A népesség átlagéletkora - és ezzel együtt az orvosi ellátás és felügyelet iránti igény is - folyamatosan növekszik. Ezzel szemben az orvosok száma viszonylag állandó marad, így a németországi Szövetségi Munkaügyi Hivatal már sok európai országban tapasztalható orvoshiányról számol be. Az egyik kihívást az orvosi ellátás hatékonyságának növelése jelenti - a minőség és a biztonság szintjének romlása nélkül. A mobil rendszerek jelentős mértékben hozzájárulhatnak ezen cél megvalósításához

A gyógyászatban alkalmazott érzékeny adatok, folyamatok, anyagok és műszerek használata gyakran élet-halál kérdéséről dönt. Ezért a hibás felhasználás és visszaélés elleni védelem, valamint a fontos adatok felügyelete döntő szerepet játszik a legkülönbözőbb felhasználási helyzetekben. Emellett a veszélyeztetett személyek távfelügyelete jelentősen csökkenti a személyzeti ráfordítást, hatékonyabbá teszi az orvosok és ápolók munkáját, és egyúttal javítja a páciensek életminőségét. Az RFID-technológia erre a célra biztonságos és költséghatékony megoldásokat kínál.

A mérőrendszertől és az alkalmazási területtől függően az orvosi készülékek különböző áramellátással rendelkeznek. Ennek megfelelően többé-kevésbé takarékosan kell bánniuk az energiakapacitásukkal, ami a rádiós interfészre is vonatkozik. A passzív rádiós átvitel esetében - amely nem aktív módon továbbítja az adatokat - a transzponder energiahatékonysága a gyakorlatban megfelel az elméleti optimális értéknek. A mikrokontroller összekapcsolása pl. az M24LR64-gyel, az ST Microelectronics új, duál interfésszel ellátott EEPROM-jával I2C interfészen keresztül történik. A 64 db memóriachip második interfésze - az ISO 15693 szabvány szerint - 13,56 MHz-en üzemelő RFID-antennacsatlakozó. Az egyenként 1 Kibit tárolására alkalmas 64 darab memóriablokk egymástól függetlenül ellátható az RFID-írási, vagy akár az RFID-olvasási hozzáférés ellen védő jelszóval. A mikrokontroller a mérési adatokat az EEPROM-ba írja, ahonnan szükség esetén egy RFID-olvasóegység segítségével kívülről lehívhatóak. Az orvosnak lehetősége van az RFID segítségével néhány memóriablokkban a mérőrendszer számára szolgáló vezérlőparamétereket megadni, például a mérési ciklusok közötti új várakozási időket. Mivel az adatátvitelhez csak a külső olvasóegység - pl. egy RFID-képes PDA - energiájára van szükség, az alkalmazás teljesen árammentes módon elhelyezhető a páciensen. Aktív adatküldésre nem kerül sor, így a mérőrendszernek nincs szüksége semmiféle energiára.

