作者:
Jeff Stevens - Sanarus

行業:
醫學/ 醫療器械

產品:
實時模塊, LabVIEW, FPGA模塊, CompactRIO

挑戰:
在研發時間很短的壓力下
，要完成從設計到原型驗證，並最終發布一種新的醫療設備控製係統。該設備必須通過FDA的Class II 醫療設備認證，嚴格按照相關指導開發設計。

解決方案:
使用NI CompactRIO 平台，LabVIEW 實時模塊，LabVIEW FPGA 模塊開發一個靈活可靠的控製係統和用戶界麵。NI圖形化開發平台很好的銜接了從產品設計、原型驗證到最終發布的整個過程。最終革新的醫療設備能夠有效地減少腫瘤治療給病人生理、心理上帶來的不適。

      Sanarus 公司是一個製造醫療設備的公司，計劃生產一種革新型設備，Visca2 治療係統（TM V2）
，可以改變現在治療良性腫瘤的方法。V2 是一種可放置在醫生的辦公室或者診所裏使用儀器，醫生通過冷凍的方式殺死門診病人的腫瘤，治療過程包括無痛的局部麻醉和實時- 超(chao)聲(sheng)定(ding)位(wei)病(bing)灶(zao)

，通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)小(xiao)切(qie)口(kou)冷(leng)凍(dong)和(he)殺(sha)死(si)目(mu)標(biao)組(zu)織(zhi)，術(shu)後(hou)病(bing)人(ren)也(ye)無(wu)需(xu)縫(feng)針(zhen)，所(suo)以(yi)這(zhe)幾(ji)乎(hu)是(shi)一(yi)個(ge)無(wu)痛(tong)的(de)過(guo)程(cheng)，與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)用(yong)在(zai)住(zhu)院(yuan)病(bing)人(ren)身(shen)上(shang)的(de)外(wai)科(ke)手(shou)術(shu)或(huo)者(zhe)“觀望”治療有著顯著的差別。

      公司希望通過V2 的投入市場能夠為乳腺腫瘤治療帶來巨大的推進。於是，為了趕上產品發布的時間表，公司計劃四個月內開發出V2係統工作原型。此外，根據投資人要求，公司還需盡快的生產V2 以滿足市場的需要。

      眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，為(wei)設(she)備(bei)編(bian)寫(xie)固(gu)件(jian)並(bing)開(kai)發(fa)一(yi)個(ge)定(ding)製(zhi)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)周(zhou)期(qi)很(hen)長(chang)，一(yi)旦(dan)固(gu)件(jian)或(huo)者(zhe)軟(ruan)件(jian)層(ceng)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)將(jiang)會(hui)導(dao)致(zhi)額(e)外(wai)的(de)延(yan)遲(chi)，這(zhe)對(dui)於(yu)保(bao)證(zheng)整(zheng)個(ge)項(xiang)目(mu)的(de)進(jin)度(du)是(shi)一(yi)個(ge)不(bu)利(li)因(yin)素(su)。由(you)於(yu)V2是醫療儀器設備
，它要求設備不可包含任何有損於係統性能的固件和軟件錯誤。如果設備不能通過510（k）認證所需的消耗性測試，整個項目就會失敗，並且V2 不能投放市場。基於這些要求，V2 需要一個非常完善且可靠的開發方案。原計劃中如此短的開發周期讓V2的開發幾乎成為了“不可能完成的任務”。

      Sanarus 邀請NI 公司的現場工程師參與方案討論，很快地意識到CompactRIO可以成為最終的方案。因為兼有集成IO開發和編程的特性，可以在很短的時間內用它設計和並驗證V2的功能。事實證明，使用CompactRIO的好處顯而易見――使用定製的方案需要數月的時間，而NI 的方案隻用了幾周時間。

圖1 CompactRIO 作為控製係統核心

      此外，由於使用定製的固件，一旦有新的需求會導致繁瑣的更新工作。而使用CompactRIO 的平台，能夠不費力的修改代碼。另外，用戶交互需要使用觸摸屏而不是鍵盤和L E D 燈，使用LabVIEW圖形化編程可以方便的在Windows下開發觸摸屏程序。同時，使用LabVIEW的共享變量，能夠簡便地管理圖形用戶界麵和CompactRIO 之間的數據傳遞。由於開發平台非常靈活，在有新的功能需求提出時，開發進程也沒有耽誤。

      因為NI 的CompactRIO 通過了EMC 認證
，這也保證了在原型驗證的時候無需考慮專門的EMC 相關設計。最終發布的V2係統包含一個運行Windows下LabVIEW程序的觸摸屏電腦。它接受用戶輸入並通過L a b V I E W 共享變量向C o m p a c t R I O 發送用戶指令。L a b V I E W 實時模塊實現對CompactRIO 實時控製器的控製
，通過液氮泵和純阻性加熱部件的PID 控製算法來實現探針尖端溫度的控製。LabVIEW FPGA 用來管理控製這些設備必要的輸入/ 輸出信號的接口。

圖2 V2 係統的操作界麵

      經過長時間的研究表明，V2 能夠非常有效的殺死良性腫瘤。之後，遍布美國都有指定的醫療中心使用V2 係統。NI 幫助Sanarus 快速有效地開發嵌入式控製係統

，提供友好的圖形化界麵兼有最優秀的品質
，並且最終為安全可靠的醫治服務提供了技術保障。