WO2014195366A1

WO2014195366A1 - Optisches übertragungsverfahren von daten durch modulation der displayhintergrundbeleuchtung insbesondere bei medizintechnischen geräten

Info

Publication number: WO2014195366A1
Application number: PCT/EP2014/061609
Authority: WO
Inventors: Burkard KELLER
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2014-12-11
Also published as: DE102013009274A1

Abstract

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optischen Übertragung von Daten insbesondere bei medizintechnischen Geräten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ohnehin vorhandene Vorrichtungen bei insbesondere medizintechnischen Geräten dazu zu verwenden, um Daten zu übertragen. Hierzu schlägt die Erfindung vor, die Hintergrundbeleuchtung eines vorhandenen Displays anhand der zu übertragenden Informationen, die sich von dem Bildinhalt unterscheiden, zu modulieren. Ein dazu eingerichtetes mobiles Gerät, insbesondere ein Smartphone oder ein mobiler Computer, empfängt das vom Display ausgesendete Licht und gewinnt daraus die ausgesendete Information, die sich vom Bildinhalt unterscheidet.

Description

Optisches Übertragungsverfahren von Daten durch Modulation der

Displayhintergrundbeleuchtung insbesondere

bei medizintechnischen Geräten

Die Erfindung betrifft das Gebiet der optischen Übertragung von Daten, insbesondere medizinischer Daten und Identifikationsmerkmalen medizintechnischer Geräte.

Hintergrund

Daten sind hierbei vorzugsweise medizinische Daten, die im Rahmen der Behandlung mit einem medizintechnischen Gerät anfallen, und die an einen Benutzer übertragen werden sollen und Identifikationsmerkmale medizintechnischer Geräte, wie Geräteidentifikationsnummern.

Medizintechnische Geräte sind insbesondere Blutbehandlungsgeräte. Im Folgenden soll die Erfindung anhand des Beispiels Dialysegerät als Ausführungsform eines medizintechnischen Geräts erklärt werden.

Dialysegeräte sind Blutbehandlungsgeräte, bei denen ein Fluid eines Patienten über eine Fluidleitung einer Fluidbehandlungskomponente zugeführt, durch die Fluidbehandlungs- komponente behandelt und über die Fluidleitung, die in einen arteriellen und einen venösen Zweig aufgeteilt werden kann, wieder an den Patienten zurückgegeben wird. Beispiele für solche Blutbehandlungsgeräte sind insbesondere Hämodialysegeräte. Ein solches Blutbehandlungsgerät ist Gegenstand der DE 198 49 787 Cl der Anmelderin, deren Inhalt hiermit vollumfänglich im Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.

Die Dialyse ist ein Verfahren zur Blutreinigung von Patienten mit akuter oder chronischer Niereninsuffizienz. Grundsätzlich unterscheidet man hierbei zwischen Verfahren mit einem extrakorporalen Blutkreislauf, wie der Hämodialyse, der Hämofiltration oder der Hämodiafiltration und der Peritonealdialyse, die keinen extrakorporalen Blutkreislauf aufweist.

Das Blut wird bei der Hämodialyse in einem extrakorporalen Kreislauf durch die Blutkammer eines Dialysators geleitet, die über eine semipermeable Membran von einer Dialysierflüssigkeitskammer getrennt ist. Die Dialysierflüssigkeitskammer wird von einer die Blutelektrolyte in einer bestimmten Konzentration enthaltenen Dialysierflüssigkeit durchströmt. Die Stoffkonzentration der Blutelektrolyte in der Dialysierflüssigkeit entspricht dabei der Konzentration im Blut eines Gesunden. Während der Behandlung werden das Blut des Patienten und die Dialysierflüssigkeit an beiden Seiten der semipermeablen Membran im Allgemeinen im Gegenstrom mit einer vorgegebenen Flussrate vorbeigeführt. Die harnpflichtigen Stoffe diffundieren durch die Membran von der Blutkammer in die Kammer für Dialysierflüssigkeit, während gleichzeitig im Blut und in der Dialysierflüssigkeit vorhandene Elektrolyte von der Kammer höherer Konzentration zur Kammer niedrigerer Konzentration diffundieren. Wird an der Dialysemembran ein Druckgradient von der Blutseite zur Dialysatseite aufgebaut, beispielsweise durch eine Pumpe, die flussabwärts des Dialysefilters auf der Dialysatseite Dialysat aus dem Dialysatkreislauf entzieht, tritt Wasser aus dem Patientenblut über die Dialysemembran in den Dialysatkreislauf über. Dieser Vorgang der Ultrafiltration führt zu einer gewünschten Entwässerung des Patientenbluts.

Bei der Hämofiltration wird dem Patientenblut durch Anlegen eines Transmembrandrucks im Dialysator Ultrafiltrat entzogen, ohne dass Dialysierflüssigkeit auf der dem Patientenblut gegenüber liegenden Seite der Membran des Dialysators vorbeigeführt wird. Zusätzlich kann dem Patientenblut eine sterile und pyrogenfreie Substituatslösung zugesetzt werden. Je nachdem, ob diese Substituatslösung stromaufwärts des Dialysators zugesetzt wird oder stromabwärts, spricht man von Prä- oder Postdilution. Der Stoffaustausch erfolgt bei der Hämofiltration konvektiv.

