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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鍾季甫
研究生(外文):CHUNG, CHI-FU
論文名稱:非侵入式穿戴式量測裝置於血液量測之研究:以血糖為例
論文名稱(外文):Research on Non-invasive Wearable Measurement Devices for Blood Measurement: A Case Study of Blood Glucose Measurement
指導教授:張正春張正春引用關係
指導教授(外文):CHANG, CHEN-CHUN
口試委員:盧柏文呂守正
口試委員(外文):LU, PO-WENLU, SHOU-CHENG
口試日期:2024-07-04
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2024
畢業學年度:112
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:穿戴式裝置非侵入式量測神經網路模型
外文關鍵詞:Wearable devicesNon-invasive measurementNeural network model
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摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 論文架構 4
第二章  背景知識 5
2.1 非侵入式血糖量測之國內外研究 5
2.1.1 使用機器學習對智慧型手機 PPG 訊號進行血糖值迴歸 5
2.1.2 基於雙波段PPG和生物電阻抗量測神經網路的非侵入性血糖估算系統 6
2.1.3 使用機器學習實現非侵入式血糖量測 7
2.1.4 穿戴式裝置應用於非侵入量測血液資訊及模型建立之研究 8
2.2 PPG光譜感測技術 9
2.3 深度神經網路模型框架 9
2.3.1 VGG16&VGG19 9
2.3.2 GoogLeNet 11
2.3.3 ResNet 13
2.3.4 EfficientNet 13
2.3.5 Vision Transformer 15
第三章  研究方法 17
3.1 研究架構 17
3.2 非侵入式穿戴式血糖量測系統 17
3.2.1 系統架構 18
3.2.2 微型光譜感測晶片 NSP32 18
3.2.3 行動裝置應用程式 19
3.3 IRB試驗 21
3.3.1 IRB及人體試驗介紹 21
3.3.2 資料採集標準作業流程 22
3.3.3 實驗裝置安裝 23
3.3.4 實驗數據分析及標記 25
3.4 訊號處理 26
3.4.1 實驗數據資料庫 26
3.4.2 光譜訊號處理 27
3.4.3 熱力圖建立 27
3.5 分析方法 29
3.5.1 混淆矩陣 29
3.5.2 ROC曲線及AUC曲線下面積 31
第四章  實驗與結果 33
4.1 非侵入式穿戴式血糖量測系統 33
4.1.1 非侵入式穿戴式血糖量測裝置 33
4.2 IRB試驗數據分析 35
4.2.1 血糖項目人次分布表 36
4.3 深度神經網路模型訓練與測試 40
4.3.1 VGG16&VGG19模型建立及測試結果 40
4.3.1.1 VGG16模型同一醫院資料測試結果 42
4.3.1.2 VGG16模型不同醫院資料測試結果 46
4.3.1.3 VGG19模型同一醫院資料測試結果 50
4.3.1.4 VGG19模型不同醫院資料測試結果 54
4.3.2 GoogLeNet模型建立及測試結果 58
4.3.2.1 GoogLeNet模型同一醫院資料測試結果 58
4.3.2.2 GoogLeNet模型不同醫院資料測試結果 62
4.3.3 ResNet模型建立及測試結果 66
4.3.3.1 ResNet模型同一醫院資料測試結果 67
4.3.3.2 ResNet模型不同醫院資料測試結果 71
4.3.4 EfficientNet模型建立及測試結果 76
4.3.4.1 EfficientNet模型同一醫院資料測試結果 77
4.3.4.2 EfficientNet模型不同醫院資料測試結果 81
4.3.5 VisionTransformer模型建立及測試結果 85
4.3.5.1 VisionTransformer模型同一醫院資料測試結果 85
4.3.5.2 VisionTransformer模型不同醫院資料測試結果 89
4.3.6 各模型表現比較 93
第五章  結論與未來展望 96
5.1 結論 96
5.2 未來展望 97
參考文獻 98

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