(57)【要約】【課題】ORの外で無線マイクロフォンを介して外科医が音声命令を不注意に発する問題を解決する。【解決手段】音声制御式外科用システムは、オーディオ入力を受信する無線命令マイクロフォンと、前記無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力から命令を生成する音声制御モジュールと、前記無線命令マイクロフォンの近接を示す信号を生成する検出モジュールと、信号の１つまたは複数に応答して命令を無効にするスイッチモジュールと、信号の１つまたは複数に応答して作動されるアラームモジュールとを含む。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声制御式外科用システムであって、
オーディオ入力を受信する無線命令マイクロフォンと、
前記無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力から命令を生成する音声制御モジュールと、
前記無線命令マイクロフォンの近接を示す信号を生成する検出モジュールと、
前記信号のうち１つまたは複数に応答して前記命令を無効にするスイッチモジュールと、
前記信号のうち１つまたは複数に応答して作動されるアラームモジュールと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記アラームモジュールは可聴アラームを生成する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記スイッチは、前記可聴アラームが前記検出モジュールによって前記オーディオ入力の中で検出された場合、前記命令を再び有効にする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記可聴アラームは音声指令を含む請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記アラームモジュールは視覚警告を生成する請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
手術室のビデオ画像を記録する少なくとも１つのビデオカメラと、
前記検出モジュールと通信し、前記ビデオ画像を受信し、前記無線命令マイクロフォンが前記ビデオ画像内で識別された場合、前記無線命令マイクロフォンが前記手術室内に存在することを示す信号を生成する画像認識モジュールと、
をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記無線命令マイクロフォンは、前記無線命令マイクロフォンを一意に識別する少なくとも１つの視覚特徴部を含む請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
手術室内の受信機をさらに備え、
前記無線命令マイクロフォンは、前記無線命令マイクロフォンが前記手術室内にあると判定すると、前記受信機と対形成する請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンが特定の部屋の外部にあるとき、第１の信号を生成し、前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンが特定の部屋の内部にあるとき、第２の信号を生成する請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンに関する電力喪失および通信喪失の少なくとも一方に応答して第３の信号を生成する請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
超音波信号を生成する放出器をさらに備え、
前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力を区別して前記超音波信号を検出する請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記超音波信号が検出された場合、前記無線命令マイクロフォンが特定の部屋の内部にあることを示す第１の信号が生成され、
オーディオ入力の少なくとも一部分が受信され、かつ、前記超音波信号が検出されない場合、前記無線命令マイクロフォンが前記特定の部屋の外部にあることを示す第２の信号が生成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
オーディオ入力が受信されず、かつ、前記超音波信号が検出されない場合、前記無線命令マイクロフォン内での電力喪失を示す第３の信号が生成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
参照マイクロフォンをさらに備え、
前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンから第１のオーディオ入力および前記参照マイクロフォンから第２のオーディオ入力を受信し、
前記検出モジュールは、前記第１のオーディオ入力と前記第２のオーディオ入力を比較して、前記参照マイクロフォンへの前記無線命令マイクロフォンの近接を判定する請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記無線命令マイクロフォンは所定の領域を有し、前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンが前記所定の領域の外にあるとき、信号を生成する請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記検出モジュールと通信する無線周波数識別タグリーダをさらに備え、前記無線命令マイクロフォンは無線周波数識別タグを含み、
前記検出モジュールは、前記無線周波数識別タグが前記無線周波数識別タグリーダによって読み取られたとき、前記無線命令マイクロフォンが特定の部屋にあることを示す信号を生成する請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記無線周波数識別タグは、前記無線命令マイクロフォンを示す識別コードを含む信号を前記無線周波数識別タグリーダに送信する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
特定の手術室を示す識別コードを含む赤外線信号を送信する赤外線送信機をさらに備え、
前記無線命令マイクロフォンは赤外線信号検出器をさらに含み、
前記赤外線信号検出器が前記赤外線信号を検出すると、前記無線周波数識別タグは、前記特定の手術室を示す識別コードと前記無線命令マイクロフォンを示す識別コードの両方を含む信号を前記無線周波数識別タグリーダに送信する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記無線周波数識別タグリーダは、手術室の扉に配置され、
前記検出モジュールは、前記無線周波数識別タグが前記手術室の扉を通過すると、信号を生成する請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記検出モジュールによって受信される心拍数を示す信号をさらに含み、前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力と前記心拍数を示す信号を比較し、それにより、前記スイッチモジュールは、前記検出モジュールに応答し、前記第１のオーディオ入力と前記心拍数を示す信号が十分に異なるとき、前記音声制御モジュールを無効にする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
音声制御式外科用システムであって、
超音波信号を生成する放出器と、
