Etykiety RFID do instrumentów ortopedycznych

2019-10-08 14:20:08

Zespół badawczy z University of Pittsburgh zakończył opracowywanie i testowanie specjalnych etykiet ortopedycznych i systemu RFID, który odczytuje etykiety pasywne za pomocą sygnałów o częstotliwości radiowej i przeszedł rejestrację patentową.

Naukowcy z University of Pittsburgh w Stanach Zjednoczonych opracowali ortopedyczny system etykietowania, który dołącza Etykiety RFID z wbudowanymi czujnikami do instrumentów ortopedycznych, aby umożliwić wszczepionym ludzkim etykietom śledzenie użycia urządzeń w ciele. Sygnały emitowane przez etykiety w ciele ludzkim są przekazywane przez tkanki skóry do czytników poza skórą. System może nie tylko śledzić środowisko implantacji ludzkiego ciała, ale także posiadać pewne właściwości zapobiegające podrabianiu samych instrumentów ortopedycznych.

Rozwiązanie zostało przetestowane w laboratoriach uniwersyteckich przez profesora Marlina Mickle'a ze School of Engineering, który jest również przewodniczącym Naukowej i Technologicznej Rady Doradczej firmy Orthopaedic Labeling Company. Firma dostarcza głównie specjalne etykiety dla producentów sprzętu ortopedycznego, a także ręczne czytniki etykiet (specjalnie opracowane dla takich etykiet w celu gromadzenia danych dla lekarzy).

Ta specjalna etykieta została wynaleziona przez chirurga ortopedę Lee Bergera i opatentowana na początku 2008. Skutecznie pomaga pacjentom i lekarzom śledzić stan gojenia implantów. Berger przewiduje opracowanie systemu wykorzystującego czujniki do pomiaru ciśnienia fizycznego wszczepionych urządzeń, a także równowagi chemicznej i temperatury wokół nich, aby ustalić, czy powodują infekcję, a następnie zdecydować, czy wymienić oryginalne urządzenie. Lekarze używają ręcznych czytników do otrzymywania unikalnych numerów identyfikacyjnych i danych wykrywających wysyłanych przez chipy RFID. Berger najpierw zbudował prototyp z pasywną etykietą RFID GenCN 2 EPC Gen XNUMX o bardzo wysokiej częstotliwości (UHF), która wymaga dalszych testów i ulepszeń, zanim będzie można go wprowadzić na rynek.

Rozpoczął pracę z Bergerem w 2008. University of Pittsburgh School of Engineering opracował sondę kontaktową, której można używać do odczytywania znaczników przyczepionych do metali i testowania fal radiowych rozprzestrzeniających się w ludzkim ciele. W maju 2010 określił dostępne środki na dalszą poprawę systemu znakowania ortopedycznego przy użyciu istniejących testów sond kontaktowych na uniwersytetach.

Następnie naukowcy skonstruowali system sond kontaktowych oparty na elastycznym podwójnym Tag RFID antena. Te ulepszone anteny mogą przesyłać dane przez ludzkie ciało, które mogą być przenoszone za pomocą sygnałów o ultra wysokiej częstotliwości (UHF) lub wysokiej częstotliwości (HF). Rozwiązanie składa się z etykiety z wieloma czujnikami i sondy dotykowej podłączonej do podręcznego czytnika. Rozmiar etykiety w sprzedaży pozostaje do ustalenia, ale jest to około 5 mm * 10 mm (od 0.2 cali do 0.4 cali) użytych w teście. Działy inżynieryjne opracowują również oprogramowanie do analizy danych znaczników otrzymanych za pomocą sond dotykowych. Aby dokładnie odczytać informacje na etykiecie, należy umieścić sondę kontaktową najbliżej etykiety. Ma to również zapewnić bezpieczeństwo danych, aby uniemożliwić innym uzyskanie numeru ID etykiety i danych czujnika.

