Radio Frequency Identification RFID nutzt Patienten und Pflegepersonal

»Vermeidbare unerwünschte Ereignisse« - so der offizielle Begriff für Fehler in der Medizin- und Pflegebranche - beeinflussen jedes Jahr die Gesundheit tausender Patienten in Deutschland negativ. Dafür mitverantwortlich ist die Arbeitsüberlastung des medizinischen Personals: Das Ineinandergreifen hochkomplexer Arbeitsabläufe und der steigende Leistungsdruck infolge von Sparvorgaben im Gesundheitssektor führen zu vermeidbaren Behandlungsfehlern. Technische Lösungen könnten helfen, diesen menschlichen Fehlern präventiv entgegenzuwirken und den wachsenden Anforderungen des modernen Gesundheitssystems gerecht zu werden - beispielsweise durch RFID.

RFID (Radio Frequency Identification) ist eine verbreitete Technologie, wenn es darum geht, Prozesse zu automatisieren und zu optimieren sowie den Arbeitsaufwand zu verringern und die Handhabung zu vereinfachen.

Auch in der Medizintechnik hat diese Technik das Potenzial, die Behandlungsqualität und die Effizienz der Patientenbetreuung zu steigern - ganz abgesehen von der Vermeidung von Unfällen.

Speziell auf die Medizintechnik abgestimmte RFID-Transponder können dazu beitragen, menschliche Fehler zu vermeiden. Deshalb nimmt der Einsatz von RFID-Systemen in den letzten Jahren in diesem Bereich stetig zu.

Ein RFID-System besteht aus einem Transponder (auch Tag oder Smart Label genannt) mit Chip/Datenspeicher und Antenne, einem Schreib- und Lesegerät mit Antenne und der entsprechenden Software für die Datenverarbeitung (Bild 1). Die RFID-Übertragung funktioniert ohne Berührung oder Sichtkontakt. Das Schreib-/Lesegerät sendet elektromagnetische Wellen aus und erzeugt dadurch ein elektromagnetisches Energiefeld, das den Transponder mit Energie versorgt.

Die im Datenspeicher des RFID-Transponders liegenden Informationen können dabei ausgelesen oder verändert werden. Beim Schreiben und Lesen steuert die Software auf dem Schreib-/Lesegerät den eigentlichen Prozess. Eine RFID-Software ermöglicht die Kommunikation mit übergeordneten IT-Systemen und Datenbanken. Die Daten lassen sich auf dem Transponder durch eine Verschlüsselung sichern.

Unerlaubte Lesevorgänge oder das Überschreiben und Manipulieren von Daten werden dadurch verhindert. Im medizinischen Bereich sind die Anwendungsmöglichkeiten dieser Funktechnik sehr vielfältig. So werden technische Geräte und deren Komponenten schon heute vielerorts mit RFID-Tags ausgestattet, um alle wichtigen Informationen und Fehlerhinweise für die Wartung und Instandhaltung zur Verfügung zu haben.

Festhalten lässt sich, wann und wie lange Bauteile in Betrieb sind, ihre Lebensdauer wird überwacht und so ein rechtzeitiger Austausch erleichtert (siehe Kasten »Anwendungsbeispiel für RFID«).

Anwendungsbeispiel für RFID
Der Medizintechnikspezialist Dräger setzt für seine intensivmedizinischen Beatmungsgeräte Zubehör mit integrierten RFID-Tags ein. Sobald das Zubehör an das Beatmungsgerät angeschlossen ist, werden die Informationen über RFID ausgetauscht. So lösen beispielsweise falsch angesteckte Beatmungsschläuche Alarm aus. Außerdem erinnert das Gerät den Anwender daran, wann welches Zubehör zu wechseln ist.  Beim Wechsel an ein anderes Gerät werden die Parameter ohne vorherige Konfiguration übernommen. Ziel ist es, die Patientensicherheit zu erhöhen, die Handhabung zu vereinfachen und die Arbeitsabläufe zu verbessern.

Per RFID kann das Lifecycle-Management von Verbrauchsmaterialien ständig mit den richtigen Daten zum richtigen Zeitpunkt versorgt werden. Die Geräte informieren den Anwender rechtzeitig über einen bevorstehenden Teileaustausch. Selbst bei unterbrochener Verwendung und erneutem Einsetzen in ein anderes Gerät lassen sich die Nutzungsdaten korrekt erfassen und aktualisiert abspeichern.

Menschliche Einflussnahme minimiert

Durch die Kombination aus der Kennzeichnung von Zubehör und der Parametrierung der Geräte lassen sich Fehlmedikationen und Handhabungsfehler verhindern. Das verwendete Zubehör wird sofort erkannt, und die Einstellungen am Gerät werden automatisch angepasst. Dafür sind in die Geräte Lesemodule integriert, die jedes Teil erfassen und überprüfen.

Bei einem fehlerhaften Anschluss wird Alarm ausgelöst. Dadurch lässt sich beispielsweise die Wiederverwendung von Einmalartikeln ausschließen oder die zulässige Nutzungsdauer überwachen. Notwendige Einstellungen durch den Anwender sind auf ein Minimum begrenzt, Bedienfehler reduzieren sich somit. Komplexe Geräte sind daher für das medizinische Personal einfach und sicher zu bedienen.

