Medizintechnik im OP und Wireless-Technologien passen gut zusammen, wenn das Funkprotokoll auf verbesserter Bluetooth-Basis sicher und zuverlässig arbeitet. Der Verzicht auf Kabel kommt der Hygiene entgegen und vermeidet Stolperfallen.
Sowohl in der industriellen Produktion als auch im privaten Leben werden Informationen zunehmend per Wireless-Technologie übertragen. Dass die Medizintechnik in dieser Hinsicht nicht an erster Stelle steht, liegt daran, dass hier die Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit extrem hoch sind, weil eine Fehlfunktion im schlimmsten Fall zu Verletzungen führen könnte. Dennoch besteht der dringende Wunsch, die Vorteile dieser Technologie auch in der Medizin, vor allem im OP, zu nutzen.
Das gilt besonders für Fußschaltgeräte, mit denen das OP-Personal sensible Prozesse wie das Positionieren und Regulieren von Lasersystemen steuern kann. Die Fußschaltpulte übernehmen hier weit mehr als die Steuerung von An-/Aus-Funktionen. Deshalb kommen als Stellorgane neben konventionellen Schaltelementen auch Schaltwippen, Betätigungsplatten oder Joysticks zum Einsatz. Häufig sind mehrere Schaltfunktionen in einem komplexen und individuell für den Einsatzfall entwickelten Schaltgerät zusammengefasst.
So praktisch und bewährt der Einsatz von Fußschaltern auch ist – die Kabel, die für die Stellsignale, Stromversorgung und Informationsübertragung benötigt werden, stören aus zwei Gründen:
- Sie können in der Hektik des OP zu Stolperfallen werden und
- sie sind schwer sauber zu halten, wenn höchste Hygienemaßstäbe anlegt werden.
Die Steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG aus Löhne hat bereits mehrfach kabellose Fußschalter entwickelt, etwa auf Infrarotbasis. Diese Lösungen waren zwar für den individuellen Einsatzfall geeignet, konnten aber nicht als generelles Funksystem für die Medizintechnik gelten, weil beispielsweise der Sicherheitsstandard nicht allen Anforderungen entsprach oder das Datenprotokoll nicht weltweit einsetzbar war. Auch andere Wireless-Technologien wie W-Lan und DECT erwiesen sich unter diesen Kriterien als ungeeignet.
Bei ihrer Suche nach einem einheitlichen Standard für den OP-Einsatz entschieden sich die Steute-Entwickler für das Bluetooth-Protokoll, das im Standardzustand schon als sicher gelten kann und weltweit genutzt wird. Allerdings wurde das Protokoll im Hinblick auf die Übertragungssicherheit und Störfestigkeit wesentlich modifiziert und ertüchtigt. So sind zum Beispiel der Sender – ein RF/BT-Modul – und Empfänger aufeinander abgestimmt, weil sie einen einmaligen Adresscode verwenden, der zu Beginn der Kommunikation ausgetauscht wird. Diese Art der bidirektionalen Kommunikation schafft die Voraussetzung für ein hohes Sicherheitsniveau – und sie ermöglicht den Betrieb mehrerer Bluetooth-Systeme im OP, ohne dass diese sich gegenseitig beeinflussen.
Ein weiteres Sicherheitsmerkmal ist das Frequenzhopping: Das zur Verfügung stehende Frequenzband von 2,4 bis 2,483 GHz ist in 79 Kanäle aufgeteilt, und Sender und Empfänger wechseln bis zu 1600 Mal/s synchron die Kanäle, auf denen sie miteinander kommunizieren. Zudem überwachen Sensoren permanent die Lage des Fußschalters: Wird er vom Boden abgehoben, werden die Schaltfunktionen gesperrt und ein Warnsignal erzeugt.
Für bestimmte Anwendungen mit geringeren Sicherheitsanforderungen könnte das Bluetooth-System allerdings überdimensioniert sein, etwa für Fußanlasser der Dentaltechnik oder Patientenliegen. Hier arbeitet Steute an einer Lösung, die auf geringerer Sicherheitsstufe ebenso zuverlässig ist. Zudem erlaubt die Lösung den Verzicht auf Batterien, weil die Schalter energieautark sind und die Energie für das Übertragen des Funksignals selbst erzeugen.
Thomas Kutschan Steute Schaltgeräte, Löhne
Bluetooth-Anwendung
Eines der ersten Geräte, das mit der Bluetooth-Technologie ausgestattet wurde, ist ein Phaco-System in der Ophthalmologie (Augenheilkunde). Bei der Phacoemulsifikation, kurz Phaco, wird der Linsenkern nicht komplett abgesaugt, sondern zerteilt und aufgelöst. Das ist eine Möglichkeit, um Katarakte operativ zu behandeln.
Der Multifunktions-Fußschalter ist für diese Anwendung mit einem zentralen Pedal ausgestattet, das sowohl horizontal als auch vertikal verstellt werden kann. Vier weitere Funktionen lassen sich mit der Fußspitze oder der Ferse betätigen. LED zeigen den Ladezustand der Batterie und die Betriebsbereitschaft der kabellosen Signalübertragung an. Je nachdem, welches Menü der Bediener wählt, werden über den Fußschalter unterschiedliche Funktionen betätigt. Das Programmieren dieser Funktionen kann der Bediener variieren. So lässt sich zum Beispiel die Neutral-Position der Höhenverstellung an die Anforderungen des Bedieners anpassen. Auch der Pedalweg und die notwendige Kraft zum Betätigen des Pedals sind einstellbar: Das verbessert die Ergonomie.
Die Wireless-Technologie von Steute wird unter anderem in HF-, Laser- und Röntgengeräten sowie Dentalbehandlungsstühlen, OP-Tischen und Mikroskopen genutzt.
Ihr Stichwort
- Drahtlose Übertragung
- Verbessertes Bluetooth-Protokoll
- Für OP zugelassenes Modul
- Einfache Version für geringere Sicherheitsanforderungen
Bluetooth-Modul
Das Sender-Modul RF/BT arbeitet mit dem verbesserten Bluetooth-Protokoll. Sender und Empfänger sorgen für sicheren Datenaustausch, indem sie sich zu Beginn der Kommunikation auf einen einmaligen Adresscode einigen. Erst wenn sich beide erkannt haben, ist das System funktionsfähig. Die Hochleistungs-Akkus des Sender-Moduls werden über eine Ladeschale oder eine Ladebuchse am Fußschalter aufgeladen. Für den Notfall gibt es ein Backup-Kabel. Intelligente Batterien speichern den Ladezyklus, der als Wireless-Signal bereitgestellt werden kann. Auch der Ladezustand wird drahtlos übertragen: Wenn das Aufladen vergessen wurde, meldet sich das System. Das RF/BT-Modul erfüllt die Normen und Richtlinien für den Einsatz im OP wie IEC 60601-1, IEC 60601-2, MPG (93/42/EWG) und FCC.
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