Das CiA-Geräteprofil ermöglicht das Zusammenwirken von Geräten verschiedener Hersteller Eingebettete und offene CANopen-Netze in Medizingeräten

Schon seit vielen Jahren rüsten die Hersteller von Medizingeräten ihre Produkte mit elektronischen Steuerungen aus. Zunehmend greifen sie dabei auf Module aus Bereichen des Maschinenbaus zurück. Insbesondere Großgeräte mit bewegten Teilen nutzen Standardantriebe...

Das CiA-Geräteprofil ermöglicht das Zusammenwirken von Geräten verschiedener Hersteller

Schon seit vielen Jahren rüsten die Hersteller von Medizingeräten ihre Produkte mit elektronischen Steuerungen aus. Zunehmend greifen sie dabei auf Module aus Bereichen des Maschinenbaus zurück. Insbesondere Großgeräte mit bewegten Teilen nutzen Standardantriebe und -steuerungen. Für die Vernetzung dieser Geräte dienen häufig CAN und CANopen.

Die Entscheidung für eine CAN-basierende Vernetzung ist in der Medizin-Technik durch die hohe geforderte Zuverlässigkeit begründet. Die CAN-Datenverbindungsschicht bietet eine Hamming-Distanz von 6, d.h., fünf in einem CAN-Telegramm beliebig verteilte Einfach-Bitfehler können erkannt werden. Außerdem entdeckt das CANProtokoll auch Mehrfachfehler bis zu einer Länge von 15 bit. Die Fehler werden allerdings nicht korrigiert, sondern die fehlerhafte Nachricht wird automatisch wiederholt. Die Fehlererholzeit ist dabei sehr kurz: von 17 bis maximal 23 Bitzeiten für fehleraktive Teilnehmer und maximal 31 Bitzeiten für fehlerpassive Teilnehmer.

Viele Hersteller von Computer-Tomographen (CT), Magnet-Resonatoren (MR) und anderen medizinischen Diagnosesystemen haben sich für CANopen als „eingebettetes“ Netzwerk entschieden. Teilweise sind die CANopen-Netze hierarchisch angeordnet. Ein CANopen-Netz dient zur Integration von Subsystemen. Typische Subsysteme sind C-Bogen, Patiententisch, Kollimator und Dosismesssysteme. In den Teilsystemen können die einzelnen Antriebe, Ein-/Ausgabemodule und Steuerungen über ein unterlagertes CANopen-Netz kommunizieren. Es handelt sich dabei um „tief-eingebettete“ Steuerungssysteme, von denen der Bediener nicht einmal weiß, dass sie existieren. Ein typisches Subsystem ist der Patiententisch, dessen internes CANopen-Netz mehrere elektrische Antriebe verbindet. Die Steuerung der Subsysteme fungiert dabei in der Regel als Bridge, Router und Gateway. Solche hierarchischen Netzwerk-Topologien findet man auch in Nierensteinzertrümmerern und anderen komplexen Medizingeräten.

Die Verwendung von standardisierten Schnittstellen in Medizingeräten hat den Vorteil, dass man auf praxiserprobte Geräte zurückgreifen kann. Außerdem gibt es von verschiedenen Herstellern entsprechende Software-Werkzeuge und Protokoll-Stapel. Darüber hinaus pflegt eine neutrale Organisation nicht nur die Spezifikation, sondern bietet zudem neutrale Testdienstleistungen an. Im Falle von CANopen ist dies der 1992 gegründete Verein CAN in Automation (CiA) mit Sitz in Nürnberg.