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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sterilcontainer mit einer Containerwanne, einem Containerdeckel zum Schließen der Containerwanne, einer vorzugsweise manuell betätigbaren Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln und Entriegeln des Containerdeckels. wenn sich dieser in einer die Containerwanne verschließenden Schließposition befindet sowie einem Erfassungs- und Datenübertragungsmodul zum Erfassen und Übertragen eines Containerzustands und/oder eines Containerinhalts über ein vorzugsweise drahtloses Signal.
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Stand der Technik
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In Krankenhäusern werden Terminpläne für Operationen oder OP-(Zeit-)Pläne bzw. deren Einhaltung üblicherweise manuell geprüft. Problematisch daran ist, dass Krankenhäuser wenig über den Zustand der OP-Pläne wissen. In der Regel muss durch einen Mitarbeiter kontrolliert werden, welche Operation gerade durchgeführt wird, und wie der ungefähre Zeitplan aussieht. Dies muss regelmäßig geschehen und bei auftretenden Komplikationen kann es passieren, dass erst spät festgestellt wird, dass die nächste Operation verschoben werden muss. Ferner ist die regelmäßige Überprüfung durch einen Mitarbeiter zeit- und kostenaufwändig.
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Ferner kommen bei Operationen Sterilcontainer (kurz: Container) zum Einsatz, in welchen sterilisiertes Operationszubehör, d.h. Sterilgut, bereitgestellt wird. Dies können standardmäßig für Operationen benötigte Instrumente und/oder Zubehör wie z.B. Pinzetten o.Ä. sein, oder Spezialinstrumente, Instrumentensets oder spezielles Zubehör, die/das nur für bestimmte Operationen benötigt werden/wird. Die Sterilcontainer werden zunächst mit dem Operationswerkzeug und/oder -zubehör bestückt und werden anschließend im Autoklav sterilisiert, bevor sie für eine Operation zur Verfügung stehen.
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Im Anschluss an eine Operation werden die Instrumente und Sterilcontainer wiederaufbereitet, d.h. gereinigt, werden die Instrumente und/oder das Zubehör zusammengestellt, werden die Container bestückt und sterilisiert.
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Ein Problem hierbei ist eine unbekannte Durchlaufzeit von Sterilcontainern bzw. ihr unbekannter Sitz/Standort. Die Aufbereitung, die nach einer Operation startet, kann je nach Auslastung unterschiedlich lange dauern und das Set der aufzubereitenden Instrumente ist in dieser Zeit nicht verfügbar. Gerade für die Verfügbarkeit und Lebensdauerberechnung nach der „Medical Device Regulation“ (Europäische Medizinprodukte-Verordnung) ist eine Erfassung von Einsatz- und Sterilisationszyklen jedoch notwendig.
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Nach einer erfolgten Sterilisation sind Sterilcontainer als steril gekennzeichnet, um sicherzustellen, dass ein Nutzer sofort erkennt, ob ein Sterilcontainer zur Verwendung freigegeben ist, sodass verhindert wird, dass nicht sterilisierte Instrumente bei einer Operation eingesetzt werden und Kontaminationen verursachen. Hierfür werden die Sterilcontainer beispielsweise verplombt oder etikettiert. Fehlt die Plombe, wurde der Container geöffnet und ist somit als kontaminiert zu betrachten. Dies hat den Nachteil, dass nur direkt am Container ersichtlich ist (z.B. fehlenden Plombe, etc.), ob der Container geöffnet bzw. benutzt wurde. Eine Planung mit verfügbarem Sterilgut beruht daher auf schriftlicher Dokumentation, und unerwartete Ereignisse können deshalb nicht zeitnah verarbeitet werden. Beispielsweise kann es vorkommen, dass Komplikationen bei einer Operation auftreten und erst spät erkannt wird, dass das bei dieser Operation genutzte Instrumentenset erst zu spät wieder bereitsteht für eine weitere geplante Operation, oder dass Verzögerungen bei der Aufbereitung der Instrumente und der Sterilcontainer vorliegen, welche den vorgesehenen OP-Plan durcheinanderbringen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Offenbarung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein System bereitzustellen, welches Nachteile des Stands der Technik vermeidet oder verringert.
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Die der Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Sterilcontainer nach Anspruch 1 und ein Sterilcontainer-Überwachungssystem nach Anspruch 5 gelöst.
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Genauer ausgedrückt, wird ein erfindungsgemäßer Sterilcontainer bereitgestellt, mit einer zumindest auf einer Seite offenen Containerwanne, einem Containerdeckel zum Schließen der Containerwanne, einer manuell betätigbaren Verriegelungs- bzw. Verschlusseinrichtung zum Verriegeln und Entriegeln des Containerdeckels in Schließposition und einem Erfassungs- und Datenübertragungsmodul zum Erfassen und Übertragen eines Containerzustands und/oder zum Erfassen und Übertragen von Daten bezüglich eines Containerinhalts. Ferner hat der Sterilcontainer eine Energieumwandlungseinrichtung zur Energieversorgung zumindest des Erfassungs- und Datenübertragungsmoduls, die dazu vorgesehen und angeordnet ist, um eine Bewegungsenergie am Containerdeckel bei dessen Bewegung in Öffnungs- und/oder Schließposition und/oder an der Verriegelungseinrichtung bei deren Bewegung in Verriegelungs- und/oder Entriegelungsposition in elektrische Energie umzuwandeln.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird ein Sterilcontainer bereitgestellt, welcher dazu konfiguriert ist, automatisch Informationen über seine Nutzung (Verwendung) bereitzustellen und dabei eine autarke, von einer äußeren Energiezufuhr unabhängige (autarke) Vorrichtung bildet. Insbesondere kann durch die Energiewandlungseinrichtung auf große, für Sterilisation anfällige elektrische Energiespeicher verzichtet werden, indem die benötigte elektrische Energie durch relativbewegbare Bauteile des Containers selbst, insbesondere den Deckel zu der Wanne oder den Verrieglungsmechanismus, bereitgestellt wird.
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Ferner liegt der Offenbarung die Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, über eine Überwachung einer Betätigung/Nutzung von Sterilcontainern (d.h. durch ein automatisches Erfassen eines Öffnens und/oder Schließens bzw. eines Ver- und Entriegelns derselben), zum einen Verwendungen des Sterilcontainers zu erfassen und weitgehend zu überwachen, wie z.B. einen Start und ggf. eine Art einer bevorstehenden Operation, und zum anderen die Bereitstellung von Instrumenten und Material nachzuverfolgen, wodurch die Planung von Operationen deutlich vereinfacht ist. Der erfindungsgemäße Sterilcontainer benötigt hierzu lediglich eine Vorrichtung, welche einen Zustand (Betätigungszustand) in Form eines Öffnens und/oder Schließens des Containers bzw. ein Ver- und/oder Entriegelns eines Verriegelungsmechanismus des Containers (d.h. eine Betätigung desselben) erkennt, und versendet (d.h. das Erfassungs- und Datenübertragungsmodul) sowie eine Energieversorgung (die Energieumwandlungseinrichtung), welche den Drahtlos-Sender und den Sensor mit Energie versorgt.
