Хирургическая роботизированная система и способ анализа производительности хирургической роботизированной системы Российский патент 2023 года по МПК A61B34/37 G16H40/63 

Настоящее изобретение относится к взаимодействующим устройствам. Например, устройства могут собирать и распространять информацию, касающуюся роботизированных хирургических процедур.

Хирургические роботы используются для выполнения медицинских процедур на людях и животных. Хирургический робот обычно содержит подвижный механизм (манипулятор робота), удерживающий рабочий орган, представляющий собой хирургический инструмент. Механизм можно переконфигурировать с целью перемещения рабочего органа в операционное поле и управления рабочим органом для выполнения хирургической операции. Обычно роботом управляет хирург, манипулируя пультом, который соединен с возможностью связи с роботом, а также предусмотрено частично или полностью автоматизированное выполнение хирургической операции.

Одно потенциальное преимущество роботизированной хирургии перед традиционной ручной хирургией заключается в том, что она позволяет с большей легкостью собирать данные о выполнении хирургических процедур. Движение робота во время хирургической операции можно отслеживать, регистрировать и сравнивать с событиями, случившимися во время предыдущих процедур, чтобы помочь в выявлении улучшений процесса. Чтобы этого достичь, было бы желательно, чтобы система знала, какой персонал принимает участие в конкретной процедуре.

В принципе, можно автоматически собирать, хранить и распространять среди заинтересованных сторон большие объемы данных о хирургических процедурах. Однако, если это делать без достаточных технических предосторожностей, существует опасность того, что собранные данные могут попасть неуполномоченным сторонам. Нужно принимать меры безопасности, препятствующие потере собранных таким способом конфиденциальных хирургических данных.

Согласно одному аспекту предоставляется: хирургическая роботизированная система, содержащая: хирургического робота; пульт с пользовательским интерфейсом, соединенный с хирургическим роботом, посредством которого пользователь может управлять движением хирургического робота; регистрирующее устройство для регистрации данных хирургической процедуры, выполняемой с помощью робота; и портативный терминал пользователя; система дополнительно содержит: дисплей, управляемый одним из регистрирующего устройства и терминала пользователя, причем одно из регистрирующего устройства и терминала пользователя выполнено с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать регистрирующее устройство или пользователя терминала пользователя; и камеру, соединенную с другим из регистрирующего устройства и терминала пользователя; указанное другое из регистрирующего устройства и терминала пользователя выполнено с возможностью при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода декодировать этот код для идентификации регистрирующего устройства или пользователя терминала пользователя и выполнить регистрацию идентифицированного объекта в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

Хирургический робот может содержать манипулятор робота с прикрепленным к нему хирургическим инструментом в качестве рабочего органа манипулятора.

Камера может быть соединена с регистрирующим устройством.

Хирургический робот может быть размещен в операционной. Камера может быть размещена таким образом, что ее поле зрения распространяется на операционную.

Камера может быть расположена вне операционной.

Портативный терминал пользователя может быть выполнен с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код как функцию идентификатора пользователя, использующего терминал.

Портативный терминал пользователя может быть выполнен с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код как функцию текущего времени.

Портативный терминал пользователя может быть выполнен с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код таким образом, чтобы он включал данные, по которым код может проходить проверку подлинности на портативном терминале пользователя.

Регистрирующее устройство может быть выполнено с возможностью при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода определять, прошел ли этот код проверку подлинности на портативном терминале пользователя, и если результат проверки отрицательный, не регистрировать идентификатор любого пользователя, идентифицируемого этим кодом, в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

Регистрирующее устройство может быть выполнено с возможностью при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода определять время, указываемое кодом, и если это время больше заранее заданного времени до текущего времени, не регистрировать идентификатор любого пользователя, идентифицируемого этим кодом, в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

Камера может быть соединена с портативным терминалом пользователя.

Регистрирующее устройство может быть выполнено с возможностью генерировать машиночитаемый код как функцию одного или более из (i) идентификатора регистрирующего устройства, (ii) идентификатора роботизированного оборудования, функционально соединенного с регистрирующим устройством, (iii) алгоритма, реализуемого регистрирующим устройством, для генерирования данных, уникальных для регистрирующего устройства, и (iv) текущего времени.

Регистрирующее устройство может быть выполнено с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код таким образом, чтобы он включал данные, по которым регистрирующее устройство может проходить проверку подлинности на портативном терминале пользователя.

Портативный терминал пользователя может быть выполнен с возможностью при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода определять, достоверно ли указывает этот код регистрирующее устройство, и если это определение является положительным, передавать данные, ассоциируя идентификатор пользователя, связанный с терминалом, с процедурой, выполняемой с помощью робота.

Согласно второму аспекту предоставляется способ анализа производительности хирургической роботизированной системы, причем способ включает: выполнение хирургической процедуры с использованием хирургического робота; многократное измерение во время процедуры состояния робота; сохранение данных журнала, указывающих состояние робота при многократных измерениях, а также включение указания пользователя, принимающего участие в процедуре, и его роли в процедуре; сохранение набора данных, определяющего набор метрик, каждая метрика определяет одно или более состояний хирургического робота и указывает роль; применение одной из метрик к сохраненным данным журнала путем идентификации одного или более определенных состояний хирургического робота в данных журнала и, таким образом, получение индикатора производительности хирургического робота; и выборочное предоставление отчетов, касающихся индикатора производительности, пользователю, указанному в данных журнала как выполнявший в процедуре роль, указанную метрикой.

Метрика может определять начальное состояние хирургического робота и конечное состояние хирургического робота, а этап применения этой метрики к сохраненным данным может включать определение времени, прошедшего во время хирургической процедуры между пребыванием робота в начальном состоянии и пребыванием робота в конечном состоянии.

Этап выборочного предоставления отчетов может включать приоритизацию предоставления отчетов, касающихся индикатора производительности, пользователю, указанному в данных журнала как выполнявший в процедуре роль, указанную метрикой.

