序論

第一章 序論

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

帕金森氏病(Parkinson’s disease)為一種慢性中樞神經退化疾病，又名為震顛麻痺(shaking palsy)，症狀特徵常見為四肢肌肉顫抖或僵硬、運動障礙、行走障礙等症狀。引發帕金森氏病 病、慢性疼痛(chronic pain)、原發性顫抖症(essential tremor)、癲癇(epilepsy)及張力障礙 (dystonia)疾病。近年來有將 DBS 用來治療憂鬱症(depression)、強迫症(obsessive compulsive disorder, OCD)等精神性疾病，但仍以神經動作障礙疾病為主。

DBS 裝置有主要三大元件，IPG(implanted pulse generation)、lead、extension，三者皆需植 入體內，如圖 1.1(a)[1-8] 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

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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(

stereotactic software

手術中會以探針(probe)植入至預計深度，沿途做微電極紀錄(microelectrode recording, MER)，如圖 1.1(b)[9-12] 所示。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 深層腦刺激示意圖(a)DBS 植入後示意圖[1] (b)大腦不同區域之 MER 訊號示意圖[9]

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1.3 研究動機與目標

術前由 CT 及 MRI 影像及 stereotaxic instrument 可判斷出 STN 位置，再決定 lead 插入位 置，但更確切的位置需要經由 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量化的 MER 訊號特徵分析方式，協助外科醫師判斷適合的植入位置，

使用方法包含以 EMD 分析 MER 訊號在不同位植入位置的特徵，以及 K-mean clustering 方式 判斷植入點周圍神經元個數等，希望透過以上 MER 訊號量化分析方式可提供經確資訊協助 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：介紹論文所使用的經驗模組分解法及特徵計算方式，說明其分析結果 第四章：介紹分群與對齊方法，採用原始訊號及 IMF 訊號進行分析結果討論 第五章：討論與未來展望

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