使用基于PXI的系統快速檢測中風類型以實現快速治療
發布時間：2013-9-16 17:12
發布者：eechina
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作者：Stefan Kidborg - Medfield Diagnostics AB "通過使用PXI平臺與網絡分析儀，可以讓我們專注于臨床試驗，而無需花費精力自行設計硬件平臺。" - Stefan Kidborg, Medfield Diagnostics AB 挑戰：開發一種快速的小型系統，在臨床試驗中檢測微波信號，實現Medfield科技對出血性中風和凝血性中風的類型區分，讓病人在救護車上就可以開始通血栓的治療。 解決方案：使用NI PXI平臺與LabVIEW系統設計軟件，開發小型系統，用于檢測病人大腦中風的類型 我們用LabVIEW和PXI平臺建立了一套系統，將一個基于PC的控制器、一個NI PXI-2547、一個NI PXI-2548射頻儀器和一個NI PXIe-5630網絡分析儀整合為一個獨立單元。該測量裝置戴在病人頭上，并且使用十二根天線與系統相連。 
中風類型（缺血性中風和出血性中風） 背景 在瑞典，每年有大約30,000例新增中風病例，其中包括85%的缺血性中風（凝血或血管阻塞）和15%的出血性中風（腦組織出血）。中風是急性致死的第三大病因，也是神經功能障礙的首要原因。中風需要全天候醫院護理，因而成為西方世界衛生保健開銷最大的疾病1。在中風的幸存者中，20%留有嚴重的感覺運動機能障礙；并且很大一部分人雖然功能障礙并不明顯，但是他們的生活質量卻也受到了很大的影響2。 早期的溶栓治療對中風患者的治療非常有效，但是這種治療僅限于缺血性中風。這種方法如果用于出血性中風的治療，對患者來說是非常危險的。一般來說，治療實施得越早療效越好；一旦癥狀出現之后超過了4.5小時，則不能實施這一治療，因為此時組織的損傷會導致有很高的顱內出血的風險。排除出血性溶血通常使用計算機斷層成像技術（Computer tomography, CT）。但是由于患者送診的路途和使用這些儀器進行檢測都需要很長時間，這就導致了只有4%到8%的中風病人最終能按時接受到溶栓治療。 梅德菲爾德診斷公司開發的微波診斷方法可以在CT掃描之前區分缺血性中風和出血性中風，并且能夠最終取代CT。它是一種非侵入性的便攜式病人篩查裝置，能夠確定顱內出血存在與否、出血部位和范圍。當病人剛剛抵達急救室時，或者當急救車人員到達急救現場時，即可使用該儀器。 微波診斷與其它的醫學影像技術本質上差別很大。X射線直接穿過檢測部位，而超聲儀則利用了聲波的反射。但微波診斷技術利用的是微波在體內的散射（圖2）。這臺儀器使用了一個接有許多天線的裝置；使用儀器時，這個裝置被戴在頭上。每根天線每次傳輸一個聲波信號給信號采集器，與此同時，其它的天線會接收信號。這項技術的另一個優勢在于，它的部件非常緊湊，可以方便的在健康護理鏈的前端——急救室或救護車內——使用。
為了實現對中風患者的床邊檢測，這個系統需要靈活可移動。我們與NI的合作伙伴Prevas公司以及NI共同合作，開發了一套以NI PXIe-5630矢量網絡分析儀（Vector Network Analyzer，VNA）為核心的系統。VNA被安裝在PXI-1065機箱中。整個系統包括12根天線，開關陣列由四個NI PXI-2547和四個NI PXI-2548模塊構成（圖3）。
我們使用 LabVIEW開發了系統的控制和測量軟件，并且使用C# .NET開發了人機交互界面。為了滿足用戶界面的需求，我們選擇了 C# .NET來實現開發過程。由于LabVIEW可以很好的兼容不同開發工具，所以LabVIEW結合C# .NET是系統軟件開發的最佳方案（圖4）。
我們在用戶界面的開發過程中與護士進行了緊密合作，以確保該軟件的用戶友好性。測量過程中，護士可以隨時看到剩余時間。因此，如果病人需要轉移，護士可以根據檢測的剩余時間決定何時進行轉移（圖5）。
在圖6中，12根天線（S11到S1212）的信號被顯示在一個簡單的表格里。護士可以根據這些信息確定每根天線和頭部是否形成了可靠連接。
在軟件的工程模式中，對于VNA和開關的控制也非常簡便。只要在左邊的天線與頭部連接位置圖中選擇相應的天線，進行發送和接收，就可以在界面右邊看到該天線的信號圖（圖7）。
我們根據醫院的使用環境，選擇了一個12端口的VNA，體積緊湊并且可以提供快速的解決方案。這一方案在護士中反響很好。 由于Prevas公司是NI的優選合作伙伴，所以在NI完成VNA的同時Prevas就可以開發出這套儀器。在新的NI VNA面世的同時，Strokefinder R10也可以投入生產。 NI合作伙伴是獨立于NI的商業實體，與NI無代理、 合伙或合資關系。 |
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