元培科技大學
資訊管理系畢業專題
復 健 I C a re Yo u 系 統 計 畫 書
指導老師:黃登揚 老師
組 員:詹德彥(0981408085)
謝婕琳(0981408069)
羅巧欣(0981408096)
莊孟慈(0981408108)
中 華 民 國 一 百 零 一 年 十 二 月
目錄
圖目錄
………...………i表目錄
………...…………...v第一章 緒論
1.1
背景………11.2
動機………21.3
目的………31.4
限制………41.5
關鍵名詞定義………5第二章 文獻探討
2.1
什麼是遠距醫療………62.2
什麼是復健醫學………62.3
復健種類………7第三章 專題規劃
3.1
專題規劃目標………93.2
系統開發方法………93.3
系統架構圖………..103.4
專題設備………..113.5
專題時程規劃………..123.6
專題分工………..133.7
專題貢獻………..13第四章 專題成果
4.1
需求分析………..144.2
使用案例………..164.3
系統介紹………..34第五章 結論與建議
………..36參考文獻
………..…...37i
圖目錄
3.3-1
架構圖………..114.2-1
使用案例圖………..164.2-2
Web登入成功………..174.2-3
Web登入失敗………..184.2-4
Web醫生登入成功………..194.2-5
Web醫生登入失敗………..204.2-6
Web修改個人資料成功………..214.2-7
Web修感個人資料失敗………..224.2-8
Web上傳成功………..234.2-9
Web上傳失敗………..244.2-10
Web詢問醫生成功………..254.2-11
Web詢問醫生失敗………..264.2-12
手機查詢醫院成功………..274.2-13
手機查詢醫院失敗………..284.2-14
手機進行遊戲………..………294.2-15
手機切換使用者成功………..304.2-16
手機切換使用者失敗………..314.2-17
Kinect查看影片成功………...324.2-18
Kinect查看影片失敗………...334.3-1-1
手機介紹………..344.3-2-1
kinect介紹………..344.3-3-1
Web介紹………..35ii
表目錄
表1
開發方法………9表2
客戶端………..11表3
伺服器端………..11表4
開發環境………..11表5
時程規劃………..12表6
專題分工………..131
第一章 緒 論
1.1 背景
隨著整體經濟的發展,對身心障礙者的照護日益增加,而醫療技術的進步, 使得人類平均壽命得以延長。人口結構日漸趨向高齡化,患有行動障礙、感覺不 靈敏或智力退化導致行動不便的病患越來越多,復健醫療的需求也隨之高漲。除 了年齡增長、身體老化所產生的各項症狀外,意外事故則是另一個造成身體傷殘 的主要原因。本系統將開發一套「復健I Care You」系統,簡稱「復健ICU」,利用手機 與Kinect體感器來幫助需要復健的人在任何地方就可以完成復健,並將復健檔案 透過Web上傳至復健師端,復健師可透過Web查詢病患的復健紀錄,透過手機結 合雲端應用即時給予復健者建議,讓病患清楚自己的復原情況,且以遊戲的方式 使復健更加有趣,提升病患做復健的意願,進而提高復健效果。 因此本系統主要設計的方向: (1) 利用手機攜帶方便性,提供無所不在的復健場所,增加病患的復健次 數。 (2) 利用Web當作紀錄平台,加強復健師與病患之間密切性,讓復健師即時 掌握病患情況。 (3) 使用本系統,減少病患到院復健次數,讓病患的復健更有效率。 (4) 減輕復健師的工作量。 本系統因結合無線網路與智慧型產品的應用,讓病患隨時都可復健,且病患 可得知自己的復健資訊,也因智慧型產品更新方便的特性,可以隨時下載新的復 健內容,能夠更方便且更有效率的完成復健,打造一個U化復健室。
2
1.2 動機
