系統整合與討論

微小化的生醫分析平台雖有足夠的能力處理複雜的運算及演算法，但應用上需搭 配許多的週邊，而這些週邊相對於處理器的速度來看是非常緩慢的，透過作業系統有

效的管理使得系統資源的分配與利用可以達到較佳的狀態。程式在撰寫時也需考量即 時處理與遺漏資料的問題。如上分析來看，可運用 Overlap 的方法來減少資料的需求 量，進而降低等待的時間；再者配合 Muti-Thread 的方法，可讓每個執行的工作都能 在限定的時間內執行完。

無線嵌內式生醫分析平台具有很大的彈性，只需搭配適當的前端電路(Bluetooth 介面)、演算法及使用者介面，就能達到不同的目的，此外也可搭配使用多個不同的感 測器來提供不同的應用及研究。

整合硬體平台、作業系統及應用程式，無線嵌內式生醫分析平台擁有無線傳輸、

可攜式、體積小、價格低、處理速度快及低功耗、即時分析並執行複雜的運算，提供 個人化且輕容易使用的醫療分析平台。而不是只有擷取、顯示或儲存資料等簡單的工 作。

40 40

六、 結論與未來展望

本論文巳完成一個無線嵌入式生醫分析平台，可以即時的分析腦波的信號，並且 是一個真正的可攜式分析平台，使用者可帶著它到處作分析與研究。或將資料儲存，

做後續的處理。

本論文平台上末來的規劃，從如圖 2.4 所示，可攜式生醫數位信號處理系統的應 用來看，要使平台與各式的前端裝置相容，需要定義出兩者間的通訊協定，使該平台 與前端裝置連線後，取得相關的資訊、設定及參數，如前端裝置為何？取樣頻率是多 少？共有幾個通道數？是否有經過壓縮？然後自動啟動對應的應用程式。另外還可加 入無線傳輸的錯誤偵測及恢復機制，使前端傳送過來的資料不會有錯誤發生，增加分 析的正確性。

這一套系統如果可以大量的應用在日常生活中，記錄及分析人們每天的生理狀 況，包含血壓、心跳、體溫、脈博等，可即時的提出警告，而對醫生的診斷也會更加 的準確。並可應用在偵測開車時的精神狀況，即時的提出警告，減少意外事件的發生。

參考文獻

[1] W. C. Kao, W. H. Chen, C. K. Yu, C. M. Hong, and S. Y. Lin, “A real-time system for portable homecare applications,” Consumer Electronics, 2005, pp. 369- 374, June 14-16, 2005.

[2] Celler, B.G., Earnshaw, W., Ilsar, E.D., Betbeder-Matibet, L., Harris, M.F., Clark, R., Hesketh, T., Lowell, N.H., 1995. “Remote monitoring of health status of the elderly at home. A multidisciplinary project on aging at the University of New South Wales,”

International Journal of Biomedical Computing, v 40, p 147-155.

[3] Y. Nishida, T. Hori, T. Suehiro, S. Hirai, 2002, “Sensorized Environment for Self-communication Based on Observation of Daily Human Behavior,” Proc. of 2000 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2000), pp1364-1372.

[4] Sinha, G., 2003, “虛擬醫療＂, 科技時代, Vol. 29, 2003.

[5] Sinha, G, 2003, “醫師在家中看診＂, 科技時代, Vol. 29, 2003.

[6] 整合式行動醫療照護示範應用計畫，

http://203.207.4.85/front/_prog/getdetail.asp?ID=66EH35156AJ5XACRUB2M7B37Q

&Catalog=model&Page=model_index

[7] E. Kaniusas, H. Pfutzner, L. Mehnen, J. Kosel, J. C. TellezBlanco, G. Varoneckas, A.

Alonderis, T. Meydan, M. Vazquez, M. Rohn, A. M. Merlo, and B.

Marquardt, ”Method for Continuous Nondisturbing Monitoring of Blood Pressure by Magnetoelastic Skin Curvature Sensor and ECG” IEEE SENSORS JOURNAL, VOL.

