Time Synchronization of Signal Data in Multiparameter Measurement System
Vallius, Saana (2019)
Vallius, Saana
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019092419209
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019092419209
Tiivistelmä
Insinöörityön tarkoituksena oli kehittää aikasynkronointimenetelmä kahden potilasvalvontasensorin, hengitystiheyttä sekä elektrokardiogrammia (EKG) mittaavan laitteen ja pulssioksimetrin välille. Tavoitteena oli mahdollistaa synkronoidun EKG- ja pulssiaaltodatan kerääminen jatkuvan, ei-invasiivisen verenpainemittaustekniikan kehittämistä varten. Uusi menetelmä perustuu pulssin kulkuaikaan sydämestä kehon ääreisosiin. Tarkkuusvaatimuksena aikasynkronoinnille oli 1 ms, ja tarkkuuden tuli säilyä vähintään 10 minuuttia.
Toteutettu aikasynkronointimenetelmä perustui sensorien komponenttien väliseen viestintään. Menetelmän avulla pulssioksimetrin mittaustapahtumat saatiin sidottua hengitystiheyssensorin aikakantaan. Menetelmän tarkkuutta mitattiin aiheuttamalla signaaligeneraattorilla luotu häiriö samanaikaisesti molempiin sensoreihin, minkä jälkeen tutkittiin, kuinka yhtäaikaisesti häiriö ilmeni EKG- ja pulssiaaltodatassa. Testauksessa käytettiin kahta eri häiriösignaalia, ja molemmilla signaaleilla kerättiin kaksi tuntia yhtäaikaista EKG- ja pulssiaaltodataa.
Tarkkuustestien tuloksista selvisi, että ehdotetun aikasynkronointimenetelmän korkein saavutettava tarkkuus on 1,67 ms eli yhden EKG-näytteen pituus. Valittu testitapa pystyi kuitenkin mittaamaan tarkkuutta vain 9 ms eli yhden pulssioksimetrianäytteen tarkkuudella. Kerätyt tulokset kuitenkin viittaavat siihen, että ehdotetun menetelmän tarkkuus on tätä suurempi, ja erot johtuvat testimenetelmän rajoituksista. Kytkintoteutus, jolla datan keruu aloitettiin, aiheutti tuloksiin muuttumattoman aikaviiveen, joka piti poistaa jälkikäteen.
Vaikka toteutettu menetelmä ei yltänyt 1 ms:n tarkkuuteen, tuloksista voitiin todeta, että synkronoidun EKG- ja pulssiaaltodatan kerääminen valituilla laitteilla on mahdollista. Lisäksi saavutettu tarkkuus pysyi yllä koko tutkitun kahden tunnin ajan. Voidaan olettaa, että sama tulos saavutetaan, vaikka dataa kerättäisiin vielä pidempiä aikoja. Vaikka tulokset olivat lupaavia, lisää työtä tarvitaan menetelmän tarkkuuden tarkemmassa arvioinnissa ja datankeruun aloituksen luotettavuuden lisäämisessä aikaviiveen poistamiseksi.
Toteutettu aikasynkronointimenetelmä perustui sensorien komponenttien väliseen viestintään. Menetelmän avulla pulssioksimetrin mittaustapahtumat saatiin sidottua hengitystiheyssensorin aikakantaan. Menetelmän tarkkuutta mitattiin aiheuttamalla signaaligeneraattorilla luotu häiriö samanaikaisesti molempiin sensoreihin, minkä jälkeen tutkittiin, kuinka yhtäaikaisesti häiriö ilmeni EKG- ja pulssiaaltodatassa. Testauksessa käytettiin kahta eri häiriösignaalia, ja molemmilla signaaleilla kerättiin kaksi tuntia yhtäaikaista EKG- ja pulssiaaltodataa.
Tarkkuustestien tuloksista selvisi, että ehdotetun aikasynkronointimenetelmän korkein saavutettava tarkkuus on 1,67 ms eli yhden EKG-näytteen pituus. Valittu testitapa pystyi kuitenkin mittaamaan tarkkuutta vain 9 ms eli yhden pulssioksimetrianäytteen tarkkuudella. Kerätyt tulokset kuitenkin viittaavat siihen, että ehdotetun menetelmän tarkkuus on tätä suurempi, ja erot johtuvat testimenetelmän rajoituksista. Kytkintoteutus, jolla datan keruu aloitettiin, aiheutti tuloksiin muuttumattoman aikaviiveen, joka piti poistaa jälkikäteen.
Vaikka toteutettu menetelmä ei yltänyt 1 ms:n tarkkuuteen, tuloksista voitiin todeta, että synkronoidun EKG- ja pulssiaaltodatan kerääminen valituilla laitteilla on mahdollista. Lisäksi saavutettu tarkkuus pysyi yllä koko tutkitun kahden tunnin ajan. Voidaan olettaa, että sama tulos saavutetaan, vaikka dataa kerättäisiin vielä pidempiä aikoja. Vaikka tulokset olivat lupaavia, lisää työtä tarvitaan menetelmän tarkkuuden tarkemmassa arvioinnissa ja datankeruun aloituksen luotettavuuden lisäämisessä aikaviiveen poistamiseksi.