對於需復健的人來說,復健是延續生命的重要治療,而復健往往是需要長時 間地進行,且需持之以恆地做,傳統復健都侷限在醫院,而病患在復健室以外的 地方無法復健,導致復健時間變長,使得效果不彰。 先天疾病遲緩兒經研究證實5歲前復建是5歲後的十倍功效,以及數據顯示, 唐氏症兒童在5歲前沒有積極復健治療有50%會死亡。後天因素裡中風發病的年 紀也有下滑的現象,中風的病患中有55%需要永久復建,意外事故也是需要復建 的主因之一,以及全世界面臨人口高齡化的現象,需要復健的病患日益增多,這 些疾病的復健黃金期為3至6個月對於病患日後復原有極大影響,而這些先天及後 天需復健的病患全台每年約兩百萬人。 根據統計有復健科的醫院和復健診所約600間,全台的復健師約8500名,往 返醫院造成偏遠地區病患不便,把物理、職能、語言復健U化,讓病患可以在任 何的地方進行復健;因此本系統建置了一套U化復健系統,主要是在幫助需要復 健的人,隨時隨地進行復健。 基於上述的原因,歸納出以下幾點: (1) 家中復健知識不足,造成復健二度傷害 (2) 無醫生或家人在旁督促,病患常延誤治療時期 (3) 復健病患需時常到醫院做復健 (4) 偏遠地區病患來回醫院不方便 (5) 病患復健效果不彰 (6) 復健師無法及時掌握病患資訊針對以上問題,本系統開發一套「復健I Care You」,運用手機與平板結合 無線網路使復健治療無所不在,並以Kinect介面結合遊戲復健方式,使復健更有 趣,進而提升病患的復健效率,是本系統的主要動機。
3
1.3 目的
本專題系統主要目的如下: (1) 以遊戲方式帶動病患進行復健治療 (2) 自動提醒病患每日復健項目,並自動紀錄是否完成 (3) 減少病患來回醫院的次數 (4) 改善偏遠地區病患做復健的方便性 (5) 增加病患復健次數,讓病患恢復速度加快 (6) 減輕復健師負擔 本系統將建置一個「復健 ICU」系統,運用手持裝置與無線網路的便利性, 無時間與地點的束縛,讓病患在家中就能做復健治療,並可省去來回醫院復健 的時間,透過「復健 ICU」,復健師可迅速了解病患的復健紀錄狀況,並即時 給予相關醫療建議與協助,且降低建置伺服器的成本,加快病患恢復速度,改 善傳統復健的空間限制,給予病患多元化的復健選擇,增加病患復健次數。 本系統希望能給予需要復健的人,在家中就能做復健的環境,並打造一個 家中復健室,並提供遊戲的方式使復健變得更加吸引人,不再枯燥乏味,讓病 患的復健情形得以改善,;病患也可詢問復健師,復健師即可透過本系統得知 病患復健資訊並給予病患所需的幫助,以達到在家中即可完成復健的目的。4
1.4 限制
本專題在進行過程中力求盡善盡美,但恐怕尚有下列幾項限制: (1) 復健種類層面牽涉的太廣,例如:物理治療中的溫度(乾熱、輻射熱、 熱敷、溫水、石蠟、光熱、透熱、超音波、冷水與冰水)療法、紫外線、 電療法,依現有資源我們還無法結合以上復健療程。 (2) 復健種類裡心理治療,須由專家判定病患症狀,我們無法結合這項療 程。 (3) 由於本專題進行時間僅一學期,時間恐怕太短,所以程式功能未能完 善。 (4) 設備資源有限,能完成的系統甚少。 (5) 無網路無法使用。 (6) Android軟體無法在蘋果軟體上使用。5
1.5 關鍵名詞定義
本專題計用到下列幾個重要的名詞,茲分別定義如下: (1) Kinect: 具有深度感應鏡頭,語音麥克風;感應器可傾斜感器調整 可視範圍 水平視角:57度 垂直視角:43度 機身轉動範圍:±27度 深度感應範圍:1.2米至3.5米 最多能同時追踪六個玩家,但是只有兩個玩家可以同時操作一個遊戲。 (2) 物理治療: 物理治療主要是藉著自然界中的物理因子(聲光、水冷、電熱力)及運 用人體生理學原理法則(按摩、徒手矯治、伸張)等,針對人體局部或 全身性的功能障礙或病變,施予適當的非侵入性、非藥物性治療來處理 病患身體不適和病痛治療方式,使其盡可能地恢復其原有的生理功能。 (3) 職能治療: 藉由治療師所設計的活動與練習,來幫助有溝通或吞嚥障礙等生活機能 失調的病患,改善他們的溝通技巧、吞嚥功能或其他生活機能如:開車、 使用電腦,使病患能更有效地與別人溝通,安全的吞嚥與進食,使其生 活品質得以提高。 (4) 語言治療: 一種使用特定活動,從而協助、恢復身體或精神心理上的各樣疾病,它 是一種透過有目的的活動來治療、協助及維持病患生理上、心理上的健 康;或減輕及舒緩病患在發展障礙或社會功能障礙對他們的影響,使他 們能獲得最大的生活獨立性。6
