DE102007003594B3

DE102007003594B3 - Medizinisches Gerät mit einem Fluidanschluss

Info

Publication number: DE102007003594B3
Application number: DE102007003594A
Authority: DE
Inventors: Olaf Dr. Schermeier; Gerd Wotha; Markus Steeger; Ludger Tappehorn
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2027-01-25
Also published as: ATE477830T1; CN101229409A; DE602007008520D1; CN101229409B; EP1949930A3; EP1949930A2; US9089664B2; EP1949930B1; US20080173308A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät mit einem Fluidanschluss (2), einem Schlauch (20), einer Tülle (4), die einerseits mit dem Fluidanschluss (2) und andererseits mit dem Schlauch (20) mit jeweils frei wählbarer Drehstellung verbindbar ist, um eine Fluidverbindung zwischen Fluidanschluss (2) und Schlauch (20) herzustellen, wobei der Schlauch (20) mit einem Transponder (22) an seinem Anschlussende an die Tülle (4) versehen ist, und mit einem Schreiblesegerät zur Kommunikation mit dem Transponder (22), das eine Antenne (24) im Bereich des Fluidanschlusses (2) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Tülle (4) im Bereich ihrer beiden Anschlussenden jeweils mit einer Spule (5, 6) versehen ist, deren Achse jeweils im Wesentlichen koaxial zu der Drehachse steht, um die die relative Drehstellung der Tülle (4) variabel ist, und dass die beiden Spulen (5, 6) durch elektrische Leitungen (8) verbunden sind, an die wenigstens ein Kondensator (9) als Schaltungskomponente angeschlossen ist, wobei die Spulen (5, 6), elektrischen Leitungen (8) und Schaltungskomponente(n) (9) einen elektrischen Schwingkreis zur Übertragung von Signalen von dem Schreiblesegerät zu dem Transponder (22) und umgekehrt bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät mit einem Fluidanschluss, einem Schlauch, einer Tülle, die einerseits mit dem Fluidanschluss und anderseits mit dem Schlauch mit jeweils frei wählbarer Drehstellung verbindbar ist, um eine Fluidverbindung zwischen Fluidanschluss und Schlauch herzustellen, wobei der Schlauch mit einem Transponder an seinem Anschlussende an die Tülle versehen ist, und mit einem Schreiblesegerät zur Kommunikation mit dem Transponder, das eine Antenne im Bereich des Fluidanschlusses aufweist.
Ein typisches Beispiel für ein derartiges medizinisches Gerät ist ein Beatmungsgerät, an dessen Atemgasanschluss ein Schlauch über eine Tülle anschließbar ist, der in den Beatmungskreislauf führt. Solche Schläuche sind an ihrem dem Beatmungsgerät zugewandten Ende mit Transpondern versehen, die es dem Beatmungsgerät mit einem zugeordneten Schreiblesegerät ermöglicht, Informationen mit dem Transponder auszutauschen und dadurch Informationen über die Art und andere Eigenschaften des angeschlossenen Schlauches zur Verfügung zu stellen. Die Antenne des Schreiblesegerätes befindet sich nahe an dem Atemgasanschluss des Beatmungsgerätes; die Antenne kann diesen Atemgasanschluss zum Beispiel konzentrisch umgeben.
Ein Problem bei solchen Geräten besteht darin, dass ein gewisser Abstand zwischen der Antenne am Fluidanschluss und dem Transponder an dem Schlauch unvermeidlich ist, da zwischen Schlauch und Fluidanschluss die Tülle liegt. Da die Reichweite bei Radiofrequenzsignalen, die zwischen der Antenne des Schreiblesegerätes und der des Transponders ausgetauscht werden, beschränkt ist, können Probleme bei der Signalübertragung auftreten. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Verbindungen der Tülle mit dem Fluidanschluss einerseits und mit dem Schlauch andererseits keine feste oder vorgegebene Drehstellung von Fluidanschluss und Tülle einerseits und Tülle und Schlauch andererseits vorgeben, d.h. die Verbindungen können im Prinzip in beliebiger relativer Drehstellung der Komponenten zueinander erfolgen. D.h. sowohl die Drehstellung der Tülle zum Fluidanschluss kann über einen relativen Drehwinkel von 360° variieren als auch die relative Drehstellung von Tülle zum Schlauch. Durch diese Gegebenheiten ist nicht vorhersagbar, welche Lage die Antenne des Transponders relativ zur Antenne des Schreiblesegerätes einnimmt.
Ferner verbietet die drehbare Verbindung von Fluidanschluss bzw. Schlauch mit der Tülle unter praktischen Gesichtspunkten eine elektrisch leitfähige Verbindung, da eine solche nur unter erheblichem konstruktivem Aufwand, zum Beispiel mit Schleifkontakten realisierbar wäre.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein medizinisches Gerät mit einer Schlauchverbindung über eine Tülle so zu verbessern, dass eine hohe Übertragungssicherheit von Signalen zwischen dem Schreiblesegerät des medizinischen Gerätes und dem Transponder an dem Schlauch gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Tülle im Bereich ihrer jeweiligen Anschlussenden jeweils mit einer Spule versehen ist, wobei die Achse der jeweiligen Spule im Wesentlichen ko axial zu der Drehachse ist, um die die relative Drehstellung der Tülle zu dem Fluidanschluss bzw. zu dem Schlauch variabel ist. Die Spulen sind über eine elektrische Leitung miteinander verbunden, wobei ein Kondensator als weitere Schaltungskomponente mit der Leitung und den Spulen verbunden ist, um einen elektrischen Schwingkreis zur Signalübertragung von Signalen zwischen dem Schreiblesegerät und dem Transponder zu bilden. Der elektrische Schwingkreis bildet ein induktives Überbrückungselement, das einen Großteil der Strecke zwischen der Antenne des Schreiblesegerätes und der des Transponders überbrückt, was eine wesentliche Verbesserung der Signalübertragung gegenüber einer reinen Radiofrequenz-Funkübertragung bietet. Darüber hinaus wird durch die rotationssymmetrische Anordnung der Spulen im Bereich der Anschlussenden der Tülle sichergestellt, dass ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Feld erzeugt wird, so dass die Signalübertragung von der relativen Drehstellung der Tülle zu dem Fluidanschluss einerseits und zu dem Schlauch andererseits unabhängig ist. Die Spule besteht aus wenigstens einer Drahtwindung, deren Mittelachse mit der Drehachse zusammenfällt, um die die Drehstellung der Verbindung der Tülle mit dem Fluidanschluss bzw. mit dem Schlauch variabel ist. Die Spule kann mehrere Windungen aufweisen, die in Form einer Schraubenlinie mit einer mit der besagten Drehachse zusammenfallenden Achse verlaufen. Alternativ kann die Spule auch die Form einer Spirale haben, deren Mittelpunkt auf der besagten Drehachse liegt und die in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse verläuft.
Die Spulen wirken dabei sowohl als Antennen als auch als induktive Elemente des Schwingkreises. Durch geeignete Auswahl der Kapazität des angeschlossenen Kondensators und gegebenenfalls der Impedanz von einem angeschlossenen Widerstand lassen sich die Resonanzfrequenz und die Breite der Resonanzkurve geeignet vorgeben, so dass sie auf die Sende- und Empfangsfre quenzverteilung des Schreiblesegeräts und des Transponders abgestimmt sind.
Die am Anschlussende der Tülle am Fluidanschluss liegende Spule empfängt ein von der Antenne des Schreiblesegerätes abgestrahltes Radiofrequenzsignal, das über den Schwingkreis zu der am anderen Anschlussende liegenden Spule gelangt, was dort wiederum zur Abstrahlung eines entsprechenden Radiofrequenzsignals führt, das von der Antenne des Transponders empfangen wird. Umgekehrt gelangt ein von der Antenne des Transponders abgestrahltes Radiofrequenzsignal über den Schwinkreis zu der am fluidanschlussseitigen Ende der Tülle liegenden Spule und verursacht dort die Abstrahlung eines entsprechenden Radiofrequenzsignals, das von der Antenne des Schreiblesegerätes empfangen wird.
Es kann vorgesehen sein, dass in den Innenraum wenigstens einer Spule ein Kern aus ferromagnetischem Werkstoff eingebracht ist, um eine Fokussierung des Spulenfeldes zu bewirken. Dabei kann es sich um ein gesondertes Bauteil handeln. Alternativ kann die Tülle oder Teile derselben aus ferromagnetischem Material aufgebaut sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Beatmungsgerätes mit einem daran über eine Tülle angeschlossenen Schlauch zeigt;
2 eine schematische Ansicht der Bauteile zeigt, die zum Aufbau einer im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Tülle dienen;
3 eine perspektivische Ansicht einer im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Tülle zeigt.
1 zeigt eine schematische Teilansicht eines medizinischen Gerätes, nämlich eines medizinischen Beatmungsgerätes, wobei das eigentliche Beatmungsgerät mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. An den Fluidanschluss 2 des Beatmungsgerätes 1 ist eine Tülle 4 anschließbar. Die Verbindung erfolgt durch eine Steckverbindung, so dass die relative Drehstellung α von Fluidanschluss 2 und Tülle 4 zueinander vollkommen variabel ist: α = 0 – 360°. An dem gegenüberliegenden Ende der Tülle 4 ist der Schlauch 20 ebenfalls durch Steckverbindung anschließbar, so dass auch der relative Drehwinkel β zwischen Schlauch 20 und Tülle 4 vollkommen variabel ist. Der Schlauch 20 ist an seinem Anschlussende nahe der Tülle 4 mit einem RFID-Transponder 22 versehen, in dem Informationen über den Typ und weitere Eigenschaften des Schlauches 20 gespeichert sein können.
Diese Informationen werden von einem dem Beatmungsgerät 1 zugeordneten Schreiblesegerät gelesen, dass eine Antenne 24 aufweist, die den Fluidanschluss 2 umgebend angeordnet ist. Auf ein Abfragesignal des Schreiblesegerätes, das über die Antenne 24 abgestrahlt wird, antwortet der RFID-Transponder 22 an dem Schlauch mit Antwortsignalen, die schließlich wiederum von der Antenne 24 des Schreiblesegerätes aufgefangen werden.
Um die Datenübertragungssicherheit zwischen der Antenne 24 des Schreiblesegerätes und dem Transponder 22 trotz des durch die Tülle 4 bedingten Abstandes und trotz der variablen Drehstellungen der Tülle 4 α, β zu ihren jeweiligen Anschlussteilen zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass im Bereich jedes Anschlussendes der Tülle 4 eine Spule angeordnet ist, wobei diese Spulen in 2 mit den Bezugszeichen 5 und 6 bezeichnet sind. Die Spulen sind durch mindestens eine elektrische Leitung 8 miteinander verbunden, wobei weiterhin ein Kondensator 9 als weitere Schaltungskomponente angeschlossen ist. Die Spulen 5, 6, die Leitung 8 und der Kondensator 9 werden in ihren elektrischen Eigenschaften so ausgewählt, dass die Resonanzfrequenz des gebildeten Schwingkreises auf die Sende- und Empfangsfrequenz des Schreiblesegerätes und des Transponders 22 abgestimmt ist.
Jede Spule 5, 6 ist so in dem zugehörigen Anschlussende der Tülle 4 angeordnet, dass ihre Achse mit der Drehachse zusammenfällt, um die die relative Drehstellung des jeweiligen Anschlussendes der Tülle variabel ist. Die Achse, um die die Drehstellung der Verbindung der Tülle 4 an dem Fluidanschluss 2 variabel ist, ist schematisch durch den Pfeil 3 angedeutet. Entsprechend ist die Achse, um die die relative Drehstellung des Schlauches zu dem gegenüberliegenden Ende der Tülle 4 variabel ist durch den Pfeil 21 angedeutet.
Durch den rotationssymmetrischen Aufbau der Spulen 5, 6 zu der jeweiligen Verbindung der Tülle 4 wird eine von den Drehstellungen der Tülle 4 zu dem Fluidanschluss 2 und zu dem Schlauch 20 unabhängige Übertragung sichergestellt. Ferner wird durch die Signalführung über den Schwingkreis 5, 6, 8, 9 eine wesentlich bessere Signalübertragung im Vergleich zu einer reinen Radiofrequenz-Funkübertragung erreicht.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Tülle, wobei ein erstes Innenwandteil 4a vorhanden ist, das an den jeweiligen Anschlussenden mit vertieften Bereichen ausgestaltet ist, in denen die Spulen 5, 6 untergebracht werden. Die Spulen 6 und 5 sind aus Draht gewickelt, der in die als Drahtleitung ausgebildete Leitung 8 übergeht, in die zwischen den Spulen zumindest ein Kondensator 9 als Schaltungskomponente geschaltet ist. Nach Montieren des Schwingkreises 5, 6, 8, 9 an dem Innenteil 4a der Tülle 4 kann ein zweites äußeres Gehäuseteil 4b übergeschoben werde, so dass der Schwingkreis zwischen den.
