手术室控制和通信系统的制作方法

1.本发明涉及一种手术室控制和通信的系统和方法。具体地，本发明涉及图像数据路由，以及便利手术室环境下基于云的视频会议。


背景技术：

2.目前，科技在现代手术间或手术室(or)中发挥着重要作用。近来，提高or中的工作条件以及患者安全的目的激起了巨大兴趣和科技发展。当前or中满是极为专业的高科技装置和设备。
3.具体地，由于机器人的出现以及微创手术和介入放射学的引入，当前的手术越来越依赖于视频系统。
4.该技术非常复杂，要求效率和条理。or中的每个装置都负责一项特定任务，携带其特定监视器，拥有自己的布线以及命令控制台。每个设备都根据手术需要在or内四周移动。or中存在如此众多的高科技工具，因而需要一个统一的系统来提高所有现有设备的使用效率。
5.这些系统是or集成系统。
6.or集成系统的主要任务是集中or中所有工具和设备的视频、音频和数据源。所有设备都由统一的命令触摸屏控制。所有馈源都可记录并存档。最后，集成系统允许or与外界保持持续的直接通信。
7.在大多数情况下，集成系统的控制中心位于or外的机架上，所有设备都通过适当的布线连接到此处。
8.然而，先前的or集成系统不允许通向和来自or内设备的灵活动态的数据路由和通信，也不允许or内不同设备间的灵活动态的数据路由和通信。
9.有鉴于此，仍需提供一种用于or集成系统的控制系统，解决上述已知方法的任何或所有缺点。


技术实现要素：

10.本发明的发明人意识到需要改进现有的用于手术室的控制系统，因此提供了本发明，本发明实施例的益处可以包括将不同分辨率的信号灵活动态路由到不同目的地以及从手术室内巧妙无缝地访问视频会议设施，从而增强去往手术室和来自手术室以及手术室内设备之间的数据分发和通信。
11.根据本发明的系统和方法的定义请参阅所附权利要求，下文引用权利要求。优选特征请参阅从属权利要求。
12.根据本公开第一方面，提供了一种用于医疗设施的手术室控制系统。该系统包括信号路由单元，该信号路由单元配置为为手术室的设备路由包括图像数据的信号。信号路由单元包括第一输入端，配置为从医疗设施源设备接收包括第一图像分辨率的图像数据的输入信号。信号路由单元还包括：第一输出端，配置为向目的地设备发送包括第一图像分辨
率的图像数据的输出信号；以及第二输出端，配置为向目的地设备发送包括低于第一图像分辨率的第二图像分辨率的图像数据的输出信号。此外，信号路由单元包括路由器，配置为将第一输入端连接到信号路由单元的一个或多个输出端。这里，如果第一输入端连接到第一输出端，则路由器配置为将第一输入端接收到的每个输入信号路由到第一输出端，以供该第一输出端将其作为包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号发送；如果第一输入端连接到第二输出端，则路由器配置为将第一输入端接收到的每个输入信号的图像数据缩放到第二图像分辨率，并将经缩放的输入信号路由到第二输出端，以供该第二输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送。
13.因此，提供了一种系统，能够将接收到的更高分辨率信号(例如，从手术室中最先进的成像设备接收到的信号)路由到具有不同分辨率能力或不同用途的目的地设备。该系统能够适当地缩放(例如缩小)更高分辨率的输入信号，使得输入信号可以被路由到输出更高分辨率信号的输出端和输出更低分辨率信号的输出端。该缩放和路由功能由路由器执行，其可以由任何合适的硬件和/或软件组件来实现，例如由适当编程的处理器来实现。信号路由单元还可以由任何合适的硬件和/或软件组件来实现。例如，信号路由单元可以实现为现场可编程门阵列(fpga)，其中路由器实现为用户控制的软件，该用户控制的软件确定fpga的输入端与fpga的输出端之间的连接，以及任何用于输出的信号的必要缩放。输入端与输出端之间的连接可以预先设置，或者可以实时动态控制，例如通过控制信号路由单元(并因此控制路由器)的手术室控制系统的处理器/计算机。用户可以通过用户界面(例如触摸屏)控制路由器，该用户界面可以作为手术室控制系统的一部分提供。用户界面可以配置为与控制信号路由单元的手术室控制系统的处理器/计算机通信。这可以允许用户控制输入到信号路由单元的哪些信号被路由到信号路由单元的哪些输出端，从而控制将哪些源设备图像数据提供给哪个目的地设备(例如，手术室中存在的监视器)。手术室控制系统可以包括一个或多个源设备(例如任一种x射线设备、超声设备或其他医疗生态设备、mri设备、内窥镜设备、医疗监控设备、手术摄像机、房间摄像机或医疗信息系统(诸如医院信息系统(his)、放射信息系统(ris)或图片存档和通信系统(pacs))和/或一个或多个目的地设备，例如目的地监视器(例如支持4k的监视器)或目的地存储器单元)。当声明输出端配置为将输出信号“发送”到目的地设备时，仅意味着输出端配置为将输出信号(例如被动地)传递到与其连接的设备(例如，通过适当的电缆或连接)。包括图像数据的信号可以是表示单独图像(例如医学图像)的信号，或者可以是包括图像数据帧的视频信号，这里，“信号路由”或“视频路由”等可以互换使用。因此，可以根据目的地设备的功能或用途灵活地捕获高分辨率图像数据，然后将其呈现给目的地设备，例如，如果手术室中的一台监视器能够以更高分辨率运行，而另一台不能，则可有效地提供具有针对每个屏幕的适当分辨率的信号。作为一个示例，可以从源设备接收包括第一分辨率的医学图像的视频流的图像信号并将其提供给已经缩放到第二分辨率的第二输出端。手术室控制系统可以布置成使得能够仅显示较低第二分辨率的图像的用户界面从信号路由单元的第二输出端接收经缩放的医学图像的视频流并将该经缩放的视频流作为预览呈现给用户。用户然后可以操作触摸屏以指令信号路由单元将第一输入端接收到的医学图像的输入流路由到第一输出端，该第一输出端与能够以第一分辨率显示视频的手术室显示监视器通信。替代地，如果使用情况要求以更高分辨率在一个目的地设备上显示图像，同时需要记录和存储图像，则系统可将更高分辨率的信号
路由到第一目的地设备，同时将信号发送到第二目的地设备用于以更低分辨率存储(例如以减少存储器需求)。
14.任选地，第一图像分辨率是超高清uhd，和/或第二图像分辨率是全高清fhd。现有技术系统无法将uhd(例如4k分辨率)图像和视频功能有效地集成到手术室中。这里，可以提供与uhd输出端以及fhd输出端无缝操作的uhd输入端，这意味着信号路由单元提供与已经用fhd操作的手术室的向后兼容；uhd输入信号可以缩放到fhd以便用于现有的fhd设备。
15.手术室控制系统可以控制路由器以控制信号路由单元的哪个或哪些输出端连接到第一输入端，其中第一输入端可连接到第一输出端或第二输出端中的任一个，或同时连接到第一输出端和第二输出端两者。第一输入端可以是第一组输入端中的一个输入端，第一组输入端中的每个输入端配置为从相应的医疗设施源设备接收包括第一图像分辨率的图像数据的输入信号。第一输出端可以是第一组输出端中的一个输出端，第一组输出端中的每个输出端配置为向相应的目的地设备发送包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号。第二输出端可以是第二组输出端中的一个输出端，第二组输出端的每个输出端配置为向相应的目的地设备发送包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号。换言之，信号路由单元可以具有：多个输入端(其包括第一输入端)，配置为接收包括第一图像分辨率的图像数据的输入信号的；多个输出端(其包括第一输出端)，配置为发送包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号；和/或多个输出端(其包括第二输出端)，配置为发送包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号。当然，可能有输入端和输出端的各种排列，例如，具有第一组输入端和第一组输出端但只有一个第二输出端的系统，或者只有第一输入端但无第一组输出端和第二组输出端的系统等。这里，信号路由系统的输入端中的任一个可连接到第一组输出端或第二组输出端中的任何具体输出端，可连接到第一组输出端中的任何具体输出端组合，可连接到第二组输出端中的任何具体输出端组合，或可连接到第一组输出端和第二组输出端中的任何具体输出端组合。这允许动态控制将哪个输入馈源路由到哪个输出设备。例如，一个特别相关的输入流可以从所有输出端广播(即，广播到所有目的地设备)。替代地，可以根据使用情况将不同的输入端映射到不同的输出端群组。如上所述，该控制可以提供给用户，例如，通过使用手术室中与信号路由单元通信的触摸屏，其中用户能够选择用户想要哪些图像数据显示在哪些目的地设备上。该选择向信号路由单元提供关于哪些输入端应连接到哪些输出端的指令。这些指令可以被发送到控制系统的处理器/计算机，其然后例如通过与用户界面通信来控制信号路由单元。替代地，输入端与输出端之间的连接可以预先配置，以便系统布置成使得来自某些源设备的图像数据自动路由到某些目的地设备而无需用户交互，或者用户控制某些输入端与输出端之间的连接而其他连接预先设置。
