Sanarus是一家醫(yī)療設(shè)備的新興企業(yè)，我們?yōu)槟軌蚋淖冡t(yī)生治療良性腫瘤方式的潛在革命性產(chǎn)品制定了計(jì)劃。醫(yī)生使用這種設(shè)備能夠通過(guò)冷凍殺死腫瘤，以一種對(duì)病人幾乎無(wú)痛的方式，摘除腫瘤，這與過(guò)去使用的快速的手術(shù)解決方法或是“等著看”的方法相比有著巨大的變化。利用便于執(zhí)行的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)計(jì)劃，我們希望能夠開(kāi)拓將對(duì)乳腺癌治療產(chǎn)生巨大影響產(chǎn)品的市場(chǎng)。
最后，Visica2治療系統(tǒng)（V2）是一種將會(huì)在醫(yī)生辦公室或是診所使用的儀器。整個(gè)過(guò)程包含局部麻醉和幾乎無(wú)痛的實(shí)時(shí)超聲波向?qū)АＵ麄€(gè)治療將持續(xù)10到20分鐘，通過(guò)一個(gè)細(xì)小無(wú)需縫合的切口對(duì)目標(biāo)組織進(jìn)行冰凍和破壞。
上市時(shí)間壓力
我們的任務(wù)要求在四個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠工作的V2系統(tǒng)原型，以便滿足產(chǎn)品發(fā)布的計(jì)劃。除了要滿足投資者的需求之外，我們還要滿足市場(chǎng)需求，盡快制造V2系統(tǒng)。
為設(shè)備編寫(xiě)固件和設(shè)計(jì)自定義電路板是十分費(fèi)時(shí)的，任何在固件或是軟件層次的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致計(jì)劃推遲，從而將威脅到整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展。由于V2是一種醫(yī)療設(shè)備，它不能夠包含任何將會(huì)影響系統(tǒng)性能的軟件或是固件的問(wèn)題。如果設(shè)備無(wú)法通過(guò)510(k)提交所需的全部測(cè)試，我們的整個(gè)計(jì)劃就會(huì)失敗，而V2可能無(wú)法上市。基于這些需求，我們需要一個(gè)用于V2系統(tǒng)的完全可靠的發(fā)布方案。
加速商業(yè)硬件的開(kāi)發(fā)
Sanarus邀請(qǐng)了一位NI現(xiàn)場(chǎng)工程師一同討論可能的解決方案。我們很快認(rèn)識(shí)到CompactRIO是我們所需要的一種可行的解決方案，因?yàn)樗軌蚓C合編程性和集成I/O開(kāi)發(fā)。我們使用CompactRIO設(shè)計(jì)了原型，證明了V2系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行可靠的開(kāi)發(fā)。通過(guò)比較使用CompactRIO系統(tǒng)和我們自己的定制硬件，列出了一張利弊表格。使用CompactRIO的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的：定制解決方案可能需要數(shù)月進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而使用NI的解決方案只需要數(shù)周。
此外，對(duì)于定制固件而言，“最新標(biāo)準(zhǔn)”的變化將會(huì)需要編寫(xiě)新的復(fù)雜版本，而使用CompactRIO平臺(tái)，我們只需要根據(jù)需要，花費(fèi)最少的精力修改代碼。在決定使用可觸屏PC，而不是使用按鈕和LED作為系統(tǒng)的用戶界面之后，我們使用了用于Windows圖形化編程環(huán)境的LabVIEW為PanelPC開(kāi)發(fā)了用戶界面。我們還能夠使用LabVIEW共享變量，方便地管理GUI和CompactRIO實(shí)時(shí)控制器之間的通信。我們還在不對(duì)開(kāi)發(fā)計(jì)劃造成任何延遲的情況下，利用系統(tǒng)的靈活性，滿足了新特性的需求。
因?yàn)镹I已經(jīng)事先對(duì)模塊進(jìn)行了認(rèn)證，我們知道CompactRIO也會(huì)通過(guò)EMC認(rèn)證。我們無(wú)需擔(dān)心原型系統(tǒng)會(huì)因?yàn)闊o(wú)法通過(guò)EMC認(rèn)證而需要重新設(shè)計(jì)。
最終的V2系統(tǒng)由一個(gè)運(yùn)行Windows版LabVIEW的PanelPC組成。它對(duì)用戶界面進(jìn)行操作，使用LabVIEW共享變量將指令發(fā)送到CompactRIO系統(tǒng)中。LabVIEW實(shí)時(shí)系統(tǒng)用于在CompactRIO實(shí)時(shí)控制器上實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)。在PID中，LabVIEW實(shí)時(shí)模塊調(diào)節(jié)回路，控制探針頭部的溫度。這是通過(guò)為冷卻所需的液氮泵以及簡(jiǎn)單的電阻加熱組件提供控制算法來(lái)完成的。LabVIEW FPGA用于管理控制這些設(shè)備所需的I/O信號(hào)之間的接口。
通過(guò)長(zhǎng)期研究，我們的方法在破壞常見(jiàn)腫瘤方面是十分高效的，V2現(xiàn)在已經(jīng)在美國(guó)的制定中心得到了應(yīng)用。使用NI產(chǎn)品，我們快速有效地為V2開(kāi)發(fā)了包含友好圖形用戶界面的嵌入式控制系統(tǒng)，同時(shí)還維持了系統(tǒng)的質(zhì)量，最終確保了客戶病人的安全。
NI在達(dá)到我們的目標(biāo)中起到了重要作用。由于使用了來(lái)自NI的圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原型和最終的發(fā)布時(shí)間計(jì)劃都能夠順利完成。
我們使用LabVIEW完成了控制器設(shè)計(jì)和編程，并比使用我們過(guò)去的方法更快地對(duì)機(jī)器進(jìn)行了原型和發(fā)布。實(shí)際上，我們的CEO認(rèn)為CompactRIO在Visica2治療系統(tǒng)項(xiàng)目的成功中起到了關(guān)鍵作用。
