國科會跨領域教育平台計畫，將 LabVIEW 運用於虛擬生醫儀表（VBI）在跨領域教育平台之實際應用

Author(s):
蕭 子健 資訊工程學系　助理教授 - 國立交通大學

Industry:
Medical/ Medical Instrumentation, University/Education, Research

Products:
Data Acquisition, LabVIEW, Machine Vision

The Challenge:
在目前積極推動的跨領域生醫工程教育中，在研究所與大學部的實作教育上，因學生專業背景與研究方向之差異，亟需一套循序漸進的模組式入門教學平台，以配合不同的背景與成長需求，遂行多樣少量特性之生醫量測分析系統之快速整合與應用，並進一步透過資訊數位化平台達到資源共享與遠距教學之目的。

The Solution:
希望能夠架構出有生醫特色與效率之 e-learning 整合教育平台，針對生醫工程教育之學生背景的跨領域特性，在教材的規劃設計、量測應用、實驗實作及整合分析上，兼具深度及廣度以提升學習興趣，並結合生醫學門之專家學者，完整的呈現各生醫次領域之重要設計觀念及以虛擬儀控進行實務操作之經驗傳承，以達到知識累積與技術擴散之目的。

以國科會跨領域教育平台計畫的虛擬儀控之設計與應用課程為基礎，將其延伸至生醫工程教育領域的應用，裨能透過知識類化的過程，提升學習的成效及擴大教學的效果。

在 VBI 應用的部分，依據學習者的起點行為及學習研究的順序，將教材內容規劃為六大領域的內容：

1.Biopotential：主要著重於一維生理訊號的量測，包括 ENG、EMG 及 ECG 訊號，其核心目標著重於基本生理知識的介紹及實際的臨床量測方式，由崑山科技大學電子系助理教授林俊宏老師協助完成；

2.Vision & Motion：主要著重於二維及三維生理訊號的量測，包括靜態影像及動態動作的擷取，其核心目標在於訊號的擷取及分析，由南台科技大學電機系副教授陳世中老師協助完成；

3.Medical Device Validation：主要著重於醫療儀器裝置的校正及驗證動作，其核心目標在於測試驗證的方法及步驟，由義守大學生物醫學工程學系副教授王智昱老師協助完成；

4. Simulation of physiologic system：主要著重於生理系統的模擬，包括 MCS 及 DPDW，其核心目標在於模擬系統的建立及相關參數的設定，由國立台灣大學醫學工程研究所教授林啟萬老師協助完成；

5.Cardiopulmonary：主要著重於心肺參數的測量及訊號的整合分析應用，包括肺功能參數、脈搏及 ECG 訊號擷取，其核心目標在於系統的整合分析及應用，由國立台灣大學醫學工程研究所教授林啟萬老師協助完成；

6.Medical Information System：主要著重於所擷取之訊號的整合應用，包括資料庫連結和 HL7、DICOM 等通訊及儲存格式，其核心目標在於相關格式的定義及資料庫的使用，由元培科學技術學院醫學工程系助理教授湯士滄老師協助完成。

在教材中，透過 LabVIEW 整合的能力，取代傳統的生醫儀器設備，將其導入到完整的量測、儲存、顯示、分析、通訊及應用平台上，以降低儀器採購成本，簡化儀器使用的程序，數位化量測的數據，即時顯示擷取及分析的結果，透過網路及資料庫來共享資訊，並以符合現今共通的資料格式儲存。

           最後，將數位化的 e-learning 教材，建構成完整的教育平台，學生可以透過網路作遠距學習，並結合簡易的範例程式及 NI 的硬體設備，便可以完成相關的實驗及研究，有效提升學習效率及應用成效。

結論

透過 LabVIEW 作為整合的工具，可以將虛擬生醫儀表實現化，並實際應用於生醫相關實驗及研究上，透過教育平台的設置，更能延伸其教育學習應用的深度及廣度。

致謝

感謝國立台灣大學電機所邱南福同學及醫工所張君賢同學，在教材編輯上的協助，在此特別表示誠摯的謝意。

本研究團隊成員如下

 王智昱 1、林俊宏 2、林啟萬 3, 4、吳文中 5、陳世中 6、許世明 7、

湯士滄 8、劉佩玲 9、劉建昇 4、蕭子健 10 (依姓氏筆劃順序排列)

 義守大學生物醫學工程學系 1，崑山科技大學電子系 2，國立台灣大學醫學工程研究所 3，國立台灣大學電機工程研究所 4，國立台灣大學工程科學及海洋工程學系 5，南台科技大學電機系 6，國立台灣大學醫學院微免所 7，元培科學技術學院醫學工程學系 8，國立台灣大學應用力學研究所 9，國立交通大學資訊工程學系 10

 

 

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
蕭 子健 資訊工程學系　助理教授
國立交通大學
Tel: 03- 571-2121 分機 54786
labview@cs.nctu.edu.tw

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