-
Die Erfindung bezieht sich auf ein universelles drahtloses Datenübertragungsmodul zum Nachrüsten für Medizinprodukte mit einer Datenschnittstelle.
-
Zahlreiche Medizinprodukte, wie beispielsweise Blutzucker-, Blutdruck-, Fiebermessgeräte, EKG-Geräte oder Pulsoxiometer, verfügen bereits heute über eine Datenschnittstelle um eine weitere Verarbeitung der Messwerte, wie beispielsweise eine Verlaufsgrafik, in mikroprozessorgesteuerten Geräten, wie beispielsweise Laptop oder Smartphone, zu ermöglichen.
-
Bei der Produktion des Medizinproduktes bzw. Messgerätes muss bereits festgelegt sein, mit welcher Datenschnittstelle das Gerät ausgeliefert werden soll. Das kann aus Kostengründen eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle, wie beispielsweise eine RS232-Schnittstelle oder eine weitverbreitete USB (Universal Serial Bus)-Schnittstelle oder aber eine Drahtlosschnittstelle (auch Funkschnittstelle genannt), wie beispielsweise Bluetooth, NFC (Near Field Communication), Infrarot, WLAN (Wireless Local Area Network), ZigBee, WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), WISA (Wireless Speaker and Audio), WPAN (Wireless Personal Area Network), WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks), usw., sein.
-
Aus der
US 2007/ 0 135 866 A1 ist ein drahtloser Adapter für medizinisch Gegenstände bekannt, der medizinische Geräte mit entsprechenden Ausgängen mit der drahtlosen Infrastruktur eines Providers verbinden kann.
Informationen über drahtllose Verbindungen, inbesondere über sogenannte N-Zugangspunkte lassen sich dem Dokument der Firma CISCO SYSTEMS Inc. entnehmen: Cisco-WAP4410N-Wireless-N-Zugangspunkt-Datenblatt. San Jose, CA, 2008 (C78-501860-00). - Firmenschrift URL: http://www.cisco.com/c/dam/en/us/products/collateral/wireless/wap4410n-wireless-n-access-point-poe-advanced-security/data_sheet_c78-501860_de.pdf [abgerufen am 04.11.2016].
-
Ferner ist zum Thema Power over Ethernet unter der Wikipedia, Die freie Enzyklopädie, mit Bearbeitungsstand: 13.11.2013, 11:58 Uhr. Der folgende URL-Eintrag zu finden: https://de.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet [abgerufen am 04.11.2016].
-
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass Drahtlosschnittstellen aufgrund des hohen Preises und der oft fehlenden Gegenkomponenten beim Kunden seltener in üblichen Medizinprodukten verbaut werden als drahtgebundene Schnittstellen.
-
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die nachträgliche Erweiterung eines Medizinprodukts um eine Drahtlosschnittstelle unter Verwendung der bereits implementierten drahtgebundenen Schnittstelle zu ermöglichen.
Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den auf diesen rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
-
Vorgesehen ist demgemäß ein drahtloses Datenübertragungsmodul zum Nachrüsten eines Medizinproduktes, das eine drahtgebundenen Kommunikationsschnittstelle aufweist, mit einer Drahtlosschnittstelle, wobei das drahtlose Datenübertragungsmodul umfasst:
- eine Eingangsschnittstelle, ausgeführt als eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle zur Anbindung an die drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle eines einzigen Medizinproduktes (50), wobei die Eingangsschnittstelle eine bidirektionale drahtgebundene Datenübertragung mit dem Medizinprodukt ermöglicht; und
- eine Ausgangsschnittstelle, ausgeführt als Drahtlosschnittstelle eines bestimmten Typs zur drahtlosen Anbindung an ein mikroprozessorgesteuertes Gerät, wobei die Ausgangsschnittstelle eine bidirektionale drahtlose Datenübertragung mit dem mikroprozessorgesteuerten Gerät ermöglicht und somit auch einen bidirektionalen Datenaustausch zwischen dem Medizinprodukt und dem mikroprozessorgesteuerten Gerät,
wobei die Eingangsschnittstelle einen Schnittstellen-Identifizierer aufweist,
wobei der Schnittstellen-Identifizierer durch mechanische Codierungen im Bereich der Eingangsschnittstelle, durch elektrische Codierungen, durch Modulkennung mittels programmierbare Softwarelogik oder eine Kombination dieser realisierbar ist, und
wobei der Schnittstellen-Identifizierer an die Ausgangsschnittstelle entsprechend dem bestimmten Typ der Drahtlosschnittstelle derart angepasst ist, dass er zur Schnittstellen-Identifikation und zur Kompatibilitäts-Prüfung des drahtlosen Datenübertragungsmoduls durch das Medizinprodukt verwendbar ist.
