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、吞嚥,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。該系統是以電腦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桉,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ni.com/labview/zhs"> LabVIEW 圖形化開發軟件 與 compactrio/zhs">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桉。我們接著使用 LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGA,與 LabVIEW 狀態圖 (Statechart) 模組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式,更將 4 個月的開發時間縮短至僅僅 4 個星期。