DE10221179A1

DE10221179A1 - Medizinisches Diagnose- und/oder Therapiegerät mit Verfahren zur fehlergeschützten Kommunikation mit diesem Gerät

Info

Publication number: DE10221179A1
Application number: DE10221179A
Authority: DE
Inventors: Joachim Grund-Ruffani; Georg Heiserholt; Robert Kagermeier; Reiner Staab
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-12-18
Also published as: AU2003232616A1; WO2003094708A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur fehlergeschützten Bedienung und Kommunikation eines medizinischen Diagnose- und/oder Therapiegerätes (= DT-Gerät) (1) durch eine mobile Konsole (2, 3, 4). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das DT-Gerät (1) mit mindestens einer Konsole (2, 3, 4) drahtlose Kommunikation betreibt, wobei sowohl das DT-Gerät (1) als auch die mindestens eine Konsole (2, 3, 4) eine weltweit eindeutige Identifikationsnummer aufweisen und diese zur eindeutigen Identifizierung zwischen DT-Gerät (1) und Konsole (2, 3, 4) zumindest bei einem ersten Verbindungsaufbau kommuniziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fehlergeschützten Kommunikation mit einem medizinischen Diagnose- und/oder Therapiegerät durch eine mobile Konsole. Des weiteren betrifft die Erfindung ein solches medizinisches Diagnose- und/oder Therapiegerät mit mindestens einer mobilen Konsole, welche als Bedien- und/oder Kommunikations- und/oder Sensoreinheit dient, wobei im Diagnose- und/oder Therapiegerät Mittel zur Kommunikation mit der Konsole und in der Konsole Mittel zur Kommunikation mit dem Diagnose- und/oder Therapiegerät vorliegen.

Bekannt ist allgemein, dass medizinische Diagnose- und/oder Therapiegeräte (DT-Geräte) mit mobilen Konsolen durch Kabel verbunden werden, um die Kommunikation zwischen der Konsole und dem DT-Gerät zu betreiben. Solche Konsolen können beispielsweise reine Bedieneinheiten für das DT-Gerät oder auch Kommunikationseinheiten sein, welche wiederum Informationen, die aus dem Diagnose- und/oder Therapiegerät entstammen, anzeigen. Des weiteren können solche Konsolen auch Sensoren aufweisen, deren Informationen entweder als Rohdaten oder in aufbereiteter Form an das Diagnose- und Therapiegerät übertragen werden.

Ein Problem solcher kabelgebundenen, mobilen Konsolen besteht darin, dass aufgrund der Länge der Kabel einerseits eine Bewegungseinschränkung des Bedienpersonals vorliegt und andererseits durch herumliegende Kabel eine erhöhte Unfallgefahr besteht. Grundsätzlich ist zwar seit langer Zeit die Möglichkeit einer drahtlosen Übertragung von Daten zwischen zwei Geräten bekannt, jedoch wird diese bisher in der Medizintechnik nicht verwendet, da bei derartigen Kommunikationsmechanismen immer die Gefahr einer Verbindung zwischen an sich nicht einander zugeordneten Kommunikationseinheiten besteht, so dass aufgrund mangelnder Sicherheit hierauf verzichtet wurde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur fehlergeschützten Kommunikation eines medizinischen Diagnose- und/oder Therapiegerätes mit einer mobilen Konsole zu finden, welches eine ausreichende Fehlersicherheit bezüglich der Zuordnung zwischen DT-Gerät und Konsole ermöglicht. Außerdem soll auch ein entsprechenden DT-Gerät dargestellt werden, welches dieses Verfahren durchführt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, dass eine ausreichende Sicherheit bezüglich der Kommunikation zwischen einer Konsole und einem medizinischen DT-Gerät erreichbar ist, wenn sowohl die Konsole als auch das DT-Gerät eine weltweit eindeutige Identifikationsnummer aufweisen und diese zur eindeutigen Zuordnung zwischen DT-Gerät und Konsole untereinander kommuniziert wird, so dass eine drahtlose Kommunikationsverbindung aufgebaut werden kann, in welche kein anderes Gerät zufällig einbrechen kann.

