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醫療輔具與智慧分析實驗室
南臺科技大學 機械工程系 ｜ ATCS Lab
日本熊本大學雙聯碩士培育 勞動部 CNC 銑床乙級考場 奇美醫院 / 台北榮總臨床合作

從骨科力學分析到輔具落地製造

讓工程算得出的答案，變成病人用得到的東西。

From orthopaedic simulation to assistive devices in real hands.
我們橫跨「生物力學模擬」與「精密加工製造」。同一個題目，從電腦裡的有限元素模型開始，一路做到機台上的實體零件，再交到使用者手上驗證——「算得出來、做得出來、用得起來」的一條龍研發鏈。

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骨科有限元素分析
骨科力學模擬
CNC銑床實作
CNC 銑床乙級考場
Boccia 影像計分
Boccia 滾球 AI 計分
輪椅夾具
生活改善創客松獲獎
25+
產學與政府合作計畫
8+
全國創新創客大獎
雙聯碩士
日本國立熊本大學培育
I830066
醫療植入物發明專利

Principal Investigator

實驗室主持人介紹

南臺科技大學 機械工程系 助理教授
陳璟璿 助理教授
陳璟璿 博士 Ching-Hsuan Chen
cch1108@stust.edu.tw
(06) 253-3131 分機 3542
辦公室：K306-2 ｜ 實驗室：K106-2

研究專長領域

生物力學與有限元素分析 醫療器材與輔助科技 積層製造 (3D列印) 與精密切削 電腦視覺與適應體育科技 人體動作分析與運動科學

學歷背景

  • 博士 國立交通大學 機械工程學系（設計製造組）
  • 碩士 國立陽明大學 物理治療暨輔助科技學系
  • 學士 國立高雄師範大學 工業科技教育學系
  • 研修 國立臺灣師範大學 體育學系／運動科學組 博士班

產業經歷與公共服務

  • ● 2020.08 – 迄今：南臺科技大學 機械工程系 助理教授
  • ● 2019.10 – 2020.06：可成生物科技股份有限公司 研發部 協理
  • ● 2016.12 – 2017.12：工業技術研究院 雷射與積層製造中心 工程師
  • ● 2010.07 – 2011.02：自行車暨健康科技工業研究發展中心 研發部 工程師
  • ● 公共服務：勞動部雲嘉南區職務再設計輔導團委員、銀髮人才輔導團委員、教育部特殊教育諮詢委員會委員（第14屆）

國家技術士證照

勞動部 CNC 銑床 乙級技術士 術科檢定指導教師
勞動部 精密車床 乙級技術士 合格技術證照
Sports & Engineering Passion

生活與運動熱情 ｜ 運動員的堅毅，工程師的嚴謹

"Life is like riding a bicycle. In order to keep your balance, you must keep moving." — Albert Einstein

陳老師曾修習師大體育系運動科學組，並曾於「自行車暨健康科技工業研究發展中心」擔任研發工程師。長年熱愛單車與耐力運動，不僅親身實踐人體動作分析與運動生理，更將運動場上「不怕挑戰、堅持不懈、持續前進」的精神，深刻貫徹於實驗室的工程研發與學生培育之中。

運動照片 1
挑戰自我 ｜ 公路騎乘
運動照片 2
堅持不懈 ｜ 專注目標
運動照片 3
耐力運動 ｜ 意志磨練
運動照片 4
持續前進 ｜ 保持平衡

Philosophy

「一條龍」研發理念

橫跨分析、製造與臨床使用者三大環節，做出來的東西一定要有人真正使用。

01

算得出來 (Simulation)

透過 ANSYS 有限元素分析，將醫師臨床手術直覺換算成精確的應力分佈與位移數字，量化固定強度。

02

做得出來 (Manufacturing)

跨越 CAD 到實品的落差。運用金屬 3D 列印、超音波模造與系上 CNC 機台，將設計真正加工成可用實體零件。

03

用得起來 (Validation)

將成果交付身障選手、特教老師與臨床醫師進行第一線現地測試，透過真實回饋持續修改迭代。

Research Focus

三大研究主題

三大主題彼此支援，每位學生都能完整接觸分析、加工與現地測試。

骨科有限元素分析
Theme 01

骨科生物力學與有限元素分析

利用有限元素分析量化足踝骨折（跟骨、距骨、後踝、遠端腓骨）之固定策略，評估鈦合金與生物可吸收骨釘之力學表現。最新研究涵蓋 3D 列印客製化鞋墊於扁平足之足弓支撐評估。