-
Ein Gedanke der Erfindung ist, Medizinprodukte, die bereits über eine drahtgebundene Standard Kommunikationsschnittstelle verfügen, mit einer Drahtlosschnittstelle nach zu rüsten, um eine drahtlose Übertragung von Daten zwischen dem Medizinprodukt und mikroprozessorgesteuerten Geräten zu ermöglichen und damit einen Neukauf des Medizinproduktes zu vermeiden.
-
Die Vorbereitung des Medizinproduktes für den Anschluss eines erfindungsgemäßen drahtlosen Datenübertragungsmoduls umfasst den Einbau einiger zusätzlicher Widerstände und Transistoren sowie die gezielte Programmierung der Softwarelogik des auf dem Gerät befindlichen Mikrocontrollers. Damit bietet die vorliegende Erfindung eine kostengünstige und einfach zu implementierende Lösung zur drahtlosen Datenübertragung mit herkömmlichen Medizinprodukten an.
-
Die drahtgebundene Eingangsschnittstelle des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls, die mit der drahtgebundenen Kommunikationsschnittstelle des Medizinproduktes verbunden wird, weist einen Schnittstellen-Identifizierer auf, der von dem Medizinprodukt mittels Schnittstellen-Identifikation und Kompatibilitäts-Prüfung erkannt werden kann. Dadurch wird die automatische Erkennung des aufgesteckten erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls (z. B. Bluetooth, NFC) möglich und die Daten werden entsprechend über die vorhandenen Schnittstellenpins geschickt.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls sind die Eingangsschnittstelle und die Kommunikationsschnittstelle des Medizinproduktes in Form eines kompatiblen Steckkontaktes ausgebildet.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls ermöglicht die Eingangsschnittstelle eine unidirektionale drahtgebundene Datenübertragung mit dem Medizinprodukt.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls ermöglicht die Ausgangsschnittstelle eine unidirektionale drahtlose Datenübertragung mit einem mikroprozessorgesteuerten Gerät und somit auch einen unidirektionaler Datenaustausch zwischen dem Medizinprodukt und dem mikroprozessorgesteuerten Gerät.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Datenübertragungsmodul weiterhin ein Gehäuse, welches die Eingangsschnittstelle und die Ausgangsschnittstelle umgibt.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls beinhalten die Mittel zur Schnittstellen-Identifikation und Kompatibilitäts-Prüfung Widerstände und/oder Transistoren sowie eine programmierbare Softwarelogik eines in dem Medizinprodukt befindlichen Mikrocontrollers.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls wird der Schnittstellen-Identifizierer durch mechanische Codierungen im Bereich der Eingangsschnittstelle, durch elektrische Codierungen, durch Modulkennung mittels programmierbarer Softwarelogik oder eine Kombination dieser realisiert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls ist die Eingangsschnittstelle als USB, Firewire, HDMI Steckverbinder oder Klinkenstecker ausgebildet.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls ist Ausgangsschnittstelle als Bluetooth, NFC, WLAN, Funk, Infrarot oder mobile DSL ausgeführt.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls sind die Eingangsschnittstelle und die Ausgangsschnittstelle des Datenübertragungsmoduls in das Medizinprodukt integriert.
-
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen drahtlosen Datenübertragungsmoduls;
- 2 eine schematische Darstellung des technischen Aufbaus des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls;
- 3 eine schematische Übersicht der Verknüpfung des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls mit einem Medizinprodukt; und
- 4a und 4b eine vereinfachte Darstellung beispielhafter Schaltungen der Verknüpfung des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls mit dem Medizinprodukt.
-
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Das erfindungsgemäße drahtlose Datenübertragungsmodul 10 weist, wie insbesondere aus 1 ersichtlich, eine Eingangsschnittstelle 11 und eine Ausgangsschnittstelle 12 auf, die von einem Gehäuse 13 umgeben sind. Die Eingangsschnittstelle 11 ist eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle, die als Steckkontakt ausgebildet ist und der Anbindung an ein Medizinprodukt 50 mit einer drahtgebundenen Kommunikationsschnittstelle 51 dient. Die Eingangsschnittstelle 11 kann beispielsweise als Stecker, der aus dem Gehäuse 13 herausragt ausgebildet sein, wie in 1 gezeigt. Entsprechend einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die Eingangsschnittstelle 11 als Buchse ausgebildet sein. Die Eingangsschnittstelle 11 ermöglicht eine uni- oder bidirektionale Datenübertragung zwischen dem erfindungsgemäßen Datenübertragungsmodul 10 und dem Medizinprodukt 50.
