WO2010145651A2 - Markierungselement zum markieren von beliebigen nicht-lebenden oder lebenden objekten, objekt mit einem markierungselement sowie system und verfahren zum markieren beliebiger objekte, insbesondere zur objektkontrolle und zum objektmanagement - Google Patents

Markierungselement zum markieren von beliebigen nicht-lebenden oder lebenden objekten, objekt mit einem markierungselement sowie system und verfahren zum markieren beliebiger objekte, insbesondere zur objektkontrolle und zum objektmanagement Download PDF

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WO2010145651A2 PCT/DE2010/075053 DE2010075053W WO2010145651A2 WO 2010145651 A2 WO2010145651 A2 WO 2010145651A2 DE 2010075053 W DE2010075053 W DE 2010075053W WO 2010145651 A2 WO2010145651 A2 WO 2010145651A2
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marking
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coil
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Viktor Hegedüs
Armin Schorer
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Hegedues Viktor
Armin Schorer
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/90—Identification means for patients or instruments, e.g. tags
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    • A61B90/90—Identification means for patients or instruments, e.g. tags
    • A61B90/98—Identification means for patients or instruments, e.g. tags using electromagnetic means, e.g. transponders

Definitions

  • the invention relates to a marking element for marking any non-living or living objects, in particular medical instruments, implants, components such. Tools, machines, clothing, jewelery and much more.
  • the invention also relates to an object with a marking element and to a system and a method for marking any objects, in particular for object control and object management.
  • Memory device permanently connect to the surgical instrument.
  • RFID chips wirelessly readable electronic components
  • an object to be marked to install which has the advantage that stored on the chip a variety of information and can be used to advantage in a control of the object and read the chip.
  • the problem of attaching the corresponding chip regularly occurs, which on the one hand can not be completely shielded electromagnetically so that it can even be read out and possibly also rewritten, but on the other hand against a wide variety of loads, eg dirt, sweat, dust, liquids, etc . must be protected.
  • Marking element the chip excellent against environmental influences, in particular liquids, protects.
  • the marking element described in said international patent application thus enables the object to be marked, e.g. a medical instrument, a medical implant, a tool or the like (hereinafter the term "object” is intended to include all sorts of living or non-living objects, including animals and humans) in a simple and e.g. On the part of the manufacturer of an object to be marked, but in particular also on the part of the user of a corresponding object easily to be provided with a robust marking, which also loads such. when autoclaving a medical instrument, withstands.
  • the invention is based on the object marking elements with RFID chips, in particular that of the international patent application PCT / IB2008 / 003771 to improve known marking element with respect to the radiation of the radiated when reading the RFID chip signal.
  • the invention is also based on the object, a system and method for marking any non-living or living objects in particular for
  • the independent claim 15 relates to an object with a marking element, in which the reading of the RFID chip by interrupting the reading disturbing eddy currents is substantially improved.
  • Fig. 1 shows in side view, in the central section and in plan view a shell core for a coil to be used according to the invention.
  • Fig. 2 shows the shell core of FIG. 1 with inserted coil in plan view from above and in side view
  • Fig. 3 shows a shell core of FIG. 1 with coil and RFID chip in plan view from below.
  • FIG. 4 shows a marking element according to the invention introduced into an object to be marked in the middle section.
  • FIG. 5 shows a first part of a two-part jacket for an RFID chip in three different views. - A -
  • Fig. 6 shows a second part of the two-part sheath for an RFID chip in two different views.
  • Fig. 7 shows a perspective view of the assembly of the various parts of an inventive
  • FIG. 8 shows a perspective view of the introduction of a marking element according to the invention into an object to be marked.
  • Fig. 9 shows a wound on a core coil with different winding axes.
  • Fig. 10 shows in side view a coil, which on a core with several
  • Fig. 1 1 shows two different embodiments of a circuit board with
  • Fig. 12 shows two different embodiments of a
  • FIG. 13 shows a side view of a section of a metallic object marked according to the invention.
  • FIG. 14 shows the section of the metallic object marked according to the invention in accordance with FIG. 13 in plan view.
  • a shell core denoted in its entirety by 10 is shown in three different views A, B and C, wherein view A the shell core in Side view, view B shows the shell core in plan view and view C the shell core in section along the dotted line cc according to view B.
  • the shell core 10 is a substantially cylindrical component having an open and a closed end side, the latter forming the bottom 12 of the shell core 10, and a cylindrical outer wall 14 and an inner cylinder 16 arranged concentrically with the cylindrical outer wall.
  • a receptacle for a coil is formed, which from the open end side in the
  • Shell core 10 can be inserted.
  • the inner cylinder 16 then forms the core of the coil in the mounted state.
  • the shell core may be in one piece e.g. be made of soft magnetic material.
  • a recess 18 In the outer wall 14 of the shell core is a recess 18 for
  • the shell core is shown after inserting a coil 20 in two views A and B, wherein view A shows the shell core together with the coil in plan view, view B in side view.
  • the coil is pushed onto the inner cylinder 16 and has two connecting wires 22 and 24, which are guided through the recess in the outer wall 14, to be later connected to an RFID chip.
  • Fig. 3 is a fully assembled coil core coil RFID chip unit in
  • FIG. 4 shows a central section through a marking element according to the invention and an object 28 marked therewith.