第二章 文獻探討
隨著整體經濟的發展,對身心障礙者的照護日益增加,而醫療技術的進步, 使得人類平均壽命得以延長。人口結構日漸趨向高齡化,患有行動障礙、感覺不 靈敏或智力退化導致行動不便的病患越來越多,復健醫療的需求也隨之高漲。除 了年齡增長、身體老化所產生的各項症狀外,意外事故則是另一個造成身體傷殘 的主要原因。本研究主要目的欲了解由復健團隊以復健遊戲的方式介入,對這些 病患身體功能的影醒,本系統將三種復健治療U化,將復健電子化達到遠距照顧。2.1 什麼是遠距醫療
遠距醫療(telemedicine)泛指應用媒體科技系統、突破時間與空間的控制、以 從事互動式的醫療專業顧問與諮詢。根據世界衛生組織的定義,遠距醫療是「使 用互動式視訊及資訊通訊技術,進行包括診斷、治療及諮詢等醫療照護行為,以 及衛生教育與醫療資訊的傳遞。」現今的遠距醫療結合了電腦、通信與醫學的專 業知識,使醫師可以遠距進行視訊會議及隔空會診,提供偏遠和離島地區的民眾 全面的醫療照顧,也可提供 在 偏 遠 地 區 醫 師 及 護 理 人 員 的 教 學 訓 練 機會。大體而言,遠距醫療係整合文字、數字、圖形(graphics)、影像 (image)、音訊、視訊等各種資料型式,來處理並傳送病患的基本資料、檢驗報 告、生理參數與訊號、各種醫學造影、心音、呼吸聲及會診討論過程等各類資訊, 以爭取治療時效。同時將醫學中心的醫師和護理人員的專業知識與服務,提供給 偏遠及離島地區的民眾、醫師和護理人員,減少病患舟車勞頓之苦。2.2 什麼是復健醫學
復健醫學在醫學界中算是一門十分年輕的科學。相信有不少人都聽過有「復 健」這個名詞,但真正知道復健醫學是什麼的人可能就不多了。廣義的復健,包 含的範圍非常廣泛,風災水災受損後的復原,橋樑受損後的重建,家園的重建, 社會的重整,心靈的改革等都是復健的範疇,而「復健醫學」只是復健的一部份。 目前在醫學領域中,除了預防醫學 (常被稱為第一醫學) 與治療醫學 (常被稱為 第二醫學) 外,復健醫學已逐漸成為另一個醫療的模式,所以復健醫學又可稱為 第三醫學。在醫學領域中,疾病發生後告一個穩定的段落,可能留下後遺症或造 成身心的障礙,如何讓病人剩下來好的部份與殘留功能發揮到最好的程度,讓他 能夠回到家庭,回到社會,回到工作,讓他能獨立自主的生活,這就是復健醫學 的實質意義。因此我們常說「醫學讓生命添加歲數,而復健讓歲數添加生命」。7
2.3 復健種類
2.3.1
物理治療物理治療(Physiotherapy 或 Physical Therapy)是以一種預防、治療、 及處理因疾病或傷害所帶來的動作問題的醫療專業, 於物理沒有聯繫。執行 這個專業的醫療從業人員稱為物理治療師(Physiotherapist,簡稱 PT)或物 理治療生。物理治療是現代與傳統醫學中的非常重要的一份子。物理治療師 所擅長的包含:疼痛處理、肌力的訓練、關節活動度的增進、心肺功能的訓 練強、小兒物理治療等。物理治療主要是藉著自然界中的物理因子(聲光水 冷電熱力)、運用人體生理學原理法則等,針對人體局部或全身性的功能障 礙或病變,施予適當的非侵入性、非藥物性治療來處理病患身體不適和病痛 治療方式,使其儘可能地恢復其原有的生理功能。 物理因子包含聲療、光療、水療、電療、冷療、熱療、力。
2.3.2
職能治療 職能治療一種使用特定活動,從而協助、恢復身體或精神心理上的各樣疾 病。它是一種透過有目的的活動來治療、協助及維持病者生理上、心理上的健 康;或減輕及舒緩病者在發展障礙或社會功能上的障礙對他們的影響,使他們 能獲得最大的生活獨立性。至於美國職能治療學會(AOTA)的定義:職能治 療是藉著使用「有目的性的活動」來治療或協助生理、心理、發展障礙或社會 功能上有障礙的人,使他們能獲得最大的生活獨立性。 職能治療師會透過評估、會談,了解案主生理、心理及社會三方面的功能, 然後透過一連串設計過的活動,讓案主去進行,並從中學習、練習或加強、改 善各種生活技能、心態,以健全生活。 (1) 職能治療師亦會透過各式輔具、義肢等設備來改善或代償案主失能部 分,以確保案主生活或就業能力。 (2) 職能治療業務大致上可分為生理障礙職能治療、小兒職能治療及心理 障礙職能治療三大領域,並分成許多次領域。 (3) 職能治療所關注的表現領域(Performance Areas)有:工作活動、休 閒娛樂活動、日常生活活動。 (4) 職能治療所關注的表現組成(Performance Components)有:感覺動 作層面、認知層面、心理社會層面。8