Entsprechend diesem Grundgedanken schlagen die Erfinder vor, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dahingehend zu verbessern, dass das DT-Gerät mit mindestens einer Konsole drahtlose Kommunikation betreibt, wobei sowohl das DT-Gerät, als auch die mindestens eine Konsole jeweils eine weltweit eindeutige Identifikationsnummer aufweisen und diese zur eindeutigen Identifizierung zwischen DT-Gerät und Konsole zumindest bei einem ersten Verbindungsaufbau kommuniziert werden. Auf diese Weise ist es nun möglich, dass sowohl das DT-Gerät als auch die Konsole bei einer ersten Zuordnung sich jeweils die Identifikationsnummer der anderen, mit ihm kommunizierenden Einheit merkt, und sodann lediglich diese Kommunikation mit diesem jeweils anderen damit verkoppelten Gerät erlaubt.

Eine solche Kommunikation zwischen dem DT-Gerät und der mindestens einen Konsole kann vorzugsweise nach dem, an sich in der Netzwerktechnik bekannten, Master-Slave-Verfahren durchgeführt werden.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn zumindest bei der ersten Kommunikation zwischen dem DT-Gerät und der jeweiligen Konsole eine Funktionsidentifikation zumindest in eine Kommunikationsrichtung ausgetauscht wird, wodurch es möglich wird, eine Kompatibilitätsprüfung zwischen dem DT-Gerät und der Konsole durchzuführen. Aufgrund dieser Überprüfung ist es dann möglich dafür zu sorgen, dass nur kompatible Konsolen und Geräte eine gesicherte Verbindung untereinander aufbauen.

Soll eine möglichst flexible Anwendung dieser drahtlosen Kommunikation mit unterschiedlichen Konsolen erreicht werden, so ist es vorteilhaft, wenn eine Anmeldeprozedur zwischen einer Konsole und einem DT-Gerät vorgesehen wird, welche zu einem erstmaligen Austausch von Identifikationsnummern führt, indem die Initialisierung hierdurch entweder durch eine manuelle Betätigung am DT-Gerät oder eine manuelle Betätigung an einer Konsole oder in einem besonders sicheren Verfahren durch eine gleichzeitige manuelle Betätigung am DT-Gerät und an der anzumeldenden Konsole initialisiert wird.

Nach der Durchführung einer solchen Anmeldeprozedur können die Identifikationsnummern der angemeldeten Konsole in einem, vorzugsweise nicht flüchtigen, Speicher des DT-Gerätes niedergelegt werden. Umgekehrt kann auch die jeweilige weltweit eindeutige Identifikationsnummer des DT-Gerätes in einem, vorzugsweise nicht flüchtigen, Speicher der Konsole abgespeichert werden, so dass bei einer neuen Betriebsaufnahme jeweils die Information über die zur Kommunikation erlaubten Konsolen beziehungsweise das DT-Gerät und deren eindeutigen Verbindungsstrecken ohne vorherige Anmeldeprozedur vorliegen.

Entsprechend kann das DT-Gerät oder die Konsole bei jedem Betriebsbeginn überprüfen, ob in seinem Sende-/Empfangsbereich ein Gegengerät auffindbar ist, dessen Identifikationsnummer bereits bekannt ist, so dass mit diesen Geräten ohne vorherige Anmeldeprozedur kommuniziert werden kann.

Besonders vorteilhaft für die hier beschriebene drahtlose Kommunikation ist es, ein paketorientiertes, digitales Sende-/Empfangsverfahren zu verwenden. Als drahtloses Kommunikationsverfahren kann sowohl eine Funk- als auch eine Infrarot-Kommunikation dienen. Soll die Sicherheit der erstellten Kommunikationsverbindungen weiter erhöht werden, so kann die untereinander ausgetauschte Identifikationsnummer der angemeldeten Konsolen und/oder der DT-Geräte eine Kombination aus einer weltweit eindeutigen Identifikationsnummer und einer firmeneigenen ebenfalls eindeutigen Seriennummer sein, so dass auch eventuell Fehler bei der Vergabe weltweit eindeutiger Identifikationsnummern nochmals durch eine firmeneigene eindeutige Seriennummer ausgeschlossen werden.

Zur Verbesserung der Daten und Zuordnungssicherheit zwischen dem DT-Gerät und der Konsole schlagen die Erfinder des weiteren auch vor, dass im Falle der Datenübertragung durch ein paketorientiertes Verfahren jedem übertragenen Datenpaket oder zumindest jeder Gruppe von übertragenen Datenpaketen die eindeutige Identifikationsnummer von Sender und/oder Empfänger mitübertragen werden.