発話入力および前記超音波信号の少なくとも一方を受信する無線命令マイクロフォンと、
前記発話入力および前記超音波信号の少なくとも一方の受信を検出する検出モジュールと、
前記発話入力の中で識別された命令を生成する音声制御モジュールと、
前記検出モジュールに応答して前記無線命令マイクロフォンおよび前記音声制御モジュールの少なくとも一方を制御するスイッチと、
を備え、
前記スイッチは、前記超音波信号の検出に従って前記命令を無効にするシステム。
【請求項２２】
前記検出モジュールに応答するアラームをさらに備え、前記アラームは、前記超音波信号の検出に従って作動される請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記検出モジュールは、前記超音波信号が検出された場合、前記無線命令マイクロフォンが特定の部屋の内部にあることを示す第１の信号を生成する請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記検出モジュールは、前記発話入力のうち少なくとも一部分が受信され、かつ、前記超音波信号が検出されない場合、前記無線命令マイクロフォンが特定の部屋の外部にあることを示す第２の信号を生成する請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記検出モジュールは、発話入力が受信されず、かつ、前記超音波信号が検出されない場合、前記無線命令マイクロフォンにおける電力喪失を示す信号を生成する請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記音声制御モジュールは、超音波周波数が存在する発話入力の中で識別された命令を生成するのみである請求項２１に記載のシステム。
【請求項２７】
音声制御式外科用システムであって、
音声制御モジュールを含むコンピュータと、
前記コンピュータと無線通信する無線命令マイクロフォンと、
固定位置を有する参照マイクロフォンと、
前記無線命令マイクロフォンによって受信される第１のオーディオ入力と前記参照マイクロフォンによって受信される第２のオーディオ入力を比較する検出モジュールと、
前記検出モジュールに応答し、前記無線命令マイクロフォンによって受信される第１のオーディオ入力と前記参照マイクロフォンによって受信される第２のオーディオ入力が十分に異なる場合、音声命令を無効にするスイッチと、
前記検出モジュールに応答し、前記無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力と前記参照マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力が十分に異なるとき、作動されるアラームと、
を備えるシステム。
【請求項２８】
前記アラームは可聴アラームであり、前記検出モジュールは、前記可聴アラームが前記検出モジュールによって検出された場合、状態誤分類を示す信号を生成する請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記アラームは可聴アラームであり、前記検出モジュールは、前記可聴アラームが前記検出モジュールによって検出された場合、状態誤分類を訂正する請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記アラームは可聴アラームであり、前記スイッチは、前記可聴アラームが前記検出モジュールによって検出された場合、前記無線命令マイクロフォンおよび前記音声制御モジュールの少なくとも一方を再作動させる請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力と前記参照マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力の間の相互相関を計算する請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記検出モジュールは、前記無線命令マイクロフォンの距離を示す時間遅れを決定する請求項２７に記載のシステム。
【請求項３３】
前記検出モジュールは、前記第１のオーディオ入力と前記第２のオーディオ入力との間のインパルス応答を推定する適応フィルタを使用して、前記無線命令マイクロフォンと前記参照マイクロフォンの間の距離を測定する請求項２７に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第１のオーディオ入力と前記第２のオーディオ入力の前記比較は、相互相関の測定を含む請求項２７に記載のシステム。
【請求項３５】
前記比較は、前記オーディオ入力のエネルギーの測定を含む請求項２７に記載のシステム。
【請求項３６】
前記無線命令マイクロフォンによって受信される第１のオーディオ入力の中で識別される音声命令を実行する音声制御モジュールをさらに備える請求項２７に記載のシステム。
【請求項３７】
前記第１のオーディオ入力および前記第２のオーディオ入力の少なくとも一方は、心拍数を示すオーディオ入力を含む請求項２７に記載のシステム。
【請求項３８】
複数の参照マイクロフォンをさらに備え、前記検出モジュールは、さらに、前記無線命令マイクロフォンによって受信される第１のオーディオ入力と前記複数の参照マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力を比較する請求項２７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記第１のオーディオ入力と前記複数の参照マイクロフォンから受信されるオーディオ入力の比較は、相互相関の測定を含む請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記第１のオーディオ入力と前記複数の参照マイクロフォンから受信されるオーディオ入力の比較は、オーディオ信号のエネルギーの測定を含む請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
前記第１のオーディオ入力と前記複数の参照マイクロフォンから受信されるオーディオ入力の比較は、相互相関の測定およびオーディオ信号のエネルギーの測定を含む請求項３８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声制御式外科用システムに関し、より具体的には、無線命令マイクロフォンを管理する手段を含む音声制御式外科用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声入力は、手術室環境では、音声注釈(voice annotation)、通信(たとえば、電話、ビデオ会議など)、および音声制御などのタスクのために使用される。一部の音声制御式システムは、外科医または他の手術スタッフによって装着され、かつ、ワイヤを介して外科用システムに接続される１つまたは複数の命令マイクロフォンを含む。ユーザが外科用システムに束縛されることを必要とする有線命令マイクロフォンは、手術室(“OR (operating room)”)内での外科医の移動自由度を制約することを含む欠点を有する。
【０００３】
無線命令マイクロフォンは、外科医がORを自由に動き回ることを可能にする。しかし、無線命令マイクロフォンの使用は、安全性問題を惹起する。たとえば、無線命令マイクロフォンにより、ユーザは、命令マイクロフォンを取り外すことなく、自由にORから出て、さらに別のORに歩いて行くことができる。そのため、外科医は、自分が異なるOR内の機器を制御していることを認識することなく音声命令を発する可能性がある。他の無線通信システムとの干渉/クロストークが起こる可能性があり、無線リンクが喪失するかまたは遮断されうる。最後に、無線命令マイクロフォン送信機上の電池が消耗しうる。
