臺灣博碩士論文加值系統

血液對於人體的養分運送、體內平衡調節、保護身體具有很重要的作用，藉由體內循環將養分傳送至全身各個器官，並且將細胞產生的代謝物帶走。當人體受傷時，傷口處的血液會產生一連串複雜的連鎖反應，使的血液開始由表面漸漸向內凝固，進而達到封閉傷口、阻止血液流失的功能。凝血過程所需的時間會受到傷口大小、個人體質(血小板數量、凝血酶反應時間)、用藥（抗凝血劑、助凝血劑）和外在環境(溫度、濕度)等變因影響。在現有的醫療檢測中，臨床凝血量測往往無法在極短時間內、即時的反應出檢測結果。
本研究設計以雙精密濕度感測器(SHT30)為接收端，可在電阻抗分析晶片上進行同步檢測。使用玻璃片做為血液貼附之基材，Polydimethylsiloxane (PDMS)製作密閉隔間以及將血液侷限，以減少外界空氣流動影響檢測結果。將不同濃度之氯化鈣(CaCl_2)溶液、肝素（Heparin）加入，觀察凝血過程濕度數據的變化。為了要找出特徵點，所以將兩感測器所測得的數值相減，除以兩個感測器間的距離，得到TEWL圖，並由此得到以下五個特徵點：1. 最大值； 2. 最大值到達之時間； 3. 開始一分鐘以內的上升斜率； 4. 開始至達到最大值之斜率；5. 10-20分鐘的斜率。當以此五個特徵點進行判讀時，發現最大值、開始測量到達最大值的斜率、開始測量前一分鐘以內的斜率彼此差異不大。而使用開始量測到達平衡所需的時間為依據，發現生理食鹽水和加入Heparin的血液樣本數值接近，但與只有血液以及加入CaCl_2的樣品之間有明顯差別，故判斷這個參數可以作為對延遲凝血的樣品進行判讀的依據。此外，利用開始量測後10-20分鐘的斜率為依據，發現加入CaCl_2的血液樣本和單純的血液樣本數值有統計上的差異，故判斷此參數可以作為對容易凝血的樣品進行判讀的依據。利用此雙參數，可以對少量血液樣品在10分鐘之內測得其凝血的特徵與狀況。

Blood plays a very important role in the body's nutrient transportation, homeostasis regulation, and protection of the body. Through internal circulation, it sends nutrients to the body's various organs and removes the metabolites produced by cells. When the human body is injured, the blood in the wound will produce a series of complex chain reactions, so that the blood begins to coagulate gradually from the surface to the inside, thereby achieving the function of sealing the wound and preventing blood loss. The time required for the coagulation process will be affected by variables such as wound size, personal constitution (number of platelets, thrombin reaction time), medication (anticoagulant, coagulant) and external environment (temperature, humidity). In the existing medical tests, the clinical coagulation measurement often fails to reflect the test results in a very short time and immediately.
In this research design, dual precision humidity sensors (SHT30) were used as the signal receiving tool. Glass sheets were used as the substrate for blood sample, and Polydimethylsiloxane (PDMS) was used to fabricated to be a blood sample holder. A tube was attached on the PDMS sample holder to reduce the influence of outside environment on the testing results. In this study, calcium chloride (CaCl_2) and heparin solutions with various concentrations were added to the blood sample for observing the humidity changes in test tube during blood coagulation. In order to find the characteristic points, the values measured by the two sensors are subtracted and divided by the distance between the two sensors to obtain a TEWL parameter. Five characteristics of the TEWL curves were analyzed to find the characteristics which can reflex blood coagulation. The five characteristics are： 1. The maximum value of the curve. 2. The time point when reaching the maximum value. 3. The rising slope within one minute from the beginning of test. 4. The slope from the beginning to the maximum value. 5. The rising slope between 10-20 minute from the beginning of test. When interpreting these five characteristic points, it is found that the items 1st, 3rd and 4th showed no difference between samples. However, the time required to reach equilibrium was different between samples. The value of heparin group is lower than blood only and CaCl_2-added samples, and closed to the normal saline. Accordingly, this parameter can be used as a characteristic for determining of delayed coagulation samples. In addition, using the slope of 10-20 minutes after the start of the measurement, it is found that there is a statistical difference between the values of the CaCl_2-added blood sample and the pure blood sample. Therefore, this parameter can be used as a characteristic for detecting samples that are delay in clotting. With these dual parameters, we suggested that it is possible to measure the coagulation characteristics and conditions of a small-amount blood samples within 10 minutes.

