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Die
Erfindung bezieht sich auf eine medizinische Meßanordnung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine solche Meßanordnung ist beispielsweise aus der
DE 102 21 179 A1 bekannt.
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In
der Medizintechnik wird es immer gebräuchlicher, medizinische
Daten eines Patienten drahtlos an eine Empfangseinheit zu übertragen,
sei es um in Operationssälen, auf einer Intensiv- oder Wachstation
oder einem Krankenhauszimmer eine aufwendige Verkabelung zu vermeiden,
sei es, um den Patienten eine größere Beweglichkeit
zu ermöglichen oder sei es für eine Fernüberwachung
von Patienten zuhause oder außerhalb einer Klinik.
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Dies
bedingt, daß eine patientenseitige Sendeeinheit sich gegenüber
einer entfernt liegenden Empfangsein heit eindeutig identifiziert.
Zu diesem Zwecke schlägt die genannte
DE 102 21 179 A1 vor, daß die
patientenseitige Sendeeinheit eine weltweite eindeutige Identifikationsnummer
aufweist, die zur eindeutigen Identifizierung zumindest bei einem
ersten Verbindungsaufbau an die Empfangseinheit kommuniziert wird.
Der eindeutige Identifikationscode wird also über eine
Funkstrecke drahtlos übertragen. Er ist dadurch abhörbar
und manipulierbar, was ein Sicherheitsproblem bringen kann.
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Bei
der
EP 1 574 167 A1 ist
ein eindeutiger Identifikationscode in der Sendeeinheit gespeichert. Dieser
Code wird "von Hand" über eine Tastatur an der Empfangseinheit
eingegeben, worauf dann die Funkverbindung aktiviert wird.
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Bei
der
EP 0 796 590 B1 ist
an der Empfangseinheit eine Docking-Station vorgesehen, an die die
patientenseitige Sendeeinheit zunächst angeschlossen werden
muß, um eine Kommunikationsverbindung herzustellen. Anschließend
kann die Sendeeinheit von der Docking-Station zum Patienten verbracht
werden.
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Diese
bekannten Meßanordnungen sind hinsichtlich der Identifikation
des Senders gegenüber dem Empfänger entweder stör-
und manipulationsanfällig oder umständlich in
der Handhabung.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, die eingangs genannte medizinische Meßanordnung
dahingehend zu verbessern, daß einerseits eine absolut
sichere Identifikation der Sendeeinheit gegenüber der Empfangseinheit
möglich ist und trotzdem die Handhabung einfach ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der
Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Bei
der Erfindung wird sozusagen ein elektronischer "Schlüssel"
verwendet, der körperlich zwischen der Sendeeinheit und
der Empfangseinheit transportiert wird. Dieser "Schlüssel"
ist ein Speichermodul, auf dem der eindeutige Identifikationscode der
Sendeeinheit gespeichert ist.
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Nach
einer Alternative der Erfindung ist der eindeutige Identifikationscode
werksseitig in der Sendeeinheit gespeichert und kann nicht verändert
werden. Das Speichermodul kann ihn von der Sendeeinheit auslesen
und die Empfangseinheit kann ihn von dem Speichermodul aus lesen.
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Nach
einer anderen Alternative der Erfindung ist der eindeutige Identifikationscode
unveränderbar auf dem Speichermodul gespeichert und wird sowohl
von der Sendeeinheit als auch von der Empfangseinheit jeweils ausgelesen,
womit diese beiden Einheiten sozusagen aufeinander abgestimmt und damit
gepaart werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kopplung zwischen dem
Speichermodul und der Sendeeinheit sowie der Empfangseinheit jeweils kontaktlos
ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch die Kombination von
Induktionsspulen erfolgen. Dabei ist vorgesehen, daß diese
Kopplung über eine sehr geringe Reichweite von wenigen
Zentimetern, beispielsweise 5 cm bis 10 cm, erfolgt. Gerade in Operationssälen,
wo zumindest an der patientenseitigen Sendeeinheit häufig
Flüssigkeiten wie Blut oder Kochsalzlösungen verspritzt
werden, bietet die kontaktlose Übertragung einen erheblichen
Sicherheitsvorteil.
