基于LabVIEW的食管动力检测系统设计

引 言

消化道的动力功能是消化系统重要的生理功能，消化道的动力活动是消化和吸收的基础。近年来，由于社会竞争激烈、生活节奏加快、饮食结构变化以及人们心理、精神等因素，胃肠动力障碍性疾病(DGIM)发病率呈上升趋势。2006年，功能性胃肠病(FGDs)的罗马III标准的问世，加深了人们对消化道动力的认识。FGDs需要排除炎症、感染、肿瘤及其他结构异常等器质性病变，并根据症状作出诊断。同样，作为FGDs中的一种，DGIM也不能用器质性疾病机理解释症状。因此，消化道动力检测作为消化道疾病其他检查方法的补充，对于研究和诊断胃肠动力障碍性疾病，有较高的临床意义。

本系统由下位机与上位机组成。下位机负责采集数据，并将其发送给上位机；上位机主要完成数据的显示、分析等工作。上位机软件采用LabVIEW开发。 LabVIEW作为图形化编程环境的引领者，不仅直观易学、开发功能强，而且程序的可重用性高，仪器驱动功能强大，能与第三方软件轻松连接。使用 LabVIEW进行软件开发，可以充分利用计算机强大的数据处理和传输能力及LabVIEW提供的大量扩展功能库和软件工具包，大大丰富和增强了仪器的功能。

1 系统原理

本系统采用腔内压力记录法中的毛细管液压灌注法进行食管动力检测。四通道测压导管内注满蒸馏水后插入食管中，测压导管侧孔处的食管压力通过无伸缩性的水柱传至压力传感器的敏感膜片上，可测得食管4个不同位置的压力信号。该信号经放大调理后，接到下位机的模拟量输入口。由下位机的模数转换模块转换为数字量，通过USB接口传送给上位机。由上位机软件设定灌注压力，通过USB接口传送给下位机，下位机输出脉宽调制输出信号控制检测仪中的电机。系统原理框图如图 1所示。

2 下位机设计

下位机主要由凌阳公司16位单片机SPCE061A和Philips公司的USB接口芯片PDIU／SBDl2(简称D12)组成。SPCE06lA拥有 32位可编程的多功能I／O端口和2个16位定时器／计数器，内部集成了7通道10位电压模数转换器，兼具低电压复位／监测功能。SPCE061A的模拟量输入口IOA[O～3]接检测仪4路压力信号，脉宽调制输出口IO138接检测仪的电机，SPCE061A与D12的连接如图2所示。

主程序流程如图3所示。系统初始化包括：系统时钟设置、D12初始化、D12芯片的软连接和模拟输入通道初始化。定时器TimeA的时钟源A选择4 096 Hz，定时100 ms后，打开IRQl_TMA中断。中断发生后，中断服务子程序调用D12命令层中的写缓冲区函数，将函数Get_AD()读取的4路A／D转换值写入 USB端点2。其中，函数Get_AD()先读取模拟输入通道0的A／D转换值26次，忽略最大与最小的5个值后取平均值；再依次读取下一路模拟输入通道的A／D转换值。

3 上位机软件系统的设计

采用LabVIEW8．2专业版开发软件，后台数据库采用ACC2ESS 2003。采用模块化设计方法将软件系统分为数据库操作模块、数据采集与显示模块以及数据分析模块。

3．1 数据库操作模块的设计

使用ACCESS 2003创建数据库文件patient．mdb，经过数据库需求分析，建立如下6个数据表：系统信息表、用户信息表、患者信息表、患者波形数据表、常用语词库表和解释与评议词库表。

LabVIEW访问上述的数据库文件，需要安装数据库互联工具包。数据库互联工具包通过使用ADO技术与数据库建立连接。ADO是通过Mi- crosoft OLE DB与数据库通信的。基于OLE DB的通信是通过一个类似于数据库驱动程序的Provider实现的。使用ADO将允许与任何提供了OLE DB Provider或者ODBC Driver的数据库建立连接。ODBC(Open DataBaseConnectivity)是一种传统的通用的允许与数据库建立连接的API。如果一个数据库具有ODBC驱动，则可以通过使用 “Microsoft OLE DB Provider for ODBC”(实现了从0LE DB到ODBC的转换功能)与数据库连接。

创建Microsoft Data Link文件并对UDL文件进行相应设置后，即可利用LabVIEW的数据库互联工具包中的函数实现对Access数据库的访问。

数据库操作模块包括以下几个部分：

①用户及密码管理部分，负责软件用户的登陆及密码的管理，包括用户及密码的添加、修改及删除。

②常用语词库管理部分，是为了方便医生在撰写病人病例时输入常用的病例词汇的部分。医生可以根据自己的需要添加和编辑常用的病例词汇。