DE102005044918A1

DE102005044918A1 - Vorrichtung zur kontaktlosen Identifikation und Kommunikation zwischen einem HF-Generator und Instrumente

Info

Publication number: DE102005044918A1
Application number: DE102005044918A
Authority: DE
Inventors: Michael Neher; Martin Heinrich; Armin Brielmann; Thomas Dr. Kröber
Original assignee: Bowa Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Bowa Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-02-01
Also published as: DE202005021732U1

Abstract

Vorrichtung zur kontaktlosen Identifikation und Kommunikation zwischen einem HF-Generator und an diesen angeschlossenen Instrumenten, wobei die Instrumente über ihre Instrumentenstecker mit entsprechenden Steckerbuchsen des HF-Generators verbunden sind, mit jeweils einem dem Instrument zugeordneten einschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher und mit mindestens einer dem HF-Generator zugeordneten Schreib- und Leseeinheit, wobei der einschreibbare und auslesbare Datenspeicher Teil eines eine Instrumentenantenne aufweisenden Transponders ist, der am oder im Instrumentenstecker angeordnet ist, wobei der dem Instrumentenstecker aufnehmenden Steckerbuchse jeweils eine Generatorantenne zugeordnet ist, die mit der Schreib- und Leseeinheit verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontaktlosen Identifikation und Kommunikation zwischen einem HF-Generator und an diesen angeschlossenen Instrumenten, wobei die Instrumente über ihre Instrumentenstecker mit entsprechenden Steckerbuchsen des HF-Generators verbunden sind, mit jeweils einem dem Instrument zugeordneten einschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher und mit mindestens einer dem HF-Generator zugeordneten Schreib- und Leseeinheit.

HF-Chirurgiegeräte und HF-Instrumente werden zur Elektrokoagulation und/oder Elektrotomie in allen operativen Fachgebieten der Medizin genutzt. Mit der Weiterentwicklung des Methodenspektrums für die offene Chirurgie und für die Endoskop- bzw. Laparskop assistierte Chirurgie hat sich der Umfang der benötigten monopolaren und bipolaren HF-Instrumente mit ihrer konstruktiven und funktionellen Verschiedenheit deutlich erhöht. Das elektrische Zusammenwirken von einem kabelgebundenem HF-Instrument oder von mehreren mit dem HF-Generator bedingt notwendigerweise eine instrumentenspezifische Vorwahl von erforderlichen monopolaren oder bipolaren Betriebsmodi, HF-Stromarten zum Schneiden und/oder Koagulieren, Modulationsniveau, maximales HF-Leistungsniveau, Regelungsart der Parameter, Fußschalterzuordnung, automatische HF-Aktivierung/Deaktivierung, Zuschalten von Argon-Zusatzgeräten und anderen, was vom medizinischen Fachpersonal vor Beginn des chirurgischen Einsatzes am Gerät sachkundig ausgeführt werden muss. Die Anforderungen an das medizinische Fachpersonal, an eine sachkundige Gerätebedienung und -konfiguration steigen vor allem mit der Anzahl der zum Einsatz kommenden verschiedenartigen HF-Instrumente und der Häufigkeit der intraoperativen Instrumentenwechsel. Bestimmungsgemäß müssen außerdem einige HF-Instrumente mit Berücksichtigung der maximal zulässigen Hochspannungsbelastbarkeit in einem limitierten HF-Einstellparameterbereich oder mit Berücksichtigung der chirurgischen Prozedur mit einer ausgewählten HF-Stromart betrieben werden. Generator-Fehleinstellungen mit eventuell sicherheitsrelevanten Auswirkungen auf Patient und Operateur sowie eine Funktionsbeeinträchtigung oder Lebensdauerverringerung der HF-Instrumente können die Folgen sein.

Aus der DE 196 29 646 C2 ist eine Vorrichtung zur automatischen Identifikation und Erfassung charakteristischer Kenndaten von Komponenten von Endoskopiesystemen bekannt. Dabei weist ein HF-Instrument bzw. eine HF-Sonde an ihrem proximalen Ende eine Steckverbindung zu einem distalen Ende eines Kabels auf, das mit seinem proximalen Ende mit einem HF-Generator verbunden ist. Das proximale Ende der HF-Sonde weist eine dem HF-Generator zugeordnet Schreib- und Leseeinheit auf.