Die Hämodiafiltration kombiniert die Verfahren der Hämodialyse und der Hämofiltration. Es findet sowohl ein diffusiver Stoffaustausch zwischen Patientenblut und Dialysierflüssigkeit über die semipermeable Membran eines Dialysators statt, als auch eine Abfiltrierung von Plasmawasser durch einen Druckgradienten an der Membran des Dialysators.

Die Verfahren der Hämodialyse, der Hämofiltration und der Hämodiafiltration werden in der Regel mit automatischen Hämodialysegeräten durchgeführt, wie sie beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung 5008 vertrieben werden.

Die Plasmapherese ist ein Blutbehandlungsverfahren, bei dem das Patientenblut in das Blutplasma und seine korpuskularen Bestandteile (Zellen) aufgetrennt wird. Das abgetrennte Blutplasma wird gereinigt oder durch eine Substitutionslösung ersetzt und das gereinigte Blutplasma oder die Substitutionslösung dem Patienten zurückgegeben.

Bei der Peritonealdialyse wird die Bauchhöhle eines Patienten über einen durch die Bauchdecke geführten Katheter mit einer Dialyseflüssigkeit befüllt, die ein Konzentrationsgefälle gegenüber den körpereigenen Flüssigkeiten aufweist. Über das als Membran wirkende Bauchfell (Peritoneum) treten die im Körper vorliegenden Giftstoffe in die Bauchhöhle über. Nach einigen Stunden wird die sich in der Bauchhöhle des Patienten befindliche, nunmehr verbrauchte Dialyseflüssigkeit ausgetauscht. Durch osmotische Vorgänge kann Wasser aus dem Blut des Patienten über das Bauchfell in die Dialyseflüssigkeit übertreten und den Patienten somit entwässern.

Das Verfahren zur Peritonealdialyse wird in der Regel mit Hilfe von automatischen Peritonealdialysegeräten, wie sie beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung sleep.safe vertrieben werden, durchgeführt.

Dialysegeräte, als Beispiel für komplexe medizintechnische Geräte, haben umfangreiche Funktionen. Um diese Funktionen zu steuern, sind medizinische Fluidmanagementgeräte wie Dialysegeräte mit zumindest einer Steuervorrichtung ausgerüstet. Diese können als CPU (central processing unit) oder Mikrokontroller ausgeführt sein, die von Softwareprogrammen programmiert werden. Die Bedienung solcher Geräte geschieht häufig über Touchscreendisplays. Ein solches Touchscreendisplay kombiniert in einer gemeinsamen Oberfläche eine Ein- und eine Ausgabevorrichtung, in dem es eine berührungsempfindliche Oberfläche bereitstellt, mit der Bedienereingaben detektierbar sind.

Auf der Anzeigevorrichtung wird in der Regel eine Vielzahl von Informationen zur Anzeige gebracht, die sich an den Benutzer des Dialysegeräts richten.

Ein solcher Benutzer kann der Patient sein, der sich einer Behandlung mit dem medizintechnischen Gerät unterzieht oder medizinisches Personal, wie beispielsweise eine Krankenschwester oder ein Arzt, oder technisches Personal, welches das medizintechnische Gerät wartet oder repariert. Daten sind im Einklang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung also Informationen, die das medizinische Gerät selbst oder eine damit ausgeführte Therapie betreffen.

Eine als Display ausgeführte Anzeigevorrichtung zeigt Informationen an, die für jeden Betrachter sichtbar sind, unabhängig davon, ob diese Informationen für den Betrachter bestimmt sind oder nicht. Zur Übermittlung von nur an bestimmte Personen gerichtete Daten haben sich im Stand der Technik deswegen Datenübertragungsverfahren etabliert, die Daten an ein nur für die bestimmte Person einsehbares Gerät, beispielsweise ein Smartphone übertragen.

Für die Übertragung von Daten sind zahlreiche Standards bekannt. Daten können kabelgebunden oder kabellos übertragen werden. Im Falle der kabellosen Datenübertragung sind hauptsächlich zwei Verfahren im Stand der Technik bekannt, nämlich die Datenübertragung per Funk, wie beispielsweise WLAN (wireless local area network) oder Bluetooth und diverse andere Nahfunktechnologien, wie beispielsweise RFID (radio- frequency identification), sowie die Datenübertragung über optische Schnittstellen, wir beispielsweise IrDA (Infrared Data Association). Alle diese Datenübertragungsverfahren benötigen spezielle dafür vorgesehene Schnittstellen zum Senden und Empfangen der Daten. Diese Schnittstellen müssen sowohl auf der Sendeseite als auch auf der Empfängerseite bei den an der Datenübertragung beteiligten Geräten vorgehalten werden. Das hat zusätzliche Kosten zur Folge.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Aussendung von Geräteidentifikationsmerkmalen. Oftmals können medizintechnische Geräte mit weiteren Geräten über eine Funkverbindung interagieren. Beispielsweise sind Zubehörgeräte bei Dialysegeräten bekannt, die Daten mit dem Dialysegerät über eine Funkverbindung austauschen. Solche Geräte können beispielsweise den Gesundheitszustand des Patienten überwachen, wie beispielsweise den Blutdruck, die Herzfrequenz, die Körpertemperatur oder einen beliebigen anderen Parameter.

