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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft programmierbare Hörhilfen und insbesondere Vorrichtungen,
die zum Programmieren programmierbarer Hörhilfen verwendet werden. Im
engsten Sinn betrifft die Erfindung Programmierschnittstellen für Hörhilfen,
die für
den Gebrauch mit Handheld-Computern entworfen sind.
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Programmierbare
Hörhilfen
werden dadurch programmiert, dass man sie mit einer Programmiereinheit
verbindet. Eine Bauart von Programmiereinheiten ist eine Sondervorrichtung,
die man nur zum Programmieren von Hörhilfen verwenden kann. Eine weitere
Bauart von Programmiereinheiten ist eine Programmierschnittstelle.
Eine Programmierschnittstelle ist eine Vorrichtung, die zwischen
einen Computer und die zu programmierende Hörhilfe geschaltet wird. Verwendet
man eine Programmierschnittstelle, so wird ein geeignetes Programm
auf den Computer geladen, und der Audiologe verwendet das Programm
dazu, Befehle an die Programmierschnittstelle auszugeben. Die Programmierschnittstelle
sendet daraufhin Signale an die Hörhilfe und programmiert sie
dadurch. Im Allgemeinen trägt
der Patient die Hörhilfe,
während
sie mit der Programmierschnittstelle verbunden ist.
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Derzeit
kennt man zwei verschiedene Arten von Programmierschnittstellen.
Eine Art, die HI-PRO-Programmierschnittstelle, die derzeit vom Anmelder
Siemens Hearing Instruments, Inc. vertrieben wird, ist für die Verbindung
mit einem Personalcomputer entworfen. Eine weitere Art, für die die
EXPRESSfit-Programmierschnittstelle ein Beispiel wäre, die
derzeit von Sonic Innovations, Inc. verkauft wird, ist für die Verbindung
mit einem batteriebetriebenen Handheld-Computer entworfen (in diesem
Fall dem Palm Pilot). Für
diese beiden Arten von Programmierschnittstellen gelten unterschiedliche
Vorschriften. Im Fall der Hi-Pro-Programmierschnittstelle von Siemens
ist es möglich,
dass der Personalcomputer mit einer ungeschützten Quelle verbunden wird.
Beispielsweise Kann das Computernetzteil mit dem Stromnetz verbunden
werden, und das Computermodem kann an eine ungeschützte Telefonbuchse angeschlossen
werden. Aus diesem Grund können Überschläge, elektrische
Fehlfunktionen im Computer usw. die Programmierschnittstelle unter
gefährlich hohe
Ströme
setzen, die daraufhin dem Patienten einen elektrischen Schlag versetzen
oder ihn sogar elektrisch töten
kann. Aus diesem Grund verlangen die Genehmigungsinstitutionen,
dass diese Programmierschnittstellentypen den Patienten elektrisch
vom Computer isolieren.
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Im
Fall der EXPRESSfit-Programmierschnittstelle sind die zur Anwendung
kommenden Vorschriften weniger rigoros. Der Palm-Pilot-Computer
kann zwar über
einen weiblichen Stecker für
eine Modemverbindung oder eine Buchse für eine Gleichspannungsversorgung
mit einer ungeschützten
Quelle verbunden werden. Die EXPRESSfit-Vorrichtung deckt jedoch diese Buchsen
ab, wenn sie in Betrieb genommen wird. Da durch ist es nicht möglich, den Palm-Pilot-Computer
mit einer ungeschützten
Quelle zu verbinden, während
er an die Programmierschnittstelle angeschlossen ist. Aus diesem
Grund ist es sehr unwahrscheinlich, dass irgendwelche Funktionsstörungen im
Palm-Pilot-Computer
irgendein wesentliches Risiko für
den Patienten erzeugen können. Deswegen
ist es für
diese Bauart von Programmierschnittstellen nicht erforderlich, dass
der Patient vom Computer isoliert wird.
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Neuere
Entwicklungen auf dem Gebiet der Programmierschnittstellen haben
jedoch zu unerwarteten Schwierigkeiten geführt. Beispielsweise stellt Micro
Ear Technology, Inc., in Plymouth, MN, eine Programmierschnittstelle
her, die unter dem Markennamen MICROCARD verkauft wird. Diese Programmierschnittstelle
ist in Form einer PCMCIA-Karte ausgeführt, die in einen Handheld-Computer
eingesetzt werden kann, beispielsweise in das Apple MessagePad 2000.
