用于运行在无菌环境中的装置的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行无菌环境中的装置的方法以及适宜在无菌环境中应用的装置。该装置通过至少一个用于采集无接触的用户输入的接收装置来控制，其中用户输入由不同用户（X，X+1）执行，具有以下步骤：a）在采集了第一用户或第二用户的任意无接触的用户输入之后接通第一运行模式（Z1）；b）在采集了预定的无接触的用户输入之后从第一运行模式切换到第二运行模式（Z2），其中在从第一切换到第二运行模式时预定的无接触的用户输入仅能由其最后执行了第一运行模式中的无接触的用户输入的用户输入。在识别出用户输入的非激活阶段和/或采集了之前执行b）中预定的用户输入的用户的其它预定的无接触的用户输入之后，激活其它运行模式（Z0）。
【专利说明】用于运行在无菌环境中的装置的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于运行在无菌环境中的装置的方法以及一种适宜在无菌环境 中应用的装置。
【背景技术】
[0002] 在介入式医学中经常发生的是，医生在手术期间想要调用来自患者文件和存档图 片的信息。此种行动仅仅可以在无菌的0P区域中借助运行元件进行，所述元件事先麻烦地 借助薄膜被覆盖。该做法消耗很多时间，其使得患者需要更长时间处于麻醉状态，并且带来 更高的从所接触的区域传递细菌的危险。可行的是，在如此的无菌环境中使用优选借助姿 势或语言可无接触控制的仪器。
[0003] 在基于姿势的应用的情况下不利的是，对于多个运行功能必须要也有多个区别的 姿势，其必须由使用者首先学习。此外对一些过程需要双手姿势，这在介入式环境中不是始 终可行的。在一些流程中，例如要求重复执行的擦去姿势(如擦去100页)，姿势操作同样是 不合理的。
[0004] 在DE102013201527. 5中已经建议了一种用于通过目标系统在无菌环境中调用和 控制数据和存档图片的方法，其特征在于：
[0005] -输入用于选择运行模式的语音指令，
[0006] -识别语音指令，
[0007] -相应于语音指令选择运行模式，
[0008] -接通所选择的运行模式，
[0009] -输入用于缩放（Skalierung)所选择的运行模式的姿势指令，
[0010]-基于姿势指令缩放运行模式。
[0011] 在此语音控制期望在较低的易受干扰性的情况下的较高的识别率。对此应该使用 空间麦克风，随之可以为用户提供带有最小成本的语音识别以供使用以及用户的个人行动 不会受头戴式耳机或舞台麦克风妨碍并且需要额外的准备时间。
[0012] 如此的空间麦克风受到所有环境噪音的影响。这意味着，自身的语音命令必须被 过滤并且被正确地阐释。至今必须执行一种麻烦的噪音抑制，将干扰噪音从信号中过滤出 去。
[0013] 一种另外的可能性是使用麦克风阵列，其自动地将麦克风敏感度或麦克风阵列的 波瓣（Keule)对准激活的声源，其中干扰噪音或其它说话者可能会干扰到自动对准。
【发明内容】
[0014] 本发明要解决的技术问题是，提供用于在无菌环境中改善地操作仪器的一种方法 和一种装置。
[0015] 根据本发明借助独立权利要求所述的方法和装置来解决所提出的技术问题。具有 优势的改进方案在从属权利要求中给出。
[0016] 本发明要求保护一种用于运行在无菌环境中的装置的方法，所述装置通过至少一 个用于采集无接触的用户输入的接收装置来控制，其中如此的用户输入可以由不同用户执 行，具有以下步骤：
[0017] a)在采集了第一用户或另外的第二用户的任意无接触的用户输入之后接通第一 运行模式，
[0018] b)在采集了预先规定的无接触的用户输入之后从所述装置的第一运行模式切换 到第二运行模式，其中在从第一到第二运行模式的切换的情况下预先规定的无接触的用户 输入仅仅可以由如下的用户输入：所述用户最后执行了第一运行模式中的无接触的用户输 入。
[0019] 如此预先规定的用户输入可以是语音指令"追踪我（Track me)"或每个姿势为一 个输入，其做法是用户将手举到头部高度保持静止数秒。
