基于虛擬儀器LabVIEW的多功能檢測系統(tǒng).pdf

1、研究目地: 微循環(huán)信息獨特而豐富，它是任何動物活體組織不可缺少的組成部分，并且是活體細胞與外部環(huán)境之間獨特的物質(zhì)交流途徑。研究發(fā)現(xiàn)，機體生命體征的變化會引起人體各個器官功能的變化，對已經(jīng)存在功能異常的器官影響更大。生命體征的變化對器官微循環(huán)的影響已經(jīng)引起研究人員的高度重視。因此，進行微循環(huán)與其它生命體征的同步檢測與觀察就顯得非常重要。本研究目標即是開發(fā)一套能在檢測微循環(huán)的同時同步觀測體溫、血壓等生命體征的軟件系統(tǒng)，該類軟件系統(tǒng)目

2、前國內(nèi)外尚未見相關報道。 本研究以計算機為主體，配以通用的壓力、溫度傳感器與相應的數(shù)據(jù)采集卡和通用的數(shù)字攝像機配以相應的圖像采集卡，利用基于虛擬儀器的程序設計語言LabVIEW開發(fā)出一套集微循環(huán)圖像采集與體溫、血壓等生命體征檢測為一體的基于虛擬儀器的多功能檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在檢測體溫、血壓、心率、平均動脈壓等參數(shù)的同時，觀察、測量、記錄微循環(huán)指標，并實現(xiàn)對所觀測參數(shù)的分析、存儲、打印等功能。還可通過更換不同的激光探頭或微循環(huán)顯微

3、鏡實現(xiàn)對外周不同部位(包括：球結(jié)膜、眼底、腸系膜、耳廓等)微循環(huán)的觀察。同時該系統(tǒng)具有虛擬儀器的共同特點，即靈活性與可擴展性強，可通過增加新的程序功能模塊擴展其功能，為系統(tǒng)應用于其他領域或其它功能檢測打下良好的基礎。 研究方法： 該軟件使用虛擬儀器程序設計語言LabVIEW編寫，包括兩個主要的功能模塊：圖像處理功能模塊和數(shù)據(jù)處理功能模塊。在運行主程序前首先進行圖像采集卡參數(shù)的設置，包括灰度值的修正、觀察范圍等參數(shù)的設置；

4、并根據(jù)攝像頭的高度，使用標準長度模塊測出攝像頭CCD間隔象素點所對應的實際距離用于像素與距離轉(zhuǎn)換。運行主程序，將攝像頭連續(xù)采集到的圖像信息保存到指定的AVI文件，同時對每幀圖像進行實時處理。系統(tǒng)主要根據(jù)如下兩個指標將血細胞識別為處理對象：圖像上每個血細胞的平均象素值和血細胞的大小。在將血細胞識別為對象的同時系統(tǒng)對所識別的對象進行編號，編號從0開始依次將識別出的血細胞編號為0、1、2、……、n。系統(tǒng)設定為將其中標號為0的血細胞作為分析對象

5、，保存其中心點坐標值用以進行數(shù)據(jù)分析。所編寫的程序使系統(tǒng)能夠?qū)ρ毎臉颂栠M行識別。由于實驗過程中攝像頭固定所以視野固定而血液在不停的流動，當由于血液的流動致使原來標號為0的血細胞流出視野時，系統(tǒng)將對視野內(nèi)識別出的血細胞進行重新編號，并重新取標號為0的血細胞進行分析。為避免由于分析的血細胞的變化所導致數(shù)據(jù)分析結(jié)果的錯誤，系統(tǒng)中還設計了該錯誤的處理程序，以確保由于血細胞變化引起的數(shù)據(jù)分析的錯誤不會導致最終所獲得的實驗數(shù)據(jù)的錯誤。本軟件完成

6、如下數(shù)據(jù)分析功能：采集時間記錄、血細胞運動速度計算顯示、微循環(huán)情況實時顯示。實驗完成后可以實現(xiàn)對所保存的數(shù)據(jù)的分析及整個實驗過程的回放。在微循環(huán)檢測的同時可根據(jù)用戶指令觸發(fā)生命體征檢測功能，實時檢測并顯示相應時刻的血壓、體溫、心率和平均動脈壓，在前面板①的Waveform Chart控件中可以觀測生命體征的變化趨勢。也可由用戶指令選擇保存有價值的圖像和生命體征信息，對這些數(shù)據(jù)信息進行實時檢測、保存、處理，實驗結(jié)束后實現(xiàn)相關數(shù)據(jù)的回放功能

7、。 研究結(jié)果： 建立了基于虛擬儀器LabVIEW的多功能檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了在進行微循環(huán)研究的過程中對機體生命體征進行同步檢測的目的。在利用虛擬儀器研究微循環(huán)血流速度領域提出了一種無須跟蹤單個特定血細胞的血流速度的計算方法。通過程序處理使得由于識別對象標號發(fā)生變化引起的研究對象的變化不會影響程序的運行和試驗結(jié)果的準確性。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對所觀測數(shù)據(jù)的實時檢測、分析、存儲，可以精確地得到實驗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)在運行過程中將實驗結(jié)果保存為兩

8、種形式：AVI文件和LVM文件。AVI文件記錄了實驗的完整過程，可以使用通用的AVI播放器進行播放，并可引入其他程序進行數(shù)據(jù)處理分析。LVM件保存了所分析對象的參數(shù)值和生命體征數(shù)據(jù)值，以二元數(shù)組的形式保存在指定的文件中，程序讀入后可形象的顯示血細胞運動速度和各個生命體征的變化趨勢。 實驗結(jié)論： 基于虛擬儀器LabVIEW的多功能檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了微循環(huán)實驗過程中生命體征檢測和微循環(huán)血流速度等數(shù)據(jù)信息和圖像信息的同步實時采集、