  • the marking element comprises in this embodiment, two inter-pluggable parts 30 and 32 which form between them a cavity for receiving a introduced into a Kunststoffgußteil 34, not separately shown RFID chip, a rod core 36 and the coil 38 and these against environmental influences, in particular Protect liquids.
  • Coil is connected to the Kunststoffgußteil 34 solder pads, which will be discussed in connection with the description of Fig. 1 1 and 12, via two wires 40 and 42, which are preferably made of copper, and causes a reinforcement of the RFID Chip emitted signal.
  • the coil 38 is arranged in the direction of the marked object 28 above the RFID chip.
  • locking elements On the outside of the part 30 and coming into contact with this part of the inside of the part 32 locking elements can be advantageously provided, which cause the two parts when mating together in one or more detent position (s) lock together.
  • a simple cylindrical rod core 36 is provided instead of the shell core described above. It is advantageous in such an embodiment that the production compared to a pot core is much easier and less material is needed to achieve similar results in the transmission and reception performance.
  • the rod core 36 can be made of any material, but is preferably made of soft magnetic material, in particular a soft magnetic ferrite.
  • the quasi cover for the part 30 forming part 32 is a recess 44 which serves to receive an adhesive drop 46.
  • a recess 44 is provided which serves to receive an adhesive drop 46.
  • the rod core 36 can be securely attached to the part 32, without the adhesive used, which is for example silicone, led to a significant increase in the distance of the rod core and bottom.
  • the rod core and thus the coil should namely be brought as close to the bottom of the part 32 and thus to the outside of the marking element, so that they protrude substantially from the surface of the marked object.
  • the inner diameter of the part 32 in the area which serves to receive the coil 38 adapted to the outer diameter of the coil 38 so that the coil and rod core can not tilt in the lid.
  • the transition region of the region of the part 32 which serves to receive the coil 38 to the region of the part 32 which receives the part 30 is chamfered, which facilitates the insertion of the rod core and coil.
  • Another chamfer 46 (see Fig. 5) is found at the open top of the part 30 and serves to facilitate insertion of the part 30 into the part 34, yet another chamfer 48 (see Fig. 6) is found on the outside of the part 32 and serves to facilitate insertion of the part 32 in the object to be marked.
  • Fig. 5 shows the part 30 shown in three different views A, B and C, wherein
  • View B shows the part in side view
  • view A shows the part in section along dash-dot line A-A according to view B
  • view C shows the part in plan view
  • Fig. 6 shows the part 32 shown in two different views A and B, wherein
  • View B shows the part in side view
  • view A shows the part in section along dash-dotted line A-A according to view B.
  • Fig. 7 shows a perspective view of the situation when assembling a marking element.
  • the coil 38, rod core 36 and plastic casting 34 existing assembly is inserted into the parts 32, in which then the part 30, 32 is inserted.
  • the coil on the core is preferably initially only wound so that it remains displaceable, or the coil is wound separately and only then pushed onto the core. This can be achieved that after coupling the coil with the RFID chip by moving the coil, the resonance frequency for the correct operation of the RFID chip can be adjusted. After setting the resonance frequency, the coil can then be fixed, for example by immersion in resin or sticking on the core.
  • Fig. 8 shows a perspective view of the situation shortly before the pressing of the marking element, of which only the part 32 can be seen here, in an object to be marked 28.
  • a receiving bore for the marking element is introduced into the object 28 and the marking element so dimensioned and designed so that it is held by press fit in the receiving bore.
  • the marking element has a
  • the parts 30 and 32 of the marking element are preferably made of a plastic whose thermal expansion coefficient is greater than that
  • Thermal expansion coefficient of the object to be marked in particular greater than the thermal expansion coefficient of steel or stainless steel or titanium.
  • Preferred materials for parts 30 and 32 are e.g. Polyetheretherketone (PEEK), polymerizable acrylate or methacrylate and mixtures of polymerizable acrylates and methacrylates, in particular by pressure and / or temperature-curing plastics.
  • the marking element may have an elasticity such that its cross-sectional area when pressed into a receiving bore by 0.5 to 20%, preferably about 1 to 10%, more preferably about 2 to 4% can be reduced by compression.
  • a marking element with such properties can of course also be created by the fact that the chip and the coil are poured into a suitable plastic, instead of being arranged in the described, consisting of the parts 30 and 32 two-piece sheath ,
  • FIG. 9 shows a coil designated in its entirety by 50, which has different winding axes for improved radiation of the signal of an RFID chip in different directions and is wound onto a rod core 52.
  • Two connecting wires 54 and 56 allow the connection of such a coil with a RFID chip as described above. The production of such a coil is relatively simple.
  • a spool core 60 shown in FIG. 10 may be used, which has at one end a plurality of sections 62, 64 and 66 pointing in different directions. On each of these sections, a coil is wound, wherein all coils are wound from a common wire and two connecting wires 68 and 70 are provided.
  • Fig. 10 shows only one way of such an arrangement, with other arrangements and an increase in the number of
  • the bonding of the coil wires to the RFID chip is not trivial due to the small dimensions of the RFID chip.
  • the RFID chip on a
  • FIGS. 11A and 11B show two possible embodiments of such printed circuit boards 80 and 80 ', it being noted that the arrangement of the soldering pads 84 and 86 or 84' and 86 'and of the RFID chip 82 as well as the shape of the circuit board 80 or 80 'can be adapted to the requirements of each marking element used.
