KR20200047548A - 조명 시스템 - Google Patents

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토마스 에스. 라이트
데이비드 엠. 팔브
크리스토퍼 제이. 아담스키
제레미 에이. 슈트
윌리엄 엘. 토나
제이슨 디. 할렉
마이클 제이. 메티비어
브라이언 제이. 베어드슬레이
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젠텍스 코포레이션
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Abstract

수술실용 조명 시스템은, 수술실 영역에 광 방출파를 선택적으로 유도하도록 구성된 적어도 하나의 조명 공급원을 포함하는 광 어셈블리를 포함한다. 시스템은, 수술실의 시야 범위 내에서 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성되는 이미저를 추가로 포함한다. 컨트롤러는 광 어셈블리와 이미저와 통신한다. 컨트롤러는 이미지 데이터에서 마커의 위치를 감지하도록 구성되고, 마커 위치에 기초한 영역 내로 광 방출파를 유도하도록 광 어셈블리를 제어한다.

Description

조명 시스템
본 개시는 일반적으로 조명 시스템, 보다 구체적으로 중앙 수술실 및 수술실 조명 시스템에 관한 것이다.
중앙 수술실 및 수술실에 제공된 인공 조명은 위치 설정, 그림자, 광도 및 눈부심에 관해 다수의 문제점을 줄 수 있다. 의료진은 자주 움직이고, 조명은 수술 절차 전반에 걸쳐 개인 및 기기의 움직임으로 인해 동적일 필요가 있다. 또한, 개인의 물리적 치수에서의 차이는 광원의 위치 설정을 도전적인 문제로 만들 수 있다. 따라서, 수술실용 신규 조명 시스템이 유리할 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 수술실용 조명 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은, 수술실 영역에 광 방출을 선택적으로 유도하도록 구성된 적어도 하나의 조명 공급원을 포함하는 광 어셈블리를 포함한다. 상기 시스템은, 수술실의 시야 범위 내에서 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성되는 이미저를 추가로 포함한다. 컨트롤러는 상기 광 어셈블리와 상기 이미저와 통신한다. 상기 컨트롤러는 상기 이미지 데이터의 마커 위치를 감지하도록 구성되고, 상기 마커 위치에 기반한 영역 내로 상기 광 방출을 유도하도록 상기 광 어셈블리를 제어한다.
본 개시의 다른 양태에 따라, 수술실에서 조명 시스템을 제어하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 수술실의 작동 영역에 마커를 위치시킴으로써 광 방출에 대한 위치를 식별하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 광 방출을 상기 위치로 유도하고 마커의 이동에 반응하여 마커의 위치를 추적하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 상기 위치의 조명을 유지하는 상기 마커의 움직임을 따르도록 상기 광 방출을 유도하는 단계를 추가로 포함한다.
본 개시의 또 다른 일 양태에 따라, 수술실용 조명 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은, 수술실 영역에 광 방출을 선택적으로 유도하도록 구성된 적어도 하나의 조명 공급원을 포함하는 광 어셈블리를 포함한다. 상기 시스템은, 수술실의 시야 범위 내에서 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성되는 이미저, 및 시야 범위에서 감지 방출파를 방출하도록 구성된 에미터를 추가로 포함한다. 컨트롤러는 광 어셈블리와 이미저와 통신한다. 상기 컨트롤러는, 상기 감지 방출파를 활성화시켜 시야 범위에 방출하고 상기 이미지 데이터에서의 감지 방출파 반사를 식별하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는 상기 반사에 기반하여 상기 이미지 데이터의 마커 위치를 결정하도록 추가 구성되고, 상기 마커 위치에 기반한 영역 내로 상기 광 방출을 유도하도록 상기 광 어셈블리를 제어한다.
하기 명세서, 청구범위 및 첨부 도면을 검토할 때 본 개시의 이들 및 다른 양태, 목적 및 특징이 당업자에 의하여 이해되고 인식될 것이다. 본원에 개시된 각 실시예의 특징부는 다른 실시예의 특징부와 함께 또는 이의 대체물로서 사용될 수 있음을 또한 이해할 것이다.
다음은 첨부 도면에서의 도면을 설명한 것이다. 도면은 반드시 축척에 비례하는 것은 아니며, 도면의 특정 특징부와 특정 도면은 명확성 및 간결함을 갖는 방식으로 개략적이거나 축적상 과장되게 나타낼 수 있다.
도면에서,
도 1은 조명 시스템을 이용하는 수술실의 개략도이다.
도 2는 적어도 하나의 조명 영역을 식별하도록 구성된 마커를 나타내는 수술실용 조명 시스템의 개략도이다.
도 3은 조명 시스템을 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 개시에 따른 조명 시스템을 설명하는 블록도이다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 다음의 구체적인 설명으로 제시될 것이고, 상기 설명으로부터 당업자에게 명백하거나 청구범위 및 첨부된 도면과 함께 다음의 설명에 기술되는 바와 같이 본 발명을 실시함으로써 인식될 것이다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"가 2개 또는 그 이상의 품목에 사용되는 경우, 리스트의 품목 중 어느 하나가 그 자체로 채용될 수 있거나, 리스트의 품목 중 2개 이상의 조합으로 채용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 구성 요소가 구성 요소 A, B, 및/또는 C를 포함하는 것으로 설명되어 있다면, 그 구성 요소는 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B의 조합, A 및 C의 조합, B 및 C의 조합, 또는 A, B 및 C의 조합을 포함할 수 있다.
본 문헌에서, 관계 용어들, 예를 들면 제1 및 제2, 상부 및 하부 등은 이러한 실체 또는 동작 간에 임의의 실제 이러한 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 시사함이 없이, 하나의 실체 또는 동작을 다른 실체 또는 동작과 구별하는 데에만 사용된다. 용어 "포함하다", "포함하는", 또는 그의 임의의 다른 변형은 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치가 이들 요소들만을 포함할 뿐만 아니라 이러한 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 대하여 명확히 열거되거나 고유하지 않은 다른 요소들을 포함할 수 있도록, 비배타적인 포함을 포괄하도록 의도된 것이다. 　 "...를 포함한다"는 표현이 선행하는 요소는 추가 제약 없이, 그 요소를 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 장치에 추가적인 동일한 요소들의 존재를 배제하지 않는다.
일반적으로 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 개시는 조명 시스템(10)을 제공한다. 조명 시스템(10)은 컨트롤러(12) 및 다양한 부속품을 포함할 수 있고, 이는 위치 또는 작동 영역(16)을 선택적으로 비추기 위해 수술실(14)에 이용될 수 있다. 조명 시스템(10)은 하나 이상의 광 어셈블리(18)를 포함할 수 있고, 이는 하나 이상의 광원(20)을 포함할 수 있다. 또한, 시스템(10)은, 작동 영역(16)을 포함하는 시야 범위에서 이미지 데이터를 캡쳐하도록 작동할 수 있는 적어도 하나의 이미저(22)를 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 시스템(10)의 컨트롤러(12)는 마커(24)의 위치를 식별하기 위해 작동 영역(16)을 스캔하도록 구성될 수 있다. 마커(24)의 위치에 기초하여, 컨트롤러(12)는 이미지 데이터에서 식별된 마커(24)의 위치에 대응하는 위치를 비추기 위해 하나 이상의 광원(20)으로부터의 광 방출파를 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(10)은, 작동 영역(16) 내의 다양한 위치를 편리하게 비추기 위해 하나 이상의 광원으로부터 유도되는 광 방출파의 방향을 보조 제어하는 컴퓨터를 제공할 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 참조 번호 10은 조명 시스템(10)을 일반적으로 지칭한다. 조명 시스템(10)은 수술실(14)에 도시되고, 하나 이상의 광 어셈블리(18)를 포함한다. 광 어셈블리(18)는 하나 이상의 광원(20)을 포함할 수 있다. 조명 시스템(10)은, 조명 시스템(10)의 사용을 보조하기 위해 도시된 하나 이상의 이미저(22)를 포함할 수 있다. 이미저(22)는, 광 어셈블리(18) 내에 위치하거나 이에(예, 핸들 또는 몸체 내에), 테이블(26)에, 웨어러블 장치(28)에 그리고/또는 수술실(14) 주위에 결합될 수 있다. 이미저(22)는 전하 결합 소자(CCD)형 이미저, 상보적 금속 산화물 반도체(CMOS)형 이미저, 다른 유형의 이미저 및/또는 이들의 조합일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 이미저(22)는, 환자, 테이블(26), 또는 수술실(14)의 다른 특징부에 의해 반사된 광을 집속하고/집속하거나 집중하기 위해 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 테이블(26)은 작동 영역(16) 또는 수술 현장(30)을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 작동 영역(16)은 수술을 수행하는 격리된 구역인 수술 현장일 수 있고, 멸균된 휘장으로 덮여 있는 모든 가구 및 장비를 포함할 수 있고, 모든 개인은 적절하게 수술복으로 환복되어 있다. 수술실(14) 내에 위치하는 것은 이하에서 더 상세히 설명되는 하나 이상의 기기(34) 또는 도구일 수 있다. 수술실(14)과 연관하여 설명되었지만, 본 개시의 조명 시스템(10)을 다양한 환경에서 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 조명 시스템(10)은 자동차 정비 영역, 의사 진료실, 치과 병원, 사진 스튜디오, 제조 세팅뿐만 아니라 동적인 조명 솔루션이 유리할 수 있는 다른 영역에서 이용될 수 있다.
