System til NerveledningshastighedsUndersøgelse Gruppe 476 SNU System til NerveledningshastighedsUndersøgelse Gruppe 476

Dagsorden Præsentation af projektet (Ria) Dataopsamling (Mathias) Databehandling (Henrik) Lysdioder og overførsel af data (Flemming) Brugergrænseflade (Marie) Funktionalitetsvurdering (Mette) Demonstration

Præsentation af projektet SNU Grundlag for design Opbygning af software i microcontrolleren

SNU SNU er en prototype til måling af nerveledningshastighed i n. medianus Målingen foregår ved at der gives en stimulation af n. medianus, og det efterfølgende muskelrespons opsamles og behandles i en microcontroller Kort præsentation – selv om vi godt ved, at de ved hvad det er 

Grundlag for design af system Nuværende diagnosticeringsmuligheder Udstyret er fysisk stort og ikke mobilt Mellem 2 og 30 ugers ventetid på forundersøgelse Nødvendigt med mere simpel tilgang til nerveledningshastighedsmåling end eksisterende metoder Jeg synes ikke vi skal snakke om neuropatier m.m … ?

Hvordan kan det anvendes? Kan anvendes som diagnosticeringsredskab i forbindelse med diagnose af neuropatier For endelig diagnose kræves: Anamnese Kliniske undersøgelser Tråd: .. Hvilket ledte frem til vores problemformulering

Problemformulering Diagnoseredskab til neuropatier i n. medianus Nerveledningshastighedsmåling i hånd og underarm Bedside testing Tråd: For at kunne anvende dette vil det være nødvendigt at have et system som er mobilt… dette kan realiseres ved… MC

Anvendelse af microcontroller Software i microcontrolleren Anvendelse af pointere Interruptstyring Tråd til mathias: Gennemgang af valg vi har foretaget os… afhængig af hvilken overskrift der kommer

Pointere Variabel som kun indeholder hukommelsesadresse Gennemgående pointere: ONSETpointer FLASHpointer ADCpointer AMPLITUDEpointer Smart i forbindelse med digital filter Konsekvent – selvom ADC og AMPLITUDE kunne have været anderledes.

Programflow Baseret på interrupts. Port 1 ISR, USART0 ISR, Timer A ISR

Dataopsamling Stimulation Forstærkning Antialiaseringsfilter DC-forskydning Analog til digital konvertering

Stimulation 10 forskellige stimulationsniveauer Fast interval Niveau V mA 0,8 8 1 1,6 16 2 2,4 24 3 3,2 32 4 4,0 40 5 4,8 48 6 5,6 56 7 6,4 64 7,3 73 9 8,1 81

Stimulation Pulsbredde: Pulsbredde: 1 ms Smertefibre

Forstærkning EMG-forstærker indstillet til: Korrigere ved DC-forskydning

Antialiaseringsfilteret Worst case nødvendige dæmpning er 54,15 dB Systemet opnår den nødvendige dæmpning ved 1090 Hz EMG-forstærkeren opnår den nødvendige dæmpning ved 11,29 kHz

Antialiaseringsfilteret EMG-forstærkeren har ved Nyquist-frekvensen en dæmpning på 36 dB

DC-forskydning Korrigeret i LabVIEW kode

Opsamlingsfrekvens

Analog til digital konvertering Antal opsamlinger: 200 opsamlinger = ca. 24 ms Tilstrækkeligt ud fra målinger af raske med eksisterende apparatur Plads til latensforøgelse ved syge

Databehandling Digitalt højpasfilter Amplitude og stimulationsintensitet Onsetdetektion

Digitalt højpasfilter Knækfrekvens: 20 Hz Dæmpning ved 3 Hz: Min. 54 dB

Filtertype FIR Lineær fase IIR Lavere filterorden

Realisering af filter Direkte form II

Realisering af filter Kaskadeform

Indstilling af filter Valg: Tidsforsinkelse på 500 opsamlinger Alternativer: Realtidsfiltrering: Mulighed for større tidsforsinkelse Lade filteret gennemløbe de første opsamlinger flere gange

Indstilling af intensitet Amplituden findes

Indstilling af intensitet Der foretages en ny måling, hvis der ikke blev givet en supramaksimal stimulation.

