具有加密通信能力的交互式外科系统技术方案

本发明专利技术公开了一种外科集线器，所述外科集线器被配置为将与外科手术相关联的发生器数据从所述外科集线器的发生器传输到基于云的系统。所述外科集线器包括处理器和存储指令的存储器，所述指令能够由所述处理器执行以：接收发生器数据；加密发生器数据；基于发生器数据生成消息认证码；生成数据报，所述数据报包括：加密的所述发生器数据、生成的所述消息认证码、源标识符和目标标识符；以及将所述数据报传输到所述基于云的系统。所述数据报允许所述基于云的系统：解密加密的所述发生器数据；基于消息认证码来验证发生器数据的完整性；将外科集线器验证为数据报的源；以及验证外科集线器与基于云的系统之间的数据报所遵循的传输路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加密通信能力的交互式外科系统相关申请的交叉引用本专利申请按照美国法典第35卷第119条(e)款的规定要求于2018年3月28日提交的标题为“INTERACTIVESURGICALSYSTEMSWITHENCRYPTEDCOMMUNICATIONCAPABILITIES”的美国临时专利申请62/649,302的优先权，该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。本专利申请按照美国法典第35卷第119条(e)款的规定还要求于2017年12月28日提交的标题为“INTERACTIVESURGICALPLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,341、2017年12月28日提交的标题为“CLOUD-BASEDMEDICALANALYTICS”的美国临时专利申请序列号62/611,340和2017年12月28日提交的标题为“ROBOTASSISTEDSURGICALPLATFORM”的美国临时专利申请序列号62/611,339的优先权，这些临时专利申请中的每个的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术介绍
本公开涉及各种外科系统。外科手术通常在医疗机构例如医院的外科手术室或房间中进行。通常在患者周围形成无菌场。无菌场可包括被恰当地穿着的擦洗的团队构件，以及该区域中的所有家具和固定件。各种外科装置和系统用于进行外科手术。
技术实现思路
在一个总体方面，提供了一种外科集线器。该外科集线器被配置为将与外科手术相关联的发生器数据从外科集线器的发生器传输到通信地耦接到多个外科集线器的基于云的系统。外科集线器包括处理器和耦接到处理器的存储器。该存储器存储指令，这些指令能够由处理器执行以：从发生器接收发生器数据；加密发生器数据；基于发生器数据生成消息认证码；生成数据报，该数据报包括加密的发生器数据、生成的消息认证码、源标识符和目标标识符；以及将数据报传输到基于云的系统。该数据报允许基于云的系统：解密传输的数据报的加密的发生器数据；基于消息认证码来验证发生器数据的完整性；将外科集线器验证为数据报的源；以及验证外科集线器与基于云的系统之间的数据报所遵循的传输路径。发生器数据被构造成包括以下字段中的至少两个的数据分组：指示数据的源的字段；唯一时间戳；指示发生器的能量模式的字段；指示发生器的功率输出的字段；以及指示发生器的功率输出的持续时间的字段。在另一个总体方面，提供了另一种外科集线器。该外科集线器被配置为将与外科手术相关联的发生器数据从外科集线器的发生器传输到通信地耦接到多个外科集线器的基于云的系统。该外科集线器包括控制电路，该控制电路被配置为：从发生器接收发生器数据；加密发生器数据；基于发生器数据生成消息认证码；生成数据报，该数据报包括加密的发生器数据、生成的消息认证码、源标识符和目标标识符；以及将数据报传输到基于云的系统。发生器数据被构造成包括以下字段中的至少两个的数据分组：指示数据的源的字段；唯一时间戳；指示发生器的能量模式的字段；指示发生器的功率输出的字段；以及指示发生器的功率输出的持续时间的字段。该数据报允许基于云的系统：解密传输的数据报的加密的发生器数据；基于消息认证码来验证发生器数据的完整性；将外科集线器验证为数据报的源；以及验证外科集线器与基于云的系统之间的数据报所遵循的传输路径。在又一个总体方面，提供了另一种外科集线器。该外科集线器被配置为将与外科手术相关联的外科数据从外科集线器的外科装置优先处理到通信地耦接到多个外科集线器的基于云的系统。外科集线器包括处理器和耦接到处理器的存储器。该存储器存储指令，这些指令能够由处理器执行以：捕获外科数据，该外科数据包括与外科装置相关联的数据；对所捕获的外科数据加时间戳；识别故障事件；识别与故障事件相关联的时间段；基于所识别的时间段将故障事件外科数据与不与故障事件相关联的外科数据隔离；通过时间戳对故障事件外科数据按时间排序；加密按时间排序的故障事件外科数据；以及生成包括加密的故障事件外科数据的数据报。数据报被构造成包括字段，该字段包括使加密的故障事件外科数据优先于数据报的其他加密的数据的标记。该存储器存储指令，这些指令能够由处理器执行以还将数据报传输到基于云的系统。该数据报允许基于云的系统：解密加密的故障事件外科数据；将分析集中于故障事件外科数据而不是不与故障事件相关联的外科数据；以及针对以下中的至少一者标记与故障事件相关联的外科装置：从手术室移除；返回给制造商；未来在基于云的系统中的不可操作性；或下载更新以防止故障事件。附图说明各种方面的特征在所附权利要求书中进行了特别描述。然而，通过参考以下结合如下附图所作的说明可最好地理解所述多个方面(有关手术组织和方法)及其进一步的目的和优点。图1为根据本公开的至少一个方面的计算机实现的交互式外科系统的框图。图2为根据本公开的至少一个方面的用于在手术室中执行外科手术的外科系统。图3为根据本公开的至少一个方面的与可视化系统、机器人系统和智能器械配对的外科集线器。图4为根据本公开的至少一个方面的外科集线器壳体和可滑动地容纳在外科集线器壳体的抽屉中的组合发生器模块的局部透视图。图5为根据本公开的至少一个方面的具有双极、超声和单极触点以及排烟器件的组合发生器模块的透视图。图6示出了根据本公开的至少一个方面的用于横向模块化外壳的多个横向对接端口的单个电力总线附接件，该横向模块化外壳被配置为容纳多个模块。图7示出了根据本公开的至少一个方面的被配置为容纳多个模块的竖直模块化外壳。图8示出了根据本公开的至少一个方面的包括模块化通信集线器的外科数据网络，该模块化通信集线器被配置为将位于医疗设施的一个或多个手术室中的模块化装置或专用于外科操作的医疗设施中的任何房间连接到云。图9为根据本公开的至少一个方面的计算机实现的交互式外科系统。图10示出了根据本公开的至少一个方面的包括耦接到模块化控制塔的多个模块的外科集线器。图11示出了根据本公开的至少一个方面的通用串行总线(USB)网络集线器装置的一个方面。图12示出了根据本公开的至少一个方面的外科器械或工具的控制系统的逻辑图。图13示出了根据本公开的至少一个方面的被配置为控制外科器械或工具的各个方面的控制电路。图14示出了根据本公开的至少一个方面的被配置为控制外科器械或工具的各个方面的组合逻辑电路。图15示出了根据本公开的至少一个方面的被配置为控制外科器械或工具的各方面的时序逻辑电路。图16示出了根据本公开的至少一个方面的包括多个马达的外科器械或工具，多个马达可被激活以执行各种功能。图17为根据本公开的至少一个方面的被配置为操作本文所述的外科工具的机器人外科器械的示意图。图18示出了根据本公开的至少一个方面的被编程以控制位移构件的远侧平移的外科器械的框图。图19为根据本公开的至少一个方面的被配置为控制各个功能的外科器械的示意图。图20为根据本公开的至少一个方面的被配置为除了其他有益效果之外还提供无电感器调谐的发生器的简化框图。...

