DE19629646C2 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Identifikation von Komponenten medizinischer Gerätesysteme - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Identifikation von Komponenten medizinischer GerätesystemeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen
Identifikation und Erfassung charakteristischer Kenndaten von Komponenten von
Endoskopiesystemen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 12.
Ein
solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der EP 0 534 198 A2
bekannt.
In der Technik sind verschiedene Verfahren zur Identifikation von Komponenten
üblich, die mit unterschiedlichen Übertragungs- und Kodierverfahren arbeiten. Als
Beispiel seien hier lediglich erwähnt die zur Identifikation von Komponenten in
der Teilefertigung dienenden Verfahren, z. B. bei der Lagerhaltung, die überwie
gend mit optisch oder magnetisch ablesbaren Strichcodes arbeiten, und ähnliche
Verfahren zur Disposition von Waren, z. B. in Versandhäusern und Großkaufhäu
sern, sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Identifikation beweglicher Objekte,
z. B. zur Identifikation von Fahrzeugen, wie Schiffen, Flugzeugen und Landfahr
zeugen, die mittels elektromagnetisch übertragener Abfragesignale einen in der
Komponente, d. h. im Fahrzeug in einem Transponder gespeicherten Identifika
tionscode abfragen, der dann aktiv oder
passiv zur abfragenden Station gesendet wird. Diese üblichen
Identifikationssysteme arbeiten berührungslos, benötigen jedoch,
abgesehen von den einen Strichcode abfragenden Systemen, eine
Energiequelle im abgefragten Objekt.
Es ist auch ein auf einer induktiven Kopplung beruhendes, berüh
rungsloses Energie- und Datenübertragungsverfahren bekannt, bei
dem ein Schreib-Lesekopf und die abzufragende Komponente
jeweils eine Hochfrequenzspule aufweisen, so daß die abzufragen
de Komponente und die den Schreib-Lesekopf aufweisende separa
te Einheit bei einem Identifikationsvorgang wie ein lose gekoppel
ter Transformator wirken. Bei der Abfrage erzeugt die Hochfre
quenzspule des Schreib-Lesekopfs ein Hochfrequenzfeld. Die
Spule in der Komponente empfängt das Feld und versorgt einen
mit der Spule verbundenen, als Datenträger fungierenden elek
tronischen Speicher mit Energie, der dann durch eine Speicher
auslese- und Kontrollogik ausgelesen werden kann. Die ausgelese
nen Daten werden zur Hochfrequenzspule der Komponente gelei
tet. Diese Spule bildet zusammen mit einem Kondensator einen
Schwingkreis, dessen Schwingung durch die aus dem Speicher
ausgelesenen Daten moduliert wird. Diese Modulation wird wie
derum zur Hochfrequenzspule des Schreib-Lesekopfs übertragen,
dort erkannt und an einen Empfangskreis weitergeleitet. Diese Art
der Modulation ist als "Absorptionsmodulation" bekannt und wird
z. B. in der Radartechnik eingesetzt. Letztlich stellt eine solche
Absorptionsmodulation eine Pulsdauermodulation dar.
Auf diesem Prinzip aufbauend läßt sich auch ein Identifikations
verfahren verwirklichen, bei dem der in der Komponente als
Datenträger enthaltene Speicher nicht nur auslesbar, sondern auch
beschreibbar ist. Außer der reinen Übertragung von Identfika
tionsdaten ist es auch möglich, Befehlssignale zum Datenträger,
d. h. zur Komponente zu übertragen, um Funktionen des Daten
trägers zu steuern.
Das aus der schon genannten EP 0 534 198 A2 bekannte Identifika
tionssystem wird bei einem Endoskop angewendet, bei dem endo
skopseitig ein Speicher für spezielle Kenndaten des Endoskops
und ein mit dem Endoskop über Kontakte koppelbares Steuergerät
vorgesehen sind, mit dem die Kenndaten abgefragt werden kön
nen, um z. B. Abgleichparameter für die am Steuergerät einzustel
lenden Betriebsparameter zu gewinnen. Solche im Datenträger des
Endoskops gespeicherte Kenndaten können außer Abgleilchparame
ter auch andere Parameter, wie z. B. Betriebsdauer, Wartungsinter
vall, Seriennummer und dergleichen bezeichnen.
Ferner ist aus dem Patent DE 37 42 900 C2 eine Endoskopeinrich
tung mit einem Videoendoskop und einem Steuergerät für den
Bildwandler beschrieben. Kenndaten des Endoskops, insbesondere
die Zahl der Bildpunkte des Bildwandlers, sind in einem endo
skopseitigen Speicher abgelegt, der innerhalb des Steckers an
geordnet ist, mit dem das Videoendoskop am Steuergerät ange
steckt wird. Durch Abfrage der gespeicherten Kenndaten kann
dann das Steuergerät individuell an das Endoskop angepaßt wer
den. Die Abfrage geschieht über Kontakte des Steckers.
In der Medizintechnik, insbesondere in der Endoskopie, besteht
bis heute keine Möglichkeit, berührungslos Kenndaten mehrerer,
inbesondere austauschbarer, zu einem medizinischen Gerätesystem
gehörender Komponenten mittels eines für die Medizintechnik
besonders geeigneten und sicheren Verfahrens automatisch ab
zulesen und zu registrieren und auch eine Änderung der Kenn
daten der Komponenten zu bewirken.
