人工網膜於活體兔子之機械性質與變形之探討

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研究生：	沈宏燦 Shen Hung Tsan
論文名稱：	人工網膜於活體兔子之機械性質與變形之探討 INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES AND DEFORMATION OF ARTIFICIAL MESH IN LIVE RABBITS
指導教授：	王偉中 Wang Wei Chung
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 動力機械工程學系 Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	118
中文關鍵詞：	數位影像相關法、X光透射照相、人工網膜、機械性質
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本研究以數位影像相關 (Digital Image Correlation, DIC)法對Gynemesh、Marlex及Mersilene三種人工網膜進行兔子體內及體外實驗，探討人工網膜之機械性質與變形。
將三種人工網膜植入兔子後，於植入後第一個月及第三個月對兔子進行X光透射照相(X-ray Fluoroscopy)，以DIC法分析X光影像並建立不同人工網膜於不同時間之體內收縮變形，試圖剖析人工網膜之變形成因究竟為體內組織之拉扯，亦或體內長久之溫濕效應所造成。本研究中以微拉伸試驗機對原始人工網膜及分別植入兔子體內一個月及三個月之人工網膜進行拉伸測試，同時以DIC法探討其機械性質，並研究人工網膜之機械性質是否會隨時間改變，以驗證其對組織或器官之修補成效。

目錄

一、簡介    1
二、文獻回顧    6
2.1    數位影像相關法    6
    2.2    人工網膜    9
2.3    數位影像相關法之相關研究樹狀圖    10
三、實驗原理    11
3.1    物體變形分析    11
3.2    影像變形分析    12
3.3    數值疊代法    14
3.4    影像重建    17
         3.4.1 雙線性內插(Bilinear Intepolation)法    18
     3.4.2 雙立方樣條內插(Bicubic Spline Intepolation)法    18
四、實驗裝置與載具    21
4.1 實驗裝置    21
4.2 實驗載具    24
五、實驗程序    25
5.1    DIC法之變形量測    25
5.2    位移實驗    26
         5.2.1 鋁板位移實驗    26
     5.2.2 豬肉位移實驗    27
5.3    人工網膜於兔子活體內之變形實驗    28
         5.3.1 人工網膜植入手術    29
               5.3.1.1 筋膜電燒(A組)    29
               5.3.1.2 筋膜割除(B組)    30
               5.3.1.3 完整筋膜(C組)    31
         5.3.2 兔子X光透射照相    31
5.4 人工網膜之拉伸測試    34
六、實驗結果與討論    37
6.1    位移實驗    37
         6.1.1 鋁板位移實驗    37
     6.1.2 豬肉位移實驗    38
6.2    人工網膜之變形    39
         6.2.1 X光影像後處理    39
         6.2.2 人工網膜之變形    41
6.3    拉伸測試    47
         6.3.1 人工網膜之拉伸測試    47
               6.3.1.1 胡椒粒與胡椒粉之S值探討    47
               6.3.1.2人工網膜拉伸測試    48
七、結論與未來展望    55
7.1    結論    55
7.2    未來展望    57
八、參考文獻    59