  • the connection of the coil wires to the RFID chip is facilitated and simplified by using such circuit boards.
  • an RFID chip 90 may be provided to embed the RFID chip 90 in a plastic casting 92 or 92 'and with two solder pads 94 and 96 or 94 'and 96' arranged on the surface of the plastic casting. This ensures, on the one hand, that the RFID chip and the interconnect between solder pads and RFID chip are completely protected. On the other hand, as already mentioned above, the connection of the coil with the RFID chip and thus the production is simplified. Again, numerous variations of the arrangement of the solder pads and the RFID chip are possible.
  • the shell or rod core together with coil is then preferably glued to the circuit board or the plastic casting.
  • the RFID chip together with glued rod core and coil can then, as shown in Fig. 7, are arranged in a two-part shell.
  • Marking elements of the type in question can be used to implement a system and with the system a method for marking any non-living or living objects, in particular for object control and object management, whereby a set of marking elements is produced and each RFID chip is given an individual, unique identification number is assigned.
  • the numbers are stored in a database.
  • Manufacturers of any products can then purchase a set of corresponding marking elements for marking.
  • customers read the marking elements at least partially by means of appropriate readers and can check on a request either from the manufacturer or a third party, whether it is the purchased product is an original product of the manufacturer.
  • the system allows for many other modifications and refinements. This allows customers to use the system not only to verify that they are genuine, but alternatively or additionally, to manage the objects owned by the customer. For example, the system allows to capture with little effort how frequent a particular surgical procedure
  • Instrument was used. If the customer has e.g. Having acquired 100 instruments of the same type, he can easily use the system to ensure that the instruments are used equally frequently and wear evenly.
  • the marking element according to the invention already ensures a very good readability of the radiated signal through its coil, it has been found that when metallic objects are equipped with such marking elements, eddy current formations can occur in the marked object which disturb the reading of the signal. To avoid such eddy currents it is already known to bring separate slots in the object to be marked, but this requires a separate step.
  • the invention therefore proposes to make the necessary for the introduction of the marking element bore as shown in FIGS. 13 and 14 in an edge region of the object to be marked so that the drilling axis less than a Bohrradius from the transverse to the direction of
  • Drill axis seen nearest edge of the object is removed.
  • the drilling axis should maintain a distance to this edge, which is so large that a pressed into the hole marking element is still held securely in the hole.
  • angular e.g. to introduce quadritic receptacles for correspondingly shaped marking elements in an analogous manner into an object to be marked, so that then a corner of a corresponding angular marking element projects laterally out of the object.
  • round holes are preferred in cross-section.
  • a portion 100 e.g. The handle of a surgical instrument is shown once in side view (FIG. 13), once in plan view (FIG. 14), into which a marking element 102 is inserted.
  • This introduction of the bore results in a slot in the outer wall of the object 100, which can reduce the occurrence of disturbing eddy currents when reading out an RFID chip provided in the marking element 102 or can even completely prevent it.

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Abstract

Markierungselement zur Markierung eines beliebigen Objektes, insbesondere eines medizinischen Instrumentes, Implantates, Bauteils wie z.B. eines Werkzeugs, Bekleidungsstϋcks, Schmuckstϋcks u.dgl., wobei das Markierungselement einen RFID-Chip in einer ein- oder mehrteiligen Ummantelung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung eines von dem RFID-Chip abgestrahlten Signals eine Spule vorgesehen und mit dem RFID-Chip gekoppelt ist.

Description

MARKIERUNGSELEMENT ZUM MARKIEREN VON BELIEBIGEN NICHT-LEBENDEN ODER LEBENDEN OBJEKTEN, OBJEKT MIT EINEM MARKIERUNGSELEMENT SOWIE
SYSTEM UND VERFAHREN ZUM MARKIEREN BELIEBIGER OBJEKTE, INSBESONDERE ZUR OBJEKTKONTROLLE UND ZUM OBJEKTMANAGEMENT
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Markierungselement zum Markieren von beliebigen nichtlebenden oder lebenden Objekten, insbesondere medizinischen Instrumenten, Implantaten, Bauteilen wie z.B. Werkzeugen, Maschinen, Bekleidungsstücken, Schmuckwaren und vielem anderen mehr. Die Erfindung betrifft auch ein Objekt mit einem Markierungselement sowie ein System und ein Verfahren zum Markieren beliebiger Objekte, insbesondere zur Objektkontrolle und zum Objektmanagement.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus unterschiedlichsten Gründen kann es wünschenswert sein, lebende oder nichtlebende Objekte wie Tiere, Instrumente, Implantate, Werkzeuge, Maschinen, Bekleidungsstücke, Schmuckwaren und vieles andere mehr mit einer Markierung zu versehen.
Aus der DE 100 14 542 C2 ist es bekannt, chirurgische Instrumente mit einer nicht- entfernbaren Speichereinrichtung zu versehen, in welcher ein das jeweilige Instrument individuell identifizierendes Kennzeichen gespeichert ist, wobei die Speichereinrichtung einen Sender umfaßt, durch den ein elektromagnetisches Wellenfeld zum Auslesen des gespeicherten Kennzeichens aussendbar ist. Es hat sich in der Praxis jedoch als äußerst schwierig erwiesen, die entsprechende
Speichereinrichtung dauerhaft mit dem chirurgischen Instrument zu verbinden.
