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Cette technologie fournit aujourd’hui des solutions dans le secteur médical, qui auraient été absolument impensables il y a encore quelques années. Des transpondeurs RFID sans batterie peuvent désormais être implantés dans le corps humain, sans risque de traumatisme. Un implant sous-cutané de quelques mm2 seulement pourra contenir un identifiant (ID) unique assurant la liaison avec des données hébergées dans une base de données externe, telle que l’identification personnelle, les antécédents médicaux détaillés, les médicaments prescrits, les allergies, les coordonnées de contact, etc. Alternativement de tels transpondeurs pourront être utilisés pour réaliser des tâches de surveillance ou enregistrer en permanence la condition physique du patient. L’un des principaux cas où la RFID peut bénéficier au bien-être continu de la population est le dosage souscutané du glucose. L’organisation mondiale de la santé (OMS) a financé des recherches publiées à la fin de l’année dernière dans le magazine médical réputé The Lancet, qui démontrent que le nombre de patients souffrant de diabète a plus que doublé dans le monde depuis le début des années 80. L’Amérique du Nord et l’Europe de l’Ouest ont toutes deux des pourcentages élevés de personnes avec cette pathologie, et l’augmentation de la population avec un régime alimentaire déséquilibré ne peut faire qu’aggraver le problème. Afin de traiter les taux du sucre dans le sang toujours plus élevés observables dans le monde occidental, la demande faite aux fabricants d’appareils médicaux de répondre à cette situation, va croissant. Le marché mondial des glucose-mètres devrait atteindre 21.5 milliards de dollars par an d’ici 2017 (selon les analystes du marché mondial), mais pour gagner une part de marché sur ce secteur, les fabricants doivent proposer des solutions plus performantes que celles de leurs concurrents dans un certain nombre de domaines.

Principe de base de la supervision de glucose dans le sang Dans la mesure où l’on peut établir une relation linéaire entre la concentration de glucose dans le sang et le courant de sortie d’un capteur, il est possible d’obtenir une mesure précise du taux de glucose au cours du temps, et d’en enregistrer toutes les évolutions. Il existe un certain nombre de méthodologies différentes pour mesurer le taux de glucose.

En général un système typique est composé de :

 1. Un capteur de glucose jetable – Celui-ci est placé juste sous la surface de peau. Il est porté normalement pendant quelques jours jusqu’à ce qu’il soit remplacé,

 2. Une étiquette RFID (qui peut être passive ou dans certains cas active) reliée au capteur. Celle-ci contient la chaîne d’acquisition permettant de récupérer les données du capteur et de les transmettre au système de lecture RFID,

 3. Une station de base RFID – Celle-ci est portée comme un bipeur (ou une montre) à 2 ou 3 cm de la surface de la peau. Il contient un lecteur RFID et permet d’afficher le taux de glucose quasiment en temps réel, et de détecter les tendances à la hausse ou à la baisse. Le taux de glucose peut ainsi être obtenu pour être analysé par le personnel médical. Des topologies d’étiquettes à capteur RFID plus évoluées sont désormais disponibles, qui permettent le raccordement de l’étiquette-capteur à deux capteurs résistifs externes. La sortie convertie du capteur peut être lue à l’aide d’un lecteur RFID, toutefois ceci nécessite de savoir quand les bonnes données sont disponibles.

Il existe deux méthodes de synchronisation qui permettent de réaliser ceci :

 1. Synchronisation à intervalles constants - Ceci peut être utilisé si l’utilisateur connaît les paramètres du capteur ou lorsque la fréquence de détection n’est pas critique. Ceci est simplement basé sur un intervalle d’attente fixe. En connaissant les paramètres du capteur (temps d’initialisation, temps de réponse, etc.), on peut déterminer le temps de conversion.

 2. Interrogation permanente – Dans ce cas, des demandes d’interruption (IRQ) sont envoyées à la puce RFID du système. Les drapeaux correspondants permettent de savoir si l’étiquette RFID est occupée ou pas. Dès que les drapeaux d’IRQ sont retombés, la sortie du CAN (convertisseur analogique-numérique) peut être lue par la mémoire tampon RFID. L’étiquette réagit aux variations de champ électromagnétique, tandis qu’un signal IRQ est généré pour réveiller le MCU (microcontrôleur) de l’application externe. Le MCU se met alors à communiquer directement avec l’étiquette, tout en effectuant l’étalonnage du système RFID.