A mobil bázisállomások egyesítik az adatgyűjtőt és az átjárót

A páciens egészségének felügyelete érdekében gyakran több műszerre is szükség van, pl. EKG-ra, vércukormérő készülékre, testzsírt mérő mérlegre, továbbá speciális vér-, vizelet- és verejtékelemző készülékekre. A mellpánt, a mérleg és a vércukormérő készülék egy lokális rádiós hálózaton - Bluetooth, ANT vagy 6loWPAN hálózaton - keresztül továbbítja a mérési értékeket a páciens lakásában elhelyezett adatgyűjtőnek. Ezek az állomások korábban telefonvonalon keresztül csatlakoztak az egészségügyi szolgáltató központokhoz. A jelenlegi tendencia azonban a fix kábelezés helyett egyre inkább a celluláris és ezáltal rugalmasabb rádiós technológiák irányába mutat. Ennek különböző okai vannak: egyrészt a GPRS esetében a havi üzemeltetési költségek időközben már alacsonyabbak, mint az ISDN esetén, másrészt ezek a készülékek akkumulátor használatával mobil alkalmazásokat is lehetővé tesznek, pl. amikor a páciens üzleti útra vagy üdülni megy. Ez egyaránt javítja a beteg életminőségét és a szünetmentes egészségügyi felügyeletet is. Az adatok elemzését a központi orvosi számítógép végzi. Ha a mérési értékek vagy azok kombinációja túllépi a meghatározott határértéket, a számítógép - a sürgősség fokától függően - e-mail vagy SMS-üzenetben értesíti a kezelőorvost, továbbítva a releváns információkat. Így az orvosnak lehetősége van a legrövidebb idő alatt megfelelően reagálni. Az áramfelvétel és a mechanikai méretek pontosan az ilyen akkumulátoros mérőműszerek esetében bírnak egyre nagyobb jelentőséggel. A Telit GE865 jelenleg mindkét követelménynek optimálisan eleget tesz: csupán 22×22 mm-es BGA-felépítésével a legkisebb helyet foglalja el a nyomatott áramköri lapon, és a legmodernebb (Infineon X-Gold formában megvalósított) Single Chip GPRS-architektúrájának köszönhetően a mobiltelefonos modulok közül a legalacsonyabb teljesítményfelvétellel rendelkezik.
Hasonló rendszerek használhatók a protézisben vagy implantátumban elhelyezett érzékelő által rögzített mérési értékeknek az orvosi adatbázis felé való továbbítása esetén is. Ehhez elegendő egy GPRS-átjáróval kombinált, félpasszív RFID-rendszer. Ebben az esetben az RFID-chip tárolja az érzékelő által mért értékeket, amelyek szükség esetén kiolvashatóak és mobiltelefonon közvetlenül az orvosnak továbbíthatóak. A ZMDI ISO15693-kompatibilis RFID transzponderchipje külső interfésszel rendelkezik a külső érzékelők számára. Az érzékelőadatok tárolását egy 8 Kibit méretű EEPROM látja el.
Az iDTRONIC GSM-átjáróval rendelkező RFID-olvasókészülékek széles választékát kínálja, amelyek optimálisan összekapcsolhatóak a GSM-modulokkal, pl. a Telit készülékkel.

Orvosok és páciensek vezeték nélküli azonosítása
Idősek otthonában vagy szanatóriumokban gyakran több páciens használja ugyanazt a készüléket, ezért szükségessé válik a felhasználók azonosítása. Ehhez különböző módszerek állnak rendelkezésre: a manuális azonosítás sok hibát rejt magában, pl. a téves bevitel miatt. A biometrikus eljárás igen költséges és nagy számítógép-kapacitást vesz igénybe. Az RFID-vel ellátott elektronikus igazolvány - amelyet a páciens integrált transzponderchippel rendelkező karszalag vagy kulcstartó formájában magával hord - megbízható, költségtakarékos megoldás, és a moduláris olvasóegységnek köszönhetően egyszerűen implementálható a meglévő alkalmazásokba. Az integrált Uniqe ID-vel történő ilyen jellegű azonosítás nem manipulálható. Ezenkívül a paraméterek - pl. a betegségekkel vagy a szükséges gyógyszerekkel kapcsolatos információk - számára további memória használható, és így a páciens mindig magával hordhatja ezeket az adatokat. Ily módon az ápoló a gyógyszerek vagy az étel kiosztása előtt gyorsan és kényelmesen, a páciens adatlapjának külön áttanulmányozása nélkül is ellenőrizheti, hogy azok megfelelőek-e a beteg számára.
A gyógyászatban a személyzet azonosítása is jelentős szerepet játszik, hiszen biztosítani kell, hogy kizárólag illetékes személyek férhessenek hozzá a rendkívül veszélyes anyagokhoz vagy az életfontosságú műszerekhez. Ebben az esetben a felhasználói azonosító mellett további adatok - pl. engedélyezett hozzáférési területek és idők - is tárolhatók a chipen.
Ezzel a módszerrel nem csak emberek, hanem készüléktartozékok is azonosíthatóak és megjelölhetőek. Pl. a csontmegmunkáló készülékek esetében közvetlenül a tartozékba implementálhatóak a betétek (pl. KSW Microtec). A tartozékot magába a készülékbe beépített olvasó azonosítja, és engedélyezi a megfelelő üzemi funkciókat. Így szinte teljesen kizárhatóak a nem megfelelő tartozékok csatlakoztatásából vagy téves kezelésből adódó hibák. Az RFID-technológia az egyszer használatos készüléktartozékok esetében is hatékony ellenőrzési lehetőségeket biztosít: pl. a tetoválópisztolyba épített olvasóegység azonosítani tudja a felhelyezett tűmodult, adott esetben érzékeli, ha már használták ezt a tűt, és megakadályozza a további alkalmazást.

