O desafio
Dispositivos cirúrgicos que emitem energia, como unidades eletrocirúrgicas de alta frequência (HF) ou sistemas de potência, apresentam desafios específicos quanto à temporização e à confiabilidade dos dados de controle. Atrasos durante a transferência ou interrupção da energia são inaceitáveis. Os requisitos de temporização são definidos pelas normas que regem a aplicação em questão, mas também pela complexidade da aplicação. Eles devem ser cumpridos em todas as circunstâncias, inclusive quando a rede estiver operando em plena capacidade.
Durante o acionamento sem fio, por exemplo, de uma unidade eletrocirúrgica HF, o atraso no caminho de transmissão também deve ser considerado. Além disso, outros casos de aplicação também exigem comunicação em tempo real, como controle em malha fechada ou sincronização de formas de onda.
A solução
Como o SDC, em combinação com Ethernet padrão, não consegue atender aos requisitos de forma determinística, uma opção favorável é combinar a família de normas IEEE 11073 (SDC) com as vantagens da família de normas Time Sensitive Networking (TSN), criando o SDC em tempo real (RT-SDC). Com isso, o mesmo nível de interoperabilidade do SDC pode ser alcançado, mas também é possível atender aos requisitos rigorosos de tempo real.
Usando Qualidade de Serviço (QoS) padrão ou TSN e RT-SDC, as restrições de tempo são cumpridas mesmo quando a rede está com capacidade total.
O caso de uso
O caso de uso mostra como o pedal universal da steute controla diferentes dispositivos cirúrgicos de acordo com as normas atuais e requisitos do cliente. Funções críticas, como controle de velocidade ou acionamento da unidade eletrocirúrgica HF, são executadas com RT-SDC. Funções menos críticas, como zoom ou controle da câmera de vídeo, são realizadas com SDC padrão.
Os pedais podem ser atribuídos às várias funções por meio de uma interface gráfica baseada na web portátil. Naturalmente, a atribuição segue regras específicas. Por exemplo, o motor só pode ser controlado usando o pedal analógico esquerdo, ou a coagulação só pode ser atribuída ao pedal azul.
Parceiros
Os parceiros desenvolveram conjuntamente o conceito e o caso de aplicação. O caso consiste em três dispositivos da Erbe: a unidade eletrocirúrgica HF (Erbe VIO® 3n), a unidade de evacuação de fumaça (Erbe IES 3) e o sistema de endoscopia (VIRON 1 System). Esses dispositivos são controlados pelo pedal universal da steute com SDC e RT-SDC.
A infraestrutura de rede TSN é baseada na série KSwitch D10 MMT da Kontron. A biblioteca de comunicação SDC utilizada é a sdcX-Library da SurgiTAIX, com extensões desenvolvidas pela steute, baseadas no status atual das discussões dentro do grupo RT-SDC da OR.NET e.V. Isso significa que a funcionalidade de comunicação RT-SDC está diretamente integrada na biblioteca sdcX como uma extensão opcional.
Base técnica
A funcionalidade RT-SDC deve ser vista como uma extensão em tempo real da família de normas SDC. Funções padrão, como descoberta, descrições de dispositivos (MDIB), troca de parâmetros e controle de funções menos críticas, ocorrem via SDC.
Funções críticas, como controle de velocidade ou acionamento de uma unidade eletrocirúrgica HF, são gerenciadas pelo RT-SDC. Outros componentes do RT-SDC incluem consulta e definição de parâmetros, bem como eventos. O desempenho ao acionar operações via SDC depende do dispositivo específico, e os tempos também são fortemente influenciados pela carga da rede. Com RT-SDC, o desempenho é melhor, também dependendo do dispositivo, mas independente da carga da rede.
Normas e aprovação
Para garantir uma operação segura e interoperável, a steute apoia o trabalho em múltiplas normas da família IEEE 11073, especialmente “External Control PKP” e “Basic User Interaction ModSpec/DevSpec”. Além disso, está planejada a padronização do RT-SDC como uma extensão do SDC em combinação com QoS ou TSN. A steute está atualmente discutindo com seus parceiros dentro do grupo RT-SDC da OR.NET e.V. os requisitos necessários e protocolos preliminares.
OR.NET e.V.
Somos parceiros: OR.NET e.V. é uma associação registrada que reúne especialistas da indústria, equipe clínica e pesquisadores, todos com o objetivo de realizar integração aberta no centro cirúrgico e na clínica.
