使用圓形化系統設計GSD輔助早產兒學習進食

作者:

　　Daryl Farr - KC BioMediX Inc.

　　Kenny Aron - KC BioMediX Inc

　　行業:

　　生命科學, 科研, 醫學/ 醫療器械

　　產品:

　　狀態圖模塊, FPGA模塊, CompactRIO, Single-Board RIO, LabVIEW, 實時模塊

　　挑戰:

　　協助早產兒學習吸吮、吞咽，與呼吸的一系列口部進食動作，以提高早產兒存活的機率。

　　解決方案:

　　建立可協助早產兒學習口部進食的裝置，并要能讓醫師與護士確實了解嬰兒的進食能力。

　　"透過 NI LabVIEW 與 NI CompactRIO，我們縮減了美金 25 萬元的開發成本；此外不需開發客制控制軟件與驅動程序，更將 4 個月的開發時間縮短至僅僅 4 個星期。"

　　美國每年約出生超過 60 萬個早產兒，其中就約有 20 萬個早產兒因大腦無法協調吸吮、吞咽，與呼吸動作，而產生喂食與進食方面的問題。早產兒往往有數個星期甚至數個月的時間，均必須插管或戴上氧氣面罩協助呼吸。卻也因此可能在大腦發展的重要階段，造成早產兒學習進食的障礙。

　　KC BioMediX 為位于美國堪薩斯州紹尼市 (Shawnee) 的醫療器材公司，正開發名為 NTrainer System 的系統，為協助早產兒學習口部進食并提升其存活率。該系統是以計算機化的橡皮奶嘴為基礎，只要朝橡皮奶嘴輕輕吹氣，即可讓奶嘴尖端產生脈波。醫師與護士將以此項裝置更進一步得知早產兒的進食能力，并可接著進行讓早產兒學習吸吮的療程。

　　研究報告顯示，NTrainer System 療程可刺激早產兒的大腦，且縮短他們必須倚賴胃管進食的時間；亦藉此提高早產兒的存活率。在此之前訓練早產兒吸吮的方法，都是將戴了手套的手指頭直接湊到嬰兒的嘴巴，讓他們練習類似吸吮的感覺，因此 KC BioMediX 公司的負責人，同時也是開發這項技術的工程師，將此項裝置視為療程的重大進步。

　　NTrainer System 設計

　　在剛開始時，KC BioMediX 公司是使用客制化的嵌入式解決方案，并搭配另一家公司想要能量產此項醫療裝置。但是成本明顯過高，因此我們決定回到公司自行開發。

　　在僅僅 3 個星期內，我們的軟件總工程師使用 LabVIEW 圖形化開發軟件 與 CompactRIO 硬件，所建立的 CompactRIO 系統功能即取代了客制化的嵌入式解決方案。我們接著使用 LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGA，與 LabVIEW 狀態圖 (Statechart) 模塊開發出所需的軟件架構。針對第一階段的量產，我們使用 CompactRIO 布署該系統。針對大量布署作業，我們則使用 NI 單卡式 RIO 建立更高效益的裝置，且不致浪費我們的軟件開發成本。

　　透過 NI LabVIEW 與 NI CompactRIO，我們縮減了美金 25 萬元的開發成本；此外不需開發客制控制軟件與驅動程序，更將 4 個月的開發時間縮短至僅僅 4 個星期。