Auch können medizintechnische Geräte über eine Funkverbindung von mobilen Geräten fernbedient werden. Um zu vermeiden, dass eine unbeabsichtigte Verbindung mit Geräten im Funkbereich stattfindet, wird üblicherweise eine Anmeldeprozedur angewendet. Hierbei wird, beispielsweise durch Eingabe eines Codes an den zu verbindenden Geräten oder durch Drücken spezieller Tastenkombinationen, eine ungewollte Verbindung ausgeschlossen. Dies stellt für den Bediener solcher Geräte einen zusätzlichen Aufwand dar.

Beschreibung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Übertragung von Daten bei Geräten zu ermöglichen, ohne zusätzliche Schnittstellen vorzusehen und die Anmeldeprozedur zwischen Geräten, die eine Funkverbindung etablieren, zu vereinfachen.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungs gemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, Vorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 11, einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 20 und durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 21.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand des Ausführungsbeispiels der Übertragung von medizinischen Daten bei einem Dialysegerät erläutert werden.

Demnach wird zum Senden von Daten eine Modulation der Helligkeit des Displays des Dialysegeräts verwendet.

Der Helligkeitseindruck für das menschliche Auge beim Betrachten eines Displays ist je nach Ausführungsform des Displays durch verschiedene Parameter begründet. Weit verbreitet in der Technik sind LCD Displays in TFT Technik. Hierbei steht LCD für Liquid Crystal Display und TFT für Thin Film Transistor.

Solche LCD-TFT-Displays sind hinterleuchtete Displays. Das Hintergrundlicht derartiger Displays kann ortsaufgelöst durch eine Matrix vorgelagerter Flüssigkristallzellen, die die Polarisationsebene von durch sie hindurchtretenden Lichts durch die Beaufschlagung einer Steuerspannung drehen können, mehr oder weniger gedämpft werden.

Wesentlich für die Funktionsweise eines solchen Displays ist, dass das durchscheinende Licht selbst in einer definierten Ebene polarisiert ist. Zu diesem Zweck weisen TFT-Displays zwei Polarisationsfilter auf, deren Polarisationsrichtung in der Regel um 90 Grad gegeneinander verdreht sind.

Durch die beiden um 90 Grad gegeneinander verdrehten Polarisationsfilter ist die Anordnung ohne weitere Maßnahme für Licht undurchdringbar.

Aus diesem Grund ist zwischen diesen beiden Polarisationsfiltern eine Flüssigkeitskristallzelle angeordnet, die durch transparente Elektroden, beispielsweise bestehend aus Indiumzinnoxid (ΓΓΟ), mit einer Spannung beaufschlagbar ist.

Eine solche Flüssigkeitskristallzelle hat die Eigenschaft, die Polarisationsebene durchtretenden Lichts in Abhängigkeit der Höhe der anliegenden Spannung zu drehen. Je nach Höhe der anliegenden Spannung kann die Polarisationsebene des durch den ersten Polarisationsfilter durchtretenden Lichts mehr oder weniger gedreht werden, wodurch mehr oder weniger Licht durch den zweiten Polarisationsfilter dringt. Auf diese Weise ist die Helligkeit des durchdringenden Lichts steuerbar.

In einem Display erfolgt die Darstellung des Bildes durch zeilenweises Ansteuern einer Matrix von Flüssigkeitskristallzellen. Hierbei wird immer nur eine Zeile des Displays entsprechend der Bildinformation angesteuert, während die restlichen Flüssigkeitskristallzellen nicht angesteuert werden. Durch aufeinanderfolgendes Ansteuern aller Zeilen des Displays entsteht somit bei ausreichend schneller Abarbeitung für den Betrachter der Eindruck eines vollständigen Bilds.

Häufig werden für die Ansteuerung räumlich nahe bei den Flüssigkeitszellen angeordnete Transistoren in Dünnfilmtechnologie verwendet, um Leitungsverluste durch lange Zuleitungen zu vermeiden.

Durch den unvermeidlichen parasitären Kapazitätsbelag von Flüssigkeitskristallzellen hält die Flüssigkeitskristallzelle ihre elektrische Ladung auch nach dem Abschalten bzw. nach dem Schalten in einen hochohmigen Zustand des sie ansteuernden Transistors. Dies hat zur Folge, dass die eingesteuerte Helligkeit für längere Zeit, nämlich bis zur Entladung der Flüssigkeitskristallzelle durch beispielsweise Leakageeffekte, erhalten bleibt. Dies hat den positiven Effekt, dass der menschliche Betrachter weniger Flackern des angezeigten Gesamtbilds bemerkt. Reicht der Kapazitätsbelag der Flüssigkeitskristallzellen aus, um die Ladung zwischen zwei Ansteuerperioden zu erhalten, wird ein Flackern sicher vermieden. Aus diesem Grund sind auch LCD Displays bekannt, die zusätzliche Kondensatoren parallel zu jeder Flüssigkeitskristallzelle integrieren. Derartige Displays werden auch„Hold Type Displays" genannt und eignen sich gut für die Anzeige nur wenig veränderlicher Bildinformationen, wie beispielsweise als Anzeigevorrichtung bei Dialysegeräten.

