La technologie RFID pour la sante

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RFID technology in health domain, research paper written in Internet of Things courses for Telecom Lille 1 University.

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La technologie RFID pour la sante

  1. 1. La technologie RFID pour la santé: Les applications dans le domaine médical Geoffrey Delille Telecom Lille 1 Geoffrey.Delille@gmail.com Wan Muzaffar Wan Hashim Telecom Lille 1 Wanmuz86@gmail.com Abstract : Nous commençons tout juste à entendre parler d’hôpital du futur : une enceinte utilisant des objets communicants afin de rendre les services plus fluides et efficaces. Cet article met en avant les applications rendues possibles dans ce domaine par la technologie Radio Frequency IDentification. Les problématiques spécifiques au domaine médical rendent sa démocratisation délicate, tout comme son coût qui rebute les pays en développement alors que certaines applications comme la lutte contre le trafic de faux médicaments leurs sont spécialement dédiées. Toutefois, chaque jour de nouvelles applications sont créées, mises à l’étude ou utilisées, malgré la réticence d’une partie de la population. Mots-clés : RFID, E-santé, Localisation, hôpital du futur, objet communicant. Introduction L’utilisation de la technologie RFID est très prometteuse pour le monde médical. C’est sans doute l’un des domaines où son potentiel pourra le mieux s’exprimer. En effet, celle-ci pourra permettre de traiter plus rapidement les informations, tout en limitant les sources d’erreurs. Les patients seront ainsi mieux pris en charge de leurs admissions jusqu’à leurs sorties, en passant par les différents soins et examens qu’ils nécessiteraient. Actuellement, dans la majorité des hôpitaux, non seulement en France mais dans le monde entier, de nombreuses tâches répétitives sont réalisées à la main et les informations sont pour la plupart écrites sur des fiches manuscrites. Les erreurs humaines sont donc fréquentes et les conséquences dans ce milieu peuvent-être fatales. Plusieurs affaires ont ainsi défrayé la chronique, parmi lesquelles des opérations réalisées sur les mauvais patients ou encore l’administration par erreur d’un médicament à la place d’un autre. Le monde de la santé est un milieu très particulier qui a évolué de manière très significative ces dernières décennies. Nous avons assisté à une amélioration des moyens techniques mis à disposition du personnel soignant, mais aussi à une augmentation du nombre de personnes prises en charge. En d’autres termes, le nombre d’admis a augmenté, tout comme le nombre d’examens. Ceci a eu pour conséquence d’augmenter le temps moyen passé dans les institutions hospitalières d’une part, et de dégrader les prises en charge. Cette dégradation est devenue d’autant plus importante avec les réductions d’effectifs. La solution à ces problèmes pourrait donc venir d’un nouvel équipement, s’interfaçant avec un système d’informations efficace: les puces RFID. I) La technologie RFID Le sigle RFID, de l’anglais Radio Frequency Identification, est conçu pour diffuser l’identification des objets ou des personnes. Le réseau RFID est constitué de trois différentes entités : les étiquettes RFID, les lecteurs et les serveurs. Il existe deux types d’étiquettes différents: actives et passives. Les étiquettes actives peuvent émettre spontanément, contrairement aux étiquettes passives qui n’émettent que lorsqu’elles sont interrogées. Elles sont composées d’une antenne, d’une puce en semi-conducteur attachée à l’antenne. C’est le lecteur d’étiquettes qui fournit l’énergie aux étiquettes passives, qui la capte par leurs antennes. Les échanges d’informations entre ces deux entités commencent quand le lecteur transmet un signal selon une fréquence donnée vers les étiquettes situées dans son champ de lecture. Celles-ci transmettent un signal en retour. Lorsque les étiquettes sont "réveillées" par le lecteur, un dialogue s’établit selon un protocole de communications prédéfinis, et les données sont échangées [figure 1]. Figure 1 : Communication entre étiquette et lecteur RFID Les étiquettes RFID fonctionnent à basses ou moyennes fréquences. Elles utilisent le champ électromagnétique créé par l’antenne du lecteur et l’antenne de l’étiquette pour communiquer. Le champ électromagnétique alimente l’étiquette et active la puce. Cette dernière va exécuter les programmes pour lesquels elle a été conçue. Pour transmettre les informations qu’elle contient, elle va créer une modulation d’amplitude ou de phase sur la fréquence porteuse. Le lecteur reçoit ces informations et les transforme en code binaire.
  2. 2. Dans le sens lecteur vers étiquette, l’opération est symétrique, le lecteur émet des informations par modulation sur la porteuse. Les modulations sont analysées par la puce et numérisées [1]. Les lecteurs transfèrent ensuite les informations contenues dans les étiquettes RFID à une grappe de serveurs, qui constitue la troisième partie du système RFID. Ces serveurs traitent ensuite les données obtenues et un middleware leur permet de communiquer entre eux et d’utiliser ces informations selon leurs besoins. II) Les applications dans le domaine médical Comme son nom l’indique, la RFID a été conçue dans le but de faire de l’identification. Dans le domaine médical, elle servira à l’identification des patients, des objets, et des médicaments afin de réduire les erreurs médicales et d’améliorer les conditions de vie des patients. [2] L’état français a réservé une somme de 10 milliards d’euros sur 5 ans dans le cadre du plan «Hôpital 2012». Quelques CHU dont l'hôpital de Nice testent déjà depuis 2007 cette nouvelle méthode de travail. [3,4] Dans cet hôpital, en collaboration avec STMicroelectronics pour la fabrication de la puce et IBM pour l'intégration et la partie logicielle, chaque patient est équipé à son arrivée d'un bracelet RFID [figure 2] comportant son identité et le degré de gravité de ses symptômes, évaluée sur une échelle chiffrée. Figure 2 : Un patient équipé d’un bracelet RFID L'application informatique établit ensuite un parcours médical prenant en compte le degré d'urgence relative, la disponibilité des différents équipements et médecins. L'objectif final étant d'éviter les goulets d'étranglement et d'améliorer la prise en charge du patient. Nous avons pu constater une amélioration de la durée moyenne du parcours d’un patient qui a été ramenée de cinq à quatre heures. Le système permet également d’améliorer le contrôle des équipements médicaux qui possèdent désormais tous une étiquette RFID. L’autre effet positif est la possibilité de facturer l'exhaustivité des actes, ce qui est indispensable pour prétendre à une comptabilité analytique digne de ce nom, comme le souligne le docteur Patrick Mallea [4]. D'autant qu’avec la tarification à l'acte, les financements dépendent de la capacité des hôpitaux à mesurer précisément leurs coûts. Voyons maintenant quelques exemples plus concrets sur l’hôpital du futur. II.A) Aide aux personnes dépendantes Les personnes fragiles, dépendantes ou démentes sont également visées par ces innovations. L’un des meilleurs exemples est donné par la maison de retraite Gilbert Forestier à Lomme [5]. Cette dernière a équipé chacun de ses résidents d’une puce RFID sous la forme d’une montre [figure 3]. Quelques lecteurs [figure 4] sont répartis afin de couvrir l’intégralité du bâtiment et ainsi capter les informations émises par les bracelets. Figure 3 : Un bracelet RFID Figure 4 : Un lecteur RFID Les bracelets sont d’une grande utilité d’un point de vue sécurité. D’une part, le personnel est en mesure de savoir en temps-réel et avec une précision suffisante, la localisation de tel ou tel patient. Lorsqu’un patient tombe ou fait un malaise, le bracelet averti automatiquement le personnel soignant en précisant le lieu où il se trouve. De plus, le résident peut également appeler un soignant en appuyant sur le bouton de son bracelet. D’autre part, avant la mise en place de ce système, un patient par jour fuguait. Ces derniers étant bien souvent déments, ils se retrouvaient perdus dehors, sans repère et mettaient donc involontairement leurs vies en jeu. Le lecteur placé sur la porte de sortie permet de verrouiller la porte dès qu’un patient s’en approche. D’un point de vue purement médical, ce bracelet permet de surveiller la durée et la qualité du sommeil et ainsi d’équilibrer plus facilement les traitements médicaux [figure 5]. Figure 5 : Surveillance du sommeil des résidents
  3. 3. II.B) Gestion des prélèvements sanguins Qu’il s’agisse de dons de sang, de prélèvements pour effectuer des tests ou de gestion des échantillons, le travail effectué est important, fastidieux et sujet à de multiples erreurs. L’utilisation d’étiquettes RFID permet de faciliter le processus de gestion. Les prélèvements peuvent être équipés d’étiquettes. Un lecteur RFID permet de connaître les informations relatives au sang (groupe sanguin, rhésus, etc.). Ainsi lorsqu’un malade doit recevoir du sang, l’opérateur chargé de cette opération utilise l’ordinateur équipé d’un lecteur RFID pour vérifier la bonne adéquation du sang pour la transfusion. Cette façon de procéder diminue de manière drastique les erreurs humaines. Même si actuellement des systèmes à