【０００４】
当技術分野では、自分が異なるOR内の機器を制御していることを認識することなく音声命令を不注意に発する問題に対処することが求められている。この問題は、患者と手術チームの両方にとっておそらく危険である(たとえば、患者が手術台に載っている間に、手術台が、不注意にも移動し始める)。全ての意図される音声命令が確実に受信され実施されるようにするために、無線命令マイクロフォンが、そのデータリンクまたは電池電力を喪失するときを検出し、ユーザに警告することも求められている。
【０００５】
一部のシステムは、ある装置が、特定の部屋内でもはや同じ場所に配置されないとき、データ通信を中止することが知られている(たとえば、Rodman他に付与された米国特許第６，９５９，２６０号)。しかし、これらの従来技術のシステムは、音声制御式外科用システムに適応せず、装置がもはや同じ場所に配置されないときをユーザに警告せず、喪失された通信リンクまたは切れた電池などの機能不全に対処しない。そのため、ユーザおよび/またはORスタッフが、たとえば緊急状況において、音声命令を発しようと試みる時間を浪費せず、代わりに、制御パネルまたは他の利用可能な手段を通して直接に装置を制御するように、任意のマイクロフォン機能不全(たとえば、範囲外、喪失された通信リンク、または切れた電池)を、検出し、手術室可聴アラームおよび/またはグラフィカル表現によってユーザおよび/または他のスタッフに知らせることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，９５９，２６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ORの外で無線マイクロフォンを介して外科医が音声命令を不注意に発する問題を解決することが本発明の目的である。
【０００８】
別の目的は、切れた電池、喪失された無線通信リンクなどによって引き起こされる、命令マイクロフォンと外科用システムとの間の無線通信リンクが作動していないときをユーザおよび/またはORスタッフに警告しうる外科用システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらのまた他の目的は、命令マイクロフォンを装着するユーザがOR内にいないときに、１つまたは複数の受動的または能動的検出手段によって音声制御を無効にし、音声制御が無効にされるときをユーザに警告する音声制御式外科用システムを提供することによって達成される。音声制御システムは、通常、ユーザの発話を含むオーディオ入力を受信するオーディオチャネルと、ユーザの発話をデジタル表現に変換する発話認識モジュールと、デジタル表現を検証し解釈し、意図される装置および/またはシステムの制御に適した対応する命令を発する音声制御モジュールとを含む。音声制御を無効にすることは、オーディオチャネル、発話認識モジュール、および/または音声制御モジュールの機能を中断することによって達成されてもよい。たとえば、オーディオチャネルは、無線命令マイクロフォンまたは無線命令マイクロフォンに関連する送信機をシャットダウンすることによって、かつ/または、無線命令マイクロフォンおよび/または送信機に関連する音声カードを無効にすることによって無効にされてもよい。さらに、音声制御を無効にすることは、発話認識モジュールおよび/または音声制御モジュールの機能を中断し、したがって、命令が、意図される装置および/またはシステムに送出されることを防止することによって達成されてもよい。
【００１０】
１つの例示的な実施形態では、音声制御式外科用システムが提供され、音声制御式外科用システムは、オーディオ入力を受信する無線命令マイクロフォンと、無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力から命令を生成する音声制御モジュールと、無線命令マイクロフォンの近接を示す信号を生成する検出モジュールと、信号のうち１つまたは複数に応答して命令を無効にするスイッチモジュールと、信号のうち１つまたは複数に応答して作動されるアラームモジュールとを含む。一部の実施形態では、検出モジュールは、無線命令マイクロフォンが特定の部屋の外部にあるとき、第１の信号を生成し、無線命令マイクロフォンが特定の部屋の内部にあるとき、第２の信号を生成し、無線命令マイクロフォンに関する電力喪失および通信喪失の少なくとも一方に応答して第３の信号を生成する。
【００１１】
一実施形態では、システムは、さらに、手術室のビデオ画像を記録する少なくとも１つのビデオカメラと、検出モジュールと通信し、ビデオ画像を受信し、無線命令マイクロフォンがビデオ画像内で識別される場合、無線命令マイクロフォンが手術室内に存在することを示す信号を生成する画像認識モジュールとを含む。無線命令マイクロフォンは、さらに、無線命令マイクロフォンを一意に識別する少なくとも１つの視覚特徴部を含んでもよい。
【００１２】
本発明の目的は、さらに、音声制御式外科用システムを提供することによって達成され、音声制御式外科用システムは、超音波信号を生成する放出器と、発話入力および前記超音波信号の少なくとも一方を受信する無線命令マイクロフォンと、発話入力および超音波信号の少なくとも一方の受信を検出する検出モジュールと、発話入力の中で識別された命令を生成する音声制御モジュールと、検出モジュールに応答して無線命令マイクロフォンおよび音声制御モジュールの少なくとも一方を制御するスイッチとを含み、スイッチは、超音波信号の検出に従って命令を無効にする。
【００１３】
一部の実施形態では、喪失された通信リンクまたは切れた電池は、無線命令マイクロフォン出力から超音波信号がないことと、オーディオ信号(または、特定の状態を示すために、受信機において生成される特定の信号)が平坦であるかまたは欠如していることの両方によって識別される。部屋の外にある無線命令マイクロフォンは、無線命令マイクロフォン出力からの超音波信号がなく、オーディオ信号が全く存在しない(たとえば、ある程度の背景雑音が、無線命令マイクロフォン出力において依然として検出される)ときに識別されてもよい。
【００１４】
さらに、音声制御式外科用システムが提供され、音声制御式外科用システムは、音声制御モジュールを含むコンピュータと、コンピュータと無線通信する無線命令マイクロフォンと、固定位置を有する参照マイクロフォンと、無線命令マイクロフォンによって受信される第１のオーディオ入力と参照マイクロフォンによって受信される第２のオーディオ入力を比較する検出モジュールと、無線命令マイクロフォンによって受信される第１のオーディオ入力および参照マイクロフォンによって受信される第２のオーディオ入力が十分に異なる場合、検出モジュールに応答して音声命令を無効にするスイッチと、検出モジュールに応答し、無線命令マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力および参照マイクロフォンによって受信されるオーディオ入力が十分に異なるとき作動されるアラームとを含む。
【００１５】
一部の実施形態では、喪失された無線通信リンクまたは切れた電池は、平坦な信号(または、特定の状態を示すために、無線受信機において生成される特定の信号)が存在するときに識別される。別法として(または、共に)、スピーカ識別モジュールは、参照マイクロフォンおよび無線命令マイクロフォンからの信号に対して作動する。無線命令マイクロフォンが正しく動作しているとき(たとえば、良好な電池、良好な通信リンク)、両方の識別モジュールは、目下のユーザを識別し、そのアイデンティティに合意する。無線通信が中断されている(たとえば、切れた電池または喪失された通信リンクの)場合、ユーザは、依然として参照マイクロフォン上で識別されるが、無線通信に関して問題を示す無線命令マイクロフォン上では識別されないことになる。
【００１６】
