個人基本資料

姓名
徐中華
職稱
教授
研究室
模719
手機
0939-982-236
E-mail
chhsu@cc.kuas.edu.tw
 
服務機關地址
國立高雄應用科技大學模具工程系 高雄市三民區建工路415號
郵遞區號
807
電話
(07)3814526 Ext.5419

　

人工器官研究室

非接觸式呼吸監視系統

1.摘要：

嬰兒呼吸監視系統大多採用接觸式的電極片，然而長期把電極片貼在嬰兒的身上進行呼吸監測，而無法讓皮膚適時的透氣，將造成皮膚嚴重紅腫甚至發炎；且接觸式電極片是一種消耗性的材料，使用一段時間就必須更換，長久下來耗材的負擔費用將是一比可觀的數目。為了改善現階段接觸式呼吸監視系統，本系統乃利用熱源感測方式來設計及研製一套非接觸式呼吸監視系統。並藉由顯示面板設計顯示嬰兒呼吸次數的變化，同時並透過電腦收集資料及數據，該資料收集系統並與中央護理站連接，醫護人員可即時觀察螢幕訊息，判斷嬰兒呼吸頻率是否異常，必要時即時急救，避免窒息發生。

　

　

2.研究動機：

隨著生醫科技的發展以及人民生活水準的提升，優生保健及嬰幼兒之醫療安全也漸被世界各先進國家重視，雖然如此，但是嬰兒猝死的案例，仍常有聽聞及報導。根據美國的統計，至1999年嬰兒猝死症的發生率大約是千分之一，這樣高的發生率，也可以說是造成嬰兒死亡疾病中，十分重要的一種，其實嬰兒猝死症之發生是不分人種、地域的，凡是未滿壹歲的嬰幼兒都可能發生，尤其是二∼四個月這段時期的嬰幼兒發生之機率為最高，甚至更有嬰兒在出生後的一、兩週內就發生猝死的案例，即便未致死亡，而短暫的缺氧，可能引起腦部損傷，而這種傷害是造成嬰幼兒神經病變最常見的原因。為了避免嬰兒猝死發生，除了多加細心看顧外，多數的醫療院所甚至是家庭中，都會裝設窒息監視系統。
在嬰兒之呼吸監測上，過去的呼吸監視系統大多採用接觸式的電極片，但如果長期把電極片貼在嬰兒的身上量測呼吸頻率，因皮膚無法適時透氣，易造成發炎；且電極片是一種消耗性材料，長久下來耗材的負擔費用數目可觀。
為了改善現階段接觸式呼吸監視系統。本系統乃利用熱源感測方式來設計及研製一套非接觸式呼吸監視系統。並藉由顯示面板設計顯示嬰兒呼吸次數的變化，並透過電腦收集資料及數據，判斷嬰兒呼吸頻率是否異常，必要時採取急救措施避免意外發生。

　

3.研究步驟：

系統架構

本系統主要是利用熱敏電阻感測器偵測嬰兒呼吸時所產生溫度場的變化，分析嬰兒之呼吸頻率與生命跡象，一旦發生呼吸頻率過低時，即時發出警報。
熱敏電阻感測元件的原理：當外加電流在金屬材質時，金屬材質的電阻係數為正溫度係數，金屬材質的電阻值及溫度將成一正比關係的增加變化。而對熱敏電阻感測器而言，當電源接通後，白金線開始加溫，電阻值增大，當溫度達到飽和時，電阻值為定值。一旦有呼吸氣流時，白金線熱能為之奪取，這時因熱能被帶走，電阻值將隨之變小，便可得到輸出電壓之變化。
由熱敏電阻感測器擷取溫度變化所產生的訊號為一次呼吸，經計算及LED數位顯示呼吸頻率，並透過RS232串列傳輸介面將訊號傳到個人電腦，再經以VB軟體所撰寫的圖控程式收集數據，並以圖形方式分析嬰兒生命跡象。
全系統單元，包括：中樞單元(MCU)、A/D單元、個人電腦、靈敏度調整單元、前級放大單元、呼吸溫度量測單元、呼吸頻率顯示單元、警報系統。

臨床實驗步驟

1. 首先由醫護人員對於個案的情形，作一詳細的評估並予以紀錄。
2. 利用酒精擦拭感測器表面去除因呼吸所可能附著在感測器上面的病菌。
3. 調整非接觸式監視系統，包括調整感測器的靈敏度及偵測端於適當位置，以利量測呼吸頻率資料。
4. 貼上接觸式窒息監視器之表面電極。
5. 同時記錄非接觸式監視系統及接觸式監視系統的呼頻率次數相互對照比較。

　

　