【技术保护点】
1.一种外科集线器，所述外科集线器被配置为将与外科手术相关联的发生器数据从所述外科集线器的发生器传输到通信地耦接到多个外科集线器的基于云的系统，所述外科集线器包括：/n处理器；以及/n存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，所述指令能够由所述处理器执行以：/n从所述发生器接收发生器数据，其中所述发生器数据被构造成包括以下字段中的至少两个的数据分组：/n指示所述数据的源的字段；/n唯一时间戳；/n指示发生器的能量模式的字段；/n指示发生器的功率输出的字段；以及/n指示所述发生器的所述功率输出的持续时间的字段；/n加密发生器数据；/n基于发生器数据生成消息认证码；/n生成数据报，所述数据报包括：加密的所述发生器数据、生成的所述消息认证码、源标识符和目标标识符；以及/n将所述数据报传输到所述基于云的系统，其中所述数据报允许所述基于云的系统：/n解密传输的所述数据报的加密的所述发生器数据；/n基于消息认证码来验证发生器数据的完整性；/n将外科集线器验证为数据报的源；以及/n验证所述外科集线器与所述基于云的系统之间的所述数据报所遵循的传输路径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171228 US 62/611,339;20171228 US 62/611,340;20171.一种外科集线器，所述外科集线器被配置为将与外科手术相关联的发生器数据从所述外科集线器的发生器传输到通信地耦接到多个外科集线器的基于云的系统，所述外科集线器包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，所述指令能够由所述处理器执行以：
从所述发生器接收发生器数据，其中所述发生器数据被构造成包括以下字段中的至少两个的数据分组：
指示所述数据的源的字段；
唯一时间戳；
指示发生器的能量模式的字段；
指示发生器的功率输出的字段；以及
指示所述发生器的所述功率输出的持续时间的字段；
加密发生器数据；
基于发生器数据生成消息认证码；
生成数据报，所述数据报包括：加密的所述发生器数据、生成的所述消息认证码、源标识符和目标标识符；以及
将所述数据报传输到所述基于云的系统，其中所述数据报允许所述基于云的系统：
解密传输的所述数据报的加密的所述发生器数据；
基于消息认证码来验证发生器数据的完整性；
将外科集线器验证为数据报的源；以及
验证所述外科集线器与所述基于云的系统之间的所述数据报所遵循的传输路径。


