RU2781421C1 - System and method for radio frequency identification of electrosurgical appliances - Google Patents
System and method for radio frequency identification of electrosurgical appliances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781421C1 RU2781421C1 RU2021110729A RU2021110729A RU2781421C1 RU 2781421 C1 RU2781421 C1 RU 2781421C1 RU 2021110729 A RU2021110729 A RU 2021110729A RU 2021110729 A RU2021110729 A RU 2021110729A RU 2781421 C1 RU2781421 C1 RU 2781421C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrosurgical
- rfid tag
- memory
- generator
- given
- Prior art date
Links
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003213 activating Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 31
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 210000001015 Abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 210000000683 Abdominal Cavity Anatomy 0.000 description 1
- 210000000088 Lip Anatomy 0.000 description 1
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 description 1
- 230000004456 color vision Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000771 oncological Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Настоящий документ заявляет приоритет предварительной патентной заявки США с номером 62/746,825, поданной заявителем 17 октября 2018 года.This document claims the priority of U.S. provisional application number 62/746,825 filed by the applicant on October 17, 2018.
Содержание вышеупомянутой предварительной патентной заявки полностью включено в настоящее раскрытие путем отсылки.The contents of the above provisional patent application are hereby incorporated by reference in their entirety.
ЗАЯВЛЕНИЕ О ФИНАНСИРУЕМЫХ ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА ИССЛЕДОВАНИЯХ ИЛИ РАЗРАБОТКАХFEDERALLY FUNDED RESEARCH OR DEVELOPMENT STATEMENT
Отсутствуют.None.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к электрохирургическим системам, в частности, к системе и способу автоматической идентификации насадок электрохирургической системы, аутентификации и одноразового использования фирменных хирургических устройств / приспособлений для электрохирургической системы.The present invention relates to electrosurgical systems, in particular, to a system and method for automatically identifying the tips of an electrosurgical system, authenticating and disposable branded surgical devices / accessories for an electrosurgical system.
Краткое раскрытие предшествующего уровня техникиBrief summary of the prior art
На уровне техники разработаны различные системы и способы автоматической идентификации принадлежностей для электрохирургических систем. Одним из видов таких систем и способов является радиочастотная (RFID) идентификация. В системе RFTD метку или транспондер RFID физически прикрепляют к электрохирургической насадке или встраивают в нее. После этого RFID-считыватель используют для беспроводного считывания данных, записанных в RFID-метке, и/или записи информации на RFID-метку, содержащейся в принадлежности. Обычно RFID-метка содержит радиочастотную антенну и интегральную схему. Радиочастотная антенна получает питание и данные от считывающего устройства и передает данные от метки к считывающему устройству. Интегральная схема обычно содержит процессор для обработки данных, а также модуляции и демодуляции радиочастотного сигнала, и память для хранения данных. RFID-метка может быть доступна только для чтения или ее можно считывать и записывать данные на нее таким образом, чтобы можно было изменять или удалять, по меньшей мере, некоторые данные в памяти метки. Определенные типы или модели RFID-меток для считывания и записи, в дальнейшем называемые защищенными RFID-метками, содержат предохранительные или защитные функции или механизмы, предусматривающие контролируемое считывание и/или запись метки в зависимости от успешного ввода одного или нескольких паролей. В этих защищенных RFTD-метках пароль хранят в разделе памяти только для записи, то есть пароль может быть установлен или изменен операцией записи, но не может быть раскрыт операцией чтения. Чтобы считыватель мог получить доступ к данным в защищенной RFTD-метке, любым операциям чтения или записи должна предшествовать операция с паролем, в которой метка сравнивает предложенный запросчиком пароль с сохраненным паролем метки. Защищенная RFID-метка обычно сообщает об успешном или безуспешном сравнении паролей в своем ответе на операцию с паролем. Совпадение паролей позволит временно осуществлять последующие операции чтения или записи до перезапуска метки, выполненного преднамеренно запросчиком (по завершении операций) или в результате потери питания, когда пассивная метка выходит из радиуса действия запросчика. RFID-метку можно использовать в различных целях. Одна из таких целей представляет собой аутентификацию вспомогательного устройства (например, хирургического инструмента) для определения того, подходит ли вспомогательное или инструментальное устройство для использования с основным устройством (например, электрохирургическим или микроволновым генератором). Аутентификацию подготавливают или предоставляют путем генерирования и хранения (или «программирования») секретной части информации в метке, присоединенной или прикрепленной к принадлежности. Эта секретная информация, называемая «аутентификационной подписью», рассчитана на раскрытие или определение только программистом RFID-метки и производителем, продавцом или владельцем основных и вспомогательных устройств, подлежащих аутентификации. При последующем использовании для защиты посредством аутентификации аутентификационная подпись передается между запросчиком и защищенной RFID-меткой для сравнения. Защищенные RFID-метки могут выполнять шифрование или дешифрование, если в качестве пароля передается аутентификационный код/подпись. Между считывателем и меткой передается зашифрованный пароль, который можно расшифровать меткой для вычисления фактического пароля, переданного считывателем. Тем не менее, если аутентификационная подпись хранится в пользовательской памяти метки или записывается в нее, то во время аутентификации аутентификационная подпись может быть передана открытым текстом по радиочастотному каналу связи. Таким образом, злоумышленник может попытаться распознать аутентификационные подписи с помощью доступных устройств, в частности, RFTD-запросчиков и устройств перехвата или записи радиочастотных сигналов («снифферов»).Various systems and methods have been developed in the art to automatically identify accessories for electrosurgical systems. One type of such systems and methods is radio frequency (RFID) identification. In an RFTD system, an RFID tag or transponder is physically attached to or embedded in an electrosurgical handpiece. Thereafter, the RFID reader is used to wirelessly read the data recorded in the RFID tag and/or write information to the RFID tag contained in the accessory. Typically, an RFID tag contains a radio frequency antenna and an integrated circuit. The RF antenna receives power and data from the reader and transmits data from the tag to the reader. An integrated circuit typically contains a processor for data processing and modulation and demodulation of the RF signal, and a memory for storing data. The RFID tag may be read-only, or it may be read and written to it such that at least some of the data in the tag's memory can be changed or deleted. Certain types or models of read-write RFID tags, hereinafter referred to as secure RFID tags, contain safety or security features or mechanisms that allow controlled reading and/or writing of the tag depending on the successful entry of one or more passwords. In these secure RFTD tags, the password is stored in a write-only section of memory, i.e. the password can be set or changed by a write operation, but cannot be revealed by a read operation. In order for a reader to access data in a secure RFTD tag, any read or write operation must be preceded by a password operation in which the tag compares the requester's proposed password with the tag's stored password. A secure RFID tag typically reports the success or failure of the password comparison in its response to the password operation. A password match will allow subsequent reads or writes to temporarily proceed until the tag is restarted intentionally by the requester (at the end of operations) or as a result of a power loss when the passive tag goes out of range of the requester. An RFID tag can be used for a variety of purposes. One such purpose is to authenticate an accessory device (eg, a surgical instrument) to determine if an accessory or instrumental device is suitable for use with a primary device (eg, an electrosurgical or microwave generator). Authentication is prepared or provided by generating and storing (or "programming") a secret piece of information in a tag attached or affixed to the accessory. This secret information, called "authentication signature", is intended to be disclosed or determined only by the programmer of the RFID tag and the manufacturer, seller or owner of the primary and secondary devices to be authenticated. When subsequently used for security through authentication, the authentication signature is transferred between the requestor and the protected RFID tag for comparison. Secure RFID tags can perform encryption or decryption if an authentication code/signature is passed as a password. An encrypted password is transmitted between the reader and the tag, which can be decrypted by the tag to calculate the actual password transmitted by the reader. However, if the authentication signature is stored in or written to the tag's user memory, the authentication signature may be transmitted in clear text over the RF link during authentication. Thus, an attacker can try to recognize authentication signatures using available devices, in particular, RFTD interrogators and devices for intercepting or recording RF signals ("sniffers").
Если в качестве аутентификационной подписи будут использовать простую секретную информацию (ключ или пароль), совместно используемую всеми вспомогательными устройствами данного семейства, то любое раскрытие одной аутентификационной подписи злоумышленником (независимо от примененных средств) скомпрометирует аутентификацию неограниченного количества вспомогательных устройств.If a simple secret information (key or password) shared by all assistive devices of a given family is used as an authentication signature, then any disclosure of a single authentication signature by an attacker (regardless of the means used) will compromise the authentication of an unlimited number of assistive devices.
В системах предшествующего уровня техники аутентификационную подпись хранят в известном разделе памяти для считывания и записи на RFTD-метке. В таких системах главное устройство, осуществляющее аутентификацию принадлежности, считывает универсальный идентификатор (UID) с RFID-метки, связанной с принадлежностью, и выполняет идентичные вычисления, используя тот же секретный ключ, который предположительно использовался для первоначального программирования метки. Сохраненную аутентификационную подпись считывают с RFID-метки принадлежности и сравнивают с вычисленной аутентификационной подписью. При подтверждении совпадения принадлежность считают аутентичной. Такие известные на уровне техники системы имеют недостатки, поскольку они требуют использования памяти для считывания и записи, являющейся ограниченным ресурсом RFID-метки, а также потому, что память для чтения и записи RFID-метки может быть доступна любой стороне, располагающей легкодоступным RFID-запросчиком, что может привести к легкому считыванию аутентификационной подписи для данного RFID-чипа. Другой недостаток такой функции считывания заключается в том, что злоумышленник, которому удалось прочитать некоторое количество аутентификационных подписей, может вычислить или вывести закономерность или правило модификации для большого количества принадлежностей и тем самым вскрыть систему аутентификации.In prior art systems, the authentication signature is stored in a known read/write memory location on the RFTD tag. In such systems, the owner authentication master reads the Uniform Identifier (UID) from the RFID tag associated with the ownership and performs identical calculations using the same secret key purported to be used to originally program the tag. The stored authentication signature is read from the RFID membership tag and compared with the computed authentication signature. When a match is confirmed, the belonging is considered authentic. Such prior art systems have drawbacks because they require the use of a read/write memory, which is a limited resource of the RFID tag, and because the read/write memory of the RFID tag can be accessed by any party with a readily available RFID interrogator. , which can lead to easy reading of the authentication signature for a given RFID chip. Another disadvantage of such a reading function is that an attacker who has managed to read a number of authentication signatures can calculate or infer a modification pattern or rule for a large number of accessories and thereby compromise the authentication system.
