Eine Unterfunktion oder Ausfall einer oder beider Nieren hat bedrohliche Auswirkungen für einen Menschen. Giftstoffe werden daraufhin nicht mehr aus dem Körper ausgeführt. Eine entscheidende Behandlungsmethode ist die Dialyse, die die Aufgaben der Nieren übernimmt und den Körper entgiftet. Die Dialyseverfahren werden in Dialysezentren, Intensivstationen und zu Hause angeboten. Zu den bekanntesten Dialyseverfahren gehören die Hämodialyse und die Peritonealdialyse.
Die Multifunktions-Dialysegeräte sind eine optimale Ergänzung für diese Behandlungsverfahren. Mit verschiedenen Schlauchset- und Filtertypen sind unterschiedliche Behandlungen mit einem Gerät möglich.
Die durchführbaren Behandlungsmethoden sind:
Dadurch ist eine individualisierte Behandlung möglich. Die Multifunktions-Dialysegeräte haben Beutel für das Dialysat, Substituat, Citrat-Calcium und Filtrat an Board. Damit ist das Gerät vollständig mobil, was ein enormer Vorteil ist. Die anderen Hämodialysegeräte sind stationär oder brauchen einen Osmosewasseraufbereiter.
Die wichtigsten Flüssigkeiten des Dialysegeräts sind das Dialysat, Substituat, Citrat-Calcium und Filtrat.
Das Dialysat ist eine wässrige Lösung, das Bestandteile je nach Zusammensetzung von Kalium und Calcium dem Blut entzieht oder hinzufügt. Liegt die Konzentration der beiden Komponenten über dem im Blut, diffundiert die Substanz in das Blut. Ansonsten wird die Substanz aus dem Blut entzogen.
Das Substituat ist eine Elektrolytlösung, um den Flüssigkeitshaushalt des Patienten während eines Prä- oder Postdilutionsdialyseverfahren zu bilanzieren.
Das Citrat-Calcium ist ein Mittel zur Verhinderung der Blutgerinnung. Für manche Patienten ist es verträglicher als das Heparin.
Das Filtrat ist eine Flüssigkeit, die die Schadstoffe des Blutes enthält.
Auf Intensivstationen spielen Multifunktions-Dialysegeräte eine wichtige Rolle. Während des Aufenthalts halten sie die Nierenfunktion des Patienten aufrecht, da der Patient während der Komaphase das Wachsein und das Bewusstsein verliert. Daher ist es notwendig, diese Geräte über einen langen Zeitraum zu testen.
Die Software wird nach dem V-Modell entwickelt. Das Modell wird in einzelne Phasen der Entwicklung und des Tests unterteilt.
Nach dem Nachweisen der Anforderungen und der Akzeptanzkriterien durch funktionale Tests, sollen mittels permanenten Stresstests und erfahrungsbasierte Tests weitere Fehler in den individuell erstellten Tests gefunden werden.
Um eine realistische Feldsituation zu erhalten, wird die Software des Multifunktions-Dialysegerätes im Labor täglich 24 Stunden für eine Woche lang einen automatisierten Stresstest ausgesetzt. Bei Bedarf kann dies auch länger dauern. Dafür sind Teststände vorhanden, um eine zirkulierende Behandlung dauerhaft zu erreichen. Die Teststände enthalten Ventile für die Ansteuerung der einzelnen mit Wasser gefüllten Beutel zur Simulation des Patienten, Filtrats, Dialysats, Substituats und Citrat-Calcium, eine Pumpe zu der Befüllung der Beutel und einen Laborrechner zur Ansteuerung der Aktoren.
Für die Simulation der Eingaben einer Pflegefachkraft wird ein Programm verwendet. Die Analyse von Gerätedaten ist ebenfalls tool-unterstützt.
Für einen reibungslosen Testablauf werden die Testläufe und die Teststände regelmäßig gewartet. Ebenfalls werden die transportierten und reparierten Geräte auf Ihre Funktionalität geprüft.
Nach der Verifikation der Anforderungen sollen mit permanenten Stresstests und erfahrungsbasierte Tests weitere Fehler gefunden werden, die aufgrund der geringen Testzeit während der Testphase nicht gefunden werden konnten.
Da die Dialysegeräte auf der Intensivstation für die Aufrechterhaltung der Nierenfunktion eines Koma-Patienten täglich 24 Stunden laufen müssen, werden die Dialysegeräte in einem Testlabor dieser Situation ausgesetzt. Für die Stresstests werden Teststände verwendet, um die Beutel des Testaufbaus automatisch zu befüllen. Dadurch wird ein geschlossener Kreislauf aufrechterhalten.
Im Testlabor kommen die beiden Testarten Stresstest und erfahrungsbasierter Test zum Einsatz.
Stresstests werden durchgeführt, um die Robustheit des Systems unter dauerhaften extremen Bedingungen zu testen. Dafür wird ein Programm verwendet, dass hier die dauerhafte Eingabe durch die Pflegefachkraft ersetzt. Damit ist es möglich schnelle Eingaben in das System zu geben, um Fehler bei der Systemreaktion zu erhalten. Das Automatisierungsprogramm löst über die Manipulation der Softwarevariablen Alarme aus (z.B. Blutdetektion im Filtrat) und startet Aktionen des Dialysegeräts (z.B. Beutelwechsel).
