6-1、結論
本論文完成由自己實驗室開發改良出的無線穿戴式診斷帶膝關 節振動訊號量測裝置與系統,亦與義大醫院骨科部合作完成 125 例 (Control 組 N=29,OA 組 N=96)五種試驗動作項目之臨床人體試驗;
所量取到三點位置的振動訊號完成分析,也證實本膝關節量測裝置系 統可用於量測膝關節之振動訊號更完成了完成三種新的方法進行分 析,更有效評估膝關節退化症狀。發現 EEMD 因有加入雜訊後,對 於 EMD 來說更加有效來評估及區分正常者與患者之間的差異。
利用 EMD、EEMD 及 SampEn 三種分析方法,皆可成功區分出 正常與患有退化性關節炎的膝關節。在 EMD、EEMD 分析中所需時 間較長及雜訊的比對,但可找出初期有退化性的特徵值;而經樣本熵 分析得到特徵值雖只有單一參數,卻能有效的評斷出退化症狀,相較 於經驗模態組分析來的簡單快速。這樣的分析技術不僅方便,也可在 門診中及時辨別早期的退化性關節炎,有助於臨床上診斷
173
6-2、未來展望
1. 在本論文設計的雙腳交互蹲立臨床試驗動作中,因患有較嚴重關 節炎病人於活動時感到疼痛不適,所以未能完成該動作項目測試,
未來若具有身體負重之類似雙腳交互蹲立,例如:微蹲動作,應 可符合更多受試者、結果能更完整的呈現。
2. 在醫學工程生物力學領域中,關節伸展角度是為重要之指標,其 訊號必定與活動角度息息相關,未來可以將角度和 VAG 訊號加入 一同分析研究。
3. 本論文於義大醫院完成臨床試驗,但因受測者數量未達客觀的統 計學之標準,希望未來能再增加提他不同族群之受試者與人數,
讓此技術能有更強力之佐證。
4. 已與本校機械與自動化工程學系徐祥禎教授合作,對裝置朝向軟 板電路的開發,期望在未來該裝置體積能縮小更加方便攜帶於腿 部進行試驗。
5. 在現今的演算技術發展上十分多元,本論文是以簡單的模態分組 及樣本熵進行簡單的分析,若能結合其他不同演算法,或許能找 出更準確的特徵值與辨別參數,以提高辨別正常人與初期關節炎 患者的能力。
174
參考文獻
[1] 國家發展委員會,中華民國 2012 年至 2060 年人口推計報告,2012 年 8 月。
[2] 衛生福利部統計處,社會福利統計月報—人口數,2014 年 6 月。
[3] 江 清 泉 , 「 膝 關 節 病 變 之 膝 關 節 振 動 訊 號 的 數 學 模 式 , NSC89-2320- B002-109」,89年度(第一期)國科會專題研究計畫 成果報告。
[4] D. Pereira, B. Peleteiro, J. Araújo, J. Branco, R. A. Santos, and E.Ramos, "The effect of osteoarthritis definition on prevalence and incidence estimates: a systematic review. Osteoarthritis Cartilage,"
Osteoarthritis and Cartilage, 19(11):1270-85, 2011.
[5] L. Busija, L. Bridgett, S. R. Williams, R. H. Osborne, R. Buchbinder, L. March, and M. Fransen, "Osteoarthritis," Best Pract Res ClinRheumatol, 24(6):757-68, 2010.
[6] W. E. Blodgett, "Auscultation of the knee joint, "Boston Med. Surg J., 146(3):63-66, 1902.
[7] M. L. Chu, I. A. Gradisar, and R. Mostardi, "A noninvasive electroacousticalevalution technique of cartilage damage in pathological kneejoints, "Med. Biol. Eng. Comput., 16(4):437-42, 1978.
[8] 蔡季君,「退化性關節炎」,高醫醫訊第十七卷第二期,1998 年 7 月。
175
[9] S. Derrett, G. D. Walley, S. A. Bridgman, P. Richards, and N.
Maffulli, "Magnetic resonance imaging, knee arthroscopy, and clinical decision making: a descriptive study of five surgeons,"Int J Technol Assess Health Care, 25(4):577-83, 2009.
[10] M. Wisłowska, and B. Jabłońska, "Serum cartilage oligomeric matrix protein (COMP) in rheumatoid arthritis and knee osteoarthritis,"
ClinRheumatol, 24(3) :278-84, 2005.
[11] D. J. Hunter, "Advanced imaging in osteoarthritis," Bull NYU Hosp Jt Dis, 66(3):251-60, 2008.
