第 5.1 節 溫灸療法的電灸杯之熱傳遞研究
在本節的物理模式係模擬溫灸療法，將加熱源裝置在電灸杯杯體上方 (z=H)，矽膠電熱片採用溫度控制器作定溫控制）；另外，在電灸杯杯體下 方(z=0)係為皮膚表層，初始條件意亦設定為等溫狀態，由於杯體並非完全 絕熱，熱會由杯體傳導散逸至外界，因此在杯體內中心軸的溫度最高，隨 徑向距離的增加而逐漸降低，持續到杯體處降到最低。
溫灸療法杯體內皮膚表面的徑向溫度分布均呈倒 U 字形。同樣是杯體 中心軸的溫度最高，隨著徑向距離的增加而逐漸降低。電灸杯在開始加熱 階段熱通量 q”上升極為迅速，雖然在不同的設定溫度 To 情況下，當時間 歷經約 600 秒左右，熱通量 q”曲線變化率會有遞減的趨勢，但熱通量 q”
增加率仍都在 3.2%以上。
從數值分析的結果得知，電熱片的設定溫度To 愈高，則電灸杯貼緊於 皮膚的溫度尌愈快的達到期望溫度值。從定量的計算結果得知，設定溫度
To大約達到 108℃以上時，曲線幾乎成為線性遞減趨勢。這正足以顯示，若皮 膚表面要透過電灸杯達到期望值，設定溫度應該高於 108℃以上為宜；若以相對 溫度 To/Ta 表示，則設定溫度應該是在 To/Ta>5.4 的範圍，而達到期望值
（Ts>37℃）的時間則可在 400sec 之內完成。
從等溫環狀彩繪圖可清楚的看出在電灸杯內的溫度變化，由於電灸杯 頂部加熱片係為等溫狀態，而電灸杯底部的皮膚表層亦為等溫狀態，由於 熱空氣將會引致浮力效應，導致高溫空氣向上流動，因此電灸杯頂逐漸累 積熱空氣，由於熱量很快的傳輸到鄰近分子，因此從等溫環狀彩繪顯示出
綠色較高溫區已呈平緩向下擴張，而且幾乎呈現水平等溫線逐漸向下擴散。
由以上推論可知，在電熱片裝置的電灸杯內，由於杯體內的初始空氣 為靜止狀態，而電灸杯的材質為玻璃，故壁面仍會有熱傳遞的效應。由於 電熱片的裝置在杯體偏上的位置，因此電熱片開始通電加熱後，在電灸杯 內主要的熱傳遞機構始終為熱傳導形式。
第 5.2 節 針罐療法的電灸杯之熱傳遞研究
在本節的物理模式係模擬針罐療法，將加熱源裝置在電灸杯杯體上方 (z=H)，矽膠電熱片採用溫度控制器作定溫控制；另外，在電灸杯杯體下方 (z=0)係為皮膚表層，初始條件意亦設定為等溫狀態，由於杯體並非完全絕 熱，熱會由杯體傳導散逸至外界。本節與上一節最主要的差異，在於上一 節類似於拔罐療法，而本節則是聚焦於留針後，再配合電灸杯同時進行灸 療，對於物理模式的差別是有沒有針具的存在，在數學模式則會有截然不 同的熱傳遞效果。
本節採用ANSYS軟體配合適當的邊界條件，分析針罐療法之電灸杯內的 溫度分布，藉以研究杯體內的熱傳遞現象。數值結果得知，在剛加熱階段溫 度上升極為迅速，時間歷經約360秒左右，溫度變化率尌呈線性遞減，此意味電灸 杯 內 的 熱 傳 遞 已 呈 穩 定 狀 態。由 於 電 灸 杯 體 高 度 H 與 內 徑 D 的 比 值 H/D=1.033，經由數值分析所獲致的結論可歸納出，在控制溫度To介於 75~150℃的範圍，外界溫度Ta設定在20℃，控制溫度與外界溫度比值To/Ta<
7.5的範圍內，因頂部較疏的空氣重力小於底部較密的空氣重力，故杯體內 的空氣會呈現穩定狀態，熱傳導為主要的熱傳遞機構。
傳統灸療以火燃燒藥草，若採用無間隔加熱（直接灸），落火常造成 皮膚 1 到 2 度的治療性燒燙傷。若使用隔熱片（間接灸），雖避免燙傷之 虞，但大幅降低皮膚的熱感受度，減弱治療效果，加上受熱面積窄小，更 降低治療成效。傳統灸療多為暫時性溫熱有感治療，但常會灼熱疼痛，造 成皮膚感染。本論文電灸杯的加熱片設計在杯體上方，溫和漸進式的加熱 完全符合人體的適應性，能有效的疏導筋絡穴道。
第 5.3 節 未來展望
本論文雖然已完稿付梓告一段落，相關的研究也在研討會及專利公開 發表，但本論文的研究工作將會持續的進行，對於可延續的研究內容，我 們的研究團隊會將焦點集中在杯體的改良，希望能從加熱方式的改進、抽 真空的融入或遠紅外線加熱的方向深入的探討，藉以提升拔罐、灸療等傳 統中醫的療效。我也將研究心得與經驗，援例傳承給學弟妹，使我們的研 究團隊能更加茁壯與成長。
由於醫療儀器主要是運用在人體方面，所以必頇要具備極高的安全 性、可靠性與有效性，以期確保使用者的安全無虞。我的論文係藉由數值 方法研發核心部分－電灸杯的熱傳遞狀況，以便做為本研究團隊在開發新 式電灸杯的參考依據，從結論中我們也確實得到許多寶貴的數值計算結 果，對於未來接續的研發工作都有極大的助益。
傳統的拔火罐式樣均為口小肚大的玻璃罐，瓶口之邊緣宜向外翻，外 觀呈鐘形而口略向外。本論文設計安全性較高的實驗型電灸杯，幾何外觀 呈倒杯狀，其中杯體的縱橫比 AR=H/d 近似於 1，顯見杯體充分考慮到預留 空間以便容置灸針的安全性，同時也兼顧到熱傳遞效果的實務性。電灸杯 的材質設計原本採用玻璃（kg≒0.78W/m.K，@20℃），但從數值計算中也 察覺徑向熱通量散逸的熱量仍相當大。因此，在未來的數值計算或實務製 作中，我們的電灸杯將會強力建議採用壓克力製作，主要考量要素為加工 容易，並具有較低熱傳導係數（ka≒0.2W/m.K）的特質，比人體皮膚（ks
≒0.37W/m.K）更低，在進行實驗時可較為近似絕熱的條件。