Этап выборочного предоставления отчетов может включать блокирование предоставления отчетов, касающихся индикатора производительности, по меньшей мере одному пользователю, указанному в данных журнала как выполнявший в процедуре роль, отличную от роли, указанной метрикой.

Этап применения можно выполнить на сервере, а способ может включать следующие этапы: прием индикатора производительности на мобильный терминал пользователя, связанный с пользователем, указанным в данных журнала как выполнявший в процедуре роль, указанную метрикой; и отображение индикатора производительности на мобильном терминале пользователя.

Хирургическую процедуру можно выполнять в операционной, и способ включает следующие этапы: начало хирургической процедуры; после этапа начала, отображение на одном из мобильного терминала пользователя и регистрирующего устройства машиночитаемого кода, с помощью которого можно идентифицировать регистрирующее устройство или пользователя терминала пользователя; захват изображения кода с помощью камеры, соединенной с другим из регистрирующего устройства и терминала пользователя; и, после этапа отображения, завершение процедуры; анализ кода для определения идентификатора пользователя или идентифицируемого таким образом регистрирующего устройства; и (i) если камера соединена с регистрирующим устройством: определение роли, связанной с пользователем, идентифицируемым кодом, и сохранение данных журнала, идентифицирующих этого пользователя как принимающего участие в процедуре, выполняемой регистрирующим устройством; или (ii) если камера соединена с терминалом пользователя: определение процедуры, выполняемой регистрирующим устройством, идентифицированным кодом, и сохранение данных журнала, идентифицирующих пользователя терминала пользователя как принимающего участие в этой процедуре.

Камера может быть соединена с регистрирующим устройством.

Роль пользователя может быть указана в коде.

Код может генерироваться как функция типа процедуры, например, как обозначено заранее заданным идентификатором для этой процедуры.

Способ может включать сохранение сопоставления в базе данных каждого из множества пользователей с соответствующей ролью. Этап определения роли, связанной с пользователем, может включать поиск этого пользователя в базе данных и получение связанной с ним роли.

Хирургическую процедуру можно выполнять в операционной, и способ может включать следующие этапы: начало хирургической процедуры; после этапа начала, отображение на блоке отображения, установленном в операционной, машиночитаемого кода, идентифицирующего процедуру; захват изображения кода с помощью мобильного терминала пользователя, связанного с пользователем; и, после этапа отображения, завершение процедуры; анализ кода для определения идентификатора процедуры; определение роли, связанной с пользователем терминала; и в ответ на захват изображения кода, идентифицирующего процедуру с помощью мобильного терминала пользователя, связанного с этим пользователем, во время между этапами начала и завершения, сохранение данных журнала, указывающих пользователя как принимающего участие в процедуре и выполняющего определенную роль.

Далее настоящее изобретение будет описано на примере со ссылкой на сопроводительные графические материалы.

На графических материалах:

На фиг. 1 показан комплект взаимодействующих устройств, в которых идентификация пользователя осуществляется путем обнаружения видимого кода, отображенного на терминале пользователя.

На фиг. 2 показан комплект взаимодействующих устройств, в которых идентификация пользователя осуществляется путем обнаружения видимого кода с использованием терминала пользователя.

На фиг. 1 показан комплект устройств, способных взаимодействовать для распространения информации, касающейся производительности роботизированной процедуры. В данном случае такая процедура является хирургической процедурой.

Общий вид хирургической роботизированной установки показан на 1. Установка содержит двух хирургических роботов 2, 3. Каждый хирургический робот имеет манипулятор 4, 5 робота, проходящий от основания 6, 7. Каждый манипулятор содержит ряд жестких элементов манипулятора, которые шарнирно сочленены по отношению друг к другу и к соответствующему основанию с помощью гибких сочленений. Сочленения снабжены приводами, такими как двигатели или гидравлические приводы, которые могут приводить в движение манипуляторы в местах их сочленений. Каждый манипулятор на дистальном конце оканчивается рабочим органом 8, 9. В этом примере рабочий орган 8 является захватным инструментом, а рабочий орган 9 является эндоскопом. Роботы могут иметь любую подходящую конструкцию. Могут быть использованы разные рабочие органы: например, режущие инструменты или инструменты с источником излучения.

Канал 10, 11 передачи данных соединяет каждого робота с возможностью связи с блоком 12 управления. Блок управления содержит процессор 13 и запоминающее устройство 14. В запоминающем устройстве постоянным образом хранится код, исполняемый процессором для обеспечения возможности блоку управления выполнять свои функции. Каналы передачи данных могут проводными или беспроводными каналами связи. По каналам 10, 11 передачи данных передаются сигналы от блока 12 управления к роботам для управления приводами сочленений. По каналам передачи данных также передаются сигналы от роботов к блоку управления, которые передают данные, зарегистрированные манипуляторами. Зарегистрированные данные могут включать изображения, захваченные эндоскопом 9. Зарегистрированные данные могут включать информацию, указывающую позицию манипуляторов и/или силы, действующие на манипуляторы, которую могут собирать датчики положения и/или силы манипуляторов. Блок управления содержит кэш-память 15, которое можно использовать для хранения данных, собранных во время роботизированной процедуры.

Манипуляторы робота расположены в операционной 16, имеющей операционный стол 17. Камера 18 расположена в операционной таким образом, чтобы обеспечивать обзор области работы роботов. По каналу 19 передачи данных передаются видеоданные с камеры 18 на блок 12 управления. По каналу 19 передачи данных также могут передаваться данные от блока 12 управления к камере, например, для передачи камере команд перемещения или изменения масштаба изображения. Блок 12 управления может находиться внутри или вне операционной 16; или некоторые его функции могут быть реализованы в операционной 16, а некоторые - вне ее.