16.手术室控制系统的信号路由单元还可以包括第二组一个或多个输入端，第二组一个或多个输入端中的每个输入端配置为从相应的源设备接收包括第二图像分辨率的图像数据的输入信号。这里，第一组输入端或第二组输入端中的任一个输入端可连接到第一组输出端或第二组输出端中的任何具体输出端，可连接到第一组输出端中的任何具体输出端组合，可连接到第二组输出端中的任何具体输出端组合，或可连接到第一组输出端和第二组输出端中的任何具体输出端组合。如果第二组一个或多个输入端中的输入端连接到第一组一个或多个输出端中的输出端，则路由器可以配置为将第二组一个或多个输入端中的输入端接收到的每个输入信号路由到第一组一个或多个输出端中的输出端，以供该输出端将
其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送；如果第二组一个或多个输入端中的输入端连接到第二组一个或多个输出端中的输出端，则路由器可以配置为将第二组一个或多个输入端中的输入端接收到的每个输入信号路由到第二组一个或多个输出端中的输出端，以供该输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送。这些输入端中的任一个可以与所述第一输入端和第一组输入端相同的方式映射到任何或所有输出端。该第二组输入端可以包括多个输入端或单个输入端。这为系统提供了另外一组输入端，例如fhd输入端，可与任何输出端一起使用，以使得信号路由更加灵活，并且提高与现有手术室的向后兼容性。
17.手术室控制系统的信号路由单元还可以包括第三组输入端，第三组输入端中的每个输入端配置为从相应的源设备接收包括第一图像分辨率或第二图像分辨率的图像数据的输入信号。这里，路由器可以配置为组合第三组输入端接收到的输入信号以形成多视图信号并将多视图信号路由到信号路由单元的一个或多个输出端。这为系统提供了多视图功能性。在一个示例中，第三组输入端中的每个输入端配置为从相应的源设备接收包括第一图像分辨率的图像数据的输入信号，并且路由器配置为组合第三组输入端接收到的输入信号以形成第一分辨率的多视图信号。这里，如果路由器配置为将多视图信号路由到配置为发送包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号的输出端，则路由器配置为将多视图信号缩放到第二分辨率之后将信号路由到输出端。有利地，取决于多视图信号正路由到的输出端，在较高和较低分辨率下皆可利用这种多视图功能性。例如，这可以与现有fhd器件向后兼容的方式为手术室提供uhd多视图功能性，即多视图信号可以作为第一(较高)分辨率和第二(较低)分辨率的输出提供。
18.本领域技术人员应当清楚的是，通过任何合适的连接机构，诸如铜缆或光纤，路由单元的每个输入端可以连接到其各自的源设备，并且路由单元的每个输出端可以连接到其各自的目的地设备。在某些情况下，每个输入端和每个输出端可能与相关的源设备或目的地设备不存在物理连接，而是可能通过互联网或本地网络连接，在此情况下，输入端可能与适当的接收器相关联，而输出端可能与适当的发送器相关联。
19.源设备可以包括任一种x射线设备、超声设备或其他医疗生态设备、mri设备、内窥镜设备、医疗监控设备、手术摄像机、房间摄像机或医疗信息系统(诸如医院信息系统(his)、放射信息系统(ris)或图片存档和通信系统(pacs))，和/或多个目的地设备可以是目的地监视器或目的地存储器单元。如上所述，手术室控制系统可以包括这些源设备和/或目的地设备中的任何一个或多个。
20.本公开第一方面的手术室控制系统可以包括：手术室控制单元，配置为控制手术室内的通信和数据流；会议单元，配置为与托管(host)基于云的会议的远程第三方服务器通信，其中该会议单元与手术室控制单元进行通信；以及存储器，其上存储有配置为运行一个或多个基于云的视频会议系统的软件。手术室控制单元可访问存储器，从而为会议单元提供对存储器中每个基于云的视频会议的访问。存储器可以具有与下面关于第二方面论述相同的特性。这有利地提高了从手术室访问基于云的视频会议设施的便利性。例如，这允许操作者无需将视频会议的uri手动输入网络浏览器，而将视频会议的uri手动输入网络浏览器在医疗环境中可能不切实际。这里，手术室控制单元只需访问存储器以启动基于云的视频会议。此外，会议单元可以包括用于向基于云的视频会议发送信号(数据流)发送器以及
用于从基于云的视频会议接收信号的接收器或者与发送器和接收器通信。会议单元可以包括输入端，这些输入端可配置为从源设备接收数据，例如以便与信号路由单元进行通信，并可配置为从视频会议接收数据，例如以便与接收器进行通信。类似地，会议单元可以具有输出端，这些输出端可配置为将数据从源设备发送到会议，以便与发送器进行通信，并可配置为将从会议接收到的数据发送到手术室控制系统的另一个单元以便显示给用户。在一个示例中，会议单元的一个输入端配置为连接到信号路由单元的输出端，并且会议单元的至少一个输出端配置为连接到基于云的视频会议。手术控制系统可以配置为当：a)手术室控制单元访问基于云的视频会议，b)信号路由单元的第一输入端连接到信号路由单元的第二输出端，以及c)基于云的会议单元的输入端连接到信号路由单元的第二输出端，将信号路由单元的第一输入端以第一分辨率接收到的图像数据路由到会议单元的输出端，以便以第二分辨率输出到基于云的视频会议。这样根据分辨率将基于云的视频会议功能性与信号路由集成一体。此外，路由器在分辨率之间进行缩放的能力提高了与基于云的视频会议的兼容性。例如，高分辨率(例如uhd)信号可由手术室中的源设备捕获。系统然后可将高分辨率信号作为输出提供给能够运行高分辨率信号的视频会议，而如果视频会议仅运行fhd，则提供经缩放的较低分辨率信号(例如fhd)。当然，应当理解，缩放可以酌情反向操作(较低分辨率输入缩放到视频会议的较高分辨率输出)。会议单元还可以由任何合适的硬件和/或软件组件来实现。用户可以通过可作为手术室控制系统的一部分提供的用户界面(例如触摸屏)来控制会议单元，用户可选择将哪些源设备图像数据提供给会议。用户界面可以配置为与控制信号路由单元(并因此控制路由器)和/或会议单元的手术室控制系统的处理器/计算机通信。这可以允许用户控制例如将输入到信号路由单元的哪些信号路由到会议单元，从而控制将哪些源设备图像数据提供给会议。手术室控制系统可以包括一个或多个源设备(例如任一种x射线设备、超声设备或其他医疗生态设备、mri设备、内窥镜设备、医疗监控设备、手术摄像机、房间摄像机或医疗信息系统(诸如医院信息系统(his)、放射信息系统(ris)或图片存档和通信系统(pacs))和/或一个或多个目的地设备，例如目的地监视器(例如支持4k的监视器)或目的地存储器单元)。
21.根据本公开第二方面，提供了一种手术室控制系统。该系统包括配置为控制手术室内的通信和数据流的手术室控制单元。该系统还包括：会议单元，配置为与托管基于云的会议的远程第三方服务器进行通信，其中该会议单元与手术室控制单元进行通信；以及存储器，其上存储有配置为运行一个或多个基于云的视频会议系统的软件。手术室控制单元可访问存储器，从而为会议单元提供对存储器中每个基于云的视频会议的访问。会议单元与手术室控制单元进行通信，这两个单元可在彼此之间传递数据，如图像数据、音频数据、控制信号等。(第一方面或第二方面的)存储器可以是基于web并可由手术室控制单元通过互联网连接访问。这里，“基于云”定义了一种视频会议功能，利用许多用户可用的远程联网数据中心来托管视频会议。换言之，“基于云”的视频会议是在可通过互联网访问的远程服务器上托管的视频会议，“基于云”的会议单元是配置为使得单元可访问远程服务器以在本地用户设备上(即，手术室中)运行会议的单元。这些远程联网数据中心通过互联网访问。这与非基于云的会议形成对照，后者可例如由本地服务器运行并托管在本地网络上(例如医院网络上)。本公开第一方面或第二方面的存储器可以包括数据库(例如，web可访问数据库)，配置为存储一个或多个条目，每个条目包括到基于云的视频会议的连接地址并提供从