테이블(26)은 수술 절차 중에 환자를 지지하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 테이블(26)은 정사각형, 직사각형 및/또는 타원형 구성을 가질 수 있다. 테이블(26)은 금속(예, 스테인리스 스틸), 폴리머 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 살균된 덮개(예, 천 또는 종이)가 테이블(26)의 표면에 걸쳐 위치할 수 있다. 테이블(26)은 기울어짐, 회전 및/또는 상승 또는 하강되도록 구성될 수 있다. 테이블(26)이 기울어지도록 구성되는 예에서, 테이블(26)은 테이블(26)의 장축 또는 단축을 중심으로 약 1° 내지 약 10°의 각도로 기울게 할 수 있다. 테이블(26)의 기울기는 조명 시스템(10) 및/또는 광 어셈블리(18)로부터 제공된 조명과 함께 수행될 수 있다. 예를 들어, 테이블(26)은 광 어셈블리(18)를 향하고/향하거나 그로부터 멀리 기울어지도록 구성되어, 조명 세기를 증가시키고, 조명 세기를 감소시키고/감소시키거나 환자 및/또는 테이블(26)에서 반사되는 눈부심을 제거할 수 있다. 또한, 테이블(26)의 기울기는 테이블(26) 주위에 위치하는 사용자(예, 의료진)가 환자 및/또는 수술 현장에 더욱 쉽게 접근시키는 데 유리할 수 있다. 기울어짐에 더하여, 테이블(26)은 X-Y 평면에 대해 상승 또는 하강, 회전 및/또는 활주하도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다.
광 어셈블리(18)는 다양한 구성을 취할 수 있다. 광 어셈블리는 하나 이상의 광원(20)을 포함할 수 있다. 제1 실시예에서, 광 어셈블리(18)는 모듈형이고 상호 연결되고 트랙 시스템 상에서 지지될 수 있다. 예를 들어, 광 어셈블리(18)는 원형, 타원형, 장방형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형 또는 고차 다각형 형상을 가질 수 있다. 상이한 광 어셈블리(18)가 상이한 형상을 취할 수 있고, 조명 시스템(10)이 다양한 광 어셈블리(18)를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 광 어셈블리(18)의 트랙 시스템은 하나 이상의 광 어셈블리(18)를 다른 광 어셈블리(18)에 대해 이동시킬 수 있다. 광 어셈블리(18)의 형상은 광 어셈블리(18)를 광 어셈블리(18)의 가장자리를 따라 함께 "끼워맞춤"하거나 함께 짝지을 수 있게 구성될 수 있다. 예를 들어, 정사각형 또는 삼각형 광 어셈블리(18)는 서로 접촉하여 군으로 되거나 분리되어 더 큰 형상(예, 크로스, 오각형, 자유 형태 등)을 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 광 어셈블리(18)는 함께 스냅 끼워맞춤 또는 달리 전기적으로 및/또는 기계적으로 서로 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 어셈블리(18)는 일단 연결되면 서로 전력을 공유할 수 있다. 광 어셈블리(18)는 종래의 조명 솔루션보다 더 밝을 수 있다. 광 어셈블리(18)의 모듈형 실시예를 사용하면 여러 장점이 유도될 수 있다. 첫째, 모듈형 광 어셈블리(18)를 사용하면, 동적이고 대규모인 조명 배열이 더 작은 모듈형 광 어셈블리(18)로부터 형성될 수 있도록 한다. 둘째, 광 어셈블리(18)가 트랙 어셈블리 상에 위치함에 따라, 광 어셈블리(18)는 종래의 조명 시스템에 비해 더 큰 범위의 이동 및/또는 위치성을 가질 수 있다. 예를 들어, 전통적인 조명 솔루션은, 얼마나 멀리 이동될 수 있는지를 제한하는 연장부에 부착될 수 있지만, 트랙 시스템은, 조명 어셈블리(18)를 테이블(26)의 일 말단부로부터 다른 말단부로 이동시킬 수 있다. 셋째, 광 어셈블리(18)의 일부가 긴 가장자리를 따라 함께 짝지어질 수 있기 때문에, 광 어셈블리(18) 사이의 갭(예, 쓸모 없는 공간)을 최소화하고/최소화하거나 제거할 수 있다. 넷째, 광 어셈블리(18)가 전력을 공유하도록 연결되는 실시예에서, 코드 또는 다른 번거로운 전력 전달 장치는 제거될 수 있다.
또 다른 예에서, 광 어셈블리(18)는, 외향으로 연장되고 조정될 수 있는 짐벌형 아암 상에 위치할 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 짐벌은 광 어셈블리(18)를 아암에 연결할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 광 어셈블리(18)는 아암에 짐벌형 연결될 수 있고 아암으로부터 독립적으로 이동 가능할 수 있다. 광 어셈블리(18)의 아암은 천장, 벽 및/또는 수술실(14)의 바닥에 연결될 수 있거나, 테이블(26)에 연결될 수 있다. 광 어셈블리(18)의 짐벌(들)은 아암에 대해 광 어셈블리(18)의 X, Y 및/또는 Z 방향 이동을 허용할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광 어셈블리(18)는 자동으로, 또는 전자적으로, 아암에 대해 조작될 수 있고/있거나 아암에 대해 수동으로 손 조작될 수 있다. 다수의 광 어셈블리(18)를 이용하는 예는, 하나 이상의 광 어셈블리(18)에 의해 생성되는 그림자를 감소시키는 데 유리할 수 있다. 또한, 광 어셈블리(18)를 아암과 연결하기 위한 짐벌을 사용하면, 종래의 조명 시스템에 비해 광 어셈블리(18)의 더 큰 범위의 운동을 허용하는 데 유리할 수 있다.
또 다른 예에서, 광 어셈블리(18)는 하나 이상의 이동식 어셈블리에 연결될 수 있다. 예를 들어, 이동식 어셈블리는, 수술실(14)의 벽 및/또는 천장에 테더링되거나 테더링되지 않을 수 있다. 광 어셈블리(18)의 이동식 어셈블리 실시예 중 하나 이상은, 본원에서 제공된 교시를 벗어나지 않고 수술실(14) 내에 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 테더링되지 않은 실시예에서, 이동식 어셈블리는 수술실(14)을 중심으로 이동되도록 구성된 드론 또는 다른 무인 공중 차량일 수 있다. 예를 들어, 드론은, 수술실(14)의 개방 공간 내에서 드론을 이동시키도록 구성된 팬, 블레이드, 및/또는 기타 추진 시스템을 포함할 수 있다. 이동식 어셈블리가 테더링되지 않은 이러한 예는, 일정한 움직임과 동적으로 위치 조절 가능한 광 어셈블리(18)를 허용하는 데 있어서 유리할 수 있고, 광 어셈블리는 수술실(14)을 중심으로 이동하는 것이 자유롭다. 이동식 어셈블리의 테더링된 예에서, 이동식 어셈블리는 하나 이상의 케이블에 결합될 수 있다. 상기 케이블은 이동식 어셈블리에 의해 수축, 연장 또는 이를 따라 탑재되어 상기 이동식 어셈블리의 광 어셈블리(18)의 위치를 이동시킬 수 있다. 케이블은 수술실(14)의 천장 및/또는 벽으로부터 연장될 수 있다. 광 어셈블리(18)의 이동식 어셈블리 예는, (예를 들어, 사람으로부터) 원격으로 제어될 수 있거나, 컴퓨터 또는 다른 컨트롤러에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 일단 광 어셈블리(18)의 이동식 어셈블리 예가 더 이상 필요하지 않으면, 이동식 어셈블리는 수술실(14)의 천장, 벽 및/또는 보관 캐비넷 내에 보관될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 추적 루틴의 일례를 설명하는 조명 시스템(10)의 추가 구현예가 나타나 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 추적 루틴은 작동 영역(16)에서 마커(24)를 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 수술시, 작동 영역은 이미저(22)의 시야 범위(44)에 투사되는 감지 방출파(42)에 의해 비추어질 수 있다. 감지 방출파(42)는 광원(20) 중 하나 이상으로부터 실질적으로 비 가시광인 파장으로 방출될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 감지 방출파(42)는 감지 에미터(20a)로부터 적외선 광(예, 근적외선, 적외선 및/또는 원적외선)으로서 방출될 수 있다. 이 구성에서, 작동 영역(16)은, 이미저(22)의 시야 범위(44)에 진입하는 다양한 객체를 비추는 감지 방출파(42)에 의해 비추어질 수 있다. 따라서, 마커(24)는, 감지 방출파(42)로부터의 반사광이 이미저(22)의 이미지 데이터에 캡쳐되도록, 에미터(20a)로부터의 감지 방출파(42)에 의해 비추어질 수 있다. 이미저(22)로 다시 반사된 감지 방출파(42)의 세기를 향상시키기 위해서, 일부 구현예에서 마커(24)는 감지 방출파(42)를 반사하도록 구성된 반사성 표면 마감을 포함할 수 있다.
