WO2007033706A1 - Mehrteiliges medizintechnisches system mit einem überbrückungselement - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a multi-part medical-technical system with the features of claim 1.
- a multipart medical technology system generally comprises a base unit such as an anesthesia or respirator, which interacts with at least one complementary component for proper function, such as consuming or exchangeable components on the patient side, such as breathing tubes or breathing tube systems, soda lime absorbers or sensor sensors. or electrode connections. These complementary components are generally connected and positioned interchangeably with the base unit via locally defined mechanical interfaces.
- DE 201 13 789 U1 describes a medical device having a base unit, a control unit and at least one additional unit which can be interchangeably connected to the base unit, wherein the base unit has at least one transponder interrogator for wireless communication with a transponder and the additional unit contains a transponder, the information transmitted to the interrogator on its request information on the attachment. The information is used by the base unit to determine operating parameters for the base unit.
- the operation of medical systems is subject to regulatory limitations, so that especially the transmission power of wireless transmitting writing and / or reading units for transponders should be as limited as possible.
- the expiratory tube and the inspiratory tube are connected to the ventilator only about 80 millimeters apart, whereby the distance of the breathing tubes can be reduced even in extreme cases to only about 40 millimeters due to the free rotation of the ports.
- the writing and / or reading unit of the anesthesia or respirator which is here the base unit, or via the associated antenna at the expiratory connection to clearly recognize the expiratory tube with associated transponder, but with the inspiratory tube associated transponder on the inspiratory port not.
- the object of the invention is to provide means for improved wireless communication for a multi-part medical device system with a base unit with a reading unit for a transponder and connectable to the base unit complementary component with the transponder, which even after exceeding a signal technically still detectable Distance between the reading unit and transponder at a given transmission power allow proper wireless communication.
- a substantial advantage of the inductive coupling bridging element used according to claim 1 for the improvement of the communication between the reading unit in the base unit and the Transponder in the complementary component is that, depending on the structural or geometric conditions of the base unit and complementary component, the bridging element can be arranged either in the base unit, in the complementary component and / or in a connector or in an adapter. What is essential is that the bridging element is arranged locally between the reading unit for the transponder and the transponder itself in the case of a complementary component connected to the base unit.
- the dependent claims indicate advantageous embodiments and further developments of the multipart medical technology system according to claim 1.
- the bridging element consists of at least two spaced, connected by a wire line antennas, specifically forming an inductive resonant circuit with a resonant frequency of, for example, 13.56 MHz.
- Figure 2 is a base unit with a complementary
- FIG. 3 shows an electromagnetic resonance circuit for a bridging element
- FIG. 4 shows an arrangement of a multi-part medical-technical system with a plurality of inductive bridging elements
- FIG. 5 shows the coupling of a base unit (medical device) with a plurality of complementary components via an interposed connection piece with a plurality of bridging elements connected in series
- FIG. 6 shows a multipart medical technology system with a bridging element with a memory chip.
- FIG. 1 schematically shows an arrangement of a multi-part medical-technical system.
- the base unit 1 is, for example, an anesthetic or ventilator with three writing and reading units with antennas 21, 31, 41 and connectors 20, 30, 40 connected to the central operating electronics of the base unit 1.
- the bridging elements 22, 32, 42 in the form of inductive Couplings are located on three different, designed as connecting sleeves, rotatable connecting pieces for receiving complementary components, here an inspiratory tube with transponder 23, a breathing bag with transponder 33 and an expiratory tube with transponder 43, the associated transponder 23, 33, 43 have a distance of 0 to a maximum of 15 mm from the bridging elements 22, 32, 42 in order to be functional.
- the dashed areas indicate the respective possible range of motion through the rotatable connection nozzles, for which a secure data transmission is to take place.
- FIG. 2 shows a base unit 1 as an anesthesia machine with a writing and reading unit with antenna 11 and a connector 10 for the anesthesia machine.
