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研究生:戴佳正
研究生(外文):Chia-Zheng Dai
論文名稱:非侵入式脈波感測器之研製
論文名稱(外文):The Development of Noninvasive Arterial Pulse Sensors
指導教授:林欽裕林欽裕引用關係
指導教授(外文):Albert Chin-Yuh Lin
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:自動控制工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:脈波感測器脈診
外文關鍵詞:pulse wavesensorpulse diagnosis
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本研究的目的是承繼過去感測器的製作經驗,研製一可在橈動脈處作中醫浮、中、沈切脈方式並且可量測穩定脈波訊號的非侵入式脈波感測器與量測裝置。
前期感測器是套於手上使用,手的不穩定性造成脈波準位有不穩定的飄移現象。第一代感測器設計成必須繫於腕部而量測,並加上可作中醫浮、中、沈切脈方式的量測機構,感測體零件加工方式是採經濟又快速的快速成型(Rapid Prototyping)。結果感測體尺寸太小,快速成型製作出的元件精密度不夠且結構不夠強壯。
第二代感測器,是簡化感測器的量測機構並放大感測器尺寸用一般的機械加工方式將感測體各零件製作出來,零件結構雖然夠強壯但精密度仍然不足。而且在驗證實驗和實際量測中更發現傳導結構會有摩擦產生的大問題。
在前二代的感測器製作中,發現感測器結構的加工不準確和傳導結構的影響,造成感測器特性的不穩定。因此,在第三代感測器的製作,首先針對設計的傳導結構進行模擬測試,採精密的放電加工(Electric Discharge Mechanism)方式將感測器的零件製作出來。利用定位卡和一些治具的輔助來封裝感測器。根據接觸式力的實驗,測得感測器仍維持著良好的線性關係。而在脈波量測上,量測裝置提供中醫脈診探脈及浮、中、沈切脈方式,而擷取固定座,用來固定手腕,消除了在量測脈波訊號時手部幌動造成的影響。
本脈波感測器與量測裝置,已經可以量測穩定的脈波訊號,因此在中醫脈診脈波時域上的研究,已可提供脈波圖形的判讀上和脈波峰谷值的偵測,並且也可提供在頻域範疇內的探討。

The purpose of this research is to develop a sphygmograph that can be used to measure the steady arterial pulse with three different forces for Chinese pulse diagnosis.
This sensor is based on a substrate with a pressure die and some packing structures. All the packing structures are manufactured precisely with Electric Discharge Mechanism. Several tools are used to assist in packing the sensor. According to the experimental result of the verified system, the characteristic of this sensor can be measured correctly. A measurement structure is used to fix the hand and provide the sensor with three different ways to measure the steady arterial pulse.
This sphygmograph can be used to measure the steady arterial pulse, so the sensor is very useful in the pulse peak detector and the identification of pulse wave patterns for Chinese pulse diagnosis.

感謝ii
中文摘要iii
Abstractiv
目錄v
圖目錄vii
表目錄ix
第一章 緒論1
1.1 傳統脈診1
1.2 脈診現代化研究2
1.3 研究動機與目的7
第二章 理論探討8
2.1 脈波的生理與生物力學8
2.2 脈波感測原理12
2.3 快速成型與放電加工原理12
第三章 感測器結構設計與封裝製作15
3.1 感測器前期製作技術與經驗15
3.1.1 筆筒式脈波感測器15
3.1.2 指套式脈波感測器19
3.1.3 製程標準化感測器22
3.2 感測器第一代與第二代的設計與製作25
3.2.1 第一代感測器的設計與製作25
3.2.2第二代感測器的設計與製作31
3.3 第三代感測器之設計與製作34
3.3.1傳導結構的設計與模擬34
3.3.2 脈波感測裝置的設計與製作38
第四章 實驗方法與結果45
4.1 脈波感測系統架構45
4.2 接觸式定力驗證實驗46
4.3 接觸式定力實驗分析49
4.4 定壓力驗證實驗與結果51
4.5 人體脈波實際量測結果53
第五章 結論與未來展望54
5.1 結論54
5.2 未來展望55
參考文獻56
附錄A 傳統脈象與生物力學表示法[19]59
附錄B 晶片規格表61

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