시야 범위(44) 내의 감지 방출파(42)에 의해 비추어진 마커(24)를 이용해, 이미저(22)는 이미지 데이터에서 마커(24)의 반사를 캡쳐할 수 있다. 일부 구현예에서, 이미저(22)는, 감지 방출파(42)에 포함되지 않은 광 파장의 투과를 제한할 수 있는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있어서, 감지 방출파(42)의 반사는 용이하게 식별 가능할 수 있다. 마커(24)의 반사를 포함하는 이미지 데이터가 일단 캡쳐되면, 마커(24)의 위치가 시야 범위(44)에서 식별될 수 있도록 이미지 데이터는 컨트롤러(12)에 전달될 수 있다. 마커(24)의 위치에 기초하여, 컨트롤러(12)는 하나 이상의 광원(20)으로부터의 광 방출파(46)를 제어하여 마커(24)의 위치에 대응하는 위치를 비출 수 있다. 광 방출파(46)를 방출하도록 구성된 광원(20)은, 가시광원(20b)으로 지칭될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(10)은, 작동 영역(16) 내의 다양한 위치를 편리하게 비추기 위해, 하나 이상의 광원으로부터 유도되는 광 방출파의 방향을 보조 제어하는 컴퓨터를 제공할 수 있다.
다양한 구현예에서, 조명 시스템(10)은, 수술실(14)로부터 및/또는 작동 영역(16)으로부터 이미지 데이터를 캡쳐하는 하나 이상의 이미저(22)를 포함할 수 있다. 이미저(22)는, 조명 시스템(10)의 컨트롤러(12)에 이미지 데이터를 전달하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(12)는 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 프로세서에 의해 제어되는 컴퓨터 실행가능 명령어(예, 루틴)를 저장할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 메모리는 광 제어 루틴 및/또는 이미지 분석 루틴을 포함할 수 있다. 이미지 분석 루틴은 이미저(22)로부터 데이터를 처리하도록 구성된다. 예를 들어, 이미지 분석 루틴은, 작동 영역(16)의 그림자 및 광도, 안내 시스템으로부터의 광, 관심 지점 위치(예, 테이블(26) 주위의 사용자, 웨어러블 장치(28)) 및/또는 사용자로부터의 제스처를 식별하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 이미지 분석 루틴은, 이미지 데이터에서 마커(24)의 위치를 식별하도록 또한 구성될 수 있다. 마커(24)는, 이미지 데이터에서 관심 지점을 지정하는 하나 이상의 기호, 컴퓨터 판독 가능 코드 및/또는 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마커(24)는 작동 영역(16) 또는 수술 현장(30) 주위에 위치할 수 있어서, 이미지 분석 루틴은 작동 영역(16)에서 마커(24)의 위치를 식별할 수 있다. 마커(24)는 기기(34), 사용자, 수술실(14) 내의 관심 지점 및/또는 환자 중 하나 이상의 위에 배치될 수 있다. 이미지 분석 소프트웨어는 마커(24) 및/또는 작동 영역(16)에 의해 표시된 주변부 외부의 안내 시스템으로부터의 광을 추적할 수도 있고 추적하지 않을 수도 있다.
이미지 분석 루틴이 이미저(22)로부터의 데이터를 일단 처리하면, 광 제어 루틴은 광 어셈블리(18)의 작동 방법을 제어할 수 있다. 예를 들어, 광 제어 루틴은 광 어셈블리(18)를 움직이거나, 운전하거나, 활성화시키거나 달리 영향을 끼쳐 마커(24)의 위치에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이러한 위치는, 사용자가 보거나 작업 중인 (예를 들어, 안내 시스템으로부터 측정된 바와 같은) 관심 영역에 대응할 수 있다. 이러한 방식으로, 광 제어 루틴은 하나 이상의 가시광원(20b)을 운전하거나 달리 이동시켜, 사용자가 보고 있고/있거나 손과 기기(34)가 위치하는 다양한 영역을 비추도록 광 방출파(46)를 방출할 수 있다.
일부 구현예에서, 시스템(10)의 컨트롤러(12)는 작동 영역(16) 및 수술실(14) 내의 다양한 기기(34) 및/또는 마커(24)의 위치를 추적하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기기(34) 및 마커(24)는, 무선 신호를 통신하도록 구성된 무선 주파수 식별 및 추적 장치를 포함할 수 있으며, 상기 무선 신호는 컨트롤러(12)와 통신하는 하나 이상의 통신 회로에 의해 위치할 수 있다. 다양한 구현예에서, 기기(34) 및/또는 마커(24)의 위치는, 수술실(14) 내의 각각의 기기(34) 또는 마커(24)의 위치를 추적함으로써 (예를 들어, 삼각 측량함으로써) 작동 영역(16)에서 추적될 수 있다. 마커(24) 또는 기기(34)의 위치가 수술실(14)에서 일단 식별되면, 컨트롤러(12)는 마커(24) 및/또는 기기(34)의 위치에 광을 방출하도록 광 어셈블리(18)를 제어할 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 일부 구현예에서, 시스템(10)은 하나 이상의 위치 설정 어셈블리(50)를 포함할 수 있고, 이는 작동 영역(16) 위의 수술실(14) 천장과 연결해서 위치할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 시스템(10)은 제 1 위치 설정 기구(50a) 및 제 2 위치 설정 기구(50b)를 포함한다. 일반적으로, 본원에 논의된 위치 설정 어셈블리(50)는, 하나 이상의 가시광원(20b)으로부터 방출된 하나 이상의 광 방출파(46)의 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 도 4를 참조하여 설명되고 추가 논의된 바와 같이, 각각의 광원(20) 및 위치 결정 어셈블리(50)는 컨트롤러(12)와 통신할 수 있고, 이는 가시광으로 마커(24)의 위치를 비추기 위해 하나 이상의 광 방출파(46)의 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(10)은 마커(24) 또는 작동 영역(16)의 다양한 부분을 비추기 위해 가시광원(20b) 중 하나 이상을 제어하도록 작동할 수 있다.
다양한 구현예에서, 하나 이상의 위치 설정 어셈블리(50)는 하나 이상의 액추에이터(52a, 52b)의 이동(예, 회전 작동)에 반응하여 조작되거나 조정될 수 있는, 하나 이상의 짐발형 아암을 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 컨트롤러(12)는, 가시광원(20b) 중 하나 이상을 포함하는 조명 모듈(54)의 배향을 조작하기 위해 액추에이터(52a 및 52b) 각각을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 위치 설정 어셈블리(50)는, 제1 축(54a) 및 제2 축(54b)을 중심으로 조명 모듈(54)의 회전을 제어할 수 있다. 조명 모듈(54)의 이러한 조작은, 마커(24)의 감지된 위치에 반응하여 수술실(14)의 다양한 부분 또는 작동 영역(16)을 선택적으로 비추도록 컨트롤러(12)가 광원(20b)을 유도시킬 수 있다.
본원에서 논의된 위치 설정 어셈블리(50) 및 액추에이터(52a, 52b)는 하나 이상의 전기 모터(예, 서보 모터, 스텝퍼 모터 등)에 대응할 수 있다. 따라서, 각각의 위치 결정 어셈블리(50)(예, 액추에이터(52))는, 조명 모듈(54)을 지지할 수 있는 다른 지지 구조체 또는 조명 모듈(54)의 경계 제약 조건 내에서 또는 360도로 조명 모듈을 회전하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(12)는, 가시광원(20b)의 광 방출파(46)를 유도하도록 조명 모듈(54)의 모터 또는 액추에이터(52)를 제어하여 수술실(14) 내의 원하는 위치로 표적화할 수 있다. 원하는 위치로 표적화하도록 조명 모듈(54)을 정확하게 유도하기 위해서, 컨트롤러(12)는, 수술실(14)의 그리드 또는 작업 테두리 내의 위치를 표적화하도록 조명 모듈(54)의 위치를 제어하기 위해 교정될 수 있다. 이러한 시스템의 교정은, 시간이 지남에 따라 발생할 수 있는 위치 설정 어셈블리(50)와 액추에이터(52)의 작동시 변동에 기인한 교정 업데이트 또는 보충 형태의 유지 보수를 요구할 수 있다.
도 3을 참조하면, 시스템(10)을 제어하기 위한 방법(60)에 대한 흐름도가 나타나 있다. 작동시, 방법(60)은 조명 시스템(10)의 제어 루틴을 초기화하는 단계(62)로 시작할 수 있다. 일단 초기화되면, 컨트롤러(12)는 에미터(20a)를 활성화시켜 작동 영역(16)을 감지 방출파(42)로 비출 수 있다(64). 이 방법으로, 작동 영역(16)은, 이미저(22)의 시야 범위(44)에 진입하는 다양한 객체를 비추는 감지 방출파(42)에 의해 비추어질 수 있다. 그 다음 컨트롤러(12)는 이미저(22)를 제어하여 시야 범위(44)의 이미지 데이터를 캡쳐할 수 있다(66). 이미지 데이터가 일단 캡쳐되면, 컨트롤러(12)는 마커(24)를 포함하는 다양한 객체에 대한 이미지 데이터를 처리하거나 스캔할 수 있다.
