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1、機電光工程應用於滅脂美容器的研製-從需求到產品,2,3,美?,美的定義是：有活力、有魅力、有吸引力。每個人都有一種屬於自己的美、特殊的氣質。美無時無刻不在 等待着我們去發現。自然就是美高尚上為美。擁有細緻與白皙的皮膚以及嫚妙的身材是大部分女孩子的目標。,4,美的產業,飲食男女 人之大慾窈佻淑女 君子好求美的產業：化妝品保養品健身美容美體治療,5,美容護膚產業的產值,據估計目前國內的美容護膚市場整體經濟規模約有新台幣400到850億元 根據美國整型外科學會（American Society of Plastic Surgeons，ASPS）的研究報告顯示，2005年美國整形美容產業整體經濟規模已
2、達到94億美元,6,美國的整形美容市場,根ASPS的研究報告指出，從20002005年整形手術的市場成長了38%。用外科手術整型的件數減少了5%，但在同時間內，改採低侵入式(Minimally-Invasive)方法來美容的件數則增加53%光2005年之內就進行了1023萬次整形手術，比2004年增加了11%。,7,2005年全美外科整型手術前五名,8,2005年全美低侵入式美容手術前五名,9,美容的重點部位?,由上述統計資料我們可以發現，臉部跟身材一直是美容產業的大宗，低侵入式美容手術當中的前三名都是與臉部有關，顯示現代女性越來越重視面子問題。抽脂手術一直名列美國美容手術的第一名，顯示多數人
3、並不滿意自己的身材，例如腹部、臀部的脂肪，讓許多人感到困擾。,10,11,皮膚,人體最大的器官成人總面積約1.52.0m2佔15%的體重厚度約23mm每cm2有：100個汗腺3條微血管9300個melanocyte150個神經末梢,12,皮膚的功能,保護調節體溫複雜的感覺合成化學物質與賀爾蒙,13,14,表皮,特色：表皮並無血管分佈，養分的供給及代謝由組織液經過細胞間隙進行交換。功能：保濕、更換新老細胞、預防紫外線傷害。生長與修補：表皮細胞在人的生中均持續生長。厚度：1-3mm薄處，4-5mm厚處(腳跟手掌)思考：如何更新老細胞與表皮的黑色素，達到美白的效果？,15,16,真皮,特色：含豐富的
4、血管、神經(冷、熱、痛覺的感應區)、緻密結締組織(主要為膠原蛋白及彈性纖維)形成緊湊的網狀結構讓皮膚擁有韌度、彈性及髮囊、皮脂腺、汗腺(滋潤皮膚、保護毛髮、抑制細菌繁殖、增強抗菌力)。生長與修補：平時不增長，在皮膚受傷時會啟動修補的增長機制。厚度：4-5mm，0.5mm眼皮思考：刺激彈性纖維達到緊繃的肌膚,17,18,19,皮下組織,特色：由疏鬆結締組織及脂肪細胞構成功能：維持體溫、緩衝外來壓力厚度：視個人肥胖程度而定，可超過10cm思考：減少皮下組織的脂肪達到瘦身的效果,20,表皮的再生機制,表皮基底層每天約有1012%細胞進行分裂自基底層移向角質層約需時35天磨擦皮膚可以加速角質層細胞的更
5、新磨擦太久會長繭思考：如何加速角質層細胞的更新而又不傷皮膚？,21,真皮的再生機制,真皮不會有持續更新的動作皮膚受傷時，膠原蛋白細胞迅速活動進行受傷區的填補如果傷口深或大，會行成疤痕或疤腫思考：可否在不造成疤痕的狀況下刺激膠原蛋白細胞，使其進行重生進而活化真皮層？,22,肉毒桿菌毒素(Botox),肉毒桿菌毒素於1989年通過美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration,FDA)核准藉由注射肉毒桿菌毒素來阻斷神經末梢與肌肉間之傳導，使臉部過度收縮的肌肉鬆弛，進而使動態性皺紋消失治療後的臉部肌肉可保持平滑且不會形成皺紋，而未受治療的肌肉則仍可正常地收縮，因此並不會