6, NO.3 ,JUNE 2006

[8] S. Vogel, M. Hulsbusch, D. Starke, and S. Leonhardt, “IN-Ear Heart Rate Monitoring Using a Micro-Optic Reflective Sensor” Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS Cite Intemationale, Lyon, France August 23-26, 2007 [9] Jin Fei, Ioannis Pavlidis, “Analysis of Breathing Air Flow Patterns in Thermal

Imaging,” Proceedings of the 28th EMBS Annual International Conference of the IEEE, 2006.

[10] D. Culler, D. Estin and M. Srivastava, “Overview of sensor networks,” Computer,

42 42

[11] J. Feng, P. Koushanfar, and M. Potkonjak, “System Architectures for Sensor Networks Issues,” Alternatives, and directions. ICCD, 00:226, 2002.

[12] 黃嘉淵，“3G 行動遠距醫療平台應用於生醫訊號傳輸之研究”，中原大學/電子工

[15] D. Culler, D. Estin, and M. Srivastava,”Overview of sensor networks,”Computer, page 41-49, August 2004

[16] J. Penders, B. Gyselinckx, N. de Vicq, and T. Torfs,”Body area networks for multi-modal biomedical monitoring,” In pHealth, June 2007.

[17] Ashwin K. Whitchurch, B. Han Ashok, R. Vinod Kumaar and K. Sarukesi, and Vijay K. Varadan, “Wireless system for long term EEG monitoring of Absence Epilepsy,”

Biomedical Applications of Micro- and Nanoengineering, Proceedings of SPIE, vol.

4937, pp. 343-349, November 2002.

[18]楊勝文，“可攜式智慧型腦波記錄器＂，國立台灣大學碩士論文，民國九十年。

[19]蔡進寶，“腦波紀錄儀設計與製作＂，國立交通大學碩士論文，民國八十九年。

[20]黃名斌，“USB 介面之模組化腦波記錄儀＂，國立中原大學碩士論文，民國九十一

年。

[21] C. T. Lin, Y. C. Chen, T. Y. Huang, T. T. Chiu, L. W. Ko, S. F. Liang, H. Y. Hsieh, S. H.

Hsu, and J. R. Duann, “Development of Wireless Brain Computer Interface With Embedded Multitask Scheduling and its Application on Real-Time Driver's Drowsiness Detection and Warning” IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 55, NO. 5, MAY 2008

[22] J. R. Chang Chien and C. C. Tai, , The Design of a Portable EGG Measurement Instrument Based on a GBA Embedded System,” IEEE, 2006

[23]謝弘義，“具備多工排程功能之無線嵌入式腦機介面系統及其在即時汽車駕駛員

疲勞狀態偵測與提醒之應用＂，國立交通大學碩士論文，民國九十五年。

[24] G. Edlinger, G. Krausz, F. Laundl, I. Niedermayer, C. Guger, “Architectures of Laboratory-PC and Mobile Pocket PC Brain-Computer Interfaces,” Proceedings of the 2 International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering, Arlington, Virginia,

March 16 - 19, 2005.

[25]高士政，“以雙核心處理器為基礎之即時嵌入式無線腦波訊號感測與處理系統及其

在駕駛員瞌睡偵測之應用＂，國立交通大學碩士論文，民國九十四年。

[26]周宗哲，“可穿戴式無線多參數心肺生理訊號網路遠距量測系統＂，臺灣大學/

醫學工程學研究所碩士論文，民國九十四年。

[27] R. Fensli, E. Gunnarson , O. Hejlesen, “ A Wireless ECG System for Continuous Event Recording and Communication” Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMBS San Francisco, CA, USA, September 1-5, 2004

[28] 林琨皓，“即時擷取與分析生醫信號之可攜式記錄器:肌電圖之應用”，臺灣大學/

醫學工程學研究所碩士論文，民國九十二年。

[29] Ming Cheng, Xiaorong Gao, Shangkai Gao, and Dingfeng Xu, “Design and implementation of a brain-computer interface with high transfer rates,” IEEE Trans.

on biomedical Eng., vol. 49, no. 10, pp. 1181-1186, 2002.