base de codes barres sont utilisés, ils n’empêchent pas les erreurs. Il est également important de noter qu’en cas de crise majeure (et donc à un moment où beaucoup de transfusions sanguines sont nécessaires), l’utilisation des RFID s’avère plus efficace: avec moins de contrôles à effectuer manuellement, le personnel peut concentrer son attention sur les manipulations et gagner en efficacité [6]. De plus, la RFID permet un contrôle de qualité à tout moment pendant la durée de vie de l’échantillon. Dans cette optique, Siemens et MacoPharma, un fabricant de pochettes sanguines, ont conçu des pochettes avec une puce RFID et un capteur de température intégré. Il faut en effet que la température soit contrôlée car chaque composant du sang a ses exigences : les plaquettes peuvent être stockées 8 jours à une température de 20 degrés, les globules rouges à 4 degrés durant une période de 4 à 6 semaines, en fonction de la solution alimentaire dans laquelle elles sont conservées, et le plasma peut être congelé. «Elles nous permettent de gérer les échantillons biologiques de manière plus sécurisée et plus fiable, afin d'éliminer les pertes de temps et d'augmenter la disponibilité et la fiabilité des données liées à chaque échantillon», explique le docteur Christian Chabannon, responsable du centre de thérapie cellulaire de l'institut Paoli Calmettes. Un autre avantage de ces étiquettes électroniques est qu’elles résistent nettement mieux aux conditions extrêmes de températures. Auparavant, les chercheurs avaient recours aux codes barres ou au marquage manuel pour identifier les tubes. Ces méthodes étaient dérisoires puisque les tubes selon les analyses à effectuer peuvent être baignés dans de l'azote liquide à une température de -196° Celsius et lors des analyses, la température peut même augmenter de 125° en quelques secondes [7]. II.C) suivi des médicaments. Les médicaments contrefaits sont devenus monnaie courante, notamment sur Internet mais aussi sur les marchés parallèles et dans les pays pauvres. Ils s’avèrent être dangereux, soit pour leurs effets nocifs, soit parce qu’ils n’en ont justement aucun. L’utilisation d’étiquettes RFID s’impose comme un indicateur bien plus fiable que les codes-barres actuellement utilisés qui sont facilement falsifiables. Elle permet de s’assurer de l’identité du médicament. De plus, arracher l’étiquette d’un médicament ne permet pas de le détourner dans la mesure où un produit sans étiquette est considéré comme dangereux. Pour que la protection soit efficace, les étiquettes ne doivent pas être placées sur les boites, mais sur chacune des plaquettes contenues dans les boites. Chaque plaquette contiendrait alors un code d’identification, une date de péremption, une date de production ou tout autre élément permettant d’attester de la conformité du médicament auprès des différents intervenants de la filière. De cette façon, les fraudes, les placebos et autres produits périmés pourront être plus facilement éliminés. III) Les limites de cette technologie III.A) Le secret médical Le secteur médical est un secteur particulier. Il est soumis à de nombreuses réglementations, parmi lesquelles l’obligation de protéger le secret médical. Les technologies de radio-identification peuvent être utiles pour des finalités légitimes bien définies, mais pourrait permettre potentiellement un profilage des individus du fait de l’accumulation d’informations sur les patients. La CNIL (Commission Nationale de l’Informatique et des Libertés) considère qu’il s’agit d’un risque tout à fait particulier et considère que les informations des puces RFID sont des données personnelles au sens de la loi Informatique et Libertés comme à celui de la directive 95/46. Les exigences en termes de sécurité et de protection des informations sont donc extrêmement fortes et devront bénéficier d’une attention toute particulière pour ces nouveaux systèmes [8]. L’autre enjeu est de veiller à ce qu’une personne habilitée ne puisse accéder qu’aux informations dont elle a besoin pour soigner le patient. III.B) Les risques sanitaires Par ailleurs, puisque nous abordons le thème de la santé, qu’en est-il des risques sanitaires liés à l’utilisation d’une telle technologie ? A ce sujet, en novembre 2005, l’Affset (Agence française de sécurité sanitaire de l'environnement) avait été
