用于音频信号布置和投射的系统和方法技术方案

本申请公开了用于将音频信号投射到远程操作外科手术系统的操作者以向操作者传送与音频信号相关联的空间取向的系统和方法。可以选择诸如方向和音量之类的音频信号的特性以给予远程操作者在本地位于患者旁边的印象。还可以修改音频信号的特性，以提供音频源在物理音频环境内的实际位置和音频源在虚拟音频环境内的模拟位置之间的空间转换。境内的模拟位置之间的空间转换。境内的模拟位置之间的空间转换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于音频信号布置和投射的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年8月20日提交的美国临时申请62/889,086的权益，该申请通过引用被整体并入本文。


[0003]本公开涉及用于布置和/或投射音频信号的系统，并且更具体地涉及具有智能音频布置和/或投射的系统。

技术介绍

[0004]微创医疗技术旨在减少在有创医疗程序期间受损的组织量，从而减少患者恢复时间、不适感和有害的副作用。这种微创技术可以穿过患者解剖结构中的自然孔口或穿过一个或多个外科手术切口来执行。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入医疗工具以达到目标组织位置。微创医疗工具包括诸如治疗器械、诊断器械和外科手术器械之类的器械。微创医疗工具还可以包括成像器械，例如内窥镜器械。成像器械为用户提供患者解剖结构内的视场。一些微创医疗工具和成像器械可以是远程操作的或者是计算机辅助的。医疗远程操作系统的示例包括来自加利福尼亚州桑尼维尔的直观外科手术公司(Intuitive Surgical,Inc.)的da 外科手术系统和da S
TM
外科手术系统。这些系统中的每一个都包括外科医生控制台、操纵器组合件、高性能三维(3
‑
D)视觉系统，以及耦合到操纵器组合件的一个或多个医疗器械。
[0005]在医疗程序期间，远程操作系统的操作者与远程操作系统的患者附近的人之间可能发生交流。例如，操作者可能希望向患者附近的医疗人员发送指令和/或患者附近的医疗人员可能希望向操作者发送指令。因此，稳健的通信能力可以为远程操作系统带来更安全、更有效和整体更成功的临床结果。
[0006]因此，提供一种在外科手术程序期间提供改进的通信的系统将是有利的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的实施例由随附于说明书的权利要求最好地概括。
[0008]在本专利技术的一个方面，一种音频系统包括一个或多个音频传感器、跟踪系统、音频再现系统和耦合到一个或多个音频传感器、跟踪系统和音频再现系统的音频布置控制器。该音频布置控制器可以被配置为执行包括以下各项的操作：在一个或多个音频传感器处接收音频信号，从跟踪系统接收与音频信号的源在物理音频环境中的实际位置相关联的跟踪数据，确定音频信号在虚拟音频环境中的模拟位置，以及经由音频再现系统再现音频信号。可以基于实际位置与模拟位置之间的关系来确定虚拟音频环境中再现的音频信号的至少一个特性(例如音量或方向)。
[0009]在一个实施例中，一个或多个音频传感器(例如麦克风)可以被配置为检测医疗系统的患者附近的音频信号。该音频信号可以对应于患者或患者附近的人员的口头交流。该
音频信号可以替代地对应于医疗监测设备(例如心率监测器、血压监测器、血氧传感器等)的音频输出。此外，该音频信号可以对应于医疗系统的音频输出。
[0010]在一些实施例中，跟踪数据可以对应于由音频信号源佩戴的跟踪设备，或者它可以从音频信号导出。例如，音频传感器可用于基于在每个相应传感器处接收到的音频的音量，或基于音频到达每个音频传感器的时间差经由三角测量来确定源的位置。
[0011]在一些实施例中，音频信号的模拟位置可以表示源的实际位置。例如，如果源的实际位置在用作参考点的内窥镜的正左方5英尺处，则模拟位置可能在操作者的正左方5英尺处。在其他实施例中，音频信号的模拟位置可能不同于基于跟踪数据的实际位置。可以基于音频信号的一个或多个属性来确定模拟位置。例如，可以基于确定音频信号与紧急消息相关联或被传达给音频系统的收听者来确定模拟位置。可以至少部分地基于在音频中陈述的名称或关键字或在音频传感器处接收到的音频的音量来做出该确定。在一些情况下，可以使用人工神经网络来确定模拟位置。
[0012]音频再现系统可以包括立体声系统、环绕声系统或由音频系统的收听者佩戴的耳机。
[0013]音频系统还可以包括合成音频源。音频布置控制器可以进一步被配置用于从合成音频源接收合成音频信号，确定合成音频信号在虚拟音频环境中的第二模拟位置，以及经由音频再现系统发出具有基于虚拟音频环境中的第二模拟位置的特性的合成音频信号。合成音频信号可以对应于患者的生理过程的音频表示。这可以允许操作者在听觉上监测生理过程。
[0014]在另一方面，音频系统可以包括存储器和耦合到存储器的一个或多个处理器。一个或多个处理器可以被配置为从存储器读取指令并执行包括以下各项的操作：接收在医疗程序的患者附近检测到的音频信号，接收与音频信号的源相关联的跟踪信息，确定音频信号在虚拟音频环境中的模拟位置，以及经由音频再现系统将音频信号再现给远程收听者。音频再现系统可以基于远程收听者与虚拟音频环境中的模拟位置之间的空间关系为音频信号提供特性(例如，音量、音调、方向、回放速度等)。
[0015]在另一方面，一种方法可以包括接收在使用医疗系统执行的医疗程序期间在患者附近检测到的音频信号，接收与音频信号的源相关联的跟踪数据，确定音频信号在虚拟音频环境中的模拟位置，以及经由音频再现系统将音频信号再现给医疗系统的操作者。再现的音频信号的至少一个特性可以基于在虚拟音频环境中的模拟位置。