Nachteilig dabei ist, dass zwar einerseits der einschreibbare und auslesbare Datenspeicher kontaktlos von der Schreib- und Leseeinheit ausgelesen bzw. beschrieben werden kann, dass aber andererseits eine zusätzliche Drahtverbindung zur Daten- und Energieversorgung zwischen distalen Ende des Kabels und dem HF-Generator benötigt wird. Die zusätzliche Drahtverbindung ist dabei relativ kostenintensiv und zudem störanfällig.

Weiterhin ist aus der US 6 402 743 B1 eine Vorrichtung zur kontaktlosen Identifikation zwischen einem HF-Generator und einem an diesen angeschlossenen Instrument bekannt, bei dem ein spezieller Instrumentenstecker in einer entsprechenden Steckerbuchse am HF-Generator optisch ausgelesen und damit identifiziert wird.

Nachteilig dabei ist, dass ein spezielles Stecker-Buchsen-System benötigt wird, was wegen der optischen Komponenten zudem relativ kostenintensiv ist. Auch gibt es dabei keine Speichermöglichkeiten in einem dem Instrument bzw. seinem Stecker zugeordneten Speicher. Weiterhin nachteilig ist, dass bei derartigen Steckverbindungen bei Generatoren bzw. Instrumenten unterschiedlicher Hersteller eine totale Inkompatibilität gegeben ist.

Weiterhin ist aus der DE 43 39 049 C2 eine Vorrichtung zur Identifikation von HF-Instrumenten, die an einen HF-Generator angeschlossen sind. Das HF-Instrument ist dabei mit einer elektrischen oder elektronischen Codiereinrichtung ausgestattet, wobei der HF-Generator mindestens eine elektrische oder elektronische Decodiereinrichtung aufweist, die mit der Codiereinrichtung des jeweils an den Generator angeschlossenen HF-Instrumentes verbindbar ist.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, dass sie keine kontaktlose Identifikation ermöglicht und dass spezielle Steckverbindungen mit zusätzlichen elektrischen Leitungen notwenig sind. Zudem besteht instrumentenseitig keine Möglichkeit zur Speicherung von Parametern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Vorrichtungen so zu verbessern, dass eine einfache und kostengünstige kontaktlose Identifikation und Kommunikation zwischen einem HF-Generator und an diesen angeschlossenen Instrumenten möglich ist. Zur Kommunikation soll dabei eine instrumentenseitige Speicherung von Parametern möglich sein.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der einschreibbare und auslesbare Datenspeicher Teil eines eine Instrumentenantenne aufweisenden Transponders ist, der am oder im Instrumentenstecker angeordnet ist, dass der dem Instrumentenstecker aufnehmenden Steckerbuchse jeweils eine Generatorantenne zugeordnet ist, die mit der Schreib- und Leseeinheit verbunden ist.

Durch die Verwendung eines am oder im Instrumentenstecker angeordneten Transponders der einen über seine Instrumentenantenne einschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher aufweist, wird eine kontaktlose Identifikation und Kommunikation mit dem HF-Instrument ermöglicht. Dadurch, dass der den Instrumentenstecker aufnehmenden Steckerbuchse jeweils eine Generatorantenne zugeordnet ist, die mit einer Schreib- und Leseeinheit in Verbindung steht, wird eine sichere Identifikations- und Kommunikationsverbindung zwischen den HF-Instrumenten und der Schreib- und Leseeinheit des HF-Generators erreicht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine mit dem HF-Generator verbindbare Kommunikationseinheit vorgesehen, die neben der mindestens einen dem HF-Generator zugeordneten Schreib- und Leseeinheit die die Instrumentenstecker aufnehmenden Steckerbuchsen aufweist. Eine Kontrolleinheit kann dabei ebenfalls in der Kommunikationseinheit vorgesehen sein.

Durch die Verwendung einer zusätzlichen Kommunikationseinheit lassen sich HF-Generatoren in ihrer Funktion relativ einfach um die erfindungsgemäße Vorrichtung erweitern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Generatorantenne jeweils an oder in der ihr zugeordneten Steckerbuchse angeordnet.