  4. 4. saisie par l'association France Nature Environnement pour évaluer les impacts éventuels des technologies d'identification par radiofréquences (RFID) sur l'environnement et la santé humaine. Dans son avis, publié en Février 2009 [9], l'Afsset indique que « les valeurs limites d'exposition des personnes aux champs électromagnétiques proposées par l'ICNIRP1 en 1998 ont été reprises par la réglementation française, et n'ont pas été remises en cause depuis lors par cette commission. Ces valeurs limites garantissent la protection des personnes contre les effets connus et avérés de l'exposition aux champs électromagnétiques. » L'Afsset reste prudente en soulignant que « les systèmes RFID engendrent une exposition très faible des personnes au champ électromagnétique, en comparaison d'autres sources, comme par exemple l'usage d'un téléphone mobile». Dans le cadre professionnel cependant, « du fait des faibles distances observées entre l'interrogateur et certains postes de travail, l'exposition professionnelle, quoique toujours inférieure aux valeurs limites d'exposition dans les cas observés, peut être non négligeable. Il existe donc une très grande variabilité des situations d'exposition. » L'agence recommande donc une poursuite des études sur les effets biologiques des rayonnements aux fréquences spécifiques des RFID, et de «concentrer les recherches sur les expositions professionnelles utilisant des systèmes RFID à fonctionnement continu, qui représentent les scénarios d'exposition identifiés les plus défavorables». L'association relève parmi les points clés du rapport que « les experts ne se sont pas penchés sur le cas des effets d'implantation de RFID dans le corps humain, pratique qui est déjà une réalité dans d'autres pays ». A ce sujet, l’un des rares témoignages provient du Dr John Halamka de Boston qui a implanté une puce RFID sous sa peau. Il a confirmé qu’il n’avait ressenti aucun effet physique suite à l’opération d’insertion de la puce qui a eu lieu seulement en 5 minutes. Cette puce RFID reste indétectable par les détecteurs de métaux à l’aéroport ou bien par une radiographie de la main. En revanche, cette puce a pu être repérée par le lecteur RFID d’un supermarché qui opère à la fréquence de 134,2 kHz. Bien heureusement, ce lecteur n’a pas réussi à lire les informations dans l’étiquette [10]. III.C) L’acceptation de la société La question de l’acceptation de la société envers cette nouvelle technologie se pose toujours. Les gens sont-ils prêts à ce que les informations médicales soient stockées dans une base de données ? Est-il nécessaire que chaque patient soit localisé durant tout son séjour à l'hôpital ? Le SNPI (Syndicat National des Professionnels Infirmiers) a écrit une lettre au ministère de la santé [11] pour dénoncer cette pratique qu’ils considèrent comme dégradante et qui ne devrait être utilisée que pour des nourrissons ou des personnes démentes incapables de décliner leur identité ou leurs symptômes. De nombreuses infirmières ont refusé de participer à ce qu’elles appellent une “chosification du patient” et préfèrent défendre la valeur et la dignité humaine du malade au sein de l’univers hospitalier. Conclusion La technologie RFID est pleine de promesses. Cependant, comme tout nouveau système, il possède ses avantages et ses inconvénients. De nombreuses applications au niveau médical restent à inventer ou à perfectionner. Les principaux enjeux resteront la sécurité et la confidentialité des informations, son acceptation par la société et également son coût qui jouera sans doute en sa défaveur. A titre d’exemple, les pays pauvres qui sont pourtant les plus touchés par le trafic de médicaments ne seront sans doute pas en mesure de s’équiper pour enrayer cette menace. Références 1) Gencod EAN France (2004) L’identification par Radio Fréquence Principe et applications. 2) Annals of telecommunication Sept/Oct 2010 RFID in eHealth systems: applications, challenges and perspectives 3) L’hôpital du futur mise sur la traçabilité, La Tribune, MERCREDI 14 NOVEMBRE 2007 4) L'hôpital de Nice « trace » les malades grâce à la RFID Les Echos n° 2002 8 -18 /10/07 • page 23 5) Reportage d’EuraRFID « La montre RFID pour les seniors », www.dailymotion.com/citceurarfid 6) RFID et l'internet des choses, Hervé Chabanne, Hermès, page 137 à 139 7) Guillemin C (juillet 2005), Des hôpitaux marseillais mettent la RFID en tube, ZDNet. 8) La radio-identification, Fiche pratique CNIL, http://www.cnil.fr/ 9) AVIS de l’Agence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (AFFSET) 26/1/2009 10) What are the Benefits and Risks of Fitting Patients With RFID Devices?: John Halamka's Viewpoint: RFID Devices Enable Patients to Be Stewards of Their Own Health Data, http://www.medscape.com/ 11) Actions du Lobby infirmier, Bracelet d’identification : le SNPI saisit le Ministère, site Syndicat Infirmière, http://www.syndicat- infirmier.com

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