圖目錄


圖1.1  骨盆腔解剖圖    63
圖1.2  筋膜位置示意圖    63
圖2.1  二維DIC法之樹狀圖    64
圖2.2  三維DIC法之樹狀圖    65
圖3.1  物體變形前後示意圖    66
圖3.2  物體表面光強函數分佈圖    66
圖3.3  影像之離散性    67
圖3.4  雙線性內插法示意圖    67
圖3.5  雙線性內插法重建之影像曲面    68
圖3.6  雙立方樣條內插法重建之影像曲面    68
圖4.1  CCD相機與變焦鏡頭實景圖    69
圖4.2  雙蛇管光纖燈實景圖    69
圖4.3  筆記型電腦實景圖    70
圖4.4  Instron-8848微拉伸試驗機    70
圖4.5  Gynemesh網膜    71
圖4.6  Marlex網膜    71
圖4.7  Mersilene網膜    72
圖5.1  DIC法分析流程圖    72
圖5.2  關注區域示意圖    73
圖5.3  位移實驗之鋁板    73
圖5.4  位移實驗裝置圖    74
圖5.5  始表面之豬肉片    74
圖5.6  灑胡椒粒之豬肉片    75
圖5.7  之豬肉片    75
圖5.8  人工網膜之釘子標記    76
圖5.9  兔子腹部剖開方式    76
圖5.10  電燒傷口與位置示意圖    77
圖5.11  電燒傷口縫合人工網膜    77
圖5.12  兔子AA傷口與人工網膜之釘子標記示意圖    78
圖5.13  兔子AB傷口與人工網膜之釘子標記示意圖    78
圖5.14  B組兔子筋膜割除並縫合人工網膜    79
圖5.15  B組兔子傷口與人工網膜之釘子標記示意圖    79
圖5.16  C組兔子傷口與人工網膜之釘子標記示意圖    80
圖5.17  C組兔子背面釘子分佈圖    80
圖5.18  X光機與兔子擺放示意圖    81
圖5.19  兔子AA之參考影像    81
圖5.20  兔子AB之參考影像    82
圖5.21  兔子BA之參考影像    82
圖5.22  兔子BB之參考影像    83
圖5.23  兔子CA之參考影像    83
圖5.24  兔子CB之參考影像    84
圖5.25  兔子AA一個月之比對影像    84
圖5.26  兔子AB一個月之比對影像    85
圖5.27  兔子BA一個月之比對影像    85
圖5.28  兔子BB一個月之比對影像    86
圖5.29  兔子CA一個月之比對影像    86
圖5.30  兔子CB一個月之比對影像    87
圖5.31  兔子AA三個月之比對影像    87
圖5.32  兔子BA三個月之比對影像    88
圖5.33  兔子BB三個月之比對影像    88
圖5.34  兔子CB三個月之比對影像    89
圖5.35  X光影像之AOI位置圖    89
圖5.36  一個月之筋膜試片    90
圖5.37  拉伸實景圖    90
圖6.1  鋁板位移分析曲線圖    91
圖6.2  鋁板2之噴漆表面    91
圖6.3  原始、噴漆及胡椒粒表面位移比較圖    92
圖6.4  原始、噴漆及胡椒粒表面互相關係數比較圖    92
圖6.5  後處理之三個月AA影像    93
圖6.6  後處理之三個月BB影像    93
圖6.7  兔子AA互相關係數比較圖    94
圖6.8  兔子BB互相關係數比較圖    94
圖6.9  兔子CB一個月之網膜變形趨勢圖    95
圖6.10  兔子CB三個月之網膜變形趨勢圖    95
圖6.11  兔子AA一個月之網膜變形趨勢圖    96
圖6.12  兔子AA三個月之網膜變形趨勢圖    96
圖6.13  兔子AB一個月之網膜變形趨勢圖    97
圖6.14  兔子BA一個月之網膜變形趨勢圖    97
圖6.15  兔子BA三個月之網膜變形趨勢圖    98
圖6.16  兔子BB一個月之網膜變形趨勢圖    98
圖6.17  兔子BB三個月之網膜變形趨勢圖    99
圖6.18  胡椒粒與胡椒粉實景圖    99
圖6.19  胡椒粒與胡椒粉表面之互相關係數比較    100
圖6.20  以微拉伸試驗機求得之單純Gynemesh應力應變圖    100
圖6.21  DIC法之應變計算示意圖    101
圖6.22  以DIC法求得之單純Gynemesh應力應變圖    101
圖6.23  Gynemesh之緊縮    102
圖6.24  以微拉伸試驗機求得之一個月應力應變圖    102
     (a) Marlex    102
     (b) Mersilene    103
     (c) Gynemesh    103
     (d) 純筋膜    104
圖6.25  以DIC法求得之一個月應力應變圖    104
     (a) Marlex    104
     (b) Mersilene    105
     (c) Gynemesh    105
     (d) 純筋膜    106
圖6.26  以微拉伸試驗機求得之三個月應力應變圖    106
     (a) Mersilene    106
     (b) Gynemesh    107
     (c) 純筋膜    107
圖6.27  以DIC法求得之三個月應力應變圖    108
(a) Mersilene    108
     (b) Gynemesh    108
     (c) 純筋膜    109





表目錄

表5.1  兔子AA於一個月影像之AOI 1變形量    110
表5.2  拉伸試片尺寸表    111
表6.1  鋁板位移值    111
表6.2  原始豬肉表面位移    112
表6.3  噴漆豬肉表面位移    112
表6.4  胡椒粒豬肉表面位移    112
表6.5  兔子CB一個月之相對變形    113
表6.6  兔子CB三個月之相對變形    113
表6.7  兔子AA一個月之相對變形    114
表6.8  兔子AA三個月之相對變形    114
表6.9  兔子AB一個月之相對變形    115
表6.10  兔子BA一個月之相對變形    115
表6.11  兔子BA三個月之相對變形    116
表6.12  兔子BB一個月之相對變形    116
表6.13  兔子BB三個月之相對變形    117
表6.14  微拉伸試驗機與DIC法之標距    117
表6.15  一個月筋膜之楊氏模數    118
表6.16  三個月筋膜之楊氏模數    118

                                

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