Wird sie in dieser Weise eingebaut, so braucht die Programmierschnittstelle
den Patienten nicht gegen den Computer zu isolieren. PCMCIA-Karten
lassen sich jedoch auch mit herkömmlichen
Personalcomputern (Laptops und Desktop-PCs) verwenden. Da Audiologen
und andere Hörhilfen-Fachkräfte in ihren
Praxen in großem
Umfang Personalcomputer einsetzen, können die Hörhilfen-Fachkräfte die MICROCARD-Programmierschnittstelle
in einen PCMCIA-Port in einem Laptopcomputer einsetzen oder in einen
PCMCIA-Adapter einbauen, der mit einem Desktopcomputer verbunden
ist. Wird die Karte auf diese Weise eingebaut, so ist der Patient
nicht vom Computer isoliert, und die Hörhilfen-Fachkraft verstößt gegen
die gültigen
Vorschriften.
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Es
besteht daher ein aktueller Bedarf an einer Programmierschnittstelle,
die mit allen Arten von Computern verwendbar ist, weil die Hörhilfen-Fachkräfte unterschiedliche
Computerbauarten für
unterschiedliche Zwecke einsetzen. Eine Hörhilfen-Fachkraft kann beispielsweise
für die
Arbeit in ihrem Büro einen
Desktopcomputer verwenden. Fährt
sie zu einer Fabrik, um Programme zur Erhaltung der Hörfähigkeit
zu holen, so kann sie einen Laptopcomputer verwenden. Arbeitet sie
mit Patienten in einem Pflegeheim; so kann sie einen Handheld-Computer
verwenden. Es wäre
zu wünschen,
dass die Hörhilfen-Fachkraft
die gleiche Programmierschnittstelle mit jedem dieser Computer verwenden
kann, ohne gegen die Vorschriften zu verstoßen. Dadurch wäre es überflüssig, unterschiedliche
Vorrichtungen für den
Gebrauch mit unterschiedlichen Computern mitzuführen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hörhilfen-Programmierschnittstelle
bereitzustellen, die unter Einhaltung der Vorschriften mit allen Computerarten
verwendbar ist.
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Eine
weitere Aufgabe besteht darin, bekannte Hörhilfen-Programmierschnittstellen
allgemein zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Hörhilfen-Programmierschnittstelle
bereitgestellt. Das Gehäuse
enthält
die Schnittstellen-Schaltkreise. Ein Steckerelement, das dem PCMCIA-Compact-Flash-Schnittstellenstandard
entspricht, ist am Gehäuse
montiert und erlaubt es, die Schnittstellenschaltung mit einem Hostcomputer
zu verbinden. Am Gehäuse
sind Vorrichtungen montiert, mit denen man die Schnittstellenschaltung
mit mindestens einer Hörhilfe
verbinden kann. Eine Stromversorgung ist im Gehäuse enthalten und versorgt
die Schnittstellenschaltung im Gehäuse mit elektrischer Energie. Die
Schaltungen, die Verbindungsvorrichtungen und die Stromversorgung
sind elektrisch vom Hostcomputer isoliert, um zu verhindern, dass
unerwünschte Fremdströme in den
Patienten eintreten, wenn der Hostcomputer mit einer nicht getrennten
Stromversorgung verbunden ist, der Patient die mindestens eine Hörhilfe trägt und die
mindestens eine Hörhilfe an
die Schnittstellenschaltung angeschlossen ist.