Besonders in der medizinischen Endoskopie ist es häufig nötig, Optiken und
Objektive bei der klinischen Anwendung aufzubereiten bzw. zu sterilisieren. Dazu
müssen im Rahmen der Qualitätssicherung und der ISO-Zertifizierung von Klini
ken Aufbereitungs- und Sterilisationszyklen instrumentenspezifisch dokumentiert
werden. Erst diese Dokumentation erlaubt eine eindeutige Beurteilung der
Gebrauchsfähigkeit und Zuverlässigkeit der oben genannten Komponenten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automati
schen Identifikation und Erfassung charakteristischer Kenndaten von Komponen
ten von Endoskopiesystemen anzugeben, wobei nicht nur eine Identifikation und
die Erfassung charakteristischer Kenndaten, sondern auch eine automatische und
berührungsfreie instrumentenspezifische Dokumentation von Vorgängen ausge
führt werden soll, die die Gebrauchsfähigkeit besonders beeinträchtigen können,
insbesondere von Sterilisationszyklen. Ferner soll auch ein Neueinschreiben von
Identifikations- und charakteristischen Kenndaten möglich sein.
Das Verfahren und die Vorrichtung sollen es ferner ermöglichen, durch die Erfas
sung von charakteristischen Kenndaten der jeweiligen Komponenten eine automa
tische Anpassung eines nachfolgenden, an die jeweilige Komponente anschließ
baren Geräts zu erreichen, wie z. B. bei Videokameras eine Anpassung der Bild
größe, eine Verzeichnungskorrektur, eine Anpassung an die Lichtregelcharakteri
stik, eine Anpassung an die Apertur einer verwendeten Lichtquelle etc..
Anspruch 1 kennzeichnet ein die obige Aufgabe lösendes erfindungsgemäßes
Verfahren, während Anspruch 12 eine die obige Aufgabe lösende erfindungs
gemäße Vorrichtung spezifiziert.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den
Ansprüchen 2 bis 11 bzw. 13 bis 22 angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur automatischen
Identifikation und Erfassung charakteristischer Kenndaten von Komponenten von
Endoskopiesystemen, bei dem in der Komponente ein von einer separaten Einheit
beschreib- und lesbarer Datenträger zur Speicherung von Parametern zumindest
dieser Komponente und in der separaten Einheit wenigstens eine Schreib- und
Lesesteuervorrichtung zum wiederholbaren Beschreiben und Lesen des Daten
trägers vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Bereitstellen eines berührungslosen Energie- und Datenübertragungs systems in der Komponente und in der separaten Einheit zur Übertragung von Parameter angebenden Daten zwischen dem Datenträger der Kompo nente und der separaten Einheit in beiden Richtungen;
- b) Positionieren der Komponente in der Nähe der separaten Einheit;
- c) Aktivieren eines Identifikations- bzw. Erfassungsvorgangs, indem berüh rungslos ein Identifikations-Abfragesignal von der separaten Einheit zur Komponente über das Datenübertragungssystem übertragen wird;
- d) Empfangen des Identifikations-Abfragesignals durch die Komponente und Auslesen wenigstens eines Identifikationsparameters oder zu erfassender Kenndaten aus dem Datenträger;
- e) Übertragung eines den Identifikationsparameter oder die zu erfassenden Kenndaten angebenden Antwortsignals an die separate Einheit;
- f) Empfangen und Registrieren der zu erfassenden Kenndaten oder des Identi fikationsparameters der Komponente durch das Antwortsignal in der separaten Einheit, und durch einen weiteren Schritt, der einen Schreib vorgang zum Ändern oder Neueinspeichern von Daten eines Parameters in den Datenträger der Komponente aktiviert, ein entsprechendes Schreib signal über das Datenübertragungssystem von der separaten Einheit zur Komponente überträgt, im dortigen Datenspeicher einen oder mehrere Parameter entsprechend dem Schreibsignal ändert oder neu einschreibt.
Vorteilhafterweise kann dem erfindungsgemäßen Verfahren ein weiterer Schritt
hinzugefügt werden, der auf den Schritt, der den oder die Parameter neu ein
schreibt oder ändert, ein Quittungssignal von der Komponente über das Datenüber
tragungssystem zur separaten Einheit sendet, und auf das Quittungssignal hin die
Aktivierung des Schreibvorgangs beendet. Weiterhin ist eine Aktivierung des
Identifikations- und/oder Schreibvorgangs durch einen Bedienungsschritt an der
separaten Einheit möglich.
Das Verfahren läßt sich außerdem durch einen Überwachungsschritt zur Überwa
chung des Identifikations- und/oder Schreibvorgangs seitens einer Bedienperson
fortbilden. Zweckmäßigerweise nimmt die Bedienperson die Überwachung an
einem Monitor vor.
Die die Schreib- und Lesesteuervorrichtung enthaltende separate Einheit kann
lediglich dazu eingerichtet sein, die Identifikations- und/oder Schreiboperationen
auch bei verschiedenen Komponenten zu aktivieren und auszuführen und gegebe
nenfalls die Überwachung der Operation auszuführen. Dazu kann die separate
Einheit auch mit einem übergeordneten Computer verbunden sein.
Alternativ ist vorgesehen, daß die separate Einheit ein Bestandteil des jeweiligen
medizinischen Gerätesystems ist. Bei dem als besonderer Einsatzfall anvisierten
Endoskopsystem kann die separate Einheit z. B. ein Kamerakopf einer Videokame
ra sein.