期刊論文

  1. Hsu, C.H. and Young, D.L., Hsieh, S.H. and Lin J.Y., “An Integrated Design Environment for 3-D Geometric Modeling of Shipbuilding Engineering”, Journal of the Chinese Institute of Engineer, Vol.23(1), 2000, pp19~30.
  2. Lei,U. and Hsu,C.H., “Flow Through Rotating Straight Pipes”, Physics of Fluids A, Vol.2(1), 1990, pp.63-75.
  3. Hsu, C.H. and Lei, U., “Analysis of the Entry Flow in a Rotating Straight Pipe”, Chinese Society of Mechanical Engineers, Vol.14(4), 1993, pp.333-349.
  4. David, T. and Hsu, C.H., “The Integrated Design of Mechanical Bi-Leaflet Prosthetic Heart Valves”, Medical Engineering and Physics, Vol.18(6), 1996, pp.452-462.
  5. David, T. and Hsu, C.H., “Dynamic Analysis and Geometry Model for the Design of Bi-Leaflet Prosthetic Mechanical Heart Valves”, Medical Engineering and Physics, Vol.18(6), 1996, pp.463-476.
  6. David, T. and Hsu, C.H., “Computer Aided Interactive Design / Analysis of Mechanical Bi-Leaflet Heart Valves”, 1995, pp.605-616. In: Held, K.D., Brebbia, C.A., Ciskowski, R.D., Power, H. (Eds.) Computational Mechanics, Southampton.
  7. Hsu, C.H. and Young, D.L., “Modeling and Analysis of Closed Geometry Designs of Bi-Leaflet Mechanical Heart Valves”, Biomedical Engineering: Application, Basis & Communications, Vol.8(5), 1996, pp.427-440.
  8. Lin, J.Y. and Hsu, C.H., “Optimal Design for the Electro-Hydraulic Pump of the Pheonix-7 Total Artificial Heart”, Biomedical Engineering: Application, Basis & Communications, Vol.9(5), 1997, pp.303-325.
  9. Hsu, C.H. and Lee, Y.D., “Design and Test for the Impeller Used in Electro-Hydraulic Artificial Heart”, Show Chwan Medical Journal, Vol.1(3), pp.141-147, 1999.
  10. Hsu, C.H., Chou, H.M. and Kao, T.M., 2000, “Clinical Analysis and in Vitro Test for the Cardiac Output Monitor and Diagnostic Unit of Phoenix-7 Total Artificial Heart”, Biomedical Engineering: Applications, Basis & Communications, Vol.12(4), pp.205-211.
  11. Hsu, C.H., 2003, “Flow study on a newly developed impeller for a left ventricular assistance device”, Journal of Artificial Organs, Vol.6, pp.92-100.
  12. Hsu, C.H., June 2001, “In Vivo and Clinical Study of Phoenix-7 Total Artificial Heart”, Biomedical Engineering：Applications, Basis & Communications, Vol.13(3), pp.25-31.
  13. Hsu, C.H., Dec. 2001, “Numerical Study and Dynamic Behavior Analysis of Mechanical Heart Valve”, Biomedical Engineering：Applications, Basis & Communications, Vol.13(6), pp.28-40.
  14. Wu, W.C., Hung, J.H., Hsu, C.H., Tung, C.S., Han, J.H., Cheng, K.T. and Kao, T.M., 1999, “Phoenix-7 Electro-hydraulic Artificial Heart System”, Chinese Journal of Medical and Biological Engineering, Vol.19(4), pp.281-285.
  15. Hsu, C.H., 2004, “Fuzzy logic automatic control of Phoenix-7 total artificial heart”, Journal of Artificial Organs, Vol.7(2), pp.69-76.
  16. Hsu, C.H., 2004, “Numerical study for flow in Phoenix left ventricular assist device at peak systole”, Biomedical Engineering： Applications, Basis & Communications, Vol.16(6).
  17. Hsu, C.H. and Chow J.C., 2005, “Design and Clinic Monitoring of a Newly Developed Non-Attached Infant Apnea Monitor”, Biomedical Engineering：Applications, Basis & Communications, Vol.17(3), pp.126-134.
  18. Hsu, C.H., 2006, “Performance Study on Newly Developed Impellers for a Left Ventricular Assist Device ”, International Journal of Artificial Organs, in press.
  19. Hsu, C.H., 2005, “Trade off design of total hip prosthesis”, Biomedical Engineering：Applications, Basis & Communications, Vol.17(6), pp.319-323.
  20. Hsu, C.H., 2006, “Blood Flow Analysis of Polyurethane Heart Valves at Peak Systole”, Biomedical Engineering： Applications, Basis & Communications, Vol.18(1), pp.13-18.

