Environmental safety aspects of using UHF RFID systems in hospitals

• Autorzy: Zradziński Patryk , Karpowicz Jolanta , Gryz Krzysztof , Suarez Oscar J. , Trillo Angeles M. , Hernandez Jose A. , Miguel-Bilbao de Silvia , Suarez Samuel D. , Celaya-Echarri Mikel , Azpilicueta Leyre , Falcone Francisco , Ramos Victoria

Warianty tytułu

PL

Aspekty środowiskowego bezpieczeństwa wykorzystania systemów UHF RFID w szpitalach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Various applications of Radio Frequency IDentification (RFID) technology in the medical environment are characterised. The electromagnetic field (EMF) emitted by RFID handheld readers (RFID guns) is characterised and evaluated with respect to humans exposure metrics – the strength of the electric field affecting anyone present near various UHF (ultra-high frequency) RFID guns and the specific absorption rate (SAR) values in their body. UHF RFID systems are the most popular of such systems used in hospitals. The performed studies indicate that the EMF exposure level near the RFID gun antenna and SAR values (a measure of the thermal effects of EMF exposure) caused by exposure from the RFID reader may exceed the limits of the electric field and SAR issued by international guidelines or legislation. Potentially excessive exposure to EMF emitted by UHF RFID readers is not limited to the user of the device, but may also apply to patients or bystanders. Only UHF RFID guns with an EMF emission lower than 1 W may be considered as an insignificant source of human exposure. The use of readers with a radiated power exceeding 1 W requires the evaluation of the EMF level using measurements, and also the evaluation of SAR by numerical modelling in the case of their use in close proximity to humans. In all cases, insufficient electromagnetic immunity of electronic devices (including medical implants) should be considered near RFID guns at least up to half of the reading range away from the RFID reader. The electromagnetic hazards related to the use of RFID guns may be limited by relevant preventive measures, as shown in this paper, together with the principles of an in-situ evaluation of electromagnetic hazards near the UHF RFID guns.

PL

Scharakteryzowano różne zastosowania technologii identyfikacji radiowej (RFID) w środowisku medycznym. Pole elektromagnetyczne emitowane przez ręczne czytniki RFID (RFID guns) zostało scharakteryzowane i ocenione w odniesieniu do miar narażenia ludzi – natężenia pola elektrycznego oddziałującego na osoby znajdujące się w pobliżu różnych czytników RFID UHF (ultrawysokiej częstotliwości) i współczynnika SAR w ich ciele. System UHF RFID jest najpopularniejszym z systemów RFID użytkowanych m.in. w szpitalach. Przeprowadzone badania wskazują, że poziom ekspozycji na pole elektromagnetyczne w pobliżu anteny ręcznego czytnika RFID i wartości SAR (miara skutków termicznych oddziaływania pola elektromagnetycznego) spowodowane tą ekspozycją mogą przekraczać limity, opublikowane w zleceniach międzynarodowych lub przepisach. Nadmierna ekspozycja na pole elektromagnetyczne emitowane przez czytniki RFID UHF może dotyczyć nie tylko użytkownika urządzenia, ale również pacjenta lub osoby postronnej. Tylko ręczne czytniki RFID UHF o emisji pola elektromagnetycznego poniżej 1 W można uznać za nieistotne źródło narażenia ludzi. Korzystanie z czytników o mocy przekraczającej 1 W wymaga oceny poziomu pola elektromagnetycznego za pomocą pomiarów, a również oceny SAR za pomocą modelowania numerycznego w przypadku ich użycia w bezpośredniej bliskości ludzi. We wszystkich przypadkach niewystarczającą odporność elektromagnetyczną urządzeń elektronicznych (w tym implantów medycznych) należy rozważyć w pobliżu czytników RFID co najmniej do odległości od czytnika RFID równej połowie jego zasięgu odczytu. Zagrożenia elektromagnetyczne związane z używaniem ręcznych czytników RFID mogą być ograniczone przez odpowiednie środki ochronne, jak pokazano w tym artykule, wraz z zasadami oceny zagrożeń elektromagnetycznych in-situ w pobliżu ręcznych czytników UHF RFID.

Słowa kluczowe

EN

biomedical engineering; environmental engineering; occupational exposure; public health; AIMD; Internet of things

PL

inżynieria biomedyczna; inżynieria środowiska; narażenie zawodowe; zdrowie publiczne; AIMD; Internet rzeczy

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 9, nr 2
• Strony: 133--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zradziński Patryk

• Laboratory of Electromagnetic Hazards, Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa, Poland

autor

Karpowicz Jolanta

• Laboratory of Electromagnetic Hazards, Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa, Poland

autor

Gryz Krzysztof

• Laboratory of Electromagnetic Hazards, Central Institute for Labour Protection – National Research Institute (CIOP-PIB), Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa, Poland

autor

Suarez Oscar J.