[0020] 在识别出用户输入的非激活阶段之后和/或在采集了之前执行b)中预先规定的 用户输入的用户的其它预先规定的无接触的用户输入之后，初始地激活所述装置的其它运 行模式（Z0)。在此可以在预先规定的用户输入"停止追踪（Stop tracking)"和停止姿势之 间选择。
[0021] 在采集了可以由第一或第二用户输入的预先规定的无接触的用户输入之后，可以 由其它运行模式切换到所述装置的第二运行模式。
[0022] 在第一运行模式中可以将接收装置设置为对准用户中的一个以用于采集其无接 触的用户输入，其中在该运行模式中允许从第一用户到第二用户的对准的变换，或者相反。
[0023] 接收装置的对准的变换可以由时间控制。例如当第一用户保持沉默超过3秒或当 第二用户在第一用户最后一次发言之后的3秒之内发言或舞出姿势时，可以将对准从第一 切换到第二用户。
[0024] 在第二运行模式中可以将接收装置设置为仅对准或聚焦到一个用户以用于采集 其无接触的用户输入，其中在该运行模式中排除了从第一用户到第二用户的对准的变换， 或者相反。换句话说，仅一个用户持续地被关注。
[0025] 在其它运行模式中为了采集无接触的用户输入可以将接收装置初始设置为不对 准用户。
[0026] 在本发明的实施方式中，至少一个接收装置可以是摄像头（Kamera)、T0F摄像头、 头部追踪器、眼部追踪器和/或麦克风。
[0027] 在本发明的改进方案中，接收装置被构造用于采集手势、胳膊姿势、头部姿势、脸 部表情和/或语音输入，作为无接触的用户输入。
[0028] 此外本发明要求保护一种装置，具有至少一个用于采集无接触的用户输入的接收 装置，其中如此的用户输入可以由不同用户执行，适合于在无菌环境中的应用，具有：
[0029] a)在采集了第一用户或另外的第二用户的任意无接触的用户输入之后用于接通 装置的第一运行模式的设备，
[0030] b)在采集了预先规定的无接触的用户输入之后用于从装置的第一运行模式切换 到第二运行模式的设备，其中在从第一到第二运行模式的切换的情况下预先规定的无接触 的用户输入仅仅可以由如下的用户输入：所述用户最后执行了第一运行模式中的无接触的 用户输入。
[0031] 在识别出用户输入的非激活阶段之后和/或在采集了之前执行b)中预先规定的 用户输入的用户的其它预先规定的无接触的用户输入之后，可以激活装置的其它运行模 式。
[0032] 在根据本发明的装置中适合于执行根据本发明的方法。在此可以软件和/或固件 和/或硬件形式地构造装置的根据本发明的设备、单元或装备。
[0033] 所有描述的设备、单元或装备也可以被集成在唯--个单元或装备中。
[0034] 根据本发明的装置的实施方式设置，其被构造为医学技术仪器。
[0035] 本发明的其它设计方案相应于上面描述的根据本发明的方法的特征来构造。
[0036] 本发明保证了较好的检出率而不取决于，用户是谁和哪种噪音干扰信号。接收装 置的对准，例如麦克风阵列的波瓣，实现了特别强调激活用户的声音，与此同时抑制了环境 噪音。
[0037] 此外所介绍的方案的应用使得用户明显更加灵活：其保持每个用户自由设置，无 论其是想要在没有用户变换的情况下使用用户聚焦，还是优选激活的用户的快速变换。
[0038] 通过本发明提高了对于用户的操作舒适性。具有优势的是，仅需学习有限数量的 姿势或语音指令，以便详细说明过程。所有过程无接触地发生，语音控制也可以借助空间麦 克风工作，随之用户不需要引导限制了其运动自由性的额外电缆。
[0039] 本发明还具有如下优点，S卩，在使用姿势和语音的情况下通过二者的紧密合作实 现了一种新的、灵活的操作方案，从而明显简化了在手术室中的工作。
[0040] 然而还值得考虑的是，根据本发明的过程仅仅语音控制或仅仅姿势控制地实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 本发明的其它特征和优点结合示意性图示从下面的多个实施例的解释中变得一 目了然。附图中：。
[0042] 图1示出了用户聚焦的可视化，其中通过显示器淡入向用户显示激活的或聚焦的 用户，
[0043] 图2示出了关于下面描述的示例性地对于两个用户X和X+1的状态转换的用于用 户聚焦的流程图。
【具体实施方式】