- the complementary component here is a CO 2 absorber with transponder 133, which is specially designed as a so-called “clic absorber” with an adapter connected to the anesthetic machine ("clic adapter"). Due to the relatively large distance of about 80 mm, the adapter is provided with a bridging element 12 in the form of an inductive coupling to the transponder 133 in the CO 2 absorber and with a transponder 13 in the adapter itself with corresponding stored device-specific data.
- FIG. 3 shows the basic construction of a bridging element with inductive coupling in the form of an electromagnetic resonant circuit for a resonant frequency of, for example, 13.56 MHz.
- L 3 is the inductance / antenna winding
- R p is the internal resistance
- R a is a serial resistor for adjusting the real resistance at 13.56 MHz
- Ci is the resonance capacitor
- Z 3 is the target setting of, for example, 50 ohms (real) at 13, 56 MHz.
- the components mentioned can optionally be installed to improve performance, if required by the specific application.
- FIG. 4 shows a base unit 1 with a transmitting antenna 51.
- the complementary component is, for example, a breathing tube with a transponder 53, with two bridging elements 52a, 52b on a circulatory system and on a connection sleeve for the breathing tube.
- FIG. 5 again shows a base unit 1 with a transmitting antenna 61, a bridging element 62 with several series-connected antennas with resonant circuit or inductive couplings and with two complementary components, namely an expiration valve with a transponder 63a and a breathing tube with another transponder 63b, shown.
- the base unit 1 to the transmitting antenna 71 and the com complementary component, for example a breathing mask with transponder 73, with an inductively coupling bridging element 72 in the form of a long tube with inductive coupling to a memory chip (EEPROM) to operate.
- the com complementary component for example a breathing mask with transponder 73
- an inductively coupling bridging element 72 in the form of a long tube with inductive coupling to a memory chip (EEPROM) to operate.
- EEPROM memory chip
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Abstract
Ein mehrteiliges medizintechnisches System mit einer Basiseinheit (1 ) und mindestens einer beim Betrieb zusammenwirkenden komplementären Komponente, wobei die komplementäre Komponente einen drahtlos beschreib- und auslesbaren Datenspeicher in einem Transponder (23, 33, 43) und die Basiseinheit (1 ) eine Schreib- und Leseeinheit (21 , 31 , 41 ) für den Transponder (23, 33, 43) enthält und wobei die Basiseinheit (1 ), die komplementäre Komponente und / oder ein Anschlussstück oder Adapter ein die Empfangsreichweite der Daten erhöhendes Überbrückungselement (22, 32, 42) mit induktiver Kopplung enthalten.
Description
Beschreibung
Dräger Medical AG & Co. KGaA, 23542 Lübeck, DE
Mehrteiliges medizintechnisches System mit einem Überbrückungselement
Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges medizintechnisches System mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Ein mehrteiliges medizintechnisches System weist im Allgemeinen eine Basiseinheit wie beispielsweise ein Anästhesie- oder Beatmungsgerät auf, welche für die ordnungsgemäße Funktion mit mindestens einer komplementären Komponente zusammenwirken, beispielsweise sich verbrauchende oder auszutauschende Komponenten auf der Patientenseite, wie Atemschläuche oder Atemschlauchsysteme, Atemkalkabsorber oder auch Sensor- oder Elektrodenverbindungen. Diese komplementären Komponenten werden im Allgemeinen über örtlich genau definierte mechanische Schnittstellen austauschbar mit der Basiseinheit verbunden und positioniert. In der DE 201 13 789 U1 wird ein Medizingerät mit einer Basiseinheit, einer Steuereinheit und mindestens einem auswechselbar mit der Basiseinheit verbindbaren Zusatzgerät beschrieben, wobei die Basiseinheit mindestens ein Transponder-Abfragegerät für die drahtlose Kommunikation mit einem Transponder aufweist und das Zusatzgerät einen Transponder enthält, der dem Abfragegerät auf dessen Anforderung eine Information über das Zusatzgerät übermittelt. Die Information wird von der Basiseinheit zur Bestimmung von Betriebsparametern für die Basiseinheit verwendet.
