21世纪是生命和健康的世纪，生命科学的飞速前进不断推进着人类对自身健康和疾病的知道，怎么开发立异式的医疗电子设备也成为研讨的热门之一。
医疗设备研讨内容触及许多工程学研讨范畴，如电子学、计算机、信息处理、光学、精细机械学等。跟着医学的开展、医治手法的多样化和相关工程范畴技能的不断前进，医疗电子设备正变得日益杂乱化。一般大型医疗设备由多个子体系组成，需求集成多种传感器、机械部件、电子元件，如FPGA或微处理器等，还会触及到多种专业总线和协议，其研制周期也适当长，或许需求2年~3年乃至更长的时刻。所以，怎么缩短整个医疗电子设备体系的开发时刻、进步立异程度便成为占领商场的要素。
关于一些小型公司来说，怎么从剧烈的商场竞赛中站稳脚跟并锋芒毕露是十分困难的作业。他们的中心技能人员也许是生物医学范畴的专家，把握了必定的专利或研讨效果，但怎么在团队人员十分有限的情况下，快速的将专利或研讨效果转化成产品、并确保产品的牢靠性和稳定性是很大的难点。因而在竞赛剧烈的医疗电子商场，完结快速原型构建是要害。从别的一个视点看，关于大学、研讨所或许公司的研制组织来说，他们有必要着眼于未来的、有必定前瞻性和立异性的设备研制，因而这部分研制人员需求注重的是，怎么快速地对一些算法或理论上的研讨效果进行验证、并进一步树立出实践的体系直至产品化，然后将自己的科研项目或专利产业化，获取更多支撑以进入良性循环。
综上所述，关于医疗电子设备的开发人员来说，体系自身在电子、机械、传感器等方面的杂乱性以及商场竞赛的需求，使得怎么快速地对研讨效果进行原型验证并产品化成为领先于商场的要害。
经过一致的渠道快速构建原型体系
体系开发一般能够分为规划、原型验证、发布三个阶段。规划阶段首要针对产品自身以及其间牵涉到的算法、概念；原型验证是对规划的可行性进行验证或评价；发布是产品的终究完结。规划阶段的首要使命是由开发团队中生物医学、信号处理、图画处理方面的专家或研制人员运用文本和数学东西进行算法或体系规划。原型验证阶段的首要使命是在必定的硬件渠道上完结规划算法并进行验证和评价，然后进一步调整算法，这部分使命一般由具有电子工程布景的嵌入式体系开发人员，在 VxWorks、QNX、Linux等嵌入式操作体系上加以完结，他们所运用的软件东西是和硬件渠道直接相关的，如CCS, VHDL, VDSP++等。 一般情况下这两个阶段的开发人员和开发渠道都是不同的，因而原型阶段的开发者有必要无缝地将规划阶段的效果加以吸纳和转化，假如体系需求需求批改或许算法规划有些过错，就会导致原型阶段的许多批改作业乃至返工。 因而，整个体系开发是一个循环递进的进程。
为了削减这两个阶段之间循环往复的次数，许多开发团队都采取了两头相互挨近的办法，要求前端的算法规划人员对硬件和底层编程有必定了解，而后端的嵌入式体系开发人员也需求有必定的生物医学布景。这种办法必定程度上能够让两个阶段之间更好地进行交流，可是对开发人员的要求较高，而且短少体系性，跟着医疗电子体系的日益杂乱化，不能从根本上解决问题。
一种更为釜底抽薪的解决计划是将这两个阶段的作业移植到一致开发渠道之中，即在一个开发渠道下集成算法和硬件：一方面，在算法规划阶段引进硬件I/O进行前期的验证，能够在更早阶段发现并批改潜在的过错；另一方面，因为运用相同的开发环境，算法规划的代码能够在原型验证的进程中被重用，然后简化编程的杂乱性，降低了对算法规划人员和嵌入式开发人员的要求，从根本上加速循环递进的进程，然后缩短体系的开发时刻。
LabVIEW：快速树立医疗电子原型的图形化渠道
LabVIEW 图形化开发渠道自1986年诞生以来一向致力于简化编程的杂乱性，其图形化编程方法也已成为规范的开发东西。关于医疗电子的开发来说，LabVIEW供给了将硬件I/O引进算法规划的快捷方法，并经过代码重用和商业化、可发布的嵌入式原型渠道，简化构建原型体系的杂乱性。
交互式算法规划 注重代码重用
曩昔几年中，LabVIEW现已扩展性地纳入了多种算法规划方法，然后更好地满意了研制规划人员的需求。除了强壮的图形化编程方法以外，LabVIEW现还包括了依据文本的数学编程东西、接连时刻仿真、状态图和图形化操控规划仿真等形式，用以代表各类算法和运用。一起，用于数字滤波器、操控模型、数字信号处理算法开发的交互式东西的引进令医疗电子相关的算法规划更为简易。
信号处理是许多医疗电子体系中十分要害的部分，经过 LabVIEW 和相关的东西包，规划人员能够经过调用现成的函数，快速完结例如移除基线漂移、噪声消除、QRS检测、信号提取等运用。经过交互式的快速 VI（Virtual Instrument），只要在菜单中对参数进行设置即可完结Kaiser 窗FIR 高通滤波器的规划，然后移除基线漂移。为了进一步处理，也能够调用高档信号处理东西包中的小波降躁函数来滤除宽带噪声。