Daneben ist es aus einer Vielzahl von Anmeldungen bekannt, drahtlos auslesbare elektronische Bauteile, sogenannte RFID-Chips, an einem zu markierenden Objekt anzubringen, was den Vorteil hat, daß auf dem Chip eine Vielzahl von Informationen gespeichert und bei einer Kontrolle des Objektes und Auslesen des Chips vorteilhaft genutzt werden können. Dabei tritt jedoch regelmäßig das Problem der Anbringung des entsprechenden Chips auf, der einerseits nicht vollständig elektromagnetisch abgeschirmt sein darf, damit er überhaupt ausgelesen und ggf. auch neu beschrieben werden kann, andererseits aber vor unterschiedlichsten Belastungen, z.B. Schmutz, Schweiß, Staub, Flüssigkeiten etc. geschützt werden muß.
Aus der internationalen Patentanmeldung PCT/IB2008/003771 ist ein Markierungselement bekannt, in welches ein RFID-Chip eingebracht ist, wobei das
Markierungselement den Chip hervorragend vor Umwelteinflüssen, wie insbesondere Flüssigkeiten, schützt. Das in der genannten internationalen Patentanmeldung beschriebene Markierungselement ermöglicht es damit, das zu markierende Objekt, also z.B. ein medizinisches Instrument, ein medizinisches Implantat, ein Werkzeug o.dgl. (wobei der Begriff "Objekt" im folgenden alle Arten von lebenden oder nichtlebenden Objekten, einschließlich Tieren und Menschen, umfassen soll) in einfacher und z.B. auf Seiten des Herstellers eines zu markierenden Objektes, insbesondere aber auch auf Seiten des Anwenders eines entsprechenden Objektes leicht durchzuführender Weise mit einer robusten Markierung zu versehen, die auch Belastungen, wie z.B. beim Autoklavieren eines medizinischen Instrumentes auftreten, standhält.
Um die Stärke des abgestrahlten Signals zu verbessern, wurde in der genannten internationalen Patentanmeldung bereits vorgeschlagen, in Richtung auf das zu markierende Objekt gesehen unter dem RFID-Chip ein Ferritplättchen anzuordnen. Es hat sich nun jedoch gezeigt, daß diese Anordnung nicht in allen Fällen zu der gewünschten Verbesserung des abgestrahlten Signals führt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Markierungselemente mit RFID-Chips, insbesondere das aus der internationalen Patentanmeldung PCT/IB2008/003771 bekannte Markierungselement hinsichtlich der Abstrahlung des beim Auslesen des RFID-Chips abgestrahlten Signals zu verbessern.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein System und Verfahren zum Markieren von beliebigen nicht-lebenden oder lebenden Objekten insbesondere zur
Objektkontrolle und zum Objektmanagement insbesondere unter Verwendung erfindungsgemäßer Markierungselementen anzugeben.
Die Aufgaben werden gelöst von einem Markierungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem System und Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche
12, 13 und 14. Der nebengeordnete Anspruch 15 betrifft ein Objekt mit einem Markierungselement, bei dem das Auslesen des RFID-Chips durch Unterbrechen das Auslesen störender Wirbelströme wesentlich verbessert ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht, im Mittelschnitt und in Draufsicht einen Schalenkern für eine erfindungsgemäß zu verwendende Spule.
Fig. 2 zeigt den Schalenkern gemäß Fig. 1 mit eingelegter Spule in Draufsicht von oben und in Seitenansicht
Fig. 3 zeigt einen Schalenkern gemäß Fig. 1 mit Spule und RFID-Chip in Draufsicht von unten.
Fig. 4 zeigt ein in ein zu markierendes Objekt eingebrachtes erfindungsgemäßes Markierungselement im Mittelschnitt.
Fig. 5 zeigt ein erstes Teil einer zweiteiligen Ummantelung für einen RFID- Chip in drei verschiedenen Ansichten. - A -
Fig. 6 zeigt ein zweites Teil der zweiteiligen Ummantelung für einen RFID- Chip in zwei verschiedenen Ansichten.
Fig. 7 zeigt eine perspektische Darstellung des Zusammensetzens der verschiedenen Teile eines erfindungsgemäßen
Markeirungselementes.
Fig. 8 zeigt eine perspektische Darstellung des Einbringens eines erfindungsgemäßen Markeirungselementes in ein zu markierendes Obkjekt.
Fig. 9 zeigt eine auf einen Kern gewicklete Spule mit verschiedenen Wickelachsen.
Fig. 10 zeigt in Seitenansicht eine Spule, die auf einen Kern mit mehreren
Endabschnitten gewickelt ist.
Fig. 1 1 zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen einer Leiterplatte mit
RFID-Chip.
Fig. 12 zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen eines
Kunststoffgußteils mit darin eingebettetem RFID-Chip.
Fig. 13 zeigt einen Abschnitt eines erfindungsgemäß markierten metallischen Objektes in Seitenansicht..
Fig. 14 zeigt den Abschnitt des erfindungsgemäß markierten metallischen Objektes gemäß Fig. 13 in Draufsicht..