Darüber hinaus bestätigen die auf den RFID-Labels gespeicherten Daten die Echtheit von Originalteilen. Das bedeutet, gefälschte Komponenten werden sofort identifiziert und gar nicht erst in Betrieb genommen. Etwaige Schäden an den Geräten lassen sich damit ebenso ausschließen wie Fehlfunktionen, welche die Gesundheit der Patienten gefährden könnten. Um Manipulationen an den RFID-Etiketten zu verhindern, lassen sich spezielle Sicherheitsmechanismen integrieren.

Beim Ablöseversuch würde das Label dann zerstört und es kann auch nicht in einem Stück entfernt werden. Generell unterstützt RFID das gesamte Informationsmanagement, denn es bietet eine effiziente Möglichkeit, Patientenakten aktuell zu halten. Wichtig sind hier vor allem der Schutz und die Sicherheit der Daten, weshalb die gespeicherten Informationen auch nur speziell verschlüsselt gesichert werden.

In der Analytik beispielsweise lassen sich mit RFID-Tags gekennzeichnete Blutproben jederzeit dem jeweiligen Patienten zuordnen. Selbst die Patienten erhalten zur Identifikation Armbänder mit integrierten RFID-Tags. Vor Eingriffen können im OP-Saal alle notwendigen Daten abgerufen werden, um die Gefahr von Verwechslungen auszuschließen. Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich ist die Inventarisierung von OP-Besteck.

Vor und nach einer Operation wird damit sichergestellt, dass alle Instrumente an ihrem Platz sind. Tupfer und Tücher erhalten ebenfalls RFID-Tags, um zu verhindern, dass OP-Materialien im Körper des Patienten verbleiben. Dementsprechend anspruchsvoll ist die Entwicklung dieser speziellen RFID-Etiketten, die durch den Körper hindurch erfassbar sein müssen. An neuen Einsatzgebieten von RFID wird laufend gearbeitet.

Aktuell wird etwa die Integration von RFID in Medikamentenblister entwickelt, um die Tabletteneinnahme von Patienten zu beobachten und Aussagen über deren Therapietreue treffen zu können beziehungsweise diese zu erhöhen. So kann der Arzt sehen, ob der Patient die Medikamente täglich zur selben Zeit einnimmt, und darauf basierend Aussagen über den Therapieerfolg treffen.

Individuelle RFID-Systeme statt Massenware

Bei der Entwicklung und Herstellung der spezifischen RFID-Tags sind die sehr hohen Anforderungen der medizinischen Umgebung an RFID-Systeme zu berücksichtigen. Je nach Anwendungsfeld werden individuelle und maßgeschneiderte Lösungen gefunden, welche die speziellen Normen der Medizintechnik erfüllen. Dabei müssen die RFID-Labels zur problemlosen regelmäßigen Reinigung und Sterilisation vor allem robust und wasserresistent sein.

Da die sensiblen Geräte der Medizintechnik nicht gestört werden dürfen, müssen alle eingesetzten RFID-Systeme den geltenden Zulassungsvorschriften für den Einsatz im medizinischen Umfeld genügen. Hier haben sich vor allem passive Systeme im Hochfrequenzbereich (13,56 MHz) gemäß ISO 15693 bewährt. Darüber hinaus zeigen verschiedene Untersuchungen, dass bei Einhaltung der Grenzwerte für die elektromagnetische Abstrahlleistung gemäß gültiger Funkzulassungsvorschriften keinerlei Gesundheitsrisiken bestehen.

Lediglich für Patienten mit elektrisch betriebenen Implantaten wie Herzschrittmachern wird vorsorglich ein Mindestabstand von 25 cm zum nächsten RFID-Lesegerät empfohlen. Durch die Integration der RFID-Technologie in den Medizinbereich ergibt sich eine Reihe positiver Effekte:

  • Im Gegensatz zu Barcodes können die RFID-Datenträger auch dann ausgelesen werden, wenn sie zum Beispiel hinter Kunststoffabdeckungen verdeckt eingebaut und somit nicht direkt zugänglich sind.
  • Während der Barcode nur eine fest vergebene Information besitzt, können die Daten auf dem Chip des RFID-Tags jederzeit gespeichert und auch geändert werden.
  • Die Dokumentation von Medikation oder Abläufen erfolgt automatisch, was das medizinische Personal entlastet. Die Verwaltungsaufgaben werden weg vom Krankenbett verlagert, es ist mehr Zeit für die tatsächliche Betreuung der Patienten vorhanden.
  • Menschliche Fehlleistungen aufgrund der Mehrfachbelastung des Pflegepersonals lassen sich durch die automatische Einstellung von Geräten durch RFID-Tags reduzieren. Die immer komplexer werdenden Gerätefunktionen sind somit einfacher zu beherrschen.
  • Der Schutz vor Produktfälschungen ist gegeben.

Mithilfe der Optimierungsmöglichkeiten durch den Einsatz der RFID-Technologie lassen sich sowohl die ethische Verpflichtung gegenüber den Patienten, sein Wohlergehen zu fördern und gesundheitliche Schäden zu verhindern, als auch der wirtschaftliche Nutzen für die Betreiber von Kranken- und Pflegeeinrichtungen miteinander vereinen.

Über den Autor:

Thorsten Kircher ist Development Manager RFID bei Schreiner LogiData, einem Competence Center der Schreiner Group.