Еще один вариант RFID-идентификации принадлежностей электрохирургических систем раскрыт в патенте США 9,489,785, который описывает безопасную систему и устройство RFID-аутентификации и способы их использования. Области памяти RFID-метки, обычно связанные с функциями пароля, адаптированы для хранения аутентификационной подписи, освобождая, тем самым, память для чтения и записи для использования в приложениях. В некоторых вариантах осуществления RFID-метка предусматривает защищенный паролем доступ к функциям чтения и/или записи. Хранение аутентификационной подписи в виде пароля на считывание, запись, считывание/запись или другую операцию позволяет предотвратить считывание, запись или дальнейшую работу или связь с RFID-меткой, вследствие чего становится возможным более надежно и безопасно контролировать использование связанных с такими метками устройств. Например, в частности, RFID-метки, согласно настоящему изобретению, можно использовать для контроля совместимости устройств, обеспечения использования аутентичных устройств и/или принадлежностей, а также запрета использования несанкционированных устройств и/или принадлежностей с большей уверенностью и надежностью по сравнению с разработками уровня техники, уязвимыми для атак и компрометации.Another embodiment of RFID identification of electrosurgical accessories is disclosed in US Pat. No. 9,489,785, which describes a secure RFID authentication system and device and methods of using them. The memory areas of an RFID tag, typically associated with password functions, are adapted to store an authentication signature, thereby freeing up read and write memory for application use. In some embodiments, the RFID tag provides password-protected access to read and/or write functions. Storing the authentication signature in the form of a password for reading, writing, reading/writing, or other operation can prevent reading, writing, or further operation or communication with the RFID tag, making it possible to more reliably and securely control the use of devices associated with such tags. For example, in particular, RFID tags according to the present invention can be used to control device compatibility, ensure the use of authentic devices and/or accessories, and prohibit the use of unauthorized devices and/or accessories with greater certainty and reliability than prior art designs. vulnerable to attack and compromise.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ аутентификации принадлежностей электрохирургической системы, содержащий следующие этапы: инициация хирургической процедуры через пользовательский интерфейс на электрохирургическом генераторе, автоматическое определение подсоединения электрохирургической принадлежности к гнезду электрохирургического генератора, активация RFID-считывателя, подсоединенного к электрохирургическому генератору, если будет определено, что принадлежность подсоединена к гнезду электрохирургического генератора, передача от генератора через RFID-считыватель на метку секретного пароля, передача идентификационного кода устройства от RFID-метки через считыватель на генератор, отображение на дисплее генератора типа устройства, связанного с переданным идентификационным кодом устройства, проверка статуса принадлежности путем считывания кода статуса из памяти метки, вывод предупреждения, если код статуса, считанный из памяти метки, указывает на то, что принадлежность ранее использовали, разблокировка управления памятью метки, если считанный код статуса указывает на то, что принадлежность ранее не использовали, считывание зашифрованных данных из памяти метки, вычисление в генераторе аутентификационного кода устройства на основании зашифрованных данных из памяти метки, передача вычисленного аутентификационного кода из генератора на метку, и активация принадлежности в случае соответствия вычисленного аутентификационного кода и аутентификационного кода метки, хранящегося в памяти метки. Кроме того, способ может содержать этап беспроводного внесения изменений в память RFID-меток, указывающих на осуществленное использование принадлежностей. Кроме того, способ может предусматривать постоянное отключение (или «уничтожение») RFID-метки в принадлежности по беспроводной связи, если пользователь пытается повторно использовать ранее использованные одноразовые хирургические устройства даже после вывода предупреждения об обнаружении записи об использовании в метке принадлежности. После активации принадлежности система может отобразить в интерфейсе пользователя сообщение о том, что принадлежность допущена к использованию.In a preferred embodiment of the present invention, a method for authenticating electrosurgical accessories is provided, comprising the following steps: initiating a surgical procedure through a user interface on an electrosurgical generator, automatically detecting an electrosurgical accessory connected to an electrosurgical generator socket, activating an RFID reader connected to the electrosurgical generator if detected that the accessory is connected to the socket of the electrosurgical generator, transfer from the generator through the RFID reader to the secret password tag, transfer the device identification code from the RFID tag through the reader to the generator, display on the generator display the type of device associated with the transmitted device identification code, check the status accessories by reading the status code from the tag's memory, outputting a warning if the status code read from the tag's memory, indicating not that the tag has been previously used, unlock the tag memory management if the read status code indicates that the tag has not been used before, read the encrypted data from the tag's memory, calculate the device authentication code generator based on the encrypted data from the tag's memory, transmit of the calculated authentication code from the generator to the tag, and activation of belonging in case of a match between the calculated authentication code and the authentication code of the tag stored in the memory of the tag. In addition, the method may include the step of wirelessly making changes to the memory of RFID tags indicating the use of accessories. In addition, the method may include permanently disabling (or "destroying") the RFID tag in the accessory over the air if the user attempts to reuse previously used disposable surgical devices even after a warning is displayed that a usage record has been found in the accessory tag. After an accessory is activated, the system may display a message on the user interface that the accessory is eligible for use.