本発明は、改善された通信技術、より有効な音声制御によって、システムのユーザが、付加された可動性、よりよいオーディオ品質などの無線マイクロフォンの利益を享受することを可能にし、同時に、間違った装置の制御、切れた電池、喪失された無線通信リンクなどのような無線マイクロフォンに関連する動作上のリスクを低減する。
【００１７】
本発明の他の目的ならびにその具体的な特徴および利点は、続く図面および詳細な説明を考慮することによってより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の例示的な実施形態によるシステムを示す図である。
【図１Ｂ】本発明の例示的な実施形態によるシステムを示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態によるシステムを含む手術室の平面図である。
【図３Ａ】図２に示す手術室内のマイクロフォンで記録される波形を示す図である。
【図３Ｂ】図２に示す手術室内のマイクロフォンで記録される波形を示す図である。
【図３Ｃ】図２に示す手術室内のマイクロフォンで記録される波形を示す図である。
【図３Ｄ】図２に示す手術室内のマイクロフォンで記録される波形を示す図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態によるシステムを含む手術室の別の平面図である。
【図５Ａ】図４に示す手術室内のマイクロフォンで記録される波形を示す図である。
【図５Ｂ】図４に示す手術室内のマイクロフォンで記録される波形を示す図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態によるシステムを含む手術室の別の平面図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態によるシステムを含む手術室の別の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１Ａは、本発明の例示的な実施形態による音声制御式外科用システムを示す。システムは、制御コンピュータ150、および、少なくとも１つが無線命令マイクロフォンである１つまたは複数のマイクロフォン110を含む。無線命令マイクロフォンは、ユーザの口に非常に接近しているため、ユーザの発話が高い信号対雑音比で変換されるような、ユーザによって装着されるかまたは保持される携帯型装置である。無線命令マイクロフォンは、マイクロフォン、送信機、および電池などのいくつかの構成要素を含んでもよい。
【００２０】
マイクロフォン110は、ユーザの発話を含むオーディオ入力を受信する。オーディオ信号120は、マイクロフォン110からコンピュータ150によって受信される。制御コンピュータ150は、オーディオ入力を処理し、システムと通信する装置を制御するための１つまたは複数のソフトウェアモジュールまたは構成要素を含む。制御コンピュータ150は、ユーザの発話をデジタル表現に変換する発話認識モジュールと、デジタル表現を検証し解釈し、意図される装置および/またはシステムの制御に適した対応する命令を発する音声制御モジュールとを含んでもよい。
【００２１】
無線命令マイクロフォン110のうちの１つが、特定の範囲の外側にあるかまたは外科用システムの近くにない(たとえば、ORの外部にある)か、あるいは、無線命令マイクロフォンが故障しているかまたは電力を喪失していると、システムは、１つまたは複数の受動的または能動的マイクロフォン管理手段によってその無線命令マイクロフォンからの音声制御を無効にするようになっている。
【００２２】
少なくとも１つの無線命令マイクロフォン110が、所望の範囲内または近接にある、たとえば、OR内にある場合、無線命令マイクロフォン110および/またはコンピュータ150の音声制御モジュールは作動可能のままである。少なくとも１つの無線命令マイクロフォン110が、所望の近接の外側にあると判定される、かつ/または、故障または電力喪失が起こっている場合、その無線命令マイクロフォンについての音声制御は無効にされる。たとえば、オーディオチャネルは、無線命令マイクロフォンまたは無線命令マイクロフォンに関連する送信機をシャットダウンすることによって、無線命令マイクロフォンおよび/または送信機に関連する音声カードを無効にすることによって無効にされてもよい。さらに、音声制御を無効にすることは、発話認識モジュールおよび/または音声制御モジュールの機能を中断し、したがって、命令が、意図される装置および/またはシステムに送出されることを防止することによって達成されてもよい。
【００２３】
本発明は、無線命令マイクロフォン110が、所望の範囲または近接の外側(たとえば、ORの外側)にあること、および同様に、切れた電池などの無線命令マイクロフォン110の電力喪失または故障を検出するために使用されてもよい。たとえば、音声制御システムは、無線命令マイクロフォン110が部屋の外にあるか、無線命令マイクロフォンの電池が切れたか、無線命令マイクロフォンのリンクが喪失したかを識別してもよい。音声制御システムは、無線命令マイクロフォン110がORの外にあるときを特に識別するようになっており、一部の実施形態では、無線通信システムによってサポートされる機能に応じて、切れた電池と喪失されている無線通信リンクとを区別してもよい。本発明はまた、２つ以上の無線命令マイクロフォン110を有効にし、１つまたは複数の受動的または能動的マイクロフォン管理手段によって特定の無線命令マイクロフォン110を無効にしてもよい。
【００２４】
一部の実施形態では、範囲制限が、無線命令マイクロフォン110に課される。外科用システムの短い距離内で作動するだけである無線通信システムが使用されてもよい。たとえば、無線命令マイクロフォン110に関連する送信機の電力は、無線通信システムの範囲を低減するために、無線通信システムが配備される特定の手術室のサイズに(たとえば、所望の制御領域と釣り合う半径内に)制限される。
【００２５】
他の実施形態では、無線命令マイクロフォン110は、拡散赤外線(“IR”)チャネルを介してコンピュータ150とオーディオ信号120を通信する。拡散(非視線(non-line-of-sight))IRは、壁を通過しない透過手段を使用することによって、手術室内から音声命令を受け取るだけであることを保証する。拡散IR伝送手段は、高品質な音声伝送をサポートするのに十分な帯域幅を有する。拡散IRは、通常、赤外線信号で部屋を溢れさせ、部屋内でのロバストな無指向性通信を維持するために、天井、壁、床、および他の表面からの反射に依存する。
【００２６】
図１Ｂは、１つまたは複数の能動的な解決策を採用する本発明の例示的な実施形態による音声制御式外科用システムを示す。音声制御式外科用システムは、命令マイクロフォン110の少なくとも１つの存在、範囲、および/または近接を検出する検出モジュール152を含む。一部の実施形態では、検出モジュール152は、画像認識モジュールを含むか、または、それと通信する。システムは、また、ユーザの発話をデジタル表現に変換する発話認識モジュール(図示せず)を含んでもよい。
【００２７】
外科用システムは、オーディオ信号120から導出される発話命令に基づいて、システムの１つまたは複数の装置200を制御する音声制御モジュール154を含む。無線命令マイクロフォン110が、所望の範囲内または近接に、たとえば、特定のOR内にあると判定され、かつ、正しく機能している場合、音声制御は、有効にされたままである。命令マイクロフォン110が、所望の近接の外側にある、故障している、かつ/または、電力喪失を認識していると判定された場合、音声制御は、たとえばスイッチまたはスイッチモジュール156によって無効にされる。たとえば、検出モジュール152は、無線命令マイクロフォン110が所望の近接の外側にあることを示す第１の信号を生成してもよい。一部の実施形態では、検出モジュール152は、無線命令マイクロフォンが所望の近接にあることを示す第２の信号を生成してもよい。命令マイクロフォン110が、所望の近接の外側にある、故障している、かつ/または、電力喪失を認識していると判定された場合、システムは、さらに、可聴または視覚アラームでユーザに警告するために、アラームモジュール157を作動させてもよい。
