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期末專題 Term Project
Introduction § 範圍：生醫工程相關皆可
Topic: Anything that is related to biomedical engineering
§ 重點：實用性 Importance: Practicality
範例 Examples § 生理電訊號量測電路之應用與延伸
Extension and application of the bio-signal detection§ 針對不同的生理信號進行後端應用方面的設計，使成一完整量測系統，或是實用性、趣味性較高的成品。
§ 影像/訊號處理Image and signal processing§ 中國醫學與生醫工程(102-1) § A Machine Learning Approach for Emotion Recognition (102-1) § 虹膜辨識身分驗證系統 (102-2) § Palm vein authentication (104-1) § Basketball shooting specialist (104-1)
§ 其他生醫相關之應用Others § 居家照顧之跌倒偵測系統(103-1) § 足壓感應器鞋墊 (104-2)
Applications of Biometrics
http://www.ihealthlabs.com/
肌電訊號模擬毛筆寫字 (102-1) § 利用手部和臉部肌電訊號分別控制筆之顏色的改變和粗細變化。 § 增加筆觸寬度 § 減少筆觸寬度 § 改變筆觸顏色
§ 鍵盤觸發Event à Python
(4)Python code: -語言/環境： Python / PyQt4 -感謝原作者：楊明仁 我們利用原作者基底，自己再加上筆的粗細和顏色變化方面的 code。 -原理: 以肌電訊號控制鍵盤，鍵盤觸發 Event。 基礎事件有 3種，增加筆觸寬度(increasePenWidth)、減少筆觸寬度(decreasePenWidth)、改變筆觸顏色(changePenColor)。分別由右手、左手、以及
臉部蘋果肌電訊號控制。為了更流暢的寫出類似毛筆的效果，我們增加了一些
state，讓不同情況下觸發不同 event。像是筆觸大小為上限時，右手觸發”小突起
(bubble)”，可以讓轉折處更優美。當筆觸大小小於 threshold時，右手觸發”保
持(keep)”，讓小筆觸更容易控制。最後再加入類似 threading的寫法，讓事件觸
發時，筆觸會自動隨時間以一定速率平滑下降，避免了肌電 RMS不穩定的缺點。
(四)實驗結果:
實際操作圖
書寫範例
生理訊號限速系統(102-2)
4
系統架構 信號源：
流程圖：
硬體系統 電路說明
我們沿用了實驗二做生醫信號量測時所設計的電路，以量測本次專題所需的生理訊號之一：心電訊號。而在實驗二中我們可以得到 P, Q, R, S, T清楚的訊號，缺點是 P與 S較不明顯，且雜訊相對較多，但整體而言仍然屬於不錯的電路設計，因此我們並沒有做調整。此外我們結合在光華商場買的MTARDLC酒精傳感器量測另外一項生理訊號：呼氣時的酒精濃度。 在電路的結合上並沒有什麼太大的問題，因為兩個輸入訊號是獨立的，分別作為不同的類比訊號輸入(Analog Input)。
酒精感測 心電圖
原始訊號
Amp Filter
LabView
Circuit Design
Time domain
Freq domain
MATLAB
FFT
Monitor & comparator
LabView
生理訊號限速系統(102-2)
13
Front Diagram
問題與討論 1.我們是如何決定要偵測哪些生理訊號?
就像研究動機所說，我們查了酒醉和疲勞等不適合開車的生理狀態，有哪些
生理訊號可以偵測他，一開始有心跳、血壓、體溫、反應速度、呼吸酒精濃度。
跟助教討論之後發現若是要做成一個即時偵測的系統，基本上是需要 BDSL自動偵測駕駛員的生理訊號，不需要駕駛員還要主動提供生理訊號輸入或是再經過檢
測。根據這點，反應速度就從我們的偵測訊號清單中剔除了。而不管是酒醉或是
疲勞，體溫的變化都是需要長時間記錄，而且變化不大，且趨勢較不易判斷，故
我們也把體溫刪去。而最後在電路實作上，由於血壓的偵測裝置沒有辦法接到
NI ELVIS上，我們最後也把血壓這個生理訊號去掉，最後就留下上面看到的兩個最重要的生理訊號:心跳與呼吸濃度。
2.我們在實做的過程中遇到哪些問題?
在實做中碰到最大的困難是在 LabVIEW環境下架構 BDSL。除了要重新摸索新的工具的使用方式，我們在設定很多中斷點來抓蟲的過程中，發現 LabVIEW裡面很多邏輯和迴圈雖然命名的和一般程式語言一樣，其實際上邏輯運作卻有些不
01:35
簡易外骨骼(105-1)
眼動輪椅/遙控車(105-1)
根據上面的圖，可以觀察出我們所做的眼動電路，可以判讀出眼睛往特定方
向移動，以及放鬆回來的不同電位，以及清楚的眨眼信號。在眨眼時，測量左右
電位的電路也不太會被干擾。
遙控車上面會載有智慧型手機，透過wifi將手機所看到的信號傳到電腦上，
供操作者模擬真正無法行動的使用者使用眼動輪椅時的情景。
左右-resting state 2 channels-眨眼
遙控車成品
電極貼片位置
上下-resting state 上下-下
+ +
- -
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期末專題Schedule
期末專題採購需求： (1) 期末專題計畫書 1-2 ⾴ (2) Deadline: 4/30
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