合作：奇美醫院、台北榮總 ANSYS FEA
醫療器材與精密製造
Theme 02

醫療器材與輔具設計製造

專注「設計後怎麼做出來」：金屬 3D 列印手術器械、超音波模造成形複合醫材、精密 CNC 加工實作，獲發明專利 I830066。

南臺 CNC 乙級考場 金屬3D列印
特教與AI視覺
Theme 03

機器視覺與 AI 特教科技

將電腦視覺導入適應體育賽事。開發地板滾球（Boccia）AI 即時辨識計分、選手自主操作斜坡輔具與福祉車輪椅固定夾具。

獲創客松銅牌、潛力獎 Python OpenCV

Facilities

研究環境與實體設備

兼具電腦端高階運算模擬與工廠實體切削機台。

分析 Simulation
分析 ｜ Simulation

ANSYS 有限元素分析、3D Slicer 醫學影像重建、CAE 圖形工作站。

製造 Manufacturing
製造 ｜ Manufacturing

南臺標準 CNC 加工區，為勞動部銑床乙級技術士術科檢定考場。

輔具 Assistive Equipment
輔具 ｜ Assistive Equipment

輔具原型交付特教學校與身障選手實測，與醫院骨科部共同驗證。

3D 列印
3D 列印 ｜ 3D Printing

高精度 3D 列印原型試作、超音波模造成形複合醫材開發。

逆向工程
逆向工程 ｜ Reverse Engineering

三維逆向解析結構設計原理、量測運算流程與規格導出。

器械實測
器械實作 ｜ Prototyping

主持人雙乙級親自帶領，機台現場動手製作實體零件。

🇯🇵 日本國立熊本大學雙聯碩士學位計畫

恭喜！周昕霖 同學錄取赴日本國立熊本大學攻讀雙碩士

周同學通過熊本大學大學院自然科學教育部（機械システム工学専攻）審查，2025 年 10 月赴日入學。畢業時同時取得南臺科大與熊本大學雙碩士學位！實驗室完整輔導文件與研究對接。

了解雙聯申請

Team Members

團隊成員介紹

周昕霖
周昕霖 日本雙聯碩士
南臺機械系碩士班 (2023)
主題：足踝骨折研究－有限元素分析
興趣：游泳、汽車、調酒
張凱鈞
張凱鈞 創客松銅牌
南臺機械系碩士班 (2024)
主題：Python 滾球影像處理視覺辨識系統
興趣：旅遊、美食、爬山
專題生團隊合影
大學部專題團隊 (Capstone Teams)

近五年由主持人指導之專題團隊，累計榮獲 8 項全國性競賽大獎：

  • ● 2024：Adapt X 輪椅夾具（創客松生活改善設計 創客潛力獎）
  • ● 2023：滾球比賽辨識計分系統（華醫創客松 銅牌）
  • ● 2022：定向調整地板滾球軌道（TCN 創客松 最佳潛力獎）
  • ● 2021：兒童輪椅煞車改良（全國技職盃 優選）

Publications & Achievements

學術論文與研究成果

完整收錄國際 SCI 期刊論文、國內外研討會論文、發明專利與主持產學計畫

期刊論文完整清單 (Journal Publications)

