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          采用LabVIEW為平臺開發(fā)多參數(shù)病人監(jiān)護儀自動測試系

          作者: 時間:2010-05-10 來源:網(wǎng)絡 收藏

          圖五ECG心電測試信號切換器
          b)心電信號仿真測試
          NI RS232 通信模塊通過NI PCI RS232/4(777642-04) 通信板卡向Fluke MPS450病人信號模擬儀發(fā)送控制指令,設置ECG的心率 (Heart Rate) 和幅度 (Amplitude) 。該模擬還可以模擬多種病理性心電信號。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/195424.htm

          2)NIBP無創(chuàng)血壓功能
          無創(chuàng)血壓功能的檢測要點是對其內部的氣壓的精度進行校準。本系統(tǒng)采用可串口編程的Kakogawa MT210 Digital Manometer數(shù)字壓力儀,該儀器具有很高的測量精度。

          3)SPO2血氧飽和度功能
          測試系統(tǒng)通過串口控制卡,設置血氧模擬儀 Fluke SPO2 Index2,輸出仿真血氧模擬信號;將信號輸入到監(jiān)護儀,對其精度和相應速度進行測量。

          4)IBP有創(chuàng)血壓功能
          有創(chuàng)血壓用于直接測量人體血管組織內的壓力。實際測試中由工控機串口控制MPS450輸出仿真信號,來模擬血管壓力傳感器的信號。

          5)etCO2末端二氧化碳/呼吸功能
          EtCO2末端二氧化碳/呼吸功能是利用呼出氣體中CO2的分壓力量來偵測病人的呼吸率的。本系統(tǒng)采用一瓶標準含量的CO2混合氣,來模擬人體呼出的氣體。 該氣體經過減壓閥、流量計、電磁閥組成的氣體通路到達待測產品。測試系統(tǒng)通過GPIB總線,設置可編程模塊化電源 Agilent N6700,輸出直流電壓來控制電磁閥的通斷。

          6)YSI400體溫測量功能
          YSI400是一種相當成熟的體溫測量方法。 該方法利用電阻的熱敏效應測量溫度,即特定的溫度下該電阻會顯現(xiàn)特定的電阻值。測試系統(tǒng)擁有自制的YSI400溫度模擬器,是一種可控電阻陣列。NI USB-6251 USB高速M系列多功能DAQ的DIO16~23可將該模擬器的切換到不同電阻值,對待測物的各個溫度點進行校準。

          7)SMbus智能電池接口功能
          SMbus是目前比較流行的一種智能電池接口,工作在3.3VDC。它由 +,Temperature,SCL,SDA,Ground組成,其結構與I2C非常類似。測試系統(tǒng)采用USB-I2C總線適配器。該總線適配器附有驅動,測試程序可以調用該驅動,與監(jiān)護儀的SMbus接口通訊。

          8)時鐘信號校準
          時鐘信號是由待測物主板上晶體振蕩器產生的振蕩信號,它的頻率特性相當穩(wěn)定,用作系統(tǒng)時鐘的源信號。但晶體振蕩器個體之間的頻率卻是有差異的。測試系統(tǒng)通過GPIB總線讀取Agilent 53132A的高精度頻率讀數(shù),然后將之轉換成32位碼存入寄存器中。監(jiān)護儀在啟動后會自動讀取該寄存器以計算時間。

          9)電路板模擬電信號分析
          待測物的電路板預留很多測試點,這些信號通過針床被引入NI USB-6251 USB高速M系列多功能DAQ的模擬輸入通道。使用該數(shù)據(jù)采集卡的用戶不必具有很深硬件知識,可以通過NI DAQmx模塊中的DAQ Assist助手快速定制用戶所需的測量類型,測量范圍,采樣率,觸發(fā)方式,觸發(fā)延時等。
          NI Signal Processing Toolkit 是一種非常有用的信號處理工具,系統(tǒng)使用該工具對采集到的原始信號進行濾波處理,功率譜分析等。

          10)Bluetooth藍牙功能
          為了更加方便地向中心基站傳送病人數(shù)據(jù),許多都帶有藍牙天線。 測試系統(tǒng)中采用了USB 藍牙適配器,測試程序中調用NI Bluetooth Communication Driver藍牙通訊模塊,實現(xiàn)適配器和待測物的藍牙無線互連。

          11)LAN以太網(wǎng)通信接口
          以太網(wǎng)通信接口是另一種向中心基站傳送病人數(shù)據(jù)的方式。測試系統(tǒng)更多地將其視為測試接口。所有的待測物的狀態(tài)設置,數(shù)據(jù)獲取都是通過該接口完成。中的NI TCP Communication Driver支持以太網(wǎng)通訊。

          12)安規(guī)測試
          醫(yī)療標準對產品的絕緣和漏電流有專門明確的規(guī)定。這里對該標準不贅述。本測試系統(tǒng)設計了一種安全測試切換器,由可耐高壓的繼電器陣列構成。該繼電器陣列由PCI-6528 24路光隔離通道來控制,切換來自Vitrek V4高壓測試儀和Metron QA-90漏電流測試儀的電路,實現(xiàn)絕緣特性和漏電流等安規(guī)指標的測試。

          13)測試數(shù)據(jù)的管理
          為了保證數(shù)據(jù)安全,測試系統(tǒng)的測試規(guī)格數(shù)據(jù)庫,測試報表,訪問記錄被存儲在網(wǎng)絡服務器中。
          a)測試規(guī)格數(shù)據(jù)庫(Test Specification Database)
          測試規(guī)格數(shù)據(jù)庫以Access的文件形式存儲于網(wǎng)絡服務器中,測試站終端通過Database Connectivity Toolkit數(shù)據(jù)庫連接工具包來調用該數(shù)據(jù)庫。
          b)訪問記錄(Login History)
          該文件的存儲位置和調用方式與a)類似。每當有操作者登錄測試站是就會自動記錄下來,以備將來查證。
          c)測試報告(Test Report)
          系統(tǒng)調用報告生成工具(NI Report Generation Toolkit)來產生Excel報告。生成的報告會被存儲于網(wǎng)絡服務器中。

          14)項目化管理和執(zhí)行程序的封裝
          8.0開始向用戶提供項目管理的編輯環(huán)境,使程序看上去更有條理,有利于大型程序的編寫。
          我們可以將NI Application Builder 生成的執(zhí)行程序進一步封裝成安裝文件。用戶可直接將該文件安裝到目標測試平臺上,還可以通過操作系統(tǒng)中的“Add/Remove Programs”工具移除測試程序文件。

          心電監(jiān)護儀測試系統(tǒng)的性能評估
          心電監(jiān)護儀傳統(tǒng)的手動測試非常耗時費力,結果更多地依靠測試人員判斷,一致性和可靠性都不好。而本系統(tǒng)屬全自動測試系統(tǒng),測量的重復性可靠性非常好,而且測試效率得到了大幅度提升。

          結束語
          LabVIEW圖像化編程語言無縫透明地支持了板卡類儀器,使測試工程師不必關注底層硬件;同時兼容了傳統(tǒng)臺式儀器,特殊接口專用儀器,避免了更新儀器帶來的成本負擔;為工程師提供了豐富的工具和通信接口模塊,完全滿足自動測試平臺的開發(fā)需求。


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