Die Anordnung der Generatorantenne an oder in der Steckerbuchse verbessert die Kommunikation zwischen den beiden einander zugeordneten Antennen von Instrument und Generator.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Generatorantennen zu den jeweils zugeordneten Instrumentenantennen dicht benachbart angeordnet und weisen zu den Antennen benachbarter Instrumente einen solchen Abstand auf, der eine Kommunikation mit der ihnen nicht zugeordneten Antennen verhindert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Antennen mit einer solchen Leistung betreibbar, dass einerseits die Kommunikation zwischen Instrumentenantenne und zugeordneter Generatorantenne ermöglicht wird und dass andererseits die Kommunikation zwischen Instrumentenantenne und nicht zugeordneten Generatorantennen verhindert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umläuft bzw. umschließt die Generatorantenne die Steckerbuchse außen. Damit kommt die Generatorantenne mit einer extrem geringen Lesereichweite aus.

Besonders günstig ist dabei, wenn Generator- und Instrumentenantenne in einer Ebene angeordnet sind. Dadurch wird eine optimale magnetische Verkopplung zwischen den Antennen erreicht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Antennen orthogonal zu den durch die Instrumentenstecker und Steckerbuchsen fließenden Ströme angeordnet. Dies hat große Vorteile hinsichtlich der Störfestigkeit sowie der sicheren Zuordnung der Instrumentenstecker zu den Steckerbuchsen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Generatorantenne jeweils gegenüber den benachbarten Generatorantennen und ihnen zugeordneten Instrumentenantennen abgeschirmt. Durch die Abschirmung der Generatorantenne wird die Sicherheit der Kommunikation gegen unerwünschte Störeinflüsse weiter erhöht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Generatorantenne eine eigene mit einer Kontrolleinheit des HF-Generators verbundene Schreib- und Leseeinheit vorgelagert.

Zur Kosteneinsparung ist es aber auch möglich, eine gemeinsame mit einer Kontrolleinheit des HF-Generators verbundene Schreib- und Leseeinheit vorzusehen, die über eine Multiplex-/Demultiplex-Einheit mit den Generatorantennen verbunden ist. Dadurch wird für die einzelnen Generatorantennen jeweils nur eine gemeinsame Schreib- und Leseeinheit benötigt. Auch ist es möglich, eine separate Platine vorzusehen, auf der die Multiplex-/Demultiplex-Einheit und die Schreib- und Leseeinheit angeordnet sind. Neben dem Einbau modifizierter Steckerbuchsen, deren Generatorantennen mit der Multiplex-/Demultiplex-Einheit verbunden werden, benötigt die Platine nur einen Steckplatz im Generator zur Anbindung an bestehende Schnittstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verringert die Fehlermöglichkeit des Bedienpersonals bei der instrumentenspezifischen HF-Generator-Systemkonfiguration erheblich. Es wird einfach und kostengünstig eine berührungslose bidirektionale Kommunikation zwischen beliebigen HF-Instrumenten und dem zugeordneten HF-Generator geschaffen. Auch die Arbeitsprozesse der zyklischen sicherheitstechnischen Kontrollen/Geräteservice und der Instrumentenhygiene beim Anwender (Einmalverwendung, Wiederverwendung) können damit rationalisiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung leistet damit einen Beitrag zur Erhöhung der Patientensicherheit sowie der Zuverlässigkeit der HF-Instrumente.

Neben der Erkennung des Instrumentes ist eine Vorgabe von Betriebsparametern/Vorzugsparametern möglich, die instrumentenseitig und/oder generatorseitig gespeichert werden können. Gleichzeitig ist die Erfassung und Speicherung von Betriebsdaten, wie Anwendungszyklen, möglich. Fehleinstellungen können verhindert werden. Auch ist es möglich, eine Instrumentenhistorie zu erstellen bzw. abzuspeichern und bei Bedarf auszulesen. Die Freischaltung von Spezialprogrammen ist über die entsprechenden Instrumente am Generator möglich.

