基于LabVIEW的食管动力检测系统设计

摘要 设计了一种基于虚拟仪器技术的食管动力检测系统，可以实现食管动力信号的实时采集、显示以及数据的自动记录与分析处理等功能，用于消化道动力障碍性疾病的辅助诊断。本文介绍了系统的硬件组成、下位机设计和LabVIEW环境下的上位机软件设计。
关键词 食管动力 USB 单片机 LabVIEW SPCE061A PDIUSBID12

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。