2.3.3
語言治療 言語治療是一門結合科學,當中包括語言學、心理學、聽覺學、統計學、 病理學、解剖學和生理學等。它是為了治療言語上溝通、在構音、語言發展、 聲線、流暢、聽覺等溝通範疇的困難,並為病人做出評估及諮詢等等。言語 治療師會視乎病情的嚴重性而所用的治療可以包括:物理強化練習、指引及 重複性練習甚至利用視覺聽覺輔助。 隨著時代進步,復健科技化,中華電信、華碩、台大醫院、長庚醫院等, 發表健康照護管理解決方案,以雲端健康管理平台為中心,搭配體感心臟復 健運動系統、健康 ATM、隨身運動管家 Flybee、手機健康管家 App 等裝置, 打造科技化健康生活管理,便於醫生或營養師即時監控健康狀況,利於遠距 照護。 (1) 結合華碩 Xtion 體感裝置,與工研院研發的心臟復健軟體,可測 心電圖、呼吸速度和心律變異等數值。 (2) 開發中的手機健康管理 App 除運動紀錄和健康紀錄,可將攝取食 物照片傳至管理平台。 (3) 研發中的隨身運動管家 Flybee 配在腰間,可自動判別並記錄消耗 熱量,透過藍牙可傳至管理平台。 (4) 復健以遊戲方式結合,例如:結合 Kinect 與虛擬實境將這種運動 的一個 Program 跟認知的 Program 巧妙的結合在同一個程式裡。9
第三章 專題規劃
3.1 專題規劃目標
(1) 以遊戲方式提升病患做復健意願。 (2) 加強復健師與病患之間關係。 (3) 減少病患來回醫院的次數及時間。 (4) 改善偏遠地區病患做復健的方便性。 (5) 輔助病患做復健。 (6) 減輕復健師負擔。 (7) 改善病患等待看診閒置時間。3.2 系統開發方法
此系統以 Web、智慧型手機、Kinect 為主要平台,設計一套讓病患以互動 遊戲的方式進行復健的系統,以 Web 做為紀錄連接的基本平台,以平板電腦 與智慧型手機結合行動網路,使復健無所不在,再以 Kinect 平台結合遊戲復 健方式讓復健變得更加有趣吸引人,讓病患的整體復原力提升,省去因復健而 需不斷奔波醫院的困擾。 表1 開發方法MS Visual Basic
本系統以 Microsoft Visual Basic撰寫,以方便團隊建置。Kinect
結合以動作為主的復健遊戲,讓復健變得有趣。Microsoft SQL Server
安全性高,可多病患連線。Eclipse
以 Java 撰寫,匯入 Android 平台中,以利於團隊建置系統10
3.3 系統架構圖
11
3.4 專題設備
本專題系統使用以下設備 本系統主要分為客戶端與伺服器端以Web、智慧型手機、Kinect系統為平台。 表2 客戶端 客戶端 作業系統 Windows XP SP2 或以上 處理器 Pentium4 或以上 網路 需具備無線網路 其他設備 Kinect 感應器 表3 伺服器端 伺服器 作業系統 Windows XP 處理器 Pentium4 或以上 網路 有線或無線網路 伺服端 Microsoft IIS 資料庫 Microsoft SQL Server 2008 表4 開發環境 開發環境 開發環境 Windows 7開發工具 Microsoft Visual Studio 2010 Visual C#
美工軟體 PhotoshopCS5、IllustratorCS5 手機軟體 以 Eclipse 匯入 Android SDK 開發
12
3.5 專題時程規劃