Der Betrieb von medizintechnischen Systemen unterliegt regulatorischen Begrenzungen, so dass speziell die Sendeleistung von drahtlos sendenden Schreibund / oder Leseeinheiten für Transponder möglichst begrenzt sein sollte. Ein weiterer
Grund für eine möglichst reduzierte Sendeleistung ist gegeben, wenn unterschiedliche Komponenten räumlich abgegrenzt identifiziert werden sollen. So sind beispielsweise bei einem Beatmungsgerät der Exspirationsschlauch und der Inspirationsschlauch nur etwa 80 Millimeter voneinander entfernt an das Beatmungsgerät angeschlossen, wobei durch die freie Drehbarkeit der Anschlüsse der Abstand der Atemschläuche im Extremfall sogar bis auf nur etwa 40 Millimeter reduziert sein kann. Deshalb kann es hierbei zum Beispiel wünschenswert sein, mittels der Schreib- und / oder Leseeinheit des Anästhesie- oder Beatmungsgerätes, welches hier die Basiseinheit ist, beziehungsweise über die zugehörige Antenne am Exspirationsanschluss, den Exspirationsschlauch mit zugehörigem Transponder deutlich zu erkennen, jedoch den Inspirationsschlauch mit zugehörigem Transponder auf dem Inspirationsanschluss nicht.
Ein weiteres Problem besteht in der Tatsache, dass die komplementären Komponenten, an denen die Transponder befestigt sind, beweglich mit dem Beatmungs- oder Anästhesiegerät, das heißt mit der Basiseinheit verbunden sind, wobei Drehungen der Komponenten von bis zu 360 Grad möglich sind, so dass eine drahtgebundene Verbindung aufwändig und zugleich störanfällig ist.
Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Mittel für eine verbesserte drahtlose Kommunikation für ein mehrteiliges medizintechnisches System mit einer Basiseinheit mit einer Leseeinheit für einen Transponder und mit einer mit der Basiseinheit verbindbaren komplementären Komponente mit dem Transponder anzugeben, welche auch nach Überschreiten einer signaltechnisch noch erfassbaren Entfernung zwischen Leseeinheit und Transponder bei einer gegebenen Sendeleistung eine einwandfreie drahtlose Kommunikation ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erhält man mit den Merkmalen von Anspruch 1. Ein wesentlicher Vorteil des gemäß Anspruch 1 verwendeten Überbrückungselements mit induktiver Kopplung für die Verbesserung der Kommunikation zwischen der Leseeinheit in der Basiseinheit und dem
Transponder in der komplementären Komponente besteht darin, dass je nach den baulichen oder geometrischen Gegebenheiten von Basiseinheit und komplementärer Komponente das Überbrückungselement entweder in der Basiseinheit, in der komplementären Komponente und / oder in einem Anschlussstück oder in einem Adapter angeordnet sein kann. Wesentlich ist, dass das Überbrückungselement bei mit der Basiseinheit verbundener komplementärer Komponente örtlich zwischen der Leseeinheit für den Transponder und dem Transponder selbst angeordnet ist.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des mehrteiligen medizintechnischen Systems nach Anspruch 1 an. Das Überbrückungselement besteht mindestens aus zwei beabstandeten, mittels einer Drahtleitung verbundenen Antennen, die speziell einen induktiven Resonanzkreis mit einer Resonanzfrequenz von beispielsweise 13,56 MHz bilden.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Hilfe der Figuren erläutert
Es zeigen
Figur 1 eine Anordnung eines mehrteiligen medizintechnischen Systems,
Figur 2 eine Basiseinheit mit einer komplementären
Komponente und einem zwischengeschalteten Adapter,
Figur 3 einen elektromagnetischen Resonanzkreis für ein Überbrückungselement,
Figur 4 eine Anordnung eines mehrteiligen medizintechnischen Systems mit mehreren induktiven Überbrückungselementen,
Figur 5 die Kopplung einer Basiseinheit (Medizingerät) mit mehreren komplementären Komponenten über ein zwischengeschaltetes Anschlussstück mit mehreren in Serie geschalteten Überbrückungselementen,
Figur 6 ein mehrteiliges medizintechnisches System mit einem Überbrückungselement mit einem Speicherchip.