Хирургическая роботизированная установка имеет пульт 20 хирурга. Пульт хирурга может быть расположен в операционной 16 или на удалении от нее. Пульт хирурга содержит устройства 21, 22 ввода для управления состоянием манипуляторов 4, 5. В этом примере устройства ввода представляют собой рукоятки, установленные на пантографических механизмах, оснащенных датчиками положения для регистрации позиции механизмов. По каналу 23 передачи данных передаются данные от пульта к блоку 12 управления, указывающие позицию устройств ввода, а также любую другую информацию, которую может отправить оператор, например, управляя переключателями, установленными на рукоятках. Пульт хирурга содержит дисплей 24. Дисплей расположен так, чтобы он был виден пользователю, приводящему в действие устройства 21, 22 ввода. Дисплей используется для отображения видеопотока, передаваемого от блока 12 управления по каналу 23 передачи данных. Видеопоток может включать видео (например, от эндоскопа 9 или камеры 18) и информацию о состоянии, генерируемую блоком 12 управления.

Камера 25 соединена с блоком 12 управления каналом 26 передачи данных. Функция этой камеры будет описана ниже. Камера 25 может быть установлена в операционной 16. Камера 25 может быть установлена вне операционной 16, но так, чтобы поле зрения было в операционной. 16. Альтернативно камера 25 может быть установлена полностью на удалении от операционной 16.

Блок 12 управления подключен через сеть 27 к серверу 28 данных. Сервер данных содержит процессор 29 и запоминающее устройство 30. В запоминающем устройстве постоянным образом хранится код, исполняемый процессором для обеспечения возможности серверу данных выполнять свои функции. Сервер данных также имеет кэш-память 31 для хранения информации, касающейся хронологических роботизированных процедур.

Предусмотрен терминал 32 пользователя. Терминалом пользователя может быть, например, смартфон, планшет, ноутбук или настольный компьютер. Терминал пользователя содержит процессор 33 и запоминающее устройство 34. В запоминающем устройстве постоянным образом хранится код, исполняемый процессором для обеспечения возможности терминалу пользователя выполнять свои функции. Терминал пользователя также содержит дисплей 35, который может находиться под управлением процессора 33, для отображения информации, устройство 36 ввода, с помощью которого пользователь может вводить данные для процессора, и интерфейс 37 связи. Устройством ввода может быть, например, клавиатура или мембрана сенсорного экрана. Интерфейс связи может проводным или беспроводным интерфейсом связи. Обычно интерфейс связи представляет собой беспроводной интерфейс связи, поддерживающий протокол сотовой связи и/или протокол IEEE 802.11b. Интерфейс 37 связи может подключаться к сети 27 и через эту сеть к серверу 28.

Далее будет описана работа системы, показанной на фиг. 1.

Для выполнения хирургической процедуры пациента доставляют в операционную 16 и кладут на операционный стол 17 таким образом, что запланированное место процедуры находится в рабочем пространстве роботов 2, 3. К роботам прикрепляют соответствующие рабочие органы. Медицинский персонал может находиться в операционной, чтобы ассистировать в процедуре. Процессор 13 выполнен с возможностью исполнения кода для выполнения следующих функций.

1. Прием с пульта 20 хирурга информации, касающейся позиции устройств 21, 22 ввода и любых других устройств ввода с пульта хирурга, и управление приводами сочленений роботов 2, 3 в зависимости от этой информации. Это позволяет хирургу перемещать манипуляторы 4, 5 робота и управлять их рабочими органами. Чтобы этого достичь, код, хранящийся в запоминающем устройстве 14, может определять сопоставления между положениями и/или позициями каждого устройства 21, 22 ввода и положениями и/или позициями соответствующего одного из манипуляторов 4, 5. Когда одним из устройств ввода двигают, это регистрируют датчики на этом устройстве ввода и информация, определяющая новое положение и/или позицию устройства ввода, передается по каналу 23 передачи данных на блок 12 управления. Блок управления интерпретирует эту информацию и определяет соответствующую целевую позицию для соответствующего манипулятора робота или целевое положение для рабочего органа манипулятора. Блок управления определяет, какие движения каких сочленений манипулятора нужны для того, чтобы достичь этого положения или позиции, а затем передает сигналы по каналу 10 или 11 передачи данных, чтобы приводы сочленений соответствующего манипулятора переместили манипулятор в соответствующую конфигурацию, чтобы достичь этой позиции или положения.

2. Прием данных с манипуляторов 2, 3, пульта 20 хирурга, камеры 18, камеры 25 и с любых других блоков 38 сбора данных, связанных с роботами или операционной 16, и хранение этих данных в кэш-памяти 15. Блоки 38 сбора данных могут включать приборы для контроля состояния пациента, такие как приборы для контроля кровяного давления, приборы для контроля пульса, приборы для контроля дыхания и т. п. Блоки 38 сбора данных могут также включать микрофон для сбора аудиоинформации из операционной. Принятые данные могут, например, указывать одно или более из следующего: позицию манипулятора робота или его части, силу или крутящий момент, воздействующие на компонент манипулятора робота (например, нагрузку на сочленение манипулятора или силу, воздействующую на рабочий орган манипулятора), данные, собранные рабочим органом манипулятора с датчиком (например, трансляцию видеосигнала с эндоскопа 9), трансляцию видеосигнала с камеры 18, входные данные, принимаемые с пульта хирурга (например, позицию манипуляторов 21, 22, силы, воздействующие на эти манипуляторы или на любые сочленения этих манипуляторов, положения захватов этих манипуляторов и любые нажатия кнопок или другие вводы, выполненные на пульте оператора) и данные с блоков 38, такие как трансляция аудиосигнала из операционной 16 и данные основных показателей состояния организма пациента.

3. Генерация выходной трансляции видеосигнала на контрольный дисплей 24. Выходная трансляция видеосигнала может содержать видеосигнал с эндоскопа 9 и/или с камеры 18. Они могут сопровождаться символами, такими как текст или графика, указывающими состояние роботов 2, 3 и пациента.

После завершения хирургической процедуры или в ее ходе блок 12 управления передает некоторые или все данные, собранные указанной выше функцией 2, вместе, необязательно с (i) данными, определяющими входные данные, принимаемые с пульта хирурга, и (ii) другими данными, определяемыми блоком управления (например, целевые позиции манипулятора), на сервер 28. Процессор 29 сервера 28 сохраняет принятые данные в кэш-памяти 31.

