基于LabVIEW的食管動力檢測系統設計

摘要 設計了一種基于虛擬儀器技術的食管動力檢測系統，可以實現食管動力信號的實時采集、顯示以及數據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。本文介紹了系統的硬件組成、下位機設計和LabVIEW環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、生活節奏加快、飲食結構變化以及人們心理、精神等因素，胃腸動力障礙性疾病(DGIM)發病率呈上升趨勢。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、腫瘤及其他結構異常等器質性病變，并根據癥狀作出診斷。同樣，作為FGDs中的一種，DGIM也不能用器質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。
本系統由下位機與上位機組成。下位機負責采集數據，并將其發送給上位機；上位機主要完成數據的顯示、分析等工作。上位機軟件采用LabVIEW開發。LabVIEW作為圖形化編程環境的引領者，不僅直觀易學、開發功能強，而且程序的可重用性高，儀器驅動功能強大，能與第三方軟件輕松連接。使用LabVIEW進行軟件開發，可以充分利用計算機強大的數據處理和傳輸能力及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 系統原理
本系統采用腔內壓力記錄法中的毛細管液壓灌注法進行食管動力檢測。四通道測壓導管內注滿蒸餾水后插入食管中，測壓導管側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。該信號經放大調理后，接到下位機的模擬量輸入口。由下位機的模數轉換模塊轉換為數字量，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，下位機輸出脈寬調制輸出信號控制檢測儀中的電機。系統原理框圖如圖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／計數器，內部集成了7通道10位電壓模數轉換器，兼具低電壓復位／監測功能。SPCE061A的模擬量輸入口IOA[O～3]接檢測儀4路壓力信號，脈寬調制輸出口IO138接檢測儀的電機，SPCE061A與D12的連接如圖2所示。