Etykietowanie ortopedyczne zapewni pacjentom i lekarzom następujące korzyści: Po pierwsze, pomoże śledzić infekcję. Czujniki mierzą pH tkanki, w której znajduje się etykieta, a następnie przekazują te odczyty czujnika do urządzeń do odczytu, takich jak etykiety wszczepione w kolano. Czujniki są zasilane przez pokładowe superkondensatory, które są podobne do akumulatorów, ładowane przez przetwornik piezoelektryczny wbudowany w etykietę lub zasilane sygnałami o częstotliwości radiowej emitowanymi przez sondy kontaktowe. Ponadto czujnik może być bezpośrednio zasilany sygnałem częstotliwości radiowej emitowanym przez sondę kontaktową. Sondy kontaktowe wyświetlają przechwycone dane identyfikacyjne i dane czujnika (podwyższone pH może wskazywać na przykład infekcję) na ekranie urządzenia przenośnego lub przesyłają szczegółowe informacje do systemu w tle za pośrednictwem połączenia Wi-Fi lub portu USB. W ten sposób lekarze mogą skutecznie zapobiegać, zanim pojawią się objawy infekcji.

Ponadto czujnik można również wykorzystać do uzyskania częstotliwości ruchu wszczepionego stawu, co stanowi podstawę lepszego wykorzystania stawu. Jeśli wyniki przeniesienia etykiety wskazują, że stawy są rzadko stosowane, lekarze mogą rozwiązać ten problem, organizując odpowiednich fizjoterapeutów dla pacjentów i dalej badając choroby, które utrudniają ruch stawów.

Etykiety pełnią również inne funkcje, takie jak ustalanie, czy wszczepione stawy powinny zostać przywołane. Ponieważ wszczepiony produkt jest trudny do utrzymania przez długi czas, należy go regularnie wymieniać. Dzięki temu systemowi użytkownicy mogą przechwycić identyfikator etykiety, która jest powiązana z bazą danych zaplecza, dzięki czemu mogą znaleźć producenta wszczepionego urządzenia, datę produkcji i okres ważności. Dzięki tym informacjom możemy ustalić, czy stawy wszczepione do ludzkiego ciała są prawdziwe, czy nie, i skuteczniej zapobiegać podrabianiu produktów.

Naukowcy z uniwersytetu przetestowali system, w tym następujące etapy: po pierwsze, za pomocą oprogramowania do symulacji struktur wysokiej częstotliwości, które może symulować pole elektromagnetyczne w celu przetestowania; a następnie czytanie etykiet przez roztwór soli (symulowane środowisko ludzkiej tkanki). Po trzecie, za pomocą świńskiej skóry symulować ludzkie ciało. Mickle powiedział, że następnym krokiem może być użycie zwłok do eksperymentów, ale nie zostało to zatwierdzone przez lidera testów.

Zespół szuka chipów krzemowych, które mogą wytrzymać promieniowanie gamma. Ponieważ etykieta jest sterylizowana promieniowaniem gamma przed implantacją. Mickle powiedział, że naukowcy testują układy Tego, które mogą mieć większą pamięć (obecnie testowane głównie w zakresie od 8 do kilobitów 64), mogą przechowywać więcej danych i mieć większą odporność na promieniowanie.

Mickle nie określiła, kiedy produkt zostanie wprowadzony do obrotu. Ponieważ wprowadzanie produktów na rynek w partiach nie jest łatwe, należy przejść kilka etapów, na przykład współpracę producentów urządzeń i zatwierdzenie przez FDA w Stanach Zjednoczonych. Opracowano system osadzania pasywnych etykiet o wysokiej częstotliwości (13.56 MHz) lub etykiet EPC Gen 2 o ultra wysokiej częstotliwości (UHF), które spełniają standard ISO 18000-3 na kartach kredytowych, aby przechowywać informacje o implantach i numery seryjne producentów, daty produkcji i produkty. Mickle powiedział, że pacjenci mogą wkładać karty do portfela, zauważając, że system będzie dostępny na rynku za rok.


Winnix Technologies jest wiodącym dostawcą wysokiej wydajności i wysokiej jakości Produkty UHF RFID w Chinach, w tym wysokiej jakości OEM / embedded Moduł czytnika RFID, Czytnik RFID, Anteny RFID i specjalne tagi antymetalowe.

Dzięki dużej zdolności badawczo-rozwojowej i wysokiej zdolności produkcyjnej, nasze produkty są szeroko stosowane w zarządzaniu koszami na śmieci, spotkaniach sportowych, logistyce, ochronie zdrowia, zapasach, kontroli automatyki przemysłowej itp. Współpracując z NXP, Alien i Impinj, opracowaliśmy wysoką wydajność RFID produkty. Więcej szczegółów: http://www.winnix.net