Кроме того, в ответ на разблокировку управления памятью RFID-меток способ может предусматривать считывание из памяти RFID-метки зашифрованных данных, содержащих, по меньшей мере, дату изготовления принадлежности или срок годности принадлежности, сравнение процессором или ЦП электрохирургического генератора, по меньшей мере, даты изготовления принадлежности или срока годности принадлежности с фактической датой, чтобы определить, истек ли срок годности принадлежности; если срок годности принадлежности истек, вывод сообщения об истечении срока годности на дисплей; если срок годности принадлежности не истек, переход к этапу считывания зашифрованных данных из памяти RFID-метки.In addition, in response to unlocking the control of the memory of the RFID tags, the method may include reading from the memory of the RFID tag encrypted data containing at least the date of manufacture of the accessory or the expiration date of the accessory, comparing by the processor or CPU of the electrosurgical generator, at least the dates the manufacture of the accessory or the expiration date of the accessory with the actual date to determine if the accessory has expired; if the expiration date of the accessory has expired, display a message about the expiration date on the display; if the accessory has not expired, go to the stage of reading encrypted data from the memory of the RFID tag.
В альтернативном варианте осуществления настоящим изобретением предложен способ проверки подлинности принадлежности электрохирургической системы. Способ содержит следующие этапы: автоматическое определение подсоединения электрохирургической принадлежности к гнезду электрохирургического генератора, передача от генератора через RFID-считыватель на RFID-метку секретного пароля, если будет определено, что принадлежность подсоединена к гнезду электрохирургического генератора, проверка статуса принадлежности путем считывания кода статуса из памяти RFID-метки, вывод предупреждения на дисплей электрохирургического генератора, если код статуса, считанный из памяти метки, указывает на то, что принадлежность ранее использовалась, разблокировка управления памятью RFID-метки, если считанный код статуса указывает на то, что принадлежность ранее не использовалась, считывание зашифрованных данных из памяти RFID-метки, вычисление в электрохирургическом генераторе аутентификационного кода устройства на основании зашифрованных данных из памяти RFID-метки, передача вычисленного аутентификационного кода из электрохирургического генератора на RFID-метку, и активация принадлежности в случае соответствия вычисленного аутентификационного кода и аутентификационного кода RFID-метки, хранящегося в памяти RFID-метки. Способ может дополнительно содержать этап передачи идентификационного кода устройства от RFID-метки через RFID-считыватель на электрохирургический генератор, вывод на дисплей электрохирургического генератора типа устройства, связанного с переданным идентификационным кодом устройства, и определение процессором или ЦП электрохирургического генератора совместимости устройства, связанного с идентификационным кодом устройства, с хирургической процедурой, выбранной в графическом интерфейсе пользователя, связанном с электрохирургическим генератором.In an alternative embodiment, the present invention provides a method for authenticating ownership of an electrosurgical system. The method comprises the following steps: automatically detecting the connection of an electrosurgical accessory to an electrosurgical generator socket, transmitting a secret password from the generator via an RFID reader to an RFID tag if it is determined that the accessory is connected to the electrosurgical generator socket, checking the status of the accessory by reading the status code from the memory RFID tags, displaying a warning on the display of the electrosurgical generator if the status code read from the tag memory indicates that the accessory has been previously used, unlocking the RFID tag memory management if the read status code indicates that the accessory has not been previously used, reading encrypted data from the memory of the RFID tag, calculating the device authentication code in the electrosurgical generator based on the encrypted data from the memory of the RFID tag, transferring the calculated authentication code from the electrosurgical generator to the RFID weaving, and activation of ownership in case of matching the calculated authentication code and the authentication code of the RFID tag stored in the memory of the RFID tag. The method may further comprise transmitting a device identification code from the RFID tag through the RFID reader to the electrosurgical generator, displaying the device type associated with the transmitted device identification code to the electrosurgical generator, and determining by the processor or CPU of the electrosurgical generator the compatibility of the device associated with the identification code. device, with the surgical procedure selected in the graphical user interface associated with the electrosurgical generator.
Прочие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения следуют из приведенного ниже подробного раскрытия предпочтительных вариантов осуществления. Кроме того, настоящее изобретение допускает различные иные варианты осуществления, а некоторые его характеристики могут быть изменены в различных очевидных аспектах без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и раскрытия должны считаться имеющими иллюстративный, а не ограничительный характер. Прочие цели и преимущества изобретения изложены в последующем раскрытии и следуют из раскрытия или практического использования изобретения.Other aspects, features and advantages of the present invention follow from the following detailed disclosure of the preferred embodiments. In addition, the present invention is capable of various other embodiments, and some of its characteristics may be changed in various obvious aspects without deviating from the essence and scope of the present invention. Accordingly, the drawings and disclosures are to be considered illustrative and not restrictive. Other objects and advantages of the invention will be set forth in the following disclosure and follow from the disclosure or practice of the invention.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ ниже приведено раскрытие со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых изображено:For a more complete understanding of the present invention and its advantages, the following is a disclosure with reference to the accompanying figures, which depict:
ФИГ. 1А - вид в аксонометрии предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1A is a perspective view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 1В - вид спереди предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1B is a front view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 1С - вид сзади предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1C is a rear view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 1D - вид слева предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1D is a left side view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 1Е - вид справа предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1E is a right side view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 1F - вид сверху предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1F is a plan view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 1G - вид снизу предпочтительного варианта осуществления генератора для газоплазменной электрохирургии.FIG. 1G is a bottom view of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator.
ФИГ. 2А - блок-схема предпочтительного варианта осуществления системы управления давлением в генераторе для газоплазменной электрохирургии в соответствии с настоящим изобретением, выполненного с возможностью осуществления аргоноплазменной электрохирургической процедуры.FIG. 2A is a block diagram of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator pressure control system in accordance with the present invention, capable of performing an argon plasma electrosurgical procedure.