Erfahrungsbasiertes Testen basiert auf den Erfahrungen und dem Spezialwissen des Testers. Es können Fehler gefunden werden, die bei formalen Verfahren nicht gefunden werden.
Durch verschiedene Starteinstellungen der simulierten Gerätefunktionen des Automatisierungsprogramms können individuelle Stresstestfälle durchgeführt werden.
Die explorativen Tests können sowohl automatisiert als auch manuell durchgeführt werden.
Die Vorteile bei den automatisierten Stresstests sind:
Die Vorteile des erfahrungsbasierten Testens sind:
Es gibt auch Herausforderungen, die bei den verwendeten Testarten bewerkstelligt werden müssen.
Automatisierte Stresstests:
Darunter fallen das Beheben von Softwarefehlern, das Updaten des Programms und das Erweitern des Programms mit neuen Funktionen.
Erfahrungsbasiertes Testen:
In der Vorbereitungsphase erstellt der Testingenieur Tests, ermittelt die entsprechenden Testeinstellungen für das Automatisierungsprogramm, installiert die neue Dialysegeräte-Software, aktualisiert das Automatisierungsprogramm und die Software des Teststands.
Während des Testlaufs werden die Testaufbauten und die Teststände von dem Testingenieur gewartet.
Bei Softwareabstürzen und Software-Blockern werden diese vom Testingenieur analysiert und mit den Entwicklern besprochen. Die Ergebnisse davon werden in Fehlertickets in der Datenbank hinterlegt.
Für einen reibungslosen Ablauf der Stresstests, müssen die Software des Dialysegerätes, das Programm des automatisierten Stresstests und des Teststands regelmäßig gewartet werden.
Die Wartungsarbeiten werden vom Testingenieur ohne Softwareunterstützung durchgeführt.
Die Software des Multifunktionsgeräts, das Programm der automatisierten Stresstests und des Teststands werden manuell auf Fehler geprüft (z.B.: Beutel können aufgrund von Software-Fehlern automatisch nicht befüllt werden). Ebenfalls werden die Schläuche, die Sensoren und die Aktoren eines Dialysegeräts und der Teststand auf Fehler manuell gesichtet (z.B. Schläuche und Beutel können brüchig werden. Drähte der Ventile an dem Teststand haben keinen Kontakt mehr.). Eventuell sind Schläuche und Kabel zu verlegen oder Kabel zu löten. Das Betriebssystem des Laborrechners, das Automatisierungsprogramm und die Software des Teststands ist regelmäßig zu aktualisieren.
Bei den Tests können Softwarefehler das Gerät ausschalten. Verursacht z.B. durch fehlenden Softwarevariablen, Abfrage auf falsche Werte und gleichzeitiger Zugriff auf Variablen. Ein unerlaubter Wechsel des Softwarezustands kann einen Softwareblocker entstehen lassen. Für eine Verbesserung der Dialysegeräte-Software und einen reibungslosen Ablauf der Tests sind die Softwareabstürze und Software-Blocker zu beheben.
Während der Ursachenforschung werden die decodierten Gerätedaten vom Testingenieur analysiert und die Softwarefehler oder Software-Blocker an einem Dialysegerät manuell nachvollzogen. Durch das manuelle Nachvollziehen am Gerät können Einflüsse anderer Programme ausgeschlossen werden. Je nach Bedarf kann ein Testaufbau und eine manuelle oder tool-unterstützende Aufnahme von Messergebnissen nötig sein. Im Anschluss erfolgt die Auswertung der Messergebnisse, deren Besprechung mit der Entwicklung und die Archivierung der Softwarefehler mittels Fehlertickets in der Datenbank.
Nach dem Transport und der Reparatur von Dialysegeräten, können Geräte beschädigt oder weiterhin defekt sein. Diese könnten die Testergebnisse verändern und die Testphasen beeinträchtigen. Daher ist eine Inbetriebnahme notwendig.
Die Inbetriebnahme verläuft anhand eines Protokolls. Es wird unter anderem das Vorhandensein von Schäden an dem Dialysegerät, der Funktionstest des Geräts, die Funktionsfähigkeit der Batterie und das Herunterladen von Gerätedaten geprüft. Nach einem Review erfolgt die Archivierung des Protokolls in einer Datenbank.
Die Verwendung von permanenten Stresstests und erfahrungsbasierten Tests ist ein entscheidender Schritt die Qualität und die Stabilität der Software zu gewährleisten.
Die beiden Testmethoden ermöglichen eine tiefere und umfassendere Analyse der Software als herkömmlichere Testmethoden. Die verwendeten Testmethoden decken dabei kritischere Fehler auf.
Der Aufwand für die Erstellung und Wartung der Automatisierung sowie das Sammeln von Erfahrungen ist zwar zeitlich hoch, doch auf Dauer zahlt sich der Aufwand aus. Unternehmen, die diesen Aufwand in Kauf nehmen, profitieren von einer robusten Software, die stabiler und widerstandsfähiger wird.
Insgesamt zeigt sich, dass Stresstests und erfahrungsbasierte Tests wichtige Testmethoden in der modernen Softwareentwicklung sind. Sie gewährleisten, dass die Software den Anforderungen entspricht und unter realen und extremen Bedingungen zuverlässig funktioniert.
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