Embedded system platform for electrochemical monitoring and management of diabetes

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2023-01-23
Department
Major/Subject
Electronic and Digital Systems
Mcode
ELEC3060
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
en
Pages
72
Series
Abstract
A system for managing diabetes is developed and evaluated in this thesis. The main focus of evaluation is the EmStat Pico Development Board created by Palmsens. It is an electrochemical measuring system, and its purpose in this thesis is to measure the glucose concentration of a liquid sample. The purpose of this system is to provide electrochemical platform, which could be modified according to the requirements of the user. The system can implement sensors and manipulators to see how they function in various test scenarios. Glucose sensing is one of the main aspects of this thesis. This is essential as the function of the system is to provide alternative methods for managing diabetes. The measuring system is connected to a master system, which can be either personal computer (PC) or Raspberry Pi single board computer (Raspberry Pi 3 Model B). The master system is also connected to a tool, which could be a insulin pump. Communication is done by using MethodSCRIPT scripting language, which is integrated to the potentiostat module on the EmStat Pico Development Board. This language supports running of electrochemical techniques on the module. The script is sent with a program created with Python programming language. The Python program also handles received data and controls the tool connected to the master system. The development and implementation of the Python program and the liquid pump was successful. However, using the provided glucose test strips provided mixed measurement results. By using glucose syrup, the results were steady. However, the results were inconclusive when using other samples such as sugary beverages or orange juice. Using the same method with the provided dummy cell provided steady results, which indicates the problem being in the test strips. In the end, EmStat Pico (development kit) did provide an easy way to create and implement new software to the system.

Järjestelmä, joka on tarkoitettu diabeteksen hoitoon, kehitetään ja arvioidaan tässä lopputyössä. Tärkeimpänä osana arviointia on Palmsensin kehittämä EmStat Pico kehitysalusta. Se on sähkökemiallinen mittausjärjestelmä ja sen tarkoitus lopputyössä on mitata glukoosin pitoisuus nestemäisessä näytteessä. Järjestelmän tavoite on tarjota sähkökemiallinen alusta, jota voitaisiin muuttaa käyttäjän tarpeisiin nähden. Järjestelmä pystyy implementoimaan sensoreita ja manipulaattoreita erilaisiin testi skenaarioihin, jotta nähtäisiin miten ne toimivat. Glukoosin aistiminen on yksi tärkeimmistä opinnäytetyön osista. Tämä on tärkeä, sillä vaihtoehtoisen menetelmän tarjoaminen diabeteksen hallintaan on järjestelmän tarkoitus. Mittausjärjestelmä on yhdistetty pääjärjestelmään, joka voi olla joko tietokone taikka Raspberry Pi yhden piirin tietokone (Raspberry Pi 3 Malli B). Pääjärjestelmään on myös yhdistetty työkalu, joka voisi olla esimerkiksi insuliini pumppu. EmStat Pico kehitysalustan potentiostaatti moduuliin intergroitua MethodSCRIPT skriptikieltä käytetään kommunikoinnissa. Tämä kieli tukee sähkökemiallisten tekniikoiden käyttöä moduulissa. Skripti lähetetään moduuliin Python sovelluksen avulla. Tämä ohjelma käsittelee vastaanotetun datan ja ohjaa pääjärjestelmään liitettyä työkalua. Python ohjelman ja nestepumpun kehitys ja implementointi oli onnistunut, mutta käytetyt glukoosi testi liuskat tuottivat sekalaisia tuloksia. Testitulokset olivat vakaita, kun käytettiin glukoosi siirappia. Toisaalta tulokset olivat epäselviä, kun näytteenä käytettiin sokeripitoisia virvoitusjuomia taikka appelsiini mehua. Tulokset olivat vakaita, kun käytettiin samoja metodeja "dummy cell" testi piirillä. Tämä oli merkki siitä, että ongelma olisi mahdollisesti käytetyissä testiliuskoissa. Loppujen lopuksi EmStat pico (kehitysalusta) tarjoaa helpon tavan luoda ja implementoida uutta ohjelmistoa järjestelmään.
Description
Supervisor
Vujaklija, Ivan
Thesis advisor
Vujaklija, Ivan
Keywords
diabetes, electrochemical, EmStat Pico, Python, glucose, embedded
Other note
Citation