Entsprechend dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken schlagen die Erfinder außerdem vor, ein medizinisches Diagnose- und/oder Therapiegerät mit mindestens einer mobilen Konsole, welche als Bedien- und/oder Kommunikations- und/oder Sensoreinheit dienen kann, weiterzuentwickeln, wobei im DT- Gerät Mittel zur Kommunikation mit der Konsole und in der Konsole Mittel zur Kommunikation mit dem DT-Gerät vorgesehen sind. Die Weiterentwicklung des Gerätes besteht darin, dass sowohl das DT-Gerät als auch die mindestens eine Konsole über Sender/Empfänger verfügen, welche zur drahtlosen bidirektionalen Kommunikation geeignet sind, wobei sowohl das DT-Gerät als auch die mindestens eine Konsole Mittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens aufweisen. Konkret kann es sich hierbei um Mikroprozessoren, Speicher und Programme oder Programm-Module handeln, welche die zuvor dargestellten Verfahrensschritte ausführen.

Bei dem oben bezeichneten DT-Gerät kann es sich beispielsweise um bildgebende Geräte, wie zum Beispiel Röntgengerät, Computertomographen oder Kernspinngeräte, handeln, die über eine oder mehrere Konsolen bedient werden. Andererseits können als drahtlos kommunizierende Konsolen auch Sensoreinheiten verwendet werden, wie zum Beispiel Sensoreinheiten mit Elektroden für ein EKG-Gerät oder ein drahtlos mit einem Ultraschallgerät verbundener Schallkopf oder auch ein Doppler-Schallkopf für Durchflussmessungen in Venen und Arterien. Andererseits kann auch eine Anzeigeeinheit mit einem Bildschirm zur Darstellung der zu untersuchenden Gebiete in Anwendung kommen.

Eine Konkretisierung des oben beschriebenen Verfahrens zur Kommunikation eines medizinischen DT-Gerätes mit mindestens einer mobilen Konsole unter Berücksichtigung einer fehlerfreien Zuordnung der Einheiten untereinander kann wie folgt aussehen:
Können sich im Sende-/Empfangsbereich eines medizinischen DT-Gerätes und mindestens einer Konsole weitere Konsolen oder DT-Geräte befinden, so ist notwendig, eine eindeutige Zuordnung der miteinander kommunizierenden Geräte innerhalb des lokalen Funknetzes sicherzustellen. Entsprechend dem zugrundeliegenden Erfindungsgedanken kann das DT-Gerät, welches in diesem Beispiel als Master dient, in einen Abfragemodus geschaltet werden, indem es nach in seinem Sende- und Empfangsbereich liegenden Konsolen fragt, indem es in einem bestimmten Frequenzbereich eine Meldung ausgibt, auf die solche Konsolen reagieren können. Zusätzlich wird die Konsole, welche sich tatsächlich mit dem abfragenden DT-Gerät in Verbindung setzen soll, durch eine manuelle Eingabe in einen Anmeldemodus versetzt, der es dem Gerät ermöglicht, sich mit dem als Master fungierenden DT-Gerät in Verbindung zu setzen. Bei dieser ersten Kommunikation tauschen die beiden Geräte untereinander eindeutige Identifikationsnummer aus, so dass sowohl Sender als auch Empfänger eindeutig zugeordnet werden können. Findet diese Kommunikation mit Hilfe einer paketorientierten Datenübertragung statt, so kann jedem Datenpaket, welches von einem bestimmten Sender zu einem bestimmten Empfänger übertragen werden soll, sowohl die Identifikationsnummer des Absenders als auch die Identifikationsnummer des Senders mitgegeben werden, so dass sowohl Sender als auch Empfänger nur die jeweils zur Kommunikation zwischen diesen beiden Geräten gedachten Daten letztendlich verwerten.

Des weiteren kann zusätzlich zu den eindeutigen Identifikationsnummern auch ein Applikationsname oder eine Applikationsnummer ausgetauscht werden, an Hand der feststellbar ist, ob die miteinander kommunizierenden Geräte kompatibel sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein bestimmtes DT-Gerät auch nur von Bedieneinheiten angesteuert werden kann, welche die tatsächlich richtigen Steuerbefehle aussenden können. Eine ungewollte Fehlanmeldung eines artfremden Moduls kann hierdurch ebenfalls ausgeschlossen werden.