共 8 篇發表（含最新 2026 論文）
  1. [1]
    Ping-Yen Tsai†, Chen-Sheng Chen†, Chien-Shun Wang*, and Ching-Hsuan Chen (陳璟璿) (2026).
    "Impact of Material Stiffness on Medial Arch Support and Stress Redistribution in 3D-Printed Insoles for Adult Acquired Flatfoot Deformity."
    Bioengineering, 13(9), 1010. doi: 10.3390/bioengineering13091010 SCI, Q2: Biomedical Engineering (最新發表)
  2. [2]
    周昕霖、張育銘、周佳佑、林威廷、陳璟璿* (2025)。 Weber-B型遠端腓骨骨折生物力學分析之有限元素法研究。 《南臺學報工程科學類》，第 10 卷第 1 期，頁 45-53。
  3. [3]
    Yeh, Pei-Chun, Ching-Hsuan Chen, and Chen-Sheng Chen (2023). "Using a 3D-Printed Hand Orthosis to Improve Three-jaw Chuck Hand Function in Individuals with Cervical Spinal Cord Injury: a Feasibility study." IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vol. 31, pp. 1278-1286. SCI, IF: 4.528, Q1: Rehabilitation
  4. [4]
    Ching-Hsuan Chen, Yu-Hsuan Huang, Ching-hua Hung, Chen-Sheng Chen, Chao-Ching Chiang* (2018). "Finite Element Analysis of Tongue Type Calcaneal Fracture with Open Reduction and Internal Fixation with Locking Plate." Journal of Medical and Biological Engineering, Vol. 38, pp. 785-793. SCI, IF: 1.306, Q4: Biomedical Engineering
  5. [5]
    Ching-Hsuan Chen, Ching-hua Hung, Yu-Chun Hsu, Chen-Sheng Chen, Chao-Ching Chiang* (2017). "Biomechanical Evaluation of Reconstruction Plates with Locking, Nonlocking, and Hybrid Screws Configurations in Calcaneal Fracture: A Finite Element Model Study." Medical & Biological Engineering & Computing, Vol. 55, pp. 1709-1718. SCI, IF: 2.039, Q2: Mathematical & Computational Biology
  6. [6]
    王思涵, 陳振昇, 陳璟璿, 蔚順華, 楊雅雲, 邱榮基 (2012)。 穿戴不同足踝護具在踝關節受力及穩定度之差異。 《大專體育學刊》，第 14 卷第 4 期，頁 485-492。 TSSCI
  7. [7]
    陳璟璿*, 劉竺軒, 賴世平, 陳中杰 (2010)。 兒童平衡訓練評估系統開發與分析。 《華人運動生物力學期刊》，第 2 期，頁 165-171。 TSSCI
  8. [8]
    Chi-Kuang Feng, Chen-Sheng Chen, Ching-Hsuan Chen, Shwn-Jen Lee, Chien-Lin Liu, Yong-Eng Lee, Mei-Wun Tsai (2009). "A 3D mathematical model to predict spinal joint forces for a child with spina bifida." Gait & Posture, Vol. 30, pp. 388-390. SCI, IF: 2.273, Q2: Sport Sciences

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我們在找什麼樣的人？

不需先會 ANSYS 或寫程式，從頭手把手指導。

你只需要具備：

  • 願意固定進實驗室：腳踏實地累積，而不是考試前才出現。
  • 想弄懂「為什麼壞掉」：做壞了會想找出原因，而不是盲目改參數。
  • 同理心：對「能幫到一個真實的人」有感覺。
專題與碩士培訓技能：SolidWorks 3D、CNC 銑床切削、ANSYS 骨科力學、競賽簡報與日本熊本大學雙聯學位申請機會。
Q：對生物與醫學一竅不通可以嗎？
完全可以！實驗室多數同學皆為機械系背景，醫學常識我們會邊做邊學，並直接帶大家與骨科醫師開會討論。
Q：一定要做骨科生物力學嗎？
不一定。實驗室有「特教 AI 視覺（偏程式）」與「醫材精密製造（偏機台實作）」，可依自身興趣選擇。
如何開始加入？
直接寫信給陳老師（cch1108@stust.edu.tw），主旨註明「專題生」或「碩士班」，來辦公室 K306-2 喝茶聊聊！

Contact & Cooperation

產學合作與聯絡方式

技術服務與產學合作項目

產品力學驗證 (CAE)：有限元素分析結構強度、疲勞壽命、位移變形。
醫材製程與樣品試作：金屬 3D 列印打樣、超音波模造成形、CNC 精密加工。
溫室氣體碳盤查：輔導金屬扣件、五金與熱處理工廠盤查與節能轉型。
在職訓練與實習：勞動部 CNC 就業學程、企業技術扎根合作。

聯絡陳璟璿老師

南臺科技大學 機械工程系
71005 臺南市永康區南台街 1 號
辦公室：K306-2 ｜ 實驗室：K106-2
cch1108@stust.edu.tw
(06) 253-3131 分機 3542 ｜ FAX: (06) 242-5092
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