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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:翁郁翔
研究生(外文):Yu-Hsiang Weng
論文名稱:院前緊急救護之遠距資訊醫療整合系統研發
論文名稱(外文):Development of an Integrated Telemedicine System for Pre-hospital Emergency Care
指導教授:婁世亮
指導教授(外文):Shyh-Liang Lou
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:生物醫學工程研究所
學門:工程學門
學類:生醫工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:到院前心肺功能停止醫療資訊系統自動心臟按摩系統雲端資料庫系統
外文關鍵詞:out-of-hospital cardiac arresttelemedicine systemautomated CPR systemdatabase system
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給予院前心肺功能停止(out-of-hospital cardiac arrest, OHCA)患者持續地實施心肺復甦術為提升病患生存率之重點,本研究基於電動心臟按摩器之急救運行過程,施以即時且有效的心臟按摩,並整合即時生理監測系統,建構雲端網路平台,使院端即時獲得患者院前之關鍵生命訊息,爭取院前救治之時效性。本課題所發展的系統平台包含三大部分:(一)救護監測系統、(二)雲端資料庫系統與(三)網頁診斷平台。救護監測系統由訊號擷取與即時監測系統所構成,透過心電圖、光脈動體積描述圖與荷重元感測模組,將擷取得之訊號顯示於生理監測平台,同時以緊急救護平台紀錄初步評估之救護紀錄表,並經由行動無線網路更新至雲端資料庫系統之中。與此同時,網頁診斷平台即可透過網際網路獲得患者之生理參數、救護紀錄等表單內資訊,於第一時間執行診斷與評估,有效加速院端後續醫療處置的準備工作。本課題已完成即時生理監測資訊與雲端資料庫之系統整合,同時網頁診斷平台與資料庫連線顯示所有資訊。本系統之心率演算與模擬器之相關係數為0.99,血氧濃度演算與市售儀器結果之相關係數為0.9979,皆顯示出相當高之相關性。而即時視訊主要以使用者資料流通訊協定(User Datagram Protocol, UDP)進行傳輸,本課題設計即時偵測幀數建立傳輸協議切換機制,在網路涵蓋不佳的地域切換為傳輸控制協議(Transmission Control Protocol, TCP),可提高影像接收率7%之多,有效降低影像傳輸遺失率。

Performing cardiopulmonary resuscitation (CPR) continuously among patients with out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) is the key point to decrease the mortality. Based on electric-based automated CPR system, the purpose of this study was to develop an integrated telemedicine system that combines bio-signal monitoring and cloud based platform to deliver critical information during CPR. The structure of this study are as follows, (1) aid monitoring system, (2) cloud based database system and (3) consultation platform. Aid monitoring system consists of bio-signal acquisition and real-time monitoring system, delivering on-site information, such as electrocardiogram (ECG), photoplethysmogram (PPG) and real-time video to off-site physician in the hospital emergency department(ED). Meanwhile, all information and patient care records (PCR) will be stored into cloud database system via 4G mobile network, so that physicians in the hospital can obtain critical data of patients on the consultation platform for diagnosis during ambulance transport and effectively accelerate the preparatory work of the follow-up medical treatment. This study successfully accomplished the integration of physiological monitoring and cloud database system, allowing physician to browse records of the same patient via cloud database connection. Compared to the simulator, the correlation coefficient of heart rate is 0.99; and the correlation coefficient of SpO_2 between home made device and oximeter sold in the market is 0.9979, which shows a high degree of similarity. The real-time video was transmitted via User Datagram Protocol(UDP), this study proposed a switching protocol UDP and TCP(Transmission Control Protocol), which improve the efficacy of video transmission in rural area about 7%.

目錄
摘要
Abstract
謝誌
圖索引
表索引
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究動機與目的
1.3 文獻回顧
1.3.1 院前緊急醫療診斷之重要性
1.3.2 遠距醫療系統之發展
1.3.3 緊急醫療救護系統
1.3.4 院前即時視訊傳輸探討
第二章 基礎理論
2.1 心電圖簡介
2.2 心律不整
2.3 光體積變化描記圖
2.4 脈搏血氧飽和濃度
2.5 網站平台系統
2.5.1 伺服器端動態網頁技術
2.6 網路傳輸協議
2.6.1 網際網路通訊協定
2.6.2 傳輸控制協定
2.6.3 使用者資料傳輸協定
2.7 資料庫系統
2.7.1 資料庫系統架構
第三章 研究方法與材料
3.1 研究架構
3.2 救護監測系統
3.2.1 心電圖訊號擷取
3.2.2 光脈動體積描述圖訊號擷取
3.2.3 按壓訊號擷取
3.2.4 韌體模組之設計
3.2.5 即時監測平台
3.3 資料庫系統設計
3.3.1 資料庫伺服程式
3.3.2 資料庫表單設計
3.4 網頁診斷平台
第四章 結果與討論
4.1 即時監測系統之功能驗證
4.1.1 心率計算結果之驗證
4.1.2 血氧濃度之校正與驗證
4.2 使用者介面
4.2.1 即時監測系統介面顯示
4.2.2 遠端伺服系統介面顯示
4.2.3 救護紀錄平台
4.2.4 院前救護診斷平台
4.3 資料庫設計結果
4.4 無線網路視訊傳輸探討
4.5 醫院臨床經驗探討
4.5.1 本系統之優勢與劣勢分析
4.5.2 本系統之機會與威脅分析
第五章 結論與未來展望
5.1 結論
5.2 未來展望
5.2.1 救護監測系統之改良
5.2.2 遠端伺服系統之改良
5.2.3 整體系統之壓力測試
參考文獻