Ein weiterer vorteilhafter Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
aufgrund der von der Komponente zur separaten Einheit übertragenen Parameter
daten Steuer- und/oder Regelvorgänge in der separaten Einheit zu aktivieren
und/oder auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur automati
schen Identifizierung und Erfassung charakteristischer Kenndaten von Komponen
ten von Endoskopiesystemen, mit
- - einer Einheit, die separat von den Komponenten vorgesehen ist und die eine Lese-Schreibsteuervorrichtung aufweist, und
- - einem beschreib- und lesbaren Datenträger in jeder Komponente zur Speicherung von Komponenten-Parameter angebenden Datensignalen, wobei Inhalte des Datenträgers durch die Lese-Schreibsteuervorrichtung auslesbar und einschreibbar und in der separaten Einheit zumindest speicherbar sind, gekenn zeichnet durch
- - ein in der Komponente und der separaten Einheit vorgesehenes, berüh rungsloses Energie- und Datenübertragungssystem zur Übertragung von Daten signalen zwischen der separaten Einheit und dem Datenträger der Komponente in beiden Richtungen,
- - einen Schreib-Lesekopf, der mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung verbun den ist,
- - eine Signalerzeugungs- und Modulations-Demodulationseinheit in der separaten Einheit, die mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung und dem Schreib- Lesekopf verbunden ist, um Datensignale zu modulieren bzw. zu demodulieren und
- - eine mit dem Datenträger in der Komponente verbundene Sende-Emp fangseinrichtung zum Senden und Empfangen von Datensignalen von bzw. in der Komponente, wobei alle Einrichtungen in der Komponente durch den Übertra gungsvorgang von der separaten Einheit gespeist werden und keine eigene Ener giequelle haben.
Bevorzugt ist das Datenübertragungssystem gestützt auf eine induktive Hoch
frequenzübertragung. Weiterhin werden die übertragenen Datensignale durch das
Datenübertragungssystem einer Pulsdauermodulation unterworfen. Die so modu
lierten Datensignale werden zwischen der Komponente und der separaten Einheit
und umgekehrt in einer Rahmenstruktur übertragen, die zu Beginn einen Ken
nungscode, darauf folgend einen oder mehrere Datenposten und am Ende einen
Prüfcode zumindest zur Erkennung von Fehlern in den Datenposten beinhaltet.
Die separate Einheit hat eine Bedieneinrichtung zur Aktivierung einer
Identifikations- und/oder Schreiboperation. Die Bedienvorrichtung kann mit der
separaten Einheit verbunden oder alternativ integraler Bestandteil derselben sein.
Weiter kann ein Monitor mit der separaten Einheit verbunden
sein. Die Bedienvorrichtung und der Monitor können auch Teile
eines übergeordneten, mit der separaten Einheit verbundenen
Computersystems sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigt
- - Fig. 1 schematisch und blockartig die Grundstruktur einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur auto matischen Identifizierung von Komponenten medizinischer Gerätesysteme;
- - Fig. 2 eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vor richtung bei einem Endoskopiesystem;
- - Fig. 3 schematisch die Grundstruktur des verwendeten Übertragungssystems mit induktiver Kopplung zwischen einem Lese-Schreibkopf in der separa ten Einheit und einer Induktionsspule in der Komponente;
- - Fig. 4 ein auf dem induktiven Kopplungsprinzip gemäß Fig. 3 beruhendes, an sich bekanntes Signal- und Datenübertragungssystem;
- - Fig. 5 eine bei dem Datenübertragungssystem gemäß Fig. 4 verwendete Pulsdauermodulationsart;
- - Fig. 6 eine Rahmenstruktur für die zwischen der Kom ponente und der separaten Einheit und umge kehrt übertragenen Datensignale;
- - Fig. 7 schematisch einen Aufbereitungskreislauf eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus gestatteten Endoskops;
- - Fig. 8 bis 12 jeweils Anwendungsbeispiele der erfindungs gemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemä ßen Verfahrens bei verschieden konfigurierten Endoskopsystemen.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht prinzipiell aus wenigstens
einer separat von wenigstens einer Systemkomponente 30 vor
gesehenen Einheit 10, die eine Lese-Schreibsteuervorrichtung 20
aufweist. Die Lese-Schreibsteuervorrichtung 20 ist mit einem
Schreib-Lesekopf 22 verbunden, der weiter unten beschrieben
wird. Die schematisch angedeutete Komponente 30 weist einen
einschreib- und auslesbaren Datenträger 33 zur Speicherung von
Datensignalen auf, die Parameter wenigstens dieser Komponente
angeben.
Ein berührungsloses Energie- und Datenübertragungssystem 32,
wie es noch später beschrieben wird, umfaßt den Schreib-Lesekopf
22 der separaten Einheit 10, eine nicht gesondert bezeichnete
Übertragungsstrecke und in der Komponente 30 eine Sende-Emp
fangseinrichtung zum Senden und Empfangen von Datensignalen
von bzw. in der Komponente. Ferner ist die Sende-Empfangsein
richtung 34 mit dem Datenträger 33 in der Komponente 30 ver
bunden. Die Inhalte des Datenträgers 33 sind durch die Lese-
Schreibsteuervorrichtung 20 auslesbar und einschreibbar und in
der separaten Einheit 10 wenigstens speicherbar. Weiter unten
wird jedoch ausgeführt, daß Inhalte, die aus dem Datenträger 33
der Komponente 30 ausgelesen werden, auch zur Aktivierung von
Regel- bzw. Steuervorgängen in der separaten Einheit 10 und/-
oder einer mit ihr verbundenen gesteuerten Einheit 15 dienen
können.
