有许多技术进步值得我们感谢。麻醉使手术中的病人不再需要麻醉“咬紧牙关”。抗生素诞生后，医生可以治愈感染，而无需出血。进入现代时代后，射频识别(radio-frequency identification，简称 RFID)该系统为各种医疗保健应用创新打开了一扇窗。但是，为了保证系统的稳定性和与其他医疗系统的良好兼容性，任何新兴的医疗技术都必须经过严格的测试，生物医学领域的射频识别设备也不例外。
RFID 系统提高医疗护理水平
射频识别技术广泛应用于许多行业。然而，在医疗领域，尺寸已成为一个关键的设计问题。RFID 标签的窄端相当于一粒米，但这还不够。细胞水平的应用（如研究和诊断）需要进一步缩小设计尺寸。
斯坦福大学的一组研究人员开发了一种微型植入细胞（如皮肤或癌细胞） RFID 标签。标签约相当于人类头发厚度的五分之一。它与特殊的射频识别读写器一起使用，可以解释数据，实时监控细胞活动。在未来，微型 RFID 标签还可以连接传感器，促进抗体检测和癌细胞损伤等先进生物治疗技术的发展。
外科医生将 RFID 微芯片植入医生手中。这些标签很快就会植入单细胞。图片由图片组成 Paul Hughes 提供。已获得CC BY-SA 4.0 许可，通过 Wikimedia Commons 分享。
无论医生的临床护理有多周到，患者都很难享受被刺伤的生命体征。研究人员设计了美国康奈尔大学的特高频(ultrahigh frequency，简称 UHF)RFID 它不仅可以监测心率、呼吸和血压等生命体征，甚至根本不需要接触病人。标签可以放在医用腕带里，也可以缝在衣服里。RFID 读写器与标签无线通信，可同时监控多名患者。该系统依靠后端软件来管理、解释和监控数据。因此，医生可以准确了解每个病人的生命系统特征，医务人员可以节省时间和精力来测量生命体征，病人变得更舒适，真的杀死许多鸟。
“智能织物”是 RFID 该系统是一个潜在的应用领域。 Joshua Dickens 提供。已获得 CC BY-SA 2.0许可，通过 Wikimedia Commons分享。
比如睡眠障碍和睡眠呼吸暂停往往得不到有效的治疗。虽然它们可能导致各种健康和安全问题，但很少有患者习惯于夜间睡眠测试。毕竟，睡眠监测不仅非常昂贵，而且很容易扰乱患者的日程安排，但在家进行的测试很难操作。(我经常在家做睡眠测试，每次都要把系统绑在胸前，把呼吸管粘在脸上，尽量防止手指上的监控器脱落，体验极其不舒服不方便)。
为了提供支持，意大利 RADIO6ENSE 巴勒莫大学和罗马大学的研究人员开发了一种无源的远程实时跟踪睡眠模式 RFID 系统。这个用户友好无源 RFID 睡衣系统中有一个缝在睡衣里 RFID 标签，它可以在没有电池的情况下低功率运行，所以这个睡眠模式数据采集器不仅准确，而且是一个安全的可穿戴设备。
电磁干扰和电磁兼容性在生物医学射频识别设计中
电磁干扰(electromagnetic interference，简称 EMI)与电磁兼容(electromagnetic compatibility，简称 EMC)可通过电磁干扰/兼容性测试分析电磁学应用中的常见现象。
消声室是电磁干扰/电磁兼容性的设备之一，可测量天线。
当讨论应用于生物医学时 RFID 由于设备之间可能存在多余的互感，对性能、操作和可靠性产生破坏性影响，因此电磁干扰受到了特别关注。2011 年度发布的一项研究表明，美国国家生物技术信息中心与水、金属或其他设备的接触（在医疗场所接触是合理的）可能会受到影响 RFID 系统运行——或产生反向破坏性影响。此外，2017 美国食品药品监督管理局 发表相关文章 RFID 他们警告了报告 RFID 电磁干扰将成为系统与其他医疗设备交互时的潜在危险。
只要涉及到患者的福祉和安全，医学专业人员就永远不会听到“潜在危害”这种说法。此时模拟可以帮助他们一臂之力。
在 COMSOL Multiphysics® 优化射频标识组件设计
生物医学的设计应用 RFID 工程师时，工程师必须考虑标签和读写器的性能，以及射频标志对其他医疗设备和系统的影响。他们可以首先对单个设备（例如 RFID 标签)为电磁干扰分析创造良好的起点。电磁仿真可用于计算 RFID 系统设计中的互感。
优化特高频器件的检测和读取范围
无论是靠近读写器还是远距离，都很容易检测到特高频标签，因此与低频和高频相比，特高频无源 RFID 标签更受欢迎，应用范围更广。特高频标签还能快速传输数据，成本效益更好。
计算特高频 RFID 您可以使用标签的检测和读取范围 COMSOL Multiphysics® 软件附加的“RF 模块”。RF 模拟可以计算标签设计的默认电场模或电场。根据计算值，我们可以预测患者理想的标签位置，并跟踪多个患者 RFID 读写器的理想位置。
分析特高频 RFID 标签电场(上)和远场辐射方向图(下)可以提高设备的检测能力，扩大测量范围。
模拟分析还可以为标签生成远场辐射方向图。例如，上述模型显示标签平面上每个方向的辐射方向图基本相同。模拟结果表明 RFID 优化了标签设计的性能，扩展了阅读范围。
确保生物医学 RFID 系统安全
现在我们建立一个基础 RFID 主要由两个部件组成的系统模型：
带有大型射频天线的读写器
带印刷电路板天线的响应标签
读写器(上)和 RFID 标签(下)几何形状。
该系统的工作原理如下：读写器产生电磁场后，对 RFID 激励标签中的芯片。标签电路会改变电磁场，然后 RFID 读写器的天线恢复变化后的信号。
借助 COMSOL Multiphysics 附加的“AC/DC 模块”和磁场 接口，设计师可以模拟读写器和标签之间的电感耦合。互感可以通过检测系统中一个天线截断另一个天线电流产生的总磁通量来计算。
下图的模拟结果显示 RFID 磁通线与读写器之间的磁通强度。根据上述结果，我们可以计算出系统的互感。
RFID 系统的磁通密度。
通过计算 RFID 人们可以预测系统与其他医疗设备之间的电磁干扰。更重要的是，成功获得安全性 RFID 通过各种方式提高患者的治疗水平。