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Durch
die Verwendung eines Steckerelements, das dem PCMCIA-Compact-Flash-Schnittstellenstandard
entspricht, kann die Erfindung mit Handheld-Computern verwendet
werden, da man in alle Handheld-Computer PCMCIA-Compact-Flash-Karten
einsetzen kann. Da der Compact-Flash-Standard eine Untermenge des
PCMCIA-Standards darstellt, kann man eine Compact-Flash-Karte mit
Hilfe eines Compact-Flash-Adapters
(der relativ billig ist) über
einen PCMCIA-Steckplatz mit einem Laptopcomputer verbinden. (Ein
Compact-Flash-Adapter ist ein elektrischer Stecker, der in einem
Rahmen montiert ist. Der Rahmen ist dafür bemessen, eine Compact-Flash-Karte so
aufzunehmen, dass sie mit dem Stecker verbunden ist. Der Adapter
ist auch so bemessen, dass er in einen Standard-PCMCIA-Steckplatz
passt. Dadurch wird der Stecker mit dem PCMCIA-Port verbunden.) Zudem
kann man Karten im PCMCIA-Format für die Hardware in Desktopcomputern
verfügbar
machen, indem man im Handel erhältliche
Peripheriegeräte verwendet,
die so genannten PCMCIA-Kartenleser. Damit macht es die Erfindung
möglich,
eine einzige Programmierschnittstelle einfach und kostengünstig mit
Desktop-, Laptop- und Handheld-Computern zu verbinden, wobei die
gültigen
Vorschriften zur Isolation des Patienten stets erfüllt werden.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
nimmt die Stromversorgung elektrische Energie von einem Hostcomputer
auf, mit dem die Programmierschnittstelle verbunden ist. Damit ist
keine eigene Stromversorgung nötig,
die beispielsweise mit dem Stromnetz verbunden werden muss. In Fällen, in
denen die Programmierschnittstelle mehr Energie verbraucht als der
Hostcomputer problemlos zu liefern im Stande ist, kann eine Batterie
bereitgestellt werden, die die Stromversorgung unterstützt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Man
versteht die Erfindung besser, wenn man sich die Zeichnungen, die
nur der Erläuterung und
nicht der Beschränkung
dienen, ansieht. Es zeigt:
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1 eine
bekannte Programmierschnittstelle im PCMCLA-Format;
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2 den
mechanischen Aufbau der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
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3 ein
Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
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Für die folgende.
Beschreibung wird vorausgesetzt, dass die Anpassungs- und Programmiersoftware
(die beispielsweise von Siemens Hearing Instruments, Inc. unter
dem Handelsnamen CONNEXX vertrieben wird) auf einem Computer läuft. Es
wird ebenfalls unterstellt, dass eine Hörhilfen-Fachkraft diese Software
für den
Vorgang zu verwenden wünscht,
bei dem einem Patienten mindestens eine, in der Regel jedoch zwei
geeignet programmierte Hörhilfen
angepasst werden. Zum Ausführen
dieses Vorgangs wird eine Programmierschnittstelle zwischen den
Computer und die zu programmierende(n) Hörhilfe(n) geschaltet. Anschließend betätigt die
Hörhilfen-Fachkraft
den Computer und lässt
die Hilfe(n) programmieren (und, wenn nötig, erneut programmieren),
bis sie gut an den Patienten angepasst sind.
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Fachleute
sind mit derartigen Programmen und mit den Verfahren zum Programmieren
und Anpassen von Hörhilfen
an den Patienten vertraut. Aus diesem Grund werden weder die Programme
noch die Anpassverfahren beschrieben.
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Es
wird zuerst auf 1 Bezug genommen. Man kann sehen,
dass sich eine Programmierschnittstelle 2 im Format einer
PCMCIA-Karte in einen PCMCIA-Steckplatz 4 in einem Desktopcomputer 6 oder
einem Handheld-Computer 8 einstecken lässt. Zwei Hörhilfen 10 und 12 können über Kabel 14 und einen
männlichen
Stecker 16, der sich in einen zugehörigen weiblichen Stecker (nicht
sichtbar) in der Programmierschnittstelle 2 einstecken
lässt,
mit der Programmierschnittstelle 2 verbunden werden.