단계(70)에서, 컨트롤러(12)는 마커(24)의 위치가 이미지 데이터에서 식별되는지 유무를 결정할 수 있다. 마커의 위치가 식별되지 않으면, 방법(60)은 단계(66) 및 단계(68)로 복귀하여 시야 범위(44)의 이미지 데이터를 캡쳐하고 스캔할 수 있다. 마커(24)의 위치가 단계(70)에서 식별되는 경우, 컨트롤러(12)는 위치 설정 어셈블리(50) 중 하나 이상을 제어하여 마커(24)에서 유도된 광 방출파(들)(46)를 활성화시킬 수 있다(72). 일단 마커(24)의 위치가 광 방출파(들)(46)에 의해 식별되고 비추어지면, 컨트롤러(12)는 계속해서 마커(24)의 위치를 추적하고 위치 설정 어셈블리(50)를 재위치시켜 마커(24)와 해당 위치의 일관된 조명을 유지할 수 있다(74).
이제 도 4를 참조하면, 조명 시스템(10)의 블록 다이어그램이 나타나 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 조명 시스템(10)은, 수술실(14) 및/또는 작동 영역(16)으로부터 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성된 하나 이상의 이미저(22)를 포함할 수 있다. 이미저(22)는, 조명 시스템(10)의 컨트롤러(12)에 시각 정보를 전달하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(12)는 메모리(80) 및 프로세서(82)를 포함할 수 있다. 메모리(80)는, 프로세서(82)에 의해 제어되는 컴퓨터 실행가능 명령어(예, 루틴)를 저장할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 메모리(80)는 광 제어 루틴 및/또는 이미지 분석 루틴을 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 메모리(80)는 조명 제어 루틴(62)을 포함할 수 있다.
일단 이미지 분석 루틴이 이미지 데이터를 이미저(22)로부터 처리했으면, 컨트롤러(12)는 하나 이상의 제어 명령을 모터 또는 액추에이터 컨트롤러(84)에 전달할 수 있다. 제어 신호에 반응하여, 모터 컨트롤러(84)는 액추에이터(52a, 52b) 또는 위치 설정 어셈블리(50)를 제어하여 광 어셈블리(18)의 배향을 이동시키거나, 운전하거나, 또는 달리 조정할 수 있다. 이 방식으로, 컨트롤러(12)는 광 어셈블리(18)를 유도해서 광 방출파(46)를 방출하고/방출하거나 시야 범위(44)를, 마커(24)의 위치에 대응할 수 있는 원하는 위치로 유도할 수 있다. 시스템(10)은 하나 이상의 전력 공급부(86)를 더 포함할 수 있다. 전력 공급부(86)는, 광 어셈블리(18)뿐만 아니라 액추에이터(52a, 52b) 또는 위치 설정 어셈블리(50)의 다양한 구성 요소에 대해 하나 이상의 전력 공급부 또는 발라스트를 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 시스템(10)은, 프로세서(82)와 통신할 수 있는 하나 이상의 통신 회로(88)를 추가로 포함할 수 있다. 통신 회로(88)는, 데이터 및 제어 정보를 디스플레이 또는 사용자 인터페이스(90)에 전달하여 시스템(10)을 작동시키도록 구성될 수 있다. 인터페이스(90)는, 시스템(10)을 제어하고 데이터를 전달하도록 구성된 하나 이상의 입력부 또는 작동 요소를 포함할 수 있다. 통신 회로(88)는, 조명 어셈블리의 어레이로서 조합되어 작동할 수 있는 추가 조명 어셈블리(18)와 추가로 통신할 수 있다. 통신 회로(88)는 다양한 통신 프로토콜을 통하여 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신 프로토콜은 공정 자동화 프로토콜, 산업 시스템 프로토콜, 차량 프로토콜 버스, 소비자 통신 프로토콜 등에 대응할 수 있다. 추가 프로토콜은 MODBUS, PROFIBUS, CAN 버스, DATA HIGHWAY, DeviceNet, 디지털 멀티플렉싱(DMX512), 또는 다양한 형태의 통신 표준을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 시스템(10)은, 다양한 기능을 제공하도록 시스템(10) 내에 통합될 수 있는 다양한 추가 회로, 주변 장치, 및/또는 부속품을 포함할 수 있다. 예를 들어 일부 구현예에서, 시스템(10)은, 모바일 디바이스(94)와 통신하도록 구성된 무선 트랜시버(92)를 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 무선 트랜시버(92)는 통신 회로(88)와 유사하게 작동할 수 있고, 시스템(10)을 동작시키기 위한 데이터 및 제어 정보를 모바일 디바이스(94)의 디스플레이 또는 사용자 인터페이스로 전달할 수 있다. 무선 트랜시버(92)는 하나 이상의 무선 프로토콜(예, 블루투스®; Wi-Fi(802.11a, b, g, n 등); ZigBee®; 및 Z-Wave®; 등)를 통해 모바일 디바이스(94)와 통신할 수 있다. 이러한 구현예에서, 모바일 디바이스(94)는 스마트폰, 태블릿, 개인 데이터 보조기(PDA), 랩톱 등에 해당할 수 있다.
다양한 구현예에서, 광원(20)은 특정한 액정 디스플레이(LCD), 레이저 다이오드, 발광 다이오드(LED), 백열광원, 가스 방전 램프(예, 제논, 네온, 수은), 할로겐 광원, 및/또는 유기 발광 다이오드(OLDs)를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 임의 회전성의 비 편광되고/되거나 편광된 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 광원(20)의 편광된 광의 실시예에서, 광원(20)은 광의 제1 회전성 편광을 방출하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 광의 제1 회전성 편광은 원형 편광 및/또는 타원형 편광을 가질 수 있다. 전자기학에서, 광의 원형 편광은, 각각의 지점에서 광파의 전기장은 일정한 크기를 가지나 이의 방향은 시간에 따라 광파의 방향에 수직인 평면에서 일정한 속도로 회전하는 편광 상태이다.
논의된 바와 같이, 광 어셈블리(18)는 하나 이상의 광원(20)을 포함할 수 있다. 복수의 광원(20)을 포함하는 실시예에서, 광원(20)은 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 광원(20)의 어레이는 약 1x2 내지 약 100x100의 어레이 및 그 사이의 모든 변형을 포함할 수 있다. 이와 같이, 광원(20)의 어레이를 포함하는 광 어셈블리(18)는 픽셀화된 광 어셈블리(18)로 알려질 수 있다. 임의의 광 어셈블리(18)의 광원(20)은 고정되거나 개별적으로 연결식일 수 있다. 광원(20)은 모두 연결식일 수 있거나, 일부가 연결식일 수 있거나, 또는 모두 연결식이지 않을 수 있다. 광원(20)은 전기 기계적으로(예, 모터) 및/또는 수동적으로(예, 사용자에 의해) 연결식일 수 있다. 광원(20)의 정적, 또는 고정된 실시예에서, 광원(20)은 다양한 소정의 지점(예, 환자 및/또는 테이블(26) 상에)에 집중할 수 있도록 할당될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 시스템(10)의 다양한 예시적인 구현예가 조명 시스템(10)의 다용성을 설명하기 위해 논의된다. 예를 들어, 수술실(14)은, 테이블 조명으로 구성된 하나 이상의 광 어셈블리(18)를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 광 어셈블리(18)는 수술 현장으로 튀어 나오는 테이블 장착식 조명으로 구성될 수 있다. 광 어셈블리(18)는 테이블(26)에 직접 결합될 수 있고/있거나 테이블(26)과 결합된 트랙(36) 상에 위치할 수 있다. 광 어셈블리(18)의 트랙 예는, 광 어셈블리(18)를 분리할 필요 없이 테이블(26)을 따라 광 어셈블리(18)를 활주 및/또는 병진시킬 수 있는 데 유리할 수 있다. 광 어셈블리(18)는, 배치되지 않은 위치(예, 테이블(26) 아래)와 배치된 위치(예, 테이블(26) 위 및/또는 작동 영역(16)에서) 사이에서 작동할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 광 어셈블리(18)는, 구부러지고, 회전되고/되거나 유연하도록 구성된 아암에 위치할 수 있다. 또한, 플립 업의 광 어셈블리(18) 아암을 (예를 들어, 자율적으로 및/또는 조작자의 제어에 의해) 이동시키도록 자동화시킬 수 있다. 예를 들어, 광 어셈블리(18)는, 테이블(26)에 근접하여 위치한 의사를 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
또 다른 구현예에 따라, 광 어셈블리(18)는 이동식 스크린으로 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 광 어셈블리(18)는 보기 위해 관통하는 중앙 관찰 포트를 포함할 수 있고, 하나 이상의 광원(20)은 관찰부의 주변부 주위로 대부분 또는 완전히, 일부 주위로 연장된다. 이러한 예에서, 광원(20)은 광 어셈블리(18)의 환자 측에 위치할 수 있다. 광원(20)은, 다양한 각도에서 관심 영역을 비추는 광 고리형을 형성할 수 있다. 각도는 또한 사용자에 의해 제어 가능할 수 있어, 모든 각도 또는 단지 일부분으로부터의 광을 허용한다. 이렇게 하면 불필요한 조명을 예방하는 것을 보조하고, 눈부심을 피하는 것을 보조할 수 있고/있거나 특정 활동의 시각적 명암비를 보조할 수 있다. 광 어셈블리(18)는 이동식 암 또는 연장부 상에 위치할 수 있어, 광 어셈블리(18)가 환자 주위의 다양한 위치에 위치할 수 있도록 한다. 관찰부는, 가시광 및/또는 비 가시광의 하나 이상의 파장 또는 파장폭을 차단하고/차단하거나 향상시키도록 구성된 투명 조절부를 포함할 수 있다. 또한, 투명 조절부는, 투명 조절부를 통과하는 광을 확대하도록 구성될 수 있다. 배율은, 광 어셈블리(18)의 사용자에게 작은 절개 또는 다른 수술 절차의 더 양호한 시야를 제공하는 데 유리할 수 있다. 광 어셈블리(18)의 이러한 이동식 스크린 예는, 지정된 영역 상에서 (예를 들어, 서로 멀리 위치한 다수의 광원(20)의 사용에 기인한) 그림자를 감소시키는 데 유리할 수 있다.