目錄
摘要 1
Abstract 3
目錄 5
圖表目錄 7
第一章 緒論 10
第一節 研究動機 10
第二節 研究假設 12
1-2-1 相對濕度(Relative Humidity, %RH) 13
1-2-2 絕對溼度(Absolute Humidity) 14
第三節 研究目的 14
第四節 文獻回顧 15
1-4-1 血液凝血機制 15
1-4-2 醫院測量凝血方法 17
1-4-3 電阻抗測量晶片 19
第二章 材料與方法 21
第一節 實驗材料、藥劑與儀器 21
2-1-1材料 21
2-1-2 試劑 21
2-1-3 儀器設備 22
第二節 測量原理與校正 23
第三節 數據擷取、自動控制、儲存與分析 23
第四節 雙溫濕度感測器 24
第五節 水分蒸發速率計算 24
第六節 實驗設計構想 25
第七節 實驗流程 25
2-5-1容器製作 26
2-5-2 PDMS製作 27
第八節 電阻抗量測晶片測試 27
第三章 實驗結果 29
第一節 SHT30溫濕度感測器容器飽和蒸氣壓測試 29
第二節 開放環境對溼度量測的影響 29
第三節 雙SHT30溫濕度感測器特徵點 30
第四節 不同濃度藥劑比較 33
第五節 電阻抗晶片量測與雙溫濕度感測器比較 33
第四章 討論 35
第五章 結論 40
第六章 參考文獻 41
圖表目錄
表 一、十三種凝血因子 46
圖 一、在PMMA上之血液樣本水分蒸散示意圖 48
圖 二、電阻抗量測晶片 49
圖 三、凝血級聯機制 50
圖 四、凝血內源途徑、外源途徑與共同途徑 51
圖 五、Arduino和SHT 30溫溼度感測器元件 52
圖 六、SHT30溫濕度感測器接線圖 53
圖 七、SHT3x-DIS功能線路圖 54
圖 八、溫濕度感測器量測 55
圖 九、實驗流程圖 56
圖 十、PDMS裁剪成15×15mm並在中心打直徑3.5mm的孔洞 57
圖 十一、使用生理食鹽水15 μl測試冷凍小管內空間最高飽和濕度 58
圖 十二、使用生理食鹽水10 μl測試冷凍小管內空間最高濕度 59
圖 十三、血液5 μl使用溫濕度感測器特徵點曲線 60
圖 十四、在小管上原使用針頭鑽出0.66mm的小孔，血液5 μl使用溫濕度感測器特徵點曲線 61
圖 十五、雙溫濕度感測器持續量測一小時 62
圖 十六、Sensor1所測得最大值 63
圖 十七、Sensor2所測得最大值 64
圖 十八、開始測量濕度前五分鐘之TEWL斜率 65
圖 十九、開始測量濕度至達到最大值時的斜率 66
圖 二十、開始測量濕度之前一分鐘內斜率 67
圖 二十一、開始測量濕度至達到平衡所需時間 68
圖 二十二、量測到平衡之數值 69
圖 二十三、Sensor1在10-20分鐘所測得之斜率 70
圖 二十四、電阻抗量測晶片在電極處有噴砂研磨，並在45℃溫控環境下進行量測，血凝固相位特徵圖 71
圖 二十五、在電阻抗量測晶片量測開始的前5分鐘並沒有特別明顯的特徵點 72
圖 二十六、雙參數判讀容易凝血與不容易凝血示意圖 73
圖 二十七、雙溫濕度感測器持續量測一小時，大約每20分鐘出現環境背景值的波動 74
圖 二十八、量測不同濃度CaCl_2所得到之結果 75
圖 二十九、Sensor1在10-20分鐘所測不同濃度CaCl_2之斜率 76
圖 三十、不同濃度CaCl_2之開始測量濕度至達到平衡所需時間 77
圖 三十一、量測不同濃度Heparin之結果 78
圖 三十二、不同濃度Heparin之開始測量濕度至達到平衡所需時間 79
圖 一、Sensor1在10-20分鐘所測不同濃度Heparin之斜率 80

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