Информацию о конкретной процедуре можно сохранять вместе с данными, указывающими контекст этой процедуры. Эти данные контекста могут включать любое из следующего: идентификаторы персонала, принимающего участие в выполнении процедуры, роли этого персонала, идентификатор пациента, с которым выполнялась процедура, природу процедуры (которая может включать указание части тела, на которой выполнялась хирургическая операция, и необязательно использовавшаяся методика), рабочие органы, использовавшиеся в процедуре, идентификатор любого оборудования, использовавшегося в процедуре (например, серийные номера манипуляторов 4, 5 и любых их компонентов), информацию с указанием предпринятых этапов или использованного оборудования перед выполнением процедуры (например, любое из следующего: историю болезни пациента, диагноз пациента, медицинские снимки пациента, моделирование пациента и измерения, выполненные на пациенте), информацию с указанием одного или более членов бригады, выполнявшей процедуру, время и/или дату выполнения процедуры, длительность процедуры и результаты процедуры (например, любое из следующего: результаты процедуры, осложнения после процедуры, последующее лечение и длительность пребывания в стационаре). Вся указанная выше информация или ее часть может быть сохранена в виде значений в заранее заданных полях, допускающих ограниченное количество вариантов ввода, например метки «да/нет». Это может помочь позже выполнять анализ захваченных данных. Контекстную информацию можно собирать путем ввода на пульте 20 хирурга или на компьютерном терминале 39, на пульте, за которым работает другое лицо, или ее можно ввести автоматизировано, как будет описано ниже.

Пользователь устройства 32 может создать учетную запись пользователя на сервере 28. Это можно сделать обычным путем, когда пользователь инициирует обмен данными между устройством 32 и сервером 28 и, таким образом, устанавливает набор учетных данных для безопасного доступа, таких как имя пользователя и пароль, с которыми пользователь сможет выполнять проверку подлинности на сервере в будущем. Учетные данные, или безопасное их представление, затем сохраняются на сервере 28, поэтому имеется возможность узнать пользователя в будущем. Пользователи могут предоставлять серверу дополнительную информацию, связанную с их учетной записью пользователя. Такая дополнительная информация может, например, содержать любое из следующего: имя пользователя, псевдоним, место работы пользователя и вид деятельности или роль пользователя. Например, в случае работника сферы здравоохранения учетная запись пользователя может содержать указание того, что он является медработником, ассистирующим в операционной, или хирургом. В терминале 32 пользователя может использоваться специальное приложение, осуществляющее связь с сервером 28. Код, определяющий это приложение, может храниться в запоминающем устройстве 34 для исполнения процессором 33. Альтернативно терминал 32 пользователя может обеспечивать связь с сервером с помощью универсального приложения для связи, такого как веб-браузер.

Далее будут описаны некоторые функции терминала 32 пользователя.

Пользователь терминала 32 может войти в систему на сервере 28 и просмотреть информацию, сохраненную в запоминающем устройстве 28, о прошлых процедурах, выполненных роботизированной системой 1. Например, пользователь может (i) загрузить с запоминающего устройства 31 видеоданные с эндоскопа 9 или камеры 18 и просмотреть на дисплее 35 устройства или (ii) загрузить с запоминающего устройства 31 информацию о состоянии одного или более роботов 2, 3 или пациента, с которым выполнялась процедура, и отобразить это на устройстве. Сервер может быть сконфигурирован таким образом, что возможность загружать конкретную информацию с сервера 28 будет предоставляться только определенным пользователям или классам пользователей. Например, возможность загружать информацию об определенной процедуре может предоставляться только пользователям, записанным на сервере 28 как персонал, принимавший участие в процедуре, или пользователям, записанным на сервере 28 как администраторы этого персонала.

Как указано выше, чтобы система имела возможность определять, какие лица принимали участие в хирургической процедуре, идентификаторы этих лиц можно указать в блоке 12 управления, введя их на пульте 20 хирурга или на компьютерном терминале 39. Однако такой подход сопряжен с рядом проблем. Например, на пульте 20 хирурга может не оказаться обычной клавиатуры, и возможны сложности с поддержанием гигиены, если пользователям в операционной нужно будет вводить свои учетные данные в компьютерный терминал 39. Другой подход к идентификации соответствующих лиц состоит во вводе этими лицами данных в их терминалы 32, чтобы указать, что они будут принимать участие в процедуре, и в передаче терминалами этого на блок 12 управления либо напрямую, либо через сервер 28. Проблема такого подхода в том, что желательно, чтобы связь между блоком 12 управления и сетью 27 была высокозащищенной, поскольку последствия несанкционированного доступа к блоку 12 управления могут быть очень серьезными. Для максимальной безопасности предпочтительно, чтобы блок 12 управления не принимал входящий трафик из сети 27. Это исключает заполнение идентификаторов пользователей с сервера 28 или терминала 32 пользователя.

В системе по фиг. 1 у пользователя есть возможность идентифицировать себя для блока 12 управления с помощью камеры 25. Один из способов, позволяющих так сделать, состоит в том, что пользователь управляет своим терминалом 32 так, что на нем отображается изображение, которое можно зарегистрировать камерой 25 и затем декодировать блоком 12 управления, чтобы определить идентификатор пользователя. Изображение может быть текстом или, более предпочтительно, массивом высококонтрастных геометрических форм, таким как двумерный штрихкод 40, показанным в экземпляре 41 терминала 32 пользователя, дисплей 35 которого направлен на камеру 25. Более подробно, этот процесс идентификации может функционировать следующим образом.

1. Блок 12 управления подготавливают к выполнению новой роботизированной процедуры.

2. Пользователь терминала 32 выполняет навигацию по пользовательскому интерфейсу терминала и вызывает отображение изображения 40.

3. Изображение 40 показывают камере 25, которая передает зарегистрированное изображение на блок 12 управления.

4. Процессор 13 блока 12 управления исполняет код для декодирования изображения и, таким образом, идентификации лица.

5. Процессор 13 сохраняет идентификатор лица в кэш-памяти 15 в связи с процедурой, которая должна выполняться.

