Plug and Play Parameters for Patient Monitors

Abstract

Patient monitors are one of the most commonly used devices in hospitals. These devices are used for continuously monitoring patients’ vital signs. The number of different physiological parameters that can be monitored by a single patient monitor is high. The monitoring is performed by different types of sensors which are connected to patient and the patient monitor. A patient monitor must be able to simultaneously operate with many types of sensors and it must be able to represent the acquired data in a meaningful way.

GE Healthcare aims to study new methods to introduce new parameters to their patient monitors. Currently, integrating a novel parameter to a patient monitor’s software is a time-consuming process. GE uses both in-house sensors and sensors developed by third-party manufacturers. As software on GE’s patient monitors is a proprietary asset, all software work must be performed by GE engineers.

The Plug & Play parameters feature was introduced to ease the process of integrating new parameters. The main concept of the feature is to introduce an application programming interface that third-party manufacturers could use to introduce new parameters on GE’s patient monitors. Parameter applications, standardized parameter models and generic parameter model were studied, of which an approach using a generalized parameter model was considered the most competitive option. A well-implemented generalized parameter model could reduce the software work on GE’s side drastically and would enable third-party manufacturers to create novel parameters and sensors flexibly.

A prototype implementation based on the generalized parameter model approach was produced. The prototype managed to present the main concept of the approach. The features implemented in the prototype were displaying numerical measurement data, waveform data, labels describing the data and triggering of alarms. The prototype proved the generalized parameter model to be a viable approach to implementing the desired Plug & Play parameters feature. However, there are still numerous design details that need to be considered before the feature can be fully developed.

Potilasmonitorit ovat yksi yleisimmistä sairaaloissa käytetyistä laitteista. Niitä käytetään potilaan elintoimintojen kokoaikaiseen seurantaan. Yksi potilasmonitori pystyy yleensä seruaamaan useaa fysiologista parametria yhtäaikaisesti. Näiden parametrien seuranta tapahtuu potilasmonitoriin kiinnitettävillä sensoreilla. Potilasmonitorit pystyvät yhtäaikaisesti toimimaan useiden erilaisten sensorien ja sensorityyppien kanssa sekä esittämään sensoreista saadun datan sairaalahenkilökunnalle.

GE Healthcare haluaa tutkia menetelmiä, joilla uusien parametrien ja sensorien integroiminen GE:n potilasmonitoreihin olisi helpompaa. Tällä hetkellä uusien parametrien integroiminen monitorien ohjelmistoon on työläs prosessi. GE käyttää monitoreissaan sekä omia sensoreitaan että kolmansien osapuolien suunnittelemia sensoreita. Koska potilasmonitoreissa käytettävä ohjelmisto on GE:n omaisuutta, eivät kolmannet osapuolet voi osallistua uusien parametrien toteutukseen ohjelmistopuolella.

Plug & Play parametrit -ominaisuuden tarkoituksena on helpottaa uusien parametrien integrointiprosessia. Plug & Play parametrit toteuttaa rajapinnan, jonka kautta myös kolmannen osapuolen sensorivalmistajat pystyisivät osallistumaan laajemmin uusien parametrien integrointiin. Ominaisuuden toteuttamistavoista tutkittiin parametrien toteutus erillisessä sovelluksessa, standardisoidut parametrimallit sekä geneerinen parametrimalli, mikä osoittautui parhaaksi vaihtoehdoksi. Oikein toteutettuna geneerisen parametrimallin avulla parametriin vaadittavan työmäärä GE:n puolella vähenisi runsaasti. Myös täysin uusien parametrien luominen onnistuisi joustavasti.

Valitun toteutustavan pohjalta rakennettiin prototyyppi, joka onnistui todentamaan haluttuja ominaisuuksia. Prototyypin avulla numeerista dataa, aaltokäyriä sekä erilaisia arvoihin liittyviä yksiköitä pystyttiin esittämään monitorin ruudulla. Näiden lisäksi hälytyksiä pystyttiin aiheuttamaan. Prototyyppi todensi, että geneerinen parametrimalli on mahdollinen toteutustapa Plug & Play parametrit -ominaisuuden toteuttamiseen. Ennen lopullisen ominaisuuden toteuttamista täytyy kuitenkin selvittää vielä useita totetutukseen liittyviä yksityiskohtia.