使用基于PXI的系統快速檢測中風(fēng)類(lèi)型以實(shí)現快速治療

　　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。

　　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)。