Изображение может генерироваться на терминале 32 с использованием алгоритма, определяемого кодом, который сохранен в запоминающем устройстве 34, или оно может быть загружено терминалом 32 с сервера 28. Изображение может указывать идентификатор пользователя и необязательно метку времени, связанную с изображением. Метка времени может указывать время генерирования изображения или время истечения срока действия изображения. Блок 12 управления может быть выполнен с возможностью принимать изображение как допустимый ввод только во время срока действия изображения. Изображение может содержать данные подтверждения, такие как контрольная сумма или хэш, или другие данные, представленные на изображении, по которым блок 12 управления может проверить, что изображение является допустимым. Данные подтверждения могут определять результат функции, такой как хэш или проверка подлинности с открытым/закрытым ключом или алгоритм шифрования. Например, секретный ключ может быть передан на терминал пользователя сервером 28 и сохранен терминалом пользователя и сервером. Данные подтверждения могут содержать хэш подмножества данных, указанных изображением, вместе с секретным ключом. Сервер может выполнить проверку подлинности пользователя путем проверки хэша с использованием ключа, который он сохранил. Данные подтверждения можно использовать для проверки подлинности пользователя терминала и проверки того, уполномочен ли пользователь на доступ к системе. Данные подтверждения можно дополнить кодом доступа, который вводят на терминале пользователя. Таким образом может быть дополнительно подтверждено, что конкретный пользователь владеет терминалом. Это может помочь предотвратить ситуацию, в которой некое лицо выдавало бы себя за другого пользователя. Путем отображения изображения, идентифицирующего пользователя, на терминале пользователя на 41 и приема его как входной информации с помощью камеры 25 можно идентифицировать пользователя для системы без касания пользователем терминала 39 и при заблокированных входящих данных из сети 27 в блок 12 управления. Пользователь может быть в операционной 16, когда он показывает код камере 25.

Другой способ идентификации пользователя для системы предусматривает ситуацию, когда пользователь управляет своим терминалом 32 с целью регистрации машиночитаемого изображения. На фиг. 2 показана версия системы по фиг. 1, которая поддерживает этот режим работы. На фиг. 2 одинаковые части пронумерованы как на фиг. 1. Терминал 32 пользователя содержит или подключен к камере 42, которая может захватывать изображения и передавать их на процессор 33. Видеоэкран 43 предусмотрен в операционной 16 или поблизости от нее. Видеоэкран контролируется блоком 12 управления. В начале процедуры блок 12 управления управляет дисплеем 24 и/или дисплеем 43 для показа изображения. Изображение может быть текстом или, более предпочтительно, массивом высококонтрастных геометрических форм, таким как двумерный штрихкод 44. Это изображение может быть зарегистрировано камерой 42 и передано на процессор 33. Процессор 33 может декодировать это изображение для определения внедренных в него данных. Затем процессор 33 инициирует передачу изображения или декодированных внедренных данных вместе с информацией, идентифицирующей пользователя терминала 32, на сервер 28. Сервер 28 может использовать эту информацию, чтобы установить, что пользователь терминала будет принимать участие в процедуре. Один способ, с помощью которого сервер 28 может это определить, предусматривает внедрение идентификатора процедуры в изображение и его декодирование из изображения процессором 33 или сервером 28. Другой способ, с помощью которого сервер 28 может это определить, предусматривает, что изображение является характеристикой процедуры (например, благодаря тому, что его случайным образом сгенерировали для процедуры с помощью блока 12 управления) и затем передается блоком 12 управления на сервер 28 вместе с указанием процедуры, к которой это изображение относится. Другой вариант предусматривает, что изображение является характеристикой процедуры (например, благодаря тому, что его случайным образом сгенерировали для процедуры с помощью сервера 28) и затем передается сервером 28 на блок 12 управления в связи с настройкой процедуры. Пользователи других терминалов, принимающие участие в процедуре, могут выполнить аналогичные этапы захвата изображения 44 и этим зарегистрировать процедуру сервером 28. Таким способом сервер 28 может определять, кто принимает участие в процедуре. Роль пользователя в процедуре может быть обозначена пользователем, в частности в связи с данной процедурой, может быть предварительно сохранена на терминале 32 и передана на сервер 28 или может быть предварительно сохранена на сервере 28, например в настройках учетной записи пользователя на сервере.

После одной или более роботизированных операционных процедур пользователь системы с достаточными правами может получать доступ к информации об этих процедурах, используя терминал 32 пользователя. Далее представлены некоторые примеры порядка получения такого доступа.

1. Пользователь может просматривать изображения и/или видео процедуры. Они могут быть захвачены эндоскопом 9 или камерой 18. Изображения и/или видео могут быть представлены на дисплее 35 терминала 32 пользователя. Изображения и/или видео могут быть представлены вместе с данными, касающимися состояния оборудования робота и/или пациента, одновременно с просматриваемыми изображением или частью видео. Эта информация о состоянии может накладываться на изображение/видео или отображаться рядом с ними. Информация о состоянии, например, может содержать одно или более из следующего: информацию, указывающую положение или позицию манипулятора робота, информацию, указывающую тип рабочего органа, прикрепленного к манипулятору робота, информацию об основных показателях состояния организма пациента и информацию, указывающую время с начала процедуры или идентифицируемого ее сегмента.

2. Пользователь может просматривать метрики, сгенерированные сервером 28, касающиеся отдельной процедуры или нескольких процедур. Примеры таких метрик могут включать общую длительность процедуры, количество замен рабочих органов во время процедуры и общее расстояние, пройденное кончиком рабочего органа робота во время процедуры. Эти значения могут быть подсчитаны сервером 28 в зависимости от данных, предоставленных ему блоком 12 управления.

3. Сервер 28 может генерировать рекомендации для пользователя в зависимости от имеющихся у него данных о процедурах, в которых принимал участие пользователь. Рекомендации, определенные сервером, могут зависеть от роли пользователя, либо сохраненной для его учетной записи пользователя на сервере 28, либо указанной для конкретной процедуры. Например, если ролью пользователя является «хирург», то терминал может принимать от сервера 28 и отображать информацию о способах улучшения техники наложения швов, а если ролью пользователя является «анестезиолог», то терминал может принимать от сервера 28 и отображать информацию со сравнением основных показателей состояния организма пациента в прошлых процедурах.

