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行动时代的检测工具 CompactDAQ,让数据量测更便利

2024-11-24 204

在这个量测时代,不论是近在眼前的个人医疗状况,还是远在天边的大自然景像,都能够运用仪器一一记录,这时候,如果有携带方便、轻巧的仪器,那就很棒,毕竟谁喜欢带着大包小包、笨重且布置复杂的仪器到处跑,最好是只带着这次需要用的仪器,如此一来,一到现场就能很快展开量测。

而国家仪器(National Instruments, NI)的设备,正好有这项易于携带的特点,像是资料撷取平台 CompactDAQ,可执行资料撷取、线上分析与记录软件,应用范围除了传统的工业用途外,甚至扩及医学研究、流感检测等。

 

医疗应用,随时掌握病人状况

在医疗领域里,推出新疗法前须先以精准的数据审慎评估,证实新疗法确实改善了问题,才能推广到各大医院使用。例如法国 Haut-Lévèque 医院以低体温呼吸(hypothermic ventilation)疗法施作心脏绕道手术,欲取代原本会对肺部造成伤害的低体温疗法,此新疗法主要是以低温气体保护肺脏,避免带氧动脉血流向作用中的部位,减缓开刀期间新陈代谢速度。

为了研究低体温呼吸疗法的功效,在手术过程中需要一套客制化工具,能即时收集与撷取完整的生理资料。研究团队以 LabVIEW 建置一套应用软件,能客制化使用者界面、用于追踪的显示界面与记录参数资料,另外他们还使用 CompactDAQ,让研究团队可以轻松地处理多个输入讯号,并将各种生理数据对应到各自的医疗量测仪器上,此外研究团队还针对发炎反应与组织异常,开发能进行定量与自动分析的辅助应用程序。

 

更方便的行动流感检测技术

21 世纪初连续爆发多起大规模疫情,如 SARS、禽流感、猪流感等,让各国卫生单位相当头痛,并希望能在疫情爆发前先进行有效防堵,但流感检测费时费力,得采集疑似患者的检体,并辅以聚合脢连锁反应(PCR)── 一种能在短短 2 小时内大量复制特定基因片段的技术──放大患者检体中的 DNA 含量,才能进一步检测。目前有许多开发的商业方案,但大多只能在实验室使用,无法在人口流动的地方像机场、国境口岸等直接检验,检疫效果也打了折扣。

新加坡生物工程和奈米工程研究所(Institute of Bioengineering and Nanotechnology)为了解决上述需求,决定自行打造便携式流感检测设备。他们依照美国疾病控制与预防中心(CDC)的建议规范,搭配 LabVIEW 和 CompactDAQ 所提供的解决方案,创建了一个小型且携带式的系统,只要不到一小时,就能得知抽样结果,可在大规模健康检查下使用,例如机场检查。

▲ 透过 LabVIEW 与 NI CompactDAQ 开发更智能、更机动、更低成本的流感诊断系统。

 

 协助建置偏远地区行动诊所

除了临床研究外,便捷的仪器能帮助偏远、配电系统不稳的地区开设行动诊所。非洲马拉维的工程师与西苏格兰大学合作,在马拉维的小村庄马卡塔(Makata)设立一个行动诊所,希望能改善偏远地区缺乏医疗保健设备的状况。马卡塔的行动诊所包含检查 / 诊疗床、水槽、橱柜、冰箱与柜台,另外还配备有一组太阳能板 2kW 阵列、安装太阳能板所必备的充电控制器、一组变频器与小型风力发电机。

马卡塔的行动诊所算是原型,若要运用在其他地方必须知道诊所的电力消耗状况,以及发电机产生的电力数据。马卡塔行动诊所采用 8 槽式机箱 CompactDAQ,搭配 32 通道类比模组 NI 9205 与 4 通道热电偶模组 NI 9211。系统另搭配一组专属笔电,以监控太阳能电池阵列与风力发电机所产生的电压与电流,同时监控以热能型态浪费的电量。此外,团队还监控风速、环境温度、电池温度,以全面了解周遭的工作环境。

▲ 透过简单易用的 DAQ 系统,设立新远端健康中心的规格。

结果发现,在一天中最热的时段,亦同时浪费了大量电力。基于此资讯后,马卡塔团队针对第二间诊所的太阳能电池阵列,将其尺寸从 2kW 降到 1.5kW,以减少多余的发电量。同时也设法将这些浪费掉的电力用在抽水或是烧水上。

 

物联网布署,检测仪器再下一城

随着物联网兴起,数据生活的来临,过去让人觉得生硬不好亲近的检测仪器已越来越亲民,应用范围也横跨了多个领域,不再局限于工程应用、学术研究或工厂监控上,此时大众在乎的不再只是准不准确,而是方不方便、好不好用、能不能客制化成自己想要工具,或是依据自己的需求提供多样化的分析,对此 NI 国家仪器很早就嗅得市场的需求,并致力于将各仪器轻量化与模组化,让使用者能在数据掌握上超越对手,拔得头筹。

  • 国家仪器

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