Als Hintergrundbeleuchtung für LCD Displays werden immer häufiger LEDs (light emitting diodes) eingesetzt. Gegenüber den auch gebräuchlichen Kaltkathodenröhren haben LEDs eine kleinere Einbautiefe und zeichnen sich in der Regel durch eine bessere Energieeffizienz aus.

LEDs können hierbei in einer Matrix hinter dem Display oder als sogenannte„Edge-LED" am Rand des Displays angeordnet sein. In beiden Fälle werden zur gleichmäßigen Verteilung des Lichts über die Displayoberfläche optische Diffusoren verwendet.

Die maximale Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung limitiert hierbei die maximale Helligkeit des angezeigten Bildschirminhaltes.

Es sind auch Displays bekannt, bei denen die Hintergrundbeleuchtung lokal variiert werden kann. Dies führt zum Einen zu einem verringerten Energieverbrauch, und zum anderen kann der Kontrast des angezeigten Bildschirminhaltes verbessert werden, wenn Stellen des Displays mit dunklem Bildschirminhalt auch eine dunkle Hintergrundbeleuchtung aufweisen. Derartige Verfahren zur lokalen Ansteuerung der Hintergrundbeleuchtung werden„Lokal Dimming" genannt.

Ein weiterer Vorteil von LEDs als Hintergrundbeleuchtung im Zusammenhang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung ist deren Fähigkeit, ihre Helligkeit besonders schnell ändern zu können. Diese Eigenschaft macht man sich im Stand der Technik zur Übertragung von Daten zunutze, beispielsweise bei IrDA Schnittstellen oder in der Telekommunikation bei der Hochgeschwindigkeitsübertragung von Daten über Glasfaserleitungen.

Die Erfindung schlägt vor, die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Displays, die vorzugsweise mit LEDs als Leuchtmitteln ausgestattet ist, in Ihrer Helligkeit nach einem beliebigen Modulationsverfahren zu modulieren, und derart Daten zu kodieren.

Die Modulation der Hintergrundbeleuchtung verändert dabei deren Helligkeit in zeitlich veränderlicher Weise. Um sicher zu stellen, dass ein menschlicher Betrachter diese Modulation nicht als Flackern wahrnimmt, erfolgt die Modulation der Helligkeit bevorzugt in einer Geschwindigkeit, die vom menschlichen Betrachter nicht bemerkt werden kann. Die Änderung der Helligkeit erfolgt vorzugsweise aus diesem Grund mit einer Frequenz von mehr als 25Hz, in anderen Ausführungsformen von mehr als 50Hz bzw. 100Hz.

Der Empfänger der Nachricht hält zur Dekodierung der Daten ein entsprechendes Empfangsgerät vor. Ein solches Empfangsgerät ist vorzugsweise ein mobiles Gerät, welches ohnehin vorhanden ist und eine Vorrichtung zur Detektion von Helligkeitsmodulierungen umfasst, wie beispielsweise eine Kamera.

Ein solches mobiles Gerät kann beispielsweise ein Smartphone mit Kamera oder ein tragbarer Computer mit Kamera wie beispielsweise ein Tablet oder ein Notebook sein. Weiterhin kann ein solches mobiles Gerät auch ein medizinisches Zubehörteil mit einem lichtempfindlichen Sensor sein, wie beispielsweise eine Fernbedienung für ein medizintechnisches Gerät oder ein Gerät zur Überwachung eines Patienten, wie beispielsweise ein Blutdruckmonitor, das mit dem Dialysegerät eine Funkverbindung etablieren möchte. Wesentlich ist, dass der in der Empfangsvorrichtung vorhandene lichtempfindliche Sensor technisch dazu in der Lage ist, die angezeigten Helligkeitsmodulierungen zu detektieren.

Hierbei ist bei einem System aus einem Gerät, welches über sein Display in schon beschriebener Weise Daten aussendet, und einem Gerät, welches dazu eingerichtet ist, diese Daten zu empfangen, darauf zu achten, dass die Datenaussendung, insbesondere hinsichtlich Intensität und Frequenz der Modulation, auf die Fähigkeiten des empfangenden Geräts abgestimmt ist. Kurze Beschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Es zeigen:

Die Figur 1 ein als Hämodialysegerät ausgeführtes medizintechnisches Gerät im Einklang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung;

die Figur 2 ein System aus einem als Hämodialysegerät ausgeführten medizintechnischen Geräts zum Senden von Daten und einem als Smartphone ausgeführten mobilen Geräts zum Empfangen dieser Daten im Einklang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung;

die Figur 3 eine symbolische Darstellung eines Systems zur optischen Übertragung von Daten im Einklang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung

und die Figur 4 eine symbolische Darstellung eines Systems umfassend ein als Hämodialysegerät ausgeführtes medizintechnisches Gerät zur optischen Aussendung von Geräteidentifikationsmerkmalen und ein mobiles Zubehörgerät bei der Etablierung einer Funkverbindung im Einklang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Figuren