4. Пользователь может загружать данные, например видеоданные, на терминал 32 непосредственно с блока 12 управления или с терминала 20. Это можно выполнять с использованием проводного или беспроводного соединения между терминалом 32 и блоком 12 управления; или путем сохранения блоком 12 управления требуемых данных по команде пользователя на съемном устройстве 81 памяти, таком как карта памяти, извлечения его из сервера 12 или терминала 20 и подключения его к терминалу 32. Блок 12 управления или терминал 20 могут иметь соединитель 80 для физического подключения съемного устройства памяти и связи с ним для сохранения на нем данных.

В блоке 12 управления и/или на сервере 28 могут храниться данные, указывающие идентификаторы членов хирургической бригады, принимавших участие в процедуре. После процедуры сервер 28 может предоставлять доступ к данным, относящимся к этой процедуре, каждому из участвовавших в ней или их подгруппе. Этого можно достичь, если пользователь получает доступ к серверу с помощью приложения, работающего на его терминале 32, сервер проверяет идентификатор пользователя, после чего сервер открывает этому пользователю через приложение доступ к данным, касающимся процедур, в которых этот пользователь отмечен как принимавший участие. Данные, к которым открыт доступ, можно передавать на сервер 28 несколькими способами. В одном подходе данные передаются на сервер блоком 12 управления или терминалом 20 по каналу передачи данных посредством сети 27. В другом подходе данные могут сохраняться блоком 12 управления или терминалом 20 на съемном носителе 81 данных, когда носитель данных физически подключен к блоку 12 управления или терминалу 20, например в гнезде 80. Съемный носитель 81 данных затем можно отключить от физического подключения к хирургическому оборудованию и перенести на отдельный компьютер, с которого находящиеся на нем данные можно загрузить на сервер 28. Это позволяет избежать необходимости подключать хирургическое оборудование к сети 27 или может уменьшить количество данных, которые нужно передавать по такому соединению, особенно когда захваченные данные содержат видеоинформацию. Данные можно хранить на съемном носителе данных в зашифрованном виде и передавать на сервер 28 в зашифрованном виде, а затем расшифровывать сервером 28.

Для повышения качества обратной связи в роботизированных процедурах, в анализах и/или отчетах, выполняемых блоком 12 управления или сервером 28, нужно учитывать идентификаторы персонала, принимающего участие в процедуре. Блок 12 управления или сервер 28 может содержать (например, в запоминающем устройстве 15 или 30) данные анализа ролей, связывающие определенные роли пользователей с соответствующими характеристиками производительности роботизированной системы. Например, время от времени в ходе хирургической процедуры необходимо менять инструмент на манипуляторе. Данные анализа ролей могут ассоциировать промежуток времени между отведением инструмента от пациента и повторным введением другого инструмента, прикрепленного к тому же манипулятору, с пользователем, который выполнял роль ассистента хирурга в этой процедуре. В другом примере данные анализа ролей могут ассоциировать количество швов, выполненных в ходе процедуры, с пользователем, который выполнял роль хирурга в этой процедуре. Процессор, например 13 или 33, имеет доступ к данным анализа ролей вместе с (i) информацией («A»), указывающей, как были выполнены одна или более роботизированных процедур, (ii) информацией («B»), указывающей, какие пользователи выполняли какие роли во время тех или иных процедур, и необязательно (iii) информацией («C»), указывающей, какую хирургическую процедуру выполняли в течение каждой из этих процедур. Затем процессор может выполнить одну или более из следующих задач.

1. Объединение информации A с разной производительностью процедур (необязательно процедуры одинакового типа, как указано в информации C) и сравнение объединенных данных с сохраненными данными, указывающими пороговый уровень производительности. Затем процессор может генерировать отчет на основе результата этого сравнения, указывающий производительность хирургической бригады в целом или одного лица из этой бригады по сравнению с порогом. Для генерирования отчета об отдельном лице процессор может выборочно предоставлять отчет о его метрике, обозначенный данными анализа роли, соответствующими роли, которую лицо играло в процедурах.

2. Сравнение информации A в отношении удельной производительности процедуры либо с (i) сохраненными данными, указывающими пороговый уровень производительности, либо с (ii) объединенной информацией A с разной производительностью процедур (необязательно процедуры одинакового типа, как указано в информации C). Затем процессор может генерировать отчет на основе результата этого сравнения, указывающий производительность хирургической бригады в целом или одного лица из этой бригады по сравнению с порогом. Для генерирования отчета об отдельном лице процессор может выборочно предоставлять отчет о его метрике, обозначенный данными анализа роли, соответствующими роли, которую лицо играло в процедурах.

Пользователь может загружать эти отчеты с сервера 28, выполнив вход в систему с использованием терминала 32 пользователя.

Производительность роботизированной системы может меняться в зависимости от идентификатора пользователя системы. Например, если определенный пользователь принимает участие в процедуре в качестве хирурга, терминал 20 может быть установлен на предварительно сохраненные операционные предпочтения этого пользователя. Эти предпочтения могут быть заранее определены с помощью терминала 20 или другого такого терминала или через приложение, работающее на устройстве 32 пользователя. Затем их можно сохранять на устройстве 32 или на сервере 28. Сохраненные предпочтения могут быть переданы на терминал 20 и/или на блок 12 управления с помощью любого подходящего механизма: например, с помощью машиночитаемых образов, отображаемых устройством 38 и сделанных видимыми для камеры 25. Когда рассматриваемый пользователь действует как хирург, предпочтения могут, например, включать чувствительность управления или положение определенной информации на дисплее 24. Когда рассматриваемый пользователь действует как операционная медсестра, предпочтения могут, например, включать сведения о том, какой манипулятор робота удерживает эндоскоп. Для других лиц из числа персонала могут быть установлены другие предпочтения.