또 다른 예에서, 광 어셈블리(18)는, 미러(38)와 함께 작동하도록 구성될 수 있다. 미러(38)는 테이블(26) 위에 위치할 수 있다. 도시된 예에서, 미러(38)는 수술실(14)의 천장에 위치하지만, 미러(38)는 추가적으로 또는 대안적으로 테이블(26) 위에 매달릴 수 있음을 이해할 것이다. 다양한 실시예에 따라, 광 어셈블리(18)에 의해 방출된 광이 테이블(26) 및/또는 환자를 향해 집속되고 반사될 수 있도록 미러(38)는 오목할 수 있다. 이러한 예에서, 광 어셈블리(18)는, 고리형으로 위치하고 미러(38)를 향해 광을 방출하도록 구성된 하나 또는 복수의 광원(20)을 포함할 수 있다. 광원(20)은 미러(38)의 주변부 및/또는 테이블(26)에 근접하여 위치할 수 있다. 광 어셈블리(18)의 이러한 예는, 광원(20) 및/또는 광 어셈블리(18)가 수술실(14)의 천장으로부터 떨어진, 일반적이지 않은 장소에 위치할 수 있게 하는 데 유리할 수 있다.
또 다른 예에서, 광 어셈블리(18)는 반원형 구성을 갖는다. 반원형 구성은, 그림자를 감소시키기 위해 광원(20)이 위치할 수 있도록 광 어셈블리(18)를 회전시킬 수 있는 데 있어서 유리할 수 있다.
또 다른 예에서, 광 어셈블리(18)는 환자의 개구(예, 절개 및/또는 체강) 내에 위치하도록 구성될 수 있다. 이러한 예는 인시츄 광 어셈블리(18)로서 지칭될 수 있다. 이러한 예에서, 광 어셈블리(18)는 구형, 기둥형, 직육면체 및/또는 다른 형상일 수 있다. 광 어셈블리(18)는 깨끗하고, 투명하고, 투과성이고/투과성이거나 불투명일 수 있다. 예를 들어, 광 어셈블리(18)의 대부분은 광을 방출하도록 투명하거나 투과성일 수 있는 반면에, 일부는 (예를 들어, 광이 의사의 눈에서 빛나는 것을 방지하기 위해) 불투명할 수 있다. 광 어셈블리(18)는 화학적 또는 전기적 구동력을 통해 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 광 어셈블리(18)는 광원(20) 중 하나 이상을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 일부 예에서, 광 어셈블리(18)는 (예를 들어, 환자로부터 제거가 용이하도록) 자기 회수 옵션 및/또는 광 어셈블리(18)의 위치를 보조하도록 무선 주파수 식별 태그를 포함할 수 있다. 광 어셈블리(18)의 이러한 실시예는 그것이 필요한 곳에서(예, 환자의 내부에) 광을 직접 제공하는 데 유리할 수 있다.
전술한 광 어셈블리(18) 중 임의 및/또는 전부는 다른 것과 연결되어 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 수술실(14)은, 본원에서 제공된 교시로부터 벗어나지 않고 이동식 어셈블리 실시예, 플립 업 실시예 및/또는 이동식 스크린 실시예를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 광 어셈블리(18)는 환자 내에 위치할 수 있고, 별도의 광 어셈블리(18)는 미러(38)를 향해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 광 어셈블리(18) 실시예의 다양한 특징부는, 본원에서 제공된 교시로부터 벗어나지 않으면서 조합될 수 있다. 예를 들어, 플립 업 조명 실시예 중 하나 이상은, 이를 관통하여 보기 위한 이동식 스크린의 투명 조절부를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 이동식 어셈블리인 광 어셈블리(18)는, 환자 위로 부유하기 시작하도록 지시받을 때까지 짐벌형 아암에 초기 결합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 어셈블리(18)는 가시광 및/또는 비가시광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 광원(20)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(20)은 가시광, 적외선 광(예, 근적외선 및/또는 원적외선) 및/또는 자외선 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광원(20)은 제어된 주파수에서 스트로브될 수 있다. 광원(20)으로부터의 광의 가시광 예는 약 1,700 K 내지 약 27,000 K의 색온도를 가질 수 있다. 광원(20) 중 하나 이상의 색온도는 색 온도 범위에 걸쳐 가변적일 수 있다. 적외선을 방출하도록 구성된 광원(20)의 예에서, 적외선 광은 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 하나 이상의 안내 시스템(예, 스캐닝 및 제어 시스템)과 함께 사용될 수 있다. 자외선 광을 방출하는 광원(20)의 실시예에서, 자외선 광 단독, 또는 다른 특징부(예, TiO2 코팅, 필름 및/또는 페인트)와 조합하여 표면(예, 테이블(26), 기기(34), 광 어셈블리(18) 및/또는 수술실(14)의 다른 부분)의 세정, 위생 및/또는 멸균을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자외선 광은, 박테리아, 바이러스를 죽이고/죽이거나 먼지 및 때를 제거하기 위한 광촉매 공정에서 사용될 수 있다. 광원(20)은 발광 다이오드, 백열등, 및 또는 기타 발광원일 수 있다. 광원(20)은 또한 형광 염료를 여기시키는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 광은 여기 방출로 지칭될 수 있다. 여기 방출은 적외선, 가시광 및/또는 자외선 광일 수 있다. 이러한 실시예에서, 환자의 수술 부위(예, 절개 또는 개방된 체강) 내에 형광 염료를 적용하여, 환자에게 여기 방출을 인가함으로써 수술 부위가 가시광으로 형광을 낼 수 있도록 한다. 또한, 형광 염료를 운반할 수 있고/있거나 촉촉한 표면에서 광을 산란시킴으로써 눈부심을 감소시키도록 구성될 수 있는 환자의 수술 부위에 생분해성 분말을 적용할 수 있다. 이러한 예에서, 생분해성 분말은, 아래에 놓인 조직이 보여질 수 있을 만큼 투명할 수 있지만, 광이 완전 반사되지 않고 눈부심으로서 인식되지 않도록 광의 반사를 변경시킨다.
다양한 예에 따라, 광원(20) 중 하나 이상은, 하나의 회전성을 갖는 편광의 광 및/또는 비 편광의 광을 생성할 수 있는 광 엔진으로, 특정 액정 디스플레이(LCD), 레이저 다이오드, 발광 다이오드(LED), 백열 광원, 할로겐 광원, 유기 발광 다이오드(OLEDs)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 광원(20)의 편광된 광의 실시예에서, 광원(20)은 광의 제1 회전성 편광을 방출하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 광의 제1 회전성 편광은 원형 편광 및/또는 타원형 편광을 가질 수 있다. 전자기학에서, 광의 원형 편광은, 각각의 지점에서 광파의 전기장은 일정한 크기를 가지나 이의 방향은 시간에 따라 광파의 방향에 수직인 평면에서 일정한 속도로 회전하는 편광 상태이다. 원형으로 편광된 파는, 2개의 가능한 상태, 전파 방향에 대해 오른손 방향으로 전기장 벡터가 회전하는 우 회전성 원형 편광, 그리고 왼손 방향으로 벡터가 회전하는 좌 회전성 원형 편광 중 한 상태일 수 있다. 회전성 관례를 사용하여, 전파 방향을 역행해 광원을 향해 왼쪽 또는 오른쪽 엄지 손가락을 지시한 다음 나머지 손가락이 말리는 쪽을 전기장의 일시 회전 방향에 일치시킴으로써, 좌 또는 우 회전성은 결정된다. 타원형으로 편광된 광은, 원형으로 편광된 실시예의 것과 실질적으로 유사한 방식으로 회전성을 갖는 것으로 또한 설명될 수 있지만, 전기 벡터는 회전하는 중에 크기가 변한다. 광의 원형 편광은, 광원(20)으로부터 선형으로 편광된 광이 일체식 또는 분리식 1/4 파장판을 통과하는 경우에 달성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 반사형 편광기를 사용할 수 있다. 반사형 편광기가 광원(20)에 사용되는 경우, 흡수형 편광기와는 대조적으로, 광원(20)에 의해 방출되는 "잘못된" 편광(예, 광의 제2 회전성 편광(2))인 광은 광원(20) 내로 다시 반사되고 여기서 편광기를 향해 다시 반사되고 "탈편광"될 수 있다.