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Fig. 1 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter Schalenkern in drei verschiedenen Ansichten A, B und C dargestellt, wobei Ansicht A den Schalenkern in Seitenansicht, Ansicht B den Schalenkern in Draufsicht und Ansicht C den Schalenkern im Schnitt entlang der strichpunktierten Linie c-c gemäß Ansicht B zeigt.
Bei dem Schalenkern 10 handelt es sich um ein im wesentlichen zylindrisches Bauteil mit einer offenen und einer geschlossenen Stirnseite, wobei letztere den Boden 12 des Schalenkerns 10 bildet, sowie einer zylindrischen Außenwand 14 und einem konzentrisch zur zylindrischen Außenwand angeordneten Innenzylinder 16.
Zwischen dem Innenzylinder 16 und der Innenseite der Außenwand 14 ist eine Aufnahme für eine Spule gebildet, die von der offenen Stirnseite her in den
Schalenkern 10 eingelegt werden kann. Der Innenzylinder 16 bildet dann im montierten Zustand den Kern der Spule.
Der Schalenkern kann einstückig z.B. aus weichmagnetischem Material hergestellt werden. In der Außenwand 14 des Schalenkerns ist eine Ausnehmung 18 zum
Herausführen von Anschlußdrähten vorgesehen.
In der Fig. 2 ist der Schalenkern nach dem Einlegen einer Spule 20 in zwei Ansichten A und B gezeigt, wobei Ansicht A den Schalenkern nebst Spule in Draufsicht, Ansicht B in Seitenansicht zeigt. Die Spule ist auf den Innenzylinder 16 aufgeschoben und verfügt über zwei Anschlußdrähte 22 und 24, die durch die Ausnehmung in der Außenwand 14 geführt sind, um später an einen RFID-Chip angeschlossen zu werden.
In der Fig. 3 ist eine fertig montierte Spulen-Spulenkern-RFID-Chip-Einheit in
Draufsicht auf den Boden 12 des Schalenkerns gezeigt. Dabei ist ein RFID-Chip 26 auf der den Boden 12 bildenden geschlossenen Stirnseite des Schalenkerns angeordnet, insbesondere, aber nicht zwingend, mittig aufgeklebt. Der RFID-Chip weist bei diesem Ausführungsbeispiel vier als kleine Quadrate dargestellte Anschlüsse auf, wobei die beiden Anschlußdrähte 22 und 24 mit zwei Anschlüssen des RFID-Chips verbunden sind. Eine nach derzeitigem Kenntnisstand besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Markierungselementes und dessen einzelne Komponenten sind in den Fig. 4 bis 8 dargestellt.
In der Fig. 4 ist ein Mittelschnitt durch erfindungsgemäßes Markierungselement und ein damit markiertes Objekt 28 gezeigt. Das Markierungselement umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel zwei ineinander steckbare Teile 30 und 32, die zwischen sich einen Hohlraum zum Aufnehmen eines in ein Kunststoffgußteil 34 eingebrachten, nicht gesondert dargestellten RFID-Chips, eines Stabkerns 36 und der Spule 38 bilden und diese vor Umwelteinflüssen, wie insbesondere Flüssigkeiten schützen. Die
Spule ist mit auf dem Kunststoffgußteil 34 vorhandenen Lötpads, auf die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 1 1 und 12 noch eingegangen wird, über zwei Drähte 40 und 42, die vorzugsweise aus Kupfer bestehen, verbunden und bewirkt eine Verstärkung eines von dem RFID-Chip abgestrahlten Signals. Die Spule 38 ist in Richtung auf das markierte Objekt 28 gesehen über dem RFID-Chip angeordnet.
An der Außenseite des Teils 30 und der mit diesem Teil in Berührung kommenden Innenseite des Teils 32 können vorteilhaft Rastelemente vorgesehen werden, die bewirken, daß die beiden Teile beim Zusammenstecken miteinander in einer oder mehreren Rastposition(en) miteinander verrasten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist statt des eingangs beschriebenen Schalenkerns ein einfacher zylindrischer Stabkern 36 vorgesehen. Vorteilhaft ist bei einer solchen Ausführung, daß die Fertigung im Vergleich zu einem Schalenkern deutlich einfacher ist und weniger Material benötigt wird, um ähnliche Resultate in der Sende- und Empfangsleistung zu erzielen. Der Stabkern 36 kann aus jedem beliebigen Material gefertigt werden, ist aber vorzugsweise aus weichmagnetischem Material, insbesondere einem weichmagnetischen Ferrit gefertigt.
In dem Boden, der im gezeigten bestimmungsgemäßen Montagezustand des Markierungselements an der Außenseite des markierten Objektes liegt, des quasi einen Deckel für das Teil 30 bildenden Teils 32 ist eine Ausnehmung 44 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Klebstofftropfens 46 dient. Eine solche Ausnehmung hat den Vorteil, daß der Stabkern 36 an dem Teil 32 sicher befestigt werden kann, ohne daß der dazu verwendete Klebstoff, bei dem es sich z.B. um Silikon handelt, zu einer merklichen Vergrößerung des Abstandes von Stabkern und Boden führte. Der Stabkern und damit die Spule sollen nämlich möglichst nah an den Boden des Teils 32 und damit an die Außenseite des Markierungselementes gebracht werden, so daß sie im wesentlichen aus der Oberfläche des markierten Objektes vorstehen.