Trotz Identifikations- und Kommunikationsmöglichkeit ist es bei Verwendung mechanischer Standardstecker möglich, bei dem Verzicht auf die Identifikations- bzw. Kommunikationsmöglichkeit mit den Grundfunktionen zu arbeiten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines HF-Generators mit zwei angeschlossenen Instrumenten,
2: eine schematische Zuordnung von Instrumentensteckern und HF-Generator mit separaten Schreib-/Leseeinheiten,
3: eine schematische Darstellung von Instrumentensteckern und einem HF-Generator mit einer gemeinsamen Schreib-/Leseeinheit, die über eine Multiplex-/Demultiplex-Einheit mit den einzelnen Generatorantennen verbunden ist,
4: eine schematische Darstellung eines HF-Generators mit Kommunikationseinheit und einem angeschlossenen Instrumentenkabel in Seitenansicht,
5: eine schematische Darstellung eines HF-Generators mit zwei anzuschließenden Instrumenten,
6: eine räumliche Darstellung einer flachen Steckerbuchse mit eingestecktem Instrumentenstecker,
7: eine räumliche Darstellung der flachen Steckerbuchse von 6 mit gestrichelt angedeuteter Instrumentenantenne,
8: eine räumliche Darstellung der Generatorantenne und Instrumentenantenne der Buchsen-Stecker-Kombination von 6 bzw. 7,
9: eine räumliche Darstellung einer weiteren Steckerbuchse mit eingestecktem Instrumentenstecker,
10: eine räumliche Darstellung der Steckerbuchse von 8 mit eingestecktem unipolarem Instrumentenstecker,
11: eine räumliche Darstellung der Generatorantenne und Instrumentenantenne der Buchsen-Stecker-Kombination von 9,
12: eine räumliche Darstellung der Generatorantenne und Instrumentenantenne der Buchsen-Stecker-Kombination von 10 und
13: ein Blockschaubild zur Integration einer separaten Platine mit einer Schreib- und Leseeinheit in einem HF-Generator.
Eine Vorrichtung 1 zur kontaktlosen Identifikation und Kommunikation besteht im Wesentlichen aus einem HF-Generator 2 und an diesen angeschlossenen Instrumenten 3, 4.
Der HF-Generator 2 weist nach einem ersten Beispiel vier Steckerbuchen 5, 6, 7, 8 zum Anschluss von elektrochirurgischen Instrumenten 3, 4 auf, die über entsprechende Instrumentenstecker 9, 10 über die Steckerbuchsen 5, 7 mit dem HF-Generator 2 verbunden sind. Die Instrumentenstecker 9, 10 weisen jeweils einen Transponder 11 mit einem Datenspeicher 12 und einer Instrumentenantenne 13 auf. Zum Auslesen bzw. Einschreiben der Datenspeicher 12 weisen die Steckerbuchsen 5, 6, 7, 8 jeweils eine Generatorantenne 14 auf, die nach dem Ausführungsbeispiel von 2 jeweils mit einer Schreib-/Leseeinheit 15 verbunden sind. Die Schreib-/Leseeinheiten sind ihrerseits mit einer Kontrolleinheit 16 des HF-Generators 2 verbunden. Die Antenne 13 eines unteren Instrumentensteckers 18 kommuniziert dabei mit der unteren Generatorantenne 20 und Antenne 13 des ersten Antennensteckers 9 kommuniziert mit der ersten Generatorantenne 19.
Nach einer Ausführungsform entsprechend 3 sind die Generatorantennen 14 des Generators 2' über eine Multiplex-/Demultiplex-Einheit 17 mit einer gemeinsamen Schreib-/Leseeinheit 15' verbunden, die ihrerseits mit der Kontrolleinheit 16', die gleichzeitig die Multiplex-/Demultiplex-Einheit 17 kontrolliert, verbunden ist.
Nach einer Ausführungsform entsprechend 4 ist eine Kommunikationseinheit (21) mit dem HF-Generator (2'') verbunden und weist die dem HF-Generator (2'') zugeordnete Schreib- und Leseeinheit/en (15'') sowie die Steckerbuchsen (5, 6, 7, 8) auf, die die Instrumentenstecker (9, 10, 18) aufnehmen.
5 zeigt einen HF-Generator 1', dessen Steckerbuchsen 5, 6, 7, 8 von umlaufenden Generatorantennen 14' umschlossen sind. Die Generatorantennen 14' sind, wie oben beschrieben, über eine Multiplex-/Demultiplex-Einheit 17 mit der gemeinsamen Schreib-/Leseeinheit 15' verbunden.
6 zeigt eine flache Steckerbuchse 5 mit umlaufender Generatorantenne 14' und eingestecktem Instrumentenstecker 9', dessen Instrumentenantenne 13' (siehe 7 und 8) in einer Ebene mit der angeordnet ist.
9 zeigt eine weitere Steckerbuchse 7 mit umlaufender Generatorantenne 14' und eingestecktem Instrumentenstecker 10', dessen Instrumentenantenne 13' (siehe 11) in einer Ebene mit der Generatorantenne 14' angeordnet ist.
10 zeigt eine Steckerbuchse 7 mit umlaufender Generatorantenne 14' und eingestecktem unipolaren Instrumentenstecker 22, dessen Instrumentenantenne 13' (siehe 12) in einer Ebene mit der Generatorantenne 14' angeordnet ist.
13 zeigt ein Blockschaubild zur Integration einer separaten Platine 23 mit einer Schreib- und Leseeinheit 15' in einem HF-Generator 2'. Die Platine 23 ist auf einem Steckplatz der Hauptplatine 24 des HF-Generators 2' angeordnet. Die Generatorantennen 14' sind mit dem Eingang der Multiplex-/Demultiplex-Einheit 17 verbunden, die auf der Platine 23 angeordnet und mit dem Prozessor 25 der Schreib- und Leseeinheit 15' verbunden ist. Die Schreib- und Leseeinheit 15' ist ihrerseits über eine generatorseitige Schnittstelle 26 mit dem generatorseitigen Bussystem 27 verbunden, das mit dem Hauptprozessor 28 in Verbindung steht. Die Platine 23 wird von der Versorgung 29 des HF-Generators 2' mitversorgt. Die Antennen 13', 14' können jeweils aus einer Windung oder mehreren Windungen, beispielsweise drei, bestehen.