【００２８】
図２は、図１の音声制御式外科用システムを含む手術室100を示し、検出モジュール152は、参照マイクロフォンを用いた相互相関解析(“CCRM”)を使用する。CCRMを使用して、無線命令マイクロフォンから検出モジュール152において受信される信号などのオーディオ信号は、少なくとも１つの固定位置参照マイクロフォンから受信されるオーディオ信号と比較される。参照マイクロフォンのオーディオ信号は、無線命令マイクロフォンのオーディオ信号と適度に類似している場合、無線命令マイクロフォン、したがって、ユーザがOR 100内にいることが推測されうる。オーディオ信号が、時間差(すなわち、参照マイクロフォンのオーディオ信号が、無線命令マイクロフォンのオーディオ信号より遅れる)を含んで、適度に異なる場合、無線命令マイクロフォン、したがって、ユーザは、参照マイクロフォンから離れ過ぎている、かつ/または、OR 100の外側にいる。
【００２９】
例示的な音声制御式外科用システムは、OR 100内でユーザ104(たとえば、外科医)によって装着された少なくとも１つの無線命令マイクロフォン112を含む。音声制御式外科用システムは、さらに、制御コンピュータ150を含んでもよい。無線命令マイクロフォン112は、無線受信機161および音声カード160を介してコンピュータ150に無線接続される。コンピュータ150と通信する無線命令マイクロフォン112は、少なくとも１つの第１の通信チャネルを備える。
【００３０】
本実施形態では、システムは、OR 100内のほぼ固定位置に１つまたは複数の参照マイクロフォン114を含む。たとえば、システムは、OR 100の壁のうちの１つに隣接する三脚台上に、たとえば、約2メートルの高さで、OR 100の中心を向いて搭載された全方向参照マイクロフォン114(たとえば、有線マイクロフォン)を含んでもよい。参照マイクロフォン114は、あるいは、軽量のブーム腕(boom arm)または手術台204上に搭載されてもよい。参照マイクロフォン114は、制御コンピュータ150の音声カード162(たとえば、USB音声カード)に接続される。コンピュータ150と通信する参照マイクロフォン114は、少なくとも１つの第２の通信チャネルを備える。
【００３１】
OR 100は、たとえば、ユーザインタフェースおよび/またはモニタ202、手術台204、内視鏡カメラ、アラーム、ガス注入器、光源、メディア制御モジュール、先進的な画像およびデータの記録システム(Advanced Image and Data Archiving System)(“AIDA”)などを含む外科用システムによって制御される任意の数の装置200を含んでもよい。第１の通信チャネルを介して受信される発話は、たとえば、OR 100内の装置200を制御するために、発話認識入力のために使用されてもよい。第２の通信チャネルを介して受信される音は、第１の通信チャネルによって受信される音(たとえば、ユーザ発話)との相互相関解析を実施するために使用されてもよい。音声制御は、第１の通信チャネルの信号と第２の通信チャネルの信号との間の相互相関が十分に高くない場合、無効にされる。一部の実施形態では、発話認識結果は、マイクロフォン112がOR 100内に再び入ると、命令として受け取られる。他の実施形態では、音声制御は、明示的に再作動されなければならない。
【００３２】
相互相関解析は、時間領域、周波数領域、または、信号から抽出される他のパラメータ(たとえば、ケプストラム係数)の領域で実施されてもよい。１つの例示的な実施形態では、２つのオーディオ信号の比較は、
【００３３】
【数１】
2011087920.tif 000003
【００３４】
として定義されるその相互相関を計算することによって実施される。式中、s(t)およびr(t)は、オーディオ信号であり、s*(t)は、s(t)の複素共役を示す。離散的な実数信号を扱うとき、相互相関の一般的な定義は、
【００３５】
【数２】
2011087920.tif 000004
【００３６】
になる。
【００３７】
１つの例示的な実施形態では、相互相関は、メルフィルタケプストラム係数(“MFCC”)領域内の信号から検出モジュール152において計算される。時間領域信号が16kHzでサンプリングされ、一方、MFCC特徴量が100Hzのレートの13次元ベクトルからなるため、計算的利益は明らかである。MFCC特徴量を使用する別の利点は、MFCC特徴量が、背景雑音の影響を受けないことである。
【００３８】
さらなる計算的利益は、相互相関計算において最大時間遅れ(上記第２式のj指数)を制限することによって得られる。異なる遅れ値jにわたる相互相関関数のピークが識別され、遅れ値は、オーディオ信号が移動しなければならない異なる距離(たとえば、参照マイクロフォンの場合の数メートルに対して、無線ヘッドセットの場合の1〜2cm)を反映することを可能にする。MFCC特徴量の時間分解能は、(通常のORの場合と同様に)数メートルの半径内で音移動遅延を捕捉するには小さ過ぎる(10ms)可能性があるため、遅れについて0または1の値を考慮するだけで十分である場合がある。一部の実施形態では、遅れは、0〜5の範囲にまたがることが許容される。
【００３９】
例示的な実施形態では、相互相関アルゴリズムは、第１の通信チャネルにおける時間領域信号s(t)および第２の通信チャネルにおける時間領域信号r(t)を、1秒セグメントに分割することを含む。各セグメントiについて、MFCC特徴量
【００４０】
【数３】
2011087920.tif 000005
【００４１】
および
【００４２】
【数４】
2011087920.tif 000006
【００４３】
が計算される。ここで、nは、連続する特徴量ベクトルの指数である(1秒発話セグメントの場合、0≦n<100)。信号エネルギーe(l)もまた計算される(lおよびnは独立指数である)。
【００４４】
【数５】
2011087920.tif 000007
【００４５】
時間遅れの各値jについて、相互相関cci(j)が、
【００４６】
【数６】
2011087920.tif 000008
【００４７】
として計算される。式中、・は、２つのベクトルのスカラー積を示す。セグメントiについての相互相関は、
【００４８】
【数７】
2011087920.tif 000009
【００４９】
として得られる。C(i)値は、以下のようにさらに平滑化される。
【００５０】
【数８】
2011087920.tif 000010
【００５１】
式中、w(k)は、
【００５２】
【数９】
2011087920.tif 000011
【００５３】
および
【００５４】
【数１０】
2011087920.tif 000012
【００５５】
として定義された三角形窓の正規化された2N+1個の係数である。
【００５６】
エネルギー値e(l)はまた、その長期平均を得るために平滑化される。これは、たとえば、因果性矩形窓(causal rectangular window)
【００５７】
【数１１】
2011087920.tif 000013
【００５８】
によって実施されてもよい。式中、m<0についてe(m)=0である。
上記定数についての典型的な値は、N=10およびM=50である。決定変数d(l)は、規則
【００５９】
【数１２】
2011087920.tif 000014
【００６０】