Wie in Fig. 4 gut zu erkennen, ist der Innendurchmesser des Teils 32 im Bereich, der zur Aufnahme der Spule 38 dient, an den Außendurchmesser der Spule 38 angepaßt, so daß Spule und Stabkern in dem Deckel nicht kippen können.
Der Übergangsbereich des Bereichs des Teils 32, der zur Aufnahme der Spule 38 dient, zu dem Bereich des Teils 32, der das Teil 30 in sich aufnimmt, ist angefast, was das Einführen von Stabkern und Spule erleichtert. Eine weitere Fase 46 (siehe Fig. 5) findet sich an der offenen Oberseite des Teils 30 und dient zum leichteren Einführen des Teils 30 in das Teil 34, noch eine weitere Fase 48 (siehe Fig. 6) findet sich an der Außenseite des Teils 32 und dient zum leichteren Einführen des Teils 32 in das zu markierende Objekt.
Fig. 5 zeigt das Teil 30 in drei verschiedenen Ansichten A, B und C dargestellt, wobei
Ansicht B das Teil in Seitenansicht, Ansicht A das Teil im Schnitt entlang der strichpunktierten Linie A-A gemäß Ansicht B und Ansicht C das Teil in Draufsicht zeigt.
Fig. 6 zeigt das Teil 32 in zwei verschiedenen Ansichten A und B dargestellt, wobei
Ansicht B das Teil in Seitenansicht, Ansicht A das Teil im Schnitt entlang der strichpunktierten Linie A-A gemäß Ansicht B zeigt.
Fig. 7 zeigt in perspektivischer Ansicht die Situation beim Zusammensetzen eines Markierungselementes. Die aus Spule 38, Stabkern 36 und Kunststoffgußteil 34 bestehende Baugruppe wird in das Teile 32 eingeführt, in das dann auch das Teil 30, 32 gesteckt wird. Dabei wird bei Herstellen die Spule auf den Kern vorzugsweise zunächst nur so gewickelt, daß sie verschiebbar bleibt, oder die Spule wird separat gewickelt und erst dann auf den Kern geschoben. Damit kann erreicht werden, daß nach dem Koppeln der Spule mit dem RFID-Chip durch Verschieben der Spule die Resonanzfrequenz für den korrekten Betrieb des RFID-Chips eingestellt werden kann. Nach Einstellung der Resonanzfrequenz kann die Spule dann z.B. durch Eintauchen in Harz oder Aufkleben auf dem Kern fixiert werden.
Fig. 8 zeigt in perspektivischer Ansicht die Situation kurz vor dem Einpressen des Markierungselements, von dem hier nur das Teil 32 zu sehen ist, in ein zu markierendes Objekt 28. Dabei ist in das Objekt 28 eine Aufnahmebohrung für das Markierungselement eingebracht und das Markierungselement so bemessen und gestaltet ist, daß es durch Preßsitz in der Aufnahmebohrung gehalten wird.
Wie insbesondere in Fig. 4 gut zu erkennen, besitzt das Markierungselement eine
Höhe besitzt, die größer ist als die Tiefe der Aufnahmebohrung.
Die Teile 30 und 32 des Markierungselements bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer ist als der
Wärmeausdehnungskoeffizient des zu markierenden Objektes, insbesondere größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient von Stahl oder Edelstahl oder Titan. Bevorzugte Materialien für die Teile 30 und 32 sind z.B. Polyetheretherketon (PEEK), polymerisierbares Acrylat oder Methacrylat sowie Gemische aus polymerisierbaren Acrylaten und Methacrylaten, insbesondere durch Druck und/oder Temperatur aushärtende Kunststoffe. Das Markierungselement kann eine Elastizität derart besitzen, daß seine Querschnittsfläche beim Einpressen in eine Aufnahmebohrung um 0,5 bis 20%, vorzugsweise etwa 1 bis 10%, weiter bevorzugt etwa 2 bis 4 % durch Zusammendrücken verringert werden kann. Dabei sei an dieser Stelle betont, daß ein Markierungselement mit solchen Eigenschaften natürlich auch dadurch geschaffen werden kann, daß der Chip und die Spule in einen geeigneten Kunststoff eingegossen werden, anstatt in der beschriebenen, aus den Teilen 30 und 32 bestehenden zweiteiligen Ummantelung angeordnet zu werden.
In der Fig. 9 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 50 bezeichnete Spule gezeigt, die zur verbesserten Abstrahlung des Signals eines RFID-Chips in verschiedene Richtungen verschiedene Wickelachsen aufweist und auf einen Stabkern 52 gewickelt ist. Zwei Anschlußdrähte 54 und 56 erlauben das Verbinden einer solchen Spule mit einem RFID-Chip wie oben beschrieben. Die Fertigung einer solchen Spule gestaltet sich verhältnismäßig einfach.
Alternativ kann zur besseren räumlicheren Verteilung des vom RFID-Chip abgestrahlten Signals ein in Fig. 10 gezeigter Spulenkern 60 verwendet werden, der an einem Ende mehrere Abschnitte 62, 64 und 66 aufweist, die in verschiedene Richtungen weisen. Auf jeden dieser Abschnitte ist eine Spule gewickelt, wobei alle Spulen aus einem gemeinsamen Draht gewickelt und zwei Anschlußdrähte 68 und 70 vorgesehen sind. Fig. 10 zeigt dabei nur eine Möglichkeit einer solchen Anordnung, wobei auch andere Anordnungen und eine Erhöhung der Anzahl der
Spulenkernabschnitte möglich sind.