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Nach
einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind auf dem Speichermodul
zusätzlich zu dem eindeutigen Identifikationscode auch
Kalibrierdaten der patientenseitigen Sendeeinheit speicherbar. Meßwertewandler,
die an die patientenseitige Sendeeinheit angeschlossen sind, müssen
für genaue Meßergebnisse kalibriert werden, was
recht aufwendig ist. In der Meßtechnik ist es daher bekannt,
statt einer Kalibrierung lediglich eine Meßkurve des jeweiligen Meßwertwandlers
aufzunehmen und diese zusammen mit erforderlichen Korrekturwerten
in einer Tabelle abzuspeichern, womit die üblichen Fehler
von Meßwertaufnehmern, wie Nullpunkt-Fehler, Linearitätsfehler
etc., erfaßt und korrigiert werden können. Bei
dem Verbindungsaufbau zwischen Sende- und Empfangseinheit können
somit über das Speichermodul auch Kalibrierdaten zur Sendeeinheit
transportiert werden und dort beim Empfang von Meßdaten
zu deren Korrektur eingesetzt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert.
Es zeigt:
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1 Ein
Prinzipschaltbild der Meßanordnung nach der Erfindung;
und
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2.
ein detaillierteres Blockschaltbild der Meßanordnung der 1.
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1 zeigt
eine Sendeeinheit 1, an die mehrere Meßwertwandler 2, 3, 4, 5 angeschlossen
sind. Diese Meßwertwandler messen physiologische Daten
eines Patienten, wie z. B. arteriellen oder intravenösen
Blutdruck, Temperatur, EKG-Signale, EEG-Signale oder ähnliches.
Meßwertwandler dieser Art sind bekannt und müssen
nicht näher beschrieben werden. Sie liefern entsprechend
der zu messenden physikalischen Größe ein elektrisches
Signal an die Sendeeinheit 1. Die patientenseitige Sendeeinheit 1 ist
räumlich entfernt von einer Empfangseinheit 7 angeordnet
und steht mit dieser in drahtloser Kommunikationsverbindung, was
durch den Pfeil 6 angedeutet ist. Bevorzugt ist hier eine
Funkverbindung, die beispielsweise nach dem Standard IEE802.15.4
aufgebaut ist. Selbstverständlich können auch
andere Funkverbindungen eingesetzt werden.
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Wie
durch den Doppelpfeil 6 angedeutet, kann eine bidirektionale
Kommunikation stattfinden, d. h. die Empfangseinheit 7 kann
auch Signale an die Sendeeinheit 1 senden, welche diese
empfangen kann. Die Begriffe Sende- und Empfangseinheit werden hier
zur besseren Unterscheidbarkeit verwendet, da die Hauptübertragungs richtung,
insbesondere also die Übertragung der Meßdaten
der Meßwandler 2-5, in Richtung von der Sendeeinheit 1 zu
Empfangseinheit 7 verläuft.
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Aus 1 ist
ersichtlich, daß man drei räumlich getrennte Zonen
unterscheiden kann, nämlich die Zone A, in der sich die
Sendeeinheit 1 und die Meßwertwandler 2-5 befinden,
eine Zone B, die eine Funkstrecke 6 definiert und eine
Zone C, in der sich die Empfangseinheit 7 befindet, an
die im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Monitor 8 angeschlossen
ist.
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Die
Sendeeinheit 1 hat eine Kopplungseinrichtung 9 zur
Ankopplung eines Speichermoduls 10, wobei eine Kopplung
zwischen dem Speichermodul 10 und der Kopplungseinrichtung 9 bevorzugt
kontaktlos erfolgt, beispielsweise durch Induktionsspulen oder sonstige
bekannte Einrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung.
Die Kopplungseinrichtung 9 und das Speichermodul 10 sind
so aneinander angepaßt, daß eine Datenübertragung
nur auf sehr geringe Entfernung von wenigen Zentimetern stattfinden kann.
Zweckmäßigerweise ist die Kopplungseinrichtung 9 als
Steckplatz ausgebildet, in den das Speichermodul 10 eingesteckt
wird, wobei eine Datenübertragung nur dann stattfindet,
wenn das Speichermodul in diesen Steckplatz eingesteckt ist.