6、影 響正常的臉部表情。,23,肉毒桿菌素會干擾乙醯膽鹼的釋放，使突觸失去傳遞訊號的功能。,抬頭紋,注射肉毒桿菌毒素兩週後,24,化學換膚(Chemical peel),化學換膚主要是使用化學試劑塗抹於皮膚上，造成表皮層傷害、壞死，促使皮表細胞加速代謝，達到皮膚更新的效果。換膚可以除去老舊的角質、色素，使皮膚代謝加快，表皮細胞的排列更均勻整齊，皮膚自然看起來光滑美麗。現行醫院所主要使用的化學換膚以甘醇酸(Glycolic acid)為主，因甘醇酸為果酸的一種故又稱果酸換膚。,25,化學換膚種類,淺層換膚-甘醇酸(Glycolic acid)為主。中層換膚-三氯醋酸(TCA peeling)為主。
7、深層換膚-酚(phenol)為主。層次越深，換膚效果越好，但也越危險，復原期也越久。,26,淺層換膚,果酸換膚前,經過六次果酸換膚後,27,中層換膚,中層換膚前,換膚後兩個月,28,微晶換膚(Microdermabrasion),利用金剛砂粒子在強力密閉式負壓氣流帶動下噴向皮膚藉此刮取皮膚表層壞死之角質細胞而達到機械式去角質刨光的效果可改善老化肌膚、鬆弛、細紋、皮膚粗糙等問題。,29,微晶換膚前後,臉頰肌膚單次療程前放大50倍照片,臉頰肌膚單次療程後放大50倍照片,30,抽脂手術(Liposuction),抽脂術源自法國醫師Illouz於1977年首創利用小指尖般大小的切口，將各種管徑的醫用金
8、屬圓頭管，進入預定抽取的局部皮下脂肪組織，再利用負壓吸出脂肪，從而安全無痕地改善曲線美。,31,32,抽脂手術併發症,抽脂是一項危險性低但複雜性高的手術，其中最常遇到的併發症是皮膚表面凹凸不平，另外還有皮膚感覺異常、水腫、淤青、血腫、漿液腫和感染；或者是肺水腫、肺栓塞、出血休克及脂肪栓塞等，病人可能會有呼吸急促、心悸、發燒甚至意識不清的狀況產生。,33,抽脂前後,抽脂前,抽脂兩各星期後,34,抽脂手術死亡率,根據FDA調查顯示實行抽脂手術當中約每十萬人就有三人死亡。然而即使如此抽脂手術依然高居美國整形手術排行榜榜首。,35,另種可能?,這些使用毒素、酸性化學物質、金屬晶粒的整形美容方法本來就存
9、在的危險性，稍不小心就會在臉部留下難以泯滅的傷痕。除了上述傳統的美容護膚方法，我門是否有另種選擇?用光如何?,36,皮膚對光的反應機制,光照射在皮膚表面時，部分會被皮膚反射，剩餘的會被皮膚組織所吸收此療法不但可以治療表皮之暗瘡(青春痘)，由於其能量深入皮膚表面，可達到活化細胞之功效。思考：如果能控制能量到達特定點，便可操控該處的發展,37,不同波長的光對皮膚穿透能力圖,38,不同雷射波長組織內吸收的效果,39,皮膚再生的光治療機制,將特定穿透力的光波打入膠原蛋白細胞，造成熱損傷，啟動傷口修補的機制，進而合成出新的膠原蛋白纖維。思考：如何選擇正確的光？,40,光療法,光療法(Photothera
10、py)最早是由丹麥醫師 Finsen 在 1895 年成功地以紫外線治療狼瘡後提出。他因此成為光療法的先驅，並且在 1903 年得到諾貝爾醫學獎，自此開啟光學醫療之門。,41,光學療法的應用領域,鐳射可用於治療近視、拉皮、脂肪分解。脈衝光用於除斑、除毛、美白、改善粉刺。LED光照則可應用於傷口癒合等領域上。光動力療法主要應用於癌症治療。,42,光動力療法（Intense Pulsed Light,IPL）,光動力療法目前的應用主要在於癌症治療上，療程是給癌症病患服用Photofrin(藥名)，該藥物受紅光照射後可附著於癌症細胞上進而殺死癌症細胞，,43,光的美容作用,受照射的皮膚被刺激從而導致
11、緊張增加：消除皺紋消除疤痕防止老化恢復彈性光可以吸收分解皮膚上的色素，達到美白的效果。,44,皮膚再生的光治療機制,將特定穿透力的光波打入膠原蛋白細胞，造成熱損傷，啟動傷口修補的機制，進而合成出新的膠原蛋白纖維。思考：如何選擇正確的光？,45,46,47,光對皮膚的滲透深度,48,與皮膚有關的雷射,氣化雷射：二氧化碳雷射 CO2，鉺雅克雷射 Erbium YAG色素雷射紅寶石雷射 Ruby，紫翠玉雷射 Alexandrite，銣雅克雷射 Nd YAG血管雷射染料雷射 Dye，氬雷射 Argon除毛雷射長波紅寶石雷射 Long pulse Ruby，長波紫翠玉雷射 Long pulse Alex