[0044] 可以使用一种带有用于语音或姿势采集的接收装置的医学仪器。该接收装置可以 由麦克风阵列和额外的摄像头组成。摄像头的图像也可以用于将麦克风波瓣对准用户。在 接下来，当麦克风波瓣和/或摄像头保持对准一个用户例如X时，由用户聚焦发言。换句话 说，其它用户例如X+1或在摄像头图像中的其它用户的噪音被抑制或在采集无接触的用户 输入例如语音或姿势时被忽略。
[0045] 系统或装置区分三个不同的状态或运行模式，其在图2中以Z0、Z1和Z2标注：
[0046] Z0 :"空转（Free-running)" ：没有用户例如说话者具有焦点，所有噪音被接收(初 始步骤)。
[0047] Z1 :麦克风阵列的波瓣对准特定用户，这意味着，其它环境噪音被抑制，但是用户 不被聚焦，也就是没有进行摄像头辅助地追踪。
[0048] Z2 :麦克风阵列的波瓣对准特定用户，这意味着，其它环境噪音被抑制并且麦克风 阵列的波瓣基于摄像头对用户追踪，从而焦点持续性地对准用户。
[0049] 初始没有用户具有焦点，所有噪音被均匀地接收并且继续处理。为了到达第二状 态或运行模式Z1，说出一些词语就已足够。麦克风阵列自动地对准最响的声源。系统保持 在该状态，只要用户继续发言或只要3秒的时间窗t还未结束。如果识别不到其它噪音，则 系统返回到初始状态Z0。如果其它用户在3秒结束之前发言，变换麦克风阵列的波瓣对准 各自的用户。其当前对准哪个用户，就借助一个小的淡入在至少一个可供使用的显示器Μ 上显示出来，其中激活的用户（如图1所示）可以相对于其它未激活的用户被彩色标注。
[0050] 由此可以实现第三状态Ζ2,在该第三状态中所有具体的用户都持续地具有焦点， 用户输入需要通过语言，例如"追踪我（Track me)"，或通过手势，方法是用户将手举到头部 高度保持静止数秒，例如"报告（Melded sich)"。如果给予持续的焦点，则用户可以自由运 动。摄像头跟踪运动并且麦克风阵列的波瓣相应地对准聚焦的用户的停留位置。该状态可 以通过在显示器淡入中的较深颜色的框来识别。
[0051] 为了再一次选出焦点，例如因为手术终止或实现另外一个用户的操作，重新进行 语音或姿势输入。在此可以在指令"停止追踪（Stop Tracking)"和停止姿势之间选择。一 旦用户离开接收区域或摄像头的可视区域，则其就失去焦点。
【权利要求】
1. 一种用于运行在无菌环境中的装置的方法，所述装置通过至少一个用于采集无接触 的用户输入的接收装置来控制，其中如此的用户输入能够由不同用户（x，x+l)执行，具有以 下步骤： a) 在采集了第一用户（XI)或另外的第二用户（X+1)的任意无接触的用户输入之后，接 通第一运行模式（Z1)， b) 在采集了预先规定的无接触的用户输入之后，从所述装置的第一运行模式（Z1)切换 到第二运行模式（Z2)，其中，在从第一到第二运行模式的切换的情况下所述预先规定的无 接触的用户输入仅仅能够由如下的用户输入：所述用户最后执行了第一运行模式中的无接 触的用户输入。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别出用户输入的非激活阶段之后和/ 或在采集了之前执行b)中预先规定的用户输入的用户（例如X)的其它预先规定的无接触 的用户输入之后，激活所述装置的其它运行模式（Z0 )。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在采集了能够由第一用户（X)或第二 用户（X+1)输入的预先规定的无接触的用户输入之后，从所述装置的其它运行模式（Z0)切 换到第二运行模式（Z2)。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第一运行模式（Z1)中所述 接收装置被设置为对准用户（X，X+1)中的一个以便采集其无接触的用户输入，其中在该运 行模式中允许从第一用户（X)到第二用户（X+1)的对准的变换，或者相反。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述接收装置的对准的变换 由时间控制（t)。