血液壓力波對拍打器響應的物理模擬探討

Abstract

本文以「徑向振動理論」的模式為基礎，利用彈性管來模擬血管，進行模擬實驗，模擬左心室血液流向主動脈的整個動脈系統模擬實驗，主要探討的部份為週期性外力對此物理模擬系統的影響，並適時的解釋徑向振動理論所符合的生理效應，以及了解徑向振動方程式中各個參數的物理意義，並從實驗中探討週期性外力在何種情況下對人體循環系統可得到最大的能量響應。 本實驗以一個電磁鐵做為基台做成輸出脈衝波、以及利用泵浦馬達模擬成週期波來模擬心臟的幫浦輸出；利用電壓讓喇叭共振的振動模擬成週期性外力（實驗中又稱為拍打器）；乳膠管（Latex）模擬血管；使用水桶做為系統靜壓來模擬動脈系統中的靜平衡壓（static）。把脈衝波或週期波的能量輸入我們物理模擬的系統，由壓力轉換器量測水壓力對時間的變化，再經由傅立葉頻譜分析後與理論做比較。 本文研究證實了在徑向振動方程式中，可得到週期波對模擬系統的影響，並且，討論當能源訊號不同時，週期波訊號和拍打器訊號對實驗模擬系統的影響效應，和探討拍打器的性能對模擬系統的壓力分佈，以及將拍打器模擬成一種在人體外作用的物理治療器，討論拍打器在什麼位置上，心臟與其頻率、強度可對人體產生最大的響應。