使用NI PXI及SCXI硬件为医疗用血管支架建立测试系统

Author(s): Dave Weisberg - Cal-Bay Systems

Industry: Biotechnology

Products: LabVIEW, Signal ConditioNIng, PXI/CompactPCI

The Challenge:

为医疗设备制造商提供一款自动化生产测试系统，用于分析医疗用血管支架（一种放置在动脉内支撑血管壁的装置），并增加 10 倍的测试量。

The Solution:

借由模拟血管支架植入人体时的动作并量测其扩张特性，建立一套自动化的测试系统，能同时测试 30 根血管支架。

医疗领域日新月异，医学研发的脚步进展快速。各种植入人体以协助运作或维持生命的设备，使用率不断攀升。对于患有动脉瘤的病人来说，动脉壁会变薄弱、容易破裂。目前有种针对动脉瘤病患使用的动脉壁装置，非常有效，但是这种装置要如何在不干扰敏感区域、不致使动脉瘤提早破裂的情况下，能够进入动脉呢（有些动脉的直径只有硬币大小）？

一种叫做血管支架的装置可以支撑因动脉瘤而变薄弱的动脉。血管支架是一 种弹簧，在原始状态下体积微小、经过压缩及过冷处理，由方便的位置（通常是大腿内侧）植入动脉。然后血管支架会通过动脉，在病灶处展开到适当的直径大小以支撑动脉壁。血管支架必须符合严格的产品规格，以适当的速度展开到适当的大小，稍有闪失就会危及生命。

Cal-Bay Systems 公司以 NI PXI 及 SCXI 硬件做为架构，设计、开发并执行了一 套全自动的测试系统，以测量及比较在不同温度下，医疗用血管支架的展开率与最大的展开直径。这套系统取代了先前的传统测试系统，并且让血管支架一 次测试量增加了 10 倍。

系统

Cal-Bay Systems 公司使用 NI LabVIEW、PXI 及 SCXI 数据采集硬件，设计出一 套最先进的生产测试设备。这套系统使用了线性变异位移传感器 (linear variable displacement transducer，LVDT) 来同时测试 30 根血管支架的展开情况，以确定支架在从过冷状态下加热到正常体温时，直径的变化为何。

执行 LabVIEW 应用的 PC 会收集数据，然后以图表即时显示每根测试中的支架，其展开与温度的关系。使用者一次最多可以选择观看三根支架。在测试的最后阶段，也就是测试液 (test bath) 达到体温时，便会针对位移曲线进行分析，以判定支架是否符合标准的规格。每次测试完毕都会建立一 份报告。

软件也会控制测试液的温度与气动阀，气动阀能将 LVDT 感测器放低到测试中的支架。

新的测试系统一次可以测试 30 根支架，然而旧系统一次只能同时测试 3 根。

获得 FDA 批准

这套测试设备的软件需要获得美国食品及药物管理局 (FDA) 的批准，于是我们使用 LabVIEW 撰写一项应用来测试系统的每个输入与输出。我们提供给 FDA 完整的计算文件、预期结果与实际结果。

因为使用医疗用血管支架来协助动脉瘤病患的作法广受好评，最近更获得 FDA 的认可，于是血管支架的生产量便暴增。有了 Cal-Bay Systems 公司设计的自动化测试系统，1 次就能测试 30 根支架，测试量提高了足足 10 倍。目前市场上使用的生产测试系统共有 5 种。