Es hat sich gezeigt, daß das Verbinden der Spulendrähte mit dem RFID-Chip aufgrund der kleinen Abmessungen des RFID-Chips nicht trivial ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, den RFID-Chip auf einer
Leiterplatte anzuordnen und mit zwei auf der Leiterplatte angeordneten Lötpads zu verbinden, wobei die Lötpads eine größere Oberfläche als die Kontakte des RFID- Chips besitzen. Die Fig. 1 1 A und Fig. 1 1 B zeigen zwei mögliche Ausführungsformen solcher Leiterplatten 80 bzw. 80', wobei zu bemerken ist, daß die Anordnung der Lötpads 84 und 86 bzw. 84' und 86' und des RFID-Chips 82 sowie die Formgestaltung der Leiterplatte 80 bzw. 80' den Anforderungen des jeweils eingesetzten Markierungselements angepaßt werden kann. Das Verbinden der Spulendrähte mit dem RFID-Chip wird durch Verwendung solcher Leiterplatten erleichtert und vereinfacht.
Wie in Fig. 12A und Fig. 12B gezeigt, kann, wenn eine besonderer Schutz eines durch die gestrichelten Linien angedeuteten RFID-Chips 90 vor Umwelteinflüssen gewünscht ist, vorgesehen werden, den RFID-Chip 90 in ein Kunststoffgußteil 92 bzw. 92' einzubetten und mit zwei auf der Oberfläche des Kunststoffgußteils angeordneten Lötpads 94 und 96 bzw. 94' und 96' zu verbinden. Damit wird einerseits erreicht, daß der RFID-Chip und die Leiterbahn zwischen Lötpads und RFID-Chip vollkommen geschützt sind. Andererseits wird, wie oben schon erwähnt, die Verbindung der Spule mit dem RFID-Chip und somit die Fertigung vereinfacht. Auch hier sind zahlreiche Variationen der Anordnung der Lötpads und des RFID-Chips möglich. Der Schalen- oder Stabkern samt Spule wird dann vorzugsweise auf die Leiterplatte bzw. das Kunststoffgußteil geklebt. Der RFID-Chip samt aufgeklebtem Stabkern und Spule kann dann, wie in Fig. 7 gezeigt, in einer zweiteiligen Hülle angeordnet werden. Vorteilhaft wird unterhalb des RFID-Chips bzw., soweit vorhanden, der Leiterplatte oder des Kunststoffgußteils, vor dem Anordnen in dem Markierungselement ein
Tropfen flüssigen Silikons oder eines vergleichbaren Materials aufgebracht, um einen besseren Halt zu gewährleisten und evtl. vorhandene Hohlräume zu füllen.
Mit Markierungselementen der hier in Frage stehenden Art läßt sich ein System und mit dem System ein Verfahren zum Markieren von beliebigen nicht-lebenden oder lebenden Objekten insbesondere zur Objektkontrolle und zum Objektmanagement realisieren, wobei ein Satz von Markierungselementen hergestellt und jedem RFID- Chip eine individuelle, einmalige Identifizierungsnummer zugeordnet wird. Die Nummern werden in einer Datenbank hinterlegt. Hersteller beliebiger Produkte können dann zur Markierung einen Satz entsprechender Markierungselemente kaufen. Vorteilhaft kann dann vorgesehen sein, daß Kunden mittels entsprechender Lesegeräte die Markierungselemente zumindest partiell auslesen und über eine Anfrage entweder beim Hersteller oder bei einem Drittanbieter prüfen können, ob es sich bei dem erworbenen Produkt um ein Originalprodukt des Herstellers handelt.
Das System läßt viele weitere Abwandlungen und Weiterbildungen zu. So können Kunden das System nicht nur zur Überprüfung, ob es sich um Originalprodukte handelt, nutzen, sondern alternativ oder zusätzlich auch so, daß die im Besitz des Kunden befindlichen Objekte verwaltet werden. Beispielsweise erlaubt es das System, mit geringem Aufwand zu erfassen, wie häufig ein bestimmtes chirurgisches
Instrument eingesetzt wurde. Hat der Kunde z.B. 100 Instrumente ein und derselben Art erworben, kann er mit dem System leicht sicherstellen, daß die Instrumente gleich häufig eingesetzt werden und gleichmäßig verschleißen.