数据库对基于云的视频会议的访问。本公开第一方面或第二方面的数据库可由手术室控制单元访问，例如通过互联网连接。可以预先填充数据库的条目，例如在医疗程序之前，通过任何合适的设备(例如笔记本计算机)访问数据库并使用所有信息填充条目以允许直接访问给定的视频会议。这意味着从手术室加入基于云的视频会议所需的步骤最少，操作者只需选择条目即可加入会议。例如通过按下随数据库条目提供的“呼叫”图标来选择所需条目，可能会导致手术室系统(即会议单元)跟随地址(例如会议的唯一web地址)认证用户加入主机会议的证书，并开始经由合适的输入端或会议单元接收来自会议的数据流，将该数据流呈现给用户。此时，会议单元还向会议提供一个或多个输出流。此时，用户已经“加入”或“访问”会议。数据库条目可以具有嵌入其中的uri，使得用户只需操作该条目即可立即访问基于云的视频会议。替代地，所需条目可以使系统跟随地址到达唯一用户。此外，本公开第一方面或第二方面的手术室控制单元可以包括触摸屏，其中每个基于云的视频会议均可通过用户对触摸屏的操作来访问。这有利地提高了从手术室访问基于云的视频会议设施的便利性。例如，这允许操作者无需将视频会议的uri手动输入网络浏览器，而将视频会议的uri手动输入网络浏览器在医疗环境中可能不切实际。这里，手术室控制单元仅需访问存储器即可启动基于云的视频会议。
22.手术室控制单元可以包括触摸屏，其中数据库的这个条目或每个条目可通过用户对触摸屏的操作来访问。这里，用户可简单地进入数据库并选择所需条目。选择所需条目会使系统跟随将用户带入会议的地址(例如会议的唯一web地址)。例如，这可以类似于跟随超链接到web页面的过程。数据库条目可以具有嵌入其中的uri，使得用户只需操作该条目即可立即访问基于云的视频会议。这减少了在手术室内访问基于云的视频会议所需的步骤。
23.根据本公开另一方面，提供了一种为手术室的设备路由信号的方法。该方法包括：在手术室控制系统的信号路由单元的第一输入端处接收来自医疗设施源设备的输入信号。输入信号包括第一图像分辨率的图像数据。该方法还包括：通过信号路由单元的路由器将第一输入端连接到信号路由单元的一个或多个输出端。一个或多个输出端包括：第一输出端，配置为向目的地设备发送包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号；以及第二输出端，配置为向目的地设备发送包括低于第一图像分辨率的第二图像分辨率的图像数据的输出信号。这里，如果第一输入端连接到第一输出端，则路由器将输入信号路由到第一输出端，以供该第一输出端将其作为包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号发送；如果第一输入端连接到第二输出端，则路由器将输入信号的图像数据缩放到第二图像分辨率，并将经缩放的输入信号路由到第二输出端，以供该第二输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送。该方法提供的优点与关于上述系统所述优点相同。第一图像分辨率可以是超高清uhd，和/或第二图像分辨率可以是全高清fhd。存储器可以包括数据库，配置为存储一个或多个条目，这个条目或每个条目包括到基于云的视频会议的连接地址并提供从数据库对基于云的视频会议的访问，其中数据库可由手术室控制单元访问。手术室控制单元可以包括触摸屏，其中数据库的这个条目或每个条目可通过用户对触摸屏的操作来访问。该方法还可以包括：通过手术室控制系统控制路由器来控制将信号路由单元的哪一或哪些输出端连接到第一输入端，其中第一输入端可连接到第一输出端或第二输出端中的任一个，或同时连接到第一输出端和第二输出端。第一输入端可以是第一组输入端中的一个输入端，第一组输入端中的每个输入端配置为从相应的医疗设施源设备接收包括
第一图像分辨率的图像数据的输入信号；第一输出端可以是第一组输出端中的一个输出端，第一组输出端中的每个输出端配置为向相应的目的地设备发送包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号；和/或第二输出端可以是第二组输出端中的一个输出端，第二组输出端中的每个输出端配置为向相应的目的地设备发送包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号。信号路由系统的输入端中的任一个都可连接到：第一组输出端或第二组输出端中的任一个输出端；第一组输出端中的任何输出端组合；第二组输出端中的任何输出端组合；以及第一组输出端和第二组输出端中的任何输出端组合。该方法可以包括：在第二组输入端处接收输入信号，第二组输入端中的每个输入端配置为从相应的医疗设施源设备接收包括第二图像分辨率的图像数据的输入信号，其中，如果第二组输入端中的输入端连接到第一组输出端中的输出端，则路由器配置为将第二组输入端中的输入端接收到的每个输入信号路由到第一组输出端中的输出端，以供该输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送；如果第二组输入端中的输入端连接到第二组输出端中的输出端，则路由器配置为将第二组输入端中的输入端接收到的每个输入信号路由到第二组输出端中的输出端，以供该输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送。该方法可以包括：在第三组输入端处接收输入信号，第三组输入端中的每个输入端配置为从相应的医疗设施源设备接收包括第一图像分辨率或第二图像分辨率的图像数据的输入信号，其中路由器配置为组合第三组输入端接收到的输入信号以形成多视图信号并将多视图信号路由到信号路由单元的一个或多个输出端。与信号路由单元的输入端相对应的医疗设施源设备可以包括任一种x射线设备、mri设备、内窥镜设备、医疗监控设备、手术摄像机或房间摄像机；和/或与信号路由单元的输出端相对应的目的地设备可以是目的地监视器或目的地存储器单元。该方法还可以包括：从配置为控制手术室内的通信和数据流的手术室控制单元访问存储器，其上存储有配置为运行一个或多个基于云的视频会议系统的软件。访问存储器为会议单元提供对存储器中每个基于云的视频会议的访问，其中会议单元配置为与托管基于云的会议的远程第三方服务器通信，并且会议单元与手术室控制单元进行通信。会议单元可以包括输入端和至少一个输出端，会议单元的输入端配置为连接到信号路由单元的输出端，并且会议单元的至少一个输出端配置为连接到基于云的视频会议；该方法包括，当：手术室控制单元访问基于云的视频会议；信号路由单元的第一输入端连接到信号路由单元的第二输出端；会议单元的输入端连接到信号路由单元的第二输出端，将信号路由单元的第一输入端以第一分辨率接收到的图像数据路由到会议单元的输出端，以便以第二分辨率输出到基于云的视频会议。
24.根据本公开又一方面，还提供了一种从手术室访问基于云的视频会议的方法。该方法包括：从配置为控制手术室内的通信和数据流的手术室控制单元访问存储器，其上存储有配置为运行一个或多个基于云的视频会议系统的软件。访问存储器为会议单元提供对存储器中每个基于云的视频会议的访问，其中会议单元配置为与托管基于云的会议的远程第三方服务器通信，并且会议单元与手术室控制单元进行通信。存储器可以包括数据库，配置为存储一个或多个条目，这个条目或每个条目包括到基于云的视频会议的连接地址并提供从数据库对基于云的视频会议的访问，其中数据库可由手术室控制单元访问。手术室控制单元可以包括触摸屏，其中数据库的这个条目或每个条目可通过用户对触摸屏的操作来访问。
25.根据本公开还一方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有可执行指令，这些指令被执行时使任一上述系统执行任一上述方法。
26.用于执行所述方法的各种功能或步骤的装置实施例中提及功能模块或单元时，应当理解，这些模块或单元可以硬件、软件或两者的组合来实现。当以硬件实现时，模块可以实现为一个或多个硬件模块，诸如一个或多个专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)。当以软件实现时，模块可以实现为在一个或多个处理器上执行的一个或多个计算机程序。
附图说明
27.下面将结合附图举例详述本发明实施例，图中：
28.图1是根据第一实施例的手术控制系统的示意图；
29.图2是根据第一实施例的手术控制系统的信号路由单元的示意图；
30.图3是根据第一实施例的手术控制系统的会议安排的示意图，示出了会议单元、手术室控制单元和数据库；
31.图4是根据第一实施例的手术控制系统的控制中心的示意图，示出了主单元、路由单元和会议单元；
32.图5是根据一实施例的视频会议过程的流程图；
33.图6是根据第一实施例的手术控制系统控制中心的主单元背板的示意图；
34.图7是根据第一实施例的手术控制系统控制中心的会议单元背板的示意图；
35.图8是根据第一实施例的手术控制系统控制中心的路由单元背板的示意图；
36.图9是根据第一实施例的手术控制系统控制中心的示意图，示出了控制中心连接到各个源设备和目的地设备；
37.图10是示例性手术室环境的图像，示出了手术控制系统的多个or监视器；
38.图11示出了实现手术控制系统的信号路由功能的示例性用户界面；
