基于LabVIEW的食管動(dòng)力檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要 設(shè)計(jì)了一種基于虛擬儀器技術(shù)的食管動(dòng)力檢測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)食管動(dòng)力信號的實(shí)時(shí)采集、顯示以及數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄與分析處理等功能，用于消化道動(dòng)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(jī)設(shè)計(jì)和LabVIEW環(huán)境下的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 食管動(dòng)力 USB 單片機(jī) LabVIEW SPCE061A PDIUSBID12

引 言
消化道的動(dòng)力功能是消化系統(tǒng)重要的生理功能，消化道的動(dòng)力活動(dòng)是消化和吸收的基礎(chǔ)。近年來，由于社會(huì)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)的問世，加深了人們對消化道動(dòng)力的認(rèn)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(jī)理解釋癥狀。因此，消化道動(dòng)力檢測作為消化道疾病其他檢查方法的補(bǔ)充，對于研究和診斷胃腸動(dòng)力障礙性疾病，有較高的臨床意義。
本系統(tǒng)由下位機(jī)與上位機(jī)組成。下位機(jī)負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給上位機(jī)；上位機(jī)主要完成數(shù)據(jù)的顯示、分析等工作。上位機(jī)軟件采用LabVIEW開發(fā)。LabVIEW作為圖形化編程環(huán)境的引領(lǐng)者，不僅直觀易學(xué)、開發(fā)功能強(qiáng)，而且程序的可重用性高，儀器驅(qū)動(dòng)功能強(qiáng)大，能與第三方軟件輕松連接。使用LabVIEW進(jìn)行軟件開發(fā)，可以充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力及LabVIEW提供的大量擴(kuò)展功能庫和軟件工具包，大大豐富和增強(qiáng)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(xì)管液壓灌注法進(jìn)行食管動(dòng)力檢測。四通道測壓導(dǎo)管內(nèi)注滿蒸餾水后插入食管中，測壓導(dǎo)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(gè)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(jī)的模擬量輸入口。由下位機(jī)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(jī)。由上位機(jī)軟件設(shè)定灌注壓力，通過USB接口傳送給下位機(jī)，下位機(jī)輸出脈寬調(diào)制輸出信號控制檢測儀中的電機(jī)。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

2 下位機(jī)設(shè)計(jì)
下位機(jī)主要由凌陽公司16位單片機(jī)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(gè)16位定時(shí)器／計(jì)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(fù)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(jī)，SPCE061A與D12的連接如圖2所示。