Práctica Empresarial: Prototipo de monitor de signos vitales usando un sistema embebido basado en Linux

Abstract

La presente práctica fue desarrollada en la Unidad Estratégica de Negocios, departamento de Bioingeniería de la Fundación Cardiovascular de Colombia, la cual tiene como misión "contribuir al desarrollo científico y tecnológico en salud, mediante la producción de conocimiento, innovación, transferencia y apropiación de tecnologías, dirigidas al mejoramiento de las condiciones de vida de la población colombiana". El principal objetivo de esta práctica fue desarrollar controladores para un sistema embebido, de las tarjetas de adquisición de datos OEM (Original Equipment Manufacturer), que junto a la implementación de una interfaz gráfica de usuario (GUI), muestren los diferentes signos vitales obtenidos, usando un monitor con puerto DVI-D. Para este diseño se utiliza la tarjeta de desarrollo Pandaboard, basada en un SoC OMAP4. Como tarea adicional el desarrollo de módulos hardware, para otros equipos en desarrollo, basados en FPGAs. Basándose en la información obtenida de la documentación de las tarjetas de adquisición de parámetros fisiológicos, se procede a desarrollar controladores con la capacidad de establecer comunicación con las mismas (decodificación y codificación de datos). Posteriormente se inicia la implementación de la interfaz gráfica, inicialmente en un ordenador portátil, luego portada hacia el sistema embebido, donde se concluye su desarrollo, y se integra con los controladores, dando así como resultado una interfaz gráfica donde se muestran los datos obtenidos por cada una de las tarjetas OEM que pueden conformar un monitor de signos vitales. De forma simultánea, se desarrollaron módulos hardware con sus respectivos controladores para el equipo de gama media en etapa avanzada de desarrollo. Las actividades fueron realizadas satisfactoriamente, bajo la supervisión del jefe de Diseño y Desarrollo, y constituyen un recurso intelectual importante tanto en el desarrollo de equipos médicos basados en sistemas embebidos con sistema operativo GNU/Linux, como en el desarrollo modular de equipos basados en FPGA.

This internship had place at the Strategic Business Unit, part of the department of Bioengineering of the cardiovascular foundation of Colombia whose mission is "contributing to the scientific and technologic development in the health sector, by producing knowledge, innovation, transference and appropriation of technologies, towards the improvement of the life conditions of the Colombian population". This internship main objective was developing drivers for an embedded system, capable of communicating with the OEM (Original equipment manufacturer) data acquisition modules, which together with the implementation of a GUI (Graphical user interface), can be able to display their vital signs, using a screen with DVI-D port. This design uses a development single-onboard computer, called Pandaboard, based in a System-on-a-chip (SoC) OMAP4. As an additional, also the development of hardware description of task specific modules, to be included in current developments FPGA based. Based in the obtained information, from the physiologic acquisition cards documentation, proceeds the development of driver capable of establishing communication with the cards (codification and decodification of data). Thereafter the implementation of the graphic interface starts, initially in a laptop (running Ubuntu Linux), then ported to the embedded system, where its development concludes, and also is integrated with the drivers previously implemented, giving as a result a graphic interphase capable of showing data obtained from each of the OEM Modules, that may form a high range vital signs monitor. Simultaneously, the development of two hardware modules with their respective controllers, for the mid-range monitor, (the one in advanced stages of development currently) took place, The activities were developed successfully, under the supervision of the design and development team leader. These activities are important intellectual resources, as in the development of medical equipment based in embedded systems with GNU/Linux, as in the modular development of FPGA based equipment