39.图12示出了实现手术控制系统的会议功能的示例性用户界面。
具体实施方式
40.本公开将首先展示可以用来实现本公开两个方面的示例性or集成系统的系统概述。于是，在论述整个集成系统的更多细节之前，将在标题“uhd信号路由”和“基于云的视频会议”下论述本公开各方面。为简明起见，术语“or集成系统”可与术语“手术室(or)控制系统”互换。虽然下述关于图1的示例性or集成系统具有多个组件，本公开原理不限于包括所有这些组件的集成系统。例如，根据本公开原理的or集成系统可以包括一个或多个图1所示的组件。在最宽泛实施方式中，or集成系统可以对应于上述第一方面或第二方面的or控制系统。
41.系统概述
42.图1示出了示例性手术室(or)集成系统100，包括均位于手术室104内的一个或多个源设备101、一个或多个目的地设备102以及示为触控单元103的or控制单元。源设备101是位于手术室中提供图像数据的设备。这些设备可以包括任一种x射线设备、超声设备或其他医疗生态设备、mri设备、内窥镜设备、医疗监控设备、手术摄像机、房间摄像机或医疗信
息系统(诸如医院信息系统(his)、放射信息系统(ris)或图片存档和通信系统(pacs))，或提供图像数据的任何其他合适设备。位于or 104中的目的地设备102是接收图像数据的任何合适设备，诸如监视器或存储设备，用于将图像数据存储在存储器中的。触控单元103可以是允许医师通过具有触控能力的用户界面与集成系统交互的任何合适触摸屏设备。
43.在or 104之外，or集成系统100包括容纳于or机架中的用于or集成系统100的控制中心105。控制中心105连接到源设备101、目的地设备102和触控单元103。这里，连接由合适布线提供，但替代地可以由本地网络连接或互联网连接提供。控制中心105执行若干功能，即图1中示意性示为视频路由框106的信号路由、图1中示意性示为视频记录框107的视频和图像记录、图1中示意性示为通信框108的数据通信/会议以及图1中示意性示为设备控制框109的or系统控制。这些功能可以在分立的硬件单元中实现或在单个硬件单元中实现，或者可以实现为硬件和软件混合。现将参照图4描述实现这些功能的控制中心105的具体硬件单元。
44.图4示出了本实施例的控制中心105。控制中心105包括主单元401、会议单元402和信号路由单元，这里为超高清(uhd)信号路由单元，如图4示为uhd路由单元403。这些单元一起执行上述功能。信号路由单元403是可以实现本公开第一方面的示例性路由单元，如下详述。
45.在本实施例中，视频路由框106由uhd信号路由单元403以及执行标准信号路由操作和其他操作的主单元401来实现。应当理解，uhd路由单元与主单元相互通信，从而共同用来提供视频路由框106的功能性，即，二者均可以配置为共同充当单个集成单元。在其他实施例中，视频路由框106可以仅由uhd单元403提供，在此情况下，uhd单元403执行系统的所有路由操作。视频路由框106控制视频信号和医疗图像经由医院网络110从源设备101分发到诸如or医疗监视器、or控制系统的其他单元、存储器存档等目的地设备102，或分发到外部设备。监视器可以悬挂到天花板悬臂中，或安装到墙壁内。数据从视频源101分发到系统100的其他组件是通过视为整个集成系统一部分的布线和视频连接来实现。如下详述，视频路由框106有能力从源设备101接收第一图像分辨率的输入信号，例如4k超高清(uhd)信号，并将这些待以第一分辨率输出的信号路由到目的地设备102。uhd视频路由单元403还有能力将输入信号缩放到较低的第二分辨率，例如全高清(fhd)，以使得该信号还能以较低分辨率输出到目的地设备。在本实施例中，通过将关于来自哪些源设备101的图像数据应当显示在哪些目的地监视器/设备102上的指令发送到uhd路由单元403和主单元401，医师可以通过触控单元103控制从具体源设备101到具体目的地设备102的信号路由。如下所述，路由单元可以配置为将接收自若干源设备的图像路由到触控单元，以使得医师拥有or中源设备捕获的图像/视频的实时馈源。例如可以向医师呈现预览屏，示出当前接收自每个源设备的图像和当前显示在每个目的地设备103上的图像。由此，用户可选择哪些图像要显示在or中的哪些屏幕上。该选择控制uhd路由单元403和主单元401相应地路由信号。然而，应当理解，系统还可以布置为使得来自某些源设备的图像数据无需用户交互即自动路由到某些目的地设备。这可以通过适当地配置系统而预先布置。用户还可以选择来自某些源设备的图像数据呈现在某些目的地设备上，而无需任何预览图像呈现在触摸屏上。
46.视频记录框107由主单元401实现，该主单元401出于教育和训练目的控制来自一个或两个不同但同步的医疗视频馈源的视频和图像捕获过程。接收自源设备的任何视频或
图像信号可以作为输入传递到uhd视频路由单元403，以便路由到适当的目的地设备102或路由到控制中心105的其他单元。例如，如果主单元指令记录来自具体源设备的信号，则接收这些信号的路由单元可以将这些信号路由到主设备的存储器进行存储以供系统后续访问。当用户希望访问所存储的具体图像(例如x射线图像)，并随后将该图像呈现在所需or监视器上以供查看，主单元401可以访问该图像，并且主单元401和/或uhd路由单元403可以将该图像路由到选定的监视器以供查看。
47.通信框108由主单元401和分立的会议单元402实现。主单元401控制视频流功能性，出于通信、教育和会议目的，通过医院网络110提供or内产生的音频/视频(a/v)馈源的传输。会议单元402控制or控制系统的视频会议设施。在一个示例中，uhd视频路由单元403处接收到的来自源设备的视频信号可以从视频路由单元传递到会议单元402以供视频会议等中使用。会议单元402还提供了根据本公开第二方面的基于云的视频会议设施，如下详述。在某些情况下，uhd路由单元403可以接收第一分辨率(例如uhd)的输入信号，将该信号缩放到适合用于基于云的视频会议的较低分辨率(例如fhd)，并将较低分辨率信号输出到会议单元402以供视频会议中收看。
48.最后，设备控制框109以软件实现，并允许控制和管理每个功能单元以及or中的设备。通过将诸如手术和房间摄像机、手术灯和手术台等所有医疗和非医疗设备的命令统一到单个控制台中，使得or更符合人体工学。控制框软件可以例如在与触控面板103通信的主单元401上运行，允许医师根据用户指令来控制并命令or设备。
49.同时，这些单元提供各项功能性，允许控制系统控制去往和来自or的数据和信号分发，并控制or中设备之间的数据和信号分发。
50.应当理解，尽管图1示出了目的地设备仅位于or内，但也可能并非如此。例如，目的地设备可以是位于or之外的视频存档或存储设备，或者可以是控制中心自身的单元，或位于医院网络上的任何设备，诸如视频会议设备流浏览器。视频路由单元106可以配置为将图像数据路由到这些目的地设备中的任一个。
51.uhd信号路由单元
52.现将参照图2描述根据本公开第一方面的示例性信号路由单元200。该信号路由单元可以是如上所述图4中用作视频路由框106一部分的uhd路由单元403。信号路由单元可以用作控制中心105的一部分，将具有uhd功能性的or源设备101所产生的uhd(4k)信号路由到目的地设备102，诸如具有uhd功能性或fhd功能性的or监视器。图9中示意性示出了这种布置的示例。在图9所示的示例中，uhd源设备(产生4k图像数据的源设备)与控制中心105通信，并且来自源设备的信号示为路由到两个uhd监视器和一个fhd监视器。图10也示出了这种示例性布置。图中示出臂挂式uhd监视器1001、壁挂式uhd监视器1002以及臂挂式fhd监视器1003，它为触摸屏监视器并作为控制系统的触控单元。现将进一步详述来自or源设备的uhd信号如何路由到图10所示监视器等目的地设备的细节。
53.uhd信号路由单元200配置为路由手术室中设备的信号。这里，信号路由单元200是现场可编程门阵列(fpga)。这些信号可以是视频信号或医疗图像，包括视频信号图像数据帧形式的图像数据，或单张图像形式的图像数据。信号路由单元200包括第一输入端201，配置为从源设备接收包括第一图像分辨率的图像数据的输入信号。第一输入端可以通过任何合适的连接方式连接到源设备，诸如通过铜缆或光纤。该输入端201可以例如按照图4的主
单元的指令从or的源设备接收uhd输入信号(是流图像数据)，这里是图2中示为hdmi in1的hdmi格式化信号。该输入端201可以均衡信号，必要时消除hdmi格式化，并视情况在rcb与ycbcr色彩空间之间转换。这些操作可以本领域技术人员公知的标准方式执行。这会产生uhd净信号in1，可以与hdmi格式输出或显示端口(dp)格式一起使用，可以发送到单个输出端或可以并行路由到多个输出端。该第一输入端是分辨率高达4096x2160p的hdmi 2.0输入端，具有25hz、30hz、50hz、60hz的视频信号能力。该输入端的色彩采样为4:4:4。这是超高清(uhd)4k输入端。