Érzékeny anyagok biztos védelme

A gyógyászati területen alkalmazott számos termék - vérkonzerv, szervek vagy bizonyos gyógyszerek - rendkívül érzékeny a hőmérsékletre. Az RFID-technológia segítségével a hőmérséklet felügyelete kényelmesen megoldható. A KSW Microtec speciálisan ezen alkalmazás számára fejlesztette ki VarioSens elnevezésű termékét. Az ISO-kártyaformátumú alkalmazás egy transzponderchipet, egy antennát, egy hőmérséklet-érzékelőt, valamint egy akkumulátort tartalmaz. (Itt is félpasszív RFID-rendszerről beszélhetünk, mivel az akkumulátor kizárólag a hőmérséklet-érzékelő ellátását végzi, az adatátvitelhez viszont nincs rá szükség.) A hőmérsékleti értékek tárolásának időintervalluma egyénileg, két másodperc és kilenc óra között beállítható.

A gyógyszerek esetében nagy biztonsági kockázatot jelentenek a hamisítványok: nem csupán pénzügyi veszteséget okoznak a gyártónak, hanem sokkal súlyosabb gond a páciensek lehetséges egészségkárosodásának veszélye. A kalóztermékek ellen a gyógyszerek csomagolásába integrált, valódiságot igazoló elektronikus tanúsítvány jelenthet védelmet. Az RFID alkalmazása révén a gyártótól a páciensig mindenki biztonságosan, hiánytalanul ellenőrizheti a gyógyszereket. Így pl. a Schreiner Group RFID TamperProof nevű öntapadó RFID-címkéje ráragasztható a gyógyszer csomagolására. Ha valaki megpróbálja eltávolítani a címkét az eredeti termékről, tönkreteszi önmagát. Ily módon a termék a transzponderchip Uniqe ID-jével kombinálva egyértelműen és hamisításbiztos módon megjelölhető.

Rendszerkoncepció alkatrészek rögzítése helyett
A megoldásokkal szembeni követelmények alkalmazási területtől függetlenül többnyire azonosak: a készülékek a páciens kezelői beavatkozása nélkül működjenek, az akkumulátor élettartama egy kezelési periódus idejéig, tehát legalább fél évig tartson, továbbá az akkumulátoros készülékek képesek legyenek legalább egy hétig hálózati csatlakozás nélkül üzemelni. Ezenkívül egyre gyakrabban felmerül az az igény is, hogy a készülék modern formatervezése okán kiemelkedjen a versenymezőből. Az elektronika számára ez azt jelenti, hogy a lehető legkisebb felépítésnek kell lennie, és csekély áramfelvétellel kell működnie. Mivel a készülékek RFID, GSM vagy más vezeték nélküli adatátviteli technológia használatával távolról, ill. az interneten keresztül automatikusan vagy szakképzett személyzet által átkonfigurálhatók és lekérdezhetők, lehetővé válik az a megoldás, hogy a páciensnek ne kelljen kezelnie a készülékeket.
Az RFID alkalmazásának rendszerint akkor van értelme, ha csak kevés adat kizárólag külön kérésre történő átvitelére van szükség, és az átviteli út nem haladja meg a néhány centimétert. Amennyiben a készüléknek néhány méteres távolságot kell áthidalnia, vagy önállóan kell kezdeményeznie az adatátvitelt, és ennek ellenére gombakkumulátorral kell üzemelnie, akkor a Nordic Semiconductor új nRF8001 chipje jelenti a megoldást. Ez a 2,4 GHz-es adó-vevő chip támogatja az új "Bluetooth low energy technology" szabványt, és csatlakoztatott állapotban átlagosan csak néhány ľA áramra van szüksége. A gombakkumulátor még a 15 mA-es csúcsáramokat is képes ellátni. Hamarosan a szokványos mobiltelefonok, PDA-k, laptopok és tábla PC-k is támogatni fogják az új Bluetooth-szabványt, és ekkor a hardverfejleszetések az orvosi mérőegységekre koncentrálhatnak. Ez nagyobb innovációs erőt és alacsonyabb költségeket jelent, mivel a kedvezőbb árú felhasználói számítógépek az orvosi készülékek kommunikációs partnereivé válhatnak. Így a számítógépet csupán egy önálló alkalmazással (kis szoftverprogrammal) kell kiegészíteni.

