具有集成麦克风的外科工具制造技术

本发明专利技术题为“具有集成麦克风的外科工具”。本发明专利技术描述了用于外科机器人系统的通信设备和装置。该通信设备可包括与具有外科工具的通信装置通信的用户控制台。该通信装置可包括用以将声音输入转换为声学输入信号的麦克风。该通信装置可将该声学输入信号传输到该用户控制台，以作为声音输出再现给远程操作者。该外科工具可包括内窥镜，该内窥镜具有安装在外壳上的若干麦克风。该外科工具可以是具有麦克风和盖布的无菌屏障。该外科工具的该麦克风可面向周围环境，使得台边工作人员是引起该声音输出的该声音输入的源，并且外科医生和该台边工作人员可在嘈杂环境中进行通信。本文还描述并要求保护其他实施方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成麦克风的外科工具
技术介绍

本专利技术公开了与外科机器人系统有关的实施方案。更具体地，公开了与外科机器人系统和对应的通信装置相关的实施方案。专利技术背景内窥镜外科手术涉及检查患者身体并且使用内窥镜和其他外科手术工具在身体内执行外科手术。例如，腹腔镜外科手术可使用腹腔镜进入腹腔并查看腹腔。可使用手动工具和/或机器人辅助工具来执行内窥镜外科手术。外科医生可使用外科机器人系统来远程命令位于手术台处的外科工具。更具体地，外科医生可使用从手术台在整个房间或甚至在整个世界定位的计算机控制台来命令机器人操纵安装在手术台上的外科工具。机器人控制的外科工具可以是安装在机器人臂上的内窥镜。因此，外科机器人系统可被远程外科医生命令来执行内窥镜外科手术。由外科机器人系统执行的内窥镜外科手术通常由床边工作人员辅助。虽然外科医生可远程定位，但一个或多个床边助手可在手术台处或周围执行任务。例如，床边工作人员可照顾患者或附接/拆卸外科机器人系统的外科工具。床边工作人员和远程外科医生之间的通信对于成功的外科手术至关重要。为了与远程外科医生通信，床边工作人员可能会在手术场所中呼喊，该手术场所可能是嘈杂的环境。另选地，床边工作人员可佩戴并使用辅助技术，诸如头戴式耳机，以与远程外科医生通信。另外，床边工作人员可对附连到手术场所内的某物的麦克风(例如，悬挂在手术场所的天花板上的麦克风)说话，以与远程外科医生通信。
技术实现思路
当外科医生在机器人辅助的外科手术期间未物理地位于手术台处时，远程外科医生和床边工作人员之间的通信可能是困难的。手术场所内的噪声可干扰床边工作人员的呼喊，使得语音听不到。用于促进床边工作人员与远程外科医生之间通信的现有辅助技术具有若干缺点。头戴式耳机的使用可能会扰乱手术场所中的外科工作流程，并且因此，床边工作人员可能忘记佩戴头戴式耳机或者可能简单地选择不佩戴头戴式耳机。安装在手术场所内的各个位置处(例如，悬挂在天花板上)的麦克风可不延伸到手术台与床边工作人员之间的区域中，并且因此可不拾取床边工作人员的语音。类似地，床边工作人员可能不面向所安装的麦克风，并且因此，所监测声音的声音质量可能较差。提供了具有通信装置的外科机器人系统。通信装置可包括外科工具，该外科工具集成麦克风以面向周围环境，例如用于放置在手术台和台边工作人员之间。在一个实施方案中，外科机器人系统包括具有通信装置和用户控制台的通信设备，并且外科工具通信地耦接到用户控制台。远程操作者(例如，外科医生)可使用用户控制台来命令外科工具。外科工具可包括音频系统，以将远程操作者的语音输出到台边工作人员，并且接收台边工作人员的语音。台边工作人员的语音可由用户控制台的音频系统再现给远程操作者。因此，台边工作人员和远程操作者可经由外科机器人系统的通信设备进行通信。在一个实施方案中，外科工具包括内窥镜。内窥镜可附接到机器人臂，并且机器人臂可附接到手术台。内窥镜可具有用于放置在患者体内的细长轴，以及位于无菌屏障和台边工作人员之间的外壳。一个或多个麦克风和一个或多个扬声器可安装在外壳上，以提供音频系统，从而促进台边工作人员的通信。音频系统的若干麦克风可被布置成麦克风阵列以生成若干麦克风输出信号。任选地，处理器安装在外壳中并且可接收麦克风输出信号以执行语音数据的音频处理，诸如降噪或语音方向检测。因此，外科工具可用于正常外科工作流程中，以在台边工作人员和远程操作者之间提供清晰的通信。在一个实施方案中，外科工具为无菌屏障。无菌屏障可包括待放置在手术台上的患者身上或待放置在用于执行机器人辅助的外科手术的机器人臂上方的盖布。更具体地，盖布可以是用以在另一个外科工具和/或机器人臂的一部分上方滑动以限定无菌区的管状套筒。另一个外科工具可附接到机器人臂，并且机器人臂可附接到手术台。外科工具可包括安装在管状套筒上的无菌适配器，并且无菌适配器可包括传动元件以将扭矩从管状套筒内部的机器人臂的马达驱动装置传输到管状套筒外部的外科工具。一个或多个麦克风和一个或多个扬声器可安装在无菌区内的无菌适配器上，以提供音频系统，从而促进台边工作人员的通信。音频系统可以电连接到机器人臂的数据信道，并且因此，远程操作者可以选择机器人臂以与手术场所的特定区域通信，例如，与患者右侧的台边工作人员通信。因此，外科工具可用于正常外科工作流程中，以在台边工作人员和远程操作者之间提供清晰的通信。以上
技术实现思路
不包括本专利技术的所有方面的详尽列表。可以设想，本专利技术包括可利用以上总结的各个方面的所有合适组合来实施的所有系统和方法，以及以下具体实施方式中所公开及随本申请一同提交的权利要求书中特别指出的那些系统和方法。此类组合具有未在以上
技术实现思路
中明确叙述的特定优点。附图说明图1是根据一个实施方案的手术场地中的示例性外科机器人系统的绘画视图。图2是根据一个实施方案的通信装置的透视图。图3是根据一个实施方案的外科工具的外壳的沿图2的线A-A截取的剖视图。图4是根据一个实施方案的通信装置的透视图。图5是根据一个实施方案的外科工具的外壳的沿图4的线B-B截取的剖视图。图6是根据一个实施方案的外科工具的传动外壳的沿图4的线C-C截取的剖视图。图7是根据一个实施方案的通信装置的透视图。图8是根据一个实施方案的盖布上的无菌适配器的沿图7的线D-D截取的剖视图。图9是根据一个实施方案的盖布上的无菌适配器的沿图7的线E-E截取的剖视图。图10是根据一个实施方案的外科机器人系统的计算机部分的框图。具体实施方式实施方案描述了用于外科机器人系统的通信设备和装置。通信设备可包括用户控制台和通信装置，该通信装置允许远程操作者(例如外科医生)与位于手术台处的床边工作人员通信。通信装置可促进通过集成在手术台处使用的外科工具中的音频系统进行通信。例如，外科工具可包括具有集成麦克风和/或扬声器的内窥镜或无菌屏障，如下所述。然而，通信装置可以包括结合到其他外科工具中的音频系统，诸如膀胱镜、腹腔镜或关节镜，仅举几个可能的应用。在各种实施方案中，参照附图进行描述。然而，可在不使用一个或多个这些具体细节或与其他已知的方法和构造相结合的情况下实施某些实施方案。在以下的描述中，为了提供实施方案的透彻理解而阐述了许多具体细节，诸如具体构造、尺寸和工艺。在其他情况下，为了避免不必要地使本说明书变得不清楚，没有对熟知的工艺和制造技术进行特别详细的描述。在整篇说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”等的提及意指所述特定特征、结构、配置或特性包括在至少一个实施方案中。因此，整篇说明书的各个不同地方出现的短语“一个实施方案”或“实施方案”等不一定都指同一实施方案。此外，特定特征、结构、构造或特性可以以任何合适的方式结合在一个或多个实施方案中。整篇说明书中相关术语的使用可表示相对位置或方向。例如，“远侧”可指示远离参考点(例如，在外科手术期间正在手术的患者的方向上)的第一方向。类似地，“近侧”可指示在与该第一方向相反(例如，在远离患者的方向上)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外科机器人系统中的通信装置，包括：/n一个或多个麦克风，所述一个或多个麦克风被配置为接收声音输入并将所述声音输入转换为音频信号；外科工具，所述外科工具具有轴和耦接到所述轴的近侧端部的外壳，所述一个或多个麦克风安装在所述外壳的外表面上并且操作地设置在覆盖所述外科机器人系统的一部分的无菌屏障上方；和/n处理器，所述处理器通信地耦接到所述麦克风以处理和传输所述音频信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180820 US 15/9996761.一种外科机器人系统中的通信装置，包括：
一个或多个麦克风，所述一个或多个麦克风被配置为接收声音输入并将所述声音输入转换为音频信号；外科工具，所述外科工具具有轴和耦接到所述轴的近侧端部的外壳，所述一个或多个麦克风安装在所述外壳的外表面上并且操作地设置在覆盖所述外科机器人系统的一部分的无菌屏障上方；和
处理器，所述处理器通信地耦接到所述麦克风以处理和传输所述音频信号。