54.fpga 200进一步包括第一输出端202，配置为向目的地设备发送包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号。第一输出端可以通过任何合适的连接方式连接到目的地设备，诸如通过铜缆或光纤。该输出端202可以接收输出out1的信号，将该信号转换为hdmi格式，这可以由本领域技术人员公知的驱动器或其他适当硬件或软件来执行，并且输出端将输出信号hdmi out1发送到目的地设备。该第一输出端是分辨率高达4096x2160p的hdmi 2.0输出端，具有25hz、30hz、50hz、60hz的视频信号能力。该输出端的色彩采样为4:4:4。这是一个超高清(uhd)4k输出端。
55.fpga 200进一步包括第二输出端203，配置为向目的地设备发送包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号。第二输出端可以通过任何合适的连接方式连接到目的地设备，诸如通过铜缆或光纤。这是全高清(fhd)1080p输出端，配置为接收要输出的信号，并且将信号以fhd输出。
56.此外，信号路由单元200包括由图2的中间框示意性表明的路由器204。该路由器配置为将第一输入端201连接到信号路由单元200的一个或多个输出端。
57.如果第一输入端201连接到第一输出端202，则路由器204配置为将第一输入端201接收到的每个输入信号路由到第一输出端202，以供第一输出端202将该输入信号作为包括第一图像分辨率(这里为uhd)图像数据的输出信号发送。如果第一输入端201连接到第二输出端203，则路由器204配置为将第一输入端201接收到的每个输入信号的图像数据缩放到第二图像分辨率，并将经缩放的输入信号路由到第二输出端203，以供第二输出端203将该输入信号作为包括第二图像分辨率(这里为fhd)图像数据的输出信号发送。在后一种情况下，由于缩放，接收自捕获uhd图像数据的源设备的输入信号仍可由系统作为fhd信号输出。这意味着现有技术源设备可以由系统用来提供uhd图像，呈现给具有uhd能力的设备，同时保留对传统设备的兼容性。此外，uhd图像可以用于在or中显示，但为了存储而缩小到fhd。即，fhd输出可以连接到存档，而uhd输出连接到支持4k的监视器，可以向两者提供同一图像数据，但针对目的地设备来定制分辨率。从uhd到fhd的缩放根据本领域技术人员公知的缩放操作来执行(例如，系统实现的合适软件包或算法将图像数据从uhd缩小到fhd)。
58.手术室控制系统100可以控制路由器204以控制将信号路由单元的哪个或哪些输出连接到第一输入端201。例如，第一输入端201可以连接到第一输出端或第二输出端中的任一个，或者同时连接到第一输出端202和第二输出端203。具体输入端与输出端之间的连接是通过适当的软件控制fpga 200的内部连接来实现，例如，通过存储在软件中确定fpga 200的哪些输入端连接到哪些输出端的适当矩阵。这里，路由器可以包括确定这些连接的软件和/或硬件组件，例如，路由器204包括软件矩阵。路由器204则可以通过系统调整路由器204的组件来控制，例如，通过调整软件矩阵，这可以提示路由器204调整fpga的连接。如下
详述，系统可由用户操作以动态控制路由器。
59.如图2所示，第一输入端可以是第一组输入端中的一个输入端，第一组输入端中的每个输入端配置为从相应的源设备接收包括第一图像分辨率的图像数据的输入信号。在本实施例中，第一组输入端中还有另外三个输入端。如图2所示，一个输入端配置为接收输入信号hdmi in2，一个输入端配置为接收输入信号dp in1，一个输入端配置为接收输入信号dp in2。所有这些输入端的分辨率高达4096x2160p，并具有25hz、30hz、50hz、60hz的视频信号能力。这些输入端的色彩采样为4:4:4。这些都是超高清(uhd)4k输入端。因而，本实施例提供了第一组输入端中的两个hdmi 2.0输入端和两个显示端口输入端。每个输入端以与所述第一输入端相同的方式操作，只是dp输入端中从接收信号中消除dp格式化而非hdmi格式化。该操作可以本领域技术人员公知的标准方式执行。在图1的实施例中，每个uhd输入端连接到or中具有4k能力的源设备。例如，一个输入端可以连接到x射线设备，一个输入端连接到手术摄像机，一个输入端连接到内窥镜设备，一个输入端连接到房间摄像机，而所有这些输入端都将uhd图像数据(视频或单张图像)传递到fpga的uhd输入端。
60.相似地，第一输出端202是第一组输出端组中的一个输出端，第一组输出端中的每个输出端配置为向相应的目的地设备发送包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号。在本实施例中，第一组输出端中还有另外三个输出端。如图2所示，一个输出端发送输出信号hdmi out2，一个输出端发送输出信号dp out1，一个输出端发送输出信号dp out2。所有这些输出端的分辨率高达4096x2160p，并具有25hz、30hz、50hz、60hz的视频信号能力。这些输出端的色彩采样为4:4:4。这些都是超高清(uhd)4k输出端。因而，本实施例提供了第一组输出端中的两个hdmi 2.0输出端和两个显示端口输出端。每个输出端以与所述第一输出端相同的方式操作，只是dp输出端中信号应用了dp格式化而非hdmi格式化。该操作可以本领域技术人员公知的标准方式执行。这里，这些4k输出端的目的地设备是位于or中的支持4k的监视器。当然，每个输出端的目的地设备可以根据给定场景的需求来调整。例如，任一个输出端的目的地设备替代地可以是主单元，或者手术室之外的设备。
61.第二输出端203是第二组输出端中的一个输出端，第二组输出端中的每个输出端配置为向相应的目的地设备发送包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号。在本实施例中，第二组输出端中还有另外三个输出端。这些输出端分别配置为发送全高清(fhd)1080p输出，在图2中示为fd out2、fd out3和fd out4。因而，本实施例提供了将缩小的图像提供给目的地设备的fhd输出端。这里，每个输出端的目的地设备是控制系统100的主路由单元，其可以将信号路由到存储装置或fhd监视器，诸如用于触控单元103的fhd监视器。因而，这些输入端可以配置为将接收自源设备的uhd图像提供给用户界面以供以合适于触控单元的分辨率显示给用户。当然，每个输出端的目的地设备可以根据给定场景的需求来调整。例如，任一个输出端的目的地设备替代地可以是主单元，或者手术室之外的设备。
62.应当理解，可能有输入端和输出端的各种排列，例如，具有第一组输入端和第一组输出端但只有一个第二输出端的系统，或者只有第一输入端但具有第一组输出端和第二组输出端的系统等。
63.信号路由系统200的任一个输入端可连接到第一组输出端或第二组输出端中的任何具体输出端，第一组输出端中的任何具体输出端组合，第二组输出端中的任何具体输出端组合，或第一组输出端和第二组输出端中的任何具体输出端组合。这允许动态控制将哪
个输入馈源路由到哪个输出设备。例如，一种特别感兴趣的输入流可以从所有输出端广播(即广播到所有目的地设备)。替代地，可以根据使用情况将不同的输入端映射到不同的输出端群组。如上所述，可以例如通过使用手术室中与信号路由单元通信的触摸屏103来向用户提供该控制。用户能够选择用户希望在哪个(哪些)目的地设备上显示源设备接收到的哪些图像数据。例如，可以向用户呈现具体源正在接收的图像数据的预览，并且用户可以选择将图像数据发送到何处，即发送到哪个目的地设备。该选择向信号路由单元提供关于哪些输入端应连接到哪些输出端的指令。
64.信号路由单元200还包括第二组一个或多个输入端，第二组一个或多个输入端中的每个输入端配置为从相应的源设备接收包括第二图像分辨率的图像数据的输入信号。本文中，为简明起见，图2通过附图标记205整体上指示第二组输入端中有四个输入端。每个输入端配置为接收fhd信号，图2中示为fhd in1、fhd in2、fhd in3和fhd in4。这些输入端为直通信号提供4个全高清1080p输入，目的地为4k监视器，且/或这些输入端可以连接到主单元(main unit)。换言之，这些输入端接收到的信号可以由uhd输出端输出而无需缩放。这是因为uhd监视器能够显示fhd信号。因而，uhd输出端简单地将fhd信号无缩放地传递到目的地设备，以fhd进行显示。