に従って更新される。ここで、Gは、経験的閾値であり、ilは、時間lに最も近い系列C'(i)内の点を示す(相互相関およびエネルギーが、互いに独立である時間間隔で計算されてもよいことに留意されたい)。無線ヘッドセットは、d(l)=1であるとき、部屋内にあり、d(l)=-1であるとき、部屋の外部にあると考えられる。初期状態(d(l)=0)は、決定がまだ行われていないことを示す。無音セグメント中、背景雑音で決まるだけであって、相互相関が低くなる傾向があるため、エネルギーが、その長期平均を超えると、決定が更新されるだけである。閾値Gは、システムが使用されている間、一定かまたは適応的に推定されてもよい。
【００６１】
別の実施形態では、CCRM解析は、時間領域においてデジタル化された信号から検出モジュール152において実施されてもよい。この場合、典型的な信号サンプリングレートが8kHz以上であるため、遅れ因子が使用されて、無線マイクロフォン112の位置(ユーザ)から参照マイクロフォン114の位置へオーディオ波が移動するのにかかる時間が高分解能で測定されうる。オーディオの遅れまたは移動時間は、cci(j)の最大値に相当する値jとして識別されるか、または、相互相関関数cci(j)のいくつかのピークに相当する値jを考慮することによって識別される。遅れは、(音速がわかっているため)距離に変換され、したがって、参照マイクロフォンからのユーザの距離をより正確に決定するのに使用されうる。たとえば、16kHzのサンプリングレートにおいて、音速が340メートル/秒であると考えて、47サンプルの遅延は、約1メートルに相当する。この実施形態(CCRM解析が時間領域で実施される)では、遅れの値は、広い範囲にわたることを許容されることになり、同様に、システムが動作することを意図されている特定の部屋のサイズに従って決定されうる。
【００６２】
cci(j)の最大値に相当する時間遅れ値jはまた、決定d(l)を決定するために考慮されてもよい。その理由は、jの高い値が、参照マイクロフォンに達するためにオーディオ波形が長い距離を移動しなければならなかったこと、したがって、無線マイクロフォンが、参照マイクロフォンの少なくとも１つに近接していないことを示すからである。決定のロバスト性を改善するために、遅れの別の値j'が、異なるアルゴリズムによって推定されうる。たとえば、適応フィルタが使用されて、無線マイクロフォンおよび参照マイクロフォンによって記録されるオーディオ信号間のインパルス応答が推定されてもよい。この適応フィルタは、たとえば、広く使用されている正規化最小平均二乗(Normalized Least Mean Square)(“NLMS”)アルゴリズムに基づいてもよい。インパルス応答エネルギーのピークは、話し手から参照マイクロフォンへの音伝送の直接経路の遅延に相当することになる。先に述べたように、16kHzのサンプリングレートにおいて、音が移動するメートル当たりの遅延は、約47サンプルに相当する。したがって、長さ512〜1024タップのFIR適応フィルタは、約10mと20mとの間の無線マイクロフォンと参照マイクロフォンの距離を測定でき、通常のサイズの手術室には十分である。したがって、インパルス応答エネルギーのピークの遅延j'は、無線マイクロフォンと参照マイクロフォンとの距離の独立した推定値を提供する。
【００６３】
別の実施形態では、決定d(l)は、ニューラルネットワーク、決定木、線形分類器などのような機械学習アルゴリズムによって実施され、決定(分類)プロセスのために全ての入力(e(l)、E(l),C'(i)、j、j'など)を結合する効率的な方法を提供する。
【００６４】
図３Ａおよび３Ｂは、図２に示す手術室において、第１の通信チャネルおよび第２の通信チャネルからそれぞれ記録された波形310/320を示す。ユーザ104によって生成される発話は、参照マイクロフォン114によって捕捉される。たとえば、波形310内の発話信号312はまた、参照マイクロフォン114で記録された波形320で見出される(たとえば、322を参照されたい)。そのため、参照マイクロフォン114における信号はある程度の付加的雑音を含むが、発話信号情報は、両方の波形で見出される。
【００６５】
図３Ｃおよび３Ｄは、上述した方法によって決定された相互相関と共に、図２に示すOR 100において無線マイクロフォン112および参照マイクロフォン114から記録されたさらなる波形を示す。発話信号は、無線マイクロフォン112および参照マイクロフォン114についてライン330および340でそれぞれ示される。相互相関は、ライン332で示され、平滑化された相互相関はライン334で示され、決定はライン336で示される。
【００６６】
図４は、本発明の例示的な実施形態によるシステムを含む手術室100の別の平面図である。図４では、無線マイクロフォン112を装着するユーザ104は、(たとえば、扉102を通して)OR 100の外部にいる。図５Ａおよび５Ｂは、図４に示す手術室において無線マイクロフォン112および参照マイクロフォン114においてそれぞれ記録された波形510/520を示す。この場合、参照マイクロフォン114は、無線マイクロフォン112の信号と共通する部分がほとんどない状態で、背景雑音を記録するだけである。そのため、波形510内の発話信号512/514は、参照波形520内に見出されない。
【００６７】
無線マイクロフォン112が、OR 100の外部にあると判定されると、音声命令が、止められ、かつ/または、受け取られない。たとえば、システムは、コンピュータ150上で実行されるソフトウェアモジュール156、ならびに/または、コンピュータ150および/または無線マイクロフォン112上のハードウェア構成要素で具現化されるスイッチを含んでもよい。スイッチは、(たとえば、検出モジュール152からの信号に応答して)音声制御モジュール154および/または無線マイクロフォン112を無効にしてもよい。一部の実施形態では、スイッチは、音声カード160を停止させるか、または、無線マイクロフォン112と受信機161との間の対形成を無効にする。他の実施形態では、スイッチは、マイクロフォン112を無効にするための関連回路を有する、マイクロフォン112またはマイクロフォン112の「本体パック(body-pack)」に取付けられたハードウェアを含む。
【００６８】
システムはまた、たとえば、無線マイクロフォン112がOR 100の外部にあるため、電池が切れているため、かつ/または、通信リンクが喪失されているため、無線通信システムが作動していないときに、ユーザおよび/またはORスタッフに警告を提供する。たとえば、無線マイクロフォン112が作動していないと判定されると、システムは、OR 100内で可聴アラームを、かつ/または、モニタ202上に視覚アラームまたは警告を生成するアラームモジュール157を作動させてもよい。一部の実施形態では、可聴アラームまたは視覚アラームは、ユーザに対する音声指令(たとえば、「マイクロフォンをチェックして下さい」)を含む。一部の実施形態では、マイクロフォン112がOR 100に再び入ると、音声制御は、自動的に再び有効にされるか、または、再確立される。他の実施形態では、音声制御は、明示的に再作動されなければならない。
【００６９】
システムは、可聴アラームによってユーザに知らせ、一部の実施形態では、状態の誤分類を訂正してもよい。たとえば、ユーザが静かに話す場合、または、部屋内に過剰の雑音が存在する場合、参照マイクロフォンは、十分な音声信号を受信しない可能性があるため、CCRMアルゴリズムは、その状態を部屋の外として分類する可能性がある。部屋の外である分類は、その後、可聴アラームを流すことによって知らされる。しかし、無線マイクロフォンが依然として部屋の中にある場合、可聴アラームは、無線マイクロフォン112によって受信されることになり、アルゴリズムが、前の正しくない分類の決定を逆にし、システムが、音声制御を再び有効にすることを可能にする。
【００７０】
