《電子技術應用》
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使用NI PXI 及 SCXI 硬件為醫療用血管支架建立測試系統
Dave Weisberg
Cal-Bay Systems
摘要: 借由模擬血管支架植入人體時的動作并量測其擴張特性,建立一套自動化的測試系統,能同時測試 30 根血管支架。
Abstract:
Key words :

醫療領域日新月異,醫學研發的腳步進展快速。各種植入人體以協助運作或維持生命的設備,使用率不斷攀升。對于患有動脈瘤的病人來說,動脈壁會變薄弱、容易破裂。目前有種針對動脈瘤病患使用的動脈壁裝置,非常有效,但是這種裝置要如何在不干擾敏感區域、不致使動脈瘤提早破裂的情況下,能夠進入動脈呢(有些動脈的直徑只有硬幣大小)?

一種叫做血管支架的裝置可以支撐因動脈瘤而變薄弱的動脈。血管支架是一 種彈簧,在原始狀態下體積微小、經過壓縮及過冷處理,由方便的位置(通常是大腿內側)植入動脈。然后血管支架會通過動脈,在病灶處展開到適當的直徑大小以支撐動脈壁。血管支架必須符合嚴格的產品規格,以適當的速度展開到適當的大小,稍有閃失就會危及生命。

Cal-Bay Systems 公司以 NI PXISCXI 硬件做為架構,設計、開發并執行了一 套全自動的測試系統,以測量及比較在不同溫度下,醫療用血管支架的展開率與最大的展開直徑。這套系統取代了先前的傳統測試系統,并且讓血管支架一 次測試量增加了 10 倍。

系統

Cal-Bay Systems 公司使用 NI LabVIEW、PXI 及 SCXI 數據采集硬件,設計出一 套最先進的生產測試設備。這套系統使用了線性變異位移傳感器 (linear variable displacement transducer,LVDT) 來同時測試 30 根血管支架的展開情況,以確定支架在從過冷狀態下加熱到正常體溫時,直徑的變化為何。

執行 LabVIEW 應用的 PC 會收集數據,然后以圖表即時顯示每根測試中的支架,其展開與溫度的關系。使用者一次最多可以選擇觀看三根支架。在測試的最后階段,也就是測試液 (test bath) 達到體溫時,便會針對位移曲線進行分析,以判定支架是否符合標準的規格。每次測試完畢都會建立一 份報告。

軟件也會控制測試液的溫度與氣動閥,氣動閥能將 LVDT 感測器放低到測試中的支架。

新的測試系統一次可以測試 30 根支架,然而舊系統一次只能同時測試 3 根。

獲得 FDA 批準

這套測試設備的軟件需要獲得美國食品及藥物管理局 (FDA) 的批準,于是我們使用 LabVIEW 撰寫一項應用來測試系統的每個輸入與輸出。我們提供給 FDA 完整的計算文件、預期結果與實際結果。

因為使用醫療用血管支架來協助動脈瘤病患的作法廣受好評,最近更獲得 FDA 的認可,于是血管支架的生產量便暴增。有了 Cal-Bay Systems 公司設計的自動化測試系統,1 次就能測試 30 根支架,測試量提高了足足 10 倍。目前市場上使用的生產測試系統共有 5 種。

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