本章節首先介紹帕金森氏病與其治療方法，接著描述本論文之研究動機與目標，最後則 為本論文的架構及各章節之內容簡述。
1.1 帕金森氏病簡介
帕金森氏症(Parkinson's disease)是一種漸進性的神經退化疾病，帕金森氏症常見的症狀為 顫抖、僵直及動作遲緩。而引起帕金森氏症是由於基底核(basal ganglia)與黑質(substantial nigra) 中的細胞退化或者死亡，造成多巴胺(Dopamine)不正常的分泌。由於需透過多巴胺來控制肌 肉活動，因此若缺乏較足夠的多巴胺就會則會造成肌肉活動的障礙。
1.2 腦部深層刺激手術簡介
目前PD有效治療方法為腦部深層刺激手術 (Deep Brain Stimulation, DBS) [3]，手術前會 先進行腦部立體定位手術 (stereotactic surgery)，藉由核磁共振(Computed Tomography, CT)及 腦 部 斷 層 掃 (Magnetic Resonance Imaging, MRI) 並 利 用 立 體 定 位 軟 體 來 選 擇 植 入 軌 跡 (trajectory)，手術中會插入探針進行微電極紀錄 (microelectrode recording, MER)，在不同區域 的神經位元會有不同的訊號特徵，因此有經驗的外科醫師判斷過程為觀察MER訊號裡神經動 作電位(action potential)出現的型態及背景聲音的變化，藉此判斷探針的位置是否到治療目標，
確定植入植入軌跡後，將探針取出以電極代替 。
DBS 裝置有主要三大元件[1-7]，IPG(implanted pulse generation)、lead、extension，三者皆 需植入體內，如圖 1.1(a) 所示。IPG 為電池供電之神經刺激器，可產生電流脈衝刺激大腦，
lead 為鉑銥合金電極，extension 為絕緣導線用來連接 IPG 及 lead 所用。
依中國醫藥大學 DBS 手術流程分為術前、中、後三大階段，各階段以不同方式進行。手 術前於病人頭上安裝金屬頭架 (stereotactic frame)，頭架上有刻度可用來定位大腦內某處，接 著照頭部斷層掃描 (computer tomography, CT)及核磁共振 (magnetic resonance imaging, MRI) 影像，再以立體定位軟體 (stereotaxic instrument)決定初始植入軌跡 (trajectory)，以及 lead 在 頭骨上的插入點、深度、角度，讓插入過程避開大腦重要區域。
手術中會以探針 (probe)植入至預計深度，沿途做微電極紀錄，如圖 1.1(b) 所示[8-10]。
外科醫師根據 MER 訊號判斷 probe 於何時進入及離開植入目標，根據 MER 訊號決定植入位 置及深度後，取出 probe 並於相同位置深度植入 lead，植入 extension 導線末端固定於鎖骨下，
再以 X 光及 CT 確認 lead 植入在目標。手術後約五天時間，將 IPG 植入鎖骨下方，術後約一 個月啟動 IPG，且需定期回診調整參數，至穩定約需六個月。
目前 DBS 面臨兩個主要問題，首先為 lead 植入位置的判斷，完全依賴外科醫師的經驗判 斷，缺乏客觀量化判斷條件且不易學習，導致不同醫師判斷結果可能不相同。另一個問題是 術後的參數調整，每位病患的症狀程度及體質不同，參數的組合及電極植入位置可能有數種，
相當費時。
(a) (b)
圖 1.1 DBS 植入示意圖 (a)DBS 植入元件,(b)大腦不同區域之 MER 訊號示意圖
1.3 研究動機與目標
術前由 CT 及 MRI 影像可判斷出 STN 位置，再決定 lead 插入位置，但更精準的位置需 要經由 MER 訊號，及經驗豐富的外科醫師做判斷，缺乏客觀性。加上培養一位外科醫師不 易，還需要在手術中反覆做位置確認，添加手術時間及風險，倘若植入位置不佳，後續參數 調整困難及治療效果不佳。
本篇論文提出客觀且公正的 MER 訊號特徵分析方式，協助外科醫師判斷 STN 位置，使 用方式包含利用多維特徵分析視化 MER 訊號，以及分群方式判斷植入點周圍神經元個數與 波形特徵等，希望透過以上 MER 訊號量化分析方式可提供精確資訊協助外科醫師，將 Lead 植入預期目標，讓手術流程及術後參數調整更加順利。
1.4 論文的內容架構
本篇論文分成五大部分：
第一章：簡介帕金森氏病與治療方式，研究相關背景、動機與目標 第二章：論文之相關文獻
第三章：介紹論文所使用特徵計算方式，與多維特徵值計算方法，說明其分析結果 第四章：介紹分群與對齊方法，利用分群結果的波形特徵進行分析結果討論
第五章：討論與未來展望