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Zur Versendung der Daten in Form eines drahtlosen Signals kann als das Erfassungs- und Datenübertragungsmodul ein drahtloser Sender bereitgestellt sein, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser bei der Betätigung des Sterilcontainers eine Information über den verwendeten Sterilcontainer bzw. dessen Zustand (einen Betätigungszustand, d.h. einen Öffnungs-/Schließzustand und/oder einen Ver-/ Entriegelungszustand) an einen separat dazu vorgesehenen Empfänger bzw. eine zentrale Datenverarbeitung übermittelt. Bevorzugt ist das Sendermodul ein Bluetooth-Modul, insbesondere ein Low-Power Bluetooth-Modul oder ein Bluetooth-Podcast-Modul. Weiter bevorzugt ist das Sendermodul auf hohe Temperaturen ausgelegt. Zum Schutz vor Feuchtigkeit, Chemikalien und Temperaturen über der spezifizierten Grenze kann das Sendermodul bzw. das Bluetooth-Podcast-Modul bevorzugt gekapselt / mit einer Schutzhülle versehen sein.
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Grundsätzlich lassen sich zwei verschiedene Ausgestaltungen der Offenbarung unterscheiden:
- - Soll auf einen Energiezwischenspeicher völlig verzichtet werden, ist es offenbarungsgemäß erforderlich, die Energieumwandlungseinrichtung mit jenem beweglichen Bauteil am Container zu koppeln, dessen Zustand bzw. Zustandsänderung erfasst und übermittelt werden soll. D.h. wird dieses Bauteil aus einem ersten Zustand (z.B. verriegelt) in einen anderen, zweiten Zustand (z.B. entriegelt) bewegt, kann die Bewegungsenergie in elektrische Energie gewandelt werden, mit welcher dann das Erfassungs- und Datenübertragungsmodul für dessen temporäre Funktion zur Erfassung und Übermittlung der Zustandsänderung beweglichen Bauteils versorgt wird.
- - Soll hingegen ein Zwischenspeicher vorgesehen sein, ist es möglich, die Energieumwandlungseinrichtung mit jenem beweglichen Bauteil am Container zu koppeln, bei dessen Bewegung die meiste Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelbar ist, also jenem Bauteil, das am häufigsten bewegt wird und/oder den größten Stellweg aufweist.
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Nach einer ersten Ausgestaltung der Offenbarung dient die Energiewandlungseinrichtung gleichzeitig als ein Betätigungssensor, bzw. hat einen solchen Sensor, der unmittelbar bei der Betätigung, d.h. unmittelbar, wenn der Sterilcontainer geöffnet/geschlossen oder verriegelt/entriegelt wird, elektrische Energie zur Versorgung des Erfassungs- und Datenübertragungsmoduls liefert. Die Aktivierung bzw. die Versorgung mit elektrischer Energie durch die Energiewandlungseinrichtung entspricht somit quasi einem Erfassen des Containerzustands durch das Erfassungs- und Datenübertragungsmodul und die bereitgestellte Energie wird unmittelbar zur Datenübertragung, d.h. zum Senden des vorzugsweise drahtlosen Signals verwendet. Nach dieser Ausgestaltung wird das Erfassungs- und Datenübertragungsmodul primärspeicherfrei/akkumulator- und batterielos betrieben.
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Soll die elektrische Energie zeitlich außerhalb der Betätigung (kurz danach) bereitgestellt werden, kann optional ein Puffer/Kondensator bereitgestellt sein, welcher die elektrische Energie kurzzeitig speichern kann.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist die Erfassungs- und Datenübertragungseinrichtung derart konfiguriert, dass diese ausschließlich, bzw. batterie- und akkumulatorfrei, durch die Energieumwandlungseinrichtung während der Bewegung des Containerdeckels und/oder des Verriegelungsmechanismus oder unmittelbar danach mit elektrischer Energie versorgt und dadurch aktiviert wird, um das drahtlose Signal zu senden.
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In nochmals anderen Worten wird die Aufgabe durch einen Sterilcontainer gelöst, welcher einen mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelten Betätigungssensor, der eine Betätigung (d.h., ein Verriegeln und/oder Entriegeln) des Verriegelungsmechanismus oder des Containerdeckels erfasst, sowie ein Sendermodul (ein Erfassungs- und Datenübertragungsmodul) aufweist, das mit dem Betätigungssensor derart gekoppelt und dazu eingerichtet ist, um bei einer von dem Betätigungssensor erfassten Betätigung des Verriegelungsmechanismus ein (drahtloses) Signal (Funksignal) mit einer containerspezifischen Information (Verriegelt, Entriegelt) zu senden,. Vorzugsweise ist das Sendermodul ein Bluetooth-Modul, insbesondere ein Low-Energy-Bluetooth-Modul. Dieses hat den Vorteil, dass beim Ver-/Entriegeln außer extrem kurzen Bluetooth-Podcasts (Signalen) keine Signale entstehen und somit Störungen anderer Systeme durch diese Signale nahezu vermieden werden. Der Betätigungssensor weist ferner die elektrische Energieumwandlungseinrichtung auf, welche mit zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen des Verriegelungsmechanismus gekoppelt ist, derart, dass die Energieumwandlungseinrichtung aus dieser Relativbewegung der Bauteile elektrische Energie gewinnt. Die durch die Energieumwandlungseinrichtung gewonnene elektrische Energie wird dem Sendermodul unmittelbar zugeführt und dieses dadurch aktiviert, um das (drahtlose) Signal zu senden. Dies ist insbesondere von Vorteil, da somit der Sterilcontainer ein autarkes Broadcastmodul bildet und nicht auf eine sterilisationsempfindliche Batterie oder einen anderen Energiespeicher angewiesen ist.
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Um eine zur Versorgung der Erfassungs- und Datenübertragungseinrichtung beim Erfassen und Senden der Betätigung des Sterilcontainers benötigte Menge elektrischer Energie ausreichend und zuverlässig bereitzustellen, können Bauteile, deren Bewegungsenergie durch die Energiewandlungseinrichtung in elektrische Energie gewandelt wird, wie z.B. Bauteile des Verriegelungsmechanismus, mit Hebeln oder Übersetzungen versehen werden, um eine größere abgreifbare Bewegungsstrecke bei der Betätigung dieser Bauteile zu erhalten.
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Nach dieser Ausführungsform ist insbesondere von Vorteil, dass die zu erfassende Betätigung des Sterilcontainers unmittelbar, und vorzugsweise ausschließlich, mit jener Bewegung verknüpft ist, durch welche die elektrische Energie erzeugt wird. Das heißt, die Energiewandlungseinrichtung dient sowohl als Sensor als auch als (einzige und unmittelbare) elektrische Energieversorgung für die Erfassung der Betätigung als auch für die Datenübertragung durch die Erfassungs- und Datenübertragungseinrichtung. Der Sterilcontainer oder zumindest das daran bereitgestellte System zur Ermittlung der Betätigung aufweisend die Erfassungs- und Datenübertragungseinrichtung und die Energiewandlungseinrichtung ist somit vollständig autark. Es ist also batterie- und akkumulatorfrei, insbesondere energiespeicherfrei oder energiepufferfrei, betreibbar.
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Ferner ist es möglich, den Sterilcontainer mit einer weiteren Energiewandlungseinrichtung und Erfassungs- und Datenübertragungseinrichtung zu versehen, die beispielsweise an Henkeln des Sterilcontainers angebracht sind und dazu eingerichtet sind, eine Betätigung der Henkel zu erfassen und in Antwort darauf ein weiteres (drahtloses) Signal zu versenden, wobei die dazu benötigte elektrische Energie (insbesondere ausschließlich) dann durch die Bewegung der Henkel bei deren Betätigung erzeugt wird.