65.图2示出了这些fhd输入端仅映射到第一组输出端，应当理解，第一组输入端或第二组输入端中的任一输入端可以连接到第一组输出端或第二组输出端中的任何具体输出端，第一组输出端中的任何具体输出端组合，第二组输出端中的任何具体输出端组合，或者第一组输出端和第二组输出端中的任何具体输出端组合。如果第二组一个或多个输入端中的输入端连接到第一组一个或多个输出端中的输出端，则路由器可以配置为将第二组一个或多个输入端中的输入端接收到的每个输入信号路由到第一组一个或多个输出端中的输出端，以供该输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送；如果第二组一个或多个输入端中的输入端连接到第二组一个或多个输出端中的输出端，则路由器可以配置为将第二组一个或多个输入端中的输入端接收到的每个输入信号路由到第二组一个或多个输出端中的输出端，以供该输出端将其作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送。这些输入端中的任一个可以与关于第一输入端和第一组输入端所描述相同的方式映射到任何或所有输出端。尽管本实施例具有这种包括四个输入端的第二组输入端，但可以使用任何数目的输入端。这为系统提供了另外一组输入端，例如fhd输入端，可与任何输出端一起使用，以使得信号路由更加灵活，并且提高与现有手术室的向后兼容性。
66.最后，fpga 200进一步包括第三组输入端，第三组输入端中的每个输入端配置为从相应的源设备接收包括第一图像分辨率或第二图像分辨率的图像数据的输入信号。本文中，为简明起见，图2中通过附图标记206整体上指示第二组输入端中有四个输入端。每个输入端配置为接收uhd串行数字接口(sdi)输入信号，图2中示为sdi in1、sdi in2、sdi in3和sdi in4。在将接收到的信号传递到路由器之前，输入端以与上述相似的方式均衡接收到的信号。路由器204配置为组合第三组输入端接收到的输入信号以形成uhd多视图(multiview)信号，图2中示为mv信号。输入信号以本领域技术人员公知的标准方式组合以形成uhd mv信号。这可以由路由器204的适当软件或硬件组件来执行，诸如处理器等。然后将mv信号路由到信号路由单元的第一组输出端中的一个或多个输出端。这为系统提供了多视图功能性。该功能性通过系统100控制路由器204来控制，稍后详述。
67.尽管本实施例中仅接收uhd sdi信号并将其组合成uhd mv信号以路由到第一组输出端，但也可能有其他布置。在一个示例中，还可以将uhd mv信号路由到第二组输出端中的任一或所有输出端。这里，路由器可以配置为在将多视图信号路由到输出端之前将该信号缩放到第二分辨率。替代地，可以接收fhd sdi信号并将其转换为fhd mv信号，该信号可以路由到任何输出端。有利地，取决于多视图信号正路由到的输出端，在较高和较低分辨率下皆可利用这种多视图功能性。例如，这可以与现有fhd器件向后兼容的方式为手术室提供uhd多视图功能性，即多视图信号可以为第一(较高)分辨率和第二(较低)分辨率的输出提供。
68.在使用中，手术室控制系统100的信号路由单元200的第一输入端201从源设备101中的一个接收输入信号。输入信号包括第一图像分辨率的图像数据，这里是uhd。该图像数据也可以例如通过触控单元103的预览屏幕呈现给手术室中的医师。该预览图像可能已经缩放到第二分辨率，并通过路由单元的第二组输出端中一个输出端路由到主单元，然后从主单元发送到触控面板以第二分辨率进行显示。在触控单元上查看了图像后，医师可以决定发送图像数据到哪个(哪些)目的地设备102，并相应地指令控制系统100。在来自控制系统100的指令下，路由器204然后将第一输入端201连接到信号路由单元的一个或多个输出端，这里是连接到与医师所选目的地设备相对应的输出端。如果第一输入端201连接到第一输出端202，则路由器将输入信号路由到第一输出端202，以供第一输出端202将该输入信号作为包括第一图像分辨率的图像数据的输出信号发送。如果第一输入端201连接到第二输出端203，则路由器将输入信号的图像数据缩放到第二图像分辨率，并将经缩放的输入信号路由到第二输出端203，以供第二输出端203将该输入信号作为包括第二图像分辨率的图像数据的输出信号发送。
69.作为图2所示实施例的总结，uhd信号路由单元200允许输入四个4k信号(最高4096x2160)，信号能力为60hz，色彩采样为4:4:4。两个输入端为hdmi标准(hdmi in1和hdmi in2)，两个输入端为显示端口标准(dp in1和dp in2)。此外，四个fhd信号(1920x1080)还可以通过fhd in1到fhd in4输入端输入。存在四个sdi输入端(3g-sdi)用来实现多视图信号。该信号通过以七种不同布局组合四个输入信号而形成。对于输出端，存在四个4k输出(4096x2160)，信号能力为60hz，色彩采样为4:4:4，其中两个符合hdmi标准，两个符合显示端口标准。这些输出端的信号可以取自任何4k输入信号、其自身的fhd输入信号(out1的fhd in1、out2的fhd in2等)或多视图信号(mv)。还存在四个fhd输出端(fhd out1至fhd out4)，其中有从4k到fhd的4k输入信号的缩放版本，以便在fhd监视器上显示4k输入信号。应当理解，路由器已描述为执行信号路由、缩放和多视图组合功能，但在某些实施例中，这些功能可以由软件单元的单独硬件来执行。视频信号的标准转换、存储和生成功能不一定在图中单独示出，并可以由软件组件的任何合适硬件来执行。所有这些功能通过fpga来实现。图8示出了如何在uhd信号路由单元的背面布置上述输入端和输出端的示例。
70.尽管本实施例已经涉及了uhd和fhd，但应当理解，本发明原理可以应用于需要动态路由不同分辨率的信号的任何系统。例如，可能有fhd输入端与标清sd输出端之间的输入转换。此外，尽管本实施例具有两个hdmi 4k输入端和两个hdmi4k输出端以及两个dp 4k输入端和两个dp 4k输出端，但也可能有替代性实施例，例如，所有输出端和输入端皆为hdmi或皆为dp。
71.基于云的视频会议
72.现将参照图3描述根据本公开第二方面的示例性会议单元300。为简明起见，该单元在本部分中称为“基于云”的视频会议单元，但可以用于实现如上所述的非基于云的会议。当使用“基于云”来描述会议单元时，仅意味着会议单元是配置为与托管基于云的会议的远程第三方服务器通信的会议单元。
73.基于云的会议单元300与手术室控制单元(第一实施例中为触控单元103)通信。这种会议单元300与触控单元103之间的连接可以通过控制中心105(为简明起见，图3未示出)来提供。医师可以通过触控单元103控制会议单元300。触控单元103也可以访问存储器301，其中存储有配置为运行一个或多个基于云的视频会议系统的软件。这使得会议单元可访问存储器中每个基于云的视频会议，允许用户通过触控单元进入基于云的会议。
74.(第一方面或第二方面的)存储器是基于web，并可由手术室控制单元通过互联网连接来访问。存储器300包括数据库，例如，web可访问数据库，配置为存储图3所示的一个或多个条目以及条目1到n。每个条目包括到基于云的视频会议的连接地址，并提供从数据库对基于云的视频会议的访问。
75.通过任何合适的设备(例如笔记本计算机)访问数据库并用所有信息填充条目以允许直接访问给定的视频会议，从而例如在医疗程序之前预先填充数据库的条目。这是通过登录到提供到数据库访问的web门户或web页面来完成。例如，这可以在接收到基于云的视频会议的电子邮件邀请时或系统用户自己生成新会议以供外来参与方加入时完成。这里，用户可以使用他们的笔记本计算机或其他合适的设备，通过提供他们在用户区上持有的帐户的详细信息(用户名、密码等)来登录到该用户区。登录后，用户区提供对数据库的访问，并创建新条目，其中包含电子邮件中提供的(或用户生成的)会议详细信息。于是，只需最少的操作即可从or加入会议，即，操作者只需选择条目即可加入会议。例如通过按下随数据库条目提供的“呼叫”图标来选择所需条目，可能会致使or系统(即会议单元)跟随地址(例如会议的唯一web地址)认证用户加入主机会议的证书，并开始通过合适的输入端(图中未示出)接收来自会议的数据流呈现给用户。此时，会议单元还向会议提供图3所示的两个输出流之一或全部。此时，用户已经“加入”或“访问”会议。数据库条目中可以嵌入有uri，当or中的医师按下触摸屏上的呼叫按钮时，向基于云的视频会议主机提供该uri以进行用户认证。这允许用户仅通过操作条目即可直接访问基于云的视频会议。图5示出了示例性流程图，示出新的基于云的视频会议可由系统生成或由外部接收的邀请接收、保存在数据库中并随后从or访问的过程。流程图中的每个步骤可以通过笔记本计算机或台式计算机执行，或者通过or中的触摸屏执行。通常，在笔记本计算机或台式计算机上预先执行生成/接收会议邀请、认证以及将新联系人保存到数据库中的步骤。这允许or触摸屏的操作者可以立即进行到图5所示流程图分支中的“发起呼叫”和“联系人在列表中”的“是”，从而简单并快速地呼叫现有联系人。如果会议不在列表中，or触摸屏操作者仍可选择手动输入会议细节来发起呼叫。