A cause de l’épaisseur de la peau humaine, les fréquences radio les plus élevées ne peuvent pas être utilisées car elles ne peuvent pas pénétrer assez profondément pour lire l’étiquette capteur. Par conséquent, le lecteur et l’étiquette implantable doivent fonctionner à des niveaux de fréquence plus faibles. L’utilisation d’étiquettes passives présente un net avantage car aucune batterie n’est nécessaire, ce qui rend l’implant plus petit et plus confortable pour le patient lors de l’insertion. La station de base RFID portable, portée par le patient doit pouvoir fonctionner assez longtemps (1 à 2 ans) sans que l’on ait à remplacer la batterie.

Résultat de la collaboration technologique avec STMicroelectronics, le MLX90130 de Melexis est une puce RFID qui fonctionne à 13.56 MHz et qui convient parfaitement à la mesure du taux de glucose ainsi qu’à d’autres applications de supervision implantables sur les patients. Ce circuit compact (5 x 5 mm) comprend un AFE (Analog Front End, ou frontal analogique) et un moteur de traitement de paquets de données conformes ISO15693, ISO14443A/B et ISO18000-3 la conformité du mode 1. Alimenté par une tension comprise entre 2.5V et 5.5V, il est conçu pour traiter des fréquences de sousporteuses de 106 kHz à 848 kHz, pour des débits jusqu’à 848 kbits/s. Sa section numérique traite les couches basses de protocole, depuis l’API (Application Programming Interface, ou interface de programmation d’application) jusqu’à la couche physique (PHY) grâce à des fonctions évoluées de décodage de bits et de trames. Un démodulateur numérique à détection de sous-porteuse et un encodeur-décodeur programmable de bits et de symboles sont également inclus.

En outre, le MLX90130 encode et décode les bits Start et Stop (bit de démarrage et bit d’arrêt), les bits de parité, l’EGT (Extra Guard Time, ou temps de garde supplémentaire), les débuts et fin de trame (SOF et EOF, pour Start Of Frame et End Of Frame) et le CRC Check (contrôle par redondance cyclique). Une mémoire tampon intégrée de 256 octets permet le stockage temporaire d’une trame RFID complète. Les ports de communication SPI et UART assurent un interfaçage facile avec la majorité des microcontrôleurs du marché, notamment les plus économiques.

Le MLX90130 dispose à la fois de capacités de détection d’étiquette et de champ. Sa détection d’étiquette est basée sur la détection d’une variation de champ radioélectrique à proximité du dispositif. Si un objet s’approche ou s’éloigne de l’antenne, il influence l’amplitude du champ. Le dispositif est capable de détecter toute variation de champ, même sur une période très courte. Il réveille le MCU et initie la communication avec l’étiquette lorsque le bon niveau de champ est atteint. En plus de l’état inactif, le dispositif dispose de 4 modes d’alimentation différents disponibles.

A savoir :

 1. mode Hibernation – consommation de courant typique de 1 ìA environ,

 2. mode Sommeil – consommation de courant typique de 20 ìA environ,

 3. mode Détection d’étiquette – consommation de courant typique de 50 ìA environ (selon les conditions de fonctionnement),

 4. mode Actif – consommation de courant typique de 100 mA lors de la lecture (en utilisant un réseau à niveau de sortie recommandé, mesuré aux niveaux applicatifs). Avant cela, seul un oscillateur haute-fréquence fonctionne pendant que le dispositif attend une commande venant de l’interface série (SPI ou UART).

Les différents modes d’alimentation du MLX90130 permettent de maîtriser la consommation du système RFID, pour allonger la durée de vie de la batterie. Le fonctionnement multi-protocole supporté signifie qu’une même plateforme peut fonctionner avec un grand nombre d’étiquettes différentes. Son faible nombre de composants externes nécessaires, simplifie la conception, permet de garder les coûts sous contrôle, et accélère les développements. La gestion des couches de protocole inférieures par le MLX90130 signifie aussi que le MCU n’est plus concerné, et qu’il n’a pas besoin de code supplémentaire pour cela.

Des technologies radio et semiconducteurs innovantes permettent aux professionnels de santé de disposer de nouveaux outils pour gérer les infirmités de leurs patients, permettant d’éviter le stress et l’inconfort. Le développement d’étiquettes capteur intelligentes et la capacité des lecteurs RFID d’accéder aux données de ces étiquettes, rapidement, précisément et pour un coût énergétique minime, permettra d’entreprendre des analyses complexes, tout en restant le moins invasif possible.