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2-2017

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Kommunikation

Kommunikation Bediensysteme: Vorteile für Funk Mensch-Maschine-Schnittstellen im OP Bild 1: In der Mehrzahl der aktuellen Projekte, die steute Meditec derzeit gemeinsam mit den Herstellern von Medizingeräten verfolgt, werden kabellose User Interfaces entwickelt Der überwiegende Anteil der User Interface, die steute Meditec gemeinsam mit den Herstellern von Medizingeräten projektiert, kommuniziert per Funk mit den zugehörigen Geräten. Für diese Aufgabe hat der steute-Geschäftsbereich Meditec einen Funkstandard entwickelt, der die spezifischen Anforderungen der Medizintechnik erfüllt. In naher Zukunft, d.h. im hybriden und interoperablen OP, dürfte der Funkkommunikation nochmals größere Bedeutung zukommen. Autor: Guido Becker, Produktmanager Meditec, steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG Kabel, die auf dem Boden des OP liegen, und komplexe, verschmutzungsanfällige Leitungseinführungen, das sind Merkmale von konventionellen Bediensystemen, die in der Medizintechnik schon aufgrund der Hygiene- Anforderungen unerwünscht sind. Deshalb kommen bei der Signalübertragung zwischen User Interface und Medizingerät im OP häufig Funksysteme zum Einsatz – auch, aber nicht nur, wenn es sich um komplexe Stelleinrichtungen für anspruchsvolle Anwendungen z.B. in der Elektrochirurgie, in der bildgebenden Diagnostik (Röntgen, CT, MRT) oder um Operationsmikroskope handelt (Bild 1). Der steute-Geschäftsbereich Meditec treibt diese Entwicklung seit mehr als einem Jahrzehnt voran. Anfangs handelte es sich um maßgeschneiderte Funk lösungen für definierte Einsatzbereiche. Seit dem Jahr 2003 steht mit „steute wireless“ jedoch eine Funktechnologie zur Verfügung, die universell in der Medizintechnik einsetzbar und an deren besondere Anforderungen angepasst ist. In der aktuellsten Version SW 2.4LE-MED wurde der Energiebedarf weiter reduziert und gleichzeitig die Verfügbarkeit durch anpassbare Sendeleistung erhöht. Anforderungen an Funksysteme für den OP Zu den zentralen Anforderungen gehört die Übertragungssicherheit, die bei SW 2.4LE-MED durch bidirektionale Kommunikation bei gleichzeitigem Frequency Hopping (Senden auf 40 verschiedenen Kanälen) gewährleistet wird. Zudem müssen mehrere Geräte parallel betrieben werden können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Dies wird durch das „Pairing“ von User Interface und Gerät während der Inbetriebnahme sichergestellt. Darüber hinaus erkennt das System, wenn sich ein Bediengerät außerhalb des Senderaums befindet. Wichtig ist auch die Koexistenz zu anderen in Krankenhäusern gebräuchlichen Funknetzen. Sie ist bei SW 2.4LE-MED ebenfalls gegeben. Weltweit nutzbar – energiearme Signale Da die Medizintechnik ein globaler Markt ist, gehört die weltweite Nutzbarkeit des Funksystems ebenfalls zu den Anforderungen. Hier ist die Verwendung von Standards sinnvoll, die auf breiter Ebene und über industrielle Anwendungen hinaus genutzt werden. In diesem Fall ist es der Blue tooth-Standard, der auf dem universellen, weltweit verfügbaren 2,4-GHz-Band sendet. Auf ihm – genauer gesagt auf der Low-Energy-Version Bluetooth 4.1 – setzt SW 2.4LE-MED auf. Die Energieversorgung der User Interfaces erfolgt zwangsläufig über Batterien. Aus Sicht der Anwender ist eine lange Batteriestandzeit wünschenswert. Das setzt ein exzellentes Energiemanagement voraus, und hier gerät man in einen Zielkonflikt zur Verfügbarkeit, die sich durch höhere Sendeleistung steigert. Die steute-Entwickler haben diesen Zielkonflikt durch einen „Sleep“-Modus gelöst. In diesem Modus verbraucht das System nur wenige Mikro-Ampere. Durch Betätigen einer Schalterfunktion wird es aktiviert und die Funk- Datenverbindung in weniger als 110 ms (typisch sind 55 ms) hergestellt. Der Anwender bemerkt davon nichts, profitiert aber von deutlich längerer Batterielebens- Bild 2: Schlüssel zur Nutzung der Funktechnik: Das Funkmodul 62 meditronic-journal 2/2017

