Revolucionando el diagnostico de laboratorio con RFID y teléfonos inteligentes

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CONTENTSVisión de conjunto ................................................................................................................. 3

Instrumentos de diagnostico automatizados ...................................................................... 3

Aplicaciones RFID para instrumentos de diagnóstico ........................................................ 4

Interfaz de usuario RFID de Smart Phone y conexión a La Nube ....................................... 6

Autenticacion ................................................................................................................... 6

Mantenimiento predictivo ................................................................................................ 7

Control de calidad y Registro automático de datos ........................................................ 7

Rastreo de muestras ....................................................................................................... 7

Servicios basados en La Nube ........................................................................................ 8

Conclusión ............................................................................................................................. 8

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Visión de conjunto

La industria de diagnostico In vitro está creciendo rápidamente con los avances tecnológicos en diagnostico molecular, secuenciación de ADN de nueva generación, diagnostico de tejido, diagnostico clínico y una creciente variedad de procesos en centros de atención dirigidos a la detección, diagnostico y prevención de enfermedades. Inmunoterapia celular –la cual usa el sistema inmunológico del paciente para producir células que combaten el cáncer¬– en un ejemplo importante de las tecnologías de ciencias biológicas usadas para mejoras de salud. La ultima década ha también incluido el desarrollo comercial de Diagnósticos complementarios, impulsando el crecimiento de la industria, motivado por la necesidad de incrementar la eficiencia de terapias prescriptas tales como las farmacéuticas y biofarmaceuticas adaptadas a las necesidades individuales de cada paciente. En cada caso, una muestra humana de sangre, saliva, tejido, orina u otras muestras biológicas es recolectada para su análisis y procesada en laboratorios, hospitales o en facilidades que posean los procedimientos especializados de pruebas necesarios, resultando en un diagnostico y una terapia prescripta especifica para un paciente determinado.

En este entorno tan cambiante, tres tendencias tecnológicas importantes convergen, produciendo una oportunidad única de revolucionar la eficiencia de los procesos de laboratorio:

1. Incrementar la disponibilidad de instrumentos de diagnostico automatizados

2. La aparición de soluciones RFID disponibles en el mercado para su utilización en diagnósticos

3. La comercialización y adopción de teléfonos inteligentes con capacidades de comunicación de campo cercano.

Este documento describirá los componentes de cada una de estas tendencias y proporcionará ejemplos de las nuevas alternativas tecnológicas de RFID y de los casos de uso que surjan.

Instrumentos de diagnostico automatizados

Diagnostico In-Vitro es la técnica en la cual equipos médicos y reactivos se usan para examinar muestras tales como sangre, orina, heces, tejido y otros fluidos corporales provenientes del cuerpo humano, para detectar enfermedades, condiciones e infecciones. La pruebas pueden ser realizadas en un laboratorio autónomo, laboratorio de hospital o centros de atención.

El primer dispositivo automatizado para este mercado surgió a mediados de 1980 y era semiautomático, con integración progresiva de tecnologías que remplazaban algunas de las tareas que anteriormente se realizaban manualmente.

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Como muchos otros procesos que son elegibles para la automatización, los beneficios iniciales incluyen liberar el tiempo del personal de laboratorio para el análisis y las tareas que requieren un manejo y un juicio especializados, estandarización que resulta en menos variabilidad del proceso y mayor calidad, y reproducibilidad –un atributo esencial para asegurar que un procedimiento de diagnóstico dado podría ser replicado independientemente del operador. Es importante notar que la automatización es ahora valiosa para la optimización de reactivos y otros consumibles que representaron importantes fuentes de valor en el proceso de diagnóstico.

Anteriormente, aplicaciones de RFID en el diagnóstico implicaban tácticas para controlar el uso de consumibles patentados y para dar autenticación de los reactivos antes del procesamiento, creando el escenario para el uso de RFID para rastrear alto volumen de consumibles. Muchos de los instrumentos utilizados en el diagnóstico In vitro son ahora ‘plantas de producción’ totalmente cerradas. Máquinas totalmente automatizadas con especímenes transportados automáticamente de una fase a otra del proceso de diagnóstico. El rastreo de códigos de barras se fue complementado poco a poco con la potencia de RFID para almacenar valiosa información en el chip puesto directamente en el consumible, permitiendo la recopilación de información que podría ser usada para el control de calidad. La adopción de tecnologías de automatización por fabricantes de instrumentos coincidió con la comercialización de transpondedores RFID de bajo costo ideales para sistemas de automatización pequeños que encajan perfectamente en los laboratorios de diagnóstico modernos.