研討會論文

  1. Hsu, C.H. and Lei, U., “Entry Flow in a Rotating Straight Pipe”, Proceedings of the 12th National Conference on Theoretical and Applied Mechanics, 1988, Taipei.
  2. 徐中華、黃乃興, “爆炸成形彈頭彈道分析”,中華民國火藥學會第六屆年會,1989,中壢。
  3. Chen, R.H., Lei, U. and Hsu, C.H., “Numerical Solution of the Entry Flow Through a Rotating Straight Pipe”, Proceedings of the 13th National Conference on Theoretical and Applied Mechanics, 1989, pp.947-958.
  4. Chen, R.H., Lei, U. and Hsu, C.H., “Numerical Solution of the Entry Flow Through a Rotating Straight Pipe”, Proceedings of the 13th National Conference on Theoretical and Applied Mechanics, 1989, pp.947-958.
  5. David, T. and Hsu, C.H, “Interactive Design of Mechanical Bi-Leaflet Heart Valve”, 2nd World Congress Biomechanics, 1994, Amsterdam, Netherlands.
  6. Hsu, C.H. and David, T., “Qualitative and Quantitative Performance Criteria of Novel Bi-Leaflet Aortic Heart Valve Designs”, 2nd Sheffield Symposium of Heart Valve Replacement, 1994, Sheffield UK.
  7. Hsu, C.H. and David T., “An Integrated Concept Design / Visualization Environment for Prosthetic Heart Valves”, 95 Proceedings of Euro-graphic Conference, 1995, Loughborough UK, pp.131-145.
  8. Hsu, C.H., “An Integrated Design Environment for 3D Geometric Modeling of Ship-Building Engineering”, Proceedings of the 6th National Conference on Naval Ship Engineering, 1998, Chung-Li Taiwa, pp.142-151.
  9. Young, D.L., Hsieh, S.H., Lin, J.Y. and Hsu, C.H., Cheng, K.T., Tung, C.S., “Modeling and Analysis for the Electro-Hydraulic Pump of the Phoenix-7 Total Artificial Heart”, 10th Proceedings of International Conference on Mechanics in Medicine and Biology (ICMMB-10), 1997, Honolulu Hawaii USA, pp.57-60.
  10. Hsu, C.H., “Flow Analysis for Axial-Flow Pump”, Proceedings of the 7th National Conference on Naval Ship Engineering, 1999, Chung-Li Taiwan.
  11. Cheng, K.K.T., Chiang, C.S., Tung, C.S. and Hsu, C.H., “The Integration of Electro-Hydraulic Phoenix-7 Total Artificial Heart”, ASAIO 45th Anniversary Conference, 1999, San Diege USA.
  12. Hsu, C.H., Cheng, K.K.T. and Tung, C.H., “Initial Clinical Analysis of Cardiac Output for Phoenix-7 Total Artificial Heat”, ASAIO 45th Anniversary Conference, 1999, San Diego USA.
  13. Lee, Y.D., Hsu, C.H., Cheng, K.K.T., Tung, C.H., “A Design Improvement Strategy for Electro-hydraulic Pumps of Phoenix Total Artificial Heart”, ASAIO 45th Anniversary Conference, 1999, San Diego USA.
  14. Hsu, C.H., Cheng, K.K.T., Tung, C.H. and Kao, T.M., 2000, “In Vivo Study of Phoenix-7 Total Artificial Heart”, 11th International Conference on Mechanics in Medicine and Biology (ICMMB-11), Hawaii, USA.