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Diese
bekannte Programmierschnittstelle 2, die bei Micro Ear
Technology, Inc. unter dem Markennamen MICROCARD erhältlich ist,
bezieht ihre Energie vom Hostcomputer (6 oder 8),
an den sie angeschlossen ist. Ist der Hostcomputer ein Handheld-Computer 8 ; so fällt
dies nicht unter die Vorschriften; ist der Hostcomputer jedoch ein
Desktopcomputer 6, so werden Vorschriften wirksam, und zwar
weil a) die Programmierschnittstelle nicht ausreichend gut elektrisch
isoliert ist, um den Patientensicherheitsvorschriften nach IEC 60601-1,
Typ BF in Europa und UL 2601-1 in den USA zu genügen, und b) der Desktopcomputer 6 an
ungeschützte
Quellen angeschlossen werden kann. Der Desktopcomputer 6 kann
beispielsweise über
ein Modem 22 an eine Telephonleitung 20 oder über ein
Netzkabel 26 an das Stromnetz 24 angeschlossen
werden. Bei spielhaft sei angenommen, dass ein Überschlag von der Telephonleitung 20 oder
dem Stromnetz 24 erfolgt, während ein Patient (nicht dargestellt)
die Hörhilfen 10 und/oder 12 trägt. In diesem
Fall kann sich ein Hochspannungsimpuls durch die Schaltkreise des
Desktopcomputers 6 ausbreiten, in die Programmierschnittstelle 2 gelangen,
sie durchqueren, in die Hörhilfen 10 und 12 und
schließlich
in den Körper
des Patienten eintreten. Dadurch besteht die Gefahr, dass der Patient
verletzt wird.
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Man
könnte
möglicherweise
die Programmierschnittstelle 2 so überarbeiten, dass sie den Patienten
gemäß den angegebenen
Richtlinien elektrisch isoliert. Diese wäre jedoch sicher sehr kompliziert
und sehr teuer. Die genannten Vorschriften verlangen nämlich, dass
die Programmierschnittstelle 2 einer Spannung mit einer
bestimmten Höhe
widerstehen kann, ohne dass irgendein Strom in die Kabel 14 eintritt.
Um dies mit vernünftigen
Kosten zu erreichen, ist ein Trenntransformator erforderlich. Ein
herkömmlicher
Trenntransformator, der für
diese Aufgabe geeignet ist, lässt
sich jedoch nicht im PCMCIA-Format unterbringen.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun anhand von 2 und 3 besprochen. 2 zeigt
ein Gehäuse,
das insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist.
Es weist ein zum Hineinstecken gedachtes Steckerelement 102 und
ein äußeres Element 104 auf.
Das Steckerelement 102 genügt dem PCMCIA-Compact-Flash-Standard und wird
beim Einführen
in einen Steckplatz 106 gemäß dem PCMCIA-Compact-Flash-Standard
in einem Hostcomputer 108 elektrisch damit verbunden. Die
bevorzugte Ausführungsform
kann wahlweise ein Batteriefach 119 enthalten, in das eine
Batterie 121 (siehe 3) eingesetzt
werden kann. Eine Batterie 121 kann erforderlich sein,
wenn die Leistungsaufnahme eines Entwurfs die Abgabemöglichkeiten
des Hosts übersteigt. Zwei
weibliche Stecker 110 (bevorzugt sechspolige Ministecker
nach DIN) sind am äußeren Element 104 angebracht.
Passende männliche
Stecker 112 und Kabel 114 können dazu verwendet werden,
eine oder zwei Hörhilfen 10, 12 über die
weiblichen Stecker 110 mit der bevorzugten Ausführungsform
zu verbinden. Zum Programmieren einer oder beider Hörhilfen 10, 12 wird
eine (in 2 nicht dargestellte) Schnittstellenschaltung
verwendet. Soll die bevorzugte Ausführungsform mit einem Laptopcomputer
oder einem Desktopcomputer verwendet werden, so kann sie in einen
herkömmlichen
PCMCIA-Flash-Card-Adapter 123 gesteckt werden, den man
seinerseits in den Laptop oder Desktopcomputer 125 einstecken
kann, der einen Steckplatz 127 gemäß dem PCMCIA-Standard enthält.
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Um
den Anforderungen der genannten Vorschriften zu genügen, muss
die bevorzugte Ausführungsform
in der Lage sein, einer Spannung mit festgelegter Höhe standzuhalten,
ohne dass irgendwelche Leckströme
in den Kabeln 114 auftreten, wenn die männlichen Stecker 112 mit
den weiblichen Steckern 110 verbunden sind. Man erreicht dies
durch den Einsatz der in 3 dargestellten Schaltung.