In Figur 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungs gemäßen medizintechnischen Gerätes 110, das als Hämodialysegerät mit einem Touchscreendisplay 100 ausgeführt ist, schematisch dargestellt. Das Hämodialysegerät 110 zeigt andeutungsweise Teile eines extrakorporalen Blutkreislaufs mit einer arteriellen Blutleitung 101, die Blut eines Patienten (nicht dargestellt) ableitet. Die Blutpumpe 102 fördert das Blut durch einen Dialysefilter 103, der mit einer semipermeablen Membran ausgestattet ist, die den extrakorporalen Blutkreislauf von einem Dialysatkreislauf semipermeabel trennt. Über die venöse Leitung 104 wird das behandelte Blut dem Patienten zurückgegeben. Über die Dialysatleitungen 105 und 106 wird Dialysat durch den Dialysefilter 103 gepumpt, wo es über die semipermeable Membran des Dialysefilters 103 zu einem diffusiven Stoffaustausch mit dem Blut des Patienten kommt. Wird zusätzlich ein Druckgradient von der Blutseite des Dialysefilters zur Dialysatseite des Patienten aufgebaut, wird Plasmawasser aus dem Blut in das Dialysat abgepresst. Das Blut des Patienten kann so entwässert werden. Das Dialysat wird in dem Hämodialysegerät 110 hergestellt und nach Gebrauch verworfen. Über eine Modulation der Hintergrundbeleuchtung des Touchscreendisplays 100 können Daten ausgesendet werden.

Das Modulationsverfahren der Hintergrundbeleuchtung kann alle bekannten Modulationsverfahren der optischen Datenübertragung umfassen. Insbesondere sind hierbei die Amplitudenmodulation und die Frequenzmodulation besonders geeignet, da diese Modulation durch eine Kamera, die als Empfangssensor in einem bevorzugt als Smartphone oder Tablet-Computer ausgeführten mobilen Gerät wirkt, sicher detektiert werden kann.

Da die Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung auch den von einem menschlichen Betrachter subjektiv empfundenen Helligkeitseindruck beeinflusst, kann vorgesehen sein, dass das verwendete Modulationsverfahren diesen Helligkeitsverlust ausgleicht.

So kann beispielsweise im Falle einer Amplitudenmodulation über eine hinreichend kurze Zeitspanne eine mittlere Amplitude der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung vorausberechnet werden. Diese mittlere Amplitude, oder auch die Integration der Amplitude der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung über eine Zeitspanne, ist maßgeblich für den Helligkeitseindruck für einen menschlichen Betrachter. Um diesen Helligkeitseindruck bei Ausstrahlung von Daten gegenüber Zeitspannen mit gewöhnlichem Betrieb unverändert erscheinen zu lassen, kann die Maximalamplitude der Hintergrundbeleuchtung erhöht werden. Liegt beispielsweise im einfachsten Fall eine Amplitudenmodulation vor, bei der zwischen einer Maximalhelligkeit und Dunkelheit zur Kodierung von Daten periodisch umgeschaltet wird, so muss die Maximalhelligkeit mit dem Tastverhältnis von betrachteter hinreichend kleiner Gesamtzeitspanne zu Hellphasen innerhalb dieser Gesamtzeitspanne skalieren. Beträgt dieses Verhältnis beispielsweise 2, entspricht das einer Hellphase von 50% am betrachteten Zeitraum, so muss die Maximalhelligkeit gegenüber dem Normalbetrieb verdoppelt werden. Eine hinreichend kleine Zeitspanne ist hierbei definiert durch die Zeit, innerhalb derer Helligkeitsveränderungen nicht mehr vom menschlichen Auge auflösbar sind. Diese Zeitspanne umfasst gewöhnlich nicht mehr als den Kehrwert von 25Hz, also 40ms. Unabhängig davon, welches Modulationsverfahren angewendet wird, kann vorgesehen sein, dass der vorausberechnete Helligkeitsverlust durch Verändern der Arbeitspunkte der Hinter grundbeleuchtung, also Maximal- und/oder Minimalamplitude, ausgeglichen wird.

Sowohl das medizintechnische Gerät als auch das mobile Gerät verfügen über zumindest jeweils eine Steuervorrichtung, oftmals als Mikroprozessor ausgeführt. Die Steuervorrichtungen sind softwareprogrammiert. Zu diesem Zweck stehen den Steuervorrichtungen oftmals Daten- und Programmspeicher als interner Speicher zur Verfügung, in dem Daten und Computerprogramme gespeichert werden können.

Im Einklang mit der Lehre der vorliegenden Erfindung können die beschriebenen Verfahren dadurch ausgeführt werden, in dem Computerprogramme in die internen Speicher des die Informationen aussendenden Geräts und/oder in den internen Speicher des die Informationen empfangenden Geräts geladen werden, die Softwarecodeabschnitte enthalten, die die Verfahren ausführen, wenn die Programme auf den Steuervorrichtungen laufen.