Das Datenübertragungssystem 32 ist so eingerichtet, daß alle
Einrichtungen in der Komponente 30 durch den Übertragungsvor
gang von der separaten Einheit 10 gespeist werden und daß sie
keine eigene Energiequelle haben.
In Fig. 2 ist ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver
fahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automati
schen Identifizierung von Komponenten eines medizinischen Gerä
tesystems dargestellt, wobei in diesem Beispiel ein Endoskopiesy
stem dargestellt ist.
Die gesteuerte Einrichtung ist hier eine Videokamera 15a, die
über eine Kabel 16a mit einem Monitor 14a verbunden ist. Die
Videokamera 15a ist außerdem durch ein Kabel 17 mit einem
Kamerakopf 18 verbunden. In einem Teil des Kamerakopfs 18 ist
eine separate Einheit 10' untergebracht, die demnach in diesem
Beispiel ein Systembestandteil ist und die eine Lese-Schreibeinheit
20a und einen in Fig. 2 nicht gezeigten Schreib-Lesekopf, wie er
anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, enthält.
In Fig. 2 sind zwei mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung identi
fizierbare Komponenten, nämlich ein Objektiv 30a und eine Endo
skopoptik 30b, dargestellt. Beide Komponenten 30a, 30b enthalten
jeweils einen Datenträger 33, der jedoch in Fig. 2 nicht gesondert
dargestellt ist. Im Datenträger des Objektivs 30a und auch im
Datenträger der Endoskopoptik 30b können nicht nur die Serien
nummern der jeweiligen Komponente und die Dauer des Aufberei
tungszyklusses gespeichert sein, sondern auch Datensignale, die
eine automatische Adaptierung des Kamerakopfs 18 und der damit
verbundenen Videokamera 15a ermöglichen, wie z. B. die Adaptie
rung der Bildgröße und die Korrektur der Verzeichnung, die
Adaptierung der Lichtregelcharakteristik, die Begrenzung der
Leistung und die Aperturanpassung einer Lichtquelle.
Fig. 3 zeigt eine Induktionsspulenanordnung des bei der Erfindung
verwendeten berührungslosen Übertragungssystems. In der separa
ten Einheit 10 befindet sich ein als Lese-Schreibspule gestalteter
Schreib-Lesekopf 22. Dieser kann mit oder ohne Eisen bzw. Fer
ritkern ausgeführt sein. Der Schreib-Lesekopf 22 enthält eine
Sendespule 24, um bei einer Datenübertragung Energie zur Kom
ponente 30 zu übertragen (Pfeil A). Dieselbe Spule 24 wird dazu
benutzt, um die von der Komponente zurückgesendeten Daten
signale zu empfangen (Pfeil B). In der Komponente 30 weist die
Sende-Empfangseinrichtung 34 ebenfalls eine Spule mit oder ohne
Ferritkern auf. Für eine sichere Energie- und Datenübertragung
ist eine gute Kopplung zwischen dem Schreib-Lesekopf 22 in der
separaten Einheit 10 und der Spule 34 wichtig, da die magneti
schen Feldlinien nur eine geringe Reichweite haben. Dabei wirken
die Spule 24 der separaten Einheit 10 und die des Datenträgers in
der Komponente 30 als lose gekoppelter Transformator. Allgemein
wird ein Abstand von ca. 100 mm zwischen der Spule des Schreib-
Lesekopfs und der des Datenträgers als ausreichend angesehen.
Die Spule des Lesekopfs erzeugt ein magnetisches Hochfrequenz
feld. Die Spule des Datenträgers empfängt das Feld, versorgt den
Datenträger mit Energie und sorgt für die darauffolgende Über
tragung der im Datenträger gespeicherten Daten. Der als Daten
träger dienende Schreib-Lesespeicher und eine zugehörige Steuer
logik können gemeinsam als Schaltung auf einem Chip integriert
sein (vgl. Fig. 4).
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Prinzipschaltung eines wie
derprogrammierbaren berührungslosen Hochfrequenzübertragungs
verfahrens, wie es bei der vorliegende Erfindung bevorzugt zur
Identifikation von Komponenten medizinischer Systeme verwendet
wird. Die in Fig. 4 als Blockschaltbild dargestellte Schaltung der
Spule 34 und des Chips 35 in der Komponente 30 ist an sich
bekannt und wird deshalb nicht näher beschrieben. Wesentlich ist,
daß die Spule 34 zusammen mit Kondensatoren C1, C2 einen
Schwingkreis bildet, der bei der Datenübertragung von der Spule
24 des Schreib-Lesekopfs 22 mit Energie versorgt wird. Dann
schaltet die zusammen mit dem Datenträger 33 in dem Chip
integrierte Steuerlogik 36 einen Widerstand R ein und aus.
Der Energieverbrauch des Chips ändert sich mit den Daten, und
diese passive Modulation wird über den aus der Spule 34 und den
Kondensatoren C1, C2 bestehenden Schwingkreis zur Spule 24 in
der separaten Einheit 20 zurück übertragen. Die modulierten
Signale lassen sich im Schreib-Lesekopf 22 demodulieren. Dazu
weist die Lese-Schreibsteuervorrichtung 20 der separaten Einheit
10 eine Signalerzeugungs- und Modulationseinheit 26 und eine
Demodulationseinheit 25 auf. Die Schaltungsanordnung der Ein
heiten 25, 26 in der Lese-Schreibsteuervorrichtung 20 ist an sich
bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. Die verwendete
Modulationsart ist auch als "Absorptionsmodulation" bekannt.