76.基于云的会议单元300进一步包括输入端和至少一个输出端，基于云的会议单元的输入端配置为连接到信号路由单元200的输出端，而基于云的会议单元的至少一个输出端配置为连接到基于云的视频会议。在本实施例中，存在图3中示为in1和in2的两个输入端以及两个输出端out1和out2，这二者均配置为连接到基于云的视频会议。该单元包括
1080p/60fps双hd内容和实时视频通信线路、hd音频、h.264高清可分级视频编码(high profile and scalable video coding-svc)。会议单元的一个输入端可以配置为接收来自or中源设备的数据，并将该数据提供给会议单元的一个输出端，其又将该数据通信到视频会议，而视频单元的另一个输入端配置为接收来自视频会议的数据，并通过会议单元的另一个输出端将数据流传递给or中的用户。一对输入端和一对输出端的数据流方向均可由系统反转。例如，如果用户想要在会议上呈现两个并行的数据流(例如，来自两个不同的源设备)，第二输入端可以停止接收来自会议的传入数据，并开始接收来自or中源设备的数据，同时第二输出端停止将视频会议数据输出给or中的用户，并开始将来自源设备的数据发送到会议。
77.手术室控制系统100配置为当：a)手术室控制单元103访问基于云的视频会议，b)信号路由单元200的第一输入端201连接到信号路由单元200的第二输出端203，以及c)基于云的视频单元300的输入端连接到信号路由单元200的第二输出端203，使得信号路由单元200的第一输入端201以第一分辨率接收到的图像数据路由到基于云的会议单元的输出端，以便以第二分辨率输出到基于云的视频会议。这样根据分辨率将基于云的视频会议功能性与信号路由集成一体。此外，路由器在分辨率之间进行缩放的能力提高了与基于云的视频会议的兼容性。
78.例如，高分辨率(例如uhd)信号可由手术室中的源设备捕获。uhd信号捕获的图像可以在触控单元103的预览屏上呈现给医师。医师可以决定通过触摸屏访问基于网络的数据，从而进入基于云的视频会议。医师选择先前已经保存在数据库中的数据库条目，这使得视频会议单元300加入会议。一旦加入，医师便可以选取将uhd信号路由到信号路由器200，该路由器200将该信号缩放到fhd，之后将经缩放的信号传递到视频会议单元，以fhd输出到视频会议。系统然后可将高分辨率信号作为输出提供给能够运行高分辨率信号的视频会议，而如果视频会议仅运行fhd，则提供经缩放的较低分辨率信号(例如fhd)。当然，应当理解，缩放可以酌情反向操作(较低分辨率输入缩放到视频会议的较高分辨率输出)。
79.尽管视频会议单元300已描述为“基于云”的会议单元，但这仅指示视频会议单元具有基于云的功能性。应当理解，视频会议单元还可以提供非基于云的视频会议。此外，视频会议单元提供如下功能性：
[0080]-实现持续多方会议的嵌入式四方参与mcu
[0081]-2xfhd 1080p@60hz输入/通道
[0082]-音频输入端和输出端
[0083]-h.323协议
[0084]-最小带宽(1.1mbps)实现fhd传输的现有技术压缩协议
[0085]-可用的fhd 1080p@60hz a/v回传通道，伴有音频回声抑制和口型同步
[0086]-truelink 4ui的可用附加特征：
[0087]-隐私模式，禁用a/v输出
[0088]-主持模式，强制mcu事件中所有参与方的or视频信号处于全屏模式
[0089]-双视频，开启or的第二同步视频通道
[0090]-带有地址簿、拨号键盘和通话记录的控制面板
[0091]-视频反馈的实时预览
[0092]
图7示出了如何在视频会议单元的背面布置上述输入端和输出端的示例。
[0093]
主路由单元
[0094]
现将详述关于图1所述的主信号路由单元。
[0095]
主单元由3ru型金属底架和塑料前面板构成。其视频路由能力如下：
[0096]-将任何视频输入信号路由到作为输出端连接的任何监视器
[0097]-可能将任何单个信号同时发送到所有目的地
[0098]-主单元提供如下视频连接：
[0099]
输入-[0100]-通过具有rj45接头的cat7线缆实现的14dvi或hdmi，分辨率达到1920x1200p@25,30,50,60hz。or内的视频连接设置有dvi或hdmi插头。
[0101]-通过具有bnc接头的rg6线缆实现的2 3gsdi，分辨率达到1920x1080p@30,50,60hz。
[0102]-通过bnc接头实现的2复合视频，分辨率达到720x576i50 hz
[0103]
输出-[0104]-通过具有rj45接头的cat7线缆实现的10dvi或hdmi，分辨率达到1920x1200p@25,30,50,60hz。or内的视频连接设置有dvi或hdmi插头。
[0105]
主单元的其他功能性：
[0106]-对16:9宽fhd电容触摸监视器(例如触控单元103)的主控
[0107]-作为查看屏幕的触摸监视器
[0108]-视频输入的信号存在自动检测
[0109]-带有实时视频、集成快照和截图按钮的预览功能性
[0110]-带有动态拖放部署用户化的集成pip模块/fhd多视图，其中有七种不同布局
[0111]-系统延迟低于5ms
[0112]-通过cat7实现的信号扩展器，无需外部电源
[0113]-4k到fhd之间全路由格式兼容
[0114]-集成音频控制：
[0115]
ο带有3,5”jack音频接头的3x麦克风输入端
[0116]
ο带有3,5”jack音频接头的2x辅助立体声输入端
[0117]
ο1x会议talkback1x静音功能
[0118]
ο2无源扬声器输出端(4ohms)的1x集成放大器
[0119]
ο1模拟音频输出端(与说话者输出相同的音频信号)
[0120]-预设管理
[0121]-手术检查表：可定制，基于who标准
[0122]-visca协议的8ptz房间摄像机控制端口
[0123]-手术灯和摄像机控制，兼容模型
[0124]
ο德国通快医疗iled 3/5族
[0125]
ο德国通快医疗trulight族
[0126]
ο德国通快医疗iled 7族
[0127]
ο德国通快医疗truvidia摄像机(有线模型，通过灯头控制)
[0128]
ο德国通快医疗无线truvidia
[0129]-通过红外发射器的手术台控制
[0130]
οtrusystem 7500,7000mbw
[0131]
οjupiter、mars、saturn
[0132]
还提供了主单元的流特征。流特征针对iptv和包括音频对讲的手术内容实时流来设计。还具有现有技术高清h.264压缩的特征：
[0133]
·
带有嵌入式可选音频对讲(即按即说)的实时编码1080p60
[0134]
·
低延迟压缩技术
[0135]
·
rtmp&rtp/rtsp流
[0136]
·
支持单播(至多3个客户端)或多播流
[0137]
主单元还提供了关于图1所述的视频记录功能性，现将详述主单元。应当理解，在某些实施例中，视频记录功能性可以由专用视频记录单元提供。
[0138]
记录功能性为手术活动的视频/音频信息提供全套数字存储和存档。由于与dicom和hl7协议兼容，因此可以允许从ris或his导入日常工作列表，以便与emr、pacs和his基础设施实现最优同步。新的专用时移记录和mats特征对or中捕获的所有内容具有更高的灵活性并实现无错误处理。
[0139]-捕获过程可记录两种不同的视频信号，包括麦克风的音频混合。
[0140]-h.264高清编码
[0141]-2fhd1080p同步通道的记录
[0142]-带有三种预设的时移记录(记录缓存)：
[0143]
ο一分钟回录
[0144]
ο五分钟回录
[0145]
ο所有可用缓存回录(最长一小时)
[0146]-mats的“影片周围快照”功能性：在每张捕获的静态图像周围自动创建长度可调的视频片段
[0147]-导入dicom工作列表患者清单
[0148]-将hl7消息转译为dicom工作列表形式(需要附加网关)
[0149]-片段临时存储的1tb存储器(可选2tb)的内部容量。
[0150]-对记录介质的视频编辑功能，具有如下特征：
[0151]
ο回看和回放
[0152]
ο子片段剪切，编辑为新视频
[0153]
ο捕获来自视频回放的图像
[0154]-导出记录介质到不同资源库：usb、lan url(smb 3.0)、pacs(dicom格式)
[0155]
图6示出了如何在主单元的背面布置上述输入端和输出端的示例。
