Ετικέτες RFID για ορθοπεδικά όργανα

2019-10-08 14:20:08

Η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Pittsburgh ολοκλήρωσε την ανάπτυξη και δοκιμή ειδικών ορθοπεδικών ετικετών και συστήματος RFID, το οποίο διαβάζει παθητικές ετικέτες μέσω σημάτων ραδιοσυχνότητας και έχει περάσει εγγραφή διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας.

Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν αναπτύξει ένα ορθοπεδικό σύστημα επισήμανσης, το οποίο αποδίδει Ετικέτες RFID με ενσωματωμένους αισθητήρες σε ορθοπεδικά όργανα, έτσι ώστε να μπορούν οι εμφυτευμένες ανθρώπινες ετικέτες να παρακολουθούν τη χρήση συσκευών στο σώμα. Τα σήματα που εκπέμπονται από τις ετικέτες στο ανθρώπινο σώμα μεταδίδονται μέσω των ιστών του δέρματος στους αναγνώστες έξω από το δέρμα. Το σύστημα δεν μπορεί μόνο να παρακολουθεί το περιβάλλον εμφύτευσης του ανθρώπινου σώματος, αλλά έχει και κάποια ιδιότητα κατά της παραποίησης / απομίμησης για τα ίδια τα ορθοπεδικά μέσα.

Η λύση δοκιμάστηκε σε πανεπιστημιακά εργαστήρια από τον καθηγητή Marlin Mickle της Σχολής Μηχανικών, ο οποίος είναι επίσης πρόεδρος του Επιστημονικού και Τεχνολογικού Συμβουλευτικού Συμβουλίου της Εταιρείας Ορθοπεδικών Ετικετών. Η εταιρεία προμηθεύει κυρίως ειδικές ετικέτες για κατασκευαστές ορθοπεδικών συσκευών, καθώς και χειροκίνητους αναγνώστες ετικετών (οι οποίοι είναι ειδικά σχεδιασμένοι για τέτοιες ετικέτες για τη συλλογή δεδομένων για τους γιατρούς).

Αυτή η ειδική ετικέτα επινοήθηκε από τον ορθοπεδικό χειρουργό Lee Berger και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στις αρχές του 2008. Έχει αποδειχθεί αποτελεσματικό για να βοηθά τους ασθενείς και τους γιατρούς να παρακολουθούν την κατάσταση επούλωσης των εμφυτευμάτων. Ο Berger σχεδιάζει να αναπτύξει ένα σύστημα που χρησιμοποιεί αισθητήρες για τη μέτρηση της φυσικής πίεσης των εμφυτευμένων συσκευών, καθώς και της χημικής ισορροπίας και της θερμοκρασίας γύρω από αυτές, για να προσδιορίσει αν προκαλούν μόλυνση και στη συνέχεια να αποφασίσει αν θα αντικαταστήσει την αρχική συσκευή. Οι γιατροί χρησιμοποιούν χειροκίνητους αναγνώστες για να λαμβάνουν μοναδικούς αριθμούς ταυτότητας και δεδομένα ανίχνευσης που αποστέλλονται με τσιπ RFID. Η Berger δημιούργησε για πρώτη φορά ένα πρωτότυπο με παθητική ετικέτα RFID EPC Gen 2 υψηλής ευκρίνειας (UHF), η οποία χρειάζεται περαιτέρω δοκιμές και βελτιώσεις προτού να μπορέσει να επεκταθεί στην αγορά.