Aplicaciones RFID para instrumentos de diagnóstico

En aplicaciones de diagnóstico comunes, el rastreo de la muestra del paciente es muy importante. Posteriormente, la identificación de código de barras se ha utilizado por muchos años para asegurar que un identificador único asocie la muestra con cada uno de los pasos del procesamiento de diagnóstico, dando como resultado una cadena de custodia segura de la muestra.

El proceso generalmente incluye pasos automatizados y redundancia del sistema para garantizar la seguridad del paciente y un diagnóstico preciso. Ejemplos de casos de uso de RFID incluyen la autenticación de reactivos patentados y otros consumibles para eliminar la posibilidad de falsificación y mantenimiento predictivo-alertando al técnico de laboratorio cuando un importante consumible debe ser reemplazado en un instrumento.

Los transpondedores RFID son esencialmente computadores de bajo costo, con un chip de circuito integrado (IC) completamente funcional que es alimentado de forma inalámbrica a través de la incorporación de una antena que recibe energía del hardware

Asset Tag Diagnosis

Lab Automation

Instrument Reader

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utilizando frecuencias estándar de radio. Esta tecnología se ha vuelto muy disponible en los últimos diez años, y hoy en día se utiliza rutinariamente en una variedad de aplicaciones de diagnóstico. Los chips RFID usualmente contienen memoria de usuario EEPROM instalada (memoria de lectura programable borrable eléctricamente), el tipo de memoria usada generalmente en las aplicaciones informáticas cotidianas, creando numerosas posibilidades para escribir información en el articulo identificado durante su vida útil – y leer la información en puntos críticos durante el proceso de diagnóstico.

Los indicadores de calidad tales como, códigos de fecha de fabricación, o tiempos en que se completaron varios pasos de procesamiento pueden ser almacenados en la memoria del usuario. Es posible que un diagnóstico de consumible incluya indicadores claves de su historial de funcionamiento o calidad del proceso directamente en el chip. Datos claves también pueden ser almacenados en una base de datos externa para redundancia, mientras que otros datos pueden almacenarse en más de una forma (es decir, códigos de barras e información legible por humanos) dependiendo de cómo los datos serán usados en la aplicación de diagnóstico.

Los fabricantes de instrumentos de diagnóstico están usando inteligentemente el potencial de la tecnología RFID para automatizar más completamente procesos que anteriormente dependían de labor manual y de un identificador único –usualmente un código de barras– referenciando una base de datos externa. RFID multiplica el número de posibles formas en que los datos pueden ser almacenados y utilizados en un proceso de diagnóstico totalmente automatizado, reduciendo considerablemente la probabilidad de error humano.

El último desarrollo en tecnologías RFID es la incorporación de datos detectados que pueden ser almacenados en la memoria de usuario del chip. Es ahora posible incorporar un registrador de datos de costo relativamente bajo a un proceso de diagnóstico, para que una muestra pueda tener su historial de temperatura almacenado en la tarjeta. Una gran variedad de procesos de diagnóstico consideran el control de temperatura como uno de los factores claves de la calidad de la muestra y hoy en día es posible tener la seguridad de que un ítem incluye información sobre la “cadena de custodia del frío” almacenada en el articulo mismo, gracias al surgimiento del almacenamiento de datos inalámbrico de bajo costo. Los procesos automatizados están mejorando la calidad del procedimiento de diagnóstico y reduciendo el tiempo necesario para el diagnóstico de condiciones de salud, con informes gráficos, almacenamiento digital y otras mejoras que están optimizando rápidamente la calidad del cuidado de atención.

Los fabricantes más innovadores de instrumentos están combinando los procedimientos de diagnóstico con fármacos que trabajan con el instrumento en la creciente tendencia Diagnósticos complementarios mejorando la eficacia de las terapias prescriptas y reduciendo el costo total del tratamiento. La tendencia de Diagnósticos complementarios está borrando la línea entre las tecnologías de diagnóstico y las ofertas de la industria farmacéutica, permitiendo terapias más orgánicas de “Ciencias Biológicas” o “Biofarmaceuticas” y menos dependencia de los productos farmacéuticos sintéticos tradicionales comercial ofrecidos durante el siglo pasado.