  15. Hsu, C.H., Cheng, K.K.T., Tung, C.H. and Kao, T.M., 2000, “Clinical Analysis and In vitro Test for the Cardiac Output Monitor and Diagnostic Unit of Phoenix-7 Total Artificial Heart”, 11th International Conference on Mechanics in Medicine and Biology (ICMMB-11), Hawaii, USA.
  16. Hsu,C.H., Cheng, K.K.T., Tung, C.H. and Kao, T.M., 2000, “Performance Test of Phoenix Electro-hydraulic Pump”, 11th International Conference on Mechanics in Medicine and Biology (ICMMB-11), Hawaii, USA.
  17. 徐中華，中華民國九十年四月，“軸流式風機流場分析”，第十六屆技職教育研討會，花蓮。
  18. 徐中華，中華民國九十年六月，“人工心臟現況介紹”，生物醫學工程與科技國際研討會，第一至十五頁，崑山科技大學。
  19. 徐中華，中華民國九十年十二月，“人工心臟驅動監控系統回授控制模式之建立與測試(一)”，九十年生物醫學工程科技研討會，中壢。
  20. 徐中華，中華民國九十一年，“機械心瓣之動力分析”，第十七屆技職教育研討會，屏東。
  21. 高資敏、陸鵬舉、董金生、徐中華，中華民國九十一年十月，“To Build A BioCapital- Maryland’s experience in bioscience”，第二屆生物醫學工程與科技國際研討會，第一至十頁，崑山科技大學。
  22. 陳駿逸、徐中華，中華民國九十一年十二月，“鳳凰右心室輔助器性能分析”，九十一年生物醫學工程科技研討會，高雄。
  23. 宋明哲、徐中華，中華民國九十一年十二月，“雙葉片機械心瓣最佳化設計”，九十一年生物醫學工程科技研討會，高雄。
  24. 陳冠宇、徐中華，中華民國九十一年十二月，“鳳凰七號全人工心臟流場之數值分析”，九十一年生物醫學工程科技研討會，高雄。
  25. 徐中華、陳銘澤、陳冠宇，中華民國九十一年十二月，“人工心臟驅動監控系統回授控制模式之建立與測試(二)”，九十一年生物醫學工程科技研討會，高雄。
  26. 徐中華、蔡坤宏、溫光宇、賴志榮，中華民國九十一年十一月，“遙控援救探索車之設計與製作”，教育部2002年南區技專校院學生專題製作競賽論文集，高雄。
  27. 陳銘澤、徐中華，中華民國九十二年，“人工心臟驅動監控系統控制模式”，2003年生物機電系統控制與應用研討會，中壢。
  28. 徐中華、陳銘澤，中華民國九十二年十二月，“鳳凰人工心臟驅動機組之模糊理論控制”，中國機械工程學會第二十屆全國學術研討會，台北。
  29. 陳駿逸、徐中華，中華民國九十二年十二月，“全人工髖關節之設計與分析”，九十二年生物醫學工程科技研討會，台北。
  30. 徐中華，中華民國九十二年十二月，“主動脈機械心瓣之非定常血液流場研究”，九十二年生物醫學工程科技研討會，台北。
  31. 吳俊賢、徐中華、周偉倪、賴法文，中華民國九十二年十二月，“非接觸式嬰兒窒息監視系統設計及研發”，九十二年生物醫學工程科技研討會，台北。
  32. 宋明哲、徐中華，中華民國九十二年十二月，“雙葉片機械心瓣之流場分析”，第二十七屆全國力會會議，台南。
  33. 徐中華、宋明哲，中華民國九十三年十一月，“縫合環幾何設計對雙葉片機械心瓣流場之影響分析”，中國機械工程學會第二十一屆全國學術研討會，高雄。
  34. 徐中華、吳俊賢，中華民國九十三年十一月，“非接觸式窒息監視系統”，中國機械工程學會第二十一屆全國學術研討會，高雄。
  35. 陳駿逸、徐中華，中華民國九十三年十二月，“全人工髖關節參數設計分析”，第二十七屆全國力會會議，台北。
  36. 劉仲倫、徐中華，中華民國九十三年十二月，“PU人工瓣膜之流場分析”，九十三年生物醫學工程科技研討會，台南。
  37. 陳紹祥、徐中華，中華民國九十三年十二月，“旋葉式心室輔助器流場數值分析”，九十三年生物醫學工程科技研討會，台南。
  38. Chen, S.C., Riley, F.L., Hsu,C.H, 2003, “Liquid Phase Sintering of Alumina – TEM Observation with Bright-Field Imaging”, 2003 International Symposium on Nano Science and Technology, Tainan, ROC.
  39. Chen, S.C., Riley, F.L., Hsu,C.H, 2003, “Intergranular Film Nature of Alumina Grains”, 2003 International Symposium on Nano Science and Technology, Tainan, ROC.
  40. Chen, S.C., Riley, F.L., Hsu,C.H, 2004, “Grain Growth of Alumina in Al2O3-CaO-SiO2 System”, 2004 International Symposium on Nano Science and Technology, Tainan, ROC.
  41. 徐中華、陳紹祥，中華民國九十四年十二月，“新開發心室輔助器旋葉性能研究 ”，九十四年生物醫學工程科技研討會 ，中壢。
  42. 徐中華、劉仲倫、李仁豪 ，中華民國九十四年十一月，“心收縮期PU人工心瓣膜血液流場分析 ”，中國機械工程學會第二十二屆全國學術研討會，中壢。
  43. 徐中華、陳紹祥、張智成，中華民國九十四年十一月，“旋葉心室輔助器葉輪流場數值分析 ”，中國機械工程學會第二十二屆全國學術研討會，中壢。
  44. 徐中華、張琦緯 ，中華民國九十四年十一月，“模流分析技術輔助汽車前保險桿模具製作 ”，中國機械工程學會第二十二屆全國學術研討會，中壢。