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作者：Stefan Kidborg - Medfield Diagnostics AB "通過(guò)使用PXI平臺與網(wǎng)絡(luò )分析儀，可以讓我們專(zhuān)注于臨床試驗，而無(wú)需花費精力自行設計硬件平臺。" - Stefan Kidborg, Medfield Diagnostics AB 挑戰：開(kāi)發(fā)一種快速的小型系統，在臨床試驗中檢測微波信號，實(shí)現Medfield科技對出血性中風(fēng)和凝血性中風(fēng)的類(lèi)型區分，讓病人在救護車(chē)上就可以開(kāi)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(kāi)發(fā)小型系統，用于檢測病人大腦中風(fēng)的類(lèi)型 我們用LabVIEW和PXI平臺建立了一套系統，將一個(gè)基于PC的控制器、一個(gè)NI PXI-2547、一個(gè)NI PXI-2548射頻儀器和一個(gè)NI PXIe-5630網(wǎng)絡(luò )分析儀整合為一個(gè)獨立單元。該測量裝置戴在病人頭上，并且使用十二根天線(xiàn)與系統相連。 
中風(fēng)類(lèi)型（缺血性中風(fēng)和出血性中風(fēng)） 背景 在瑞典，每年有大約30,000例新增中風(fēng)病例，其中包括85%的缺血性中風(fēng)（凝血或血管阻塞）和15%的出血性中風(fēng)（腦組織出血）。中風(fēng)是急性致死的第三大病因，也是神經(jīng)功能障礙的首要原因。中風(fēng)需要全天候醫院護理，因而成為西方世界衛生保健開(kāi)銷(xiāo)最大的疾病1。在中風(fēng)的幸存者中，20%留有嚴重的感覺(jué)運動(dòng)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(zhì)量卻也受到了很大的影響2。 早期的溶栓治療對中風(fēng)患者的治療非常有效，但是這種治療僅限于缺血性中風(fēng)。這種方法如果用于出血性中風(fēng)的治療，對患者來(lái)說(shuō)是非常危險的。一般來(lái)說(shuō)，治療實(shí)施得越早療效越好；一旦癥狀出現之后超過(guò)了4.5小時(shí)，則不能實(shí)施這一治療，因為此時(shí)組織的損傷會(huì )導致有很高的顱內出血的風(fēng)險。排除出血性溶血通常使用計算機斷層成像技術(shù)（Computer tomography, CT）。但是由于患者送診的路途和使用這些儀器進(jìn)行檢測都需要很長(cháng)時(shí)間，這就導致了只有4%到8%的中風(fēng)病人最終能按時(shí)接受到溶栓治療。 梅德菲爾德診斷公司開(kāi)發(fā)的微波診斷方法可以在CT掃描之前區分缺血性中風(fēng)和出血性中風(fēng)，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(shí)，或者當急救車(chē)人員到達急救現場(chǎng)時(shí)，即可使用該儀器。 微波診斷與其它的醫學(xué)影像技術(shù)本質(zhì)上差別很大。X射線(xiàn)直接穿過(guò)檢測部位，而超聲儀則利用了聲波的反射。但微波診斷技術(shù)利用的是微波在體內的散射（圖2）。這臺儀器使用了一個(gè)接有許多天線(xiàn)的裝置；使用儀器時(shí)，這個(gè)裝置被戴在頭上。每根天線(xiàn)每次傳輸一個(gè)聲波信號給信號采集器，與此同時(shí)，其它的天線(xiàn)會(huì )接收信號。這項技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)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(chē)內——使用。
為了實(shí)現對中風(fēng)患者的床邊檢測，這個(gè)系統需要靈活可移動(dòng)。我們與NI的合作伙伴Prevas公司以及NI共同合作，開(kāi)發(fā)了一套以NI PXIe-5630矢量網(wǎng)絡(luò )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(gè)系統包括12根天線(xiàn)，開(kāi)關(guān)陣列由四個(gè)NI PXI-2547和四個(gè)NI PXI-2548模塊構成（圖3）。
我們使用 LabVIEW開(kāi)發(fā)了系統的控制和測量軟件，并且使用C# .NET開(kāi)發(fā)了人機交互界面。為了滿(mǎn)足用戶(hù)界面的需求，我們選擇了 C# .NET來(lái)實(shí)現開(kāi)發(fā)過(guò)程。由于LabVIEW可以很好的兼容不同開(kāi)發(fā)工具，所以L(fǎng)abVIEW結合C# .NET是系統軟件開(kāi)發(fā)的最佳方案（圖4）。
我們在用戶(hù)界面的開(kāi)發(fā)過(guò)程中與護士進(jìn)行了緊密合作，以確保該軟件的用戶(hù)友好性。測量過(guò)程中，護士可以隨時(shí)看到剩余時(shí)間。因此，如果病人需要轉移，護士可以根據檢測的剩余時(shí)間決定何時(shí)進(jìn)行轉移（圖5）。
在圖6中，12根天線(xiàn)（S11到S1212）的信號被顯示在一個(gè)簡(jiǎn)單的表格里。護士可以根據這些信息確定每根天線(xiàn)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(kāi)關(guān)的控制也非常簡(jiǎn)便。只要在左邊的天線(xiàn)與頭部連接位置圖中選擇相應的天線(xiàn)，進(jìn)行發(fā)送和接收，就可以在界面右邊看到該天線(xiàn)的信號圖（圖7）。
我們根據醫院的使用環(huán)境，選擇了一個(gè)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(yōu)選合作伙伴，所以在NI完成VNA的同時(shí)Prevas就可以開(kāi)發(fā)出這套儀器。在新的NI VNA面世的同時(shí)，Strokefinder R10也可以投入生產(chǎn)。 NI合作伙伴是獨立于NI的商業(yè)實(shí)體，與NI無(wú)代理、 合伙或合資關(guān)系。 |