Wenngleich das erfindungsgemäße Markierungselement durch seine Spule bereits eine sehr gute Lesbarkeit des abgestrahlten Signals gewährleistet, hat sich gezeigt, daß es dann, wenn metallische Objekte mit solchen Markierungselementen ausgerüstet werden, zu Wirbelstrombildungen im markierten Objekt kommen kann, die das Lesen des Signals stören. Zur Vermeidung solcher Wirbelströme ist es bereits bekannt, gesonderte Schlitze in das zu markierende Objekt einzubringen, was jedoch einen separaten Arbeitsschritt erfordert. Die Erfindung schlägt daher vor, die zur Einbringung des Markierungselementes notwendige Bohrung wie in den Fig. 13 und 14 gezeigt in einem Randbereich des zu markierenden Objektes so vorzunehmen, daß die Bohrachse weniger als einen Bohrradius vom quer zur Richtung der
Bohrachse gesehen nächstgelegenen Rand des Objektes entfernt ist. Natürlich sollte die Bohrachse dabei einen Abstand zu diesem Rand wahren, der so groß ist, daß ein in die Bohrung eingepreßtes Markierungselement noch sicher in der Bohrung gehalten wird. Dabei ist es theoretisch auch möglich, anstelle der gezeigten Bohrung mit rundem Querschnitt eckige, z.B. quadritsche Aufnahmen für entsprechend geformte Markierungselemente in analoger Weise in ein zu markierendes Objekt einzubringen, so daß dann eine Ecke eines entsprechenden eckigen Markierungselementes seitlich aus dem Objekt vorsteht. Aus fertigungstechnischen Gründen sind allerdings im Querschnitt runde Bohrungen bevorzugt.
In den Fig. 13 und 14 ist ein Abschnitt 100, z.B. der Griff eines chirurgischen Instrumentes einmal in Seitenansicht (Fig. 13), einmal in Draufsicht (Fig. 14) gezeigt, in das ein Markierungselement 102 eingebracht ist. Durch dieses Einbringen der Bohrung ergibt sich ein Schlitz in der Außenwand des Objektes 100, der Entstehen störender Wirbelströme beim Auslesen eines in dem Markierungselement 102 vorgesehenen RFID-Chip vermindern oder sogar ganz verhindern kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Markierungselement zur Markierung eines beliebigen Objektes, insbesondere eines medizinischen Instrumentes, Implantates, Bauteils wie z.B. eines Werkzeugs, Bekleidungsstücks, Schmuckstücks u.dgl., wobei das Markierungselement einen
RFID-Chip in einer ein- oder mehrteiligen Ummantelung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung eines von dem RFID-Chip abgestrahlten Signals eine Spule vorgesehen und mit dem RFID-Chip gekoppelt ist.
2. Markierungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Spule in Richtung auf das zu markierende Objekt gesehen über dem RFID-Chip angeordnet ist.
3. Markierungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule in einem Schalenkern angeordnet ist.
4. Markierungselement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule auf einen zylindrischen Kern geschoben oder direkt auf diesen gewickelt ist.
5. Markierungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern an einem Ende mehrere Abschnitte aufweist, die in verschiedene Richtungen weisen.
6. Markierungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule unterschiedliche Wickelachsen aufweist.
7. Markierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der RFID-Chip auf einer Leiterplatte angeordnet oder Kunststoffgußteil eingebettet ist, wobei auf der Leiterplatte bzw. auf dem Kunststoffgußteil zwei Lötpads vorgesehen sind, mit denen der RFID-Chip verbunden ist.
8. Markierungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern auf die Leiterplatte bzw. das Kunststoffgußteil geklebt ist.
9. Markierungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierungselement zwei im bestimmungsgemäßen Montagezustand ineinander gesteckte Teile umfaßt, die zwischen sich einen Hohlraum zum Aufnehmen des RFID-Chips bilden und den Chip vor Umwelteinflüssen, wie insbesondere Flüssigkeiten, schützen.
10. Markierungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden im bestimmungsgemäßen Montagezustand ineinander gesteckten Teile, die zwischen sich einen Hohlraum zum Aufnehmen des RFID-Chips bilden, aus Polyetheretherketon (PEEK), polymerisierbarem Acrylat oder Methacrylat oder einem
Gemisch aus polymerisierbaren Acrylaten und Methacrylaten, insbesondere aus durch Druck und/oder Temperatur aushärtendem Kunststoff bestehen.
1 1. Markierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der RFID-Chip nebst Spule zur Bildung des
Markierungselementes in Kunststoff gegossen sind.
12. System zum Markieren von beliebigen nicht-lebenden oder lebenden Objekten insbesondere zur Objektkontrolle und zum Objektmanagement insbesondere unter Verwendung eines Markierungselementes nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zu dem System ein Satz von mehreren Markierungselementen mit RFID-Chips gehört, wobei jedem RFID-Chip eine einmalige Identifizierungsnummer zugeordnet ist und wobei in einer Datenbank alle Identifizierungsnummern der in dem Satz von Markierungselementen enthaltenen RFID-Chips gespeichert und fernabfragbar sind.
13. Verfahren zum Markieren von beliebigen nicht-lebenden oder lebenden Objekten insbesondere zur Objektkontrolle und zum Objektmanagement unter Verwendung eines Systems nach Anspruch 12.
14. Verfahren zum Markieren von metallischen Objekten, insbesondere zur Objektkontrolle und zum Objektmanagement, unter Verwendung eines Markierungselementes, das einen RFID-Chip in einer ein- oder mehrteiligen Kunststoffummantelung enthält, wobei eine Aufnahmebohrung für das Markierungselement in das zu markierende Objekt eingebracht und das Markierungselement in die Bohrung eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einbringen der Bohrung die Bohrachse so plaziert wird, daß sie weniger als einen Bohrradius vom quer zur Richtung der Bohrachse gesehen nächstgelegenen Rand des Objektes entfernt ist.
15. Objekt, insbesondere medizinisches Instrument, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Markierungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 und/oder gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14 markiert ist.
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