(1) (2012/1月)欲解決之問題,復健種類 (2) (2012/2月)復健療程電子化發想 (3) (2012/3月)復健療程分類,可電子化復健種類規劃 (4) (2012/4月~7月)電子化復健功能實作 (5) (2012/7月~9月)於個人端與醫療院所端的實際測試 表5 時程規劃 1 題目構想 開始時間 完成時間 花費時間 2 決定題目 2011/10/25 2011/11/05 10 天 3 蒐集復健相關資料 2011/11/08 2011/11/16 8 天 4 找出輔助復健師的方法 2011/11/16 2011/11/13 14 天 5 決定功能 2012/01/05 2012/01/12 7 天 6 決定功能流程圖 2012/01/10 2012/02/15 5 天 7 功能文件撰寫 2012/03/01 2012/04/20 51 天 8 規劃架構圖 2012/03/10 2012/04/20 41 天 9 設計手機版面 2012/04/20 2012/06/28 70 天 10 設計網頁版面 2012/04/30 2012/07/16 77 天 11 設計 Kinect 版面 2012/04/30 2012/07/17 78 天 12 撰寫手機系統程式 2012/06/28 2012/07/16 18 天 13 撰寫網頁系統程式 2012/07/16 2012/08/10 26 天 14 撰寫平板系統程式 2012/08/06 2012/08/13 7 天 15 撰寫 Kinect 系統程式 2012/08/15 2012/08/22 7 天 16 修改手機版面 2012/08/18 2012/09/05 19 天 17 整合三大系統 2012/09/05 2012/09/18 13 天 18 程式實際測試 2012/09/18 2012/09/23 5 天 19 整理與分析系統問卷 2012/09/20 2012/09/28 8 天 20 最後確認與完成 2012/09/28 2012/09/30 2 天13
3.6 專題分工
表6 專題分工 分工內容 實踐人員 題目構想 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 決定題目 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 蒐集復健相關資料 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 四大復健治療調查 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 復健相關書籍查閱 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 決定開發平台 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 決定功能 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 規劃架構圖 詹德彥,謝婕琳 功能文件撰寫 詹德彥,謝婕琳 復健流程如何電子化 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 設計規劃版面 羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 決定功能流程圖 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 程式撰寫 詹德彥 美工套版 羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳 程式實際測試 詹德彥 最終修改 詹德彥,羅巧欣,莊孟慈,謝婕琳3.7 專題貢獻
對於許多先天疾病及後天因素的病患來說,復健是達到復原最重要的關鍵, 而復健往往是需要長時間地進行,且持之以恆;傳統復健侷限於醫院,而病患在 復健室以外的地方不知道如何有效的復健,錯過黃金時期,使得效果不彰。 基於以上敘述,藉由本系統列出貢獻目的如下: (1) 加速復健並節省健保支出。 (2) 落實衛生署達到遠距照護。 (3) 協助長期照護的復健療程。 (4) 取代傳統復健。 利用智慧型手機與 Kinect 結合遊戲的方式,提升病患做復健意願,連結 Web 加強復健師與病患之間緊密性,減少醫療糾紛達到遠距照護。14