Die erfassten Konsolen - die hier als Slave-Module dienen - werden anschließend vom DT-Gerät durch eine entsprechende Datenübertragung aufgefordert, mittels einer optischen Anzeige dem Anwender zu signalisieren, dass das jeweilige Modul anmeldebereit ist. Die endgültige Anmeldung kann nun entweder dezentral oder zentral durchgeführt werden. Bei einer dezentralen Anmeldung wird durch längeres Drücken einer beliebigen Taste an der Konsole, welche endgültig angemeldet und beim DT-Gerät eingetragen werden soll, getriggert, woraufhin das DT-Gerät die nun vorhandene Zuordnung in einem Speicher einträgt, so dass im weiteren Betrieb dieser Kommunikationsweg eindeutig geführt werden kann.

Eine andere Möglichkeit besteht in der zentralen Anmeldung, indem am DT-Gerät selbst die zu verbindende Konsole, die entsprechend angezeigt werden muss, manuell ausgewählt und anschließend entsprechend in dem Speicher des DT-Gerätes eingetragen wird.

Ist dieser Anmeldevorgang abgeschlossen, wird die optische Anzeige der Anmeldebereitschaft an den Geräten zurück gesetzt und dem Anmelder wird damit signalisiert, dass die Anmeldeprozedur erfolgreich abgelaufen ist. Es besteht nun also eine feste und gesicherte Verbindung zwischen dem DT- Gerät und einer Konsole, wobei die Konsole sich, nachdem eine solche Verbindung etabliert ist, nicht mehr durch ein anderes DT-Gerät ansprechen lässt.

Soll eine Konsole wieder freigegeben werden, also die gesicherte Verbindung zu dem DT-Gerät abgekoppelt werden, so ist es notwendig, über eine entsprechende manuelle Eingabe am DT-Gerät einen Abmeldemodus zu aktivieren, bei dem ebenfalls allen in der Funkreichweite des DT-Gerätes befindlichen Konsolen signalisiert wird, dass diese abgemeldet werden können. Durch eine manuelle Bestätigung der Konsole selbst oder eine entsprechende Auswahl am DT-Gerät kann nun die sich abmeldende Konsole identifiziert werden, so dass die entsprechenden, gespeicherten Zuordnungen von Identifikationsnummern sowohl im DT-Gerät (Master) und in der Konsole (Slave) gelöscht werden. Die Verbindung zwischen Master und Slave beziehungsweise zwischen DT-Gerät und Konsole ist damit aufgehoben. Sind alle gewünschten Geräte beim DT- Gerät an- beziehungsweise abgemeldet, wird der Service wieder verlassen und es kann ein regulärer Betrieb erfolgen.

Eine schematische Darstellung einer Anmeldeprozedur einer Konsole an ein DT-Gerät ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Diese zeigen:
Fig. 1 Phase 1, Broadcast des DT-Gerätes;
Fig. 2 Phase 2, Meldung empfangsbereiter Konsolen;
Fig. 3 Phase 3, Austausch von Identifikationen;
Fig. 4 Phase 4, sichere Verbindung.
Die Fig. 1 zeigt die erste Phase des Anmeldens, bei der das DT-Gerät 1, in dessen Sende-/Empfangsbereich sich drei Konsolen 2, 3 und 4 befinden, eine Abfrage an alle erreichbaren als Slave fungierende Module aussendet. Nachdem die im Empfangsbereich liegenden Konsolen 2 bis 4 diese Abfrage erkannt haben, senden sie, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ihre Identifikationsnummer einschließlich des jeweils zutreffenden Applikationsnamens an das DT-Gerät zurück, wobei gleichzeitig die LEDs 2.1, 3.1 und 4.1 der Konsolen 2 bis 4 zu blinken beginnen.
In der dritten Phase, die in Fig. 3 dargestellt ist, wurde durch eine manuelle Betätigung die Konsole 3 als anzumeldende Konsole bestimmt, worauf zwischen der Konsole 3 und dem DT-Gerät ein Austausch der gegenseitigen weltweit eindeutigen Identifikationsnummer stattfindet, während die LED 3.1 der Konsole 3 aufhört zu blinken. Anschließend deaktiviert das DT-Gerät den Anmeldemodus und geht in einen normalen Betriebsmodus über, der in Fig. 4 gezeigt ist, wobei zwischen dem DT-Gerät 1 und der Konsole 3 nun eine feste Master-Slave-Verbindung besteht, die eine eindeutige und gesicherte Zuordnung zwischen diesen beiden Geräten erzeugt.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zur Kommunikation eines medizinischen Diagnose- und/oder Therapiegerätes (1) (DT-Gerät) mit mindestens einer mobilen Konsole (2, 3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass das DT-Gerät (1) mit mindestens einer Konsole (2, 3, 4) drahtlose Kommunikation betreibt, wobei sowohl das DT-Gerät (1) als auch die mindestens eine Konsole (2, 3, 4) eine weltweit eindeutige Identifikationsnummer aufweisen und diese zur eindeutigen Identifizierung zwischen DT-Gerät (1) und Konsole (2, 3, 4) zumindest bei einem ersten Verbindungsaufbau kommuniziert werden.

