RFID特殊標簽在醫(yī)療領域的應用
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摘要： 摘要：美國匹茲堡大學研究人員已經開發(fā)出一種骨科標簽系統(tǒng)，將內嵌傳感器的RFID標簽附加到骨科儀器，從而使植入人...
Abstract：
Key words :
匹茲堡大學科研隊已經完成了對專用骨科標簽和RFID系統(tǒng)的開發(fā)、測試，該系統(tǒng)通過射頻信號讀取無源標簽，目前已經通過專利注冊。
美國匹茲堡大學研究人員已經開發(fā)出一種骨科標簽系統(tǒng)，將內嵌傳感器的RFID標簽附加到骨科儀器，從而使植入人體的標簽來跟蹤設備在體內的使用情況。人體內標簽發(fā)出的信號通過皮膚組織傳到皮膚外的讀寫器中。該系統(tǒng)不僅可以追蹤人體的植入環(huán)境，而且可以對骨科儀器本身有一定的防偽性。
大學實驗室對該解決方案進行了檢測， 由學校工程院的Marlin Mickle教授主持，他同時也是骨科標簽公司科學技術顧問委員會的主席。該公司主要為骨科設備制造商供應特定標簽，同時也提供手持標簽閱讀器（這種閱讀設備是為此類標簽專門開發(fā)的，用來為醫(yī)生收集數(shù)據）。
2008年開始與伯杰一起工作。匹茲堡大學工程學院研制出一種接觸式探針，該探針可以用來讀取附在金屬上的標簽，并且還可以測試通過人體傳播的無線電波。 2010年5月，他確定可以獲得的資金支持，利用高校現(xiàn)有的接觸式探針測試進一步改良骨科標簽系統(tǒng)。
此后，研究人員構建了基于可彎曲的雙RFID標簽天線的接觸式探針系統(tǒng)。這些經過改良的天線可傳輸穿過人體的數(shù)據，數(shù)據可以是超高頻或高頻（HF）信號承載。該解決方案由內置多個傳感器的標簽和連接到手持閱讀器的觸摸探頭組成。對市售的標簽大小還有待確定，但測試中使用的大約為5毫米*10毫米（0.2英寸至0.4寸）。工程部門也正在開發(fā)軟件，用來分析通過觸摸探頭接收到的標簽數(shù)據。為了準確讀取標簽的信息，要把接觸式探針插入距離標簽最近的位置。這也為了保障數(shù)據的安全，以防他人獲得標簽的ID號和傳感器數(shù)據。
骨科標簽會給病人和醫(yī)生提供以下好處：第一，這將有助于追蹤感染。傳感器測量標簽所在組織的pH值，然后通過標簽將這些傳感讀數(shù)傳遞給讀取設備，如植入膝蓋的標簽。傳感器通過搭載板載超級電容器獲取電能，板載超級電容器類似于一個可充電電池，通過標簽內置的壓電換能器充電，或通過接觸式探針發(fā)射的射頻信號獲取能量。另外，該傳感器可通過接觸式探針發(fā)出的射頻信號直接供電。接觸式探針將捕獲的ID和傳感器數(shù)據（升高pH值可能表示，例如感染），顯示在手持設備的屏幕上，或是通過Wi - Fi連接或USB端口把詳細信息傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。這樣一來，在感染癥狀出現(xiàn)之前，醫(yī)生便可做好預防工作。
除此之外，傳感器還可用于獲得植入關節(jié)的運動頻率，為更好地使用關節(jié)提供了依據。如果植入標簽傳送的結果表明關節(jié)很少使用，醫(yī)生可以解決這一問題：給病人安排合適的物理治療師，進一步檢查阻礙關節(jié)運動的疾病。
標簽也有其他的功能，例如確定植入關節(jié)是否應被召回。因為植入的產品難以保持很長時間，需要定期更換。使用該系統(tǒng)，用戶可以捕獲標簽的ID，該ID號與后端數(shù)據庫聯(lián)系在一起，這樣就可以查到植入設備的制造商、生產日期以及保質期。通過這些信息，可以判定植入人體的關節(jié)是否真實，更有效地防止假冒產品。
該大學的研究人員對系統(tǒng)展開測試，主要包括以下幾步：第一步，采用可以電磁場仿真的高頻結構模擬器軟件進行測試；接下來，通過鹽溶液（模擬人體組織的環(huán)境）閱讀標簽。第三，使用豬皮，模擬人的肉體。Mickle說，下一步還可能會用人的尸體做實驗，但這一點還沒有經過試驗領導的批準。
研究小組正著力尋找可以承受伽瑪輻射的硅芯片。因為標簽在植入之前要經過伽瑪射線滅菌。Mickle說，研究人員正在測試Tego的芯片，或許這種芯片擁有較大地內存（當前測試的主要是8至64千比特內存范圍的），能夠存儲較多的數(shù)據，而且有較強的抗輻射性。
Mickle并沒有說明產品商業(yè)化的具體時間。因為產品批量投放到市場并非易事，要經過幾個階段，例如，要有設備制造商的合作，還要獲得美國FDA的批準等。已經開發(fā)好一套系統(tǒng)：將符合ISO 18000-3標準的無源高頻（13.56 MHz）標簽或是EPC Gen 2標準的超高頻標簽嵌入到信用卡中，可以存儲植入物的信息以及生產廠家、生產日期和產品的序列號等信息。病人可以把卡放在錢包里，Mickle并指出該系統(tǒng)在一年內投入市場。