第四章 專題成果
4.1 需求分析
需求描述: 傳統的復健,復健的病患時常需從家裡到醫院來做復健,到醫院的 途中有可能造成受傷的部會二度傷害,或是更嚴重,並且因為需要復健 的人非常多,復健師無法隨時陪在病患身邊做復健,但是又因為沒有復 健師的陪伴,造成許多病患不知道該如何復健,復健師不在旁邊也不知 道病患到底有沒有照著復健進度做。 因此,解決下列問題,成為本專題研究目的。 (1) 家中復健知識不足,使病患恢復延緩。 (2) 無醫生或家人在旁督促,病患時常延誤復健黃金時期。 (3) 復健病患需時往返醫院做復健。 (4) 偏遠地區病患來回醫院不方便。 (5) 復健師無法及時掌握病患資訊。 (6) 病患無法隨時隨地做有效的復健。 本研究建置一個 U 化復健整合平台,為研究的重要目標,為了不錯 過復健的黃金時期,並且能夠整合不同的復健方式,提供一個輔助復健 師及病患的復健系統。15 4.1.1 功能需求 (1) 網頁: 會員登入後,有兩種會員,一個是復健師,一個是病患。復健師 可以觀看病患的復健紀錄,並且建議病患復健資訊。而病患可上 傳紀錄給復健師,有任何問題可來信詢問復建師,且可跟其他病 患做交流、分享,並尋找醫院在何處。 (2) 手機: 建立自己的資料後,便可執行復健遊戲,執行完遊戲,可直接上 傳至網頁做為紀錄,若忘記復健時間及復健期間不可吃的食物, 可利用提醒及建議功能,出外發生狀況還可利用手機上的找醫院 來尋找復建的醫院在何處。 (3) Kinect: 使用此功能來訓練病患的肢體,使其肢體能夠加以改善,且上傳 紀錄至網頁。 4.1.2 非功能需求 4.1-2-1 操作性需求: 網頁需使用 IE8 以上版本,且手機須使用 Android 2.3 以上版本。 4.1-2-2 效能需求: 不須使用特別效能需求。
16
4.2 使用案例
4.2-1
使用案例圖
17
4.2-2
循序圖
18
圖4.2-3 Web登入失敗
19
圖4.2-4 Web醫生登入成功
20
圖4.2-5 Web醫生登入失敗
21
圖4.2-6 Web修改個人資料成功
22
圖4.2-7 Web修改個人資料失敗
23
圖4.2-8 Web上傳成功
24
圖4.2-9 Web上傳失敗
25
圖4.2-10
Web詢問醫生成功
26
圖4.2-11
Web詢問醫生失敗
27
圖4.2-12
手機查詢醫院成功
28
圖4.2-13
手機查詢醫院失敗
29
圖4.2-14
手機進行遊戲
30
圖4.2-15
手機切換使用者成功
31
圖4.2-16
手機切換使用者失敗
32
圖4.2-17
Kinect查看影片成功
33
圖4.2-18
Kinect查看影片失敗
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4.3 系統介紹
4.3-1 手機介紹 (圖4.3-1-1) (圖4.3-1-1畫面說明)。 病患初次使用手機系統會跳出新增使用者。 4.3-2 Kinect介紹 (圖4.3-2-1) (圖4.3-2-1畫面說明)。 病患站在 Kinect 前,遵照上面的 姿勢,來啟動系統。35
4.3-3 Web介紹
(圖4.3-3-1)
(圖4.3-3-1畫面說明)。 網路首頁提供最新各項知識。
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第五章 結論與建議
本系統希望能給予需要復健的人,能夠把握黃金時期進行復健,並打造一 個 U 化復健室的環境,以遊戲的方式提升病患復健意願,讓病患的復健情形 得以改善;而病患與復健師可藉由 Web 平台得知相關訊息,復健師給予病患 所需的幫助,加強復健師與病患之間密切性,以達到遠距照護。37
參考文獻
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