使用基于PXI的系統(tǒng)快速檢測中風(fēng)類型以實現(xiàn)快速治療

　　挑戰(zhàn):

　　開發(fā)一種快速的小型系統(tǒng)，在臨床試驗中檢測微波信號，實現(xiàn)Medfield科技對出血性中風(fēng)和凝血性中風(fēng)的類型區(qū)分，讓病人在救護(hù)車上就可以開始通血栓的治療。

　　解決方案:

　　使用NI PXI平臺與LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件，開發(fā)小型系統(tǒng)，用于檢測病人大腦中風(fēng)的類型

　　我們用LabVIEW和PXI平臺建立了一套系統(tǒng)，將一個基于PC的控制器、一個NI PXI-2547、一個NI PXI-2548射頻儀器和一個NI PXIe-5630網(wǎng)絡(luò)分析儀整合為一個獨立單元。該測量裝置戴在病人頭上，并且使用十二根天線與系統(tǒng)相連。

　　背景

　　在瑞典，每年有大約30,000例新增中風(fēng)病例，其中包括85%的缺血性中風(fēng)(凝血或血管阻塞)和15%的出血性中風(fēng)(腦組織出血)。中風(fēng)是急性致死的第三大病因，也是神經(jīng)功能障礙的首要原因。中風(fēng)需要全天候醫(yī)院護(hù)理，因而成為西方世界衛(wèi)生保健開銷最大的疾病1。在中風(fēng)的幸存者中，20%留有嚴(yán)重的感覺運(yùn)動機(jī)能障礙;并且很大一部分人雖然功能障礙并不明顯，但是他們的生活質(zhì)量卻也受到了很大的影響2。

　　早期的溶栓治療對中風(fēng)患者的治療非常有效，但是這種治療僅限于缺血性中風(fēng)。這種方法如果用于出血性中風(fēng)的治療，對患者來說是非常危險的。一般來說，治療實施得越早療效越好;一旦癥狀出現(xiàn)之后超過了4.5小時，則不能實施這一治療，因為此時組織的損傷會導(dǎo)致有很高的顱內(nèi)出血的風(fēng)險。排除出血性溶血通常使用計算機(jī)斷層成像技術(shù)(Computer tomography, CT)。但是由于患者送診的路途和使用這些儀器進(jìn)行檢測都需要很長時間，這就導(dǎo)致了只有4%到8%的中風(fēng)病人最終能按時接受到溶栓治療。

　　梅德菲爾德診斷公司開發(fā)的微波診斷方法可以在CT掃描之前區(qū)分缺血性中風(fēng)和出血性中風(fēng)，并且能夠最終取代CT。它是一種非侵入性的便攜式病人篩查裝置，能夠確定顱內(nèi)出血存在與否、出血部位和范圍。當(dāng)病人剛剛抵達(dá)急救室時，或者當(dāng)急救車人員到達(dá)急救現(xiàn)場時，即可使用該儀器。

　　微波診斷與其它的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)本質(zhì)上差別很大。X射線直接穿過檢測部位，而超聲儀則利用了聲波的反射。但微波診斷技術(shù)利用的是微波在體內(nèi)的散射(圖2)。這臺儀器使用了一個接有許多天線的裝置;使用儀器時，這個裝置被戴在頭上。每根天線每次傳輸一個聲波信號給信號采集器，與此同時，其它的天線會接收信號。這項技術(shù)的另一個優(yōu)勢在于，它的部件非常緊湊，可以方便的在健康護(hù)理鏈的前端——急救室或救護(hù)車內(nèi)——使用。

　　為了實現(xiàn)對中風(fēng)患者的床邊檢測，這個系統(tǒng)需要靈活可移動。我們與NI的合作伙伴Prevas公司以及NI共同合作，開發(fā)了一套以NI PXIe-5630矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer，VNA)為核心的系統(tǒng)。VNA被安裝在PXI-1065機(jī)箱中。整個系統(tǒng)包括12根天線，開關(guān)陣列由四個NI PXI-2547和四個NI PXI-2548模塊構(gòu)成(圖3)。

　　我們使用 LabVIEW開發(fā)了系統(tǒng)的控制和測量軟件，并且使用C# .NET開發(fā)了人機(jī)交互界面。為了滿足用戶界面的需求，我們選擇了 C# .NET來實現(xiàn)開發(fā)過程。由于LabVIEW可以很好的兼容不同開發(fā)工具，所以LabVIEW結(jié)合C# .NET是系統(tǒng)軟件開發(fā)的最佳方案(圖4)。