В представленных выше примерах система собирает и распространяет информацию, касающуюся роботизированных хирургических процедур. В других примерах система может собирать и распределять информацию, касающуюся других роботизированных хирургических процедур, таких как изготовление, или механический ремонт, или процедуры обработки материалов; или касающуюся не роботизированных хирургических процедур.

На фиг. 1 блок 12 управления и сервер 28 показаны как встроенные блоки. На практике их функции могут быть распределены между несколькими устройствами и/или местоположениями.

Сеть 27 может представлять собой общедоступную сеть, такую как Интернет.

Этим заявитель раскрывает в отдельности каждый отдельный описанный здесь признак и любую комбинацию двух или более таких признаков, до такой степени, что такие признаки или комбинации могут быть реализованы на основе настоящего описания в полном объеме в контексте общедоступных общих знаний специалиста в данной области техники независимо от того, решают ли эти признаки или комбинации признаков изложенные в данном документе проблемы, и без ограничения объема формулы изобретения. Заявитель указывает, что аспекты настоящего изобретения могут состоять из любого такого отдельного признака или комбинации признаков. В виду приведенного выше описания, специалистам в данной области техники будет очевидно, что различные модификации могут осуществляться в пределах объема настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к хирургической роботизированной системе и способу анализа производительности хирургической роботизированной системы. Система содержит хирургический робот, пульт с пользовательским интерфейсом, соединенный с хирургическим роботом, посредством которого пользователь может управлять движением хирургического робота, регистрирующее устройство для регистрации данных хирургической процедуры, выполняемой с помощью робота, и портативный терминал пользователя. Система имеет (i) дисплей, управляемый регистрирующим устройством. Регистрирующее устройство выполнено с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать регистрирующее устройство и камеру, соединенную с указанным терминалом пользователя. Терминал пользователя выполнен с возможностью, при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода, декодировать этот код, для определения внедренных в него данных, и выполнять передачу декодированных внедренных данных вместе с информацией, идентифицирующей пользователя терминала пользователя, в регистрирующее устройство для выполнения регистрации идентифицированного пользователя в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота. В альтернативном варианте система имеет (ii) дисплей, управляемый терминалом пользователя. Терминал пользователя выполнен с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать пользователя терминала пользователя, и камеру, соединенную с регистрирующим устройством. Регистрирующее устройство выполнено с возможностью, при приеме от камеры изображения машиночитаемого кода, декодирования этого кода для идентификации пользователя терминала пользователя и выполнения регистрации идентифицированного пользователя в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота. Способ включает выполнение хирургической процедуры с использованием хирургического робота, двукратное измерение во время процедуры состояния робота, сохранение данных журнала, указывающих состояние робота при двукратном измерении, а также включение указания пользователя, принимающего участие в процедуре, и роли пользователя в процедуре, сохранение набора данных, определяющего набор метрик, каждая метрика определяет состояния хирургического робота и указывает роль. Способ включает применение одной из метрик к сохраненным данным журнала путем идентификации определенных состояний хирургического робота в данных журнала и получение индикатора производительности хирургического робота и выборочное предоставление отчетов, касающихся индикатора производительности, пользователю, указанному в данных журнала как выполнявшему в процедуре роль, указанную метрикой. Техническим результатом является возможность собирать и распространять информацию, касающуюся роботизированных хирургических процедур. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Хирургическая роботизированная система, содержащая:

хирургический робот;

пульт с пользовательским интерфейсом, соединенный с хирургическим роботом, посредством которого пользователь может управлять движением хирургического робота;

регистрирующее устройство для регистрации данных хирургической процедуры, выполняемой с помощью робота; и

портативный терминал пользователя;

система дополнительно содержит:

(i) дисплей, управляемый регистрирующим устройством, при этом регистрирующее устройство выполнено с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать регистрирующее устройство; и

камеру, соединенную с указанным терминалом пользователя;

при этом указанный терминал пользователя выполнен с возможностью, при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода, декодировать этот код для определения внедренных в него данных и выполнять передачу декодированных внедренных данных вместе с информацией, идентифицирующей пользователя терминала пользователя, в регистрирующее устройство для выполнения регистрации идентифицированного пользователя в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота; или

(ii) дисплей, управляемый терминалом пользователя, при этом терминал пользователя выполнен с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать пользователя терминала пользователя, и

камеру, соединенную с регистрирующим устройством;

регистрирующее устройство выполнено с возможностью, при приеме от камеры изображения машиночитаемого кода, декодирования этого кода для идентификации пользователя терминала пользователя и выполнения регистрации идентифицированного пользователя в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

2. Хирургическая роботизированная система по п. 1, в которой хирургический робот содержит манипулятор робота с прикрепленным к нему хирургическим инструментом в качестве рабочего органа манипулятора.

3. Хирургическая роботизированная система по п. 1 или 2, в которой дисплей является управляемым терминалом пользователя, при этом терминал пользователя выполнен с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать пользователя терминала пользователя, при этом камера соединена с регистрирующим устройством, и регистрирующее устройство выполнено с возможностью, при приеме от камеры изображения машиночитаемого кода, декодирования этого кода для идентификации пользователя терминала пользователя и выполнения регистрации идентифицированного пользователя в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

4. Хирургическая роботизированная система по п. 3, в которой хирургический робот расположен в операционной, а камера размещена таким образом, что ее поле зрения распространяется на операционную.

5. Хирургическая роботизированная система по п. 4, в которой камера расположена вне операционной.

6. Хирургическая роботизированная система по одному из пп. 3-5, в которой портативный терминал пользователя выполнен с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код как функцию идентификатора пользователя, использующего терминал.

7. Хирургическая роботизированная система по одному из пп. 3-6, в которой портативный терминал пользователя выполнен с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код как функцию текущего времени.

8. Хирургическая роботизированная система по одному из пп. 3-7, в которой портативный терминал пользователя выполнен с возможностью генерировать на месте машиночитаемый код таким образом, чтобы он включал данные, по которым код может проходить проверку подлинности на портативном терминале пользователя.

