Entwicklung einer offenen Metaschnittstelle zur Einbindung universeller Reizparadigmen und Messalgorithmen audiometrischer Testverfahren
Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Als Ergebnis dieses Projekts liegen zwei Softwareschnittstellen für ein frei programmierbares Forschungssystem vor. Variante 1 basiert auf einer einfachen Matlab-API, die es dem Forscher erlaubt, die Einzelmessung der OAE oder AEP zu programmieren und konfigurieren. Dies umfasst sowohl die Signalverarbeitung, d.h. Mittelung der Rohdaten, Signaldetektion, Artefaktunterdrückung und Im-Ohr-Kalibrierung der Ohrsonden, als auch Algorithmen für die adaptive Messablaufsteuerung. Beispielanwendungen, die die Benutzung der API veranschaulichen sowie Funktionsbibliotheken zur Signalverarbeitung und grafischen Darstellung der Messdaten wurden erstellt. Die Matlab-Schnittstelle bietet höchst mögliche Flexibilität, erfordert aber im Gegenzug gute Programmierkenntnisse in der Entwicklungsumgebung Matlab. Um auch Forschern mit geringen Programmierkenntnissen die Möglichkeit zu bieten, Messprotokolle der OAE und AEP auf dem Sentiero nach eigenen Wünschen zu parametrisieren wurde eine grafische Programmieroberfläche und audiometrische Funktionsbibliothek basierend auf dem Web-Framework Google Blockly entwickelt (Variante 2). Hier kann die Einzelmessung parametrisiert werden und die Signalverarbeitung wird nach den von PATH medical entwickelten und mehrfach überarbeiteten Signalverarbeitungsalgorithmen durchgeführt. Somit kann sich der Forscher auf die Entwicklung der Ablaufsteuerung konzentrieren, während Patientensicherheit und unbeabsichtigte Fehlbenutzung von der Sentiero- Firmware überwacht werden. Die grafische Programmierung erfordert nur geringe Einarbeitungszeit, da die Syntax einer Programmiersprache nicht gelernt werden muss. Die Messergebnisse können nach Excel, Matlab oder SPSS zur grafischen Darstellung und statistischen Auswertung exportiert werden. Durch die implementierte Simulationsumgebung kann das Verhalten des Algorithmus vor der Messung am Patienten am Patientenmodell überprüft werden. Darüber hinaus bietet die Simulation die Möglichkeit, die zu erwartete Gesamtmessdauer abzuschätzen und das System auf Fehlprogrammierung und Messbereichsüberschreitung zu testen. Das System kann sowohl als Desktop-Gerät über den PC, als auch als mobiles Gerät über das Smartphone gesteuert werden. Die eingesetzte Web-Technologie erlaubt auch eine Kombination aus beiden, die Parametrisierung am PC und anschließende Steuerung und Überwachung am Patienten über das Smartphone. Somit wird jedes Endgerät unabhängig vom Betriebssystem und ohne zusätzliche Softwareinstallation zum Steuergerät. Beide Varianten bestehen aus einem System, welches ein Medizinprodukt (Sentiero) mit einem Nichtmedizinprodukt kombiniert. Die notwendigen Unterlagen zur Zertifizierung der Software nach dem MPG wurden vorbereitet. Die Zertifizierung soll nach weiteren klinischen Testläufen zur Bedienbarkeit und Benutzerfreundlichkeit im Hinblick auf die zukünftige klinische Anwendung abgeschlossen werden. Derzeit werden noch weitere Arbeiten am Messsystem durchgeführt. So werden die angebotenen Funktionsblöcke um weitere Messmethoden (Tympanometrie, ASSR) erweitert und vorhandene Blöcke vereinfacht (z.B. einfaches Setzen des optimalen L1/L2-Pegelverhältnis der DPOAE). Darüber hinaus wird ein modulübergreifender Programmieransatz verfolgt. So soll es möglich sein OAE, AEP und gegebenenfalls Tympanometrie in einem Algorithmus zu kombinieren. Damit können langwierige Messungen (z.B. ASSR) basierend auf Ergebnissen von schnellen Messmethoden (z.B. DPOAE) parametrisiert werden, was zu deutlich kürzeren Gesamtmesszeiten führt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2015). “A web-based visual programming interface for audiometric test equipment ”, in XXIV Int. Evoked Response Audiometry Study Group, Busan, Korea, p. 168
Rosner T. and Oswald J.
