帕金森氏症手部感測系統

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亞東學報第 37 期民國 106 年 12 月 85 - 88 頁

Journal of Oriental Institute of Technology Vol. 37, December 2017 pp. 85 - 88 85

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醫療日益進步，儀器也逐漸進步，有很多病狀、疾病我們能醫治與治療，可是要想提早知道做預防卻是難上加難。我們發現帕金森氏症在初期有手抖之症狀，也不易發現，而且越早發現越能從根本來醫治，從此發想，我們製作此儀器，量測其手部頻率，透過藍芽傳輸至平板顯示，並將此數據，經由演算法，運算出頻譜顯示，一方面能在早期發現有無此症狀，另一方面也能為醫生提供數據，方便為日後的病情有所依據。 ᙯᔣෟ：帕金森氏症、智慧型手機、量測系統

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近年來，無線接收與微控制器技術的進步，使得國內量測系統的相關研究蓬勃發展，其中變化最大是無線感測器，能夠持續、不中斷的量測，使收集生理上的訊號變得更加準確，讓量測系統可以有更多的可能性。在醫療技術以及非侵入式量測的進步環境下，使得醫療層面往高齡化發展，因而使量測系統的建立成為一種趨勢。智慧型手機在近年來的發展更多樣且迅速，現今人們幾乎是人人必備，再加上開放式的程式碼 Android 下，使得智慧型手機能有更多的應用。許多研究也使用智慧型手機來當作媒介，進行診療之用；因此在智慧型手機非常普及的環境下，醫療量測的方式及方法變得更多元、成本也能夠減少許多。

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帕金森氏症，在目前的醫療環境和技術，是無法根治的，只能透過藥物來紓緩病狀，在帕金森氏症前期會有手抖的病徵，但又與老人手抖相似，但有一些差異就是帕金森氏症的手抖屬於靜止性顫抖，靜止性顫抖為肢體並未作任何動作而顫抖；老人手抖則屬於動作性／姿勢性顫抖，動作性／姿勢性顫抖為肢體做出動作或是姿勢所導致的顫抖，雖然有此之分，但還是無法用肉眼很輕易的判別，透過此系統量測，能夠提早知道是否有可能是帕金森氏症，提早預防與醫治，使病症能夠延緩。

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本系統裝置分為三部分，測量端、智慧型手機 APP 與後端存取資料，系統架構如圖 1 所示。本系統在測量端是由單晶片、三軸加速度感測器、藍芽模組三部分所組成。手指的震動及三軸加速度感測器等訊號，會由藍芽模組無線傳輸至智慧型手機的 Android 系統程式上的接收端，並由智慧型手機上的 APP 選擇對應的藍芽進行連線，並顯示在智慧型手機的螢幕上；在接受固定時間後，內部進行演算法運算，將其頻率轉化為頻譜顯示，最後可以將其所量測訊息記錄儲存。此系統可以量測手部頻率，將此頻率由藍芽無線傳輸，顯示在智慧型手機上，並將收集的數據，經 1_{亞東技術學院電子工程系} *_{通訊作者：王清松} E-mail：[email protected]

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亞東學報第 37 期 86 過演算法，轉變為頻譜並列的顯示在智慧型手機的屏幕上，讓使用者能夠從頻譜圖上得知該頻率是否為帕金森氏症可能發生的頻率，也可得知是否為老人手抖的頻率，也可將此數據收集儲存至指定路徑，提供醫務人員能夠更進一步的分析及判斷。 ဦ 1 ր௚ϯຍဦ