-
Die Ausgangsschnittstelle 12 ist erfindungsgemäß als Drahtlosschnittstelle ausgeführt, die eine drahtlose Anbindung an mikroprozessorgesteuerte Geräte, wie zum Beispiel PC (Personal Computer), Laptop, Smartphone, Tablet, PDA (personal digital Assistent), oder digitaler Bilderrahmen, ermöglicht. Damit ermöglicht die Ausgangsschnittstelle 12 eine uni- oder bidirektionale drahtlose Datenübertragung zwischen dem erfindungsgemäßen Datenübertragungsmodul 10 und einem mikroprozessorgesteuerten Gerät. Folglich kann über das erfindungsgemäße Datenübertragungsmodul 10 ein uni- oder bidirektionaler Datenaustausch zwischen dem Medizinprodukt 50 und dem mikroprozessorgesteuerten Gerät stattfinden. Dies erleichtert beispielsweise das Erfassen, Abspeichern und/oder Auswerten von mit dem Medizinprodukt 50 erfassten Messdaten.
-
Das Gehäuse 13 ist aus einem widerstandsfähigen Material gefertigt, wie beispielsweise Kunststoff, Metall, Glas, usw., das durch dessen spezielle Beschaffenheit, wie zum Beispiel schmutzabweisend, desinfizierbar, fluoreszierend, anti-allergen, anti-fungizid, strukturiert oder glatt, gummiert, feuchtigkeitsabweisend, staubgeschützt, gekennzeichnet ist.
-
Die Eingangsschnittstelle 11 ist vorzugsweise als ein Standard-Kommunikations-Steckverbinder wie beispielsweise USB oder mini-USB, Firewire, HDMI (High-Definition Multimedia Interface), Klinkenstecker ausgebildet. Eine bidirektional ausgebildete Eingangsschnittstelle 11 ermöglicht beispielsweise Fimware-Aktualisierung, das Rücksetzen von Parametern, das Setzen von Grenzwerten, Uhrzeit und/oder Datum sowie die Übertragung von Daten auf das Medizinprodukt 50 wie auch den Empfang von Daten von dem Medizinprodukt 50. Die Eingangsschnittstelle 11 ermöglicht eine Datenübertragung, die beispielsweise im Verhältnis 1:1, codiert oder komprimiert erfolgen kann.
-
Die Eingangsschnittstelle 11 kann durch eine zusätzliche oder integrierte Abdeckkappe oder ähnliche Schutzvorrichtung, die beispielsweise aus dem gleichen oder einem anderen Material, als das Gehäuse 13 gefertigt ist, geschützt sein vor Beschädigung. So kann die Schutzvorrichtung beispielsweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein und Eigenschaften, wie zum Beispiel transparent, fluoreszierend, hart/weich aufweisen.
-
Die Eingangsschnittstelle 11 wird beispielsweise durch Öffnen oder Teilen des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 10, durch das Abnehmen, Abdrehen, Umklappen oder Abschrauben einer Schutzvorrichtung oder Herausschieben aus dem Gehäuse 13 zugängig.
-
Die Eingangsschnittstelle 11 sollte vorzugsweise mechanische Eigenschaften aufweisen, die einen Widerstand gegen Druck, Zug, Schieben, Scheren, Drehen, Bajonett, Clip, Schrauben, und/oder Kippen ermöglichen. Die Eingangsschnittstelle 11 sollte zum Beispiel eine ausreichende Steckkraft aufweisen, die es ermöglicht die Eingangsschnittstelle 11 mit dem Medizinprodukt 50 mechanisch zu verbinden. Des Weiteren kann die Eingangsschnittstelle 11 verrastent ausgebildet sein. Die Eingangsschnittstelle 11 kann als Platinenanbindung realisiert werden, beispielsweise bedrahtet oder SMD (surface mounted device). Die Eingangsschnittstelle 11 kann als ein- oder mehrpolige Schnittstelle ausgeführt sein.
-
Die Ausgangsschnittstelle 12 ist erfindungsgemäß drahtlos ausgeführt, beispielsweise als Bluetooth, NFC, WLAN, Funk, Infrarot, oder mobile DSL (Digital Subscriber Line). Die Datenübertragung mittels Ausgangsschnittstelle 12 erfolgt vorzugsweise bidirektional und ermöglicht so beispielsweise Firmware-Aktualisierung, das Rücksetzen von Parametern, das Setzen von Grenzwerten, Uhrzeit und/oder Datum sowie die Übertragung von Daten auf das Medizinprodukt 50 wie auch den Empfang von Daten von dem Medizinprodukt 50. Die Ausgangsschnittstelle 12 ermöglicht eine Datenübertragung, die beispielsweise im Verhältnis 1:1, codiert oder komprimiert erfolgen kann.
