Caratteristiche e utilizzo dei Radio Frequency IDentification (RFID) nella sanità digitale

Radio Frequency IDentification (RFID)

Tra le molte tecnologie wireless che vengono usate nella trasmissione telemetrica dei dati (satellite, radio, antenne satellitari, ecc.), in ambito medico e quindi nella sanità digitale trovano applicazione gli RFID (Radio Frequency IDentification). Un sistema di questo tipo si basa sulla lettura a distanza di informazioni contenute in un tag RFID da parte di una stazione base utilizzante un reader (lettore) RFID.

Il tag è un dispositivo elettronico costituito dai seguenti tre componenti principali:

1. Transponder: è un chip grande pochi millimetri costituito da una memoria non volatile contenente dati (tra cui un codice identificativo univoco) e da una semplice logica di controllo in grado di inviare tali dati quando il tag viene interrogato dalla stazione base.
2. Antenna: è solitamente una bobina miniaturizzata collegata ad un condensatore ed inglobata nel tag. La sua progettazione è critica nel determinare le caratteristiche e le prestazioni del sistema RFID.
3. Batteria: la sua presenza in un tag è piuttosto rara. Generalmente, infatti, i tag RFID sono passivi: il reader emette un campo elettromagnetico che induce nell’antenna del tag una corrente che alimenta il transponder. Solo nei tag attivi, invece, l’alimentazione del transponder è garantita dalla batteria.

Un tag RFID può essere realizzato in svariate forme e dimensioni ed inserito in etichette, adesivi o tessere formato carta di credito.

La stazione base è, invece, una piattaforma complessa costituita dai seguenti elementi:

1. Antenna: anche in questo caso l’antenna è costituita da una bobina e da un condensatore, ma le sue dimensioni sono generalmente maggiori rispetto a quelle dell’antenna del tag. Anche le caratteristiche di quest’antenna influenzano fortemente le prestazioni di tutto il sistema RFID.
2. Reader o lettore: che è un transceiver RFID che si occupa della lettura e dell’invio (nel caso di sistemi Read/Write) di dati da e verso il tag.
3. Microprocessore: la sua presenza (o quella di un microcontrollore) è sempre necessaria per la gestione delle operazioni, per l’eventuale codifica o decodifica dei dati e per l’interfacciamento con un elaboratore (per esempio un PC).

Frequenze di operatività per gli RFID

I sistemi RFID operano a diverse frequenze a seconda delle specifiche richieste dalle varie applicazioni. Esse possono essere così classificate:

• LF (Low Frequency, 125 KHz): i sistemi a bassa frequenza consumano poca potenza, pertanto i tag a 125 KHz sono previsti come passivi. La comunicazione può avvenire attraverso liquidi e solidi non metallici, ma non supera i 30-40 cm di distanza.
• HF (High Frequency, 13.56 MHz): anche questi sistemi non sono onerosi in termini di consumo di potenza e sono pertanto caratterizzati da tag passivi. Garantiscono una migliore comunicazione in presenza di oggetti metallici ed offrono una distanza di comunicazione di circa un metro.
• UHF (Ultra High Frequency, 860-960 MHz): sono sistemi caratterizzati da un alto con-sumo di potenza. Offrono range di lettura di qualche metro e permettono di trasferire dati velocemente, ma la comunicazione non attraversa facilmente i materiali.
• Ultra-wide band (oltre 2.4 GHz): anche questi sistemi consumano molta potenza e richiedono l’utilizzo di tag attivi. Offrono range di lettura di diversi metri e permettono un trasferimento dei dati molto rapido, ma anch’essi presentano difficoltà nel garantire una comunicazione attraverso i materiali.

Scenari di impiego in campo sanitario

1. Automazione dell’accesso al sistema informativo ospedaliero: il dispositivo viene utilizzato come chiave fisica di autenticazione al sistema informativo ospedaliero (SIO). Le azioni da intraprendere possono naturalmente essere molto varie, dall’accensione del personal computer, alla predisposizione di una configurazione personalizzata per l’utente, all’avvio di applicativi.
2. Aumento della sicurezza di postazioni in uso: il dispositivo viene utilizzato come segnalatore di presenza dell’operatore sanitario presso la postazione informatica e permette di realizzare funzioni automatiche di sicurezza e di tutela delle informazioni a video molto avanzate, non possibili con meccanismi come quelli offerti dagli screen saver.
3. Gestione delle interazioni operatore sanitario/paziente: il dispositivo viene indossato sia dall’operatore sanitario che dal paziente. Quando un operatore sanitario ed un paziente si trovano contemporaneamente in prossimità di una postazione dotata di lettore R ed entrano nel suo raggio di azione, il sistema informatico può fornire una serie di servizi contestualizzati alla situazione (ad esempio, ad un accesso rapido al record clinico elettronico).