[0016]在又一方面，一种方法包括从医疗系统至少一个传感器的操作者接收音频信号，确定与音频信号相关联的目标，该目标位于与医疗系统相关联的患者附近，接收与目标相关联的跟踪数据，以及经由音频再现系统在患者附近再现音频信号。音频再现系统可以基于跟踪数据将再现的音频信号朝向目标聚焦。
[0017]在本公开的另一方面，一种音频系统包括至少一个扬声器、合成音频源和耦合到合成音频源的音频布置控制器。该音频布置控制器可以被配置为执行包括以下各项的操作：从合成音频源接收合成音频信号，接收与合成音频信号相关联的位置数据，基于位置数据确定合成音频信号在虚拟音频环境中的模拟位置，以及经由至少一个扬声器发出合成音频信号。可以基于位置信息来确定虚拟音频环境中所发出的音频信号的至少一个特性。
[0018]在一些实施例中，合成音频信号可以对应于患者的生理过程。该生理过程可以包
括呼吸、心跳、血流或任何其他合适过程中的至少一种。在其他实施例中，合成音频信号可以对应于患者的解剖结构内的感兴趣区域。模拟位置可以对应于为操作者显示的视场与感兴趣区域的实际位置之间的空间关系。
[0019]在一些实施例中，音频系统还可以包括成像系统。感兴趣区域可以由成像系统检测。成像系统可以包括设置在患者的解剖结构内的相机。成像系统可以可替代地包括超声探头、CT扫描仪、X射线机器或MRI机器。跟踪系统可以配准视场与成像系统的参考点之间的空间关系。跟踪系统可以将位置数据提供给音频布置控制器。
[0020]在一些实施例中，至少一个扬声器可以是定向扬声器。至少一个特性可以包括从定向扬声器发出合成音频的方向的选择。至少一个扬声器还可以包括至少两个扬声器。至少一个特性可以包括至少两个扬声器中的发出合成音频的至少一个扬声器的选择。该选择可以基于与空间关系相关联的第一方向和与操作者和至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种音频系统，包含：一个或多个音频传感器；跟踪系统；音频再现系统；以及音频布置控制器，其耦合到所述一个或多个音频传感器、所述跟踪系统和所述音频再现系统，其中所述音频布置控制器被配置为执行包含以下各项的操作：在所述一个或多个音频传感器处接收音频信号；从所述跟踪系统接收跟踪数据，所述跟踪数据与所述音频信号的源的物理音频环境中的实际位置相关联；确定所述音频信号在虚拟音频环境中的模拟位置；以及经由所述音频再现系统在所述虚拟音频环境中的所述模拟位置处再现所述音频信号。2.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述一个或多个音频传感器被配置为在患者环境中检测所述音频信号。3.根据权利要求2所述的音频系统，其中所述音频信号对应于所述患者环境中的患者或人员的口头交流。4.根据权利要求2所述的音频系统，其中所述音频信号对应于所述患者环境中的患者监测设备的音频输出。5.根据权利要求2所述的音频系统，其中所述音频信号对应于所述患者环境中的医疗系统的音频输出。6.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述跟踪数据对应于附接到所述音频信号的所述源的跟踪设备。7.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述跟踪数据从所述音频信号导出。8.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述音频信号的所述模拟位置不同于基于所述跟踪数据的所述实际位置。9.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述模拟位置基于所述音频信号的一个或多个属性来确定。10.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述模拟位置基于确定所述音频信号与紧急消息相关联或被传达给所述音频系统的收听者而确定。11.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述模拟位置使用人工神经网络来确定。12.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述音频再现系统包括立体声系统、环绕声系统或由所述音频系统的收听者佩戴的耳机。13.根据权利要求1所述的音频系统，还包含合成音频源，其中所述操作还包含：从所述合成音频源接收合成音频信号；确定所述合成音频信号在所述虚拟音频环境中的第二模拟位置；以及经由所述音频再现系统发出具有基于所述虚拟音频环境中的所述第二模拟位置的特性的所述合成音频信号。14.根据权利要求13所述的音频系统，其中所述合成音频信号对应于患者的生理过程的音频表示。15.一种系统，包含：
存储器；以及一个或多个处理器，其耦合到所述存储器，所述一个或多个处理器被配置为从所述存储器读取指令并执行包含以下各项的操作：接收在患者环境中检测到的音频信号；接收与所述音频信号的源在所述患者环境中的位置相关联的跟踪信息；确定所述音频信号在虚拟音频环境中的模拟位置；以及在操作者环境中经由音频再现系统再现所述音频信号，其中所述音频再现系统提供具有基于在所述虚拟音频环境中的收听者位置与所述模拟位置之间的空间关系的特性的所述音频信号。16.根据权利要求15所述的系统，其中所述音频信号对应于所述患者环境中的人员的口头交流。17.根据权利要求15所述的系统，其中所述音频信号对应于所述患者环境中的医疗设备的音频输出。18.根据权利要求15所述的系统，其中从附接到所述音频信号的所述源的跟踪设备接收所述跟踪信息。19.根据权利要求15所述的系统，其中确定所述音频信号在所述虚拟音...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：