광원(20)의 편광된 실시예에서, 환자의 수술 부위가 광원(20)으로부터의 광의 제1 회전성 편광에 의해 비추어짐에 따라, 환자의 내부에 존재하는 수분 또는 물은 광의 제1 회전성 편광을 광의 제2 회전성 편광으로서 완전 반사하는 경향이 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 회전성 편광은 환자로부터 일단 완전 반사되면, 광의 제2 회전성 편광을 형성하도록 회전성이 역전될 수 있고, 인간 및/또는 기계 관찰자(예, 이미저(22))에 의해 눈부심으로서 인지될 수 있다. 일반적으로 눈부심은, 수막 표면과 같은 매끄러운 표면에서 조명광의 완전 반사에 의해 야기되는 효과이다. 이러한 눈부심은, "눈부심" 이미지가 주변 물체보다 밝게 보이기 때문에, 반사 표면 아래에 있는 물체의 세부 사항을 시각적으로 가릴 수 있고 주변 물체를 모호하게 할 수 있다. 반사된 광의 제2 회전성 편광은 광의 제1 회전성 편광과 반대일 수 있다. 광의 제1 회전성 편광이 원형으로 편광된 실시예에서, 광의 제1 및 제2 편광은 서로 반대인 원형으로 편광된다. 즉, 광의 제1 및 제2 편광은 반대의 회전성(예, 좌 회전성 및 우 회전성)을 가질 수 있다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광학 필터는 웨어러블 장치(28) 내에, 사용자와 환자 사이에 위치한 필터에, 이미저(22) 내에 그리고/또는 광 어셈블리(18)의 이동식 스크린 실시예에 통합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 어셈블리(18)는, 광원(20) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 광원(20)을 포함하는 실시예에서, 광원(20)은 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 광원(20)의 어레이는 약 1x2 내지 약 100x100의 어레이 및 그 사이의 모든 변형을 포함할 수 있다. 이와 같이, 광원(20)의 어레이를 포함하는 광 어셈블리(18)는 픽셀화된 광 어셈블리(18)로 알려질 수 있다.
임의의 광 어셈블리(18)의 광원(20)은 고정되거나 개별적으로 연결식일 수 있다. 광원(20)은 모두 연결식일 수 있거나, 일부가 연결식일 수 있거나, 또는 모두 연결식이지 않을 수 있다. 광원(20)은 전기 기계적으로(예, 모터) 및/또는 수동적으로(예, 사용자에 의해) 연결식일 수 있다. 광원(20)의 정적, 또는 고정된 실시예에서, 광원(20)은 다양한 소정의 지점(예, 환자 및/또는 테이블(26) 상에)에 집중할 수 있도록 할당될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 광원(20)은 원하는 곳에 조명을 제공하도록 환자 위에 래스터 주사될 수 있다. 즉, 광원(20)으로부터 방출된 광을 운전할 수 있다. 광원(20)은 기계적, 광학적 및/또는 전기 광학적 방법에 의해 래스터 주사될 수 있다. 제1 예에서, 광원(20)은 하나 이상의 모터를 통해 기계적으로 이동할 수 있다. 제2 예에서, 하나 이상의 미러는 하나 이상의 광원(20)에 광학적으로 결합될 수 있고, 방출광을 조정 가능한 빔으로 래스터 주사하도록 구성될 수 있다. 그 다음, 빔을 환자 전체에 대해 레스터 주사한다. 제3 예에서, 방출광은 액정 요소를 사용하여 조정될 수 있다. 이러한 예에서, 액정 요소는 본질적으로 방출광을 집속하거나 확산시키거나, 특정 방향으로 광을 운전할 수 있다. 또한, 액정 요소는 가변 렌즈로서 기능할 수 있다. 이러한 액정 요소는, 광원(20)을 기계적으로 이동시킬 필요가 없고 기계적 연결부를 제거할 수 있는 점에서 유리할 수 있다. 또한, 기존의 광원(20) 및 광 어셈블리(18)를 새로 장착하는 데 이러한 액정 요소를 이용할 수 있다. 광원(20)으로부터의 광을 래스터 주사하면 다양한 위치(예, 환자의 관심 지점)에서의 광 세기의 제어를 제공하는 데 유리할 수 있다. 예를 들어, 더 높게 인지된 세기를 생성하는 영역에서 더 느리게, 그리고 더 낮게 인지된 세기를 생성하는 영역에서 더 빠르게 광을 래스터 주사할 수 있다. 이러한 특징부는, 단일 광원(20)을 사용해서 가변하는 광 세기의 인지된 모습을 제공하는 데 유리할 수 있다. 또한, 광을 운전할 수 있기 때문에, 단일 광원은 상이한 종류의 수술에 대해 높은 수준의 조정 가능성을 제공할 수 있으며 이를 원하는 대로 운전할 수 있고 조정할 수 있다.
또 다른 예에서, 광 어셈블리(18) 및/또는 광원(20)은, 디지털 광 투사 시스템과 유사한 반사 요소의 어레이와 결합될 수 있다. 반사 요소는, 광원(20)으로부터 방출광을 반사하기 위해 온 상태와 오프 상태 사이에서 전이되는 미러일 수 있다. 미러를 온 상태 및 오프 상태(예, 반사 및 비 반사) 사이로 스위칭함으로써, 광을 다양한 영역으로 반사시켜 세기 및/또는 조명 패턴을 변화시킬 수 있다. 반사광은 또한 증강 현실에 이용될 수 있는 환자의 이미지를 형성할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 반사 요소와 함께 검류계를 사용할 수 있는 점을 이해할 것이다.
광원(20)과 연관하여 설명된 임의의 특징부 및 모든 특징부는 광 어셈블리(18)의 실시예 중 임의의 것 및 전부에 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 인시츄 광 어셈블리(18)는, 픽셀화 및/또는 독립적으로 이동 가능한 광원(20)을 포함할 수 있는 반면, 이동식 어셈블리 광 어셈블리(18)는 편광된 광을 방출할 수 있다. 또한, 광원(20)의 운전 가능한 실시예는, 광 어셈블리(18) 실시예 중 어느 하나에 적용될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 수술실(14)에 위치한 한 명 이상의 사용자는 웨어러블 장치(28)를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(28)는 안경류(예, 보안경, 안경), 헤드웨어(예, 안면 보호대, 헬멧, 바이저 등), 의복 및/또는 이들의 조합일 수도 있다. 안경류에서, 웨어러블 장치(28)는 광의 하나 이상의 파장 또는 파장 범위를 (예를 들어, 투과율을 높여) 향상시키거나 제거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전술한 형광 염료를 사용하는 경우, 웨어러블 장치(28)는 형광 염료로부터 방출된 파장의 모든 광이 웨어러블 장치(28)를 통과하도록 할 수 있다. 이러한 특징부는, 수술 부위의 인지된 휘도를 더 높게 생성할 수 있는 형광 염료의 가시성을 더 크게 허용하는 데 유리할 수 있다.
다른 예에서, 웨어러블 장치(28)는 광의 하나 이상의 편광을 제거하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 완전 반사된 원형 편광의 광은 회전성을 뒤집는다. 웨어러블 장치(28)는, 눈부심을 최소화하기 위해 광의 제2 회전성 편광을 제거하면서 광의 제1 회전성 편광을 통과시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 편광 필터링은 웨어러블 장치(28) 내의 광학 필터에 의해 달성될 수 있다. 광학 필터는 광의 제2 회전성 편광을 반사 및/또는 흡수하도록 구성된다. 광학 필터는 하나 이상의 반사형 편광기 및/또는 흡수형 편광기를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 광학 필터는 편광기로서 지칭될 수 있다. 반사형 편광기 예는, 1/4 파장판 또는 광학 리타더를 더한 선형 그리드 편광기, 1/4 파장판, 광학 리타더 및/또는 액정 재료를 갖는 이중 밝기 향상 필름(DBEF) 편광기와 같은 다층 플라스틱 필름을 포함할 수 있다. 광학 필름의 DBEF 필름 또는 흡수형 편광기 예는, 광학 필터 상에 입사하는 광의 제1 회전성 편광 및/또는 주변 광의 투과율을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 45%, 49%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 약 99% 초과해서 가질 수 있다. 또한 광학 필터는, 광의 제2 회전성 편광의 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 45%, 49%, 50%, 60%, 70%, 80%, 99% 이상의 반사율 및/또는 흡광도를 가질 수 있다. 광의 제2 회전성 편광을 제거하면 수술 부위에서 인지된 눈부심을 감소하고/감소하거나 제거할 수 있다. 광학 필터를 통과한 광의 제1 회전성 편광의 색상은, 가시적인 자연 색상에 영향을 미치지 않도록 상당히 중립적인 회색일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 웨어러블 장치(28)는, 상이한 사용자에게 상이한 조명을 제공하도록 광 어셈블리(18)와 조명 시스템(10) 중 하나 이상에 셔터링되고 연결될 수 있다. 예를 들어, 광원(20)의 스트로브 실시예에서, 상이한 웨어러블 장치(28)는 상이한 셔터 속도 및 지연을 제공할 수 있어, 광의 인지된 세기가 상이한 사용자에게 상이하도록 한다. 이러한 특징부는 웨어러블 장치(28) 내에 프로그래밍될 수 있거나 수술하는 동안 동적으로 조정될 수 있다.
