臺灣博碩士論文加值系統

在本研究之中，提出了新式非接觸感測技術作為量測生理訊號的平台，以獨特的SIMO收發系統以及ICA演算法架構建構一套生理訊號感測系統，解決了傳統電極式感測器所帶來的不便與電極硬化、接觸不良的問題，改善傳統方法繁瑣複雜的測量流程。
傳統電極的測量方法，受限於固定式軟性電極導線的長度和電極的黏附方法，受測者無法在受測當中移動身體或是改變身體的角度，這將會限制測量時的運動狀態。新式SIMO無線感測技術可以避免受測物改變姿態所造成的導線拉扯及接觸不良。以ICA為主體的生理訊號演算法，不但可以同時分析出多個不同的訊號源，也提供了相較於單接收雷達系統更為準確的生理訊號資訊，以供輔助醫療診斷之用。
本研究之貢獻在於開發完整的多接收器無線生理訊號感測系統，從測量核心至分析工具，使用了新式測量概念和後端分析技術，減少了對受測者的運動限制，增加了使用的便利性和準確性。

In this study, he proposed a new wireless technology as a platform for measuring the physiological signals. Using the radar system, unique transmission conception and analysis algorithm, he constructed a physiological signal sensing system to solve the problems which traditional one might have. The problems including discomfort caused by hardened electrodes, loose contact, and limitation of movement. He provided a much comfortable environment for the subjects, rather than restricted the traditional method might have.
The traditional method of electrode measurement is restricted to a fixed carrier and electrode adhesion method, the subjects are unable to move the body or change the angle of the body while measuring, which will limit the posture of movement.
New wireless sensing technology could avoid the artifact caused by changing states. The algorithm, ICA, not only could detect different source signals from the chest, but provided accurate signal analysis which can be used in medical diagnosis aid.

Contribution of this research lies in developing complete wireless physiological monitoring sensor system. Using the new measuring concepts, it could reduce the limitation, and increase the ease of use.

表目錄 VI
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 論文架構 3
第二章 研究背景 5
2.1 心電圖概論 5
2.1.1 心電訊號傳導原理 5
2.1.2 心電圖量測的干擾 7
2.2 呼吸 8
2.3 心跳率 10
2.4 睡眠呼吸中止症 11
2.4.1 睡眠呼吸中止症分類 11
2.4.2 阻塞型呼吸中止症概述 11
2.4.3 傳統監測睡眠呼吸中止症的方式 12
2.5 結語 13
第三章 無線感測系統之原理與架構 14
3.1 都卜勒雷達系統 14
3.1.1 都卜勒效應 14
3.1.2 都卜勒於本研究之數學推導 15
3.2 獨立成份分析 16
3.2.1 ICA運算基本概念 17
3.2.2 ICA程式流程 18
3.3 系統架構與設計目的 20
3.3.1 多接收天線架構 20
3.3.2 頻段選擇 22
3.3.3 系統架構 24
3.4 電路設計 26
3.4.1 微帶傳輸線(microstrip line) 27
3.4.2 振盪器(Oscillator) 28
3.4.3 雙極放大器 30
3.4.4 一對四分波器 33
3.4.5 低雜訊放大器(LNA) 34
3.4.6 混頻器(Mixer) 38
3.4.7 天線設計 39
3.4.8 比較電路 42
第四章 軟體與ICA演算法 45
4.1 基本ICA模擬 45
4.2 結合ICA於雷達系統之議題 48
4.2.1 分析一：感測器數量少訊號源數量 49
4.2.2 分析二：訊號源幅值相差過大 52
4.2.3 解決對策 57
4.3 演算流程 63
4.3.1 偵測呼吸 66
4.3.2 偵測心跳 69
4.3.3 頻段判定法 71
4.3.4 全流程圖 72
第五章 實驗結果 73
5.1 標準作業程序(STANDARD OPERATION PROCESS) 74
5.2 實驗結果 76
5.2.1 試驗架構1 76
5.2.2 試驗架構2 77
5.2.3 試驗架構3 78
第六章 結論與未來發展 79
6.1 結論 79
6.2 未來發展 80
參考文獻 82

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