| 姓名 |
黃亮穎(Liang-Ying Huang)
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畢業系所 |
光電科學與工程學系 |
| 論文名稱 |
創新非侵入式光電埋針之研製
(Development of Innovative Non-Invasive Photoelectric Buried Needle)
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| 摘要(中) |
隨著運動風氣興盛及人口老化影響，復健與疼痛治療的需求日益增加，現代中、西醫學均已發展出許多有效治療方式；然而因設備、空間及時間侷限，動則數月的冗長的療程使效果也大打折扣，復健用輕便的穿戴裝置實屬必要。
本研究主要是在非侵入式的概念上整合復健醫學上常用的光療、磁療、熱療方法製作出三合一輕便的復健穿戴裝置；以感磁性良好的矽鐵合金為軟性基板材料再設計製作三合一電路，利用磁振生熱、紅外線光源加上磁感應直接刺激方式，達成與埋針等效的非侵入式光電埋針穿戴裝置，提供便利及效率的解決方案。
量測方法以ASTM D5470熱傳導 (Thermal Conduction) 測試標準、熱電偶計(Thermocouple)、熱像儀(Thermal imager)方法來進行，實驗結果可得知：(1)矽鐵粉添加固含量在70wt%左右電感及材料強度有理想平衡點。(2)磁場對外感應同時對內仍能有效產生熱。(3)磁感應生成的熱與市售熱阻式加熱墊生成的熱，每瓦的溫度上升的比值為(5.2/2.4)(℃/W)，及本產品每瓦升溫為市售商品每瓦升溫的2倍，也就是說本實驗製造出來的產品在升溫至50~60℃的標準下，可以用一半的電池量達到相同的溫度；即耗能節省一倍。
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| 摘要(英) |
The need for rehabilitation treatment is increasing owing to the promotion of physical activity. With the advancement of modern medicine, plenty of effective treatment methods have been developed until now. However, the effect of rehabilitation is always limited by time-consuming treatment and restrictions on the medical devices. It is necessary to use a lightweight wearing device for rehabilitation.
In this work, three Non-Invasive treatments commonly used in rehabilitation including phototherapy, magnetic therapy and hyperthermia are combined to develop a three-in-one lightweight rehabilitation wearable device. Ferro silicon alloy with good magnetic properties is used to fabricate three-in-one circuit. Non-invasive photoelectric wearable device equivalent to catgut embedding is realized by using combination of magnetic induction heat, infrared light source and magnetic induction direct stimulation method to provide more convenient and effective method for rehabilitation.
Heat transfer coefficient of materials is measured with thermocouple and thermal imager based on the standard test method ASTM D5470. The test result shows that: (1) Electromagnetic induction and mechanical strength of material are optimized with 70 wt. % Ferro silicon powder doping. (2) Heat can be effectively generated at the same time with the magnetic field is externally induced. (3) Three-in-one rehabilitation wearable device can achieve 2 times heat generation efficiency compared to commercially available heating pad (5.2/2.4 =℃/W). In this case, rehabilitation wearable device with high commercial potential is developed. Under the standard of heating up to 50~60 °C.
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| 關鍵字(中) |
★ 針灸
★ 埋針
★ 高頻
★ 磁療
★ 熱療
★ 熱成像 |
關鍵字(英) |
★ Catgut
★ embedding
★ therapy
★ magnetic
★ induction heat
★ thermal imaging |
| 論文目次 |
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的與方法 2
1-3 論文架構 3
第二章 相關基礎理論 4
2-1 神經系統 4
2-1-1 中樞神經系統 5
2-1-2 周邊神經系統 6
2-1-3 神經組織 7
2-1-4 靜息電位與動作電位 9
2-1-5 神經網絡與人體電路 11
2-1-6 疼痛的機轉 11
2-1-7 觸覺與痛覺的區別 12
2-2 醫療理論 13
2-2-1 門閥控制理論 14
2-2-2 腦內啡理論 14
2-3 復健療法種類 15
2-3-1 按摩 15
2-3-2 冰敷與熱敷 15
2-3-3 針灸 16
2-3-4 埋線（針） 18
2-3-5 電療與磁療 18
2-3-6 磁感應生熱 22
2-4 熱的傳播理論 30
2-4-1 熱傳導（Thermal conduction） 30
2-4-2 熱對流（Thermal convection） 32
2-4-3 熱輻射（Thermal radiation） 33
2-4-4 熱傳導係數（Thermal Conductivity） 34
第三章 研究設備與量測 35
3-1 熱傳導測量標準 35
3-1-1 ASTM D5470 35
3-1-2 ASTM E1431 37
3-2 顯微鏡介紹 38
3-2-1 光學顯微鏡 38
3-2-2 電子顯微鏡 39
3-3 拉伸強度試驗機 40
3-4 測試系統 42
第四章 實驗分析與實品製作 44
4-1 原料與試片製作 44
4-2 光學及SEM照相 45
4-3 抗拉強度量測 47
4-4 熱傳導量測 48
4-5 光灸部分的設計 51
4-6 磁感應的設計 52
4-7 磁感應生熱 57
第五章 結論與未來展望 62
參考文獻 64
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| 參考文獻 |
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| 指導教授 |
張榮森
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審核日期 |
2019-7-12 |
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