다양한 구현예에 따라, 웨어러블 장치(28)는 광을 반사하고/반사하거나 방출하도록 구성될 수 있다. 반사 실시예에서, 웨어러블 장치(28)는 광 어셈블리(18) 중 하나 이상으로부터의 광을 수집, 반사, 방향 재설정 및/또는 집속하도록 구성된 미러 또는 다른 반사성 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(28)의 반사 요소는, 반사 요소의 반사 축을 변화시켜서 광 어셈블리(18)로부터 착용자가 보고 있는 곳으로 광의 방향을 재설정하는 하나 이상의 검류계 및/또는 자이로스코프를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 웨어러블 장치(28)는 하나 이상의 광원(20)을 포함할 수 있다. 광원(20)의 효율은, 착용자가 작동 영역(16)을 보고 있는지 유무에 기초하여 광원(20)을 켜고 끔으로써, (예를 들어, 멀리 지시하는 경우 광원(20)을 끄면서) 영역(16) 또는 현장(30)에서 지시된 광원(20)만 켬으로써, 그리고/또는 사용자가 바라보는 영역의 측정된 조명 및/또는 그림자에 기초하여 광의 세기를 조정함으로써, 증가될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 웨어러블 장치(28)는 종래의 조명 시스템에 비해 경량이고/경량이거나 배터리 시간이 증가될 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(28)는 무선일 수 있다. 또한, 안경류에서의 웨어러블 장치(28)는 광의 배율을 제공할 수 있다.
다양한 구현예에 따라, 웨어러블 장치(28)는 하나 이상의 안내 시스템을 포함할 수 있다. 안내 시스템은, 착용자가 보고 있고/있거나 일하는 곳을 나타내는 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안내 시스템은, 가시광 및/또는 비 가시광(예, 적외선)을 방출하는 레이저를 포함할 수 있다. 안내 시스템으로부터 방출된 광은 이미저(22)에 의해 추적될 수 있고 조명 시스템(10)에 전달될 수 있다. 안내 시스템으로부터 방출된 광의 이러한 추적은, 조명 시스템(10)으로 하여금 사용자가 보고 있는 광 어셈블리(18)로부터 광을 방출시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 조명 시스템(10)은, 수술실(14)로부터 및/또는 작동 영역(16)으로부터 이미지 데이터를 캡쳐하는 하나 이상의 이미저(22)를 포함할 수 있다. 이미저(22)는 조명 시스템(10)의 컨트롤러에 시각 정보를 전달하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 프로세서에 의해 제어되는 컴퓨터 실행가능 명령어(예, 루틴)를 저장할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 메모리는 광 제어 루틴 및/또는 이미지 분석 루틴을 포함할 수 있다. 이미지 분석 루틴은 이미저(22)로부터 데이터를 처리하도록 구성된다. 예를 들어, 이미지 분석 루틴은, 작동 영역(16)의 그림자 및 광도, 안내 시스템으로부터의 광, 관심 지점 위치(예, 테이블(26) 주위의 사용자, 웨어러블 장치(28)) 및/또는 사용자로부터의 제스처를 식별하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 이미지 분석 루틴은, 이미지에서 복수의 마커(24)의 위치를 식별하도록 또한 구성될 수 있다. 마커(24)는, 이미지에서 관심 지점을 지정하는 기호, 컴퓨터 판독 가능 코드 및/또는 패턴일 수 있다. 예를 들어, 복수의 마커(24)는 작동 영역(16) 또는 수술 현장(30) 주위에 위치할 수 있어서, 이미지 분석 루틴은 작동 영역(16)의 주변부를 결정할 수 있다. 또한, 하나 이상의 마커(24)는 기기(34), 사용자, 수술실(14) 내의 관심 지점 및/또는 환자 위에 위치할 수 있다. 이미지 분석 소프트웨어는, 마커(24)에 의해 표시된 주변부 및/또는 작동 영역(16) 외부에서 안내 시스템으로부터의 광을 추적할 수도 있고 추적하지 않을 수도 있다.
이미지 분석 루틴이 이미저(22)로부터의 데이터를 일단 처리하면, 광 제어 루틴은 광 어셈블리(18)의 작동 방법을 제어할 수 있다. 예를 들어, 광 제어 루틴은, 광 어셈블리(18)를 이동시키거나, 운전하거나, 활성화하거나, 또는 달리 영향을 끼쳐서 (예를 들어, 안내 시스템으로부터 측정되는 바와 같이) 사용자가 보고 있거나 일하는 곳에 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 제1 실시예에서, 광 제어 루틴은 광원(20)으로부터의 방출광을 운전하거나 달리 이동시켜, 사용자가 보고 있는 곳, 및/또는 손과 기기(34)가 위치하는 곳을 추적하도록 할 수 있다. 광 제어 루틴은 사용자 시선의 움직임에 대한 광의 이동 속도를 느리게 해서, 불편하게 빠른 조명의 스위칭을 최소화할 수 있다. 제2 실시예에서, 사용자의 시선이 작동 영역(16)의 외부에서 감지되는 경우, 광 어셈블리(18)는 마지막으로 알려진 시선 위치를 향해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 광 제어 루틴은, 웨어러블 장치(28) 상에 위치한 하나 이상의 광원(20)을 끄도록 구성되어 자신의 전력을 보존할 수 있다. 제3 실시예에서, 광 제어 루틴은 제스처 제어에 기초하여 조명 어셈블리(18) 중 하나 이상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상이한 조명 어셈블리(18)로부터의 광이 유도되는 곳을 제스처로 표시할 수 있다(예, 제1 광원(20)이 비추어야 하는 지점에는 손가락 하나, 제2 광원(20)이 비추어야 하는 위치에 손가락 둘을 표시함). 광 제어 루틴이 반응할 수 있는 다른 예시적인 제스처는, 광 빔을 확대하거나 수축하기 위해 손가락으로 꼬집는 것을 포함할 수 있다. 광원(20)으로부터의 광을 운전하는 것은 전술한 방법 중 어느 하나에 의해 달성될 수 있다. 다른 예에서, 광 제어 루틴은 사용자(예, 머리 또는 손/장갑) 상에 위치하는 마커(24)의 위치 및 배향에 반응할 수 있다. 예를 들어, 광 어셈블리(18)로부터의 비춤은 사용자의 머리 및/또는 손의 배향에 기초하여 이동되거나 변경될 수 있다. 또한, 광 제어 루틴은, 광원(20) 중 하나 이상으로부터 웨어러블 장치(28)의 반사기로 광을 유도하거나 운전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자, 및 마커(24)의 움직임을 모니터링함으로써, 이미지 분석 루틴은 반사기의 위치를 결정할 수 있고, 이를 향해 적당한 각도로 광을 방출하여 수술 부위를 비출 수 있다. 제4 실시예에서, 이미저(22) 중 하나 이상은 그림자를 감지할 수 있는 가시광 카메라일 수 있고, 광 제어 루틴은 이에 따라 조명을 변경할 수 있다. 예를 들어, 광 제어 루틴은, 다른 광원(20)이 차단되거나 그림자를 만들기 시작하는 경우에 광원(20) 중 하나 이상의 세기를 자동 조정할 수 있다. 광 제어 루틴은 또한 본원에서 제공된 교시로부터 벗어나지 않으면 음성 또는 기계적 입력부(예, 풋)를 통해 제어될 수도 있음을 이해할 것이다. 제5 실시예에서, 광 제어 루틴은 하나 이상의 광을 자동으로 끄도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원(20)이 사용자의 눈에서 빛나거나 조명 각도 및 사용자 위치때문에 눈부심을 만드는 것을 광 제어 루틴이 감지하는 경우, 광 제어 루틴은 자동적으로 불쾌감을 유발하는 광원을 끄고, 다른 광원(20)을 활성화 및/또는 다른 광원의 휘도를 증가시킴으로써 보상한다.
또 다른 실시예에서, 이미저(22)는 하나 이상의 적외선 에미터와 함께 사용될 수 있다. 적외선 에미터는 이미저(22)에 의해 판독될 수 있는 적외선 도트의 필드를 수술실(14)로 투사할 수 있다. 에미터의 위치를 알고 도트의 위치를 판독함으로써, 광 제어 및/또는 이미지 분석 루틴은 수술실의 3차원 맵을 생성할 수 있다. 3차원 맵을 이용하여, 전술한 광 제어 루틴 작동 중 어느 하나가 수행될 수 있다.
상기 조명 시스템(10) 및/또는 상기 제공된 발명은 수술실(14)에 존재하는 다수의 다른 특징부와 함께 작동하도록 구성된다. 예를 들어, 조명 시스템(10)은 기기(34)의 위치 및 사용을 추적하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기기(34)는 이미저(22)에 의해 보일 수 있는 페인트, 마커 및/또는 표시자(예를 들어, 적외선 반사체 및/또는 형광물)를 포함할 수 있다. 기기(34)는, 유형(예, 소모성 대 비 소모성) 및/또는 이를 사용하거나 위치시키는 조작자에 의해 코딩될 수 있다. 기기(34)는, 이미저(22)에 보여짐으로써 수술 현장(30)에 진입하고 빠져나갈 시 추적될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 기기(34)는 무선 주파수 식별 추적 장치를 포함할 수 있다.