2.根据权利要求1所述的外科集线器，其中，生成数据报包括：
生成数据报标头，其中所述数据报标头被构造成包括：
指示与所述外科集线器相关联的IP地址的字段；以及
指示与所述基于云的系统相关联的IP地址的字段；以及
生成数据报有效载荷，其中所述数据报有效载荷被构造成包括加密的所述发生器数据和生成的所述消息认证码。


3.根据权利要求2所述的外科集线器，其中，所述数据报标头还被构造成包括：
指示传输路径的字段，所述传输路径指定与至少一个中间网络部件相关联的至少一个IP地址，当所述数据报从与所述外科集线器相关联的所述IP地址传输到与所述基于云的系统相关联的所述IP地址时，所述数据报将通过所述至少一个中间网络部件传递。


4.根据权利要求1所述的外科集线器，其中，所述指令还能够由所述处理器执行以：
响应于传输的所述数据报而从所述基于云的系统接收接收消息，其中接收的所述消息指示以下中的至少一者：
从传输的所述数据报解密的所述发生器数据的所述完整性已由所述基于云的系统验证；
外科集线器已由基于云的系统认证为数据报的源；或者
所述外科集线器与所述基于云的系统之间的传输的所述数据报所遵循的所述传输路径已由所述基于云的系统验证。


5.根据权利要求1所述的外科集线器，其中，所述指令还能够由所述处理器执行以：
向所述基于云的系统发送消息，其中所述消息请求与特定外科手术相关联的推荐发生器数据；
从基于云的系统接收响应数据报，其中响应数据报包括加密的推荐发生器数据和响应消息认证码；
解密所述响应数据报的加密的所述推荐发生器数据，其中所述推荐发生器数据被构造成包括以下字段中的至少一个的响应数据分组：
指示所述发生器的用于所述特定外科手术的能量模式的字段；
指示发生器的用于特定外科手术的功率输出的字段；或者
指示所述发生器的所述功率输出的用于所述特定外科手术的持续时间的字段；
基于响应消息认证码来验证推荐发生器数据的完整性；以及
在所述特定外科手术期间经由发生器模块将所述推荐发生器数据发送至所述发生器以供实施。


6.根据权利要求5所述的外科集线器，其中，所述推荐发生器数据基于与所述特定外科手术相关联的发生器数据，所述发生器数据由所述多个外科集线器随时间推移安全地传输到所述基于云的系统。


7.根据权利要求1所述的外科集线器，其中，生成消息认证码包括：
基于密钥、散列函数以及接收的所述发生器数据或加密的所述发生器数据中的一者来计算所述消息认证码。


8.根据权利要求7所述的外科集线器，其中，所述密钥是秘密密钥并且所述散列算法是消息认证码算法，并且其中计算所述消息认证码包括使用所述秘密密钥通过所述消息认证码算法处理加密的所述发生器数据。


9.根据权利要求7所述的外科集线器，其中，所述密钥是秘密密钥并且所述散列算法是消息认证码算法，并且其中计算所述消息认证码包括使用所述秘密密钥通过所述消息认证码算法处理接收的所述发生器数据。


10.根据权利要求1所述的外科集线器，其中，加密发生器数据包括使用与所述基于云的系统相关联的共享秘密密钥或公开密钥加密接收的所述发生器数据。


11.一种外科集线器，所述外科集线器被配置为将与外科手术相关联的发生器数据从所述外科集线器的发生器传输到通信地耦接到多个外科集线器的基于云的系统，所述外科集线器包括：
控制电路，所述控制电路被配置为：
从所述发生器接收发生器数据，其中所述发生器数据被构造成包括以下字段中的至少两个的数据分组：
指示所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·T·维纳，F·E·谢尔顿四世，D·C·耶茨，
申请(专利权)人：爱惜康有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US