別の実施形態では、異なるOR間を区別するのに十分な情報を可聴信号が含む限り、検出モジュールは、OR内に存在する他の可聴信号を利用することが可能である。たとえば、人間の心拍パターン(心拍数、心拍数のわずかな不規則性、または不整脈)は人ごとに異なる。心拍モニタの音は、その後、第１の通信チャネル(すなわち、無線マイクロフォン)において記録され、心拍モニタ自体から受信される心拍を表す電気信号(たとえば、アナログかまたはデジタル)と比較されうる。心拍数、(２つの信号間の)位相、および心拍数の不規則性、または不整脈(たとえ健康な人々でも、一般に、心拍数にある形態の不規則性を示すことに留意されたい。)などの情報は、その後、２つの信号を比較し、したがって、無線マイクロフォンが、所望のORの内部にあるか、外部にあるかを判定するために使用されてもよい。無線マイクロフォンが所望のOR内にある場合、第１の通信チャネルにおいて受信される心拍音は、心拍モニタの信号と同じ特性を有することになり、音声制御は、有効にされたままになる。無線マイクロフォンが異なるOR内にある場合、心拍音は、第１の通信チャネルから抜けているか、または、所望のOR内の心拍と異なる特性を有することになる。検出モジュールは、その後、所望のOR内の音声制御を無効にしてもよい。
【００７１】
別の実施形態では、OR内に配置される１つまたは複数の参照マイクロフォンに加えて、他の参照マイクロフォンもまた、１つまたは複数の隣接するOR内に配置されてもよい。無線マイクロフォン信号といくつかの参照マイクロフォンからの信号との間でCCRM解析を実施して、検出モジュールはまた、ユーザが正しいOR内にいないことを示す積極的な確認に依存してもよい。たとえば、第１の参照マイクロフォンが第１のOR内に設置された状態で、ユーザが第１のORを去り、第２の参照マイクロフォンがある第２のORに入ると、無線マイクロフォンにおいて受信される任意の音声入力は、第１のOR内の第１の参照マイクロフォンの入力と類似性をほとんど示さないことになる。しかし、第２のOR内の第２の参照マイクロフォンの入力との高い類似性が存在するであろう。検出モジュール152は、その後、第１のOR内の音声制御を無効にするであろう。他の参照マイクロフォンは、OR扉(内または外)の近く、廊下、手洗い室などのユーザの存在を検出することが望ましい関心領域に設置されてもよい。２つ以上の参照マイクロフォンを使用することはまた、検出モジュールの誤差を減少させる可能性がある。
【００７２】
検出モジュール152はまた、他のOR内の検出モジュールと通信してもよい。無線マイクロフォンが第１のORから第２のORへ移動したと、いずれかの検出モジュールが判定すると、第２のOR内の検出モジュールは、第１のOR内の無線マイクロフォンの対形成を無効にするように第１のOR内の検出モジュールに指令し、オプションの可聴信号および/またはグラフィカル表現を発し、その無線マイクロフォンを第２のOR内の検出モジュールと自動的に「対を形成(pair-up)」してもよい。任意選択で、自動的な「対の形成」は、無線マイクロフォンを第２の検出モジュールと「対を形成する」前に確認されてもよい(たとえば、システムが、「このOR内の音声制御を使用したいですか?」と聞く)。
【００７３】
図６は、本発明の例示的な実施形態によるシステムを含む手術室の別の平面図である。例示的な実施形態では、システムは、参照通信装置170を含む。参照通信装置170は、たとえば、超音波送信機であってよい。
【００７４】
超音波送信機170の場合、高いサンプリングレートで無線マイクロフォン112を介して音が記録される。超音波送信機170は、超音波周波数帯(18kHzを超える)の少なくとも１つの周波数を有する信号を放出する。無線命令マイクロフォン112は、人間の発話に関連する周波数帯および超音波周波数帯のオーディオを受信するようになっている。ユーザの発話および超音波信号は、無線マイクロフォン112によって受信されてもよい。検出モジュール152(および/または他のモジュール)は、音声制御用に使用されるオーディオ信号から超音波周波数帯をフィルタリング除去するために適用されるフィルタを含む。超音波信号が検出された場合、音声制御が有効にされる。超音波信号は、一般に、壁、床、および天井を通って容易に移動しない。そのため、超音波信号が検出されない場合、無線マイクロフォン112は、部屋の外部にあるか、または、オーディオチャネルの機能不全(たとえば、切れた電池、喪失された無線通信リンクなど)が存在する。
【００７５】
超音波信号が検出されない場合、音声制御が無効にされる。たとえば、通信チャネルが、マイクロフォン112または音声カード160において無効にされてもよい。音声制御モジュール154はまた、たとえばスイッチモジュール156によって、制御データ140を発することを止められてもよい。システムはまた、OR 100内の可聴アラームおよび/またはモニタ202上の視覚アラームまたは警告を作動させてもよい。一部の実施形態では、アラームは、問題を識別し、かつ/または、問題をどのように正すかをユーザに指令する、たとえばユーザに対する音声指令を含む。
【００７６】
他の実施形態では、超音波周波数は、検出モジュール152によってフィルタリング除去されない。たとえば発話認識エンジンを含む音声制御モジュールは、代わりに、超音波周波数が抜けている場合、音声命令(またはオーディオ入力)を容易に拒絶または無視することができるように、超音波周波数を受信し、処理するようになっている。たとえば、音声制御モジュールおよび/または発話認識エンジンは、無音および/または背景雑音から発話入力を区別するようになっていてもよい。音声検出モジュールは、さらに、超音波周波数が信号内に存在しなければ、任意の発話入力を無視するように適合させることができる。別の実施例として、音声制御モジュールは、好ましくは目標使用環境の条件を近似する音響および環境条件において記録された、多数の発話データに関して、通常、(たとえば、オフラインプロセスによって)訓練されている(たとえば、HMM、ニューラルネットワーク、または他の適した技術に基づく)音響モデルを含んでもよい。超音波周波数をも含む発話データで音響モデルが訓練された場合には、認識時にこうした超音波周波数がないことにより、音響モデルとの整合が不十分になり、したがって、認識結果が拒絶されることになる。音声命令が、超音波周波数が記録されないときに実施されることを防止する他の手段が使用されてもよい。
【００７７】
他の実施形態では、参照通信装置170は、“RFID(radio frequency identification)”受信機および/または送信機などの受信機および/または送信機である。無線命令マイクロフォン112はまた、マイクロチップおよび小型パッケージ内のアンテナを含むRFIDタグなどの、情報を含むタグ172を含んでもよい。タグ172は、参照通信装置170からの信号を受信し、信号を戻す。一部の実施形態では、タグ172は、一意の識別番号などの付加的なデータを有する信号を戻す。しかし、一意の識別番号は、全ての実施形態において必要とされるわけではない。
【００７８】
RFIDタグが使用される場合、特定のタグが、特定のマイクロフォンに関連するものとして識別される。特定のタグ識別情報を有する無線命令マイクロフォンが特定のOR内に存在するとき、そのOR内の音声制御が有効にされる。特定のタグ識別情報を有する無線命令マイクロフォン112がOR 100の外部にあると判定されると、システムは、音声制御を無効にする。システムはまた、OR 100内の可聴アラームおよび/またはモニタ202上の視覚アラームまたは警告を作動させてもよい。
【００７９】