당업자 및 본 발명을 만들고 사용하는 자에 의해 본 발명의 변형이 나타날 것이다. 따라서, 도면에 도시되고 전술한 실시예는 단지 예시의 목적을 위한 것이며 본 개시의 범주를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 하며, 본 개시의 범주는 균등론을 포함한 특허법의 원칙에 따라 해석되는 대로의 다음 청구범위에 의해 정해진다.
기술된 본 발명의 구성 및 다른 부품들은 임의의 특정 재료에 한정되지 않는다는 것을 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 이해할 것이다. 본원에서 달리 설명되지 않는 한, 본원에서 개시된 개시 내용의 다른 예시적인 구현예는 매우 다양한 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "결합된"(결합, 결합의, 결합되는 등과 같은 모든 형태의)은 일반적으로 두 개의 구성 요소를 직접적 또는 간접적으로(전기적 또는 기계적) 연결하는 것을 의미한다. 이러한 연결은 본래 고정적일 수 있고 본래 동적일 수 있다. 이러한 연결은(전기적인 또는 기계적인) 두 개의 구성 요소, 및 서로 또는 두 개의 구성 요소와 하나의 단일체로서 일체로 형성되는 임의의 추가 중간 부재들에 의해 달성될 수 있다. 이러한 연결은 달리 명시되지 않는 한 본래 영구적일 수 있고, 본래 제거 가능하거나 해제 가능할 수 있다.
예시적인 구현예에 도시된 바와 같이, 본 발명의 요소의 구성 및 배열은 단지 예시적인 것임을 주목하는 것이 또한 중요하다. 본 발명의 단지 몇몇 구현예들이 본 개시에서 상세히 설명되었지만, 본 개시를 검토하는 당업자라면 인용된 주제의 신규한 교시 및 이점을 실질적으로 벗어나지 않고 많은 변형(예를 들어, 다양한 요소들의 크기, 치수, 구조, 모양 및 비율, 파라미터 값, 장착 배열, 재료의 사용, 색상, 방향 등의 변동)이 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 예를 들어, 일체형으로 형성된 요소는 다수의 부분으로 구성될 수도 있고 또는 다수의 부분으로 도시된 요소는 일체형으로 형성될 수도 있으며, 인터페이스의 동작은 반전되거나 그렇지 않으면 변화될 수도 있으며, 구조 및/또는 부재 또는 연결 부품 또는 시스템(10)의 다른 구성 요소의 길이 또는 폭은 변화될 수 있고, 그리고 요소 사이에 제공된 조정 위치의 성질 또는 부호가 변경될 수도 있다. 시스템(10)의 요소 및/또는 어셈블리는 임의의 매우 다양한 색상, 질감, 및 이들의 조합으로 충분한 강도나 내구성을 제공하는 임의의 매우 다양한 재료로부터 구성될 수 있음을 주목해야 한다. 따라서, 그러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 다른 치환, 변형, 변화, 및 생략은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 원하는 그리고 다른 예시적인 구현예들의 설계, 작동 상태 및 배열에서 이루어질 수 있다.
임의의 기술된 공정, 또는 기술된 공정 내의 임의의 단계는 본 발명의 범위 내에서 구조물을 형성하기 위해 다른 개시된 공정 또는 단계와 결합될 수도 있음을 이해할 것이다. 본원에 개시된 예시적인 구조 및 공정은 예시적인 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
또한 본 개시의 개념을 벗어나지 않고 변형 및 수정이 전술한 구조 및 방법에서 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 하며, 또한 그러한 개념은 아래의 청구범위가 그들의 언어로 명시적으로 달리 언급되지 않는 한 아래의 청구범위에 의해 포괄되도록 의도되는 것으로 이해해야 한다. 게다가, 이하에서 제시될 청구범위는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 일부로 포함되어 이들을 구성한다.
본원에 사용된 용어 "약"은, 양, 크기, 조제, 파라미터 및 기타 양 및 특성이 정확하지는 않으며 정확할 필요는 없지만, 바라건대 허용 오차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등 그리고 당업자에게 알려진 다른 인자처럼 근사치이고/근사치이거나 더 크거나 더 작을 수 있음을 의미한다. 범위의 값 또는 종점을 설명할 때의 "약"이라는 용어를 사용하는 경우에, 본 개시는 언급된 특정 값 또는 종점을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 명세서에서 범위의 수치 또는 종단점이 "약"을 암시하든 안하든, 범위의 수치 또는 종점은 두 개의 구현예를 포함하는 것으로 의도된다: "약"으로 수정된 하나와 "약"으로 수정되지 않은 하나. 범위 각각의 종점은 다른 종점과 관련하여, 그리고 다른 종점과는 독립적으로 모두 중요함을 더 이해할 것이다.
본원에서 사용된 용어 "실질적", "실질적으로", 및 이들의 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일함을 나타내기 위한 것이다 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면 또는 거의 평면인 표면을 나타내는 것으로 의도된다. 또한, "실질적으로"는 2개의 값이 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 일부 구현예에서, "실질적으로"는 서로 약 5% 이내 또는 서로 약 2% 이내와 같이 서로 약 10% 이내의 값을 나타낼 수 있다.

Claims (20)

  1. 수술실용 조명 시스템으로서,
    상기 수술실 영역에 광 방출파를 선택적으로 유도하도록 구성된 적어도 하나의 조명 공급원을 포함하는 광 어셈블리;
    상기 수술실의 시야 범위 내에서 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성되는 이미저;
    상기 광 어셈블리 및 상기 이미저와 통신하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는,
    상기 이미지 데이터에서 마커의 위치를 감지하고,
    상기 마커의 위치에 기초하여 상기 영역 내에 상기 광 방출파를 유도하기 위해 상기 광 어셈블리를 제어하도록 구성되는, 조명 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 방출파의 방향을 제어하도록 구성된 위치 설정 기구를 추가로 포함하는 조명 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 위치 설정 기구와 통신하고, 상기 광 방출파의 방향을 상기 마커의 위치로 제어하도록 구성되는, 조명 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 위치 설정 기구는 상기 영역에 상기 광 방출파를 유도하도록 구성된 다중축 액추에이터를 포함하는, 조명 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커의 위치가 상기 광 방출파에 의해 비추어진 상기 수술실의 영역 일부를 식별하도록, 상기 시야 범위를 상기 수술실에 유도하는 조명 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 어셈블리는 현장 위로 상기 수술실의 천장에 장착하도록 구성되는, 조명 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 어셈블리는 상기 광 방출파를 상기 수술실 영역에 위치한 작동 테이블의 일부로 유도하도록 구성되는, 조명 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    주로 비 가시광 파장으로 감지 방출파를 방출하도록 구성된 에미터를 추가로 포함하는 조명 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지 방출파는 적외선 또는 근적외선 범위의 광을 포함하는, 조명 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 상기 감지 방출파를 반사하도록 구성된 반사성 표면을 포함하는, 조명 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미저는 상기 마커를 나타내는 이미지 데이터를 캡쳐하기 위해 상기 마커로부터 반사된 상기 감지 방출파의 파장을 포착하도록 구성되는, 조명 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마커는 휴대 기기 상에 배치되는, 조명 시스템.
  13. 수술실 내의 조명 시스템을 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 수술실의 작동 영역에 마커를 위치시킴으로써 광 방출파에 대한 위치를 식별하는 단계;
    상기 광 방출파를 상기 위치로 유도하는 단계;
    상기 마커의 이동에 반응하여 상기 마커의 위치를 추적하는 단계; 및
    상기 위치의 조명을 유지하는 상기 마커의 이동을 따르도록 상기 광 방출파를 유도하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 위치의 설정은 상기 마커의 무선 주파수 식별을 감지하여 상기 마커의 위치를 삼각 측량화함으로써 식별되는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 작동 영역에 유도된 시야 범위에서 이미지 데이터를 캡쳐하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이미지 데이터에서 상기 마커의 위치를 식별하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    주로 비 가시광 파장을 포함한 감지 방출파를 상기 시야 범위 내에 방출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 감지 방출파는 적외선 또는 근적외선 범위의 광을 포함하는, 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 마커로부터의 감지 방출파를 반사하는 단계;
    상기 이미지 데이터에서 상기 감지 방출파의 반사를 식별하는 단계; 및
    상기 반사에 기초하여 상기 마커의 위치를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 수술실용 조명 시스템으로서,
    상기 수술실 영역에 광 방출파를 선택적으로 유도하도록 구성된 적어도 하나의 조명 공급원을 포함하는 광 어셈블리;
    상기 수술실의 시야 범위 내에서 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성되는 이미저;
    상기 시야 범위에 감지 방출파를 방출하도록 구성된 에미터;
    상기 광 어셈블리 및 상기 이미저와 통신하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는,
    상기 감지 방출파를 활성화해서 상기 시야 범위에 방출시키고,
    상기 이미지 데이터에서 상기 감지 방출파의 반사를 식별하고,
    상기 반사에 기초하여 상기 이미지 데이터에서의 마커의 위치를 결정하고,
    상기 마커의 위치에 기초하여 상기 영역 내에 상기 광 방출파를 유도하기 위해 상기 광 어셈블리를 제어하도록 구성되는, 조명 시스템.
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KR20220148533A (ko) * 2021-04-29 2022-11-07 가천대학교 산학협력단 회전식 조명장치 및 이를 구비한 환자의 피판 촬영장치

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