ФИГ. 2В - блок-схема предпочтительного варианта осуществления системы управления давлением в генераторе для газоплазменной электрохирургии в соответствии с настоящим изобретением, выполненного с возможностью осуществления процедуры с холодной атмосферной плазмой.FIG. 2B is a block diagram of a preferred embodiment of a gas plasma electrosurgery generator pressure control system in accordance with the present invention, capable of performing a cold atmospheric plasma procedure.
ФИГ. 3 - блок-схема графического интерфейса пользователя в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 3 is a block diagram of a graphical user interface in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
ФИГ. 4А и 4В - блок-схемы системы и способа радиочастотной идентификации электрохирургических насадок в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 4A and 4B are block diagrams of a system and method for radio frequency identification of electrosurgical handpieces in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
ФИГ. 5 - блок-схема альтернативного варианта осуществления системы и способа радиочастотной идентификации электрохирургических насадок, согласно настоящему изобретению.FIG. 5 is a block diagram of an alternative embodiment of an RFID system and method for electrosurgical handpieces in accordance with the present invention.
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DISCLOSURE OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Системы и способы, согласно настоящему изобретению, можно использовать, например, с электрохирургической системой, раскрытой в PCT/US2018/026892, которая входит в настоящее описание путем отсылки. Генератор 100 для газоплазменной электрохирургии, используемый в этой системе, изображен на ФИГ. 1A-1G. Газовый генератор имеет корпус 110, изготовленный из прочного материала, в частности, пластмассы или металла, аналогичного материалам, используемым для корпусов обычных электрохирургических генераторов. Корпус 110 содержит съемную крышку 114. Корпус 110 и крышка 114 содержат элементы для съемного крепления крышки к корпусу, в частности, винты 119, паз и выступ или элементы другой конструкции. Крышка 114 может содержать только верхнюю часть корпуса или несколько сторон, в частности, верхнюю, правую и левую сторону корпуса 110. Корпус 110 может содержать несколько штырей или ножек 140, прикрепленных к нижней части корпуса. Нижняя часть 116 корпуса 110 может содержать несколько вентиляционных отверстий 118 для отведения газов из внутренней части газового генератора. На передней стороне 112 корпуса 114 имеется сенсорный дисплей 120 и несколько разъемов 132,134 для подключения к генератору различных принадлежностей, в частности, аргоноплазменного зонда, гибридно-плазменного зонда, зонда холодной атмосферной плазмы или любой иной насадки для электрохирургии. Предусмотрен газовый соединитель 136 для подключения, например, источника СО2 для инсуфляции брюшной полости. Передняя сторона 112 корпуса 110 наклонена относительно верхней и нижней частей корпуса 110 на угол, отличающийся от 90 градусов, что облегчает считывание показаний и использование сенсорного дисплея 120 пользователем.The systems and methods of the present invention can be used, for example, with the electrosurgical system disclosed in PCT/US2018/026892, which is incorporated herein by reference. The gas
Один или несколько модулей управления газом можно установить внутри генератора 100 для газоплазменной электрохирургии. Система 200 управления давлением газа, предназначенная для управления несколькими модулями 220,230, 240 управления газом в генераторе для газоплазменной электрохирургии, раскрыта со ссылкой на ФИГ. 2А-2В. Несколько источников 222, 232, 242 подачи газа соединены с системой 200 управления давлением газа, точнее говоря, с соответствующими модулями 220,230,240 управления газом в системе 200 управления давлением газа. Система 200 управления давлением газа имеет блок 202 питания, обеспечивающий электропитание различных компонентов системы. ЦП 210 управляет модулями 220, 230, 240 управления давлением газа в соответствии с настройками или инструкциями, введенными в систему через графический интерфейс пользователя на дисплее 120. Система изображена с модулями управления газом для СО2, аргона и гелия, однако система может работать, в том числе, с другими газами. В варианте осуществления изобретения, изображенном на ФИГ. 2А-2В, СО2 используют для инсуфляции брюшной полости (или другой области пациента). Система 200 управления давлением газа содержит трехходовой пропорциональный клапан, соединенный с модулем 220 управления газом. Хотя на ФИГ. 2А трехходовой пропорциональный клапан подключен только к модулю 220 управления CO2, трехходовые пропорциональные клапаны могут быть подключены к другому модулю 230 или 240 управления газом. Система 200 управления давлением газа дополнительно содержит высокочастотный блок 250 питания для подачи высокочастотной электрической энергии для различных электрохирургических процедур. Высокочастотный блок питания содержит обычную электронику, известным образом обеспечивающую высокочастотное питание в электрохирургических генераторах. В качестве примера можно назвать, в частности, системы, раскрытые в патенте США №4040426 и патенте США №4781175. Кроме того, система может содержать преобразователь, предназначенный для преобразования высокочастотного питания в более низкую частоту, например, пригодную для холодной атмосферной плазмы; такой преобразователь раскрыт в публикации патентной заявки США №2015/0342663.One or more gas control modules may be installed within the gas
