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研究生: 葉人豪
Yeh, Jen-Hao
論文名稱: 都卜勒超音波系統在微小振動頻率及生物體器官微共振模擬系統量測之應用
Application of Doppler Ultrasonic System for Measuring the Frequency of Micro-Vibration and the Phenomenon of An Organ's Micro-Vibration Emulator
指導教授: 楊明興
Young, Ming-Shing
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 85
中文關鍵詞: 超音波脈波/回音都卜勒微共振
外文關鍵詞: Micro-vibration, Doppler, Pulse/Echo, Ultrasonic
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  • 共振是自然界的一種現象,由王唯工教授和林玉英教授所提出的器官血管叢共振理論可以得知人體的器官也會隨著脈搏有共振的現象,人體中各內臟器官都有其專屬的動脈血管叢系統,當血液隨著脈搏跳動而流入器官時,在血管叢中會產生共振現象,進而引發該器官本身機械式的微振動現象,且各器官有不同的共振頻率,使整個循環系統和諧穩定,當器官受到外來刺激時,器官的共振頻率受影響而改變。
    為了研究振動,本論文先建立一套脈波/回音式超音波量測系統,探討此系統在量測距離、振動大小及振動頻率的能力,並將此系統應用在量測生物表面較大的振動(如呼吸、發抖)。為了更進一步量測生物體內器官微小共振的頻率,希望能推知器官在正常或有外來刺激情況下二者不同的反應,我們再建立一套都卜勒超音波量測系統。由於器官共振頻率的特徵是以心臟的基頻及其諧波所組成(目前已知到第十諧波),因此量測頻率的範圍約從1.2Hz到12Hz左右。我們以訊號產生器來產生模擬器官微小振動的頻率,研究都卜勒系統在量測振動頻率及位移速度的能力。本論文所有的量測皆以精密的雷射變位計量測系統作為校正及驗證的依據,將量測的結果則以LabVIEW程式擷取並分析,比較量測系統與驗證系統的量測結果以分析量測系統的量測能力與量測誤差。

    Resonance is a phenomenon of physics. From the theory of “The Resonance Effect on Blood Pressure and Flow Hypothesis” presented by W.K. Wang and Y.Y. Lin, we know there are resonant frequencies in vitals. When the blood flows into organ along with pulse vibration, blood plexus not only has resonance phenomenon, but also initiates organ’s mechanical micro-vibration by itself. Each organ has its special principal resonant frequency; the circulatory system is harmonious and stable. When organ under excitation, the resonance frequency changes.
    Our study is to develop a measurement system for detecting resonant frequency. We want to infer the difference responses when the organ is at normal or excitation state. These resonance frequency have a characteristic from 1.2Hz to 12Hz, it have a low frequency and small displacement. Our doppler system has a good estimation for simulated organ micro-vibration frequency, and we use a laser displacement measurement to rectify and verify.

    目 錄 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 誌謝 Ⅲ 目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅶ 圖目錄 Ⅷ 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 內容架構 3 第二章 系統原理及設計 5 2.1 脈波/回音式超音波量測系統 5 2.1.1 脈波/回音式超音波量測原理 5 2.1.2 脈波/回音式超音波量測系統設計 7 2.1.3 脈波/回音式超音波量測系統電路 11 2.1.4 量測結果擷取及分析軟體流程 17 2.2 都卜勒超音波量測系統 23 2.2.1 都卜勒超音波量測原理 23 2.2.2 都卜勒超音波量測系統設計 27 2.2.3量測結果擷取及分析軟體流程 36 2.3 振動模擬系統 39 2.4 雷射變位計校正及驗證系統 40 2.4.1 雷射變位計量測系統設計 40 2.4.2 驗證系統結果分析軟體流程 43 第三章 系統測試及結果 46 3.1 脈波/回音式超音波量測系統測試結果 46 3.2 都卜勒超音波量測系統測試結果 51 第四章 討論 54 4.1 脈波/回音式超音波量測系統結果及討論 54 4.1.1 量測振幅誤差分析 54 4.1.2 量測頻率誤差分析 56 4.1.3 量測振動誤差分析 59 4.2 都卜勒超音波量測系統結果及討論 62 4.2.1 量測頻率誤差分析 62 4.2.2 量測速度誤差分析 64 第五章 結論 68 參考文獻 70 附錄 73 附錄A 400ET/R180超音波感知器的特性規格 73 附錄B 16 Characters × 2 Lines LCD模組規格 75 附錄C Multi Dopplex II詳細規格 76 附錄D OMRON ZX-LD100雷射變位計詳細規格 77 附錄E 脈波/回音式超音波量測系統整體電路圖 78 附錄F LabVIEW完整程式 79 附錄G 系統照片 82 自述 85

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    下載圖示 校內:2004-07-31公開
    校外:2004-07-31公開
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