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第二运行模式中所述接收 装置被设置为仅对准一个用户（X)以便采集其无接触的用户输入，其中在该运行模式中排 除了从第一用户（X)到第二用户（X+1)的对准的变换，或者相反。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在其它运行模式中为了采集 无接触的用户输入而将接收装置初始设置为不对准用户。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个接收装置是摄 像头、TOF摄像头、头部追踪器、眼部追踪器和/或麦克风。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述接收装置构造用于采 集手势、胳膊姿势、头部姿势、脸部表情和/或语音输入，作为无接触的用户输入。
10. -种装置，具有至少一个用于采集无接触的用户输入的接收装置，其中如此的用户 输入能够由不同用户执行，其适合于在无菌环境中应用，具有： a) 在采集了第一用户（X)或另外的第二用户（X+1)的任意无接触的用户输入之后用于 接通所述装置的第一运行模式的设备， b) 在采集了预先规定的无接触的用户输入之后用于从所述装置的第一运行模式（Z1) 切换到第二运行模式（Z2)的设备，其中，在从第一到第二运行模式的切换的情况下所述预 先规定的无接触的用户输入仅仅能够由如下的用户输入：所述用户最后执行了第一运行模 式中的无接触的用户输入。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在识别出用户输入的非激活阶段之后 和/或在采集了之前执行b)中预先规定的用户输入的用户的其它预先规定的无接触的用 户输入之后，所述装置的其它运行模式（zo)是能够激活的。
12. 根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，在采集了能够由第一用户（X)或 第二用户（X+1)输入的预先规定的无接触的用户输入之后，从所述装置的其它运行模式 (Z0)切换到第二运行模式（Z2)。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在第一运行模式（Z1)中所 述接收装置能够被设置为对准用户中的一个以便采集其无接触的用户输入，其中在该运行 模式中允许从第一用户（X)到第二用户（X+1)的对准的变换，或者相反。
14. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接收装置的对准的变换 能够由时间控制。
15. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在第二运行模式（Z2)中所 述接收装置被设置为仅对准一个用户（X)以便采集其无接触的用户输入，其中在该运行模 式中排除了从第一用户（X)到第二用户（X+1)的对准的变换，或者相反。
16. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在其它运行模式中为了采集 无接触的用户输入所述接收装置能够被初始设置为不对准用户。
17. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个接收装置是摄 像头、T0F摄像头、头部追踪器、眼部追踪器和/或麦克风。
18. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接收装置被构造用于采 集手势、胳膊姿势、头部姿势、脸部表情和/或语音输入，作为无接触的用户输入。
19. 根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置被构造为医学技术 仪器。
【文档编号】G06F3/01GK104102342SQ201410142707
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】P.格雷夫, A.耶格, R.卡杰迈耶 申请人:西门子公司