• Radiofrequency Laboratory, State Secretary of Telecommunications and Digital Infrastructures. Madrid, Spain

autor

Trillo Angeles M.

• Bioelectromagnetism Department, University Hospital Ramón y Cajal-IRYCIS, Madrid, Spain

autor

Hernandez Jose A.

• Telecommunications Engineering and Telematics Department, University Hospital of Canarias, Spain

autor

Miguel-Bilbao de Silvia

• Telemedicine and e-Health Research Unit, Carlos III Institute of Health, Madrid, Spain

autor

Suarez Samuel D.

• Telecommunications Engineering and Telematics Department, University Hospital of Canarias, Spain

autor

Celaya-Echarri Mikel

• School of Engineering and Sciences, Tecnologico de Monterrey, Mexico

autor

Azpilicueta Leyre

• School of Engineering and Sciences, Tecnologico de Monterrey, Mexico

autor

Falcone Francisco

• Electrical and Electronic Engineering Department, Public University of Navarre, Spain

autor

Ramos Victoria

• Telemedicine and e-Health Research Unit, Carlos III Institute of Health, Madrid, Spain

Bibliografia

• 1. K. Finkenzeller: RFID handbook. Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards, Radio Frequency Identification and Near-Field Communication, 3rd ed., John Wiley & Sons, Ltd., The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, United Kingdom, 2010.
• 2. H. Jalilian, M. Eeftens, M. Ziaei, M Röösli: Public exposure to radiofrequency electromagnetic fields in everyday microenvironments: An updated systematic review for Europe, Environmental Research, 176(108517), 2019, doi: 10.1016/j.envres.2019.05.048.
• 3. E. Chiaramello, M. Bonato, S. Fiocchi, G. Tognola, M. Parazzini, P. Ravazzani, J. Wiart: Radio Frequency Electromagnetic Fields Exposure Assessment in Indoor Environments: A Review, International Journal on Environmental Research and Public Health, 16(6), 2019, No E955; doi: 10.3390/ijerph16060955.
• 4. F. Salinas Gómez, N.E. Suárez Escobar., J. Vázquez: RFID + Wi-Fi system to control the location of biomedical equipment within hospital areas and linked to an intelligent inventory, Health and Technology, 2019, doi: 10.1007/s12553-019-00393-6.
• 5. Butters: Radio Frequency Identification: An Introduction for Library Professionals, Australasian Public Libraries and Information Services, 19(4), 2006, 164-174.
• 6. RFID Frequently Asked Questions. Available online: https://www.rfidjournal.com (accessed on 29 October 2019).
• 7. Group Health Reinvents Patient Care With RTLS. Available online: https://www.rfidjournal.com (accessed on 29 October 2019).
• 8. P. Zradziński, J. Karpowicz, K. Gryz, V. Ramos: An Evaluation of Electromagnetic Exposure While Using Ultra-High Frequency Radiofrequency Identification (UHF RFID) Guns, Sensors, 20(202), 2020, doi: 10.3390/s20010202.
• 9. P. Zradzinski, J. Karpowicz and K. Gryz: Electromagnetic Energy Absorption in a Head Approaching a Radiofrequency Identification (RFID) Reader Operating at 13.56 MHz in Users of Hearing Implants Versus Non-Users, Sensors, 19(3724), 2019, doi: 10.3390/s19173724.
• 10. R. A. Tell, R. Kavet, G. Mezei: Characterization of radiofrequency field emissions from smart meters, Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, 23(5), 2013, 549-553, doi: 10.1038/jes.2012.102.
• 11. A. Napp, D. Stunder, M. Maytin, T. Kraus, N. Marx, S. Driessen: Are patients with cardiac implants protected against electromagnetic interference in daily life and occupational environment? European Heart Journal, 36(28), 2015, 1798-804, doi: 10.1093/eurheartj/ehv135.
• 12. J.T. Bushberg, K.R. Foster, J.B. Hatfield, A. Thansandote, R.A. Tell: IEEE Committee on Man and Radiation--COMAR technical information statement radiofrequency safety and utility Smart Meters, Health Physics, 108(3), 2015, 388-391, doi: 10.1097/HP.0000000000000217.
• 13. P. Zradziński, J. Karpowicz, K. Gryz: Ochrona przed zagrożeniami elektromagnetycznymi związanymi z użytkowaniem systemów RFID i Wi-Fi, CIOP-PIB, Warszawa, 2019, 60, ISBN 978-83-7373-332-9.
• 14. IARC International Agency for Research on Cancer: Non-ionizing radiation, part 2: Radiofrequency electromagnetic fields, Lyon, France, 2013, The WHO/IARC, IARC Monographs, 102, 2013.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).