关于例如胎心信号提取等较为杂乱的处理，开发人员也能够经过LabVIEW中的ICA（独立重量剖析）算法来加以研讨运用。如图1所示，上半部分是收集到的母体和胎心的混合信号，下半部分是经过ICA处理后别离得到的胎心信号。
与此一起，开发人员也能够经过LabVIEW内置的文本数学东西重用已有的算法，例如运用Mathscript节点调用MATLAB中开发的.m文件，并经过LabVIEW的交互式环境对算法进行验证调试，然后与各种先进的数学和规划软件集成运用。
经过引进硬件I/O发现并批改潜在问题
如前文所述，假如体系需求批改或许算法规划存在过错，就会导致原型阶段的许多批改作业乃至返工。因而一种解决计划便是更早地将实在国际的信号和硬件引进到规划流程中，然后在前期就发现并批改潜在的问题。
LabVIEW渠道最显着的价值便是在算法规划和硬件I/O之间树立一座桥梁。LabVIEW经过将I/O信号引进规划流程，并与各种先进的数学和规划软件集成运用，然后协助工程师快速地将实际国际中的数据与理论模型进行比较，然后使交互式规划进程更快速，规划时刻更短。
物理丈量是与规划和仿真彻底不同的应战，要求与广泛的丈量和操控硬件严密集成，并以优化的功用处理许多通道的数据或超高速吞吐。LabVIEW经过不断演进，在物理丈量范畴供给极高的功用和灵敏性，能够与几百种数据收集设备和上千种仪器无缝集成。
经过代码重用和商业化渠道快速构建原型
大多数嵌入式体系开发人员当时用原型评价板进行体系的原型化，可是，原型板往往只具有少数的模仿和数字I/O通道，也很少支撑视觉、运动或同步等功用。此外，只是为了规划概念的验证，规划人员却常常因为需求特别传感器或支撑特别I/O而花费许多时刻和开发资源来开发定制的原型板。
为了简化这个进程，消除其间硬件验证和板级规划的许多作业，运用灵敏的、商业化的原型渠道成为越来越多嵌入式体系开发人员的挑选。可是关于大多数体系来说，原型化渠道有必要包括终究发布体系的相同部件，如用于履行算法的实时处理器、用于高速处理的可编程逻辑器件，或许将实时处理器接口连接到其他部件。因而，假如这个商业化的体系不能满意一切的要求，那么这个原型化渠道就有必要是可扩展的，而且支撑自定义。NI供给了各种硬件渠道与LabVIEW集成，完结从规划、原型验证到发布的全进程。例如运用LabVIEW和NI 可重复装备I/O（RIO）设备或NI CompactRIO渠道，能够快速而快捷地创立医疗电子设备的原型。
快速原型构建实例：液氮肿瘤医治仪
医疗设备制造商Sanarus计划开发一种革新式手术设备Visica2（简称V2），完结的医治进程包括无痛的局麻、实时超声病灶定位和微创手术。为赶上产品发布的时刻表，开发人员计划四个月内开宣布体系作业原型。此外，依据投资人要求，还需赶快完结出产以满意商场的需求。
一般为设备编写固件并开发一个定制的电路板周期很长。一旦固件或许软件层呈现问题将会导致额定的推迟然后影响项目进展。此外因为V2是医疗仪器设备，就要求设备不行包括任何有损于体系功用的固件和软件过错；假如不能经过510(k)认证所需的耗费性测验，整个项目就会失利。依据这些要求，需求一个十分牢靠的开发计划。
因为兼有集成I/O开发和编程的特性，CompactRIO被认为是一个灵敏的计划。 CompactRIO体系包括一个400 MHz微处理器、以太网操控器，以及背板上的300万门FPGA，能够经过LabVIEW FPGA模块对背板的FPGA进行编程。因为LabVIEW FPGA是一种图形化的编程环境，生物医学工程师无需VHDL的经历就能够直接参与到编程作业中。他们可在嵌入式操控器中运转液氮泵和纯阻性加热部件的操控算法，在FPGA中办理操控这些设备必要的输入/输出信号的接口，这种资源装备使得原型化构建和终究体系发布在编程形式上十分类似。 CompactRIO的优点清楚明了，运用定制的计划需求数月时刻，而NI的计划只用了几周。
此外，假如运用定制的固件，一旦呈现新的需求将导致繁琐的更新作业。选用CompactRIO渠道后，代码批改变得十分轻松。因为开发渠道十分灵敏，在有新的功用需求提出时，开发进程也没有耽搁。此外，因为CompactRIO现现已过EMC认证，这也确保了在原型验证的时分无需考虑专门的EMC相关规划。
总结
LabVIEW 图形化开发渠道经过一起供给从算法规划、原型验证到产品发布，从软件调试、功用测验到出产检测的一致环境，使得工程师和研制人员能够在同一渠道上进行产品规划和开发，削减循环开发和代码批改，然后加速了规划进程。一起，经过CompactRIO嵌入式原型渠道，研讨人员能够快速的将专利或研讨效果转化成产品、并确保产品的牢靠性和稳定性，然后缩短医疗电子设备的开发时刻。
