Einsatzmöglichkeiten von RFID im Gesundheitswesen

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Automatische Identifikationssysteme

3. Die RFID-Technologie
3.1. Funktionsweise
3.2. Unterscheidungsmerkmale
3.2.1. Transponderarten
3.2.2. Frequenzbereiche
3.2.3. Speicherkapazitäten
3.2.4. Reichweiten
3.3. Anwendungsgebiete

4. RFID im Gesundheitswesen
4.1. Arzneimittelbranche
4.1.1. Produktidentifizierung
4.1.2. Einhaltung der Kühlkette
4.1.3. Medikamentenzuteilung
4.2. Klinik- und Krankenhausbereich
4.2.1. Krankenhausinformationssysteme
4.2.2. Personenidentifizierung
4.2.3. Kontrolle von Laborproben und Blutkonserven
4.2.4. Objektsicherung und Wartung
4.2.5. Bettenbestandskontrolle
4.3. Humanmedizinische Anwendungen

5. Fazit

6. Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 01: Aufbau eines RFID-Systems

Abbildung 02: RFID-Einsatz im Gesamtsystem der Klinik

Abbildung 03: Einsatz eines RFID-Systems zur Patienten- und Behandlungsperson- Identifizierung und Verbindung zum KIS.

1. Einleitung

Die Verbreitung neuer Informationstechnologien schreitet immer rasanter voran. Innerhalb eines Jahrzehnts haben sich Mobiltelefonie und Internet zu Massenanwendungen entwickelt, und sind aus unserem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Das Potential zu einer derartigen Massenanwendung besitzt auch die radiofrequente Identifikations-Technologie (RFID). Obwohl uns diese Technologie schon seit mindestens einem Jahrzehnt unbewusst in unserem Alltag begleitet, ist ihr erst in den letzten Jahren ein weltweiter Durchbruch gelungen, da die Technik perfektioniert wurde und die Herstellungskosten stetig sinken.

RFID ermöglicht mittels Radiowellen die berührungslose Identifikation von Personen, Tieren und Gegenständen ohne Sichtkontakt. Sie bietet große Potentiale zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, Qualität und Sicherheit von betrieblichen Prozessen, verbunden mit teilweise erheblichen Kosteneinsparungen.

In der Logistikbranche, im Einzelhandel, in Produktionsbetrieben und im Dienst-leistungssektor ist die RFID-Technik in letzter Zeit bereits erfolgreich etabliert worden.

Obgleich sich die RFID-Technologie aktuell immer noch am Anfang ihrer Möglich-keiten befindet, haben sich bereits in den unterschiedlichsten Bereichen vielver-sprechende Anwendungen für diese neue Technologie ergeben.

Daher stellt sich nun die Frage, welche Möglichkeiten sich durch den Einsatz der RFID-Technologie in einer solch vielseitigen Branche wie dem Gesundheitswesen auftun.

Gerade im Zuge der aktuellen Gesundheitsreform wird eine deutliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Gesundheitssektors verlangt, ohne dabei jedoch die medizinische Versorgungsqualität und die Patientensicherheit zu gefährden. Neue, leistungsorientierte Abrechnungssysteme und wachsende nationale und inter-nationale Konkurrenz zwingen die Kliniken zu einem effizienten Kosten-Leistungs-Management, welches sich mitunter durch die Unterstützung modernster Informationstechnik realisieren ließe.

Die Pharmabranche sieht sich mit einer steigenden Zahl von Arzneimittelfälschungen konfrontiert und muss dadurch enorme Umsatzeinbußen hinnehmen. Neben diesem wirtschaftlichen Aspekt ist auch die Sicherheit und Gesundheit der Bevölkerung durch solche Plagiate stark gefährdet.

In Anbetracht dieser aktuellen Problematik, wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit detailliert aufgezeigt, in welchen Bereichen und in welcher Form die RFID-Techno-logie auch im Gesundheitssektor eingesetzt werden kann, und wie sich die medizinische Versorgung durch den Einfluss von RFID optimieren lässt.

2. Automatische Identifikationssysteme

Unter dem Begriff der automatischen Identifikationssysteme (Auto-ID) werden Techniken zusammengefasst, die neben einer automatischen Identifikation eine schnelle und genaue automatische Dateneingabe in Computer- oder Kommunika-tionssysteme ermöglichen. Sie bilden somit eine Schnittstelle zwischen der physischen, realen Welt und den IT-Systemen. Eine der Hauptaufgaben dieser Auto-ID-Systeme liegt neben der automatischen Identifikation in der Bereitstellung von Informationen bezüglich der identifizierten Personen, Tiere und Objekte.

Eines der bekanntesten Auto-ID-Systeme aus dem Bereich des Einzelhandels ist sicherlich der Barcode, oder auch Strichcode genannt. Mit Hilfe eines Scanners kann jedes Objekt, das mit einem Barcode-Etikett versehen ist, durch das Ablesen der Strichabfolge einwandfrei identifiziert werden.