A különösen alacsony energiafogyasztást igénylő alkalmazások vonatkozásában a Nordic Semiconductor neve már széles körben ismert a 2,4 GHz-es tartományon belüli, saját (nem szabványosított) protokollok területén. A sport- és wellness-alkalmazások néhány éve az Ultra Low Power ANT protokollt használják, amelyet néhány Nordic adó-vevőbe már integráltak. Az ezen technológiák területén szerzett sokéves tapasztalatok együttműködésre ösztönözték a Nokia és a Nordic vállalatot, és ennek keretében olyan új rádiós szabvány kifejlesztésén dolgoznak, amely lehetővé teszi a készülékek és kisszámítógépek összekapcsolását. Mindehhez persze sokkal kisebb teljesítmény szükséges, mint a Bluetooth-hoz. Ez az először "Wibree" néven ismertté vált, majd később a Bluetooth SIG által a "Bluetooth low energy technology" néven integrált protokoll lehetővé fogja tenni, hogy a hasonló felhasználású készülékek egymással kompatibilissé válhassanak, és a hasonló gyári megoldások hatékonyságával fog rendelkezni.
Azon kérdés tekintetében, hogy melyik protokollt érdemes választani az adatátvitelhez, még mindig nagy eltérések tapasztalhatók. Néhány gyártó nem szeretné, hogy termékei képesek legyenek a versenytársak gyártmányaival való kommunikációra, és saját, házon belüli protokollokat használ, vagy titkosítással látja el a szabványosított protokollokat. Más gyártók szeretnék a lehető legszélesebb körben hozzáférhetővé tenni termékeiket más készülékek számára, és ehhez a Bluetooth-t használják.

Főként ennek a stratégiának a követői fognak átállni a jövőben az új Bluetooth low energy technology (µBlue) szabványra, mivel ez a technológia az eddigi Bluetooth-szabvánnyal ellentétben nem igényel több Mibit/s-os adatátviteli rátákat, sem pedig 16 000 másodpercenkénti frekvenciaugrást a szünetmentes adatáramlás biztosításához. Az ügyfél a jövőben a nem nagyon időkritikus mérési értékek adatgyűjtő felé történő továbbítására az ANT-, a Gazell- és a ľBlue-szabvány közül választhat. Teljesen mindegy, hogy a Bluetooth-t vagy a nem szervezetek, hanem vállalatok által megalkotott kváziszabványt - ANT vagy Gazell - választja: mindhárom protokoll igen energiatakarékos, a Nordic Semiconductor adó vevő-technológiáját használja, és a saját protokollokhoz hasonlóan a Rutroniktól beszerezhető. Vagyis nálunk az ügyfél mindig a követelményeinek és stratégiájának megfelelő, optimális megoldásra számíthat.

A Rutronik honlapja