圖索引
圖2 - 1 心電圖波形
圖2 - 2 愛因索芬三角形於人體示意圖
圖2 - 3 光體積變化描記圖之交流、直流成份示意圖
圖2 - 4 HbO2與Hb之光的吸收頻譜示意圖
圖2 - 5 網站平台系統示意圖
圖2 - 6 伺服器端網頁技術
圖2 - 7 .NET架構示意圖
圖2 - 8 資料通訊協定分層
圖2 - 9 IP封包格式
圖2 - 10 UDP封包格式
圖2 - 11 資料庫系統
圖2 - 12 多層式主從架構示意圖
圖3 - 1 院前緊急救護之遠距醫療整合系統示意圖
圖3 - 2 院前緊急救護之遠距醫療整合系統架構圖
圖3 - 3 救護監測子系統架構
圖3 - 4 雙電極心電圖系統方塊圖
圖3 - 5 雙電極電路之電路拓樸
圖3 - 6 PPG擷取電路系統方塊圖
圖3 - 7 光驅動電路
圖3 - 8 LED發光時序圖
圖3 - 9 荷重元訊號擷取方塊圖
圖3 - 10 韌體系統架構示意圖
圖3 - 11 韌體模組與即時生理監測平台之傳輸封包格式
圖3 - 12 即時監測平台之訊號接收流程圖
圖3 - 13 心率、脈搏數及按壓率之演算
圖3 - 14 血氧濃度演算流程圖
圖3 - 15 視訊傳輸功能流程圖
圖3 - 16 監測平台影像傳輸切換機制
圖3 - 17 傳送訊號之封包格式
圖3 - 18 救護紀錄操作介面流程圖
圖3 - 19 雲端資料庫系統架構示意圖
圖3 - 20 資料庫伺服程式流程圖
圖3 - 21 傳輸回饋切換機制
圖3 - 22 網頁診斷平台架構示意圖
圖3 - 23 網站架設架構示意圖
圖3 - 24 院前醫療救護診斷平台之操作流程圖
圖4 - 1 SpO2校正曲線
圖4 - 2 自製SpO2量測與市售儀器之驗證
圖4 - 3 系統架構示意圖
圖4 - 4 即時生理訊號監測介面
圖4 - 5 視訊影像傳輸介面
圖4 - 6 伺服端應用程式
圖4 - 7 生理訊號資料表單
圖4 - 8 影像紀錄資料表單
圖4 - 9 院前醫療救護紀錄平台之登入驗證功能
圖4 - 10 救護紀錄填寫介面
圖4 - 11 急救處置項目選填介面
圖4 - 12 救護紀錄表單
圖4 - 13 派遣資料填寫頁面
圖4 - 14 派遣紀錄資料庫表單
圖4 - 15 院前救護診斷平台
圖4 - 16 關聯式資料庫表單設計
圖4 - 17 系統使用者帳號資料表
圖4 - 18 市區網路涵蓋量與行經路線示意圖(路線A)
圖4 - 19 郊區網路涵蓋量與行經路線示意圖(路線B)
圖4 - 20 路線A之UDP、TCP幀數比較示意圖
圖4 - 21 路線B之UDP、TCP幀數比較示意圖
圖4 - 22 切換機制測試路線(路線C)
圖4 - 23 路線C之UDP幀數表現
圖4 - 24 路線C應用切換機制之幀數表現

表索引
表3 - 1 BIOSIGNALRECORD表單欄位設計
表3 - 2 VIDEORECORD表單欄位設計
表3 - 3 RESCUERECORD表單欄位設計
表3 - 4 DISPATCHRECORD表單欄位設計
表3 - 5 ACCOUNTLIST表單欄位設計
表4 - 1 心率計算結果驗證
表4 - 2 切換機制比較結果呈現

參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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