Fig. 5 zeigt mit Hilfe dieser Modulationsart modulierte Daten
signale P1 entsprechend einer logischen "1" und ein Datensignal
P2 entsprechend einer logischen "0", die jeweils unterschiedliche
Impulsperiodendauern aufweisen. Die Trägerfrequenz, die z. B. 125
kHz beträgt, dient der erwähnten Energieversorgung des Daten
trägers. Die verwendeten Schwingkreise sind auf die Trägerfre
quenz abgestimmt. Diese Schaltung erlaubt nicht nur die Rück
übertragung der im Datenträger 33 gespeicherten Datensignale,
wie Kenngrößen usw., sondern auch ein Neueinschreiben von
Daten in den Datenträger 33. Dazu werden von den in Fig. 4
dargestellten Signalerzeugungs- und Modulations-Demodulations
einheiten 25, 26 außer Daten auch Kommandos zum Datenträger
33 der Komponente 30 übertragen, um dessen Funktion zu steu
ern.
Fig. 6 zeigt einen für die Datenübertragung in dem bislang be
schriebenen Übertragungssystem geeignete Rahmenstruktur F, die
einen Kennungscode ID am Anfang des Rahmens, ein oder mehre
re Datenposten D1, D2...Dn, die dem Kennungscode ID folgen,
und einen Prüfcode CRC am Ende des Rahmens aufweist. Der
Prüfcode CRC dient dazu, Fehler in den Datenposten zu erken
nen.
In der Fig. 7 ist ein Beispiel der Anwendung der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung und des Verfahrens zur automatischen Identifi
zierung eines mit einem zuvor beschriebenen Datenträger ausge
statteten Endoskops in einem Wiederaufbereitungszyklus gezeigt.
Im Stadium I wird ein verwendetes Endoskop 30b in die Nähe
eines Schreib-Lesekopfs 22 einer separaten Einheit 10 gebracht
(Abstand a beträgt ca. 100 mm). Die separate Einheit 10 kann
Bestandteil eines Sterilisationsgeräts sein. Die Datenübertragung
liefert z. B. die Seriennummer der Komponente, d. h. des Endo
skops 30b, die gelesen und im Sterilisationsgerät gespeichert wird.
Weiterhin können die aus dem Datenträger des Endoskops 30b
ausgelesenen Datensignale auch Vorgaben für den Sterilisations
zyklus enthalten, die dessen Parameter steuern oder regeln.
Im Stadium II wird das Sterilisationsgerät mit dem zu sterilisie
renden Endoskop beschickt und der Sterilisationsvorgang durch
geführt. Im Stadium III wird das Endoskop noch einmal an den im
Sterilisationsgerät befindlichen Lese-Schreibkopf herangeführt.
Jetzt wird z. B. die im Endoskop gespeicherte Zahl von Sterilisa
tionszyklen um 1 erhöht. Bei der dabei durchgeführten Datenüber
tragung erfolgt demnach ein Lesen und ein Beschreiben des Da
tenträgers im Endoskop. Schließlich wird das Endoskop im Stadi
um IV erneut benutzt.
Im Reparaturfall kann der Datenträger des Endoskops am Repara
turort ausgelesen werden. Die gespeicherten Daten können zur
Überprüfung von Garantieleistungen dienen. Nach einer Reparatur
kann die im Endoskop gespeicherte Zahl von Reparaturfällen um
1 erhöht werden. Dazu ist in der Reparaturabteilung eine separate
Einheit 10 gemäß der Erfindung vorhanden, die auf dieselbe
Weise wie zuvor beschrieben eine Datenübertragung zwischen der
separaten Einheit und dem Datenträger des Endoskops aktiviert
und ausführt.
Es ist zu bemerken, daß bei dem oben beschriebenen und in Fig.
7 dargestellten Anwendungsbeispiel kein bedienerkontrollierter
Aktivierungs- und Datenübertragungsvorgang gezeigt ist. Dies ist
jedoch in jedem Fall sinnvoll, wenn gezielt Datenwerte in den
Datenträger der Komponente eingeschrieben und nicht nur im
Datenträger gespeicherte Zählwerte inkrementiert oder dekremen
tiert werden müssen.