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Das
Steckerelement 102 weist an seinem entfernten Ende einen
Stecker 118 auf, der die elektrische Verbindung mit dem
Hostcomputer 108 herstellt. Zum Bereitstellen der elektrischen
Energie für die
bevorzugte Ausführungsform
wird ein Schaltumrichter 120 mit Strom aus dem Hostcomputer 108 (in 3 nicht
dargestellt) versorgt. Der Schaltumrichter 120 ist mit
der Primärwicklung
eines Trenntransformators 122 verbunden. Der Trenntransformator 122 liefert
die erforderliche elektrische Isolation. Auf diese Weise breiten
sich in der bevorzugten Ausführungsform
Spannungsspitzen usw. nicht über
die Stromversorgungsschaltung aus. Dadurch wird auch der Patient
wie in den genannten Vorschriften gefordert isoliert. Da der Trenntransformator 122 ein
vergleichsweise sperriges Bauteil ist und deswegen nicht auf dem
Steckerelement 102 montiert werden kann, befindet er sich
in dem äußeren Element 104.
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Wie
bereits angegeben kann eine Batterie 121 vorgesehen werden,
falls der Stromverbrauch der bevorzugten Ausführungsform die Liefermöglichkeiten
des Hostcomputers übersteigt.
Die Batterie 121 ist mit der Stromversorgungsschaltung 144 verbunden
und versorgt sie bei Gebrauch der Programmierschnittstelle mit elektrischer
Energie.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
empfängt auch
Daten vom Hostcomputer 108. Dies geschieht über den
Stecker 118, die Busschnittstellenschaltung 124 und
eine UART 126. Zum Isolieren der bevorzugten Ausführungsform
gegen Spannungsspitzen, die sich über die Datenbusschaltung ausbreiten,
werden ein oder mehrere Optokoppler 128 verwendet. Der oder
die Optokoppler 128 befinden sich zwischen der UART 126 und
einem Mikrocontroller 130 Genau wie der Trenntransformator 122 können sie
leicht die geforderte Isolation ohne Leckströme in den Mikrocontroller 130 liefern.
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Selbstverständlich sind
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
sämtliche
Schaltungen (und damit der Patient) ausreichend isoliert, damit
die Anforderungen der genannten Vorschriften erfüllt werden.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird zu einem Zeitpunkt nur jeweils eine Hörhilfe (10 oder 12)
programmiert. Zum Programmieren der Hörhilfen 10 und 12 wird
ein Multiplexer 132 dazu verwendet, die besondere zu programmierende
Hörhilfe
(10 oder 12) auszuwählen. Die Programmierung erfolgt
durch das Erzeugen geeigneter Analogsignale mit Hilfe von Digital-Analog-Umsetzern 134,
die die benötigten
Takt- und Datensignale liefern. Diese Signale werden durch Multiplexer 136 geführt, die
eine Quellimpedanz auswählen,
die sich für
das Programmieren der besonderen zu programmierenden Hörhilfe 10 und 12 eignet.
(Unterschiedliche Hörhilfenmodelle
werden verschiedenartig programmiert.) Die Spannungen an den Widerständen 138 werden
dazu verwendet, die Eingangsimpedanz der Hörhilfen 10 und 12 auszulesen
und damit die Modelle der Hörhilfen 10 und 12 zu
bestimmen (und damit die geeigneten Protokolle für die Programmierung). Eine
Schutzschaltung 140 unterdrückt mitgeführte elektromagnetische Störungen in
der nahen Umgebung und schützt
die Schaltungen vor statischen Entladungen.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
ist für
eine Dateneingabe aus äußeren Quellen
eingerichtet (beispielsweise ein Steuergerät, das der Patient während der
Programmierung der Hörhilfen 10 und 12 bedient).
Die bevorzugte Ausführungsform
umfasst auch eine Vorrichtung zum Ausgeben von Daten an eine externe
Anzeige (beispielsweise eine Anzeige, die der Patient während der
Programmierung der Hörhilfen 10 und 12 betrachten
kann).
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Es
sind eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden.
Der Bereich der Erfindung ist jedoch nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt.