［摘要］：方案決定采用NI LabVIEW和CompactRIO技術可快速創建功能原型，並論證可行性，然後100%地將原型軟件代碼移植到NI Single-Board RIO
，完成係統部署的最終方案。

［關鍵詞］：NI LabVIEW CompactRIO 影像係統

Animage和Fidex

    Animage LLC是Exxim Computing Corporation公司的子公司，成立於2008年

，為獸醫市場提供高端的影像產品。在成功成為諸如錐束CT掃描等影像產品算法開發的行業專家後

，Animage LLC決定擴展其業務到硬件係統設計，由此誕生了首款麵向獸醫市場的前所未有的產品 ――Fidex三合一影像係統。此多模式診斷影像係統主要用於小動物獸醫診斷。
 
    Fidex可產生三種模式的診斷影像，而之前，這需要三個單獨的設備才能實現。

    第一種模式是數字化射線成像（X-射線）
，通常是為病人實施的第一次成像，一般被認為是診斷影像的必不可少的步驟。 但有時X射線成像並不能為診斷提供足夠的信息，此時就需要更高級的技術。

圖1 數字化射線成像通常是獸醫需要的第一類圖像

    第二種模式使用三維CT
，也就是大家熟知的采用錐束技術的CAT掃描。 這種技術與我們在人體醫療掃描器中見到的標準扇束技術不同，錐束CT通過帶有C形臂的X射線光源及探測器在物體周圍循環轉動
，使用寬錐束采集全息CT數據。采用錐束技術，Fidex得以實現較小的覆蓋麵積
，CT部件也簡單易用。

圖2 CT掃描，C形臂繞受診動物旋轉，采集數千幅單獨影像，然後將重建這些影像。Fidex采用一種叫做錐束成像的革命性影像重建算法。

    第三種模式是透視（或者運動捕捉X射線攝像）
，使用C形臂可在任何所需角度進行攝像。此種模式一般用來研究關節運動

、吞咽
、心髒功能、其他生理運動，以及某些外科手術和插管過程的實時導引。

圖3 移動X射線成像，或稱作透視
，在多種診斷和臨床應用中都是理想的方案――如觀察關節運動
，或對一隻站在平台上吃東西的小狗進行吞咽研究等。

采用NI LabVIEW和CompactRIO進行原型創建

    2008年4月進行第一階段的開發
，目標是開發出測試台原型
，控製X射線光源、X射線探測器和運動係統。軟件開發從風險最高的部分開始
，然後逐漸進行。我們使用了LabVIEW軟件，這使得我們可以專注於產品的關鍵算法，而不受瑣碎、複雜的硬件設計的影響。

    開發從控製X射線光源開始。然後編寫定時代碼，對X射線光源的激發及傳感器的數據采集進行同步。 最(zui)後(hou)
，我(wo)們(men)將(jiang)機(ji)械(xie)原(yuan)型(xing)係(xi)統(tong)和(he)安(an)裝(zhuang)在(zai)機(ji)架(jia)上(shang)的(de)激(ji)發(fa)與(yu)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)到(dao)一(yi)起(qi)，並(bing)加(jia)入(ru)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)對(dui)基(ji)本(ben)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)論(lun)證(zheng)。此(ci)功(gong)能(neng)原(yuan)型(xing)成(cheng)功(gong)地(di)論(lun)證(zheng)了(le)產(chan)品(pin)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)
，這(zhe)使(shi)得(de)我(wo)們(men)對(dui)於(yu)成(cheng)功(gong)完(wan)成(cheng)其(qi)他(ta)階(jie)段(duan)的(de)開(kai)發(fa)任(ren)務(wu)充(chong)滿(man)了(le)信(xin)心(xin)。由(you)於(yu)此(ci)係(xi)統(tong)基(ji)於(yu)LabVIEW
，可以很容易地對設計進行修改，即便更換一些部件也幾乎不會對我們的進度安排帶來影響，因此，首個原型的建立僅耗時約6個月。

采用NI Single-Board RIO進行部署

    在接下來的階段中，我們需要試製首個影像係統。最終的機械設計幾乎完全基於原型機械係統
，僅做了幾處細微改進。我們采用了NI CompactRIO對一台具有完整X射線係統
、移動掃描架和移動準直器的原型掃描器F-001進行控製。完成此係統僅耗時3個月。

    最zui後hou

，我wo們men需xu要yao開kai發fa風feng險xian緩huan解jie代dai碼ma及ji豐feng富fu的de用yong戶hu界jie麵mian
，並bing采cai用yong專zhuan為wei嵌qian入ru式shi機ji器qi開kai發fa設she計ji的de單dan板ban計ji算suan機ji硬ying件jian將jiang我wo們men的de原yuan型xing移yi植zhi到dao最zui終zhong的de部bu署shu平ping台tai。我wo們men采用NI Single-Board RIO作為部署平台
，實現了與原型係統一樣的代碼。 然後我們繼續開發，增加了病人定位功能及係統控製麵板。甚至使用了LabVIEW進行用戶界麵設計，在3個月內就完成了新係統F-002。 NI Single-Board RIO使用以下部件對終端設備進行控製：

• 帶編碼器和端位開關的旋轉掃描架
• 帶編碼器和端位開關的定位探測器
• 帶編碼器和端位開關的升降病床
• X射線發生器（千伏，毫安
  ，脈衝發生和錯誤處理）
• 旋轉陽極
• 四個準直器電機
• 探測器觸發信號
• 用於病人定位的現場燈光和激光
• 掃描架控製麵板輸入和狀態顯示模塊

未來的計劃

    我們計劃再試製兩台設備進行臨床試驗。雖然可以預見會有一些必要的修改，但我們對使用LabVIEW對這些性能進行簡單地添加非常有信心。通過使用LabVIEW和NI Single-Board RIO，我們避免了從零開始開發絕大部分的係統，從而縮短了上市時間
，節省了約3位研發人員全年的工作量或約$300,000美元的人力成本。

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關於NI
    美國國家儀器有限公司（National Instruments，簡稱NI）致力於為測試測量、自動化和嵌入式應用領域的工程師和科學家們帶來革命性的理念，從“虛擬儀器技術”提升到“圖形化係統設計”
，幫助他們實現更高效和優化的設計、原型到發布。NI為遍布全球各地的25000家不同的客戶提供現成即用的軟件（如NI LabVIEW圖形化開發平台），和高性價比的模塊化硬件。NI總部設在美國德克薩斯州的奧斯汀
，在近40個國家和地區設有分支機構，共擁有5,000多名員工。在過去連續9年裏，NI被《財富》雜誌評選為“全美最適合工作的100家公司之一”。想了解更多關於NI的信息，請訪問ni.com/china，或致電800-820-3622。