In Fig. 8 ist ein Endoskopiesystem in einer ersten Konfiguration
100 gezeigt, die ein weiteres Anwendungsbeispiel der Vorrichtung
und des Verfahrens nach der Erfindung betrifft. Ein Endoskop 130
mit einem Datenträger 133 gemäß der Erfindung ist über einen
mit einer Lesespule 122 gemäß der Erfindung ausgestatteten
Lichtleitkabel 110 an einer Lichtquelle 115 angeschlossen, die als
gesteuertes oder geregeltes Gerät im Sinne der obigen Beschrei
bung angesehen wird. Die Lichtquelle kann durch die mit dem
erfindungsgemäßen Datenübertragungsverfahren von den Kom
ponenten 130 und 110 bzw. durch die aus den darin enthaltenen
Datenträgern 133, 122 ausgelesenen Daten betreffend die emit
tierte maximale Lichtenergie, die Apertur und andere das Licht
leitkabel und das verwendete Endoskop betreffende Parameter
automatisch angepaßt werden. Insbesondere bei Lichtquellen mit
Lampen, die ein stark mittenbetontes Abstrahlprofil aufweisen,
wie z. B. Xenon-Kurzbogenlampen, kann zur Verbesserung der
Abstrahlcharakteristik vorgesehen sein, Verlaufsfilter, mattierte
Linsen oder teildurchlässige Komponenten automatisch aufgrund
dieser Daten in den Strahlengang einzuschwenken.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel stellt die in Fig. 9 gezeigte
Konfiguration 101 eines Endoskopiesystems dar, welches als Alter
native zu dem in Fig. 8 gezeigten System 100 angesehen werden
kann. Der obere Teil des Endoskopiesystems 101 ist ähnlich dem
in Fig. 2 gezeigten, wobei der Monitor weggelassen ist. Ein Endo
skop 130b mit einem ersten Datenträger 133b ist mit seinem
proximalen Ende am distalen Ende eines Objektivs 130a angekop
pelt, das einen zweiten Datenträger 133c aufweist. Das Objektiv
130a ist seinerseits mit seinem proximalen Ende an einem Kame
rakopf 118 anschließbar, welcher eine Lesespule 122a gemäß der
Erfindung aufweist. Der Kamerakopf 118 ist über ein Leitungs
system 117 mit einer Videokamera 115a gekoppelt, welche mit
einer Funktion zur automatischen Adaption an den jeweils einge
setzten Kamerakopf, das Objektiv und das Endoskop ausgestattet
ist, um so eine Adaption an Bildgröße, die Korrektur der Ver
zeichnung, die Adaption der Lichtregelcharakteristik, die Begren
zung der Leistung und eine Anpassung der Apertur einer Licht
quelle 115b zu ermöglichen. Diese Lichtquelle 115b ist in her
kömmlicher Weise über ein Lichtleitkabel 110a mit dem zugehöri
gen Anschluß des Endoskops gekoppelt. Die Lichtquelle 115b
empfängt die zur Adaption nötigen Daten über eine Datenübertra
gungsstrecke 116 (Pfeil D), die vorzugsweise als bidirektionale
Datenstrecke ausgestaltet ist. Wegen der über die Datenübertra
gungsstrecke 116 von der Videokamera 115a zur Lichtquelle 115b
übertragbaren Daten braucht der distale Anschluß des Lichtleitka
bels 110a keinen Schreib-Lesekopf, da die zu übertragenden Da
ten über die Datenstrecke 116 zur Lichtquelle 115b gelangen.
In Fig. 10 ist ein Anwendungsbeispiel der Erfindung bei einem
elektrochirurgischen Hochfrequenzsystem 102 gezeigt. In eine
Trokarhülse oder einen Arbeitskanal 140 läßt sich proximal eine
HF-Sonde oder eine Thermokoagulationssonde 141 einführen, die
an ihrem proximalen Ende mit einem Datenträger 143 versehen
ist. Die Hochfrequenzleistung wird von einem Hochfrequenzlei
stungsgenerator oder einem Thermokoagulations-Steuergerät 150
durch ein Kabel 144 zugeführt, welches an seinem distalen Ende
mit einem erfindungsgemäßen Schreib-Lesekopf 142 ausgestattet
ist. Auf diese Weise lassen sich Leistung und/oder Frequenz,
Pulsbreite usw. am Hochfrequenzleistungsgenerator 150 an die
HF-Sonde 141 entsprechend den im Datenträger 143 gespeicherten
Daten anpassen. Ein in Fig. 10 außerdem dargestelltes Endoskop
130 kann zusätzlich oder statt der HF-Sonde 141 in die Trokarhül
se bzw. den Arbeitskanal 140 eingesetzt und damit gekoppelt
werden. Das Endoskop 130 kann auch einen Datenträger etwa
gemäß den Fig. 2, 8 und 9 haben.
Bei dem in Fig. 11 gezeigten Anwendungsbeispiel 103 der Erfin
dung ist ein Insufflationssteuergerät 160 über einen Pneumatik
schlauch 161 an einem zugehörigen Anschluß einer Trokarhülse
164 anschließbar. Die Trokarhülse 164 ist an diesem Anschluß mit
einem Datenträger 163 ausgestattet, während das distale Ende des
Pneumatikschlauchs 161 mit einem erfindungsgemäßen Schreib-
Lesekopf 162 versehen ist. Auf diese Weise läßt sich durch die im
Datenträger 163 des Luftanschlusses der Trokarhülse 164 gespei
cherten Daten das Insufflationssteuergerät 160 hinsichtlich des zu
erzeugenden Druckes, der Druckimpulse etc. automatisch an die
verwendete Trokarhülse anpassen.
In Fig. 12 schließlich ist ein aus den in Fig. 8 bis Fig. 11 gezeig
ten Anwendungsbeispielen 100 bis 103 kombiniertes Endoskopiesy
stem gezeigt. Die Videokamera 115a mit automatischer Adaption
ist mit der Lichtquelle 115 mit ebenfalls automatischer Adaption,
diese mit einem Insufflationssteuergerät 160 und letzteres mit
einem elektrochirurgischen Hochfrequenzgenerator 150 mit auto
matischer Adaption durch eine jeweilige Datenübertragungsstrecke
116, 116', 116'' verbunden. Die Trokarhülse ist wenigstens an
ihrem Luftanschluß, an dem der Insufflationsschlauch angeschlos
sen wird, mit einem Datenträger gemäß der Erfindung ausgerüstet.