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Alternativ zu der vorstehend beschriebenen, batterie- und akkumulatorfreien bevorzugten Ausgestaltung kann der Sterilcontainer nach einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung einen Energie-Zwischenspeicher oder Puffer zur temporären Zwischenspeicherung der elektrischen Energie aufweisen. Insbesondere kann ein Kondensator bereitgestellt sein, welcher beispielsweise eine bei einem Öffnen oder Schließen des Containerdeckels durch die Energiewandlungseinrichtung (oder eine der Energiewandlungseinrichtungen) erzeugte elektrische Energie kurzzeitig speichert. Diese elektrische Energie steht somit beispielsweise für das Senden des Signals zur Verfügung, selbst wenn das Verriegeln des Containers zu erfassen ist, welches erst kurz nach dem Schließen des Deckels stattfindet. Ferner kann auf diese Weise eine höhere Energie bereitgestellt werden, als wenn nur die relativ kleinen und sich nur wenig bewegenden Bauteile des Verriegelungsmechanismus zur Erzeugung der elektrischen Energie zur Verfügung stehen. In diesem Fall können weitere Energiewandlungseinrichtungen bereitgestellt sein, welche aus weiteren Bewegungen des Sterilcontainers, beispielsweise von dessen Henkeln, elektrische Energie gewinnen, die anschließend in den Energie-Zwischenspeichern bereitgestellt werden kann. Auf diese Weise kann ein stärkeres (drahtloses) Signal übermittelt werden, als bei der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltung der Offenbarung. Ferner kann nach dieser Ausgestaltung als Energiezwischenspeicher ein Akkumulator bereitgestellt sein, d.h. eine Primärzelle, wobei diese sehr geringen Anforderungen unterliegt und somit die Auswahl dieser Primärzelle flexibler ist. Demgemäß können besonders stark temperatur- und sterilisationsempfindliche Zellen vermieden werden.
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Die Energiewandlungseinrichtung nach einer der beiden Ausgestaltungen kann elektrische Energie aus zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen, oder zwei sich zueinander drehbaren Scharnierteilen, erzeugen und/oder es können ein am Sterilcontainerdeckel oder an/unter einem Öffnungsrand der Sterilcontainerwanne angeordneter Riegel und ein entsprechend am/unter dem Sterilcontainerrand oder am Sterilcontainerdeckel angeordnetes Eingriffselement vorgesehen sein, welches zum Eingriff mit dem Riegel ausgebildet ist und deren Relativverschiebung zur Energieumwandlung genutzt wird. Alternativ oder zusätzlich können die zwei zueinander bewegbaren Bauteile der Sterilcontainerdeckel und die Sterilcontainerwanne sein. Die Energieumwandlungseinrichtung kann beispielsweise ein Generator/Dynamo sein, bei welchem über elektromagnetische Induktion eine Bewegung eines Bauteils, insbesondere eine Rotation, in elektrische Energie gewandelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Energieumwandlungseinrichtung einen Piezo-Generator aufweisen. Grundsätzlich sind sämtliche Prinzipien geeignet, nach welchen eine mechanische oder Bewegungsenergie in elektrische Energie gewandelt werden kann. Von Vorteil ist bei einer derartigen Energieumwandlungseinrichtung insbesondere, dass dadurch auf temperaturempfindliche Bauteile am Sterilcontainer verzichtet werden kann und somit eine lange Lebensdauer gewährleistet werden kann. Insbesondere ist kein Austausch von Energiespeichern wie Batterien notwendig.
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Derartige Lösungen zur Datenübertragung bei Sterilcontainern wurden im Stand der Technik bislang nicht in Betracht gezogen. Dies ist beispielsweise darauf zurückzuführen, dass Hardwarelösungen zur Datenübertragung entweder dauerhaft aktiv sein müssen oder mechanisch aktiviert werden. Dadurch muss entsprechend ein Energiespeicher (eine Batterie oder ein Akkumulator, d.h. eine Primärzelle) bereitgestellt werden, oder es ist eine Betätigung durch den Nutzer notwendig. Ferner werden als Energiespeicher im Stand der Technik in der Regel Primärzellen verwendet, die nach einer gewissen Lebenszeit ausgetauscht werden müssen. Die Lebenszeit von Energiespeichern verringert sich insbesondere durch jeden Sterilisationsvorgang signifikant.
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Die containerspezifische Information weist bevorzugt eine Container-Identifikationskennung/Sterilcontainerkennung auf oder besteht daraus. Dies ist eine äußerst geringe Datenmenge, die schnell und einfach übertragbar ist und es ermöglicht einen Weg eines Sterilcontainers z.B. innerhalb eines Krankenhauskomplexes punktuell nachzuvollziehen. Es kann somit erfasst werden, welcher Sterilcontainer gerade (wie) betätigt wird. Da in einem Krankenhaus in der Regel eine große Anzahl von Sterilcontainern in Umlauf sind, können somit die einzelnen Sterilcontainer jeweils anhand der letzten Betätigung beispielsweise ihres Verriegelungsmechanismus erfasst und überwacht werden. Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die containerspezifische Information eine Entriegelungs und/oder Öffnungsbetätigungskennung und/oder eine Verriegelungs- und/oder Schließbetätigungskennung aufweist. Dies ermöglicht es, beispielsweise eine Betätigung des Verriegelungsmechanismus als eine Öffnungsbetätigung oder als eine Schließbetätigung zu erkennen. In anderen Worten ausgedrückt, ist es von Vorteil, wenn der Betätigungssensor dazu konfiguriert ist, zu erkennen, ob der Verriegelungsmechanismus entriegelt oder verriegelt wird und das Sendermodul / das Erfassungs- und Datenübertragungsmodul entsprechend das (drahtlose) Signal um diese Information erweitert, d.h. dass die containerspezifische Information neben der Container-Identifikationskennung ferner eine Ver- oder Entriegelungs-Kennung aufweist.
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Der Verriegelungsmechanismus ist bevorzugt an einem Sterilcontainerdeckel montiert. Der Betätigungssensor ist in diesem Fall bevorzugt dazu eingerichtet ein Ver- und/oder Entriegeln eines Riegels als die Betätigung des Verriegelungsmechanismus zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bewegung einer Verschlusslasche als die Betätigung erkannt werden oder kann ein Anpressen oder Lösen eines Abschnitts eines Deckelrands des Sterilcontainerdeckels auf einem entsprechenden Öffnungsrandabschnitt an einer Öffnung des Sterilcontainers als die Betätigung erkannt werden.
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In anderen Worten ausgedrückt, erfolgt eine Energieversorgung bevorzugt durch ein sogenanntes Energy-Harvesting-Modul als Energieumwandlungseinrichtung. Beispiele hierfür sind Piezo-Elemente oder ein elektromechanischer Generator. Beide Varianten sind mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden/gekoppelt und generieren Energie durch die Bedienung/Bewegung des Verriegelungsmechanismus. Die Dimensionierung dieser Energieerzeugung muss beispielsweise für ein Broadcast-Signal bzw. für ein drahtloses (Funk-) Signal ausreichen.
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Ferner wird die der Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Sterilcontainer-Überwachungssystem nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
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Genauer ausgedrückt, ist ein erfindungsgemäßes Sterilcontainer-Überwachungssystem bereitgestellt, welches ein Empfängermodul (kurz: Empfänger), das dazu eingerichtet ist, ein (drahtloses) Signal von einem Sendermodul, d.h. von einer Erfassungs- und Datenübertragungseinrichtung, zu empfangen, die durch das (drahtlose) Signal übertragenen Daten zu verarbeiten und an ein (zentrales) Datenverarbeitungsmodul weiterzuleiten, sowie das Datenverarbeitungsmodul aufweist. Ferner hat das Sterilcontainer-Überwachungssystem einen vorstehend beschriebenen Sterilcontainer, welcher das Erfassungs- und Sendermodul aufweist und das (drahtlose) Signal sendet, wenn beispielsweise ein Verriegelungsmechanismus des Sterilcontainers betätigt wird. Vorzugsweise hat das Sterilcontainer-Überwachungssystem eine Vielzahl von entsprechenden Sterilcontainern und eine Anzahl von Empfängermodulen.