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Interfaz de usuario RFID de Smart Phone y conexión a La Nube

Los sistemas RFID para aplicaciones de instrumentos de diagnóstico han evolucionado para incluir datos integrados con los Sistemas de Gestión de Información de Laboratorio (LIMS) emparejados con potente procesamiento de datos y una interfaz gráfica de usuario en la tarjeta del instrumento mismo. En los últimos años, el surgimiento de las capacidades de comunicación de campo cercano (NFC o CCC) en los teléfonos inteligentes modernos ha ampliado los límites de donde los datos residentes en un chip RFID podrían ser utilizados más allá del instrumento e incluso más allá del propio laboratorio.

Las tecnologías RFID empleadas en los instrumentos de diagnóstico de hoy en día son generalmente dispositivos de alta frecuencia que funcionan a una frecuencia global estándar de 13,56 MHz. Este avance emplea la capacidad NFC (CCC) que deja a los teléfonos inteligentes leer la información almacenada en la memoria del usuario. Estos datos se muestran a través de aplicaciones personalizadas lo cual permite a los científicos y técnicos de laboratorio obtener rápidamente información sobre un articulo de diagnóstico usando el teléfono inteligente.

Android ™ ha usado la capacidad de lectura RFID durante varios años, y se espera que la versión 11 de Apple iOS ™ tenga características de lectura RFID para complementar su popular capacidad NFC de Apple Pay ®. Puesto que la gran mayoría de los teléfonos inteligentes que entran en el mercado utilizan los sistemas operativos Android o iOS, la lectura del teléfono inteligente de los consumibles de diagnóstico que tengan etiqueta RFID e incluso las muestras en sí podrían ser pronto una cuestión de rutina.

¿Como podría ser usada la informacion de RFID? Las posibilidades están limitadas sólo por la imaginación de innovadores profesionales de la salud que diseñan instrumentos de diagnóstico de próxima generación hoy mismo. Algunas de las posibilidades incluyen: autenticación, mantenimiento predictivo, controles de calidad y registro automatizado de datos, rastreo de artículos en diferentes localidades, y servicios basados en la nube.

Autenticacion

Reactivos usados en diagnósticos representan una importante fuente de valor para el cliente y muchos reactivos especializados y otros consumibles son patentados, diseñados para usar solo en instrumentos automatizados específicos. Para el control de calidad, es importante asegurar que ningún reactivo no autorizado sea usado en un instrumento para el cual no fue diseñado. RFID puede utilizarse para desactivar la operación si dichos reactivos son detectados. Una técnica de autenticación muy común es desactivar la operación de un cartucho

RFID Printer RFID-Labeled Instrument

Consumable

Smart Phone NFC Enabled

Cloud – Lab Cloud Services

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que contenga el reactivo tan pronto como el contenido se agota.. Muchos de los productos RFID también incluyen “eliminar operación” lo cual desactiva un chip cuando una variación es detectada, haciendo el cartucho inoperable.

Mantenimiento predictivo

Instrumentos de diagnostico requieren usualmente visitas técnicas de mantenimiento predictivo y algunas veces también piezas de repuesto, actualizaciones de firmware y modificaciones de software. RFID puede usarse como componente importante de un programa de mantenimiento preventivo, para informar a los operadores si es necesario reponer consumibles o llevar a cabo cualquier otra tarea de mantenimiento para la optimización del rendimiento del sistema. Con memoria cada vez más potente y set de expansión de funciones, los transpondedores RFID son ahora componentes críticos en instrumentos automatizados y son cada vez más usados para asegurar alta fiabilidad de funcionamiento y minimizar el tiempo de inactividad –características muy importantes en el funcionamiento de un laboratorio moderno.

Control de calidad y Registro automático de datos

Los transpondendores RFID incluyen capacidades de lectura, la cual es muy valiosas para los fines de control de calidad, pues es posible escribir información en el chip en varias ocasiones durante la vida del articulo. Para el rastreo de muestras, es posible registrar la fecha y la hora en la que diversas operaciones ocurren o registrar condiciones tales como el peso, parámetros ambientales y ciclos de tiempo. RFID puede usarse para identificar variables en los procesos que sobrepasan los limites previstos y alertar a los operadores a tomar las medidas necesarias para evitar tiempos de inactividad inminentes.

