデバイス。
（４） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力周波数を有する、実施態様１～３のいずれかに記載のデバイス。
（５） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力解像度を有する、実施態様１～４のいずれかに記載のデバイス。
（１） 外科処置中に外科データを処理するためのデバイスであって、
メモリと、
プロセッサと、を備え、前記プロセッサが、
前記メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索することと、
センサデータチャネルへの出力のために、前記第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記外科データ処理修正コマンドに従って第２の外科データ処理スキーマを前記メモリに保存することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、前記第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の処理は前記第１の処理とは異なる、ことと、
を行うように構成されている、デバイス。
（２） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、実施態様１に記載のデバイス。
（３） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施態様１又は２に記載のデバイス。
（４） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力周波数を有する、実施態様１～３のいずれかに記載のデバイス。
（５） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力解像度を有する、実施態様１～４のいずれかに記載のデバイス。
（６） 前記第１の処理は、処理リソースの利用に関して前記第２の処理と異なる、実施態様１～５のいずれかに記載のデバイス。
（７） 前記第１の処理は、データ変換動作に関して前記第２の処理とは異なる、実施態様１～６のいずれかに記載のデバイス。
（８） 前記着信センサデータを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、実施態様１～７のいずれかに記載のデバイス。
（９） 外部デバイスから前記着信センサデータを受信するように構成された入力を更に備える、実施態様１～８のいずれかに記載のデバイス。
（１０） 前記第１の処理及び前記第２の処理のうちのいずれか１つの第１のそれぞれの入力／出力変換はパススルーであり、前記第１の処理及び前記第２の処理のうちのいずれか他の１つの第２のそれぞれの入力／出力変換は、パススルー以外の入力／出力変換を含み、任意選択で、パススルー以外の前記入力／出力変換は、アトミック処理、ストリーム処理、又は複合処理のいずれかを実行する、実施態様１～９のいずれかに記載のデバイス。
（７） 前記第１の処理は、データ変換動作に関して前記第２の処理とは異なる、実施態様１～６のいずれかに記載のデバイス。
（８） 前記着信センサデータを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、実施態様１～７のいずれかに記載のデバイス。
（９） 外部デバイスから前記着信センサデータを受信するように構成された入力を更に備える、実施態様１～８のいずれかに記載のデバイス。
（１０） 前記第１の処理及び前記第２の処理のうちのいずれか１つの第１のそれぞれの入力／出力変換はパススルーであり、前記第１の処理及び前記第２の処理のうちのいずれか他の１つの第２のそれぞれの入力／出力変換は、パススルー以外の入力／出力変換を含み、任意選択で、パススルー以外の前記入力／出力変換は、アトミック処理、ストリーム処理、又は複合処理のいずれかを実行する、実施態様１～９のいずれかに記載のデバイス。
（１１） システムにおいて外科処置中に外科データを処理するための方法であって、前記方法は、
前記システムの第２のデバイスにおいて、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
前記システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することと、
前記システムの前記第２のデバイスにおいて、
センサ制御チャネルを介して前記外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは、前記外科データ処理修正コマンドに基づき、前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
を含む、方法。
（１２） 外科処置中に外科データを処理するためのシステムであって、前記システムは、
外科データ処理修正コマンドを送信するように構成された第１のデバイスと、
第２のデバイスと、を備え、前記第２のデバイスが、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して前記外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは、前記外科データ処理修正コマンドに基づき、前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
を行うように構成されている、システム。
（１３） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施態様１１に記載の方法又は実施態様１２に記載のシステム。
（１４） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、実施態様１１若しくは１３に記載の方法、実施態様１～１０のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２若しくは１３に記載のシステム。
（１５） 前記外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える前記着信センサデータの外科重要度に基づいてトリガされる、実施態様１１、１３、若しくは１４のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、若しくは１４のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１４のいずれかに記載のシステム。
前記システムの第２のデバイスにおいて、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
前記システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することと、
前記システムの前記第２のデバイスにおいて、
センサ制御チャネルを介して前記外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは、前記外科データ処理修正コマンドに基づき、前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
を含む、方法。
（１２） 外科処置中に外科データを処理するためのシステムであって、前記システムは、
外科データ処理修正コマンドを送信するように構成された第１のデバイスと、