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Zusammenfassend, besteht die der Offenbarung zugrundeliegende Idee darin, dass eine Möglichkeit geschaffen wird, das Ver- und/oder Entriegeln und/oder das Öffnen und/oder Schließen von Sterilcontainern zu erfassen und einem Empfänger, vorzugsweise einem Ort (Empfängerstandort), zuzuordnen. Bei diesem System ist nur eine geringe Anzahl unterschiedlicher Komponenten notwendig, die außerdem sehr robust sind. Somit ist eine einfache Implementierung durch eine kostengünstige Hardware-Lösung gewährleistet.
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Es ist ferner bevorzugt, wenn das Datenverarbeitungsmodul und/oder das Empfängermodul dazu eingerichtet sind, beim Empfangen der containerspezifischen Information bzw. der vom Empfängermodul übersendeten Daten eine empfängerspezifische Information (Empfängerkennung), und optional einen Zeitstempel, welcher den Zeitpunkt des Empfangs der containerspezifischen Information (oder die Übermittlung derselben an das Datenverarbeitungsmodul) abbildet, zu generieren und diese mit der entsprechenden containerspezifischen Information als eine Datengruppe zu speichern. Auf diese Weise kann genau erfasst werden, welches Empfängermodul das Signal des Sterilcontainers erfasst hat. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn mehrere, örtlich verteilt angeordnete Empfängermodule bereitgestellt sind. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Empfängermodul und/oder das Datenverarbeitungsmodul dazu eingerichtet ist, dass dem Empfängermodul eine Standortkennung zugeordnet ist oder bei einer Einrichtung des Sterilcontainer-Überwachungssystem zuordenbar ist. Vorzugsweise weist die empfängerspezifische Information die Standortkennung auf. Auf diese Weise kann die Datenverarbeitungseinheit ermitteln, wo der jeweilige Sterilcontainer betätigt (ver-/entriegelt und/oder geöffnet/geschlossen) wurde. Weist die Datengruppe ferner den Zeitstempel auf, kann ferner der Zeitpunkt der Betätigung erfasst werden. Somit ist eine genaue Verfolgung des Sterilcontainers entlang von dessen Nutzungszyklus möglich.
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In anderen Worten ausgedrückt, sind die (Bluetooth-) Empfänger an strategischen Punkten im Krankenhaus und in der ZSVA angebracht. Dadurch wird sichergestellt, dass auch ein abgeschwächtes Signal ausgehend von einem Container erfasst werden kann. Die Positionierung muss so gestaltet sein, dass zuverlässig erkannt wird, in welchem Bereich ein Container ver-/entriegelt und/oder geschlossen/geöffnet wurde. Damit die Signale weitergeleitet werden können, sind die Empfänger mit einer zentralen Einheit (dem Datenverarbeitungsmodul) verbunden.
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Ferner kann das Datenverarbeitungsmodul vorteilhafterweise dazu eingerichtet sein, die Datengruppe auszuwerten, um abhängig von der empfängerspezifischen Information eine Containerverwendung des Sterilcontainers zu bestimmen. Nachfolgend werden einige bevorzugte Beispiele für derartige Bestimmungen beschrieben.
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Vorzugsweise kann eine beginnende Patientenbehandlung/Operation als eine erste Containerverwendung ermittelt werden, wenn die Datengruppe eine erste empfängerspezifische Information, und vorzugsweise eine Entriegelungs-/ Öffnungsbetätigungskennung, aufweist. Beispielsweise ist der entsprechende erste Empfänger in oder in der Nähe von einem Operationssaal angeordnet und weist eine empfängerspezifische Kennung auf, die entweder den Standort abbildet oder in einer Speichereinheit des Datenverarbeitungsmoduls mit dem Standort verknüpft gespeichert ist. Empfängt dieser erste Empfänger das Signal mit der containerspezifischen Information ausgehend von einem der Sterilcontainer, generiert der Empfänger einen Zeitstempel und stellt die empfängerspezifische Kennung bereit, welche er zusammen mit der containerspezifischen Information als eine Datengruppe bündelt und an das Datenverarbeitungsmodul übermittelt. Alternativ kann der Empfänger lediglich die container- und empfängerspezifischen Informationen bündeln und weiterleiten und das Datenverarbeitungsmodul generiert bei deren Erhalt den Zeitstempel und ordnet ggf. der Empfängerkennung einen hinterlegten Standort zu. Das Datenverarbeitungsmodul kann anschließend anhand der übermittelten Daten darauf schließen, wann (Zeitstempel) eine Operation (Empfängerstandort/-kennung) startet, und zwar mit welchem dabei eingesetzten Sterilcontainer (Sterilcontainerkennung).
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Vorzugsweise kann eine anstehende Container-Bestückung als eine zweite Containerverwendung ermittelt werden, wenn die Datengruppe eine zweite empfängerspezifische Information, und vorzugsweise eine Entriegelungs-/Öffnungsbetätigungskennung, aufweist. Ein Ent-/Verriegeln bzw. ein Öffnen und ein Schließen können beispielsweise anhand einer Drehrichtung eines auf elektromagnetischer Induktion basierenden Generatorkerns ermittelt werden. Beispielsweise kann der zweite Empfänger in der Nähe eines Bestückungszentrums zur Bestückung der Sterilcontainer mit Sterilgut, wie den chirurgischen Instrumenten, angebracht sein und bei einer Betätigung, insbesondere einem Entriegeln bzw. einem Öffnen, ein Signal des Sterilcontainers empfangen. Entsprechend vorstehendem Verwendungsbeispiel wird durch das Empfängermodul oder das Datenverarbeitungsmodul ein Zeitstempel generiert und werden die empfänger- und containerspezifischen Informationen mit dem Zeitstempel zu einer Datengruppe gebündelt. Die Datengruppe bildet ab, zu welchem Zeitpunkt (Zeitstempel) welcher Sterilcontainer (Sterilcontainerkennung) bei dem Bestückungszentrum (Empfängerstandort/-kennung) verriegelt oder geschlossen wurde, woraus das Datenverarbeitungsmodul ermittelt, dass der Sterilcontainer zu diesem Zeitpunkt zur Bestückung entriegelt bzw. geöffnet wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine anstehende Containersterilisation als eine dritte Containerverwendung ermittelt werden, wenn die Datengruppe die eine dritte empfängerspezifische Information, und vorzugsweise eine Verriegelungs- bzw. Schließbetätigungskennung, aufweist. Beispielsweise kann das dritte Empfängermodul in der Nähe von einem Autoklav zur Sterilisation der Sterilcontainer angebracht sein und bei einer Betätigung, insbesondere einem Verriegeln oder Schließen, ein Signal des Sterilcontainers empfangen. Entsprechend vorstehendem Verwendungsbeispiel wird durch das Empfängermodul oder das Datenverarbeitungsmodul ein Zeitstempel generiert und werden die empfänger- und containerspezifischen Informationen mit dem Zeitstempel zu einer Datengruppe gebündelt. Die Datengruppe bildet ab, zu welchem Zeitpunkt (Zeitstempel) welcher Sterilcontainer (Sterilcontainerkennung) bei dem Autoklav (Empfängerstandort/-kennung) verriegelt bzw. geschlossen wurde, woraus das Datenverarbeitungsmodul ermittelt, dass der Sterilcontainer zu diesem Zeitpunkt für die Sterilisation bereit ist oder dass anschließend ein Sterilisationsprozess mit diesem Container stattfindet. In einem Fall, in welchem die Sterilcontainerkennung eine Verriegelungs-/Entriegelungs- bzw. eine Öffnungs- oder Schließbetätigungsinformation aufweist, kann ein einzelner Empfänger für die Ermittlung der Bestückung (nach dem Öffnen) und der Sterilisation (nach dem Schließen) bereitgestellt werden, da diese innerhalb eines Krankenhauses in der Nähe voneinander angeordnet sein können.