Die Computerprogramme können als Computerprogrammprodukte, die computerlesbare Programmmittel umfassen, auf Datenmedien vorgehalten werden. Diese Datenmedien sind in einem Computer einsetzbar und umfassen neben physikalischen Speichern, wie Disketten, CD-Roms, Speicherkarten, USB Sticks oder DVDs auch die Speicherung innerhalb von Netzwerken, wie dem Internet, auf die der Benutzer Zugriff haben kann. Die Computerprogramme umfassen Softwarecodeabschnitte, mit denen die beschriebenen Verfahren ausgeführt werden können, wenn sie auf der Steuervorrichtung laufen. Hierzu werden die Computerprogramme in den internen Speicher geladen.

Die Figur 2 zeigt ein System aus einem medizintechnischen Gerät 200, welches Daten über die Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung eines Displays aussendet, und einem portablen Empfangsgerät, exemplarisch als Smartphone 202 ausgebildet.

Das medizintechnische Gerät 200 ist in der Figur 2 als Dialysegerät ausgeführt, welches über ein Display 201 verfügt. Durch Vorhalten eines mobilen Empfangsgeräts 202, in Figur 2 als Smartphone 202 ausgeführt, welches über einen Sensor zum Empfang optischer Daten verfügt, kann die vom medizintechnische Gerät 200 ausgesendete Modulation der Displayhintergrundbeleuchtung, in Figur 2 durch die konzentrischen Kreisabschnitte 203 symbolisiert, empfangen werden. Hierzu wird das mobile Empfangsgerät 202 mit dem entsprechenden Sensor in Richtung der Lichtausstrahlung des Displays des Dialysegeräts 200 gehalten und ein entsprechendes Programm (auch Applikation oder kurz App), welches das Empfangs- und Demodulations- bzw. Entschlüsselungsverfahren steuert, auf dem mobilen Empfangsgerät 202 gestartet.

Der Sensor kann eine Kamera sein. Derartige Kameras sind bei Smartphones oftmals sowohl an der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Smartphones angebracht. Ein anderer Sensor zum Empfang der vom medizintechnische Gerät 200 ausgesendeten Modulation der Displayhintergrundbeleuchtung, mit welchem das mobile Empfangsgerät ausgerüstet sein kann, ist ein beliebiges lichtempfindliches Bauteil, beispielsweise eine Photodiode oder ein Phototransistor.

Im mobilen Gerät 202 findet die Demodulierung bzw. Dekodierung, also die Rückgewinnung der so vom medizintechnischen Gerät 200 ausgesendeten Information statt. Die so gewonnene Information wird im mobilen Gerät 202 weiterverarbeitet und beispielsweise auf einem Display des mobilen Geräts 202 angezeigt.

Die Figur 3 zeigt die symbolische Darstellung eines Systems analog der Figur 2 mit den beteiligten Komponenten.

Das medizintechnische Gerät verfügt über eine frei programmierbare Steuervorrichtung 303. Daten und Steuerprogramme, die als Software ausgeführt sind und die Steuervorrichtung programmieren, können in einem Speicher 304 abgelegt werden.

Dieselbe Struktur ist bei dem mobilen Empfangsgerät mit der Steuervorrichtung 305 und dem Speicher 306 vorhanden.

Weiterhin verfügt das medizintechnische Gerät über ein Display, welches aus der Hintergrundbeleuchtung 301 und einer davor angeordneten bildgebenden Anzeigevorrichtung 302, beispielsweise eine Flüssigkeitskristallmatrix, besteht.

Die Steuervorrichtung 303 steuert die Anzeigevorrichtung 302 gemäß dem anzuzeigenden Displayinhalt an. Zusätzlich wird die Hintergrundbeleuchtung 301 gemäß zu übertragender Daten moduliert. Diese Daten bzw. Information unterscheiden sich vom angezeigten Bildinhalt, der sich an den menschlichen Betrachter richtet. Anders ausgedrückt werden im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zwei unterschiedliche Informationen gleichzeitig mit derselben Vorrichtung, nämlich dem Display, bestehend aus Hintergrundbeleuchtung 301 und einer davor angeordneten bildgebenden Anzeigevorrichtung 302, ausgesendet.

Somit enthält das vom Display ausgehende Licht 203 mehrere Informationen, nämlich zum einen den für den menschlichen Betrachter wahrnehmbaren Displayinhalt und zum anderen die vom menschlichen Betrachter nicht wahrnehmbare Information, die in der Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung des Displays enthalten ist.

Das Licht 203 wird von einem lichtempfindlichen Sensor 307 gemessen und der Steuervorrichtung 305 zugeführt. Der Sensor 307 kann eine Kamera oder jeder beliebige lichtempfindliche Sensor sein, der zur Detektion der Modulation der Hintergrundbeleuchtung geeignet ist, wie beispielsweise eine Fotodiode oder ein Fototransistor. Das Ausgangssignal des Sensors 307 kann beliebig bearbeitet werden. Dies geschieht in der Figur 2 beispielhaft in der Vorrichtung 309, die beliebige Signalbearbeitungsmittel umfassen kann. Beispielsweise kann das Signal verstärkt und/oder gefiltert werden. Dies kann insbesondere zur Trennung des modulierten Signals vom Signal, das durch den angezeigten Displayinhalt hervorgerufen wird, notwendig sein, oder um Signalanteile durch Störlicht, welches nicht vom Display ausgestrahlt wird, aus dem Signal heraus zu filtern. Die Bearbeitung des Sensorsignals kann aber auch alleine in der Steuervorrichtung 305 geschehen, insbesondere wenn diese als Mikrokontroller mit integrierten analogen Baugruppen wie Analog-Digitalwandler und Ähnlichem ausgeführt ist.