2.根据权利要求1所述的通信装置，其中所述外科工具是用于操纵组织的外科器械。


3.根据权利要求1所述的通信装置，其中所述外科工具是包括内窥镜的视频成像装置。


4.根据权利要求1所述的通信装置，其中所述一个或多个麦克风包括在垂直于所述轴的平面中彼此等距定位的多个麦克风。


5.根据权利要求4所述的通信装置，其中处理所述音频信号包括基于到达所述多个麦克风的时间差来检测所述声音输入的源位置。


6.根据权利要求4所述的通信装置，还包括扬声器，所述扬声器安装在所述外壳的所述外表面上并且通信地耦接到所述处理器，其中所述扬声器被配置为将由所述处理器接收的另一个音频信号从另一个声音输入转换为声音输出。


7.根据权利要求6所述的通信装置，其中所述多个麦克风围绕所述扬声器布置在所述外壳的所述外表面上。


8.根据权利要求1所述的通信装置，其中处理所述音频信号包括测量背景噪声并降低所述背景噪声。


9.一种外科机器人系统中的通信装置，包括：
一个或多个麦克风，所述一个或多个麦克风安装在无菌适配器的外表面上，所述一个或多个麦克风被配置为接收声音输入并将所述声音输入转换为音频信号，所述无菌适配器操作地耦接到所述外科机器人系统的机器人臂的远侧端部，所述无菌适配器的所述外表面定位在覆盖所述机器人臂的盖布上方；和
处理器，所述处理器通信地耦接到所述麦克风以处理和传输所述音频信号。


10.根据权利要求9所述的通信装置，其中所述一个或多个麦克风包括在所述外表面上彼此等距定位的多个麦克风，从而形成线。


11.根据权利要求10所述的通信装置，其中处理所述音频信号包括基于到达所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·米勒，J·萨维尔，G·R·拉塞尔，
申请(专利权)人：威博外科公司，
类型：发明
国别省市：美国;US