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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊尚峰
研究生(外文):yang shang feung
論文名稱:以有限元素分析模擬人體組織對超音波之物理反應
論文名稱(外文):The Physical Reaction of Human Tissue with Ultrasound Simulation by Finite Element Analysis.
指導教授:楊弘吉
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:電機工程系
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:49
中文關鍵詞:超音波有限元素法仿體
外文關鍵詞:UltrasoundFinite Element Modelingphantom
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超音波於醫學實驗已證實有助於加速細胞新陳代謝、減少痙攣、消炎功能、加速傷口癒合、促進骨折癒合以及神經再生等。本論文利用有限元素法(FEM)模擬人體手臂受超音波刺激後壓力分佈,並測量仿體經超音波刺激後的溫度變化。使用不同形狀與不同接觸面積進行模擬,探討形狀、面積對壓力的關係,以及採用三種超音波頻率,分別為0.75 MHz、1 MHz、3 MHz,深入了解頻率的穿透能力。
本論文所使用的仿體材料為純水、鹽水以及吉利丁製成的固態物體,實驗過程使用的超音波器刺激頻率為1 MHz,因此特別針對1 MHz進行討論,記錄每種仿體經超音波刺激後的溫度變化,將模擬壓力分佈情形與仿體溫度上升變化做比較。最後把模擬數據與實驗結果加以整合統計,了解壓力與溫度的關係,且以文獻資料及醫療實作加以驗證結果正確性。
超音波於醫學實驗已證實有助於加速細胞新陳代謝、減少痙攣、消炎功能、加速傷口癒合、促進骨折癒合以及神經再生等。本論文利用有限元素法(FEM)模擬人體手臂受超音波刺激後壓力分佈,並測量仿體經超音波刺激後的溫度變化。使用不同形狀與不同接觸面積進行模擬,探討形狀、面積對壓力的關係,以及採用三種超音波頻率,分別為0.75 MHz、1 MHz、3 MHz,深入了解頻率的穿透能力。
本論文所使用的仿體材料為純水、鹽水以及吉利丁製成的固態物體,實驗過程使用的超音波器刺激頻率為1 MHz,因此特別針對1 MHz進行討論,記錄每種仿體經超音波刺激後的溫度變化,將模擬壓力分佈情形與仿體溫度上升變化做比較。最後把模擬數據與實驗結果加以整合統計,了解壓力與溫度的關係,且以文獻資料及醫療實作加以驗證結果正確性。
The ultrasound has been confirmed accelerates the cell metabolism, abates convulsion, reduces inflammation, heals the wound and fracture, and regenerates the nerve, etc. The thesis uses Finite Element Modeling (FEM) to simulate the pressure distribution in human arm stimulated by ultrasound, and uses the phantom made from different material stimulated by ultrasound to measure the variation of temperature. We use the different shape’s piezoelectric and contacted area to simulate, discussing what shape and area relative to the pressure. The three frequency of ultrasound in this research are 0.75 MHz、1 MHz and 3 MHz and realize the different frequency penetration deeply.
The imitation material in this thesis are pure water, salt solution and gelatin powder turned into solid, and in this experiment the ultrasound stimulation frequency is 1 MHz and power is 3.6 W. Therefore we aim at 1 MHz proceeding the pressure and temperature to further discussion, and record the phantom variations of temperature which are stimulated by ultrasound, comparing the pressure distribution and temperature rise. Finally we gather the simulate data and experimental result into statistics, understanding the relatedness between pressure and temperature, and the reference and the medical perform verify the result accurately.
摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目次 Ⅳ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與目的 1
第二章 理論基礎 3
2.1超音波基本原理 3
2.1.1 超音波原理 3
2.1.2 醫學超音波 7
2.2超音波按摩器的外觀與規格 11
第三章 研究與方法 17
3.1有限元素系統模擬 17
3.1.1 有限元素法介紹 18
3.1.2 系統模擬 19
3.2仿體溫度實驗與器材 24
3.2.1 仿體製作與仿體溫度測量 24
3.2.2 實驗數據取得 26
3.2.3 溫度計器材 29
第四章 結果與討論 32
4.1結果 32
4.2討論 40
第五章 結論與未來工作 44
5.1結論 45
5.2未來工作 45
參考文獻 47
參考文獻
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2.Stockwell R.A., Biology of Cartilage Cells. Cambridge, UK, Cambridge University Press, 1979; 7-29.
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