In Figur 1 ist schematisch eine Anordnung eines mehrteiligen medizintechnischen Systems dargestellt. Die Basiseinheit 1 ist beispielsweise ein Anästhesie- oder Beatmungsgerät mit drei Schreib- und Leseeinheiten mit Antennen 21 , 31 , 41 und Konnektoren 20, 30, 40 mit Verbindung zur zentralen Betriebselektronik der Basiseinheit 1. Die Überbrückungselemente 22, 32, 42 in Form von induktiven Kopplungen befinden sich auf drei unterschiedlichen, als Anschlusstüllen ausgebildeten, drehbaren Anschlussstücken für die Aufnahme von komplementären Komponenten, hier einem Inspirationsschlauch mit Transponder 23, einem Atembeutel mit Trans- ponder 33 und einem Exspirationsschlauch mit Transponder 43, wobei die zugeordneten Transponder 23, 33, 43 einen Abstand von 0 bis maximal 15 mm von den Überbrückungselementen 22, 32, 42 haben, um funktionsfähig zu sein. Die gestrichelten Bereiche geben den jeweils möglichen Bewegungsbereich durch die drehbaren Anschlusstüllen an, für den eine sichere Datenübertragung erfolgen soll.
In Figur 2 ist eine Basiseinheit 1 als Anästhesiegerät mit einer Schreib- und Leseeinheit mit Antenne 11 und einem Konnektor 10 zum Anästhesiegerät gezeigt.
Die komplementäre Komponente ist hier ein CO2-Absorber mit Transponder 133, der speziell als sogenannter „Clic-Absorber" mit einem zum Anästhesiegerät zwischengeschalteten Adapter („Clic-Adapter") ausgebildet ist. Aufgrund des relativ großen Abstandes von etwa 80 mm ist der Adapter mit einem Überbrückungselement 12 in Form einer induktiven Kopplung zum Transponder 133 im CO2-Absorber versehen sowie mit einem Transponder 13 im Adapter selbst mit entsprechenden gespeicherten gerätespezifischen Daten.
In Figur 3 ist der prinzipielle Aufbau eines Überbrückungselements mit induktiver Kopplung in Form eines elektromagnetischen Resonanzkreises für eine Resonanzfrequenz von beispielsweise 13,56 MHz dargestellt. Dabei ist L3 die Induktivität / Antennenwindung, Rp der innere Widerstand, Ra ein serieller Widerstand zur Justage des Realwiderstandes bei 13,56 MHz und Ci der Resonanzkondensator, und Z3 stellt die Solleinstellung von beispielsweise 50 Ohm (real) bei 13,56 MHz dar. Die genannten Bauteile können optional zur Verbesserung der Leistung eingebaut werden, falls die konkrete Anwendung dies erfordert.
In Figur 4 ist eine Basiseinheit 1 mit einer Sendeantenne 51 gezeigt. Die komplementäre Komponente ist beispielsweise ein Atemschlauch mit einem Transponder 53, mit zwei Überbrückungselementen 52a, 52b auf einem Kreislaufsystem und auf einer Anschlusstülle für den Atemschlauch.
In Figur 5 ist wieder eine Basiseinheit 1 mit einer Sendeantenne 61 , einem Überbrückungselement 62 mit mehreren in Serie geschalteten Antennen mit Resonanzkreis beziehungsweise induktiven Kopplungen und mit zwei komplementären Komponenten, nämlich einem Exspirationsventil mit einem Transponder 63a und einem Atemschlauch mit einem weiteren Transponder 63 b, dargestellt.
Gemäß Figur 6 ist es möglich, die Basiseinheit 1 mit Sendeantenne 71 und der kom-
plementären Komponente, zum Beispiel eine Atemmaske mit Transponder 73, mit einem induktiv koppelnden Überbrückungselement 72 in Form eines langen Schlauches mit induktiver Kopplung mit einem Speicherchip (EEPROM) zu betreiben.
