[发明专利]包括视频输出设备和视频显示器的无线手术室通信

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年11月21日提交的、美国临时申请系列号No.61/199921的优先权，通过引用将其全文合并于此。 

技术领域

本发明涉及在手术室中提供的设备间传输数据信号、音频信号和视频信号的无线手术室通信系统。

背景技术

在手术室中，对通过硬线连接彼此连接的应用设备的遥控是公知的。例如，具有语音激活和触摸屏控制设备的控制器能够选择性地控制手术室中的多个外科手术设备。此类外科手术设备包括具有冲洗设备的手持动力切割设备、电烙器设备、数码摄像机、用于记录和管理摄像机所获得图像的图像捕获单元、视频显示器、用于向外科手术部位提供光的光源、吹药器设备、室内光照和其他手术室工具和设备。

然而，上述布置导致遍布手术室布置的多个连接线缆。线缆干扰外科医生或其他医疗人员的工作区域。此外，线缆限制了包括视频显示器的外科手术设备在手术室内的移动。

在手术室中将通信总线用于多个手术室设备之间的通信是公知的。然而，总线布置仅仅减少了遍布手术室提供的线缆数量，并且因此没有完全解决线缆存在而引起的问题。

无线遥控器的使用是公知的，诸如使用无线触摸屏向手术室控制器提供输入，或使用无线脚踏开关向手术室中的设备提供控制信号。这些手术室通信系统通常包括仅在遥控设备中的无线发射器并且不传输无线视频信号。

手术室中的视频数据通常通过硬线连接从摄像机向视频显示监视器或向图像捕获单元传输，其中图像捕获单元存储、记录并管理来自于摄像机的图像输出。

尚未完全实现对提供完全无线手术室通信系统的使用或实践，该通信系统包括视频信号传输。如2007年11月15日提交的、共同拥有的美国专利公开No.2008/0139881（通过引用将其公开合并于此）所记载的，使用安装有无线发射器的无线内视镜是公知的。当前没有使用完全无线手术室系统的一个原因在于：由于电磁干扰引起的信号的传输中的潜在差错而无法在广播信道上将通信信号和视频信号一起提供，以及由于视频信号通常所需的大带宽（高数据速率）而缺乏带宽（高数据速率）。

在手术室环境中采集并显示的很多视频图像不需要特别灵敏的分辨率。图像质量的微小降级通常对于在外科手术过程期间使用的显示器而言并不重要。

根据本发明的无线布置将数据或控制信号与视频信号组合起来，同时确保在所有情况中递送控制信号，这甚至是以视频信号的部分偶尔丢失以及因此损失视频信号质量为代价的。

此外，本发明在手术室中提供视频摄像机或其他视频设备，它们具有与在手术室中提供的轻便电池供电视频显示器的无线视频连接。此类布置允许用户在外科手术过程期间、在整个手术室中自由移动视频显示器。

本发明还通过组合控制命令信号、音频信号和视频信号以便在单个通信信道上进行无线传输而提供用于手术室中提供的外科手术工具、视频摄像机、视频显示器和其他设备的完全无线手术室系统。

本发明对在视频信号上或与视频信号一起传输的不同通信信号赋予优先级。在视频信号的空白时段或空白间隔期间传输控制信号和音频信号。为控制命令信号配备最高优先级技术，诸如数据或比特编码的重传以确保通信准确率。诸如从无线麦克风传输的语音命令之类的音频信号配备较小的优先级程度，因此信号传输不如高优先级控制命令信号准确。

此外，视频信号在数码摄像机的图像传感器感测和显示之间具有低延迟。例如，视频信号最少被编码有最高有效位和最低有效位。最低有效位由于电磁干扰或其他传输问题而首先丢失。

此外，在通信信道具有阻止系统有效操作的、来自于电磁干扰的信噪比（SNR）或峰值信噪比（PSNR）时，本发明自动改变手术室无线系统利用的通信信道。

附图说明

图1示出了包括无线视频发射器单元、无线视频显示单元和无线控制单元的无线手术室系统。

图2是图1所示的无线视频发射器单元的框图。

图3是图1所示的无线视频显示单元的框图。

图4是图1所示的无线多设备控制单元的框图。

图5示出了包括数据信号的视频信号的一部分。

图6是包括配备无线通信的多个外科手术设备和视频单元的实施方式的框图。

仅出于方便和参考而在下面的描述中使用某种术语，并且这种术语将不是限制性的。例如，词语“向上地”、“向下地”、“向右地”以及“向左地”将表示所参考附图中的方向。词语“向内地”以及“向外地”将分别表示朝向和远离布置的几何中心和其指定部分的方向。所述术语将包括具体提到的词语、其衍变和类似输入的词语。

具体实施方式