Biosignaalimittalaitteen ohjelmisto

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli firmware-ohjelmiston kirjoittaminen Mega Elektroniikka Oy:n μResponse-biosignaalimittalaitteelle. μResponsella voidaan suorittaa biosignaalimittauksia sellaisenaan, mutta erityispiirteenä tässä opinnäytetyössä oli μResponsen integroiminen Inomed GmbH:n valmistaman C2 NerveMonitor -laitteen kanssa käyttöä varten. Inomed C2:ta käytetään leikkaussalissa hermojen paikantamiseen leikkauksen aikana. μResponsen osuus järjestelmässä on hermon stimulointihetken ajoitustiedon langaton vastaanotto C2:lta, kyseisen hermon ohjaamilta lihaksilta mitattavan EMG-signaalin digitointi ja näiden tietojen lähettäminen langattomasti takaisin C2:lle.

Opinnäytetyössä kirjoitettiin valmiin määrittelydokumentin pohjalta myös uusi tiedonsiirtoprotokolla μResponselle sekä protokollan oikeellisuuden testaamista varten protokollamuunnin, joka vastaanotti uuden protokollan mukaista liikennöintiä ja enkoodasi tiedot vanhemmalle protokollalle, jotta niitä voitiin vastaanottaa MegaWin-ohjelmistossa.

Tavoitteena oli saada μResponsen firmware-ohjelmisto ”toimiva prototyyppi” -tasolle. Ohjelmisto saatiin toimimaan ja sen toiminta todennettiin simuloimalla lihaskudosta human analog -tekniikan avulla, käyttämällä elävän lihaskudoksen sijasta ruokasuolaliuokseen kasteltua käsipyyhepaperia.

The purpose of this thesis was to write the firmware for Mega Electronics Ltd's μResponse biosignal measurement device on a “working prototype” level of functionality. μResponse can be used independently to perform normal biosignal measurements, but as a special application for this thesis μResponse was integrated to be used with Inomed GmbH's C2 NerveMonitor device. The Inomed C2 is used during surgeries in hospital operating rooms to locate nerves. μResponse's role in the system is to wirelessly receive the timing information of the nerve stimulation pulse from the C2, to measure and digitize the EMG response of the muscle that the nerve is connected to and to transmit all this information wirelessly back to the C2.

A new data transfer protocol and a protocol transcoder, based on an already available specification document, were written for μResponse to enable communication with MegaWin software's older protocol and to test the correctness of the new data transfer protocol.

The “working prototype” level of functionality goal was reached for the firmware. The functionality was tested using a human analog consisting of tissue paper dipped in NaCl solution.