Redesigning non-invasive blood pressure measurement module software

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos

Major/Subject

Signaalinkäsittelytekniikka

Mcode

S-88

Degree programme

Language

en

Pages

[10] + 93

Series

Abstract

Non-invasive blood pressure (NIBP) measurement is the common name for blood pressure measurement methods that do not require direct contact with the blood flow and thereby do not require puncturing of the skin either. The objective of this thesis was to develop non-invasive blood pressure measurement software to be used in a prototype of next generation multi-parameter patient monitoring module. The plan was to redesign and combine parts of software from GE Healthcare's two current generation non-invasive blood pressure measurement modules. The primary goals were: implementing all the same features, included in one of the current generation NIBP modules; and embedding the blood pressure measurement algorithm of the other current generation NIBP module into the new software. The aim was also to enhance the modularity of the software, through C++ programming and the utilization of appropriate design patterns. Though parts of the software were taken from functional software, they would not have functioned properly with the new hardware without modifications. They had to be redesigned 50 that they would support the new processor and interact properly with the new hardware. In addition to all the background studies, designing software for this kind of small scale embedded system required first getting familiarized with the system' s hardware, as the software controls it directly. In addition to theory, the design process, the results and their analysis are discussed in this written pat of the thesis. The outcome of this project was a fully functional NIBP measurement module, with clear-structured software. The primary goals were mostly met, and the only shortcomings were such that were not feasible with the reused software modules. Also, a satisfying level of modularity was achieved. The project also showed that C++ has good uses in embedded software design. In the end, the processor load and memory usage of the new software were analyzed. The new software was not found to cause any significant processor load. Also, the memory available was found to meet the requirements of the software. The risk related to the module was also investigated, using fault tree analysis, and no surprising fault situations were found.

Ei-invasiivinen verenpaine, eli NIBP (Non-Invasive Blood Pressure), on yleinen nimitys verenpaineen mittausmenetelmille, jotka eivät vaadi suoraa kontaktia verenkiertoon, vaan suoritetaan ihoa lävistämättä. Työn tavoitteena oli toteuttaa NIBP mittausohjelmisto uuden sukupolven moniparametriseen potilasmonitorointimoduuliin. Ajatuksena oli suunnitella uudelleen ja yhdistää osia ohjelmistoista joita käytetään kahdessa nykyisen sukupolven NIBP -mittausmoduulissa. Ensisijaiset tavoitteet olivat: samojen toimintojen toteutus, jotka toinen näistä moduuleista tarjoaa; sekä toisen moduulin mittausalgoritmin upottaminen uuteen ohjelmistoon. Lisäksi haluttiin parantaa ohjelmiston modulaarisuutta C++ -ohjelmoinnilla, ja hyödyntämällä sopivia ohjelmistokehityksen suunnittelumalleja. Vaikka osia uuteen ohjelmistoon otettiin valmiiksi toimivista ohjelmistoista, eivät ne olisi toimineet uudessa ympäristössä ilman muutoksia. Niitä jouduttiin muuttamaan, jotta ne toimisivat oikein uuden prosessorin kanssa ja olisivat yhteensopivia uuden elektroniikan kanssa. Taustatutkimuksen lisäksi, tämänkaltaisen sulautetun järjestelmän ohjelmiston kehittämiseksi elektroniikkaan tuli tutustua huolellisesti ennen varsinaisen ohjelmistosuunnittelun aloittamista, sillä sitä ohjataan suoraan kehitettävällä ohjelmistolla. Teorian lisäksi, tässä työn kirjallisessa osassa käsitellään suunnitteluprosessia, työssä saavutettuja tuloksia ja tulosten analysointia. Työn tuloksena saatiin selkeärakenteisella ohjelmistolla varustettu täysin toiminnallinen NIBP mittausmoduuli. Projektin ensisijaiset tavoitteet saavutettiin lähes täydellisesti - puutteeksi jäi sellaisia toimintoja, jotka eivät olleet toteuttamiskelpoisia kierrätetyillä ohjelmistokomponenteilla. Toteutuksessa saavutettiin myös haluttu modulaarisuuden taso. Projekti oli lisäksi osoitus, että C++-kielellä on hyviä käyttökohteita sulautetuissa ohjelmistoissa. Lopuksi uuden ohjelmiston prosessorikuormitus ja muistin käyttö analysoitiin. Todettiin, että prosessorille ei aiheudu ohjelmistosta merkittävää kuormaa. Myös muistin todettiin riittävän ohjelmiston vaatimuksiin. Moduuliin liittyvät riskit tutkittiin muun analyysin yhteydessä, käyttäen vikapuuanalyysia, eikä yllättäviä vikatilanteita löydetty.

Description

Supervisor

Skyttä, Jorma

Thesis advisor

Rantala, Börje

Keywords

NIBP, laiteajuri, embedded, NIBP, hardware driver, potilasmonitorointi, patient monitoring, riski, risk, sulautettu, verenpaine

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122356791

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC