生理訊號的科技輔具

1. 生理訊號的科技輔具

2. 生理訊號 • ‧神經系統及內分泌系統作主導及協調 • ‧即時、客觀、量化

3. 生理訊號 • ‧早期－－電訊號 例：肌電訊號(EMG)、心電訊號(ECG)、或腦波圖(EEG) • ‧近期－－泛指身體中自發或被激發出的所有物理與化學訊息 例：核磁共振掃描(MRI)、超音波、CT

4. 生理訊號的科技輔具 • 化學訊號、電訊號：靠其他機械才能徵測 • 三大要件： 1.徵測生理訊號 2.分析處理 3.反應回饋

5. 生理訊號的科技輔具 動作一 生理訊號 電腦、處理器分析訊號 動作二 動作三

6. 生理訊號的科技輔具 外接電腦分析訊號然後傳送動作指令 產生動作指令 徵測生理訊號

7. 需要用到生理輔具的個案實例 • 脊椎損傷而癱瘓的個案－超人：克里斯多夫．李維 • 閉鎖症候群(locked-in syndrome) 的患者 －「潛水鐘與蝴蝶」的作者－尚多明尼克‧鮑比(Jean-Dominique Bauby) －「我還活著－潛水鐘之愛」的作者菲力浦‧維岡 • 漸凍人－運動神經元疾病的患者 －肌萎性側索硬化症(ALS)患者：史蒂芬·威廉·霍金，英國著名物理學家

8. 橫隔膜電刺激手術 讓「超人」靠自己呼吸 • 1995年美國〈超人〉影集男主角克里斯多夫‧李維因騎馬發生意外，導致脊髓損傷。 • 靠著一種植入橫隔膜肌肉的裝置，不用呼吸器而自己呼吸 • 橫隔膜調速系統( diaphragm pacing device/system )

9. 讓癱瘓者以心靈感應來與外界溝通 • 手掌套上了機械手臂，癱瘓的人可以靠著腦波傳達意念，藉由意志來控制電動手部義肢，輕鬆的拿起了杯子。

10. 電腦人腦介面的介紹 • 定義－電腦人腦 • 原理－新的溝通管的類型 • 優點－幫助完成日常生活的活動。 • 需克服的困難－如何辨識變化莫測而難以分類的腦波訊號 －

11. 猴子動動腦 機械臂就會動

12. 機械臂的原理 • 原理－利用腦波控制機械手臂 • 以前研究的方向－利用義肢來協助行動 • 未來發展－電腦晶片

13. 閉鎖症候群(locked-in syndrome) • 病人神智及感情一切正常 • 除了眨眼和眼球持動外，全身的肌肉都癱瘓 • 無法有任何表情、言語、構音、咀嚼、吞嚥、呼吸、咳痰或移動四肢的動作。 • 多見於腦中風患者，中風腦子受損的部份在腦幹。 • 病人只能靠眨眼或傳動眼球與外界溝通，好像全身被鎖住似的。 故稱為閉鎖症候群。

14. 閉鎖症候群(locked-in syndrome) • 「潛水鐘與蝴蝶」的作者－尚多明尼克‧鮑比(Jean-Dominique Bauby) • 「我還活著－潛水鐘之愛」的作者菲力浦‧維岡。 －使用瞳位追蹤式輔具

15. 漸凍人 －運動神經元疾病的患者 • 上運動神經元疾病患者 －肌肉僵直，反射增強 ，患者走路一跳一跳的。 －膝蓋抖動 • 下運動神經元疾病患者 －肌肉萎縮：手掌→指尖→弧口→肩膀→頸部→舌頭→吞嚥肌肉 －吞嚥困難及呼吸衰竭

16. 運動神經元疾病分類 • 1.幼年型遠端肌肉萎縮症（JDSMA） • 2.脊髓型肌肉萎縮（SMA） • 3.脊髓側索硬化症（ALS/MND） • 4.下運動神經元症候群（LMN）

17. 相關報導－使用電訊號的生理訊號輔具 11月16日　自由時報 　　英國泰晤士報15日報導，藉由腦部電極植入技術，或可使無法說話的癱瘓病患，再度恢復說話能力。 　　美國波士頓大學研究人員在「閉鎖症候群」患者腦部的說話區，植入能「讀取」患者思想的電極，希望有朝1日將 電極記錄的訊息轉化為電腦合成音，使患者如同罹患運動神經元疾病，而無法言語的物理學巨擘史蒂芬．霍金，透過電 子聲音再度說話。 　　「閉鎖症候群」患者深受全身癱瘓、意識清晰之苦，其成因為腦部受傷、用藥過量、中風，或罹患使神經細胞受損 的疾病。 電極可記錄神經元訊號 　　八年前因車禍癱瘓、不能言語的二十七歲美國青年藍姆西是全球第一位接受該電極植入的病患，所植入的電極能記 錄下腦部主管說話區域四十一個神經元所產生的訊號。在這項研究中，唯有透過眼睛動作才能對外溝通的藍姆西，被要 求集中想像聽起來像oh、ee、oo的母音，以便讓研究人員檢視電極記錄的訊號。研究團隊表示，對於藍姆西設想的聲 音，他們能正確辨識出八十％。該研究由波士頓大學布隆伯格教授主持。布隆伯格指出，研究團隊將開始以電腦把藍姆 西的思想轉化為合成聲音。對於轉譯聲音是否正確，藍姆西將提供直接回饋，並允許他對系統進行調整，以提高準確 度。該研究的終極目標是讓他透過電腦，達到「我思故我說」的境地。 　　參與研究的「神經訊號」公司主管萊特說：「這將令人大感振奮，我們希望這會是一項突破。」他指出，三個母音 一旦完成微調，研究團隊將進一步著手其他母音與子音的調音工作。 　　萊特也強調，要讓藍姆西仰賴此系統對外溝通，仍有一段路要走。他說：「對話是我們希望達到的目標，不過距離 目標仍相當遙遠。

18. 潛水鐘搶救行動方案 • 民國八十七年 • 林宸生教授所領導的，逢甲大學「潛水鐘救援人機界面」的研發團隊 • 最初致力於末期漸凍人的唯一溝通輔具---追瞳器，開始了潛水鐘計劃。 • 爾後研發出多種生理訊號輔具，對臺灣的輔具科技是一項重要的進步與突破。 －光學式瞳位追蹤器 －影像頭控系統 －聲控系統

19. 光學式瞳位追蹤器 • 目標：結合照明、 取像、影像處理設備與個人電腦所組成的電腦視覺檢測系統，應用影像處理技術以從事瞳位追蹤。 • 最初用於戰鬥機中，飛行人員不需動手就可以操控飛機。 • 用於幫助一些殘障朋友藉著追瞳系統來與機器溝通，或者是用於急診室，讓身受重傷沒辦法講話的患者，能透過追瞳系統來與醫師溝通。 • 實例－眼控滑鼠

20. 謝謝聆聽！ Thanks for listening!