Weitere Vertreter der Auto-ID-Systeme sind neben den Magnetstreifen und Chipkarten auch die biometrischen Verfahren, welche es ermöglichen, Personen durch unverwechselbare Körperteile einwandfrei zu identifizieren.^[1]

RFID-Systeme stellen eine der neueren Vertreter dieser Auto-ID-Systeme dar. Sie zählen derzeit sicherlich zu den leistungsfähigsten Technologien in dieser Sparte und bieten zusätzlich auch die vielseitigsten Einsatzmöglichkeiten.^[2] Sie bringen des Weiteren ein enormes Rationalisierungspotential mit sich, da sie noch weniger als die bisherigen Auto-ID-Systeme der menschlichen Intervention bedürfen.

Aus diesen Gründen liegt der Fokus im weiteren Verlauf dieser Arbeit auf dieser RFID-Technologie.

3. Die RFID-Technologie

Die Abkürzung RFID steht für „Radio Frequency Identification“. Diese neuartige Informationstechnologie aus dem Bereich der drahtlosen Kommunikation ermöglicht eine eindeutige Identifikation von Personen, Tieren und Gegenständen mittels Radiowellen. Durch sie können Daten berührungslos und ohne Sichtkontakt übertragen, verändert oder erweitert werden.

3.1. Funktionsweise

RFID-Systeme bestehen hauptsächlich aus zwei Elementen:

- Ein Transponder, der an dem zu identifizierendem Objekt angebracht wird.
- Ein Lesegerät, das die Kommunikation mit dem Transponder übernimmt.

Der Transponder ist das eigentliche Herzstück eines RFID-Systems, ein winziger Computerchip mit einer Antenne. Er ist in einem Trägermaterial integriert, beispiels-weise in einem Klebeetikett oder einer Plastikkarte, welches wiederum auf einem Objekt angebracht, bzw. in einem Objekt integriert wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, das die Transponder relativ unempfindlich gegenüber Schmutz und anderen Umwelteinflüssen sind. Der Transponder fungiert als Datenträger, auf dem sich je nach Größe des Computerchips detaillierte Informationen über das zu identifizierende Objekt, sowie eine eindeutige weltweit unikale Identifikationsnummer befinden.^[3] Im Unterschied zu der europäischen Artikelnummerierung (EAN) beim Barcode-Verfahren umfasst dieser elektronische Produktcode (EPC) neben der Hersteller- und Produktnummer auch die Seriennummer. Dadurch ist jedes Objekt weltweit eindeutig zu identifizieren.^[4]

In der Literatur, sowie im weiteren Verlauf dieser Arbeit; werden oftmals für den Begriff Transponder auch Synonyme wie Tag, Funkchip, Etikett, Chip oder Smart Label verwendet.

Das Lesegerät, auch Reader genannt, ist zumeist stationär an der Stelle installiert, an der die Identifikation stattfinden soll. Es ist an eine Stromversorgung angeschlossen und erzeugt ein elektromagnetisches Feld im Radiofrequenzbereich. Das Lesegerät besteht aus einem Sender, einem Empfänger und einer Antenne. Zusätzlich sind die meisten Lesegeräte mit einer Schnittstelle ausgestattet, um die Anbindung an ein IT-System zu ermöglichen.

Die notwendige Energie für die Kommunikation zwischen Lesegerät und Transponder wird durch das vom Lesegerät erzeugte elektromagnetische Feld generiert. Sobald sich der Transponder innerhalb des Feldes befindet, empfängt dessen Antenne die elektromagnetische Feldspannung. Der dadurch gewonnene Induktionsstrom aktiviert den Mikrochip im Transponder und lädt zugleich den Kondensator auf, der für die dauerhafte Stromversorgung des Chips sorgt. Der aktivierte Mikrochip empfängt Befehle, die das Lesegerät in sein magnetisches Feld moduliert. Indem der Transponder wiederum das elektromagnetische Feld verändert, überträgt er seine Seriennummer oder andere vom Lesegerät abgefragte Daten. Entscheidend ist dabei die Tatsache, dass der Transponder kein eigenes magnetisches Feld erzeugt, sondern lediglich das elektromagnetische Feld des Lesegerätes leicht verändert. Das Lesegerät registriert die Veränderungen des Felds und rekonstruiert daraus die gespeicherte Zahlenreihe.^[5]

In der Praxis geschieht dieser Ablauf im Idealfall in Bruchteilen von Sekunden und kann über größere Entfernungen durchgeführt werden.