Выходное отверстие модуля 220 управления газом соединено с разъемом 136 на корпусе генератора. Хотя на фигурах разъем 136 и прочие разъемы показаны на передней поверхности корпуса 110, допускается их расположение в других местах корпуса. Каждое выходное отверстие модулей 230,240 управления газом соединено трубкой или другим каналом с разъемом. Как показано на ФИГ. 2А, разъем 132, к которому подключен модуль 230 управления, соединен с разъемом 162 инструмента 160 для газоплазменной электрохирургии. На ФИГ. 2А модуль 230 управления газом управляет подачей аргона, поэтому инструмент 160 представляет собой инструмент для аргоноплазменной электрохирургии, в частности, аргоноплазменный зонд, например, раскрытый в патенте США №5720745, гибридно-плазменный режущий электрод, например, раскрытый в публикации патентной заявки США №2017/0312003 или в публикации патентной заявки США №2013/0296846, или монополярный электрод для запаивания, например, раскрытый в публикации патентной заявки США №2016/0235462. Допускается использование аргоноплазменных хирургических приборов других типов. Как показано на ФИГ. 2 В, разъем 132, к которому подключен модуль 240 управления, соединен с разъемом 172 инструмента 170 для газоплазменной электрохирургии. На ФИГ. 2В модуль 240 управления газом управляет подачей газообразного гелия, поэтому инструмент 170 представляет собой, например, насадку для холодной атмосферной плазмы, например, раскрытую в публикации патентной заявки США №2016/0095644.The outlet of the
Система обеспечивает контроль внутрибрюшного давления у пациента. Внутри регулирующего клапана 280 имеется камера. Давление в этой камере измеряется датчиком 284 давления. СО2 поступает в камеру внутри регулирующего клапана 280 из модуля 220 управления газом через трехходовой пропорциональный клапан 260. Давление в этой камере внутри регулирующего клапана 280 можно также сбросить через трехходовой пропорциональный клапан 260. Таким образом, система может использовать датчик 284 давления и трехходовой пропорциональный клапан для достижения нужного давления (заданного через интерфейс пользователя) в камере внутри регулирующего клапана 280. Датчик 282 давления измеряет давление в трубке (и, следовательно, внутрибрюшное давление). После этого регулирующий клапан 280 сбрасывает давление через выпускное отверстие, чтобы синхронизировать внутрибрюшное давление, считываемое датчиком 282, с давлением в камере внутри регулирующего клапана, считываемым датчиком 284 давления. Показания датчиков 282, 284 можно передавать в ЦП 210, который, в свою очередь, может контролировать подачу СО2 и аргона или гелия (в зависимости от выполняемой процедуры) для достижения требуемого стабильного внутрибрюшного давления.The system provides control of intra-abdominal pressure in the patient. Inside the
Как показано на ФИГ. 3, генератор может дополнительно содержать графический интерфейс 300 пользователя, предназначенный для управления компонентами системы посредством сенсорного дисплея 120. Например, графический интерфейс 300 пользователя может управлять роботом 311, аргоноплазменным монополярным электродом 312 для выполнения разреза/коагуляции, гибридно-плазменным режущим электродом 313, насадкой 314 холодной атмосферной плазмы, биполярной насадкой 315, плазменным электродом 316 для запаивания, функцией 317 гемодинамики или функцией 318 голосовой активации. Кроме того, графический интерфейс пользователя можно использовать в хирургии 302 с флуоресцентным контролем. Например, Дж. Эллиотт с соавт. в труде «Обзор способов визуализации и наложения в хирургии с флуоресцентным контролем», BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS 3765 (2015 г. ), выдвинули пять практических предложений по ориентации изображения, цветовой карте, функции прозрачности/альфа, динамическому сжатию и проверке восприятия цвета. Еще один пример описания хирургии с флуоресцентным контролем - труд К. Типирнени с соавт. «Онкологические хирургические вмешательства, поддающиеся флуоресцентному контролю», Анналы хирургии, том 266, №1, июль 2017 г.). Графический интерфейс пользователя (GUI) может быть дополнен управляемой визуализацией, в частности, КТ-, МРТ- или ультразвуковым изображением. Графический интерфейс пользователя может устанавливать связь с периферийными или вспомогательными устройствами посредством RFID-считывателя 320 (например, на различных электрохирургических насадках), а также может собирать и хранить данные 330 об использовании на носителе данных. RFID-считыватель можно расположить в генераторе, как показано на ФИГ. 2А и 2В, или его можно присоединить к генератору для взаимодействия с ЦП генератора. Графический интерфейс 300 пользователя совершает обмен данными с программируемой пользователем вентильной матрицей 340, которая может управлять насосом 352 для орошения, инсуффлятором 354, устройством 362 контроля расхода, полномостовым регулятором 364 выходной мощности, обратным преобразователем 366 регулирования мощности (постоянный-переменный ток) и ножной педалью 370. Функционирование RFID-системы раскрыто со ссылкой на ФИГ. 4А и 4В. Графический интерфейс на сенсорном экране генератора содержит сенсорные кнопки для запуска или инициирования процесса идентификации устройства. В процессе производства устройствам будут присвоены уникальные идентификационные коды, которые будут считываться считывателем по беспроводной связи и передаваться на процессор или ЦП электрохирургического генератора для отображения в графическом интерфейсе. RFID-система отслеживает идентификационный код устройства, зашифрованный во внутренней памяти метки. RFID-метки будут встроены во все хирургические принадлежности. В альтернативном варианте осуществления пользователь может ввести в графический интерфейс пользователя электрохирургического генератора принадлежность, которую он собирается использовать (402). Это можно сделать посредством кнопок на сенсорном экране, введя идентификатор устройства через клавиатуру, отображаемую на сенсорном экране, или клавиатуру или другое устройство ввода, подключенное (проводным или беспроводным способом) к графическому интерфейсу генератора. В альтернативном варианте пользователь может выбрать определенную хирургическую процедуру в графическом интерфейсе пользователя, а процессор или ЦП электрохирургического генератора может определить выбор принадлежности, подходящей для выбранной процедуры. Процессор или ЦП электрохирургического генератора проверяет электронный переключатель, кнопку, датчик или сигнал в гнезде принадлежности на генераторе, чтобы определить, подключено ли устройство к гнезду (404). На этом этапе процессор или ЦП может проверять наличие сигнала от любого из нескольких гнезд или только от гнезда, соответствующего типу устройства, указанному на этапе 402. Если не обнаружено ни одного подключенного устройства, процессор или ЦП останавливает процесс (406), и на сенсорном экране отображается сообщение (408), или пользователь получает уведомление другим способом, например, звуковым или аварийным сигналом, указывающим на отсутствие подключенной принадлежности.As shown in FIG. 3, the generator may further comprise a