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Es hat sich des Weiteren als sinnvoll erwiesen, dass das Datenverarbeitungsmodul und/oder das Empfängermodul dazu eingerichtet ist, der Datengruppe ferner eine Inhaltsinformation zuzuordnen, welche einen Inhalt des Containers, insbesondere über darin enthaltene chirurgische Instrumente, abbilden. Bevorzugt weist das Sterilcontainer-Überwachungssystem hierzu ein Bestückungsinterface auf, über welches beim Bestücken des Sterilcontainers erfasst wird was in den Sterilcontainer eingelegt wird. In anderen Worten ausgedrückt, ist eine Eingabevorrichtung bereitgestellt, über welche angegeben werden kann, welche Instrumente in den aktuell zu bestückenden Sterilcontainer eingelegt werden. Das Interface kann beispielsweise ein Touchscreen, ein Bildschirm mit Tastatur o.Ä. zum manuellen Eingabe der Instrumente oder ein Scanner zur Erfassung einer Instrumentenkennung sein. Es kann jedoch auch ein beliebiges anderes geeignetes Eingabesystem genutzt werden. Das Datenverarbeitungsmodul ist bevorzugt dazu eingerichtet, die Daten, die die in den Container eingelegten Instrumente abbilden, automatisch dem gerade als am Bestückungszentrum betätigten bzw. geöffneten/entriegelten Sterilcontainer zuzuordnen. Alternativ kann das Interface/die Eingabevorrichtung ferner dazu eingerichtet sein, die containerspezifische Information zu erfassen, beispielsweise durch Scannen eines am Sterilcontainer bereitgestellten Barcodes oder einer ähnlichen Kennzeichnung, oder durch manuelle Eingabe der containerspezifischen Information.
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Auf diese Weise ordnet das Datenverarbeitungsmodul der containerspezifischen Information die Inhaltsinformation zu und hinterlegt diese als eine Inhaltsdatengruppe in einer Speichereinheit des Datenverarbeitungsmoduls. Wird später eine Verwendung des Containers erfasst, d.h., wird eine Datengruppe oder eine containerspezifische Information von einem bereits als sterilisiert hinterlegten Containers empfangen, vergleicht das Datenverarbeitungsmodul die empfangene containerspezifische Information mit den jeweiligen hinterlegten containerspezifischen Informationen der Inhaltsdatengruppen und fügt die entsprechende Inhaltsdatengruppe der empfangenen Datengruppe hinzu. In anderen Worten ausgedrückt, kann das Sterilcontainer-Überwachungssystem den Inhalt des Sterilcontainers erfassen, indem es bei dessen Bestückung die darin eingelegten Instrumente erfasst, und kann bei einer späteren Verwendung des Containers zuordnen, welche Instrumente in diesem Container enthalten sind. Dies ermöglicht es, eine Verwendung und Anzahl von Sterilisationszyklen der Instrumente genau zu erfassen, was eine genaue Rückverfolgbarkeit und Berechnung der Lebensdauer der Instrumente, d.h. der gemäß der Medizinprodukteverordnung zu überwachenden Medizinprodukte, ermöglicht.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Sterilcontainer-Überwachungssystem eine Schnittstelle zu einem externen Dienstleister, beispielsweise von einem Instrumentenhersteller, bereitstellen. Dadurch kann das Sterilcontainer-Überwachungssystem im Rahmen eines Pay-per-Use Modells verwendet werden.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Datenverarbeitungsmodul mit einem Krankenhaussystem (zentraler Krankenhausserver o.Ä.) verbunden ist und auf die darin hinterlegten Informationen Zugriff hat. Das heißt, die zentrale Datenverarbeitungseinheit (zum Beispiel ein PC) ist bevorzugt mit dem Krankenhaussystem verbunden und hat Zugriff auf das Instrumenten-Management-System, OP-Zeitpläne und kann die verfügbaren Daten selbstständig interpretieren.
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Ferner kann das Datenverarbeitungsmodul dazu konfiguriert sein, die erfasste Containerverwendung mit einem OP-Terminplan zu vergleichen. Beispielsweise ist das Datenverarbeitungsmodul dazu konfiguriert, beispielsweise bei der Erfassung einer Öffnung eines Sterilcontainers im Operationssaal auf den im Krankenhaussystem hinterlegten OP-Plan zuzugreifen und den Zeitstempel der Datengruppe, aus der die beginnende Operation ermittelt wurde, mit dem Terminplan zu vergleichen. Decken sich der Terminplan und der Zeitstempel, kann angezeigt werden, dass keine Anpassung des Plans notwendig ist. Decken sie sich nicht, kann das Datenverarbeitungsmodul eine Ausgabe generieren, die auf eine notwendige Anpassung des OP-Plans hinweist. Weicht der Zeitstempel stark von dem OP-Plan ab, kann das Datenverarbeitungsmodul darauf schließen, dass während der Operation unerwartet ein weiterer Sterilcontainer geöffnet werden musste und es somit Komplikationen gegeben haben könnte. In diesem Fall kann eine Warnmeldung ausgegeben werden, welche darauf hinweist, dass mit starken Änderungen des OP-Plans zu rechnen ist.
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Ist der Datengruppe ferner eine Inhaltsinformation über die darin enthaltenen Instrumente, wie vorstehend beschrieben, zugeordnet, kann das Datenverarbeitungsmodul ferner dazu eingerichtet sein, anhand des Inhalts des Sterilcontainers, der im Operationssaal entriegelt/geöffnet wird, auf die Art der Operation schließen. Stellt das Datenverarbeitungsmodul beim Abgleich des es OP-Plans mit dem Inhalt des verwendeten Sterilcontainers fest, dass die für die beginnende Operation im Sterilcontainer bereitgestellten Instrumente nicht der Art von Operation entsprechen, die im OP-Plan vermerkt ist, kann die Datenverarbeitungseinheit einen weiteren Warnhinweis ausgeben.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Datenverarbeitungsmodul dazu konfiguriert sein, anhand der erfassten Containerverwendung eine Verfügbarkeitsinformation des Sterilcontainers oder von dessen Inhalt zu aktualisieren. Stellt das Sterilcontainer-Überwachungssystem, z.B. wie vorstehend beschrieben, eine anstehende Sterilisation fest, so kann die Datenverarbeitungseinheit dazu eingerichtet sein, den Zeitstempel mit einer in der Datenverarbeitungseinheit oder im Krankenhaussystem hinterlegten Sterilisationszeit zu addieren, um einen Verfügbarkeitszeitpunkt zu bestimmen, zu welchem der Sterilcontainer und/oder die darin enthaltenen Instrumente für eine Operation wieder zur Verfügung stehen. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Sterilcontainer-Überwachungssystem eine gute Überwachung von Zeitplänen und eine Erkennung von Komplikationen. Ferner erlaubt die Automatische Übermittlung der Container-ID oder Sterilcontainerkennung eine bessere Planung von Abläufen und Kosten.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird die der Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe wie folgt gelöst:
- Die Erfindung besteht aus einem System (Sterilcontainer-Überwachungssystem) oder weist ein System auf, welches aus einem autarken Broadcastmodul an einem Sterilcontainer, einem verbundenen System von Bluetooth-Empfängern und einer zentralen Datenverarbeitung besteht oder diese aufweist. Mit diesem System soll erkannt werden, wie oft ein medizinisches (Instrumenten-/ Operations-) Set eingesetzt und sterilisiert wurde. Zudem kann durch die Erfassung eines Ereignisorts (eines Orts der Betätigung) ein Zeitplan erstellt werden, wann eine Operation gestartet ist und wann eine Sterilisation durchgeführt wird. Hierzu verfügt der Sterilcontainer über ein Ultra-Low-Power Bluetooth Modul, welches durch ein Energy-Harvesting-Modul angetrieben wird. Dieses Modul wird aktiviert, sobald der Container ver-/entriegelt wird und/oder geöffnet oder geschlossen wird. Die dadurch generierte Energie löst ein Broadcast-Signal aus, welches die Container ID an den nächsten Bluetooth-Empfänger sendet. Dieser kombiniert die Container ID mit einem Zeitstempel und der Empfänger ID. Diese Daten werden an eine zentrale Datenverarbeitung weitergeleitet. Diese kann durch eine angelegte Datenbank der Container-ID ein medizintechnisches Set und der Empfänger-ID einen Standort im Krankenhaus oder in der ZSVA zuordnen. Durch die Erkennung des Standorts kann das System eine Operation zuordnen oder erkennen, ob der Container in Kürze sterilisiert wird. Durch diese Zuordnungen kann das System feststellen, ob der OP-Zeitplan eingehalten wird, ob es zu Komplikationen während einer laufenden OP kam und wann ein Instrumentenset wieder für den Einsatz im OP bereitsteht. Weiterhin kann das System die Anzahl der Einsätze und Sterilisationen erfassen und individuellen Instrumenten zuordnen. Dies erfolgt durch eine Registrierung von Instrumenten und UDIs und eine Zuordnung zu einer Container-UDI während des Packvorgangs in der ZSVA. Die Erfassung dieser Daten ist notwendig, um die Lebenszeit und Einsatzhistorie von Medizinprodukten nachverfolgen zu können. Dadurch kann auch ein Pay-per-Use-Modell umgesetzt werden.
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Die Neuheit der Offenbarung ist eine Verwendung der Container-Verriegelung/Entriegelung bzw. Öffnung/Schließung zur Bestimmung der Containerposition, des Einsatzes und einer Sterilisation. Eine weitere Neuheit ist die Energieversorgung eines Broadcast-Moduls mittels Piezo-Element oder elektromechanischem Generator in der Medizintechnik, anstelle (oder zusätzlich) eines Energiespeichers. Das übermittelte Datenpaket dient der Mitteilung an ein zentrales System, dass ein Container entriegelt/geöffnet wurde, wo und, durch die Systemzeit, wann dies stattfand. Weiterhin neu ist die Anwendung im sterilen Umfeld der Sterilcontainer, was weitere Anforderungen an das System mit sich bringt. Durch die Erfindung wird eine neue Möglichkeit zur Rückverfolgbarkeit und Lebensdauerberechnung für Medizinprodukte gegeben.
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Nachfolgend werden einige Beispiele für den Einsatz des Sterilcontainer-Überwachungssystem beschrieben.
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Im Anwendungsfall befindet sich der Sterilcontainer in einem Operationssaal, indem er für eine OP entriegelt/geöffnet werden muss. Sobald der Verschluss bedient wird, wird das Bluetooth-Modul mit Energie versorgt und sendet ein sehr kurzes Signal an einen Empfänger in Reichweite. Dieses Signal beinhaltet die Container-ID. Der Empfänger versieht diese Daten mit seinem Zeitstempel und einer digitalen ID oder Position (zum Beispiel OP-Saal 3). Dieses Datenpaket kann von einem Managementsystem bearbeitet werden. Aus dieser Übertragung können mehrere Informationen entnommen werden. Beispiele hierfür sind: welches Set wurde gerade geöffnet; der Container ist nicht mehr verfügbar für andere Operationen; die OP startet zur festgelegten Zeit; es entstehen X Euro Kosten für eine Aufbereitung; Set Y wurde verwendet, es entstehen Kosten (Pay-per-Use).
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Nach der Operation muss das Set wiederaufbereitet werden. Nach der Reinigung im Reinigungs- und Desinfektionsgerät muss das Set wieder zusammengestellt werden. Dies erfolgt an einem sogenannten Packplatz. Damit das Managementsystem weiß, welches Set sich in welchem Container befindet, muss die Set -ID mit der Container-ID verbunden werden. Das kann so geschehen, dass auf dem Bluetooth-Modul die einzigartige ID des Containerdeckels eingespeichert ist, die auch mittels Datamatrix Code ausgelesen werden kann. Eine weitere Möglichkeit ist die Auslösung oder Beschreibung des Moduls mittels NFC, RFID oder Steckverbindung. Dadurch werden Bluetooth-Signale und hinterlegte Set-Daten im System verbunden. Durch das Verriegeln/Schließen des Containers nach der Bestückung kann das ausgesendete Signal dazu verwendet werden, dem Management die anstehende Sterilisation und dadurch den Zeitpunkt der Verfügbarkeit im Krankenhaus anzuzeigen. Somit werden zwei wichtige Zeitpunkte zur Verfügung gestellt: der Start einer OP oder eine etwaige Komplikation und der Start der Sterilisation bzw. das Ende der Wiederaufbereitung.
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Durch den Aufbau des Systems muss kein Austausch erfolgen, da die Alterung der Elektronik durch eine gute Isolation deutlich verringert werden kann und vorzugsweise keine Energiespeicher verbaut werden müssen. Die Isolation dient auch der besseren Reinigbarkeit, da dadurch eine glatte Oberfläche entsteht, welche gut reinigbar ist. Zusammenfassend beschreibt die Offenbarung ein System, mit dem erkannt werden kann, wann und wo welche Instrumentensets eingesetzt oder sterilisiert wurden. Dies erfolgt durch autarke Broadcast-Signale, welche durch das Ent-Nerriegeln und/oder durch Öffnen und Schließen eines Containers ausgelöst werden, da die Energieversorgung durch den Verriegelungsmechanismus betrieben wird. Die Datenpakete werden durch ein verbundenes System ausgewertet und interpretiert.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird die vorliegende Offenbarung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Diese sind jedoch nur veranschaulichender Natur und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Ferner werden bei der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, um redundante Beschreibungen derselben zu vermeiden.
- 1 zeigt ein Sterilcontainer-Überwachungssystem nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 veranschaulicht eine Verwendungsmöglichkeit des Sterilcontainer-Überwachungssystem nach der bevorzugten Ausführungsform .
- 3 stellt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Energiewandlungseinrichtung dar.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Systemkonfiguration für einen Vergleich verschiedener Ausführungsformen der Energiewandlungseinrichtung.