Aus diesem solchermaßen aufbereiteten empfangenen Signal gewinnt die Steuervorrichtung 305 die in der Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung 301 enthaltene Information. Hierzu ist die Steuervorrichtung 305 durch ein im Speicher 306 abgelegtes Programm entsprechend programmiert, beispielsweise mit Demodulations- bzw. Dekodier- und gegebenenfalls auch mit Entschlüsselungs- Algorithmen.

Die derart gewonnene Information kann weiterverarbeitet werden. In der Figur 3 wird sie beispielsweise auf einem zum mobilen Gerät gehörenden Display 308 angezeigt. Weiterhin kann die Information auch über entsprechende nicht in Figur 3 dargestellte Mittel Dritten zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise durch Senden von Kurzmitteilungen (SMS), Emails oder sogenannte Pagernachrichten.

Um sicher zu stellen, dass die ausgesendete Information nur von bestimmten Personen empfangen und dekodiert werden kann, kann die Information auch verschlüsselt übertragen werden. Hierzu sind jegliche Verschlüsselungsverfahren denkbar.

Wesentlich ist, dass nur solche Personen Zugriff auf die gesendeten Informationen haben, die dazu berechtigt sind. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Verschlüsselung der Information beispielsweise auch in Verbindung mit persönlichen Kennwörtern, die die berechtigte Person in ein mobiles Empfangsgerät eingeben muss, bevor eine Dekodierung bzw. Entschlüsselung der ausgesendeten Information möglich ist, sichergestellt werden. Empfangsgerät und Sendegerät müssen hierbei zum Verschlüsseln und zur Entschlüsselung der Information über zueinander passende Softwareschlüssel verfügen.

Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Geräteidentifikationsmerkmal von einem medizintechnischen Gerät über die Modulation der Hintergrundbeleuchtung eines Displays ausgesendet wird, um eine Funkverbindung mit einem Zubehörteil zu etablieren.

Ein Vorteil einer solchen Anmeldeprozedur besteht darin, dass nur Geräte angemeldet werden können, die sich unmittelbar gegenüber befinden, denn die Reichweite der Aussendung von Daten über die Modulation der Hintergrundbeleuchtung eines Displays ist durch die schnelle Abnahme der Helligkeit des vom Display ausgestrahlten Lichts und die Überlagerung mit der Umgebungshelligkeit mit fortschreitender Distanz zum Display begrenzt. Die unabsichtliche Verbindung zu weiter entfernten Geräten wird somit sicher ausgeschlossen. Dies ist insbesondere in Behandlungssituationen mit mehreren medizintechnischen Geräten in räumlicher Nähe und mehreren beteiligten Zubehörgeräten wesentlich, um nicht ungewollt Funkverbindungen zu Zubehörteilen zu etablieren.

Solche Behandlungssituationen sind bei Dialysestationen, in denen mehrere Patienten gleichzeitig mit mehreren Dialysegeräten behandelt werden, die Regel.

Durch die optische Authentifizierung des Dialysegeräts, also das Aussenden eines spezifischen Geräteidentifikationsmerkmals, wird vermieden, dass ungewollte Funkver- bindungen etabliert werden und somit eventuell sogar Messwerte von entsprechenden Zubehörgeräten an ein Dialysegerät übermittelt werden, die einem Patienten zugeordnet sind, der mit einem anderen Dialysegerät behandelt wird.

Weiterhin müssen auch keine umständlichen Eingaben, beispielsweise von Gerätecodes, an den beteiligten Geräten eingegeben werden.

Ein Bediener 402 initiiert am Dialysegerät 200, als Ausführungsform eines medizintechnischen Geräts, die Anmeldeprozedur zur Etablierung einer Funkverbindung zwischen einem Zubehörgerät 401 und dem Dialysegerät 200 und richtet das Zubehörgerät 401, welches über einen lichtempfindlichen Sensor verfügt, mit diesem Sensor auf das Display 201 des Dialysegeräts.

Das Dialysegerät sendet in schon beschriebener Weise ein Anmeldesignal inklusive einem Geräteidentifikationsmerkmal optisch über das Display aus. Dieser Vorgang ist in Figur 4 durch den Pfeil 403 symbolisiert.