-
Wie weiterhin aus 2 ersichtlich, kann das erfindungsgemäße Datenübertragungsmodul 10 mit weiteren zusätzlichen Komponenten ausgestattet sein. So kann das Datenübertragungsmodul 10 beispielsweise mit einem oder mehreren zusätzlichen Speichern 14, einem oder mehreren Bedienelementen15, zum Beispiel Ein/Aus Schalter, oder einer Spannungsversorgung 16 ausgestattet sein. Das Bedienelement 15 kann als Einschaltschutz vor unbeabsichtigtem Einschalten konzipiert sein. Das Bedienelement 15 kann als Berührungselement 15a ausgebildet sein. Die Spannungsversorgung 16 kann beispielsweise eine Batterie, Akku, Goldcap, Solarzelle, Harvesting-Modul oder eine Kombination dieser umfassen. Des Weiteren kann das Datenübertragungsmodul 10 eine Anzeige 17 umfassen, wie zum Beispiel eine optische, akustische und/oder vibratorische Anzeige. Die Anzeige 17 kann optional eine Hintergrundbeleuchtung 17a beinhalten und/oder eine Warnanzeige 17b.
-
Die Eingangsschnittstelle 11 kann eine Spannungsversorgung 18 und eine Verrastung 19 aufweisen. Des Weiteren kann die Eingangsschnittstelle 11 eine modulspezifische Codierung 21 beinhalten. Die Eingangsschnittstelle 11 kann optional zusätzliche Steckkontakte 22 umfassen beispielsweise für optische Steckverbindungen.
-
Die Ausgangsschnittstelle 12 kann optional ein Bedienelement 23 aufweisen, welches beispielsweise eine Datenübertragung nur bei Tastendruck ermöglicht.
-
Wie aus 3 ersichtlich, weist das Medizinprodukt 50 eine Ausgangsschnittstelle 51 auf, die als eine standardmäßige drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist. Die Ausgangsschnittstelle 51 ist als Steckkontakt ausgebildet, der mit der Eingangsschnittstelle 11 des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 10 kompatibel ist. Das Medizinprodukt 50 weist des Weiteren input/output Logik 55 auf, die Daten (beispielsweise vom Medizinprodukt 50 registrierte Messdaten) an der Ausgangsschnittstelle 51 bereitstellt und/oder Daten (beispielsweise Firmware-Aktualisierung, Grenzwerte, Uhrzeit und/oder Datum) von der Ausgangsschnittstelle 51 abruft. Ebenso weist das erfindungsgemäße Datenübertragungsmodul 10 eine input/output Logik 25 auf, die Daten (beispielsweise vom Medizinprodukt 50 registrierte Messdaten) von der Eingangsschnittstelle 11 abruft und/oder die Daten (beispielsweise Fimware-Aktualisierung, Grenzwerte, Uhrzeit und/oder Datum) an der Eingangsschnittstelle 11 bereitstellt.
-
Um die Nachrüstung des Medizinproduktes 50 mit dem erfindungsgemäßen Datenübertragungsmodul 10 zu ermöglichen, muss das Medizinprodukt 50 entsprechend vorbereitet werden. Die Vorbereitung des Medizinproduktes 50 umfasst Mittel zur Schnittstellen-Identifikation und Kompatibilitäts-Prüfung. Dies kann mithilfe zusätzlicher Widerstände 56 und/oder Transistoren 57 sowie der entsprechend programmierten input/output Logik 55 eines im Medizinprodukt 50 enthaltenen Mikrocontrollers 54 erfolgen.
-
Die Eingangsschnittstelle 11 des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 10 weist einen Schnittstellen-Identifizierer auf. Dieser wird beispielsweise durch mechanische Codierungen an, oder um die Eingangsschnittstelle 11 herum, durch elektrische Codierungen wie Spannungsteiler, Kurzschlüsse, Zeitantworten (z. B. RC-Glied), durch Modulkennung mittels der input/output Logik 25, oder einer Kombination dieser realisiert und kann von dem Medizinprodukt 50 mittels der Schnittstellen-Identifikation und der Kompatibilitäts-Prüfung erkannt werden.