9. Хирургическая роботизированная система по одному из пп. 3-8, в которой регистрирующее устройство выполнено с возможностью, при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода, определять, прошел ли этот код проверку подлинности на портативном терминале пользователя, и если результат проверки отрицательный, не регистрировать идентификатор пользователя, идентифицируемого этим кодом, в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

10. Хирургическая роботизированная система по одному из пп. 3-9, в которой регистрирующее устройство выполнено с возможностью, при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода, определять время, указываемое кодом, и если это время больше заранее заданного времени до текущего времени, не регистрировать идентификатор пользователя, идентифицируемого этим кодом, в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

11. Хирургическая роботизированная система по п. 1 или 2, в которой дисплей является управляемым регистрирующим устройством, при этом регистрирующее устройство выполнено с возможностью отображения машиночитаемого кода, на основании чего можно идентифицировать регистрирующее устройство, при этом камера соединена с портативным терминалом пользователя, и указанный терминал пользователя выполнен с возможностью, при приеме от камеры изображения машиночитаемого кода, декодировать этот код для определения внедренных в него данных, и выполнения передачи декодированных внедренных данных вместе с информацией, идентифицирующей пользователя терминала пользователя, в регистрирующее устройство для выполнения регистрации идентифицированного пользователя в связи с процедурой, выполняемой с помощью робота.

12. Хирургическая роботизированная система по п. 11, в которой портативный терминал пользователя выполнен с возможностью, при приеме с камеры изображения машиночитаемого кода, определять, достоверно ли указывает этот код регистрирующее устройство, и если это определение является положительным, передавать данные, ассоциируя идентификатор пользователя, связанный с терминалом, с процедурой, выполняемой с помощью робота.

13. Способ анализа производительности хирургической роботизированной системы, причем этот способ включает:

выполнение хирургической процедуры с использованием хирургического робота;

по меньшей мере двукратное измерение во время процедуры состояния робота;

сохранение данных журнала, указывающих состояние робота при по меньшей мере двукратном измерении, а также включение указания пользователя, принимающего участие в процедуре, и роли пользователя в процедуре;

сохранение набора данных, определяющего набор метрик, каждая метрика определяет одно или более состояний хирургического робота и указывает роль;

применение одной из метрик к сохраненным данным журнала путем идентификации одного или более определенных состояний хирургического робота в данных журнала и, таким образом, получение индикатора производительности хирургического робота; и

выборочное предоставление отчетов, касающихся индикатора производительности, пользователю, указанному в данных журнала как выполнявшему в процедуре роль, указанную метрикой.

14. Способ по п. 13, в котором метрика определяет начальное состояние хирургического робота и конечное состояние хирургического робота, а этап применения этой метрики к сохраненным данным включает определение времени, прошедшего во время хирургической процедуры между пребыванием робота в начальном состоянии и пребыванием робота в конечном состоянии.

15. Способ по п. 13 или 14, в котором этап выборочного предоставления отчетов включает блокирование предоставления отчетов, касающихся индикатора производительности, по меньшей мере одному пользователю, указанному в данных журнала как выполнявшему в процедуре роль, отличную от роли, указанной метрикой.

16. Способ по одному из пп. 13-15, в котором этап применения выполняют на сервере, и способ включает следующие этапы:

прием индикатора производительности на мобильный терминал пользователя, связанный с пользователем, указанным в данных журнала как выполнявшим в процедуре роль, указанную метрикой; и

отображение индикатора производительности на мобильном терминале пользователя.

17. Способ по одному из пп. 13-16, в котором хирургическую процедуру выполняют в операционной, и способ включает следующие этапы:

начало хирургической процедуры;

после этапа начала,

(i) отображение на регистрирующем устройстве машиночитаемого кода, с помощью которого можно идентифицировать регистрирующее устройство;

захват изображения кода с помощью камеры, соединенной с терминалом пользователя; и

после этапа отображения, завершение процедуры;

анализ кода для определения внедренных в него данных и выполнение передачи внедренных данных вместе с информацией, идентифицирующей пользователя терминала пользователя, в регистрирующее устройство, и

определение процедуры, выполняемой регистрирующим устройством, идентифицированным кодом, и сохранение данных журнала, идентифицирующих пользователя терминала пользователя как принимающего участие в этой процедуре; или

(ii) отображение на мобильном терминале пользователя машиночитаемого кода, с помощью которого можно идентифицировать пользователя портативного терминала пользователя;

захват изображения кода с помощью камеры, соединенной с регистрирующим устройством;

после этапа отображения, завершение процедуры;

анализ кода для определения идентификатора пользователя, идентифицируемого таким образом; и

определение роли, связанной с пользователем, идентифицируемым кодом, и сохранение данных журнала, идентифицирующих этого пользователя как принимающего участие в процедуре, выполняемой регистрирующим устройством.

18. Способ по п. 17, в котором камера соединена с регистрирующим устройством, а роль пользователя указана в коде.

19. Способ по п. 17, в котором камера соединена с регистрирующим устройством, а способ включает сохранение сопоставления в базе данных каждого из по меньшей мере двух пользователей с соответствующей ролью, и при этом этап определения роли, связанной с пользователем, включает поиск этого пользователя в базе данных и получение роли указанного пользователя.

20. Способ по одному из пп. 13-16, в котором хирургическую процедуру выполняют в операционной, и способ включает следующие этапы:

начало хирургической процедуры;

после этапа начала, отображение на блоке отображения, установленном в операционной, машиночитаемого кода, идентифицирующего процедуру;

захват изображения кода с помощью мобильного терминала пользователя, связанного с пользователем; и

после этапа отображения, завершение процедуры;

анализ кода для определения идентификатора процедуры;

определение роли пользователя терминала; и

в ответ на захват изображения кода, идентифицирующего процедуру с помощью мобильного терминала пользователя, связанного с этим пользователем, во время между этапами начала и завершения, сохранение данных журнала, указывающих пользователя как принимающего участие в процедуре и выполняющего определенную роль.