[30] D. Culler, “Tinyos Operating system design for wireless networks,” Sensors, page 41-49, May 2006

[31]黃冠智，“即時DSP 嵌入式Linux 系統開發及其在腦波訊號處理之應用＂，國立交 通大學碩士論文，民國九十三年

[32] F. Lamberti, C. Demartini, “Low-Cost Home Monitoring Using a Java-Based Embedded Computer,” Proceedings of the 4th Annual IEEE Conference on Information Technology Applications in Biomedicine, UK, April 24-26, 2003.

[33] Getting Started With Blackfin Processors Rev2.0, Analog Devices, Inc. Sep 2005.

[34] Blackfin Linux Docs, Open Source Software on the Blackfin Processor, Blackfin Linux Docs. [Online]. Available: http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id

[35] LinuxTMBlackfin, Welcome to the Blackfin Linux Project, LinuxTMBlackfin.[Online].

Available: http://blackfin.uclinux.org/

[36] ADSP-BF533 Stamp V1.2, Analog Device, Inc.

[37] ADSP-BF533 Data Sheet Rev. D, Analog Devices, Inc., Sep 2006.

[38] ICA, Independent component analysis from Wikipedia, the free encyclopedia, Independentcomponent analysis, Wikipedia. [Online]. Available:

http://en.wikipedia.org/wiki/Independent_component_analysis

[39] A Hyvärinen and E. Oja, “Independent Component Analysis: A Tutorial,” Neural

44 44

[40] Short Time Fourier Transform, . Available: http://cnx.org/content/m10570/latest/

[41] What is Independent Component Analysis ? , Available:

http://www.cs.helsinki.fi/u/ahyvarin/whatisica.shtml

[42] Alessandro Rubini & Jonathan Corbet， ”Linux Device Drivers, 2nd Edition” June 2001

[43] GCC, the GNU Compiler Collection, Available: http://gcc.gnu.org

附錄一、 縮寫對照(按字母排序)

縮寫 原文 中文翻譯

A/D Analog to Digital 類比數位訊轉換

API Application Program Interface 應用程式介面

BCI Brain Computer Interface 大腦人機介面

BT Bluetooth 藍牙

DC Direct Current 直流

DMA Direct Memory Access 直接記憶體存取

DSP Digital Signal Processor 數位訊號處理器

ECG electrocardiogram 心電圖

EEG electroencephalogram 腦電波

EMG electromyogram 肌電圖

EOG electro-oculogram 眼電圖

GCC GNU Compiler Collection GNU 編譯器套組

GPIO General Purpose I/O 通用型輸入輸出

GUI Graphical User Interface 圖型使用者介面

ICA Independent Component Analysis 獨立分量分析

46 46

縮寫 原文 中文翻譯

JFFS2 Journalling Flash File System Version 2

MMU Memory Management Unit 記憶體管理單元

MMC Card Multimedia Card MMC 卡

OS Operating System 作業系統

PDA Personal Digital Assistant 個人數位助理

RF Radio Frequency 射頻

RX Received Data 接收資料

SD Card Secure Digital Card SD 卡

SoC System on Chip 系統晶片

SDRAM Synchronous DRAM 同步動態隨機存取記憶體

SPI Serial Peripheral Interface Bus 序列周邊介面

SPP Serial Port Profile 序列埠規範

SRAM Static Random-Access Memory 靜態隨機存取記憶體

STFFT Short-Time FFT 短時快速傅立葉轉換

TCP Transmission Control Protocol 傳輸控制協定

TCS Telephone Control Service 電話傳送控制協定

縮寫 原文 中文翻譯

TFT LCD Thin Film Transistor Liquid Crystal Display 薄膜電晶體液晶顯示器

TX Transmitted Date 傳送資料

UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter 通用異步收發器

uClinux Micro control Linux 微控制 Linux

u-boot Universal Bootloader 通用啟動程式

USB Universal Serial Bus 通用串列匯流排