При обнаружении подсоединенной к генератору принадлежности на этапе 404 RFID-считыватель 320, встроенный в генератор (405) или прикрепленный к нему, активируется и устанавливает соединение с RFID-меткой в принадлежности. RFID-считыватель 320 имеет двухстороннюю связь с ЦП 210. Установление соединения может содержать или не содержать подачу питания на метку в зависимости от наличия аккумулятора в RFID-метке. После сопряжения RFID-считывателя 320 и метки считыватель снимает режим секретности метки, передавая секретный пароль (410).Upon detecting an accessory connected to the generator, in
После этого RFID-считыватель 320 получает идентификатор устройства (UID) и классификационный код устройства из метки (412) и может отображать на сенсорном экране генератора или другом дисплее тип устройства, соответствующий полученному коду (413). Например, типом устройства может быть монополярный, эндоскопический зонд, биполярный, холодная плазма, аргоновая плазма, гибридная плазма или другой тип. Кроме того, процессор или ЦП электрохирургического генератора может определить, например, через доступ к сохраненной базе данных, приемлем ли тип устройства, связанный с классификационным кодом устройства, для хирургической процедуры, выбранной через графический интерфейс пользователя. На дисплее может также появиться ответное сообщение, указывающее на результат такого определения.Thereafter, the
После этого RFID-считыватель 320 проверяет состояние устройства (первое использование / повторное использование), отслеживая секретный код, закодированный в метке. (420). Если статус соответствует повторному использованию, использование принадлежности блокируется (422), и на сенсорном или ином дисплее отображается сообщение о запрете доступа или остановке (414), или выводится звуковой сигнал, указывающий пользователю на то, что принадлежность уже использовали ранее (424).The
Если устройство используют впервые, RFID-считыватель разблокирует память метки с защитой 64-битным пользовательским паролем (430). После этого считыватель считывает из метки зашифрованные данные принадлежности и передает их в процессор или ЦП в генераторе (432). После этого процессор или ЦП вычисляет «аутентификационный код» устройства на основании зашифрованных данных из пользовательской памяти и алгоритма генерации аутентификационного кода (434). Затем RFID-считыватель передает аутентификационный код в метку в виде зашифрованного пароля (436). Далее процессор в метке проверяет совпадение переданного пароля и пароля, закодированного в метке (440). Если пароли не совпадают, устройство отключается (442), и на сенсорном экране отображается сообщение (444) о том, что устройство не было идентифицировано как подлинное. Если устройство признано подлинным (450), оно будет принято системой, а на сенсорном экране отобразится сообщение о принятии (452). Затем система отмечает принадлежность как использованную, внося изменения в защищенный паролем секретный код, чтобы впоследствии устройство не могло быть использовано повторно (454). Затем система передает секретный пароль на метку, чтобы активировать секретный режим (456). В этот момент система отключает функцию RFID-считывателя (458). Теперь подключенное аутентифицированное вспомогательное устройство можно использовать для выполнения разреза / коагуляции / подачи энергии в соответствии с пользовательскими настройками генератора (460). Программируемая пользователем вентильная матрица постоянно контролирует состояние подключенных аутентифицированных устройств (462). Если устройство отсоединено, контроллер программируемой пользователем вентильной матрицы дает системе команду на отключение питания.If the device is used for the first time, the RFID reader unlocks the tag's memory, protected by a 64-bit user password (430). The reader then reads the encrypted membership data from the tag and transmits it to the processor or CPU in the generator (432). The processor or CPU then calculates an "authentication code" for the device based on the encrypted data in the user memory and the authentication code generation algorithm (434). The RFID reader then transmits the authentication code to the tag in the form of an encrypted password (436). Next, the processor in the label checks whether the transmitted password matches the password encoded in the label (440). If the passwords do not match, the device is disabled (442) and a message (444) is displayed on the touch screen stating that the device was not identified as genuine. If the device is found to be genuine (450), it will be accepted by the system and an acceptance message will be displayed on the touch screen (452). The system then marks the ownership as used by modifying the password-protected passcode so that the device cannot be reused later (454). The system then sends a secret password to the tag to activate the secret mode (456). At this point, the system disables the RFID reader function (458). The connected authenticated accessory device can now be used to perform incision / coagulation / energy delivery according to the user settings of the generator (460). The user-programmable gate array continuously monitors the status of connected authenticated devices (462). If the device is disconnected, the field-programmable gate array controller instructs the system to turn off power.