Innen- und Außenwänden der Tülle 4 eingebettet ist. Diese Einbettung im Gehäuse ist vorteilhaft, da die Tülle 4 dann in üblicher Weise gereinigt und desinfiziert werden kann.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer mit der Erfindung zu verwendeten Tülle 4. In diesem Fall ist das Gehäuseteil der Tülle 4 mit Ringflächen 15 und 17 versehen, wobei die Ringebene jeweils senkrecht zu der Drehachse steht, um die die Verbindung der Tülle 4 mit ihrem Anschlussteil variabel ist. Anders ausgedrückt liegen die Ebenen der Ringkörper 15, 17 im Wesentlichen parallel zu der Ebene der zugehörigen Anschlussöffnung der Tülle 4. Wie das Beispiel der Ringfläche 17 zeigt, kann dieser Ringkörper dabei einen gewissen Abstand von der Ebene der Anschlussöffnung haben.
Die beiden Ringflächen 15, 17 sind durch einen Steg 16 miteinander verbunden. Es ist ferner eine flexible Leiterplatte vorgesehen, die zwei ringförmige Bereiche entsprechend den Ringflächen 15 und 17 aufweist, die untereinander durch einen stegförmigen Bereich entsprechend dem Steg 16 verbunden sind. Auf dieser flexiblen Leiterplatte sind in den ringförmigen Bereichen die Spulen 5 und 6 (in 3 nicht dargestellt) aufgebracht, wobei die elektrische Verbindungsleitung und der Kondensator auf dem stegförmigen Teil der Leiterplatte untergebracht sind, der in Anlage an den Steg 16 kommt. Die flexible Leiterplatte kann einseitig mit Klebstoff versehen sein, um sie so auf die Ringfläche 15, 17 und den dazwischen liegenden Steg 16 aufkleben zu können.
In diesem Ausführungsbeispiel kann die auf dem Ringkörper 15 anzuordnende Spule zum Beispiel spiralförmig mit mehreren Windungen über die Ringfläche des Ringkörpers 15 ausgebildet sein.

Claims

Medizinisches Gerät mit einem Fluidanschluss (2), einem Schlauch (20), einer Tülle (4), die einerseits mit dem Fluidanschluss (2) und anderseits mit dem Schlauch (20) mit jeweils frei wählbarer Drehstellung verbindbar ist, um eine Fluidverbindung zwischen Fluidanschluss (2) und Schlauch (20) herzustellen, wobei der Schlauch (20) mit einem Transponder (22) an seinem Anschlussende an die Tülle (4) versehen ist, und mit einem Schreiblesegerät zur Kommunikation mit dem Transponder (22), das eine Antenne (24) im Bereich des Fluidanschlusses (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (4) im Bereich ihrer beiden Anschlussenden jeweils mit einer Spule (5, 6) versehen ist, deren Achse jeweils im Wesentlichen koaxial zu der Drehachse steht, um die die relative Drehstellung der Tülle (4) variabel ist, und dass die beiden Spulen (5, 6) durch elektrische Leitungen (8) verbunden sind, an die wenigstens ein Kondensator (9) als Schaltungskomponente angeschlossen ist, wobei die Spulen (5, 6), elektrischen Leitungen (8) und Schaltungskomponente(n) (9) einen elektrischen Schwingkreis zur Übertragung von Signalen von dem Schreiblesegerät zu dem Transponder (22) und umgekehrt bilden.
Medizinisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen jeder Spule (5, 6) um den Strömungskanal der Tülle (4) im Bereich der zugehörigen Anschlussöffnungen umlaufen.
Medizinisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (5, 6) in die Wand der Tülle (4) jeweils im Bereich der Anschlussöffnungen eingebettet sind.
Medizinisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch die elektrischen Leitungen (8) und die Schaltungskomponenten (9) des Schwingkreises in der Wand der Tülle eingebettet sind.
Medizinisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (4) im Bereich ihrer Anschlussenden jeweils mit einer Ringfläche (15, 17) versehen ist, die konzentrisch um die Außenwand der Tülle (4) umlaufend angeordnet sind, wobei die Ringflächen (15, 17) durch einen länglichen Steg (16) miteinander verbunden sind, und dass die Spulen (5, 6); die elektrischen Leitungen (8) und die Schaltungskomponente (9) des Schwingkreises auf einer flexiblen Leiterplatte aufgebracht sind, die auf den Ringflächen (15, 17) und den Steg (16) aufgeklebt ist, so dass jede der Spulen jeweils auf einem der Ringflächen liegt.
Medizinisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringflächen (15, 17) und der Steg (16) in einem Stück mit der Tülle (4) aus Kunststoff gespritzt sind.
Medizinisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenraum wenigstens einer Spule (5, 6) ein Kern aus ferromagnetischem Werkstoff eingebracht ist, um eine Fokussierung des Spulenfeldes zu bewirken.