2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem DT-Gerät (1) und der mindestens einen Konsole (2, 3, 4) nach einem Master/Slave-Verfahren ausgeführt wird.

3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das DT-Gerät (1) und die Konsolen (2, 3, 4) eine Funktionsidentifikation zumindest in einer Richtung austauschen, um anschließend die eine Kompatibilitätsprüfung zwischen dem DT-Gerät (1) und der Konsole (2, 3, 4) durchzuführen, wobei nur kompatible Konsolen akzeptiert werden.

4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anmeldeprozedur einer Konsole (2, 3, 4) an einem DT-Gerät (1) mit einem erstmaligen Austausch von Identifikationsnummern durch eine manuelle Betätigung am DT-Gerät (1) und/oder an einer Konsole (2, 3, 4) initialisiert wird.

5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abmeldeprozedur einer Konsole (2, 3, 4) an einem DT-Gerät (1) durch eine manuelle Betätigung am DT-Gerät (1) und/oder an einer Konsole (2, 3, 4) initialisiert wird.

6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung einer Anmelde- und/oder Abmeldeprozedur durch optische Anzeige (2.1, 3.1, 4.1) an der Konsole (2, 3, 4) und/oder an dem DT-Gerät (1) signalisiert wird.

7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationsnummern der angemeldeten Konsolen (2, 3, 4) in einem, vorzugsweise nichtflüchtigen, Speicher des DT-Gerätes gespeichert werden.

8. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsolen (2, 3, 4) die Identifikationsnummer eines zuvor zugeordneten DT-Gerätes (1) in einem, vorzugsweise nicht flüchtigen, Speicher gespeichert werden.

9. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das DT-Gerät (1) und/oder die Konsole (2, 3, 4) bei jedem Betriebsbeginn überprüft, ob in seinem Sende/Empfangs-Bereich ein Gegengerät auffindbar ist, dessen Identifikationsnummer bereits bekannt ist.

10. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als drahtloses Kommunikationsverfahren ein paketorientiertes digitales Sende/Empfangsverfahren verwendet wird.

11. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als drahtloses Kommunikationsverfahren eine Funk- oder Infrarot-Kommunikation verwendet wird.

12. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationsnummern der angemeldeten Konsolen (2, 3, 4) eine Kombination aus einer weltweit eindeutigen Identifikationsnummer und einer firmeneigenen eindeutigen Seriennummer sind.

13. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem übertragenen Datenpaket oder zumindest jeder Gruppe von übertragenen Datenpaketen die eindeutige Identifikationsnummer von Sender und/oder Empfänger mitübertragen wird.

14. Medizinisches Diagnose- und/oder Therapiegerät (DT- Gerät) mit mindestens einer mobilen Konsole (2, 3, 4), welche als Bedien- und/oder Kommunikations- und/oder Sensoreinheit dienen kann, wobei im DT-Gerät (1) Mittel zur Kommunikation mit der Konsole und in der Konsole Mittel zur Kommunikation mit dem DT-Gerät vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das DT- Gerät (1) als auch die mindestens eine Konsole (2, 3, 4) über Sender/Empfänger verfügen, welche zur drahtlosen bidirektionalen Kommunikation geeignet sind, wobei sowohl das DT-Gerät (1) als auch die mindestens eine Konsole (2, 3, 4) Mittel zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche 1 bis 13 aufweisen.

15. Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im DT-Gerät (1) und in der Konsole (2, 3, 4) über Mikroprozessoren, Speicher und Programme oder Programm-Module vorgesehen sind, welche die zuvor genannten Verfahrensschritte ausführen.