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1 zeigt ein Sterilcontainer-Überwachungssystem 1 (kurz: Überwachungssystem) nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Im Wesentlichen weist das Überwachungssystem 1 drei Hauptkomponenten auf oder besteht daraus. Eine erste Komponente sind ein oder mehrere Sterilcontainer 2 mit einer Energieumwandlungseinrichtung 3, welche auch als ein Betätigungssensor fungiert, der ein Verriegeln/Entriegeln bzw. ein Öffnen und/oder Schließen des Sterilcontainers 2 erfasst und dabei elektrische Energie erzeugt, um ein Erfassungs- und Datenübertragungsmodul bzw. Sendermodul 4 des Sterilcontainers 2 mit Energie zu versorgen. Die Energieumwandlungseinrichtung 3 ist vorzugsweise ein Piezo-Generator, der hier nur schematisch dargestellt ist. Das Sendermodul 4 ist dazu eingerichtet, ein vorzugsweise drahtloses Signal 5, zum Beispiel ein (Ultra-) Low-Energy-Bluetooth-Signal, zu senden, wenn es mit Energie versorgt wird, d.h., wenn der Sterilcontainer 2 entriegelt und/oder verriegelt und/oder wenn der Sterilcontainer 2 geöffnet und/oder geschlossen (betätigt) wird. Das drahtlose Signal 5 weist eine dem Sterilcontainer 2 individuell zugeordnete Sterilcontainerkennung auf.
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Eine zweite Komponente sind ein oder mehrere Empfängermodule 6, zum Beispiel Bluetooth-Empfänger, welche dazu eingerichtet sind, die drahtlosen Signale 5 zu empfangen und weiter zu verarbeiten, die von den Sendermodulen 4 der jeweiligen Sterilcontainer 2 gesendet werden. Wenn das Überwachungssystem 1 in Betrieb genommen wird, werden die Empfängermodule 6 an unterschiedlichen Orten, zum Beispiel innerhalb eines Krankenhauses, angebracht und werden/sind mit einer individuellen Empfängerkennung versehen. Empfängt im Betrieb das Empfängermodul 6 die individuelle Sterilcontainerkennung, ordnet es der individuellen Sterilcontainerkennung die individuelle Empfängerkennung zu. Ferner generiert das Empfängermodul 6 einen Zeitstempel, welcher einen Zeitpunkt abbildet, zu welchem die Sterilcontainerkennung erfasst wurde, und ordnet diese ebenfalls der Sterilcontainerkennung zu. Die Sterilcontainerkennung, die Empfängerkennung und der Zeitstempel werden anschließend als eine Datengruppe an eine dritte Komponente des Sterilcontainer-Überwachungssystems 1 gesendet.
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Die dritte Komponente ist ein Datenverarbeitungsmodul 7, welches über eine Datenverbindung 8 mit den Empfängermodulen 6 verbunden ist, über welche es die vorstehend beschriebene Datengruppe empfängt, um diese weiterzuverarbeiten.
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Das Datenverarbeitungsmodul 7 kann mit einem Krankenhaussystem 9 verbunden sein, wenn das Überwachungssystem 1 in Betrieb genommen wird. Das Krankenhaussystem 9 weist beispielsweise einen Datenserver 10 auf, in welchem z.B. Sterilisationsprogramme eines Autoklavs und beispielsweise ein Inhalt des Sterilcontainers 2, welcher bei einer Bestückung des Sterilcontainers 2 erfasst und der individuellen Sterilcontainerkennung zugeordnet wird, gespeichert sind. Die Erkennung des Sterilcontainers 2 kann für die Zuordnung der Instrumentensets über eine zuvor durch einen einer Bestückungsstelle zugeordneten Empfänger beim Betätigen (Öffnen) des Sterilcontainers 2 empfangene Sterilcontainerkennung erfolgen oder über ein separates Erkennungsgerät, z.B. einen Barcodescanner, erfolgen. Das Datenverarbeitungsmodul 7 kann auf den Datenserver 10 zugreifen, um beispielsweise die Dauer eines Sterilisationsprozesses des Sterilcontainers 2 im Autoklav abzufragen und daraus einen Verfügbarkeitszeitpunkt des individuellen Sterilcontainers 2 oder von dessen Inhalt zu berechnen, indem die Dauer des Sterilisationsprozesses und optional ein Zeitpuffer auf einen Zeitstempel addiert werden, der beim Betätigen (Schließen) des Sterilcontainers 2 durch einen dem Autoklav zugeordneten Empfänger 6 generiert und an das Datenverarbeitungsmodul 7 übertragen wurde.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Datenverarbeitungsmodul 7 ermitteln, welches Instrumentenset bei einer Operation eingesetzt wird, indem es von dem Datenserver 10 (oder von einem Instrumentenmanagement 12 des Krankenhaussystems 9) abfragt, welcher Inhalt dem Sterilcontainer 2 zugeordnet ist, der die individuelle Sterilcontainerkennung aufweist, welche beim Öffnen des Sterilcontainers 2 durch einen dem Operationssaal zugeordneten Empfänger 6 generiert und an das Datenverarbeitungsmodul 7 übertragen wurde. Diese Information kann ferner durch das Datenverarbeitungsmodul 7 mit einem OP-Zeitplan 11 (des Krankenhaussystems 9) verglichen werden, um zu verifizieren, dass die geplante Operation mit der gerade begonnenen Operation übereinstimmt. Ferner kann der Zeitstempel, der der entsprechenden Sterilcontainerkennung zugeordnet ist, mit dem OP-Zeitplan 11 verglichen werden, um zu ermitteln, ob die Operation pünktlich beginnt.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Datenverarbeitungssystem 7 auf das Instrumentenmanagement 12 (des Krankenhaussystems 9) zugreifen, um die Anzahl der Verwendungen der Instrumentensets bei Operationen sowie die Anzahl von Sterilisationszyklen der Instrumentensets, welche über die Überwachung der Sterilcontainer 2 verfolgt werden, mit Lebensdauervorgaben oder Wartungszyklusvorgaben der Instrumente abzugleichen, welche in dem Instrumentenmanagement 12 hinterlegt sind. Alternativ oder zusätzlich kann über das Instrumentenmanagement ferner ein Pay-per-Use-Modell umgesetzt werden, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist. Dabei werden die Verwendungen und Sterilisationszyklen der Instrumentensets erfasst und über das Datenverarbeitungsmodul 10 oder das Instrumentenmanagement 12 oder das Krankenhaussystem 9 von dem Krankenhaus 13 an einen externen Dienstleister oder Hersteller 14 übertragen, um beispielsweise Kosten für den individuellen Einsatz der Instrumente unmittelbar zu erfassen.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Energieumwandlungseinrichtung 3, welches nach dem Prinzip eines Dynamos funktioniert und eine Rotation durch elektromagnetische Induktion in elektrische Energie wandelt. Nach dem vorliegenden Beispiel ist ein Verriegelungsmechanismus 15 bereitgestellt, z.B. ein seitlich an einem Sterilcontainerdeckel 2b oder einer Sterilcontainerwand bereitgestellter Spannverschluss, durch welchen ein Sterilcontainerdeckel 2b an einer Sterilcontainerwanne 2a verriegelt wird, welcher zwei zueinander bewegliche Bauteile aufweist. Eines der beweglichen Bauteile hat einen Griff 16, der an einem Hebel 17 befestigt ist, welcher an einem dem Griff 16 gegenüberliegenden Ende an einem Scharnier 18 rotierbar am Sterilcontainerdeckel 2b oder der Sterilcontainerwanne 2a befestigt ist. Der Hebel 17 ist in einem Mittenbereich über eine Verbindungsstange 19 mit einer linearbeweglich gelagerten Zahnstange 20 als dem zweiten beweglichen Bauteil verbunden ist. Wird der Verriegelungsmechanismus 15 betätigt, wie beispielsweise hier dargestellt entriegelt, wird der Hebel 17 um das Scharnier 18 geschwenkt. Durch die Verbindungsstange 19 wird die Schwenkbewegung auf die Zahnstange 20 übertragen und in eine Linearbewegung gewandelt. Die Zahnstange 20 ist mit einem Zahnrad 21 in Eingriff, welches durch die Linearbewegung der Zahnstange 20 angetrieben wird und einen Generatorkern antreibt. Eine Rotation des Generatorkerns wird nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion in einen elektrischen Strom gewandelt, welcher über eine elektrische Leitung 22 an das Sendermodul 4 übertragen wird. Je nachdem, ob der Verriegelungsmechanismus entriegelt und/oder verriegelt wird, rotiert der Generatorkern in eine unterschiedliche Richtung, wodurch ein Entriegeln und Verriegeln des Verriegelungsmechanismus unterscheidbar ist.
