應用光纖感測器及麥克風於鎳鈦旋轉器械疲勞破壞之監測

Application of Fiber Optic Sensors and Microphones in the Ni-Ti Rotary Instruments to Monitor of Fatigue Fracture

許仕均(Shih-Chuan Hsu)

指導教授 ： 單秋成

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2012.10043

摘要

牙醫進行牙齒根管治療時，需將鎳鈦旋轉器械(Ni-Ti rotary instrument)持續旋轉且深入牙齒根管中以清潔內部達到治療功效。儘管我們已知鎳鈦合金有良好之抗疲勞能力，但在持續旋轉使用中仍會因張應力(Tensile stress)以及壓應力(Compressive stress)的反覆應力作用下有無預警發生斷裂之現象，而在進行根管治療中突然斷裂更是大家不樂見之情況，若鎳鈦旋轉器械是斷裂於牙齒根管中更將增加治療難度，也會造成一些牙科醫療糾紛。本研究是在探討由於連續彎曲旋轉中會伴隨著聲音以及因切削磨刮所產生的振動波變化，在此狀況下能利用感測器去做動態疲勞破壞之監測，而不需將器械停止做靜態之裂縫成長或疲勞斷裂之量測。若能成功將此監測系統結合於臨床應用上，將可提升醫療品質並可達到節省醫療資源之效果。
本文以布拉格光纖光柵(Fiber Bragg grating, FBG)及麥克風分別感測振動以及聲音，並從時域及頻域比較後，希望能在鎳鈦旋轉器械產生破壞但在斷裂前能預知，即時提供預警。一般寬頻光源FBG光路、雷射泵激光源FBG光路及麥克風三種感測器，不管是單獨或者搭配使用，雖然有達到提出有物理意義的預警和延長使用時間並節省醫療資源等方面的例子出現，但成功率不足，都沒有一個良好的效果。

關鍵字

牙科根管治療 ； 鎳鈦旋轉器械 ； 疲勞破壞監測 ； 布拉格光纖光柵 ； 快速傅立葉轉換

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Dental root canal treatment ； Ni-Ti rotary instruments ； Fatigue fracture monitoring ； Fiber Bragg grating ； Fast Fourier transform

參考文獻

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