Ξεκίνησε να εργάζεται με τον Berger στο 2008. Η Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ έχει αναπτύξει έναν ανιχνευτή επαφής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάγνωση ετικετών προσαρτημένων σε μέταλλα και για τη δοκιμή ραδιοκυμάτων που διαδίδονται μέσω του ανθρώπινου σώματος. Τον Μάιο 2010, ο ίδιος προσδιόρισε τη διαθέσιμη χρηματοδότηση για την περαιτέρω βελτίωση του ορθοπεδικού συστήματος επισήμανσης με τη χρήση των υφιστάμενων δοκιμών επαφής στα πανεπιστήμια.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα σύστημα αισθητήρα επαφής βασισμένο σε ένα εύκαμπτο διπλό Ετικέτα RFID κεραία. Αυτές οι βελτιωμένες κεραίες μπορούν να μεταδίδουν δεδομένα στο ανθρώπινο σώμα, τα οποία μπορούν να μεταφερθούν με σήματα υψηλής συχνότητας (UHF) ή υψηλής συχνότητας (HF). Η λύση αποτελείται από μια ετικέτα με πολλαπλούς αισθητήρες και έναν αισθητήρα αφής συνδεδεμένο σε ένα φορητό αναγνώστη. Το μέγεθος της ετικέτας που πρόκειται να πωληθεί πρέπει να καθοριστεί, αλλά είναι περίπου 5 mm * 10 mm (0.2 ίντσες έως 0.4 ίντσες) που χρησιμοποιήθηκαν στη δοκιμή. Τα τμήματα μηχανικών αναπτύσσουν επίσης λογισμικό για την ανάλυση δεδομένων ετικετών που λαμβάνονται μέσω ανιχνευτών αφής. Για να διαβάσετε με ακρίβεια τις πληροφορίες της ετικέτας, ο αισθητήρας επαφής πρέπει να τοποθετηθεί πλησιέστερα στην ετικέτα. Αυτό επίσης διασφαλίζει την ασφάλεια των δεδομένων, προκειμένου να αποφευχθεί η απόκτηση του αναγνωριστικού αριθμού της ετικέτας και των δεδομένων αισθητήρων.

Η ορθοπεδική σήμανση θα παρέχει στους ασθενείς και τους γιατρούς τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: Πρώτον, θα βοηθήσει στην παρακολούθηση της λοίμωξης. Οι αισθητήρες μετρούν το ρΗ του ιστού στον οποίο βρίσκεται η ετικέτα και μετά περνούν αυτές τις ενδείξεις αισθητήρων σε συσκευές ανάγνωσης, όπως ετικέτες που εμφυτεύονται στο γόνατο. Οι αισθητήρες τροφοδοτούνται από υπερκαταναλωτές που είναι παρόμοιοι με τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, φορτισμένοι από έναν πιεζοηλεκτρικό μετατροπέα ενσωματωμένο στην ετικέτα ή τροφοδοτούμενοι από σήματα ραδιοσυχνοτήτων που εκπέμπονται από τους αισθητήρες επαφής. Επιπλέον, ο αισθητήρας μπορεί να τροφοδοτείται απευθείας από το σήμα ραδιοσυχνότητας που εκπέμπεται από τον αισθητήρα επαφής. Οι επαφές ανίχνευσης επαφής εμφανίζουν δεδομένα καταγραφής ID και αισθητήρων (αυξημένο pH μπορεί να υποδηλώνουν, για παράδειγμα, μόλυνση) στην οθόνη μιας φορητής συσκευής ή να μεταδώσουν λεπτομερείς πληροφορίες στο σύστημα παρασκηνίου μέσω σύνδεσης Wi-Fi ή θύρας USB. Με αυτόν τον τρόπο, οι γιατροί μπορούν να κάνουν καλή δουλειά πρόληψης πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα της λοίμωξης.

Επιπλέον, ο αισθητήρας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη λήψη της συχνότητας κίνησης της εμφυτευμένης άρθρωσης, η οποία παρέχει μια βάση για καλύτερη χρήση της άρθρωσης. Εάν τα αποτελέσματα της μεταφοράς ετικετών υποδεικνύουν ότι σπάνια χρησιμοποιούνται αρθρώσεις, οι γιατροί μπορούν να επιλύσουν αυτό το πρόβλημα με τη διευθέτηση κατάλληλων φυσιοθεραπευτών για ασθενείς και την περαιτέρω εξέταση ασθενειών που εμποδίζουν την κοινή κίνηση.