Kommunikation Bild 3: Per App kann das User Interface komfortabel konfiguriert werden dauer. Die weitere Signalübertragung erfolgt dann bidirektional und innerhalb einer Übertragszeit von 20 ms. Mit maximal 11 mA ist die Stromaufnahme um bis zu 60% geringer als bei anderen Funk- Standards. Funk bietet viele Vorteile Dass der Einsatz solcher Funksysteme Vorteile bietet, liegt auf der Hand. Ein kabelloses Bediensystem lässt sich freier, d.h. ohne die Restriktionen des Kabels, positionieren. Es ist somit ergonomischer zu bedienen und es gibt im OP auch kein Kabel mehr, über das man stolpern könnte. Zudem müssen keine Leitungen, Stecker und Kabeleinführung gemäß den Hygiene-Anforderungen gereinigt werden. Aus diesen Gründen kommt die Wireless-Technik bei der Mehrzahl der Projekte von steute Meditec zum Einsatz. Das gilt für die „Custom“-Baureihe, also die kundenspezifisch entwickelten User Interfaces, und auch für die „Classic“-Baureihe, die vollständig modular aufgebaut ist und sich mit nur geringem Engineering-Aufwand an die individuellen Anforderungen anpassen lässt. Beide Baureihen lassen sich mit einem Funkmodul mit integrierter Antenne ausrüsten (Bild 2). Das Modul wird anstelle der Kabelverbindung im Schaltgerät installiert und kommuniziert mit dem zugehörigen Empfänger im Medizingerät. Der Empfänger kann als Leiterplatte ausgeführt sein, die vollständig ins Medizinsystem integriert wird, oder in einem separaten Gehäuse untergebracht sein. Auch Smartphones können eine Funktion übernehmen: Das User Interface lässt sich vom Servicepersonal per App konfigurieren In vielen Disziplinen der Medizin gibt es interessante Applikationen für derartige kabellose User Interfaces – u.a. in der Ophthalmologie, der Hochfrequenz-Chirurgie und der Neurochirurgie sowie bei OP-Mikroskopen und bildgebenden Verfahren wie CT und MRT. Auch Patientenliegen und Dentalstühle werden immer häufiger kabellos betätigt, und neben unterschiedlichsten fußbetätigten Stelleinrichtungen gehören auch Handbediengeräte zum Wireless-Programm von steute Meditec (Bild 4). Bild 4: Auch funkbetätigte Handbedienungen gehören zum Wireless- Programm von steute Meditec Bild 5: In Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Medizintechnik arbeitet steute an Lösungen für die Interoperabilität von User Interfaces Ausblick: Funk im interoperablen OP Das Funksystem SW 2.4LE- MED kommt in mehreren Projekten zum Einsatz, an denen sich die Entwickler von steute Meditec – teilweise zusammen mit Partnern aus Medizintechnik und Forschung – aktuell arbeiten. Ziel ist dabei die Entwicklungen von Lösungen für den vernetzten oder interoperablen OP (Bild 5). Das bedeutet, dass in (naher) Zukunft ein einziger Fußschalter ausreichen wird, um eine Vielzahl von Medizingeräten zu steuern. Über Zusatztasten am Fußschalter wählt der Operateur die gewünschte Funktion des entsprechenden Gerätes, das er über einen kabellosen Fußschalter aus dem Programm von steute Meditec steuert. Dabei zeigt z.B. der OP-Monitor die aktuelle Pedalbelegung an. So werden die Bediensysteme interoperabel und die steigende Anzahl der Medizingeräte im hybriden OP besser beherrschbar. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass sich die Hersteller der Medizingeräte auf Schnittstellen und Standards verständigen, die eine solche Interoperabilität ermöglichen. Auf dem Weg zum ganzheitlichen Informationsfluss Bei diesen Entwicklungsarbeiten denken die Akteure über den OP hinaus. Die offenen Standards, über die verschiedene Medizingeräte bedient werden, sind ein wichtiger Schritt zur Integration der Geräte in übergeordnete Dokumentations- und Informationssysteme und, noch einen Schritt weiter gedacht, zu ganzheitlichen Krankenhaus-Informationssystemen mit durchgängigem Datenfluss. Bediensysteme von Medizingeräten werden per App konfiguriert Über eine neue, von steute Meditec entwickelte Applikation (App) können Smartphones und Tablets direkt mit den User Interfaces von Medizingeräten kommunizieren. Der Hersteller des Medizingerätes konfiguriert mit der App zum Beispiel die Belegung von Tastenkombinationen und ändert die Gerätebezeichnung. Der Servicetechniker kann auf diese Weise sowohl Sendeleistung und -dauer verändern als auch das Pairing des Endgerätes mit einem neuen User Interface von steute einleiten. Dem Anwender bietet die App – die für die neueren Generationen der User Interfaces von steute Meditec ent wickelt wurde – die Möglichkeit, per Tablet den Ladezustand der Batterie abzufragen oder sich bei niedriger Akkuleistung des Interfaces eine Nachricht auf das Smartphone senden zu lassen. . steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG www.steute.de meditronic-journal 2/2017 63

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