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研究生:徐雯娟
研究生(外文):Wen-Chuan Hsu
論文名稱:用“再設計”方法進行智慧型噴霧吸入器之研發
論文名稱(外文):Development of an Intelligent Inhaler with “Re-Design” Technology
指導教授:王松浩
指導教授(外文):Song-Hao Wang
口試委員:陳文平黃景良
口試委員(外文):Wen-ping Chenjing-Liang Huang
口試日期:2014-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:崑山科技大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:115
中文關鍵詞:定量吸入噴霧器智慧型藥劑吸入器氣喘用藥再設計
外文關鍵詞:Metered Dose InhalerIntelligentMedicineInhalerReverse EngineeringRe-Design
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本研究主要是在探討以自動化裝置模擬氣喘患者操作手動噴藥器以吸入藥劑的方式使達到緩解氣喘的最佳化。結合病患吸入的動作轉換成葉片的轉動,再藉由感測器及微處理器將葉片轉動的動態訊號接收並記錄,經濾波器以及適當數學處理,標定後得到病患吸氣的時間和流量。 根據葉片的轉動使訊號經過晶片算在最適合的時間驅動馬達使藥劑自動噴出。
本研究將自動化裝置具體實現的方式為將已有空氣芳香機內部齒輪機構利用“再設計”的方式進行機構與造型設計改良:將現有的空氣芳香機拆解取得內部機構實品後,根據既有的實品和結果,通過分析來推導出最佳作動結果。隨之翻拍成照片後,再利用逆向工程技術應用在產品設計裡。整合不同經驗與技術以建構曲面實體模型後,再加以修改完成。然後套用Moldex3D軟體進行塑膠射出成型模擬設計,並驗證模流分析結果後,分析外觀造型並精準預測產品可製造性。最後,分拆成模具以利生產。
本論文的研究主軸即在於提供設計上的結果分析,同步進行圖紙上的可行性設計以實現產品研發、機構設計及生產方式導入的”一條龍”開發模式以順利完成量產之實現。
To give medicine for treating a patient, there are three major forms: Inject through skin, swallow from mouth, and inhale through the trachea. By injection and swallow, the doctor knows exactly the dosage of each taken by the patient. However, with conventional inhaler design apparently there is no way for the doctor to see how much of the medicine was inhaled into the body of the patient. Moreover, there is a very important factor that seems to be unattended: the fact that some patients inhale too fast, if that's the case, the medicine might not go to the lungs but the stomach or the brain. So, not only how long the effective inhale but also how fast the inhale (after, during or before) the medicine came out of the medicine powder container.

An intelligent device has been developed to automatically deliver medicine at certain time point, after detecting the inhaling starting time. May be more importantly, with more accurate and effective dosage information from this potable intelligent device, the drug tests of pharmaceutical companies would be more dependable, and the suggested dosage to the patients of different age would be more reliable.

In this study, an automatic inhaling device was designed with the help of re-design technology. To optimize design of the gear-cam actuation mechanism, the Magic-AHMA® and FARCENT® air fresh spray mechanism were carefully studied. Advantages and shortcomings of both mechanisms were compared. Reverse Engineering technology was applied to make 3D design for our actuation mechanism.

Industrial product design techniques were used to make the entire intelligent inhaler more user-friendly and more appearing. Good design examples were referenced our better product with Re-design technique.

Moreover, plastic injection molds were designed for major components. Moldex3D software was used to simulate the molding process and best injection molding parameters were determined.

中文摘要 -------------------------------------------------------------------- 2
英文摘要 -------------------------------------------------------------------- 4
誌謝 -------------------------------------------------------------------- 6
目錄 -------------------------------------------------------------------- 7
圖目錄 -------------------------------------------------------------------- 8
一、 緒論
1.1 前言 12
1.2 研究背景與動機 14
1.3 研究架構與流程 16
二、 文獻探討
2.1 氣喘患者發病原因及氣喘之服藥行為 19
2.2 吸入型藥物收集整理 22
2.3 氣管模型分起管流之數值研究 26
三、 研究方法 39
3.1 ”再設計”分析---原型品工程設計 37
3.2 重建市售吸入器的CAD檔,Foster吸入器組建模 51
3.3 原型製作實施方法與步驟 55
四、 模流分析與模具設計
4.1 模流分析過程-------------------------------------------------- 59
4.2 量產模具設計-------------------------------------------------- 102
參考文獻 -------------------------------------------------------------------- 107
附錄一 -------------------------------------------------------------------- 109
附錄二 -------------------------------------------------------------------- 110

[1] 陳啟佑,台灣氣喘病人抗氣喘用藥之研究,高雄醫學大學藥學研究所博士論文,西元2003年。
[2] 沈頌文,齒輪的設計與製造,徐氏基金會出版,台北 (1998)。
[3] 機械設計圖表便覽(增補二版),小栗富士雄,小栗達男,1984年3月,第16-1~16-33頁。
[4] 作者: 郭 小 萍,如 何 使 用 各 種 吸 入 器 (Inhaler) http://tw.search.yahoo.com/search?ei=UTF-8&p=%E5%A6%82%E4%BD%95%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%90%84%E7%A8%AE%E5%90%B8%E5%85%A5%E5%99%A8&fr=yfp-s&vst=0&vs=respcare.kmu.edu.tw(網路資源)
[5] 陳明鴻,氣喘患者其分歧管流之數值研究,國立成功大學航空太空工程學系碩士論文,西元2012年.
[6] 林維安,台灣地區氣喘病人醫療資源耗用分析及藥物流行病學之研 究,國防醫學院生命科學研究所博士論文,西元2009年.
[7] 張英娥,影響氣喘病患使用吸入型藥物之因素探討,中山醫學大學醫學研究所碩士論文,西元2003年.
[8] Myrna Dolovich,P.Eng.: CHEST 84/1/July, 1983.
[9] 王資惠,探討護理指導對學齡期氣喘患童使用吸入型藥物知識與技巧之影響,國立台灣大學護理學研究所碩士論文,西元1996年.
[10]中央健保局(2013,7月1號),中央健保局業務說明資料:全民健康
保險氣喘醫療給付改善方案試辦計畫 •中央健保局資訊網∙取自http://www.nhi.gov.tw/search/search.aspx
[11]氣喘照護手冊,取自行政院環境保護署http://home.so-net.net.tw/gaia_hwang/air/asthma/index.htm

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