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Tags RFID pour instruments orthopédiques

2019-10-08 14:20:08

L’équipe de recherche de l’Université de Pittsburgh a achevé le développement et la mise à l’essai d’étiquettes orthopédiques spéciales et d’un système RFID, permettant la lecture d’étiquettes passives au moyen de signaux radiofréquences et l’enregistrement des brevets.

Des chercheurs de l’Université de Pittsburgh aux États-Unis ont mis au point un système de marquage orthopédique qui fixe Les étiquettes RFID avec des capteurs intégrés aux instruments orthopédiques, afin de permettre aux étiquettes humaines implantées de suivre l'utilisation des dispositifs dans le corps. Les signaux émis par les étiquettes dans le corps humain sont transmis aux lecteurs situés à l'extérieur de la peau par les tissus cutanés. Le système peut non seulement suivre l'environnement d'implantation du corps humain, mais également posséder certaines propriétés anti-contrefaçon pour les instruments orthopédiques eux-mêmes.

La solution a été testée dans des laboratoires universitaires par le professeur Marlin Mickle de la School of Engineering, également président du conseil consultatif scientifique et technologique de la société d'étiquetage orthopédique. La société fournit principalement des étiquettes spécifiques aux fabricants de matériel orthopédique, ainsi que des lecteurs d’étiquettes tenus à la main (spécialement conçus pour ces étiquettes afin de collecter des données à l’intention des médecins).

Cette étiquette spéciale a été inventée par le chirurgien orthopédique Lee Berger et brevetée au début du 2008. Il a été efficace pour aider les patients et les médecins à suivre le statut de guérison des implants. Berger envisage de développer un système utilisant des capteurs pour mesurer la pression physique des dispositifs implantés, ainsi que leur équilibre chimique et leur température, afin de déterminer s'ils causent une infection, puis pour décider de remplacer le dispositif d'origine. Les médecins utilisent des lecteurs portables pour recevoir des numéros d'identification uniques et des données de détection envoyées par des puces RFID. Berger a d'abord construit un prototype avec une étiquette RFID EPC Gen 2 EPC ultra-haute fréquence (UHF) passive, qui doit encore être testé et amélioré avant de pouvoir être étendu sur le marché.

A commencé à travailler avec Berger dans 2008. L’Université de Pittsburgh School of Engineering a mis au point une sonde de contact qui peut être utilisée pour lire les étiquettes attachées aux métaux et pour tester les ondes radio se propageant dans le corps humain. En mai, 2010 a identifié le financement disponible pour améliorer encore le système de marquage orthopédique en utilisant les tests de sonde de contact existants dans les universités.

Les chercheurs ont ensuite construit un système de sonde à contact basé sur un système double Étiquette RFID antenne. Ces antennes améliorées peuvent transmettre des données à travers le corps humain, qui peuvent être acheminées par des signaux ultra-haute fréquence (UHF) ou haute fréquence (HF). La solution consiste en une étiquette avec plusieurs capteurs et une sonde tactile reliée à un lecteur portable. La taille de l'étiquette en vente reste à déterminer, mais il s'agit d'environ 5 mm * 10 mm (0.2 pouces à 0.4 pouces) utilisée dans le test. Les départements d'ingénierie développent également un logiciel permettant d'analyser les données des étiquettes reçues via des palpeurs tactiles. Afin de lire les informations de l'étiquette avec précision, la sonde de contact doit être insérée le plus proche de l'étiquette. C'est également pour assurer la sécurité des données, afin d'empêcher d'autres personnes d'obtenir le numéro d'identification de l'étiquette et les données du capteur.

L'étiquetage orthopédique procurera aux patients et aux médecins les avantages suivants: Premièrement, il aidera à dépister l'infection. Les capteurs mesurent le pH du tissu dans lequel se trouve l'étiquette, puis transmettent ces lectures aux capteurs, tels que des étiquettes implantées dans le genou. Les capteurs sont alimentés par des supercondensateurs intégrés, similaires aux batteries rechargeables, chargés par un transducteur piézoélectrique intégré à l'étiquette ou alimentés par des signaux radiofréquences émis par des sondes à contact. De plus, le capteur peut être directement alimenté par le signal radiofréquence émis par la sonde à contact. Les sondes de contact affichent l’ID capturé et les données du capteur (un pH élevé peut indiquer, par exemple, une infection) sur l’écran d’un appareil portable, ou transmettent des informations détaillées au système d’arrière-plan via une connexion Wi-Fi ou un port USB. De cette façon, les médecins peuvent faire un bon travail de prévention avant l'apparition des symptômes d'infection.

En outre, le capteur peut également être utilisé pour obtenir la fréquence de mouvement de l'articulation implantée, ce qui constitue une base pour une meilleure utilisation de l'articulation. Si les résultats du transfert d'étiquettes indiquent que les articulations sont rarement utilisées, les médecins peuvent résoudre ce problème en organisant des physiothérapeutes adaptés aux patients et en examinant plus en détail les maladies qui entravent les mouvements des articulations.

Les étiquettes ont également d'autres fonctions, telles que déterminer si les articulations implantées doivent être rappelées. Comme le produit implanté est difficile à maintenir pendant une longue période, il doit être remplacé régulièrement. Avec ce système, les utilisateurs peuvent capturer l'ID de l'étiquette, qui est liée à la base de données back-end, afin de pouvoir trouver le fabricant du dispositif implanté, la date de production et la durée de conservation. Grâce à ces informations, nous pouvons déterminer si les articulations implantées dans le corps humain sont réelles ou non, et prévenir plus efficacement les produits contrefaits.

Des chercheurs de l'Université ont testé le système, notamment les étapes suivantes: premièrement, utiliser un logiciel de simulation de structure haute fréquence capable de simuler le champ électromagnétique à tester; et ensuite, lire les étiquettes dans une solution saline (environnement de tissu humain simulé). Troisièmement, utiliser la peau de porc pour simuler le corps humain. Mickle a déclaré que la prochaine étape consisterait peut-être à utiliser des cadavres humains pour des expériences, mais cela n’a pas été approuvé par le responsable des tests.

L’équipe recherche des puces de silicium capables de résister aux rayons gamma. Parce que l'étiquette est stérilisée par rayons gamma avant implantation. Mickle a déclaré que les chercheurs testent les puces Tego, qui peuvent avoir une mémoire plus grande (actuellement testées principalement dans la gamme des kilobits 8 à 64), peuvent stocker plus de données et avoir une plus grande résistance aux radiations.

Mickle n'a pas précisé quand le produit serait commercialisé. Comme il n’est pas facile de mettre des produits sur le marché par lots, il faut franchir plusieurs étapes, par exemple la coopération des fabricants d’équipements et l’approbation de la FDA aux États-Unis. Un système a été développé pour intégrer des étiquettes passives haute fréquence (13.56 MHz) ou ultra-haute fréquence EPC Gen 2 conformes à la norme ISO 18000-3 dans des cartes de crédit afin de stocker les informations relatives aux implants et les numéros de série des fabricants, les dates de production et produits. Les patients peuvent mettre leurs cartes dans leurs portefeuilles, a déclaré Mickle, notant que le système serait sur le marché dans un an.


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