Система отслеживает или проверяет наличие дополнительных входных данных от пользователя для повторной активации RFID-считывателя (470). Если дополнительные входные данные от пользователя присутствуют, а хирургическая процедура еще не должна быть завершена, то хирургическая процедура продолжается (472). Если хирургическая процедура должна быть завершена, система возвращается к этапу 402 с целью подождать новой идентификации принадлежности (474). Если пользователь пытается использовать ранее использованную принадлежность, система активирует считыватель и передает зашифрованный пароль на уничтожение метки, встроенной в принадлежность, исключая возможность повторного использования принадлежности. Например, метка может быть «уничтожена» путем маркировки метки, как, например, в памяти RFID-меток. На ФИГ. 5 изображен альтернативный вариант осуществления, в котором между этапами 430 и 432 на ФИГ. 4А добавлено несколько дополнительных этапов, направленных на блокирование использования в системе хирургических принадлежностей с истекшим сроком годности. В этом альтернативном варианте осуществления после выполнения этапа 430 зашифрованные данные считывают из памяти метки для контроля срока годности и даты изготовления подключенного устройства 510. Фактическая дата считывается из системы 520 хирургического генератора. Система (например, процессор или ЦП в системе хирургического генератора) проверяет, расположен ли срок годности принадлежности, считанный на этапе 510, в пределах (после) фактической даты, считанной из системы хирургического генератора на этапе 520. Если срок годности принадлежности не расположен в пределах (то есть до) фактической даты, считанной из системы хирургического генератора, устройство считается просроченным (540) и отклоняется. Уведомление об отклонении принадлежности отображается в графическом интерфейсе пользователя 550. Если срок годности принадлежности расположен в пределах фактической даты, считанной из системы хирургического генератора, система переходит к этапу 432.The system monitors or checks for additional user input to reactivate the RFID reader (470). If additional user input is present and the surgical procedure is not yet to be completed, then the surgical procedure continues (472). If the surgical procedure is to be completed, the system returns to step 402 to wait for a new accessory identification (474). If the user attempts to use a previously used accessory, the system will activate the reader and send an encrypted password to destroy the tag embedded in the accessory, preventing the accessory from being reused. For example, the tag can be "destroyed" by marking the tag, such as in the memory of RFID tags. FIG. 5 shows an alternative implementation, in which between
Вышеприведенное раскрытие предпочтительного варианта осуществления изобретения приведено для иллюстрации и раскрытия сущности изобретения. Оно не является исчерпывающим и не ограничивает защищаемый объем изобретения раскрытой в нем формой; возможны модификации и изменения, обусловленные вышеизложенными идеями или практикой применения изобретения. Описываемый вариант осуществления выбран для раскрытия принципов изобретения и его практического применения, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники использовать изобретение в различных вариантах осуществления, подходящих для предполагаемой области применения. Предполагается, что защищаемый объем изобретения определяется приложенной формулой изобретения и ее эквивалентами. Полное содержание каждого из вышеупомянутых документов внесено в настоящий документ путем отсылки.The above disclosure of the preferred embodiment of the invention is provided to illustrate and disclose the essence of the invention. It is not exhaustive and does not limit the protected scope of the invention to the form disclosed therein; modifications and changes are possible due to the above ideas or the practice of applying the invention. The described embodiment is chosen to disclose the principles of the invention and its practical application, to enable a person skilled in the art to use the invention in various embodiments suitable for the intended application. The protected scope of the invention is intended to be determined by the appended claims and their equivalents. The entire contents of each of the above documents are incorporated herein by reference.
Claims (41)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/746,825 | 2018-10-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781421C1 true RU2781421C1 (en) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014158596A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Covidien Lp | Rfid secure authentication |
EP3192463A1 (en) * | 2006-06-02 | 2017-07-19 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Surgical device |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3192463A1 (en) * | 2006-06-02 | 2017-07-19 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Surgical device |
WO2014158596A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Covidien Lp | Rfid secure authentication |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11974890B2 (en) | Authentication systems and methods for an excimer laser system | |
CN113365669B (en) | System and method for RFID identification of electrosurgical accessories | |
US20090327715A1 (en) | System and Method for Cryptographic Identification of Interchangeable Parts | |
EP3065658B1 (en) | Secure cryosurgical treatment system | |
KR101262175B1 (en) | System and method for identifying and controlling ophthalmic surgical devices and components | |
EP3128891B1 (en) | Devices and systems for authenticated intravascular device use and reuse | |
US20160058350A1 (en) | System and method for controlling one or both of sensor functionality and data access based on biometrics data | |
EP3148473B1 (en) | Self-authenticating intravascular device and associated devices, systems, and methods | |
EP3930618B1 (en) | Identity verifying device and methods | |
EP2445390B1 (en) | Two-way authentication | |
RU2781421C1 (en) | System and method for radio frequency identification of electrosurgical appliances | |
JP2003088534A (en) | Endoscopic system | |
US11786647B1 (en) | Medical waste collection systems, manifolds, and related methods | |
KR20110053781A (en) | Match-on-card enabling to attach apparatus for detecting bio-information and method for authenticating user thereof | |
US11557385B2 (en) | Mobile data appliance for checking medication | |
CN117398179A (en) | Optical fiber assembly for laser treatment and laser ablation system |