第２のデバイスと、を備え、前記第２のデバイスが、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して前記外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは、前記外科データ処理修正コマンドに基づき、前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
を行うように構成されている、システム。
（１３） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施態様１１に記載の方法又は実施態様１２に記載のシステム。
（１４） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、実施態様１１若しくは１３に記載の方法、実施態様１～１０のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２若しくは１３に記載のシステム。
（１５） 前記外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える前記着信センサデータの外科重要度に基づいてトリガされる、実施態様１１、１３、若しくは１４のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、若しくは１４のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１４のいずれかに記載のシステム。
（１６） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力周波数を有する、実施態様１１若しくは１３～１５のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、若しくは１５のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１５のいずれかに記載のシステム。
（１７） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力解像度を有する、実施態様１１若しくは１３～１６のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、１５若しくは１６のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１６のいずれかに記載のシステム。
（１８） 前記第１の処理は、処理リソースの利用に関して前記第２の処理と異なる、実施態様１１若しくは１３～１７のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１７のいずれかに記載のシステム。
（１９） 前記第１の処理は、データ変換動作に関して前記第２の処理と異なる、実施態様１１若しくは１３～１８のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１８のいずれかに記載のシステム。
（２０） 外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、前記システムは、
第１の外科システム構成要素であって、前記第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用し、
外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、前記第２の処理動作ではなく前記第１の処理動作を前記外科センサデータストリームの第２の部分に適用するように構成された、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、前記第２の外科システム構成要素は、
前記第１の外科システム構成要素から前記外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの前記第１の部分に、前記第２の処理動作ではなく、第３の動作を適用し、
前記外科センサデータストリームの前記第２の部分に、前記第３の処理動作及び前記第２の処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、
を備える、システム。
（１７） 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力解像度を有する、実施態様１１若しくは１３～１６のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、１５若しくは１６のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１６のいずれかに記載のシステム。
（１８） 前記第１の処理は、処理リソースの利用に関して前記第２の処理と異なる、実施態様１１若しくは１３～１７のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１７のいずれかに記載のシステム。
（１９） 前記第１の処理は、データ変換動作に関して前記第２の処理と異なる、実施態様１１若しくは１３～１８のいずれかに記載の方法、実施態様１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれかに記載のデバイス、又は実施態様１２～１８のいずれかに記載のシステム。
（２０） 外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、前記システムは、
第１の外科システム構成要素であって、前記第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用し、
外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、前記第２の処理動作ではなく前記第１の処理動作を前記外科センサデータストリームの第２の部分に適用するように構成された、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、前記第２の外科システム構成要素は、
前記第１の外科システム構成要素から前記外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの前記第１の部分に、前記第２の処理動作ではなく、第３の動作を適用し、
前記外科センサデータストリームの前記第２の部分に、前記第３の処理動作及び前記第２の処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、
を備える、システム。
（２１） 外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、前記システムは、
第１の外科システム構成要素であって、前記第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用し、
外科データ処理修正コマンドを受信し、
前記外科データ処理修正コマンドに基づいて、前記外科センサデータストリームの第２の部分に前記処理動作を適用しないように構成された、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、前記第２の外科システム構成要素は、
前記第１の外科システム構成要素から前記外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの前記第１の部分に、前記処理動作を適用せず、
前記外科センサデータストリームの前記第２の部分に、前記処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、
を備える、システム。
（２２） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく前記第１の外科システム構成要素と前記第２の外科システム構成要素との間の負荷分散動作に基づいてトリガされる、実施態様２０又は２１に記載のシステム。
（２３） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、実施態様２０～２２のいずれかに記載のシステム。
（２４） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施態様２０～２３のいずれかに記載のシステム。
（２５） 前記着信外科センサデータストリームを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、実施態様２０～２４のいずれかに記載のシステム。
第１の外科システム構成要素であって、前記第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用し、
外科データ処理修正コマンドを受信し、
前記外科データ処理修正コマンドに基づいて、前記外科センサデータストリームの第２の部分に前記処理動作を適用しないように構成された、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、前記第２の外科システム構成要素は、
前記第１の外科システム構成要素から前記外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの前記第１の部分に、前記処理動作を適用せず、
前記外科センサデータストリームの前記第２の部分に、前記処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、
を備える、システム。
（２２） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく前記第１の外科システム構成要素と前記第２の外科システム構成要素との間の負荷分散動作に基づいてトリガされる、実施態様２０又は２１に記載のシステム。
（２３） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、実施態様２０～２２のいずれかに記載のシステム。
（２４） 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、実施態様２０～２３のいずれかに記載のシステム。
（２５） 前記着信外科センサデータストリームを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、実施態様２０～２４のいずれかに記載のシステム。
（２６） 外部デバイスから前記着信外科センサデータストリームを受信するように構成された入力を更に備える、実施態様２０～２５のいずれかに記載のシステム。
（２７） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、実施態様２０～２６のいずれかに記載のシステム。
（２８） 前記外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える前記着信センサデータの外科重要度によってトリガされる、実施態様２０～２７のいずれかに記載のシステム。
（２７） 前記外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、実施態様２０～２６のいずれかに記載のシステム。
（２８） 前記外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える前記着信センサデータの外科重要度によってトリガされる、実施態様２０～２７のいずれかに記載のシステム。
Claims (28)
- 外科処置中に外科データを処理するためのデバイスであって、
メモリと、
プロセッサと、を備え、前記プロセッサが、
前記メモリから第１の外科データ処理スキーマを検索することと、
センサデータチャネルへの出力のために、前記第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記外科データ処理修正コマンドに従って第２の外科データ処理スキーマを前記メモリに保存することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、前記第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の処理は前記第１の処理とは異なる、ことと、
を行うように構成されている、デバイス。 - 前記外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、請求項１に記載のデバイス。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、請求項１又は２に記載のデバイス。
- 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力周波数を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力解像度を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第１の処理は、処理リソースの利用に関して前記第２の処理と異なる、請求項１～５のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第１の処理は、データ変換動作に関して前記第２の処理とは異なる、請求項１～６のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記着信センサデータを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のデバイス。
- 外部デバイスから前記着信センサデータを受信するように構成された入力を更に備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第１の処理及び前記第２の処理のうちのいずれか１つの第１のそれぞれの入力／出力変換はパススルーであり、前記第１の処理及び前記第２の処理のうちのいずれか他の１つの第２のそれぞれの入力／出力変換は、パススルー以外の入力／出力変換を含み、任意選択で、パススルー以外の前記入力／出力変換は、アトミック処理、ストリーム処理、又は複合処理のいずれかを実行する、請求項１～９のいずれか一項に記載のデバイス。
- システムにおいて外科処置中に外科データを処理するための方法であって、前記方法は、
前記システムの第２のデバイスにおいて、センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
前記システムの第１のデバイスにおいて、外科データ処理修正コマンドを送信することと、
前記システムの前記第２のデバイスにおいて、
センサ制御チャネルを介して前記外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは、前記外科データ処理修正コマンドに基づき、前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
を含む、方法。 - 外科処置中に外科データを処理するためのシステムであって、前記システムは、
外科データ処理修正コマンドを送信するように構成された第１のデバイスと、
第２のデバイスと、を備え、前記第２のデバイスが、
センサデータチャネルへの出力のために、第１の外科データ処理スキーマに従って、着信センサデータの第１の部分に対して第１の処理を実行することと、
センサ制御チャネルを介して前記外科データ処理修正コマンドを受信することと、
前記センサデータチャネルへの出力のために、第２の外科データ処理スキーマに従って、前記着信センサデータの第２の部分に対して第２の処理を実行することであって、前記第２の外科データ処理スキーマは、前記外科データ処理修正コマンドに基づき、前記第１の外科データ処理スキーマとは異なる、ことと、
を行うように構成されている、システム。 - 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、請求項１１に記載の方法又は請求項１２に記載のシステム。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、請求項１１若しくは１３に記載の方法、請求項１～１０のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１２若しくは１３に記載のシステム。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える前記着信センサデータの外科重要度に基づいてトリガされる、請求項１１、１３、若しくは１４のいずれか一項に記載の方法、請求項１～１０、若しくは１４のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１２～１４のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力周波数を有する、請求項１１若しくは１３～１５のいずれか一項に記載の方法、請求項１～１０、１４、若しくは１５のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１２～１５のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第１の処理は、前記第２の処理とは異なる出力解像度を有する、請求項１１若しくは１３～１６のいずれか一項に記載の方法、請求項１～１０、１４、１５若しくは１６のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１２～１６のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第１の処理は、処理リソースの利用に関して前記第２の処理と異なる、請求項１１若しくは１３～１７のいずれか一項に記載の方法、請求項１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１２～１７のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第１の処理は、データ変換動作に関して前記第２の処理と異なる、請求項１１若しくは１３～１８のいずれか一項に記載の方法、請求項１～１０、１４、１５、１６、若しくは１７のいずれか一項に記載のデバイス、又は請求項１２～１８のいずれか一項に記載のシステム。
- 外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、前記システムは、
第１の外科システム構成要素であって、前記第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの第１の部分に、第１の動作及び第２の処理動作を適用し、
外科データ処理修正コマンドを受信したことに基づいて、前記第２の処理動作ではなく前記第１の処理動作を前記外科センサデータストリームの第２の部分に適用するように構成された、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、前記第２の外科システム構成要素は、
前記第１の外科システム構成要素から前記外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの前記第１の部分に、前記第２の処理動作ではなく、第３の動作を適用し、
前記外科センサデータストリームの前記第２の部分に、前記第３の処理動作及び前記第２の処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、
を備える、システム。 - 外科処置中に外科センサデータストリームに第１の処理動作、第２の処理動作、及び第３の処理動作を適用するためのシステムであって、前記システムは、
第１の外科システム構成要素であって、前記第１の外科システム構成要素は、
外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの第１の部分に、処理動作を適用し、
外科データ処理修正コマンドを受信し、
前記外科データ処理修正コマンドに基づいて、前記外科センサデータストリームの第２の部分に前記処理動作を適用しないように構成された、第１の外科システム構成要素と、
第２の外科システム構成要素であって、前記第２の外科システム構成要素は、
前記第１の外科システム構成要素から前記外科センサデータストリームを受信し、
前記外科センサデータストリームの前記第１の部分に、前記処理動作を適用せず、
前記外科センサデータストリームの前記第２の部分に、前記処理動作を適用するように構成された、第２の外科システム構成要素と、
を備える、システム。 - 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づく前記第１の外科システム構成要素と前記第２の外科システム構成要素との間の負荷分散動作に基づいてトリガされる、請求項２０又は２１に記載のシステム。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、外科用ハブから受信される、請求項２０～２２のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、前記外科処置の外科データ処理要件の変化に基づいてトリガされる、請求項２０～２３のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記着信外科センサデータストリームを生成するように構成されたセンサユニットを更に備える、請求項２０～２４のいずれか一項に記載のシステム。
- 外部デバイスから前記着信外科センサデータストリームを受信するように構成された入力を更に備える、請求項２０～２５のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、外科データ処理利用閾値を超えることによってトリガされる、請求項２０～２６のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記外科データ処理修正コマンドは、閾値を超える前記着信センサデータの外科重要度によってトリガされる、請求項２０～２７のいずれか一項に記載のシステム。
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