Claims

Vorrichtung zur kontaktlosen Identifikation und Kommunikation zwischen einem HF-Generator und an diesen angeschlossenen Instrumenten, wobei die Instrumente über ihre Instrumentenstecker mit entsprechenden Steckerbuchsen des HF-Generators verbunden sind, mit jeweils einem dem Instrument zugeordneten einschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher und mit mindestens einer dem HF-Generator zugeordneten Schreib- und Leseeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der einschreibbare und auslesbare Datenspeicher (12) Teil eines eine Instrumentenantenne (13) aufweisenden Transponders (11) ist, der am oder im Instrumentenstecker (9, 10, 18) angeordnet ist, dass der dem Instrumentenstecker (9, 10, 18) aufnehmenden Steckerbuchse (5, 6, 7, 8) jeweils eine Generatorantenne (14, 14', 19, 20) zugeordnet ist, die mit der Schreib- und Leseeinheit (15, 15') verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem HF-Generator (2'') verbindbare Kommunikationseinheit (21) vorgesehen ist, die neben der mindestens einen dem HF-Generator (2'') zugeordneten Schreib- und Leseeinheit (15'') die die Instrumentenstecker (9, 10, 18) aufnehmenden Steckerbuchsen (5, 6, 7, 8) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Generatorantenne (14, 19, 20) jeweils an oder in der ihr zugeordneten Steckerbuchse (6, 7, 8, 9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorantennen (14, 19, 20) zu den jeweils zugeordneten Instrumentenantennen (13) dicht benachbart angeordnet sind und zu den Antennen (13) benachbarter Instrumente (3, 4) einen eine Kommunikation verhindernden Abstand aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (13, 14, 19, 20) mit einer solchen Leistung betreibbar sind, die die Kommunikation zwischen Instrumentenantenne (13) und zugeordneter Generatorantenne (14, 19, 20) ermöglicht und die Kommunikation zwischen Instrumentenantenne (13) und nicht zugeordneten Generatorantennen (14, 19, 20) verhindert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorantenne (14, 19, 20) jeweils gegenüber den benachbarten Generatorantennen (14, 19, 20) und ihnen zugeordneten Instrumentenantennen (13) abgeschirmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Generatorantenne (14, 19, 20) eine eigene mit einer Kontrolleinheit (16) des HF-Generators (2) verbundene Schreib- und Leseeinheit (15) vorgelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame mit einer Kontrolleinheit (16') des HF-Generators (2') verbundene Schreib- und Leseeinheit (16') vorgesehen ist, die über eine Multiplex-/Demultiplex-Einheit (17) mit den Generatorantennen (19, 20) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Platine (23) im HF-Generator (2') vorgesehen ist, auf der die Multiplex-/Demultiplex-Einheit (17) und die Schreib- und Leseeinheit (16') angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorantenne (14') die Steckerbuchse (5, 6, 7, 8) umläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in die Steckerbuchse (5, 7) eingesteckten Instrumentenstecker (9, 10, 22) die Generatorantenne (14') und die Instrumentenantenne (13') in einer Ebene angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennen (13', 14') orthogonal zu den durch die Instrumentenstecker (9, 10, 22) und Steckerbuchsen (5, 6, 7, 8) fließenden Ströme angeordnet sind.