無線IRタグはまた、マイクロフォン112がOR 100内にあるかどうかを判定するために使用されてもよい。一実施形態では、OR 100は、拡散IRによって照らされ(たとえば、特定の部屋を識別するために変調され)、マイクロフォンにおいて検出される。たとえば、(たとえば、無線命令マイクロフォン112上の)RFIDタグは、IR信号検出器によって、IR信号を検出し、RFIDタグのIDと(IR信号から復号された)部屋IDの両方を、無線を介してブロードキャストしてもよい。参照通信装置170は、そのブロードキャストを検出し、コンピュータ150上で実行されるソフトウェアが、タグがOR内にあるかどうかを判定するために、タグの位置を追跡し/表示する。あるいは、拡散IRは、無線命令マイクロフォン112(または、その本体パック)から、制御コンピュータ150に有線接続された、OR内のステーション検出器に放出されてもよい。
【００８０】
別の実施形態では、システムは、タグ付きの無線命令マイクロフォン112がOR 100の扉102を通過するときを検出するために、扉102の検出器174を含む。検出器174は、RFIDタグ172を検出するための無線周波数(たとえば、1.95MHz、3.25MHz、4.75MHz、または8.2MHz)モニタであってよい。他の実施形態では、検出器174は、磁気または磁気高調波検出器、音響磁気または磁気抵抗モニタ、あるいはマイクロ波モニタであってよい。一部の実施形態では、検出器174は、(たとえば、OR 100内への、またはOR 100から外への)移動方向を決定してもよい。
【００８１】
システムは、制御コンピュータ150に通信して音声制御を無効にしてもよい。音声制御は、無線命令マイクロフォン112がOR 100内に再び入ると自動的に再確立されてもよく、または、音声制御は、ユーザまたはOR職員によって明示的に再び有効にされてもよい。
【００８２】
図７に示す別の実施形態では、検出モジュール152は、ユーザが無線命令マイクロフォン112を装着していることを検出するようになっている(たとえば、コンピュータ150内の)画像認識モジュールを含むか、または、画像認識モジュールと通信する。少なくとも１つのビデオカメラ702(または複数のビデオカメラ)は、ビデオ信号を画像認識モジュールに供給する。少なくとも１つのビデオカメラ702は、OR領域全体を走査し、画像認識モジュールと通信するようになっていてもよい。画像認識モジュールは、無線マイクロフォン112の存在が推測される関心領域上でカメラを上下に動かす、かつ/または、ズームインするようにビデオカメラ702に指令してもよい。画像認識モジュールが、OR内の無線命令マイクロフォン112の存在を肯定的に識別すると、システムに関してチェックインし、たとえば、そのOR内の無線受信機と共に動作するように無線命令マイクロフォン112を割当てる対の形成プロシージャを実行するように、無線命令マイクロフォン112のユーザに指令するための可聴メッセージおよび/またはグラフィカルメッセージが生成される。対の形成プロシージャは、無線命令マイクロフォン112の任意の以前の対形成が、新しい対形成が確立される前に解消されるように行われる。
【００８３】
無線命令マイクロフォン112は、画像認識モジュールの仕事および信頼性を容易にするために、特別な視覚特徴部704(容易に識別可能なシンボルまたはタグ、IR放出器/反射器など)を含んでもよい。視覚特徴部704はまた、それぞれの特定の無線命令マイクロフォン112を一意に識別するために使用されてもよい。検出モジュールはまた、他のOR内の検出モジュールと通信し、無線対形成を動的に解消し、(オプションの確認ステップを除いては)ユーザ介入なしで新しい対形成を確立してもよい。たとえば、システムは、無線命令マイクロフォンとORとの間の既存の関連付け(対形成)のリストを維持する対形成マネージャモジュールを含んでもよい。システムが始動すると(すなわち、ORに対するマイクロフォンの対形成が全くない)、第１のOR内でのある無線命令マイクロフォンの検出(たとえば、文字Aを示すタグによって視覚的に識別される)は、第１のORとの無線命令マイクロフォンAの対形成を確立することになる。こうした関連付けを示すレコードが、対形成マネージャモジュールに付加される。別の無線命令マイクロフォンBが第１のOR内で検出された場合、検出モジュールは、無線命令マイクロフォンBおよび第１のORに関する情報を検索するように対形成マネージャモジュールに照会する。対形成マネージャは、無線命令マイクロフォンBはどのORに対しても対形成されていないが、第１のORが無線命令マイクロフォンAに対して既に対形成していることを示すことになる。検出モジュールは、無線命令マイクロフォンBが対形成されないままでなければならないことを決定することになる。無線命令マイクロフォンAが、後に、第２のORに移動する場合、第２のOR内の検出モジュールは、対形成マネージャモジュールに照会することになる。対形成マネージャモジュールは、無線命令マイクロフォンAが第１のORに対して既に対形成していることを示すことになる。第２のOR内の検出モジュールは、その後、無線命令マイクロフォンAとの対形成を無効にし(かつ/または、第１のORまたは通信チャネル内の音声制御を無効にし)、次に、対形成マネージャモジュールの情報を更新する(第１のORに対するAの対形成がリストから除去される)ように、第１のOR内の検出モジュールに指令することになる。(対形成マネージャに対する別の照会
の結果)他の無線命令マイクロフォンが第２のORに対して対形成していない場合、第２のOR内の検出モジュールは、その後、(オプションのユーザ確認を用いて)無線命令マイクロフォンAと第２のOR内の無線受信機を自動的に対形成し、対形成マネージャに新しい(第２のORに対するAの)対形成を知らせてもよい。２つ以上の無線命令マイクロフォンが、特定のOR内の音声制御モジュールを動作させることを許容される場合、上記規則は、(第２の無線命令マイクロフォンの既存の対形成を無効にした後)ORについて第２の対形成を可能にするように拡張されうる。
【００８４】
本発明は、部品、特徴などの特定の配置構成を参照して述べられたが、これらは、考えられる全ての配置構成または特徴を網羅することを意図されず、実際には、多くの変更および変形を、当業者が確認できるであろう。
【符号の説明】
【００８５】
100  手術室
102  扉
104  ユーザ
110  マイクロフォン
112  無線命令マイクロフォン
114  参照マイクロフォン
120  オーディオ信号
140  制御データ
150  制御コンピュータ
152  検出モジュール
154  音声制御モジュール
156  スイッチモジュール
157  アラームモジュール
160、162  音声カード
161  無線受信機
170  参照通信装置
172  タグ
174  検出器
200  装置
202  ユーザインタフェース
204  手術台
702  ビデオカメラ
704  視覚特徴部
【図１Ａ】
2011087920.tif 000015
【図１Ｂ】
2011087920.tif 000016
【図２】
2011087920.tif 000017
【図４】
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【図６】
2011087920.tif 000019
【図７】
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【図３Ａ】
2011087920.tif 000021
【図３Ｂ】
2011087920.tif 000022
【図３Ｃ】
2011087920.tif 000023
【図３Ｄ】
2011087920.tif 000024
【図５Ａ】
2011087920.tif 000025
【図５Ｂ】
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【外国語明細書】
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