采用LabVIEW為平臺開發(fā)多參數(shù)病人監(jiān)護(hù)儀自動測試系

2)NIBP無創(chuàng)血壓功能
無創(chuàng)血壓功能的檢測要點是對其內(nèi)部的氣壓的精度進(jìn)行校準(zhǔn)。本系統(tǒng)采用可串口編程的Kakogawa MT210 Digital Manometer數(shù)字壓力儀，該儀器具有很高的測量精度。

3)SPO2血氧飽和度功能
測試系統(tǒng)通過串口控制卡，設(shè)置血氧模擬儀 Fluke SPO2 Index2，輸出仿真血氧模擬信號；將信號輸入到監(jiān)護(hù)儀，對其精度和相應(yīng)速度進(jìn)行測量。

4)IBP有創(chuàng)血壓功能
有創(chuàng)血壓用于直接測量人體血管組織內(nèi)的壓力。實際測試中由工控機串口控制MPS450輸出仿真信號，來模擬血管壓力傳感器的信號。

5)etCO2末端二氧化碳/呼吸功能
EtCO2末端二氧化碳/呼吸功能是利用呼出氣體中CO2的分壓力量來偵測病人的呼吸率的。本系統(tǒng)采用一瓶標(biāo)準(zhǔn)含量的CO2混合氣，來模擬人體呼出的氣體。 該氣體經(jīng)過減壓閥、流量計、電磁閥組成的氣體通路到達(dá)待測產(chǎn)品。測試系統(tǒng)通過GPIB總線，設(shè)置可編程模塊化電源 Agilent N6700，輸出直流電壓來控制電磁閥的通斷。

6)YSI400體溫測量功能
YSI400是一種相當(dāng)成熟的體溫測量方法。 該方法利用電阻的熱敏效應(yīng)測量溫度，即特定的溫度下該電阻會顯現(xiàn)特定的電阻值。測試系統(tǒng)擁有自制的YSI400溫度模擬器，是一種可控電阻陣列。NI USB-6251 USB高速M系列多功能DAQ的DIO16～23可將該模擬器的切換到不同電阻值，對待測物的各個溫度點進(jìn)行校準(zhǔn)。

7)SMbus智能電池接口功能
SMbus是目前比較流行的一種智能電池接口，工作在3.3VDC。它由 ＋，Temperature，SCL，SDA，Ground組成，其結(jié)構(gòu)與I2C非常類似。測試系統(tǒng)采用USB-I2C總線適配器。該總線適配器附有LabVIEW驅(qū)動，測試程序可以調(diào)用該驅(qū)動，與監(jiān)護(hù)儀的SMbus接口通訊。

8)時鐘信號校準(zhǔn)
時鐘信號是由待測物主板上晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號，它的頻率特性相當(dāng)穩(wěn)定，用作系統(tǒng)時鐘的源信號。但晶體振蕩器個體之間的頻率卻是有差異的。測試系統(tǒng)通過GPIB總線讀取Agilent 53132A的高精度頻率讀數(shù)，然后將之轉(zhuǎn)換成32位碼存入寄存器中。監(jiān)護(hù)儀在啟動后會自動讀取該寄存器以計算時間。

9)電路板模擬電信號分析
待測物的電路板預(yù)留很多測試點，這些信號通過針床被引入NI USB-6251 USB高速M系列多功能DAQ的模擬輸入通道。使用該數(shù)據(jù)采集卡的用戶不必具有很深硬件知識，可以通過NI DAQmx模塊中的DAQ Assist助手快速定制用戶所需的測量類型，測量范圍，采樣率，觸發(fā)方式，觸發(fā)延時等。
NI Signal Processing Toolkit 是一種非常有用的信號處理工具，系統(tǒng)使用該工具對采集到的原始信號進(jìn)行濾波處理，功率譜分析等。

10)Bluetooth藍(lán)牙功能
為了更加方便地向中心基站傳送病人數(shù)據(jù)，許多病人監(jiān)護(hù)儀都帶有藍(lán)牙天線。 測試系統(tǒng)中采用了USB 藍(lán)牙適配器，測試程序中調(diào)用NI Bluetooth Communication Driver藍(lán)牙通訊模塊，實現(xiàn)適配器和待測物的藍(lán)牙無線互連。

11)LAN以太網(wǎng)通信接口
以太網(wǎng)通信接口是另一種向中心基站傳送病人數(shù)據(jù)的方式。測試系統(tǒng)更多地將其視為測試接口。所有的待測物的狀態(tài)設(shè)置，數(shù)據(jù)獲取都是通過該接口完成。LabVIEW中的NI TCP Communication Driver支持以太網(wǎng)通訊。

12)安規(guī)測試
醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的絕緣和漏電流有專門明確的規(guī)定。這里對該標(biāo)準(zhǔn)不贅述。本測試系統(tǒng)設(shè)計了一種安全測試切換器，由可耐高壓的繼電器陣列構(gòu)成。該繼電器陣列由PCI-6528 24路光隔離通道來控制，切換來自Vitrek V4高壓測試儀和Metron QA-90漏電流測試儀的電路，實現(xiàn)絕緣特性和漏電流等安規(guī)指標(biāo)的測試。

13)測試數(shù)據(jù)的管理
為了保證數(shù)據(jù)安全，測試系統(tǒng)的測試規(guī)格數(shù)據(jù)庫，測試報表，訪問記錄被存儲在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。
a)測試規(guī)格數(shù)據(jù)庫(Test Specification Database)
測試規(guī)格數(shù)據(jù)庫以Access的文件形式存儲于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，測試站終端通過Database Connectivity Toolkit數(shù)據(jù)庫連接工具包來調(diào)用該數(shù)據(jù)庫。
b)訪問記錄(Login History)
該文件的存儲位置和調(diào)用方式與a)類似。每當(dāng)有操作者登錄測試站是就會自動記錄下來，以備將來查證。
c)測試報告(Test Report)
系統(tǒng)調(diào)用報告生成工具（NI Report Generation Toolkit）來產(chǎn)生Excel報告。生成的報告會被存儲于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。

14)項目化管理和執(zhí)行程序的封裝
LabVIEW 8.0開始向用戶提供項目管理的編輯環(huán)境，使程序看上去更有條理，有利于大型程序的編寫。
我們可以將NI Application Builder 生成的執(zhí)行程序進(jìn)一步封裝成安裝文件。用戶可直接將該文件安裝到目標(biāo)測試平臺上，還可以通過操作系統(tǒng)中的“Add/Remove Programs”工具移除測試程序文件。

心電監(jiān)護(hù)儀測試系統(tǒng)的性能評估
心電監(jiān)護(hù)儀傳統(tǒng)的手動測試非常耗時費力，結(jié)果更多地依靠測試人員判斷，一致性和可靠性都不好。而本系統(tǒng)屬全自動測試系統(tǒng)，測量的重復(fù)性可靠性非常好，而且測試效率得到了大幅度提升。

結(jié)束語
LabVIEW圖像化編程語言無縫透明地支持了板卡類儀器，使測試工程師不必關(guān)注底層硬件；同時兼容了傳統(tǒng)臺式儀器，特殊接口專用儀器，避免了更新儀器帶來的成本負(fù)擔(dān)；為工程師提供了豐富的工具和通信接口模塊，完全滿足病人監(jiān)護(hù)儀自動測試平臺的開發(fā)需求。