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PPG-ICs & -Systeme im Praxistest – Teil 2

Ohne Software lassen sich mit den ICs und SiPs, die das Pulsoximetrieverfahren anwenden, keine Messwerte gewinnen. Im 2. Teil: Die Betrachtung der dazugehörigen Soft- und Firmware
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Ohne Software lassen sich mit den ICs und SiPs, die das Pulsoximetrieverfahren anwenden, keine Messwerte gewinnen. Dem Blick auf die Hardware im ersten Teil [6] folgt daher nun die Betrachtung der dazugehörigen Soft- und Firmware.

Für das in Teil 1 [6] vorgestellte MAX-REF-DES220-System gibt es zwei wichtige Anwendungen:

  • Heart Rate (HR) und SpO2: Messung des Pulses und der Sauerstoffsättigung. Hierfür wird eine Windows-Software (Device Studio) zur Darstellung verwendet.
  • Blood Pressure Trending (BPT): Angaben zum Blutdruck (Trendmessung), was eine Kalibrierung für den jeweiligen Nutzer erfordert. Hierfür wird eine Android-Applikation eingesetzt, die per BLE mit dem Host-System kommuniziert.

Seit 2019 hat die Software zahlreiche Änderungen und Erweiterungen erfahren, was in erster Linie die Android-Software betrifft. Sie trägt mittlerweile den Namen Maxim Wellness Suite, hat eine erweiterte Dokumentation erhalten und Maxim Integrated stellt jetzt auch den Quellcode zur Verfügung.

Messungen mit der Maxim Wellness Suite, die auch Werte für den Blutdruck ausweist. Die Daten für den Puls und für SpO2 stimmen nachdenklich – erfreulicherweise sind sie aber nicht korrekt
Bild 8. Messungen mit der Maxim Wellness Suite, die auch Werte für den Blutdruck ausweist. Die Daten für den Puls und für SpO2 stimmen nachdenklich – erfreulicherweise sind sie aber nicht korrekt.
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Die ursprüngliche App BPT Android Application konnte nur die Trendermittlung des Blutdrucks übernehmen. Mit der neueren Version lassen sich auch der Puls und die Sauerstoffsättigung anzeigen (Bild 8), was die Windows-Software überflüssig machen kann, weil diese lediglich HR- und SpO2-Werte, aber keine Blutdruckwerte ausgibt.

Eine Erleichterung – denn die jeweils notwendige Firmware ist umzuprogrammieren, was ein umständlicher und fehlerträchtiger Vorgang ist, zumal die Bezeichnungen der Software und der Dokumentationen von Maxim Integrated quasi bei jeder neuen Version geändert werden, was die ganze Angelegenheit noch unübersichtlicher macht. Erstaunlich ist außerdem, dass einige Fehler in den Dokumentationen – ungeachtet entsprechender Hinweise an Maxim Integrated – von Version zu Version weitergeführt werden.

Zu beachten ist, dass es Blood Pressure Trending (BPT) heißt. Es werden also keineswegs verlässliche Blutdruckwerte, sondern Trends ermittelt, die auch maßgeblich von der vorherigen Benutzerkalibrierung in der Maxim Wellness Suite abhängig sind. In Dokumentationen und Presseveröffentlichungen [7] wird dies oftmals nicht deutlich, was suggeriert, dass Blutdruckmessungen mit Ergebnissen möglich sind, wie sie mit der konventionellen Methode anhand einer Druckmanschette erfolgen, was definitiv nicht der Fall ist.

Die Firmware-Problematik

Von einer Out-of-the-Box-Funktion kann bei dem MAX-REF-DES220-System leider (immer noch) nicht ausgegangen werden, und Entwickler kommen nicht umhin, sich mit der Firmware-Programmierung ausführlich zu befassen. Bei der Auslieferung ist nicht klar, welche Firmware bereits geladen ist.

Für beide Anwendungen (Windows, Android) ist unterschiedliche Firmware notwendig, und zwar sowohl für den Sensor-Hub als auch für die Host-Platine. Mittlerweile wird die von Maxim Integrated zu beziehende Software für das System in zwei Paketen zur Verfügung gestellt: Einmal HR und SpO2 für Windows und einmal das Android-Paket mit zusätzlichem BPT. Die Bezeichnungen dafür gehen in der Dokumentation »MAXREFDES220 Installation and Quick Start Guide« und auf den Internetseiten munter durcheinander. Die Hoffnung, dass sich die nachlässig und unübersichtlich angefertigte Dokumentation mit steigender Versionsnummer verbessert, war bisher leider vergebens.

 Die Messung mit dem Windows-Programm DeviceStudio von Maxim Integrated zeigt plausible Werte mit dem MAX-REF-DES220-Entwicklungssystem
Bild 9: Die Messung mit dem Windows-Programm DeviceStudio von Maxim Integrated zeigt plausible Werte mit dem MAX-REF-DES220-Entwicklungssystem
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Die Programmierung des Sensor-Boards wird mit dem Windows-Programm DeviceStudio (Version 5.7) durchgeführt, das auch für die Darstellung von HR und SpO2 (Bild 9) zuständig ist. Die Firmware-Programmierung für die Android-App erfordert hingegen eine andere DeviceStudio-Version (5.3), die bei dieser Anwendung lediglich als Programmiersoftware eingesetzt wird. In der Anleitung dazu ist von einer PC-GUI-Software die Rede. Es wird nicht deutlich, dass es sich hier um eine (andere) Version von DeviceStudio handelt.

Das Bemerkenswerte dabei ist, dass nicht gleichzeitig beide Versionen von DeviceStudio auf dem PC installiert sein dürfen, sondern immer nur eine davon! Das bedeutet in der Praxis, dass entweder die Programmierung der HR- und SpO2-Firmware mit DeviceStudio 5.7 erfolgt oder aber die Programmierung für BPT mit DeviceStudio 5.3. Es muss also stets eine komplette Deinstallation mit anschließender Neuinstallation der passenden DeviceStudio-Version erfolgen, um die Firmware für die andere Anwendung zu programmieren.

Fatal ist dabei, dass die Programmierung der Firmware auch mit einer »nicht passenden« DeviceStudio-Version ohne jegliche Fehlermeldung absolviert wird. Allerdings funktioniert sie danach nicht korrekt.


  1. PPG-ICs & -Systeme im Praxistest – Teil 2
  2. Host-Programmierung

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