Οι ετικέτες έχουν επίσης άλλες λειτουργίες, όπως ο προσδιορισμός του εάν πρέπει να ανακληθούν οι εμφυτευμένες αρθρώσεις. Επειδή το εμφυτευμένο προϊόν είναι δύσκολο να διατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, πρέπει να αντικαθίσταται τακτικά. Με αυτό το σύστημα, οι χρήστες μπορούν να καταγράψουν το αναγνωριστικό της ετικέτας, το οποίο συνδέεται με τη βάση δεδομένων back-end, έτσι ώστε να μπορούν να βρουν τον κατασκευαστή της εμφυτευμένης συσκευής, την ημερομηνία παραγωγής και τη διάρκεια ζωής. Μέσω αυτών των πληροφοριών, μπορούμε να καθορίσουμε αν οι αρθρώσεις που εμφυτεύονται στο ανθρώπινο σώμα είναι πραγματικές ή όχι και να αποτρέψουμε αποτελεσματικότερα τα προϊόντα απομίμησης.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου εξέτασαν το σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των εξής βημάτων: πρώτον, χρησιμοποιώντας λογισμικό εξομοιωτών δομών υψηλής συχνότητας που μπορεί να προσομοιώσει το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο για να δοκιμάσει. και στη συνέχεια, την ανάγνωση των ετικετών μέσω διαλύματος αλατιού (προσομοιωμένο περιβάλλον ανθρώπινων ιστών). Τρίτον, χρησιμοποιώντας χοίρειο δέρμα για την προσομοίωση του ανθρώπινου σώματος. Ο Mickle είπε ότι το επόμενο βήμα θα μπορούσε να είναι η χρήση ανθρώπινων πτωμάτων για πειράματα, αλλά αυτό δεν έχει εγκριθεί από τον αρχηγό του τεστ.

Η ομάδα ψάχνει για τσιπ πυριτίου που μπορεί να αντέξει την ακτινοβολία γάμμα. Επειδή η ετικέτα αποστειρώνεται με ακτίνες γάμα πριν από την εμφύτευση. Ο Mickle δήλωσε ότι οι ερευνητές δοκιμάζουν τα τσιπ Tego, τα οποία μπορεί να έχουν μεγαλύτερη μνήμη (δοκιμάζονται σήμερα κυρίως από το 8 έως το 64 kilobits), μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερα δεδομένα και να έχουν ισχυρότερη αντίσταση στην ακτινοβολία.

Ο Mickle δεν διευκρίνισε πότε θα εμπορευματοποιηθεί το προϊόν. Επειδή δεν είναι εύκολο να τοποθετηθούν προϊόντα στην αγορά σε παρτίδες, υπάρχουν πολλά στάδια για να περάσουν, για παράδειγμα, η συνεργασία κατασκευαστών εξοπλισμού και η έγκριση του FDA στις Ηνωμένες Πολιτείες. Έχει αναπτυχθεί ένα σύστημα για την ενσωμάτωση ετικετών παθητικής υψηλής συχνότητας (13.56 MHz) ή ετικετών υψηλής ευκρίνειας (UHF) EPC Gen 2 που πληρούν το πρότυπο ISO 18000-3 σε πιστωτικές κάρτες για την αποθήκευση πληροφοριών εμφυτεύματος και σειριακών αριθμών κατασκευαστών, και τα προϊόντα. Οι ασθενείς μπορούν να βάλουν τις κάρτες τους στα πορτοφόλια τους, δήλωσε ο Mickle, σημειώνοντας ότι το σύστημα θα κυκλοφορήσει στην αγορά εντός ενός έτους.


Winnix Technologies είναι ο κορυφαίος πάροχος υψηλής απόδοσης και υψηλής ποιότητας UHF προϊόντα RFID στην Κίνα, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής απόδοσης OEM / Embedded Μονάδα ανάγνωσης RFID, Αναγνώστη RFID, Κεραίες RFID και ειδικά αντιμεταλλικές ετικέτες.

Με την ισχυρή ικανότητα έρευνας και ανάπτυξης και την υψηλή παραγωγική ικανότητα, τα προϊόντα μας χρησιμοποιούνται ευρέως στη διαχείριση αποβλήτων, τη συνάντηση αθλητικών, την υλικοτεχνική υποστήριξη, την υγειονομική περίθαλψη, την απογραφή, τον έλεγχο βιομηχανικού αυτοματισμού κλπ. Συνεργασία με NXP, Alien και Impinj, αναπτύξαμε υψηλής απόδοσης RFID προϊόντα. Περισσότερη λεπτομέρεια: http://www.winnix.net