[12] C. Taylor, J. G. Carballido, S. Majumdar, and X. Li, "Comparison of quantitative imaging of cartilage for osteoarthritis: T2, T1rho, dGEMRIC and contrast-enhanced computed tomography, "
MagnResonImaging, 27(6):779-84, 2009.
[13] K. George, "Stages of Osteoarthritis of the Knee," Medically Reviewed, 2010.
[14] 王家鍾,「體腔內部異常音源的動態三維定位及訊號分析之平台 研發及其臨床應用,NSC101-2221-E-214-001」,國科會專 題研究計畫成果報告,2013年7月。
[15] C.B. Frank, R.M. Rangayyan, and G.D. Bell, "Analysis of knee joint sound signals for noninvasive diagnosis of cartilage pathology,"
IEEE Eng. Med. Biol. 9(1):65-68, 1990.
[16] G. F. McCoy, J. D. McCrea, D. E. Beverland,W. G. Kernohan, and R.A. B. Mollan, "Vibration arthrography as a diagnostic aid in disease of the knee," J. Bone Joint Surg., 69-B(2):288-93,1987.
176
[17] Y. Nagata, "Joint-sounds in gonoarthrosis—Clinical application of phonoarthrography for the knees, "J. UOEH, 10(1):47-58, 1988.
[18] A. C. Steven, and C. D. Michael, "Vibration Arthrometry: A Critical Review," Critical Reviews™ in Biomedical Engineering, 41(3):223-42, 2013.
[19] G. F. McCoy, D. E. Beverland, W. G. Kernohan, and R. A. Mollan,
"Meniscus signals in vibration arthrography," Z OrthopIhreGrenzgeb, 125(3):275-9, 1987.
[20] Z.M.K. Moussavi, R.M. Rangayyan, G.D. Bell, C.B. Frank, K.O.
Ladly, and Y.T. Zhang, "Screening of vibroarthrographic signals via adaptive segmentation and linear prediction modeling," IEEE Trans.
Biomed. 43(1):15-23, 1996.
[21] R.M. Rangayyan, and W. Yunfeng, "Analysis of vibroarthrographic signals with features related to signal variability and radial-basis functions," Annals of Biomedical Engineering, 37(1):156-163,2009.
[22] R.M. Rangayyan, and W. Yunfeng, "Screening of knee-joint vibroarthrographic signals using probability density functions estimated with Parzen windows," Biomedical Signal Processing and Control 5, 5(1): 53–58, 2010.
[23] W. G. Kernohan, D. A. Barr, G. F. McCoy, and R. A. Mollan,
"Vibration arthrometry in assessment of knee disorders: the problem of angular velocity," J Biomed Eng, 13(1):35-8, 1991.
[24] K.S. Kim, J.H. Seo, and C.G. Song, "An Acoustical Evaluation of Knee Sound for Non-invasive Screening and Early Detection of Articular Pathology, " J Med Syst. 36:715-722, 2012.
177
[25] J.H. Lee, C.C. Jiang, and T.T. Yuan, "Vibration arthrometry in patients with knee joint disorders," IEEE Trans Biomed Eng.
47(8):1131-3, 2000.
[26] Available: http://www.hncsw.net/product/enclosure/24700.html [27] Available:MP150 Systems,
http://www.biopac.com/Product_Spec_PDF/MP150%20Systems.pdf, 2014.
[28] Available :BioNomadix
Series,http://www.biopac.com/Product_Spec_PDF/BioNomadix%20 Series.pdf, 2014.
[29] X.H. Wu," Using Ensemble Empirical Mode Decomposition for Fatigue Analysis of Surface Electromyogram ",M.S. Department of Computer Science & Information Engineering, Choayang University, 2011.
[30] 洪千惠,「以多尺度熵方法分析觀看3D電視者之心率變異」,中 華民國人因工程學會,德明財經科技大學,2006。
178
個人自述
姓名 陳建彰
性別 男
出生日期 82 年 02 月 06 日
出生地 高雄市
電子信箱 [email protected]
學歷 義守大學生物醫學工程學系碩士班
2015.Sep~2017.June
義守大學生物醫學工程學系 2011.Sep~2015.June
專長 醫學電子、電子電路
參與之研究著 作
1. 產學合作計畫-以病人安全為考量之電刀回流板 接觸程度測量裝置的研發(計畫編號:MOST 104-2622-E-214-007 -CC3)
2. Jia-Jung Wang , Z.J. Chen ,Y. SU , J.Y. Syu ,T.M.
Tsai , and L.C. Lin, " A New Safety Device for
Assessing the Contact Impedance of Return Pads with Skin Tissue" , GCBME, 2016
3. 無線可穿戴式關節醫療電子裝置研發與試驗(計 畫編號: MOST 105-2632-E-214-002)