Dieses Geräteidentifikationsmerkmal wird über die Auswertung des Signals des lichtempfindlichen Sensors des Zubehörgeräts 401 in schon beschriebener Weise gewonnen. Anschließend kann das Zubehörgerät 401 per Funk dieses Geräteidentifikationsmerkmal und beispielsweise auch eigene Identifikationsmerkmale an das Dialysegerät zurücksenden. Dieser Vorgang ist durch das Symbol 405 in Figur 4 symbolisiert. Hierdurch werden Zubehörteil 401 und Dialysegerät 200 sozusagen einander bekannt gemacht. Daraufhin kann eine bidirektionale Funkverbindung 404 zwischen Zubehörteil 401 und Dialysegerät 200 etabliert werden. Die Datenaussendung per Funk, die vom Dialysegerät ausgeht, ist durch das Symbol 406 in Figur 3 symbolisiert.

Sowohl die optische Datenübertragung, als auch die nachfolgende Datenübertragung per Funk können zur Wahrung der Datenvertraulichkeit verschlüsselt sein.

Ein großer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die ohnehin vorhandenen Mittel, wie das Display eines medizintechnischen Geräts und die weit verbreiteten Smartphones mit Kamera zur Realisierung der beschriebenen Verfahren verwendet werden können. Somit müssen keine umständlichen Hardwareumbauten vorgenommen werden. Vielmehr kann die Erfindung mit Hilfe von Softwareprogrammen zur Ansteuerung der ohnehin vorhandenen Vorrichtungen umgesetzt werden.

Claims

Verfahren zum Aussenden von Informationen bei einem Gerät mit einem Display, welches eine Hintergrundbeleuchtung aufweist, mit dem Schritt:

Modulieren der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung anhand von zu übertragenden Informationen, die sich vom Bildinhalt unterscheiden.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das vom Display ausgestrahlte Licht von einer dazu eingerichteten Empfangsvorrichtung eines mobilen Geräts empfangen wird, und wobei eine dazu konfigurierte Steuervorrichtung des mobilen Geräts das so gewonnene Signal demoduliert und so die ausgesendete Information gewinnt.

Verfahren nach Anspruch 2, wobei die gewonnen Information weiterverarbeitet wird, und wobei die Weiterverarbeitung die Anzeige der Information und/oder die Weitergabe der Information beinhaltet.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die auszusendende Information zunächst verschlüsselt wird.

Verfahren nach Anspruch 4, wobei das mobile Gerät dazu eingerichtet ist, die verschlüsselte Information zu entschlüsseln.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein für einen menschlichen Betrachter zu erwartender Helligkeitsverlust des Displays aufgrund der Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung durch entsprechendes Anpassen der Amplitude der Hintergrundbeleuchtung ausgeglichen wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gerät ein medizintechnisches Gerät, insbesondere ein Dialysegerät ist, und wobei die Informationen das medizintechnische Gerät oder eine damit ausgeführte Therapie betreffen.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information ein Geräteidentifikationsmerkmal ist und wobei die gewonnene Information dazu verwendet wird, eine Funkverbindung zwischen dem mobilem Gerät und dem Gerät zu etablieren.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung mit einer Frequenz von wenigstens 25Hz geschieht.

10. Vorrichtung bestehend aus einem Gerät mit einem Display, welches eine Hintergrundbeleuchtung aufweist, und einer ersten Steuervorrichtung, wobei die erste Steuervorrichtung dazu konfiguriert ist, die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung anhand zu übertragener Information, die sich vom Bildinhalt unterscheidet, zu modulieren.

11. Vorrichtung bestehend aus einem mobilen Gerät mit einem lichtempfindlichen Sensor und einer zweiten Steuervorrichtung, wobei die zweite Steuervorrichtung dazu konfiguriert ist, das Signal des Sensors, der Licht detektiert, das von einem Display ausgesendet wird, dessen Hintergrundbeleuchtung anhand zu übertragener Information, die sich vom Bildinhalt unterscheidet, moduliert ist, derart zu bearbeiten, dass die Information gewonnen wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das mobile Gerät ein Smartphone, ein mobiler Computer oder ein medizinisches Zubehörgerät mit einem lichtempfindlichen Sensor ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die zweite Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die gewonnene Information weiterzuverarbeiten, und wobei die Weiterverarbeitung die Anzeige der Information und/oder die Weitergabe der Information beinhaltet.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die erste Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die auszusendende Information zunächst zu verschlüsseln.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die zweite Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die verschlüsselte Information zu entschlüsseln.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die erste Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, einen für einen menschlichen Betrachter zu erwartenden Helligkeitsverlust des Displays aufgrund der Modulation der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung durch entsprechendes Anpassen der Amplitude der Hintergrundbeleuchtung auszugleichen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei die Modulationsfrequenz der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung mehr als 25Hz ist.

18. System umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 10 und eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17.

19. System nach Anspruch 18, wobei die Information ein Geräteidentifikationsmerkmal ist und die erste und die zweite Steuervorrichtung dazu konfiguriert sind, die gewonnene Information dazu zu verwenden, eine Funkverbindung zwischen dem mobilem Gerät und dem Gerät zu etablieren.

20. Computerprogramm, das in den internen Speicher zumindest einer Steuervorrichtung geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt werden, wenn das Computerprogramm auf der zumindest einen Steuervorrichtung läuft.

21. Computerprogrammprodukt, das auf einem in einen Computer einsetzbaren Datenmedium gespeichert ist, umfassend computerlesbare Programmmittel, mit denen ein Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführen kann.