Bei bestimmten Transpondertypen können die Daten, die sich auf dem Transponder befinden, durch das Lesegerät verändert oder erweitert werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 01: Aufbau eines RFID-Systems (eigene Quelle)

Dieses Zweikomponenten System lässt sich bei Bedarf durch eine IT-Komponente, der so genannten Middleware, erweitern. Die Aufgabe des IT-Systems besteht darin, die vom Lesegerät übertragenen Daten zu verwalten und mit bereits hinterlegten Informationen in einer Datenbank abzugleichen und auszuwerten.^[6]

Diese Komponente ist umso wichtiger, je größer die zu verwaltenden Datenmengen über das Objekt sind und je wichtiger die Datensicherheit ist. In solchen Fällen ist auf dem Transponder lediglich die Identifikationsnummer gespeichert, welche dann ver-schlüsselt dem Lesegerät übermittelt wird. Alle weiteren Daten zu diesem Objekt können erst nach einem erfolgreichen Datenabgleich durch das IT-System aufge-rufen werden.

3.2. Unterscheidungsmerkmale

Die Einsatzmöglichkeiten der automatischen Identifikationssysteme haben sich in den letzten Jahren infolge einer forcierten Forschung- und Entwicklungsarbeit vervielfacht. Aktuell gibt es zahlreiche Varianten von RFID-Systemen, die sich entsprechend ihrer technischen Parameter für unterschiedliche Einsatzbereiche mehr oder weniger gut eignen. Daher werden nun im Folgenden einige wichtige Unterscheidungsmerkmale von RFID-Systemen aufgezeigt.

3.2.1. Transponderarten

Gemäß der unterschiedlichen Einsatzbereiche der RFID-Technik sind verschiedene Bauformen von Transponder entwickelt worden. Die wichtigsten Unterscheidungs-formen sind dabei Etiketten, Plastikkarten, Glas- und Kunststoffkapseln. Etiketten werden v.a. für jegliche Objektkennzeichnung eingesetzt, wo hingegen Plastikkarten und Armbänder besonders im Bereich der Personenidentifikation zum Einsatz kommen. Glastransponder werden schon seit einigen Jahren erfolgreich zur Identifi-zierung von Tieren verwendet. Diese werden den Tieren subkutan injiziert und ermöglichen so eine berührungslose, fälschungssichere und breit einsetzbare Identifikation.^[7]

Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist die Energieversorgung der Transponder, wobei zwischen passiven und aktiven Transpondern unterschieden wird. Passive Transponder verfügen über keine eigene Energiequelle. Sie beziehen ihre Energie durch Induktion, d.h. sie entziehen dem vom Lesegerät erzeugtem elektromagnetischen Feld die erforderliche Energie. Befindet sich ein Transponder also außerhalb eines Lesefeldes, ist er vollkommen ohne Energie und somit nicht in der Lage, ein Signal auszusenden.^[8] Eventuelle Bedenken bezüglich einer stetigen elektromagnetischen Strahlung durch passive Transponder sind somit nicht statthaft.

Aktive Transponder nutzen eine Batterie oder Solarzelle zur Energieversorgung, welche zusätzlich in dem Trägermaterial integriert ist. Die Batterie dient jedoch ausschließlich der Versorgung des Computerchips und dem Erhalt der gespeicherten Daten. Zur Datenübertragung zwischen Transponder und Lesegerät wird ausschließlich die Energie des elektromagnetischen Feldes genutzt, welches vom Lesegerät generiert wird. Dieser Unterschied wirkt sich dahingehend aus, dass aktive Transponder eine größere Speicherkapazität, eine höhere Lesegeschwindigkeit und eine höhere Reichweite aufweisen.^[9]

Verständlicherweise gehen diese Eigenschaften jedoch mit einem weitaus höheren Preis einher, so dass sie sich für einen Masseneinsatz nicht rentieren.

3.2.2. Frequenzbereiche

Der Datentransfer zwischen Lesegerät und Transponder erfolgt über Funkwellen. Von daher ist die Betriebsfrequenz eines RFID-Systems ein wichtiger Parameter für die Funktionssicherheit der Anwendung, da die Eigenschaften der verschiedenen Frequenzbereiche stark variieren. So nehmen zum Beispiel die zwei wichtigen Merkmale Lesereichweite und Lesegeschwindigkeit mit steigender Frequenzhöhe zu und der Energiebedarf ab, da die übertragene Energiemenge pro Zeiteinheit zu-nimmt.

[...]

^[1] Vgl. Kern (2006) S. 13 ff.

^[2] Ebenda

^[3] Vgl. Finkenzeller (2006) S.7

^[4] Vgl. BITKOM RFID-Guide (2006) S.9

^[5] Vgl. Finkenzeller (2006) S.31 ff.

^[6] Vgl. Kern (2006) S. 34

^[7] Vgl. Kern (2006) S.68 ff.

^[8] Vgl. Kern (2006) S.47

^[9] Vgl. Finkenzeller (2006) S. 23 f.