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4.1 Android ݈ბ඀ё UI ࠧࢬ 當程式執行後，進入基本資料輸入介面，上面可填寫編號、姓名、出生年月日等個人資料如圖 2 所示，中間也設有診斷，可選擇多種病狀紀錄如圖 3 所示填寫完畢後，即可按下 save 按鈕，儲存在指定路徑下。 2 UI ૄώྤफ़Ꮾˢ̬ࢬ ဦ 3 ෧ᕝྤफ़Ꮾˢ̬ࢬ 4.2 Android ତќბᖡ܂඀ё Android 端的藍芽接收畫面，必須先將本系統量測之儀器打開後，開始發送藍芽訊號，並在藍芽接收程式端，會顯示是否有此藍芽裝置。若無，則可以重新搜尋裝置；若有，則直接進行連線，並開始測量，如圖 4 所示。 ဦ 4 ᖡ܂ତќᏮˢ඀ёბ 4.3 Android ბᖡ܂඀ёĞณീࢱࢬğ 上半部為手部量測所顯示的畫面，下半部為手部量測經運算過後所顯示的畫面。此儀器原理為，將所要量測手指，穿戴此儀器後，按下 start 即可開始測量，從儀器上所感測的訊號後，經由藍芽無線傳輸，傳輸至 APP 上，並顯示波形在上半部畫面中。如圖 5 所示。

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帕金森氏症手部感測系統 87 ဦ 5 ณീ൪ࢬેҖ 4.4 Android ბႊზڱ 將剛量測完的頻率數據，經由運算以及把資料訊號處理為數位訊號，使其可以電腦進運算，再經由傅立葉轉換的方式，資料由時域轉換為頻域，並能從其中看見頻率的分布，且顯示再下半部的畫面上。 4.5 Android ბဦԛពϯ 圖 5 中將轉換為頻域的資料，顯示在下半部的畫面上，並把其中出現過最多頻率的資料標為紅色和顯示最高頻率，從下半部分，我們分為三類，3~6Hz 和 6~8Hz 以及其他區域，如出現過最多頻率的資料落在 3~6Hz，則有可能患有帕金森氏症；如最多頻率的資料落在 6~8Hz，則有可能是老人手抖的病狀，以此方式使用者或是醫師能馬上了解，此次量測的狀況。 4.6 хᑫ̈́ྤफ़ 量測完畢，可以選擇是否把這次的資料儲存，若儲存在使用者基本資料後面，會儲存這次最高的頻率以及系統日期時間，並將此測量的數據以及運算過後的數據儲存在指定路徑，以方便日後醫生研判病情，以及蒐集大數據參考之依據圖 6 所示。 ဦ 6 ᐼхᑫ९

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本系統結合單晶片、三軸加速度、藍芽模組等，三大部分，可將手部感測的訊號，經由藍芽無線傳輸，傳輸至 app 上，並且顯示在畫面中。經過演算法運算，並將其顯示在畫面上，即可顯示最高頻率。也可將結果儲存在後端，一方面能讓使用者清楚看見測量的結果，另一方面後端資料能使醫護人員在做進一步的後端分析以及蒐集資料。本智慧型帕金森氏症手部感測系統結合藍芽無線傳輸以及使用手部量測來有效篩檢帕金森氏症病狀，是一套優秀的醫療系統。

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1. 巴金森氏症─台大醫院巴金森症醫療中心 http://www.pdcenterntuh.org.tw/ContentAspx/Browser00.asp x?isClass=3&

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亞東學報第 37 期

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A Wearable Smart Device for Parkinson Patien

Wang, Ching-Sung

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_{Lee, Chin-Jen}

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_{Li, Ting-Yu}

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_{Tang, Ming-Hong}

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Abstract

Parkinson’s disease affects movements of the nervous system. It develops gradually with a barely noticeable tremor in just one hand; the disorder also commonly causes stiffness and develop slow of movement. Our machine was designed to record patients’ movement of tremor, stiffness, and slow movement. Data will be delivered by blue tooth to any smart devices. In addition, proper algorithm will be applied in order to develop practical spectrum for doctors to manage, diagnose, algorithm can not offer surgery and medication, and to treatment for improving patients’ symptoms early.

Keywords: Parkinson’s Disease, Smart phones, Measurement system

1_{Department of Electronic Engineering}

* Correspondence author: Wang,Ching-Sung E-mail：[email protected]