Alternativer til automatisk indstilling af intensitet Stimulation med fast intensitet Stimulation, hvor intensiteten kan varieres manuelt Teststimulation

Onset

Onset Fast amplitude

Onset Fast amplitude

Onset Procentdel af max. amplitude

Onset Hældningen af kurven

Onset Hældningen af kurven Hældning min. 2 pr. opsamling Amplituden må ikke falde de næste 5 opsamlinger

Onset Maximal hældning på kurven

Onset Der skal tages højde for stimulationsartifakt

Kommunikation Lysdioder Seriel kommunikation Transceiver Optokoblere Sikkerhed Softwareopsætning i PC og MC for kommunikation

Lysdioder Blinker: Distalt onset større end proksimalt onset eller intet onset Lyser: Foretaget otte målinger

Lysdioder Lyser: Distal måling foretaget Slukker: Proksimal måling påbegyndes

Lysdioder Lyser: Måling færdig og data gemt i microcontrollerens flash ROM

Lysdioder Lyser: Stimulation foretaget med det højeste stimulationsniveau

Lysdioder Lyser: Data overført til PC

Lysdioder Andre fejlmeddelelser Amplitude ikke høj nok til at stamme fra M-bølge Forkert polaritet

Seriel kommunikation RS232

Seriel kommunikation Spændingsniveauer PC signal: MC signal: PC og MC - 5 V til -12 V for logisk høj + 5 V til +12 V for logisk lav MC signal: 3,3 V for logisk høj 0 V for logisk lav PC og MC Styring  RS232 transceiver

Galvanisk adskillelse PC og MC Patientsikkerhed Optokoblere

Galvanisk adskillelse PC Spændingsniveau ± 12 V MC Spændingsniveau 0 – 3,3 V

Opsætning i PC Indstilling af kommunikation

Opsætning i MC Indstilling af kommunikation (USART) 38400 bit pr. sekund 8 bit Ingen paritet (standard) 1 startbit (standard) 1 stopbit (standard)

Brugergrænseflade Beskrivelse af brugergrænseflade Grafisk opbygning Principperne i blokdiagrammet Forbedring til systemet Det jeg vil beskrive er den grafiske opbygning af den brugergrænseflade som vi har valgt at konstruere, som det er meningen operatøren kan benytte som et hjælperedskab til diagnosticere som en patient har nervelidelser i n. Medianus. Brugergrænsefladen er valgt at blive programmeret i LabVIEW og jeg vil kort præsentere principperne bag programmeringen af de elementer som brugergrænsefladen.

Her ses den grænseflade som operatøren skal benytte sammen med systemet. Helt ude i højre side er placeret fire trykknapper, som skal anvendes til at at åbne gamle gemte data eller gemme nye data som er overførte fra microcontrolleren. For at overføre dataene fra microcontrollerne skal trykkes på knappen ”Kommunikation” hvorefter det er muligt at trykke på knappen ”send” hvorefter der skiftes til analyse en analysetilstand. Når der er sendt data er det muligt for operatøren at vælge hvilken måleserie denne ønsker at se. For at Nerveledningshastigheden kan beregnes skal elektrode afstanden indtastes. Det såes ud fra den ligning til ´beregning af NLH som Ria presenterede.

Software i PC

Beregning af nerveledningshastighed Udregning i microcontroller Elektrodeafstand ikke variabel Udregning i PC Variabel elektrodeafstand

Eksekverbar fil SNU.exe Mindske omkostninger Ikke adgang til blokdiagram

Funktionalitetsvurdering Forbedring Slet seneste måling Fordele/ulemper ved prototype Videreudvikling Konklusion

Funktionen skriv_flash

Funktionen slet_seneste

Fordele/ulemper Fordele Ulemper Indstilling af amplitude Mobil Slette målinger Eksekverbar fil Gennemsnit Ulemper Nerven skal være fundet Ikke gemme elektrodeafstand EMG-forstærker Slette alle målinger

Videreudvikling Indbygget stimulator og EMG-forstærker Fysisk dimension Flere målinger Antallet af måleserier, der sendes over til PCen Patientinformation Realtidsmulighed

NLH- og amplitudeindikation Demyelinisering Nedsat nerveledningshastighed Axonal degeneration Normal nerveledningshastighed Lavere amplitude

Diagnosticering Carpaltunnelsyndrom Guillain-Barrè CIDP Nerveledningshastighed under 50 m/s Lavere amplitude Guillain-Barrè Nedsat nerveledningshastighed CIDP

Konklusion Diagnosticeringsredskab Generere en supramaksimal stimulation ved at øge intensiteten Beregne nerveledningshastigheden Slette seneste måling

Demonstration