Das distale Ende des Insufflationsschlauchs weist einen Schreib-
Lesekopf gemäß der Erfindung auf. Die weiteren in Fig. 12 ge
zeigten Komponenten sind mit den entsprechenden in den Fig. 8
bis 11 gezeigten identisch oder äquivalent und mit denselben Be
zugsziffern bezeichnet.
Alternativ können einzelne oder mehrere Komponenten/Funk
tionseinheiten des in Fig. 12 gezeigten Systems auch ohne Daten
träger bzw. Schreib-Lesespule bleiben. Die relevanten Informatio
nen werden bei dieser Alternative über die Datenübertragungs
strecken 116, 116', 116'', 116''' übermittelt. Selbstverständlich
können weitere Datenübertragungsstrecken jeweils zwischen den
gesteuerten Geräten 115, 115a, 150 und 160 und weiteren Geräten
vorgesehen sein.
Auch Systemkomponenten, die im allgemeinen nicht in elektri
schem Kontakt mit Steuergeräten oder ähnlichem stehen, wie rein
mechanische Komponenten, z. B. Endoskope oder Objektive oder
auch Sonden, können mit einem beschreib- und lesbaren Speicher
zu einer erfindungsgemäßen Identifikation der Komponente ver
sehen sein.
Sowohl die Energie- als auch die Datenübertragung erfolgt berüh
rungslos und kontaktfrei. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft,
da bei vielen Endoskopsystemen eine direkte Spannungsversorgung
unerwünscht oder gefährlich ist.
Die vorangehend anhand der Fig. 8 bis 12 beschriebenen Anwen
dungsbeispiele der Erfindung verdeutlichen, daß das erfindungs
gemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Identifikation von
Komponenten medizinischer Gerätesysteme auch in Kombination
mit herkömmlichen Datenübertragungsverfahren angewendet wer
den können, wie sie bei den Datenstrecken 116 gemäß Fig. 9 und
116', 116'', 116''' gemäß Fig. 12 einsetzbar sind. Das bei der
Erfindung verwendete berührungslose Übertragungsverfahren läßt
sich auch mit einem kontaktierenden Übertragungsverfahren etwa
gemäß der eingangs erwähnten EP-A-0 534 198 kombinieren.
Außerdem ist die Erfindung nicht auf die automatische Identifika
tion von Komponenten in Endoskopsystemen beschränkt. Vor
teilhaft ist die Erfindung auch bei anderen medizinischen Geräte
systemen anwendbar, die eine Sterilisation und/oder Aufbereitung
ihrer Systemkomponenten benötigen und bei denen eine Vielzahl
verschieden spezifizierter Komponenten eingesetzt werden können.
Claims (22)
1. Verfahren zur automatischen Identifikation und Erfassung charakteristi
scher Kenndaten von Komponenten von Endoskopiesystemen, bei dem in der
Komponente ein von einer separaten Einheit beschreib- und lesbarer Datenträger
zur Speicherung von Parametern zumindest dieser Komponente und in der separa
ten Einheit wenigstens eine Schreib- und Lesesteuervorrichtung zum wiederhol
baren Beschreiben und Lesen des Datenträgers vorgesehen sind, gekennzeichnet
durch folgende Schritte:
- a) Bereitstellen eines berührungslosen Energie- und Datenübertragungs systems in der Komponente und in der separaten Einheit zur Übertragung von Parameter angebenden Daten zwischen dem Datenträger der Kompo nente und der separaten Einheit in beiden Richtungen;
- b) Positionieren der Komponente in der Nähe der separaten Einheit;
- c) Aktivieren eines Identifikations- bzw. Erfassungsvorgangs, indem berüh rungslos ein Identifikations-Abfragesignal von der separaten Einheit zur Komponente über das Datenübertragungssystem übertragen wird;
- d) Empfangen des Identifikations-Abfragesignals durch die Komponente und Auslesen wenigstens eines Identifikationsparameters oder zu erfassender Kenndaten aus dem Datenträger;
- e) Übertragung eines den Identifikationsparameter oder die zu erfassenden Kenndaten angebenden Antwortsignals an die separate Einheit;
- f) Empfangen und Registrieren der zu erfassenden Kenndaten oder des Identi fikationsparameters der Komponente durch das Antwortsignal in der separaten Einheit, und durch einen weiteren Schritt, der einen Schreib vorgang zum Ändern oder Neueinspeichern von Daten eines Parameters in den Datenträger der Komponente aktiviert, ein entsprechendes Schreib signal über das Datenübertragungssystem von der separaten Einheit zur Komponente überträgt, im dortigen Datenspeicher einen oder mehrere Parameter entsprechend dem Schreibsignal ändert oder neu einschreibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schritt,
der den oder die Parameter neu einschreibt oder ändert, ein Quittungssignal von
der Komponente über das Datenübertragungssystem zur separaten Einheit gesen
det, und auf das Quittungssignal die Aktivierung des Schreibvorgangs beendet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Identifikations- und/oder der Schreibvorgang durch einen Bedienungsschritt an
der separaten Einheit aktiviert werden bzw. wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Überwachungsschritt zur Überwachung des Identifikations-
und/oder des Schreibvorgangs seitens einer Bedienperson vorgesehen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwa
chung an einem Monitor vornommen wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die separate Einheit zur Aktivierung und Ausführung von Operatio
nen bei verschiedenen Komponenten und gegebenenfalls zur Überwachung der
Operationen zur Anwendung kommt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die separate
Einheit mit einer übergeordneten Einheit, insbesondere einem Computer verbun
den ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
als separate Einheit ein Bestandteil des jeweiligen medizinischen Gerätesystems
zur Anwendung kommt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer
Schritt vorgesehen ist, der Steuer- und Regelvorgänge in der separaten Einheit
aufgrund der von der Komponente zur separaten Einheit übertragenen Parameter
daten aktiviert und ausführt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
als berührungsloses Energie- und Datenübertragungssystem ein
Hochfrequenzdatenübertragungssystem ohne separate Energiequelle verwendet
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hoch
frequenzdatenübertragungssystem mit einer induktiven Kopplung zwischen Kom
ponente und separater Einheit arbeitet.
12. Vorrichtung zur automatischen Identifizierung und Erfassung charakteristi
scher Kenndaten von Komponenten von Endoskopiesystemen, mit
einer Einheit (10), die separat von den Komponenten (30) vorgesehen ist und die eine Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) aufweist, und einem beschreib- und lesbaren Datenträger (33) in jeder Komponente (30) zur Speicherung von Komponenten-Parameter angebenden Datensignalen, wobei Inhalte des Datenträgers durch die Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) auslesbar und einschreibbar und in der separaten Einheit (10) zumindest speicherbar sind, gekennzeichnet durch
ein in der Komponente (30) und der separaten Einheit (10) vorgesehenes, berührungsloses Energie- und Datenübertragungssystem (32) zur Über tragung von Datensignalen zwischen der separaten Einheit und dem Daten träger der Komponente in beiden Richtungen,
einen Schreib-Lesekopf (22), der mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) verbunden ist,
eine Signalerzeugungs- und Modulations-Demodulationseinheit (25, 26) in der separaten Einheit (10), die mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) und dem Schreib-Lesekopf (22) verbunden ist, um Datensignale zu modu lieren bzw. zu demodulieren und
eine mit dem Datenträger (33) in der Komponente verbundene Sende- Emfangseinrichtung (34) zum Senden und Empfangen von Datensignalen von bzw. in der Komponente, wobei alle Einrichtungen (32, 33, 34) in der Komponente (30) durch den Übertragungsvorgang von der separaten Einheit (10) gespeist werden und keine eigene Energiequelle haben.
einer Einheit (10), die separat von den Komponenten (30) vorgesehen ist und die eine Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) aufweist, und einem beschreib- und lesbaren Datenträger (33) in jeder Komponente (30) zur Speicherung von Komponenten-Parameter angebenden Datensignalen, wobei Inhalte des Datenträgers durch die Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) auslesbar und einschreibbar und in der separaten Einheit (10) zumindest speicherbar sind, gekennzeichnet durch
ein in der Komponente (30) und der separaten Einheit (10) vorgesehenes, berührungsloses Energie- und Datenübertragungssystem (32) zur Über tragung von Datensignalen zwischen der separaten Einheit und dem Daten träger der Komponente in beiden Richtungen,
einen Schreib-Lesekopf (22), der mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) verbunden ist,
eine Signalerzeugungs- und Modulations-Demodulationseinheit (25, 26) in der separaten Einheit (10), die mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) und dem Schreib-Lesekopf (22) verbunden ist, um Datensignale zu modu lieren bzw. zu demodulieren und
eine mit dem Datenträger (33) in der Komponente verbundene Sende- Emfangseinrichtung (34) zum Senden und Empfangen von Datensignalen von bzw. in der Komponente, wobei alle Einrichtungen (32, 33, 34) in der Komponente (30) durch den Übertragungsvorgang von der separaten Einheit (10) gespeist werden und keine eigene Energiequelle haben.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Daten
übertragungssystem (32) ein induktives Hochfrequenzübertragungssystem ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Datenübertragungssystem (32) eine Pulsdauermodulation übertragener Daten
signale ausführt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen
der Komponente (30) und der separaten Einheit (10) übertragenen Signale eine
Rahmenstruktur (F) haben.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen
struktur (F) aufweist:
einen Kennungscode (ID),
mindestens einen Datenposten (D1, D2,...Dn), der dem Kennungscode (ID) folgt, und
einen Prüfcode (CRC) am Ende des Rahmens zur Erkennung von Fehlern der Datenposten.
einen Kennungscode (ID),
mindestens einen Datenposten (D1, D2,...Dn), der dem Kennungscode (ID) folgt, und
einen Prüfcode (CRC) am Ende des Rahmens zur Erkennung von Fehlern der Datenposten.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bedienvorrichtung (12) zur Aktivierung einer Identifikations- und/oder
Schreiboperation mit der Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) der separaten Einheit
(10) verbunden ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monitor
(14) zur Überwachung eines Identifikations- und/oder Schreibvorgangs mit der
Lese-Schreibsteuervorrichtung (20) der separaten Einheit (10) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bedienvorrichtung (12) und/oder der Monitor (14) Teile einer mit der separaten
Einheit (10) verbundenen übergeordneten Einheit (15), insbesondere eines Compu
ters, sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die separate Einheit (10) ein Bestandteil des jeweiligen medizinischen Geräte
systems ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die separate
Einheit (10) durch von der Komponente (30) ausgelesene Datensignale wahlweise
aktivierbar, steuerbar und regelbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die separate Einheit (10) Bestandteil eines Kamerakopfs eines
Endoskopsystems ist.
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