[0156]
用户控制和用户界面
[0157]
如上所述，可以通过位于手术室内的触控单元103向用户提供手术室集成系统各个功能的控制。在图1的实施例中，触控单元103是高分辨率触摸屏。用户界面按钮由手指的轻触或滑动激活。可以通过例如therapixel fluid手势控制技术提供触控，允许例如变焦、采取措施、移动拍摄、实时3d渲染、数据标签、自动图像配准和多视图能力等操作。
[0158]
触摸屏的用户界面按如下划分：
[0159][0160]
图11示出了视频路由功能的示例性用户界面。视频路由(video routing)功能允许用户管理来自手术室中各个源的图像，诸如来自：
[0161]
·
内窥镜，
[0162]
·
手术视频摄像机，
[0163]
·
房间摄像机。
[0164]
这些视频信号可以路由到手术室中的任何监视器。
[0165]
主视频路由屏幕按如下划分：
[0166]
·
图11中以附图标记(a)示出的连接的源列表，
[0167]
·
图11中以附图标记(b)示出的使能的监视器列表。
[0168]
在图11所示的示例中，用户界面上显示的源设备从左到右是手术摄像机(图11中的“工作站(workstation)”)、发送多视图信号的房间摄像机(图11中的“多视图(multiview)”)、视频会议(video conference)馈源以及4k内窥镜(4k endoscope)馈源。图11中的目的地监视器依然从左到右是46英寸非接触(46”touchless)监视器、55英寸uhd-4k(55”uhd-4k)监视器、50英寸支持3d(50”3d glassless)的监测器和55英寸fhd(55”fullhd)监视器(上面显示有用户界面的触摸屏)。为了将视频信号发送到监视器，利用拖放系统，可以拖动来自可用的源列表(a)的相关图像，并将其放置到一个使能的监视器(b)中。如果源设备配置为将4k图像信号发送到uhd路由单元，这个来自用户的指令将控制路由器将输入4k信号从源设备路由到所需的监视器。如果监视器是与uhd路由单元的4k输出端中的一个
通信的4k监视器，则该监视器将接收4k图像信号并相应地显示图像/视频。如果监视器是fhd监视器，则路由器将图像缩放到fhd，并将其路由到适当的fhd输出端，从而输出到监视器作为fhd图像显示。发送的视频信号的预览将显示在用户界面的相关监视器图标上，并定期更新。为了移除来自监视器的信号，用户可以从监视器列表中选择该监视器。
[0169]
提供了实时预览功能，可以放大或缩小来自每个连接源的视频信号的预览。如果放大预览，则该预览仅短暂出现在屏幕上。
[0170]
为了开始记录，可以利用直接来自于视频路由屏幕的快速激活系统。存在专用记录(recording)屏幕来访问高级功能。还存在专用记录(recording)功能来进行记录。在使能双记录通道的系统中，该功能可同时在两个源上激活。
[0171]
用户界面还提供了流功能。预览屏幕显示接收自源设备的图像数据。用户可以选择任何源设备，通过医院网络收看。还可以提供连接到流会话的链接，以便网络的任何用户可利用能够复制网络流(例如vlc)的应用连接到流会话。
[0172]
用户界面还允许控制or中存在的房间摄像机。用户能够从预览屏幕观看摄像机的视角并调整摄像机的位置等。
[0173]
记录功能使能捕获快照并记录来自连接到系统的信号的视频。因而，可以保存并随后修改存储在1tb板卡支持包(作为选项，可扩展到2tb)中的数据和视频。然后，可以将所记录的材料发送到专用处理器(例如pacs、网络或移动存储介质等连接的存储系统)。
[0174]
记录功能包括：
[0175]
·
记录静态图像，
[0176]
·
视频记录(包括音频)，
[0177]
·
图像和视频后处理。
[0178]
主记录屏幕按如下划分：
[0179]
·
源列表(a)，
[0180]
·
两个记录通道视图(b)，
[0181]
·
存储的快照和视频列表(c)。
[0182]
用户可以随时查看并复制手术活动中存储的任何材料(图像和视频)。包含存储文件的所有预览的列表将出现在屏幕上，之后可以复制和处理存储的文件。
[0183]
利用本地存储的数据，可以：
[0184]
·
从操作中(mats-影片周围快照)保存的屏幕截图创建视频序列，
[0185]
·
创建生成自先前记录的视频的静态图像，
[0186]
·
在视频片段上创建标注，或在图像上创建文字信息，
[0187]
·
将标注添加到捕获的视频和图像中。
[0188]
用户可以选择任何源设备，而源提供的视频/图像可以被记录。可以将任何记录导出到医院网络以供安全存储和存档，导出到usb设备，或导出到其他外部设备。还可以在记录的视频和图像上进行剪辑、标签等操作，这些操作可以在触控面板上实时进行。
[0189]
视频会议功能允许从手术室到外部房间的双向音频/视频连接的视频会议：
[0190]
·
位于建筑中其他房间或区域的外部参与方通过lan连接与设备连接，
[0191]
·
位于其他位置的外部参与方可以通过互联网连接到系统。
[0192]
基于云的视频会议功能性如上所述。如下模式可用：
[0193][0194]
如图12所示，主视频会议屏幕按如下划分：
[0195]
·
图12中以附图标记(a)示出的源列表，
[0196]
·
图12中以附图标记(b)示出的两个视频会议输出通道的视图。
[0197]
在图12所示的示例中，用户界面上示出的源设备从左到右是示出了图片存档和通信系统(pacs)的屏幕、房间摄像机、手术摄像机和发送多视图信号的房间摄像机。从源列表中，拖动想要在视频会议上发送的一级通道(图12中的房间摄像机)上的源框，或二级通道(图12中的手术摄像机)上的源框。为了从会议中移除信号流，用户可以按下与一级和/或二级视频会议通道相关框中的一个，然后按下该框内将会示出的图标，从而从视频会议中移除视频信号。由此移除的视频信号将不再分享给视频会议参与方。用户可简单地选择存储在存储器中的联系人即可呼叫或手动输入接收方的ip地址来呼叫。
[0198]
本公开其他示例和实施例
[0199]
在所示实施例中，一些组件可以电路、封装或裸片级集成。
[0200]
在本发明所述实施例中，系统可以包括计算和/或电子设备。
[0201]
这样的设备可以包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器可以是微处理器、控制器或用于处理计算机可执行指令的任何其他合适类型的处理器，以控制设备的操作来收集和记录路由信息。在一些示例中，例如在使用片上系统架构的情况下，处理器可以包括一个或多个固定功能块(又称为加速器)，其以硬件(而非软件或固件)实现所述方法的一部
分。可以在基于计算的设备处提供包括操作系统的平台软件或任何其他合适的平台软件以使得应用软件能够在设备上执行。
[0202]
计算机可执行指令可以使用基于计算的设备可访问的任何计算机可读介质来提供。计算机可读介质可以例如包括诸如存储器等计算机存储介质和通信介质。诸如存储器等计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eprom、eeprom、闪存或其他存储技术、cd-rom、数字多功能磁盘(dvd)或其他光存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。
[0203]
相比之下，通信介质以诸如载波或其他传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。如本文定义，计算机存储介质不包括通信介质。
[0204]
本领域技术人员可以清楚的是，在不丧失技术效果的前提下，可以扩展或更改本文给出的任何范围或设备值。
[0205]
应当理解，上述益处和优点可以关系到一个实施例或可以关系到多个实施例。实施例不限于解决任何或所有上述技术问题的那些实施例或具有任何或所有上述益处和优点的那些实施例。
[0206]
任何对“一”项的引用均指这些项中的一个或多个。在本文中，术语“包括”用于表示包括所标识的方法步骤或要素，但此类步骤或要素不包括排他性列举，并且方法或装置可包含附加步骤或要素。
[0207]
本文描述的方法的步骤的顺序仅为示例性，但这些步骤可以任何合适的顺序进行，或者在适当的情况下同时进行。此外，在不脱离本文所述主题范围的前提下，可以在任何方法中添加或替换步骤，或者可以从任何方法中删除各个步骤。在不丧失技术效果的前提下，上述任何示例方面可以与上述任何其他示例方面组合形成其他示例。
[0208]
应当理解，上述优选实施例仅举例给出，本领域技术人员可以进行各种修改。尽管上文已在某种具体程度上或者参照一个或多个单独实施例描述了各种实施例，但本领域技术人员在不脱离本发明的精神或范围的前提下可对本公开实施例做出各种更改。