-
Nach einer automatischen Erkennung des aufgesteckten erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 10 bzw. der drahtlosen Ausgangsschnittstelle 12 (z. B. Bluetooth, NFC) werden die Daten entsprechend über die vorhandenen Schnittstellenpins der Ausgangsschnittstelle 51 des Medizinproduktes 50 zu der Eingangsschnittstelle 11 des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 10 geschickt.
-
Entsprechend einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Datenübertragungsmodul 10 in das Medizinprodukt 50 integriert werden.
-
Beispielhafte Schaltungen der Verknüpfung des erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 10 mit dem Medizinprodukt 50 sind in 4a und 4b dargestellt. Wie hier zu sehen ist, umfasst das Medizinprodukt 50 einen Mikrocontroller 54, der unterschiedliche Protokoll-Standards, beispielsweise I2C (Inter-Integrated Circuit) oder USB, beherrscht. Der Mikrocontroller 54 kann mit oder ohne Interface ausgebildet sein. Der Mikrocontroller 54 ist mit der programmierbaren input/output Logik 55 versehen.
-
Wie aus 4a ersichtlich, sind Widerstände 56 und ein Transistor 57 zwischen den Mikrocontroller 54 und die Eingangsschnittstelle 51 des Medizinprodukts 50 eingefügt worden. Mithilfe der Widerstände 56 und des Transistors 57 wird die an der Eingangsschnittstelle 51 anliegende Spannung als ein Eingangssignal 58 ermittelt. Der Mikrocontroller 54 verarbeitet das Eingangssignal 58 und erzeugt ein Ausgangssignal 59, das zu erkennen gibt, das das erfindungsgemäße Datenübertragungsmodul 10 identifiziert wurde.
-
Die bei angeschlossenem Datenübertragungsmodul 10 an der Eingangsschnittstelle 51 anliegende Spannung, das Eingangssignal 58, wird von dem erfindungsgemäßen Datenübertragungsmodul 10 als Schnittstellen-Identifizierer erstellt. Dazu wird im Bereich der Eingangsschnittstelle 11 beispielsweise ein Widerstand 24 integriert, der in seiner Größe an die entsprechende Ausgangsschnittstelle 12 angepasst ist.
-
So wird in dem Beispiel, welches in 4a gezeigt ist, ein Bluetooth-Modul als Ausgangsschnittstelle 12 in Kombination mit einem Widerstand 24 von 100kΩ verwendet, während in dem Beispiel, welches in 4b gezeigt ist, ein NFC (Near Field Communication)-Modul als Ausgangsschnittstelle 12 in Kombination mit einem Widerstand 24 von 200kΩ verwendet wird.
-
Daraus ergibt sich für den Bluetooth-Modul als Ausgangsschnittstelle 12 eine Schnittstellen-Identifikation von 1.6 V und für den NFC-Modul als Ausgangsschnittstelle 12 eine Schnittstellen-Identifikation von 2.2 V. Diese Spannungen werden von dem Mikrocontroller 54 als Eingangssignal 58 ausgewertet, sodass der entsprechende Typ des angeschlossenen Datenübertragungsmoduls 10 automatisch von dem Medizinprodukt 50 erkannt wird. Ein von dem Mikrocontroller 54 erzeugtes Ausgangssignal 59 gibt dann die Datenübertragung über die entsprechenden Schnittstellenpins der Ausgangsschnittstelle 51 frei.
-
Folglich ermöglicht das universell einsetzbare erfindungsgemäße drahtlose Datenübertragungsmodul 10 das Nachrüsten eines Medizinprodukts 50 mit einer Drahtlosschnittstelle unter Verwendung der bereits implementierten drahtgebundenen Standard-Schnittstelle, wodurch ein Geräteneukauf vermieden wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- drahtloses Datenübertragungsmodul
- 11
- Eingangsschnittstelle
- 12
- Ausgangsschnittstelle
- 13
- Gehäuse
- 14
- Speicher
- 15
- Bedienelement
- 15a
- Berührungselement
- 16
- Spannungsversorgung
- 17
- Anzeige
- 17a
- Hintergrundbeleuchtung
- 17b
- Warnanzeige
- 18
- Spannungsversorgung
- 19
- Verrastung
- 21
- modulspezifische Codierung
- 22
- zusätzliche Steckkontakte
- 23
- Bedienelement
- 24
- Widerstand
- 25
- input/output Logik
- 50
- Medizinprodukt
- 51
- Ausgangsschnittstelle
- 54
- Mikrocontroller
- 55
- input/output Logik
- 56
- Widerstände
- 57
- Transistoren
- 58
- Eingangssignal
- 59
- Ausgangssignal