Claims
1. Mehrteiliges medizintechnisches System mit einer Basiseinheit (1 ) und mindestens einer beim Betrieb zusammenwirkenden komplementären Komponente, wobei die komplementäre Komponente einen drahtlos auslesbaren Datenspeicher in einem Transponder (23, 33, 43; 13, 133; 53; 63a, 63b; 73) und die Basiseinheit (1 ) eine Leseeinheit (21 , 31 , 41 ; 11 ; 51 ; 61 ; 71 ) für den Transponder (23, 33, 43; 13, 133; 53; 63a, 63b; 73) enthält und wobei die Basiseinheit (1), die komplementäre Komponente und/oder ein Anschlussstück oder Adapter mindestens ein die Empfangsreichweite der Daten erhöhendes Überbrückungselement (22, 32, 42; 12; 52a, 52b; 62; 72) mit induktiver Kopplung enthalten.
2. Mehrteiliges medizintechnisches System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Überbrückungselement (22, 32, 42; 12; 52a, 52b; 62; 72) über Drahtleitungen mit elektromagnetischen Bauelementen verbundene, zwischen der Leseeinheit (21 , 31 , 41 ; 1 1 ; 51 ; 61 ; 71 ) und dem Transponder (23, 33, 43; 13, 133; 53; 63a, 63b; 73) lokalisierte, beabstandete Antennen aufweist, wobei die Drahtleitungen mit den elektromagnetischen Bauelementen einen elektromagnetischen Resonanzkreis bilden.
3. Mehrteiliges medizintechnisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (1 ) ein Anästhesie- oder Beatmungsgerät und die komplementäre Komponente ein Atemschlauch, ein Beatmungstubus, eine Atemmaske, ein Atemfilter, ein Absorber, ein Sensor, ein EKG-Elektrodenanschlusskabel, ein Katheter ist.
4. Mehrteiliges medizintechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher gerätespezifische Daten der komplementären Komponente enthält.
5. Mehrteiliges medizintechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher Behandlungsdaten und/oder Patientendaten enthält.
6. Mehrteiliges medizintechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mit einer Frequenz im Bereich von 12 bis 15, speziell 13,56 Megahertz, gesendet werden.
7. Mehrteiliges medizintechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher eine spezifische Kennung für die Komponente enthält, die den Betrieb der Basiseinheit (1 ) blockiert oder freigibt.
8. Mehrteiliges medizintechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere kombinierte Schreib- und Leseeinheiten (21 , 31 , 41 ) der Basiseinheit (1 ) mit jeweils mindestens einem Überbrückungselement (22, 32, 42) auf einem beweglichen oder drehbaren Anschlussstück oder Adapter der Basiseinheit (1 ) vorhanden sind, wobei zu jedem Anschlussstück oder Adapter eine korrespondierende komplementäre Komponente mit Datenspeicher in einem Transponder (23, 33, 43) gehört.
9. Mehrteiliges medizintechnisches System nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Basiseinheit (1 ) eine komplementäre Komponente mit einem ersten Transponder (133) und ein zwischengeschalteter Adapter oder Anschlussstück mit einem oder mehreren Überbrückungselementen (12) und einem weiteren Transponder (13) vorgesehen ist.
10. Mehrteiliges medizintechnisches System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter oder das Anschlussstück ein Adapter für eine als CO2-Absorber ausgebildete komplementäre Komponente ist.
1 1. Mehrteiliges medizintechnisches System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (1 ) ein Anästhesie- oder Beatmungsgerät, die komplementäre Komponente ein Atemschlauch und das zwischengeschaltete
Anschlussstück oder der Adapter eine Anschlusstülle für den Atemschlauch und eins oder mehrere Bauelemente des Atemkreises des Anästhesie- oder Beatmungsgeräts ist.
12. Mehrteiliges medizintechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinheit (21 , 31 , 41 ; 11 ; 51 ; 61 ; 71 ) mit einer Schreibeinheit (23, 33, 43; 13, 133; 53; 63a, 63b; 73) für den Transponder kombiniert ist.
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