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Nach
einer ersten Variante der Erfindung ist in der Sendeeinheit 1 ein
eindeutiger Identifikationscode gespeichert, der werksseitig vorgegeben
ist und vom Benutzer nicht geändert werden kann. Sobald das
Speichermodul 10 mit der Kopplungseinrichtung 9 verbunden
ist, wird dieser Identifikationscode aus einem Spei cher der Sendeeinheit 1 ausgelesen
und in dem Speichermodul 10 gespeichert.
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Zur
Herstellung einer Kommunikation zwischen der Sendeeinheit 1 und
der Empfangseinheit 7 wird das Speichermodul anschließend
körperlich von der Sendeeinheit 1 entfernt und
von der Zone A über die Zone B zur Zone C gebracht und
an der Empfangseinheit 7 mit einer entsprechenden Kopplungseinrichtung 11 verbunden,
die analog der Kopplungseinheit 9 aufgebaut ist.
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Die
Empfangseinheit 7 erkennt die Ankopplung des Speichermoduls 10,
liest den eindeutigen Identifikationscode aus und speichert ihn
vorzugsweise in einem eigenen Speicher. Sodann kann nach üblichen
Shake-Hands-Verfahren eine Kommunikationsverbindung 6 aufgebaut
werden, was in an sich bekannter Weise nur dann stattfindet, wenn
der Identifikationscode von Sendeeinheit 1 und Empfangseinheit 7 übereinstimmen.
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Bei
der bisher beschriebenen Variante ist das Speichermodul 10 sozusagen
ein programmierbarer Schlüssel, der von der Sendeeinheit 1 programmiert
wird. Dies hat den Vorteil, daß das Speichermodul 10 universell
einsetzbar ist und zur Verbindung mehrerer Sendeeinheiten 1 mit
einer oder auch mit mehreren Empfangseinheiten 7 verwendet werden
kann.
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Nach
einer Alternative der Erfindung kann auch das Speichermodul 10 einen
werksseitig fest vorgegebenen, vom Benutzer nicht veränderbaren Identifikationscode
enthalten, der dann über die Kopplungseinrichtungen 9 und 11 von
dem Speichermodul 10 in die Sendeeinheit 1 und
die Empfangseinheit 7 eingelesen wird. Das Speichermodul
programmiert dann sozusagen die zu paarenden Sende- und Empfangseinheiten
auf seinen Identifikationscode. Zu beachten ist dann freilich, daß nicht
mit ein- und demselben Speichermodul 10 gleichzeitig mehrere Sendeeinrichtungen
programmiert werden, die sich in Empfangsreichweite der Empfangseinrichtung 7 befinden.
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2 zeigt
ein detaillierteres Blockschaltbild der Meßanordnung nach
der Erfindung.
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Die
Sendeeinheit 1 enthält einen Mikroprozessor 12,
an den über einen Schnittstellenschaltkreis 14 mindestens
ein Meßwandler 2 angeschlossen ist. Weiter enthält
sie ein an den Mikroprozessor 12 angeschlossenes Funkmodul 14,
das eine bidirektionale Kommunikation über die Funkstrecke 6 abwickelt,
beispielsweise nach dem Standard IEEE802.15.4.
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Weiter
ist an dem Mikroprozessor 12 mindestens ein Speicher 15 angeschlossen,
der mit der Kopplungseinrichtung 9 verbunden ist, wobei
die Kopplungseinrichtung 9 bei Kopplung mit dem Speichermodul 10 je
nach Variante der Erfindung den Identifikationscode in das Speichermodul 10 schreibt oder
den Identifikationscode aus dem Speichermodul 10 auslesen
und in den Speicher 15 ablegen kann.
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Weiter
enthält die Sendeeinheit 1 eine Schnittstelle 16,
die mit einem Speicher 17 des Meßwandlers 2 verbunden
ist und über die in dem Speicher 17 abgespei cherte
Kalibrierdaten des Meßwandlers 2 eingelesen werden
können.
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Schließlich
enthält die Sendeeinheit 1 eine Energieversorgung 18,
die vorzugsweise als wiederaufladbare Batterie ausgebildet ist und
sowohl die Sendeeinheit 1 als auch den Meßwandler 2 mit
elektrischer Energie versorgt.