美國匹茲堡大學研究人員已經開發(fā)出一種骨科標簽系統(tǒng)，將內嵌傳感器的RFID標簽附加到骨科儀器，從而使植入人體的標簽來跟蹤設備在體內的使用情況。人體內標簽發(fā)出的信號通過皮膚組織傳到皮膚外的讀寫器中。該系統(tǒng)不僅可以追蹤人體的植入環(huán)境，而且可以對骨科儀器本身有一定的防偽性。
大學實驗室對該解決方案進行了檢測， 由學校工程院的Marlin Mickle教授主持，他同時也是骨科標簽公司科學技術顧問委員會的主席。該公司主要為骨科設備制造商供應特定標簽，同時也提供手持標簽閱讀器（這種閱讀設備是為此類標簽專門開發(fā)的，用來為醫(yī)生收集數(shù)據）。
2008年開始與伯杰一起工作。匹茲堡大學工程學院研制出一種接觸式探針，該探針可以用來讀取附在金屬上的標簽，并且還可以測試通過人體傳播的無線電波。 2010年5月，他確定可以獲得的資金支持，利用高校現(xiàn)有的接觸式探針測試進一步改良骨科標簽系統(tǒng)。
此后，研究人員構建了基于可彎曲的雙RFID標簽天線的接觸式探針系統(tǒng)。這些經過改良的天線可傳輸穿過人體的數(shù)據，數(shù)據可以是超高頻或高頻（HF）信號承載。該解決方案由內置多個傳感器的標簽和連接到手持閱讀器的觸摸探頭組成。對市售的標簽大小還有待確定，但測試中使用的大約為5毫米*10毫米（0.2英寸至0.4寸）。工程部門也正在開發(fā)軟件，用來分析通過觸摸探頭接收到的標簽數(shù)據。為了準確讀取標簽的信息，要把接觸式探針插入距離標簽最近的位置。這也為了保障數(shù)據的安全，以防他人獲得標簽的ID號和傳感器數(shù)據。
骨科標簽會給病人和醫(yī)生提供以下好處：第一，這將有助于追蹤感染。傳感器測量標簽所在組織的pH值，然后通過標簽將這些傳感讀數(shù)傳遞給讀取設備，如植入膝蓋的標簽。傳感器通過搭載板載超級電容器獲取電能，板載超級電容器類似于一個可充電電池，通過標簽內置的壓電換能器充電，或通過接觸式探針發(fā)射的射頻信號獲取能量。另外，該傳感器可通過接觸式探針發(fā)出的射頻信號直接供電。接觸式探針將捕獲的ID和傳感器數(shù)據（升高pH值可能表示，例如感染），顯示在手持設備的屏幕上，或是通過Wi - Fi連接或USB端口把詳細信息傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。這樣一來，在感染癥狀出現(xiàn)之前，醫(yī)生便可做好預防工作。
除此之外，傳感器還可用于獲得植入關節(jié)的運動頻率，為更好地使用關節(jié)提供了依據。如果植入標簽傳送的結果表明關節(jié)很少使用，醫(yī)生可以解決這一問題：給病人安排合適的物理治療師，進一步檢查阻礙關節(jié)運動的疾病。
標簽也有其他的功能，例如確定植入關節(jié)是否應被召回。因為植入的產品難以保持很長時間，需要定期更換。使用該系統(tǒng)，用戶可以捕獲標簽的ID，該ID號與后端數(shù)據庫聯(lián)系在一起，這樣就可以查到植入設備的制造商、生產日期以及保質期。通過這些信息，可以判定植入人體的關節(jié)是否真實，更有效地防止假冒產品。
該大學的研究人員對系統(tǒng)展開測試，主要包括以下幾步：第一步，采用可以電磁場仿真的高頻結構模擬器軟件進行測試；接下來，通過鹽溶液（模擬人體組織的環(huán)境）閱讀標簽。第三，使用豬皮，模擬人的肉體。Mickle說，下一步還可能會用人的尸體做實驗，但這一點還沒有經過試驗領導的批準。
研究小組正著力尋找可以承受伽瑪輻射的硅芯片。因為標簽在植入之前要經過伽瑪射線滅菌。Mickle說，研究人員正在測試Tego的芯片，或許這種芯片擁有較大地內存（當前測試的主要是8至64千比特內存范圍的），能夠存儲較多的數(shù)據，而且有較強的抗輻射性。
Mickle并沒有說明產品商業(yè)化的具體時間。因為產品批量投放到市場并非易事，要經過幾個階段，例如，要有設備制造商的合作，還要獲得美國FDA的批準等。已經開發(fā)好一套系統(tǒng)：將符合ISO 18000-3標準的無源高頻（13.56 MHz）標簽或是EPC Gen 2標準的超高頻標簽嵌入到信用卡中，可以存儲植入物的信息以及生產廠家、生產日期和產品的序列號等信息。病人可以把卡放在錢包里，Mickle并指出該系統(tǒng)在一年內投入市場。
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