臺灣博碩士論文加值系統

血氧濃度是在手術室、術後恢復室、急診或加護病房中確認病人安全之檢查清單中相當重要的生理數據。在麻醉後恢復室中，深度麻醉的病人也有相關的血氧監控規範與監測儀器。然而做中、重度鎮靜止痛麻醉檢查的病人，基於醫療成本考量，其恢復室的人力與血氧監測儀器等資源較少。但隨著人口老化，病情相對複雜且併發症多，增加鎮靜止痛麻醉後恢復時的風險，因此建立一套可連續監控、操作容易、成本低廉的血氧監測系統對於病人安全有其必要性。搭配手指型遙測脈搏血氧分析儀，建立一個一對多微型即時脈搏血氧監控系統。選用市售手指式脈搏血氧分析儀與本實驗室開發之藍牙模組介接，使其成為遙測脈搏血氧分析儀，搭配本研究者參與開發之藍牙接收閘道器，將血氧資訊傳送至Raspberry Pi 上運行之微型伺服器，並運用WebSocket技術將接收的血氧資訊即時呈現於監視器上。並加入手動/自動告警機制，若病人血氧低於告警設定值，監視器會出現告警訊息與音效。系統開發完成後進行系統測試並於台北榮總手術後麻醉恢復室進行使用者測試兩週，並使用機器與系統問卷與系統使用性尺度量表 (system us-ability scale) 供護理師填寫以評估本系統之滿意度與適切性。系統開發完成後進行小規模系統測試，本系統可即時反應受試者之血氧濃度參數，另在院內進行實際測試後由護理人員填寫量表與問卷，結果在使用性尺度量表平均分數為83分，標準差12 (n=10)，機器與系統問卷中使用者滿意度為8.8分、標準差1.0分 (n=10)。問卷與量表的結果說明本系統以護理人員來說易於使用且具有實際的功效。

The oxyhemoglobin saturation by pulse oximetry (SpO2) of patients is a critical physiological index on the checklist to ensure patient safety in the operating room, post-surgery recovery room, emergency room, or intensive care unit. Deep sedation patients also have related guidelines and instruments to monitor blood oxygen levels in the post-sedation recovery room. However, the staff and instrument resources in recovery rooms of patients un-der moderate and heavy sedation after examination is less prevalent due to cost considerations. As the aging population continues to develop, diseases will become relatively complex with more complications, further increasing the risk of recovery after sedation; therefore, it is necessary to develop a pulse oximetry monitoring system that can continuously monitor, is easy to operate, and low cost to ensure patient safety. Building a cost-effective, easy to use monitoring system of BLE fingertip pulse oximeters that can simultaneously monitor multi-ple patients. Finger-type pulse oximeter freely available on the market were selected for interfacing with the Bluetooth Low Energy (BLE) module developed by KYLAB to create a remote telemetric pulse oximeter. It was then combined with a BLE gateway receiver developed in this laboratory to send SpO2 data to a miniature server running on a Raspberry Pi. WebSocket technology was applied to display the received SpO2 data onto the monitor in real-time with an added manual/auto alarm mechanism that displays an alert notification and sound if patient blood oxygen levels drop below the default alarm settings. After the system completed development, it was tested over a duration of two weeks in the post-sedation recovery room of Taipei Veterans General Hospital. A system usability scale (SUS) form and machine and system evaluation questionnaire were provided to nurses for a survey to evaluate the system’s usability. The system has completed development and the small-scale testing conducted showed the ability to reflect the blood oxygen data of test subjects in real-time. Through actual testing within a hospital, the SUS form and machine and system questionnaire survey conducted among nurses achieved an average score of 83 with a standard deviation of 12 (n=10) and user satisfaction in machine and system questionnaire is 8.8 with standard deviation of 1 (n=10). The results show that the system is simple to use and provides tangible benefits for medical staff.

誌謝 i
中文摘要 ii
ABSTRACT iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第壹章 緒論 1
第一節、 研究背景 1
一、 血氧飽和濃度與病人安全 1
二、 脈搏血氧分析儀介紹與應用 1
三、 脈搏血氧分析儀在手術後與鎮靜後恢復室的應用 3
第二節、 研究目的 4
第貳章 研究方法 5
第一節、 微型遙測脈搏血氧濃度監測系統設計 5
一、 系統操作流程與主要功能 5
二、 系統架構與設計 5
第二節、 指尖式低功耗藍牙無線脈搏血氧分析儀硬體設計 6
一、 硬體架構 6
二、 韌體流程 6
第三節、 低功耗藍牙訊號接收匣道器硬體設計 6
一、 硬體架構 6
二、 韌體流程 7
第四節、 脈搏血氧濃度監測系統軟體設計 7
一、 系統架構 7
二、 訊號接收與解析 8
三、 使用者介面 8
四、 血氧濃度告警機制 9
五、 資料庫設計 9
第五節、 系統測試 10
一、 設備同時連線數 10
二、 訊號回應時間 10
三、 血氧濃度告警數值計算 10
四、 血氧濃度告警觸發 10
第六節、 場域測試 11
一、 測試流程 11
二、 問卷與量表 11
第參章 研究結果 12
第一節、 系統開發結果 12
第二節、 系統測試結果 14
一、 設備同時連線數 14
二、 訊號回應時間 14
三、 血氧濃度告警數值計算 14
四、 血氧濃度告警觸發 14
第三節、 場域測試結果 15
第肆章 綜合討論 16
第一節、 研究貢獻 16
第二節、 研究限制 17
一、 場域測試地點 17
二、 場域環境限制 17
三、 藍牙脈搏血氧分析儀量測限制 17
第三節、 研究未來可應用範圍 18
第四節、 結論 18
參考文獻 19
附表 21
附圖 28
附錄 46
附錄一 機器與系統評估問卷 46
附錄二 系統使用性尺度量度 47
附錄三 同意臨床試驗 / 研究證明書 48
附錄四 測試模組程式碼 49

表目錄
表一、資料庫生理量測數值儲存JSON文件格式 21
表二、訊號回應時間測試結果 22
表三、血氧濃度告警數值計算測試資料與結果 23
表四、血氧濃度告警觸發測試資料與結果 25
表五、系統使用性尺度量表與機器與系統評估問卷結果 27

圖目錄
圖一、四種血紅蛋白物質的透射光吸收光譜 (Jubran, 2015) 28
圖二、常用低功耗無線傳輸技術規格 (Bandara, 2015) 29
圖三、系統操作流程圖 30
圖四、系統架構圖 31
圖五、訊號接收與解析程式執行流程圖 32
圖六、使用者介面操作流程 33
圖七、使用者介面設計 34
圖八、系統使用性尺度量表分數與其他排名方式比較 (Aaron Bangor et al., 2009) 35
圖九、系統開發結果硬體部份 36
圖十、前端程式循序圖 37
圖十一、後端程式循序圖 38
圖十二、主要使用者介面 39
圖十三、使用者下拉式選單操作介面 40
圖十四、通訊軟體告警發送畫面與架構圖 41
圖十五、設備同時連線數測試結果 42
圖十六、血氧濃度告警數值計算測試結果顯示 43
圖十七、血氧濃度告警觸發測試結果顯示 44
圖十八、場域測試現場 45

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