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Der
Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß die
Sendeeinheit 1 weitere Komponenten aufweisen kann, wie
z. B. eine oder mehrere Bedientasten 19 zum Ein- und Ausschalten
der Sendeeinheit 1 und des Meßwandlers 2,
für eventuelle Abfragen über den Zustand der Kommunikationsverbindung,
den Ladezustand der Batterie usw. Weiter kann die Sendeeinheit ein
oder mehrere Anzeigeelemente 20 enthalten, wie z. B. LED's,
eine LCD-Anzeige oder ähnliches.
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Der
Meßwandler 2 kann im Prinzip jeder beliebige Meßwandler
sein, der ein elektrisches Signal ausgibt. Hier ist eine übliche
Wheatston'sche Brücke 21 dargestellt, wie sie
bei Druckmeßwandlern eingesetzt wird und ein Meßelement
hat, das seinen elektrischen Widerstandswert in Abhängigkeit
eines anliegenden mechanischen Druckes ändert.
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Die
Empfangseinheit 7 hat ebenfalls einen Mikroprozessor 22,
der mit einem Funkmodul 23 verbunden ist, welches mit dem
Funkmodul 14 über die Funkstrecke 6 die
Kommunikation abwickelt. Weiter ist der Mikroprozessor 22 über
eine Schnittstelle 24 mit dem Monitor 8 oder einer
sonstigen Anzeige oder Registriereinheit verbun den. Die Kopplungseinrichtung 11 ist
mit einem Speicher 25 verbunden, analog zur Kopplungseinrichtung 9 und
dem Speicher 15 der Sendeeinheit 1. Durch einen
Pfeil 26 ist angedeutet, daß das Speichermodul 10 körperlich
zwischen der Sendeeinheit 1 und der Empfangseinheit 7 hin-
und her zu transportieren ist.
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Die
Empfangseinheit 7 kann weiterhin eine Eingabeeinrichtung 27 haben,
wie z. B. eine Tastatur oder Bedientasten. Schließlich
ist natürlich auch eine Energieversorgung 26 vorgesehen,
die hier aus einem Energieversorgungsnetz gespeist sein kann, da die
Empfangseinheit üblicherweise stationär ist, so daß ein
Batteriebetrieb nicht benötigt wird. Natürlich ist
auch ein Akku- oder Batteriesystem möglich.
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Die
beiden Speicher 15 und 25 können zusätzlich
zu dem Identifikationscode auch die gesamte Software enthalten,
die zum Betrieb erforderlich ist. Auch können in diesen
Speichern Meßdaten des Meßwandlers 2 gespeichert
werden, wobei zweckmäßigerweise der Speicher 15 der
Sendeeinheit 1 kleiner ausgelegt ist, als der Speicher 25 der
Empfangseinheit 7. Der Speicher 15 kann aber durchaus als
Daten-Pufferspeicher verwendet werden, während der Speicher 25 auch
zur Archivierung und damit zu Dokumentationszwecken eingesetzt werden kann.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Empfangseinheit 7 über
eine weitere Schnittstelle 28 mit externen Geräten
zu verbinden, beispielsweise einer Datenbank, einem PC oder dem
Internet. Die Schnittstelle kann z. B. ein USB-Anschluß sein.
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Um
sicherzustellen, daß das Speichermodul 10 nicht
"verlegt" wird, verloren geht oder falsch eingesetzt wird, kann
vorgesehen sein, daß die Funkverbindung nur dann aufgebaut
und aufrechterhalten wird, wenn sich das Speichermodul 10 in
oder an einer der beiden Kopplungseinrichtungen 9 oder 11 befindet.
In der Initialisierungsphase, in der der Identifikationscode für
Sende- und Empfangseinheit übertragen wird, kann auch vorgesehen
sein, daß die Initialisierungsphase abgebrochen wird, wenn
eine vorgegebene Zeitdauer nach Entfernen des Speichermoduls 10 aus
einer der beiden Einheiten 1 oder 7 nicht erkannt
wird, daß das Speichermodul an der entsprechenden Gegenstelle
eingesetzt wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10221179
A1 [0001, 0003]
- - DE 10301225 A1 [0004]
- - WO 2004/036527 A1 [0004]
- - EP 1574167 A1 [0005]
- - EP 0796590 B1 [0006]