基于LabVIEW的食管動力檢測系統(tǒng)設計

摘要 設計了一種基于虛擬儀器技術的食管動力檢測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)食管動力信號的實時采集、顯示以及數(shù)據(jù)的自動記錄與分析處理等功能，用于消化道動力障礙性疾病的輔助診斷。本文介紹了系統(tǒng)的硬件組成、下位機設計和LabVIEW環(huán)境下的上位機軟件設計。
關鍵詞 食管動力 USB 單片機 LabVIEW SPCE061A PDIUSBID12

引 言
消化道的動力功能是消化系統(tǒng)重要的生理功能，消化道的動力活動是消化和吸收的基礎。近年來，由于社會競爭激烈、生活節(jié)奏加快、飲食結(jié)構(gòu)變化以及人們心理、精神等因素，胃腸動力障礙性疾病(DGIM)發(fā)病率呈上升趨勢。2006年，功能性胃腸病(FGDs)的羅馬III標準的問世，加深了人們對消化道動力的認識。FGDs需要排除炎癥、感染、腫瘤及其他結(jié)構(gòu)異常等器質(zhì)性病變，并根據(jù)癥狀作出診斷。同樣，作為FGDs中的一種，DGIM也不能用器質(zhì)性疾病機理解釋癥狀。因此，消化道動力檢測作為消化道疾病其他檢查方法的補充，對于研究和診斷胃腸動力障礙性疾病，有較高的臨床意義。
本系統(tǒng)由下位機與上位機組成。下位機負責采集數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給上位機；上位機主要完成數(shù)據(jù)的顯示、分析等工作。上位機軟件采用LabVIEW開發(fā)。LabVIEW作為圖形化編程環(huán)境的引領者，不僅直觀易學、開發(fā)功能強，而且程序的可重用性高，儀器驅(qū)動功能強大，能與第三方軟件輕松連接。使用LabVIEW進行軟件開發(fā)，可以充分利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力及LabVIEW提供的大量擴展功能庫和軟件工具包，大大豐富和增強了儀器的功能。

1 系統(tǒng)原理
本系統(tǒng)采用腔內(nèi)壓力記錄法中的毛細管液壓灌注法進行食管動力檢測。四通道測壓導管內(nèi)注滿蒸餾水后插入食管中，測壓導管側(cè)孔處的食管壓力通過無伸縮性的水柱傳至壓力傳感器的敏感膜片上，可測得食管4個不同位置的壓力信號。該信號經(jīng)放大調(diào)理后，接到下位機的模擬量輸入口。由下位機的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過USB接口傳送給上位機。由上位機軟件設定灌注壓力，通過USB接口傳送給下位機，下位機輸出脈寬調(diào)制輸出信號控制檢測儀中的電機。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

2 下位機設計
下位機主要由凌陽公司16位單片機SPCE061A和Philips公司的USB接口芯片PDIU／SBDl2(簡稱D12)組成。SPCE06lA擁有32位可編程的多功能I／O端口和2個16位定時器／計數(shù)器，內(nèi)部集成了7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器，兼具低電壓復位／監(jiān)測功能。SPCE061A的模擬量輸入口IOA[O～3]接檢測儀4路壓力信號，脈寬調(diào)制輸出口IO138接檢測儀的電機，SPCE061A與D12的連接如圖2所示。