Una nueva tecnología que emplea RFID es el registro de datos de bajo costo, la cual usa sensores pasivos o de baterías para proveer a los técnicos de diagnostico de laboratorio con los recursos para el registro historial de datos directamente en el RFID chip, actualizando datos a intervalos regulares. Esta capacidad es muy valiosa en aplicaciones para ciencias biológicas donde la calidad de una muestra es determinada mayormente por las estabilidad de las condiciones ambientales durante su proceso y almacenamiento. Asegurar que una muestra sea mantenida dentro de los limites de temperatura establecidos es posible a través del uso de memoria RFID, al registrar solo variaciones y escribiendo datos en el chip solo cuando la muestra ha sido expuesta a temperaturas fuera del rango permitido.

La detección de temperatura RFID pasiva es una realidad comercial hoy en día y estos sensores tan económicos son ahora utilizados en las aplicaciones de diagnostico. Con el paso del tiempo, es probable que aún más sensores RFID sean desarrollados, expandiendo así los beneficios a aprovechar en el diagnostico de laboratorio. El historial de datos se puede obtener fácilmente a través de un teléfono inteligente con una aplicación diseñada para mostrar la información gráficamente.

Rastreo de muestras

Los procesos en el campo de la salud están cambiando de tal manera que es necesario el rastreo de muestras y el control de documentos en múltiples localidades. Mientras que los sistemas de información de los laboratorios pueden acomodar fácilmente los procesos gestionados dentro del laboratorio a través dela poderosa plataforma LIMS, el rastreo de muestras se vuelve más complicado cuando los procesos son compartidos entre múltiples localidades. En los puntos de atención de diagnostico por ejemplo, es muy común obtener muestras de sangre y orina fuera del laboratorio, y

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enviar estas muestras a otras instalaciones donde más pruebas y procedimientos de diagnósticos se llevarán a cabo. En estos casos, es mucho mejor usar RFID como estrategia para gestionar las muestras que se reciben durante la fase de adhesión.

Una puerta de embarque por ejemplo, puede ser equipada con lectores RFID capaces de determinar el contenido de las muestras enviadas sin necesidad de abrir el paquete, extendiendo así los beneficios de automatización a una localidad secundaria. La mayoría de las muestras vienen acompañadas de documentos y otros artículos que pueden ser rastreados con RFID para asegurar que su seguimiento sea concurrente, reduciendo el proceso manual usado generalmente. En resumen, RFID se está convirtiendo en una valiosa herramienta para reducir errores e incrementar productividad en el procesamiento de diagnósticos de muestras que serán transportadas a múltiples instalaciones.

Servicios basados en La Nube

El surgimiento de las capacidades de los teléfonos inteligentes para leer información en un etiqueta RFID, ha creado la posibilidad de que la información asociada con el procedimiento de diagnostico pueda también ser extendida a los datos almacenados en servicios basados en la nube, para acompañar el instrumento de diagnostico.

Un científico responsable de los procedimientos de secuenciación de genes, por ejemplo, podría necesitar obtener datos sobre

los consumibles utilizados en los equipos de laboratorio sin depender únicamente de los lectores y la interfaz de usuario que es parte integral del instrumento. Algunos consumibles ya no son solo botellas o contenedores que tienen reactivos propios, pero los consumibles pueden incluir cartuchos y otros dispositivos especializados de vida limitada que deben ser reemplazados periódicamente. La información referente a dicho consumible podría ser almacenada en parte en la memoria del usuario en el chip RFID y en parte en una base de datos en la nube la cual es accesible a través de un teléfono inteligente que puede leer el contenido del chip y referenciar a una base de datos diseñada de acuerdo los beneficios proporcionados por la arquitectura basada en la nube.

Estos servicios basados en la nube se ofrecerán cada vez más para las aplicaciones de instrumentos de diagnóstico y el creciente empleo de teléfonos inteligentes que utilizan capacidades RFID de comunicación de campo cercano, conllevará a una mayor expansión de los servicios de soporte creativo que pueden ser empleados en el laboratorio.

Conclusión El rápido ritmo de innovación de el diagnóstico en el campo de la salud está dando lugar a nuevas maneras de aplicar tecnologías para aumentar la eficiencia, disminuir errores, reducir los costos y mejorar los resultados de los pacientes. La automatización en el laboratorio continuará siendo un pieza clave para estas mejoras, y además ha sido complementada por la reciente disponibilidad de nuevos componentes RFID, sensores de bajo costo, interfaces de usuario de teléfonos inteligentes y computación en la nube, resultando en un nuevo y prometedor ambiente para mejoras en los procesos de diagnóstico de laboratorio y incremento del valor del cliente.