12、andrite，半導體雷射 Diode除皺雷射冷觸雷射 Cooltouch 1320 Nd YAG,49,拉皮 膠原蛋白再生,Journal of Cosmetic and Laser Therapy.2006;8:1722,電波拉皮RF 600MHz,雷射拉皮Nd:YAG 1064nm,50,51,拉皮,Journal of Cosmetic and Laser Therapy.2006;8:1722,電波拉皮RF 600MHz,52,拉皮,Journal of Cosmetic and Laser Therapy.2006;8:1722,雷射拉皮Nd:YAG 1064nm,53,美白-膠原
13、蛋白再生,Erbium:YAG 2940nm,9天後,54,色素雷射去斑原理,色素雷射運用皮膚組織選擇性吸收波長的的特性，來對黑色素進行破壞，而無損於其他肌膚組織。,55,去斑-紅寶石雷射,顴骨母斑,紅寶石雷射治療三次後,56,57,青春痘治療5251200nm,Dermatologic Therapy,Vol.18,2005,253266,58,59,青春痘治療1450nm,Dermatologic Therapy,Vol.18,2005,253266,60,雷射滅脂,雷射滅脂是屬於光療法的一種，利用雷射單一波長以及穿透力強等特性來深入皮下脂肪層。脂肪細胞在受到雷射的加溫及特定頻率的光線照射
14、下會產生變化而進行脂肪分解(lipolysis)進而達到滅脂之目的。,61,62,抽脂 皮下組織,NYAG雷射(1064)nm刺激膠原蛋白與氣化脂肪真空進行抽脂針頭1mm,63,雷射滅脂,（Badin et al.,2002）,64,機電光應用 光能雕塑搣脂儀,808nm雷射：深入皮層達30-40mm，進行深層的細胞活化及充血作用，直接穿透表皮層，脂肪層與肌肉組織進行徹底的治療。635nm雷射：深入皮層達8-10mm，活化及修護細胞，刺激細胞合成代謝，表層細胞的生化刺激及充血。超音波按摩：進行皮膚深層的組織按摩，進一步活化組織。負氣壓：進行細胞組織間的機械性吸引按摩作用。臭氧O3：具備消毒的作
15、用，在治療時進行皮膚的呵護及防止感染。,65,系統簡介,光能搣脂儀主要原理是以不同波長之雷射照射皮膚，調整雷射光能量以深入皮膚表面之下。適當的能量足以使皮下脂肪分解且無損表皮細胞，而使脂肪分子變小，以利人體吸收排除。配合超音波進行組織按摩與脂肪的震動，加速脂肪分解。,66,系統簡介,本系統除雷射之外，同時施以不同波長、頻率、能量的冷光光源，驅使表皮細胞活化，增加皮膚膠原蛋白的增生。此整合式光療系統，不但可達滅脂效果，更可使皮膚緊實，減少細紋、增加光澤，以達到美容效果。依據療程發出紅光、藍光、綠光紅光：具有鼓舞與振奮的效果，激發熱情。藍光：助長寧靜與謙和。綠光：寧靜、撫慰、放鬆。,67,系統架構
16、,人機介面系統療程規劃，系統操作，資訊顯示數位控制系統受人機介面監控，進行光學與機械系統的控制光學美容系統LED與雷射光源氣壓控制系統提供真空吸引與臭氧穩壓供電系統,68,69,學生在此計畫的角色,計畫分成三區塊人機介面：觸控LCD圖控畫面，負責療程輸入與系統監測，與控制模組以SPI通訊。控制模組：接收人機介面命令與將系統資訊傳輸給人機介面，並負責控制所有的驅動器。驅動模組：負責設計電路，進行光源與幫浦的驅動電路。程式採語言，學生自行設計電路。,70,人機介面系統,人機介面系統由LCD模組與Touch panel所組成。控制訊號經由Touch panel輸入GUI MCU後，控制結果由LCD顯示。,71,人機介面系統,GUI系統實體圖,LCD Module,GUI MCU,Touch Panel,72,實機測試圖,73,週邊控制系統,光學美容系統與負壓控制系統則由另顆MCU所控制專門接收GUI MCU所傳送過來的指令，以控制光學美容系統、負壓控制系統。,74,週邊控制系統,75,思考,產業的應用不需高深的學理工程：如何將實驗室的成果化成商品隨時更新知識，找尋可能的新出路,76,77,謝謝聆聽,
