技術名稱 檢測評估儀
計畫單位 國立中央大學
計畫主持人 潘敏俊
技術簡介
本科技突破在於發展受監測結構狀態評估的數位分身技術。藉由所開發的聯網結構檢測裝置,除完成階段性骨整合評估,並經由常態性數據蒐集彙總,得以建立個別植體骨整合狀態的數位分身模型;更應用於工業產線絲攻/鑽頭等刀具檢測。
檢測裝置本體基於結構共振頻率法,以電磁式或聲振式機制,發出可調式寬頻(如200-10,000 Hz)激振源,以使待測結構(如下肢植體/植體附件/殘肢骨骼、人工牙根/植體支台/齒槽骨 等)產生振動。藉由激振及結構響應訊號,計算相應於植體骨整合穩固度的頻率響應函數,特徵化結構共振頻率。本檢測裝置可應用於(i)植體植入股骨或脛骨後初步穩固度評估、術後骨整合狀態評估、後續常規追蹤、及運動強度許可臨床評估;(ii)人工牙根植入齒槽骨後初步穩固度評估、植牙術後骨整合狀態評估、及咀嚼常規追蹤評估 等。能提供不同方位骨整合差異訊息,協助醫師評估患者術後植體與緻密骨或疏鬆骨整合狀態,降低植體手術失敗風險。在工業產線上擾人的鑽頭及絲攻斷刀問題,本技術及裝置也能夠對刀具裂紋進行診斷預防。
植體骨整合狀態評估可提供臨床客觀數據,在現行診斷實務上,醫師習慣藉由X 光片/CT斷層影像及輔以觸診進行骨整合狀態評估。觸診時藉由動搖度評估方式推測植體骨整合狀況,實務上此方式依醫師經驗及主觀判斷,並無客觀量化資料;而X光片/CT影像所呈現植體與骨組織間介面,因影像死角會無法呈顯現骨整合狀況,導致誤判而衍生糾紛。基於提供臨床客觀量化需求,本技術開發非接觸式植體術後骨整合檢測裝置,對於骨整合穩固度及骨缺損程度提供客觀數值評估,以便醫師評估術後及長期使用等階段的骨整合狀態,提供不穩固訊息而能夠後續處理;此外,藉由導入IoT聯網功能構成聯網檢測裝置,可即時上傳骨整合檢測資料雲端備份,經由長期數據紀錄,可以建立受試者植體骨整合狀態的數位分身。對接受下肢截肢植體手術受試者,本技術裝置的存取資料與其植體狀態同步,持續追蹤記錄其術後與復健階段骨整合狀態;對於後續想增強運動強度,可藉長期數據所建構的數位分身進行可行性評估。
此聯網檢測裝置,可在臨床上提供植體穩固度評估的客觀訊息,協助醫師了解患者術後植體穩固狀態;由於同時將檢測資料即時上傳雲端資料庫,後續可因不同需求而建立骨整合狀態的數位分身模型,勾畫出受試者各階段骨整合狀態,有利於建構更完善療程規劃,並提高手術成功的效益;工業應用之刀具結構檢測亦同。
科學突破性
本技術特點在於實現電磁及聲振式檢測評估裝置,應用IoT聯網技術,對於受測對象能夠建立數位分身模型。除依個別受測對象的相對應檢測配件差異探討,裝置本體以電磁式(或聲振式)機制,發出小波掃頻激振源,從激振及結構響應訊號計算頻率響應函數,能顯現結構共振頻率,藉此評估植體穩固度狀態、或刀具結構狀態。
產業應用性
本技術開發的結構檢測裝置,依需要可應用於植體術後穩固度評估、及生產線刀具(絲攻、鑽頭)斷刀診斷裝置;其為聯網裝置,經由長期檢測資料蒐集,能夠對受測對象建立評估結構狀態的數位分身模型。檢測機制屬新穎,應用範疇對於截肢植體、人工牙根骨整合穩固度評估、或是工業產線鑽頭/絲攻於鑽孔攻牙斷刀預防等,極具需求。
關鍵字 四肢植體 人工牙根 骨整合評估 刀具評估 非接觸及非侵入式 電磁式 聲振式 檢測裝置 物聯網 數位分身
備註
附件分別為發明專利:申請號:108143258、已獲證證書I617292、US10,390,919、I546060、US 9,788,749、I365736,以及兩篇期刊論文。
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  • 蘇宗玄
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