Scalable automated test system for pre-verification of a non-invasive glucose monitoring device
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
74
Series
Abstract
Diabetes is one of the fastest growing health concerns worldwide, currently affecting more than one-sixth of the world's adult population. Monitoring glucose levels is essential both for individuals diagnosed with diabetes and for those at risk of developing the condition. Emerging non-invasive glucose monitoring (NIGM) technologies offer a promising alternative to traditional monitoring methods, eliminating the need for skin penetration. Developing a novel wearable medical device, such as a NIGM device, is a lengthy process governed by strict regulations. Due to the complex interactions with human skin, especially in vitro testing poses unique challenges for NIGM development. This thesis presents the design and implementation of an Automated Test System (ATS) intended for pre-verification testing of a wearable NIGM device. The goal is to support the development of the device's electronics and embedded software, by providing a reliable and accurate test environment for in vitro safety and performance testing. An ATS is a useful tool in ensuring regulatory compliance and technical performance of the device, which is essential when applying for market approval. Built on a modular PXI-platform, the ATS was designed with accuracy, repeatability and scalability as primary focus. Performance of the ATS was assessed through a series of noise analyses and repeatability tests. The results confirm that the implemented ATS is capable of reliably performing repeated current and voltage measurements simulating real-world use of the device. Noise-induced variability was measured to be less than \SI{2}{\nA}, thus satisfying the \SI{\pm 10}{\nA} accuracy requirement. Furthermore, the modular design allows for future scalability to support an increased testing capacity, new test protocols, and modified hardware configurations with need for minimal amount of redesign. Future work could focus on implementing parallel testing capabilities to further enhance efficiency, as this ATS only supports sequential testing. Overall, the developed ATS demonstrates suitability as an effective pre-verification tool, improving testing efficiency and enabling a more structured, traceable, and confident progression toward regulatory approval and market readiness.Diabetes är en av de snabbaste växande globala hälsoproblemen och påverkar i dag mer än en sjättedel av världens vuxna befolkning. Regelbunden uppföljning av glukosnivåer med hjälp av glukosmätare är avgörande både för personer med diagnostiserad diabetes, samt för dem som riskerar att utveckla sjukdomen. Utvecklingen av icke-invasiva glukosmätningsteknologier framskrider fort och erbjuder ett lovande alternativ som eliminerar behovet av att penetrera hud. Att utveckla medicinteknologiska apparater som dessa kräver långa processer som är strikt reglerade av lagar och standarder. De komplexa interaktionerna med mänsklig hud som en icke-invasiv glukosmätare kräver, innebär att in vitro-testande är mycket utmanande att utföra. Detta diplomarbete presenterar design och implementation av ett automatiserat testsystem (ATS) avsett för pre-verifiering av en icke-invasiv glukosmätare. Syftet är att stödja utvecklingen av apparatens elektronik och programvara genom att erbjuda en pålitlig och noggrann testmiljö för in vitro-testning. Ett ATS är ett användbart redskap för att säkerställa att en apparat uppfyller de krav som definierats. Detta är viktigt vid ansökandet om marknadsgodkännande. Testsystemet är byggt på en PXI-plattform, vilken möjliggör utvecklandet av en noggrann, repeterbar och skalbar lösning. Testsystemets prestanda utvärderades genom ett antal brusanalyser och upprepningstest för att säkerställa att kraven som ställts uppnås. Resultaten bekräftar att testsystemet är kapabelt att genomföra noggranna spännings- och strömmätningar då de inducerade störningarna konstant är under \SI{2}{\nA}. Den modulära designen möjliggör att testsystemet kan skalas upp eller modifieras i framtiden. Nya testprotokoll kan läggas till, testkapaciteten kan ökas och hårdvarukomponenter kan bytas ut utan stora ändringar. Framtida förbättringar inkluderar stöd för parallelltestande, vilket skulle öka effektiviteten avsevärt. Detta testsystem kan endast genomföra test i sekvens. Denna implementerade ATS visar sig vara ett lämpligt och användbart redskap för pre-verifiering. Testsystemet möjliggör effektivt testande av elektroniska apparater på ett strukturerat och väldokumenterat sätt, något som är kritiskt för att en ny glukosmätare kan uppnå marknadsberedskap.Description
Supervisor
Vujaklija, IvanThesis advisor
García Pérez, AlejandroVänskä, Risto