Author(s):
Daryl Farr - KC BioMediX Inc.
Kenny Aron - KC BioMediX Inc

Industry:
Biotechnology, Research, Medical

Products:
Statechart Module, FPGA Module, CompactRIO, Single-Board RIO, LabVIEW, Real-Time Module

The Challenge:
協(xié)助早產(chǎn)兒學(xué)習(xí)吸吮、吞嚥，與呼吸的一系列口部進(jìn)食動(dòng)作，以提高早產(chǎn)兒存活的機(jī)率。

The Solution:
建立可協(xié)助早產(chǎn)兒學(xué)習(xí)口部進(jìn)食的裝置，并要能讓醫(yī)師與護(hù)士確實(shí)了解嬰兒的進(jìn)食能力。

   美國(guó)每年約出生超過(guò) 60 萬(wàn)個(gè)早產(chǎn)兒，其中就約有 20 萬(wàn)個(gè)早產(chǎn)兒因大腦無(wú)法協(xié)調(diào)吸吮、吞嚥，與呼吸動(dòng)作，而產(chǎn)生喂食與進(jìn)食方面的問(wèn)題。早產(chǎn)兒往往有數(shù)個(gè)星期甚至數(shù)個(gè)月的時(shí)間，均必須插管或戴上氧氣面罩協(xié)助呼吸。卻也因此可能在大腦發(fā)展的重要階段，造成早產(chǎn)兒學(xué)習(xí)進(jìn)食的障礙。

   KC BioMediX 為位于美國(guó)堪薩斯州紹尼市 (Shawnee) 的醫(yī)療器材公司，正開(kāi)發(fā)名為 NTrainer System 的系統(tǒng)，為協(xié)助早產(chǎn)兒學(xué)習(xí)口部進(jìn)食并提升其存活率。該系統(tǒng)是以電腦化的橡皮奶嘴為基礎(chǔ)，只要朝橡皮奶嘴輕輕吹氣，即可讓奶嘴尖端產(chǎn)生脈波。醫(yī)師與護(hù)士將以此項(xiàng)裝置更進(jìn)一步得知早產(chǎn)兒的進(jìn)食能力，并可接著進(jìn)行讓早產(chǎn)兒學(xué)習(xí)吸吮的療程。

   研究報(bào)告顯示，NTrainer System 療程可刺激早產(chǎn)兒的大腦，且縮短他們必須倚賴(lài)胃管進(jìn)食的時(shí)間；亦藉此提高早產(chǎn)兒的存活率。在此之前訓(xùn)練早產(chǎn)兒吸吮的方法，都是將戴了手套的手指頭直接湊到嬰兒的嘴巴，讓他們練習(xí)類(lèi)似吸吮的感覺(jué)，因此 KC BioMediX 公司的負(fù)責(zé)人，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的工程師，將此項(xiàng)裝置視為療程的重大進(jìn)步。

NTrainer System 設(shè)計(jì)

   在剛開(kāi)始時(shí)，KC BioMediX 公司是使用客制化的嵌入式解決方桉，并搭配另一家公司想要能量產(chǎn)此項(xiàng)醫(yī)療裝置。但是成本明顯過(guò)高，因此我們決定回到公司自行開(kāi)發(fā)。

   在僅僅 3 個(gè)星期內(nèi)，我們的軟件總工程師使用 LabVIEW 圖形化開(kāi)發(fā)軟件 與 CompactRIO 硬件，所建立的 CompactRIO 系統(tǒng)功能即取代了客制化的嵌入式解決方桉。我們接著使用 LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGA，與 LabVIEW 狀態(tài)圖 (Statechart) 模組開(kāi)發(fā)出所需的軟件架構(gòu)。針對(duì)第一階段的量產(chǎn)，我們使用 CompactRIO 布署該系統(tǒng)。針對(duì)大量布署作業(yè)，我們則使用 NI 單卡式 RIO 建立更高效益的裝置，且不致浪費(fèi)我們的軟件開(kāi)發(fā)成本。

  透過(guò) NI LabVIEW 與 NI CompactRIO，我們縮減了美金 25 萬(wàn)元的開(kāi)發(fā)成本；此外不需開(kāi)發(fā)客制控制軟件與驅(qū)動(dòng)程式，更將 4 個(gè)月的開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短至僅僅 4 個(gè)星期。