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Obwohl in diesem Beispiel eine Energieumwandlungseinrichtung nach dem Dynamo-Prinzip beschrieben ist, ist klar, dass auch andere Energieumwandlungseinrichtungen 3, wie z.B. der Piezogenerator, entsprechend an dem hier schematisch dargestellten Verriegelungsmechanismus 15 angeordnet sein können, um aus der Relativbewegung der beim Entriegeln und/oder Verriegeln zueinander bewegbaren Bauteile 17, 19, 20 elektrische Energie zu gewinnen.
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Genauer ausgedrückt, kann eine mögliche technische Umsetzung zur Erzeugung der Energie für den Betrieb des beschriebenen Systems mit mechanischen Energiegewinnungsmethoden wie einem Dynamo-Rotor oder einem piezoelektrischen Generator (kurz: Piezogenerator) erfolgen. Zu beiden Methoden wurden Möglichkeiten der Energieerzeugung untersucht, welche nachfolgend kurz erläutert werden.
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Das (Einzelcontainer-) System (d.h., das den einzelnen Sterilcontainer 2 in das Sterilcontainer-Überwachungssystem einbindende System, welches die Energieumwandlungseinrichtung und das Sendermodul aufweist) kann, wie in 4 dargestellt, ein Dynamo-basiertes Energy-Harvesting-System 23 (siehe auch 3, aufweisend ein Energieumwandlungseinrichtung 3) oder piezoelektrisch-basiertes Energy-Harvesting-System 24 aufweisen (oder daraus bestehen), welches mit einer Leistungs- oder Power-Management-Elektronik 25 und dem Kommunikationsmodul (Bluetooth) 26 (aufweisend ein Sendermodul 4) verbunden ist. Ferner ist die Leistungs- oder Power-Management-Elektronik 25 mit einem Energiespeicher 27 verbunden.
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Nach den in der nachstehenden Tabelle dargestellten Berechnungen reicht ein Energiespeicher von nur 2 mAh aus, um einen Energiepuffer für zweiundzwanzig Tage konstanter Signalisierung im Abstand von 10 Sekunden zu haben.
| | State | Time [µs] | current [mA] | time * current |
| 1 | Wake Up & Pre-Processing | 1294,67 | 3,18 | 4114,37 |
| 2 | Radio Preparation | 329,11 | 3,76 | 1238,83 |
| 3 | Transmit (TX) | 364,93 | 10,07 | 3676,10 |
| 4 | TX to RX transition | 131,00 | 4,67 | 612,17 |
| 5 | Receive (RX) | 104,11 | 6,64 | 690,98 |
| 6 | Radio Preparation | 286,89 | 3,48 | 999,13 |
| 7 | Transmit (TX) | 364,93 | 10,07 | 3676,10 |
| 8 | TX to RX transition | 130,78 | 4,70 | 614,91 |
| 9 | Receive (RX) | 108,11 | 6,64 | 718,37 |
| 10 | Radio Preparation | 286,89 | 3,52 | 1009,46 |
| 11 | Transmit (TX) | 364,93 | 10,07 | 3676,10 |
| 12 | TX to RX transition | 131,22 | 4,72 | 618,92 |
| 13 | Receive (RX) | 107,56 | 6,68 | 718,85 |
| 14 | Post-Processing | 846,44 | 2,58 | 2182,41 |
| | Total time of advertising event [µs] | 4851,58 | | |
| Total time * current [µs*mA] | 24546,7 |
| Avg. current draw during advertising event [µs] | 5059,5 |
| Avg. Current draw when advertising: | 3,8 | µA |
| Expected battery life | 533 | Hours |
| Expected battery life | 22 | Days |
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Die Stromerzeugung aus dem Dynamo kann mit einem Gleichstrommotor erfolgen und diesen für die Stromerzeugung anpassen. Die Berechnungen, die in der nachstehenden Tabelle gezeigt werden, haben gezeigt, dass der Betrieb mit einem 14 Hz-Motor ausreicht, um eine Spannung von 3,17 V zu erzeugen, die sowohl für die Versorgung des Bluetooth-Moduls als auch für das Aufladen des Energiespeichersystems geeignet ist.
| Engine Data | Efficiency (0 - 1) | 0,7 |
| Power [W] | 1,5 |
| Voltage [V] | 12 |
| RPM | 2210 |
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| Calculations | Elec. Input. Power | 2,14285714 |
| | Current | 0,17357143 |
| Power loss | 0,64285714 |
| Winding resistance | 20,16 |
| Voltage drop | 3,6 |
| E MF | 8,4 |
| EMF[V/Hz] | 0,22702703 |
| | |
| Min. | 14Hz. |
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Bei einem Bewegen des Behälters kann der Strom auch aus dem piezoelektrischen Element erzeugt werden, was gegenüber der Energieumwandlungseinrichtung nach dem Dynamo-Prinzip bevorzugt ist. Eines der Beispiele wäre ein piezoelektrischer „Mide V20W Wandler“. Er erzeugt eine Leerlaufspannung von 4 V mit einer Beschleunigung von nur 0,25 g. Die Gesamtleistung, die während eines Betriebs mit 2 g Spitzenmasse bei 30 Hz Schwingung erzeugt wird, beträgt 0,28 mW. Diese Leistungsmenge reicht aus, um von der Leistungsverarbeitungseinheit erkannt zu werden und ein Ereignis zu signalisieren (d.h. um ein drahtloses Signal zu übertragen). Die vom Schaltgerät (wie zum Beispiel EVBUM 2596/D von „ON Semiconductor“) erzeugte piezoelektrische Leistung kann auch als Stromgenerator für eine Bluetooth-Übertragung verwendet werden, sodass die Stromquelle überhaupt nicht benötigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sterilcontainer-Überwachungssystem
- 2
- Sterilcontainer
- 2a
- Containerwanne,
- 2b
- Containerdeckel
- 3
- Betätigungssensor / Energieumwandlungseinrichtung
- 4
- Erfassungs- und Datenübertragungsmodul / Sendermodul
- 5
- Drahtloses Signal
- 6
- Empfängermodul
- 7
- Datenverarbeitungsmodul
- 8
- Datenverbindung
- 9
- Krankenhaussystem
- 10
- Datenserver
- 11
- OP-Zeitplan
- 12
- Instrumentenmanagement
- 13
- Krankenhaus
- 14
- Dienstleister / Hersteller
- 15
- Verriegelungsmechanismus
- 16
- Griff
- 17
- Hebel / relativbewegbares Bauteil
- 18
- Scharnier
- 19
- Verbindungsstange / relativbewegbares Bauteil
- 20
- Zahnstange / relativbewegbares Bauteil
- 21
- Zahnrad
- 22
- elektrische Leitung
- 23
- Dynamo-basiertes Energy-Harvesting-System
- 24
- piezoelektrisch-basiertes Energy-Harvesting-System
- 25
- Leistungs- oder Power-Management-Elektronik
- 26
- Kommunikationsmodul
- 27
- Energiespeicher
