導波式陣列光學感測技術在混沌生理訊號之同步交互作用探討

本計畫將以光體積描記法 (photoplethysmography, PPG)為方法論，設計並開發一個可以研究同步生理交互作用(synchronized physiological interaction)和生理節律耦合(complex physiologicalrhythms)的光學檢測硬體架構。為提升硬體架構對多重生理混沌隨機訊號(stochastic processes ofmultiple chaostic physiologies)的時空解析(temporo-spatial resolution)能力。本計畫將開發一個具二維導波光路陣列 (two-dimensional optical waveguide array)架構，並可將光學訊號控制為單通道、一維陣列通道、二維陣列通道輸出。光學訊號可設計為單波長或多波長輸入。本計畫將以連續小波轉換(continuous wavelet transform, CWT)為方法論，開發一個可以達成在多重生理系統交互作用下之疾病指標辨識的生理數據演算法。以解決生理時頻訊號在每一個時間瞬間所呈現複雜分布，並且提升生理訊號之訊號雜訊比(Signal to Noise Ratio, SNR)，以及解決生理訊號基線飄移(baseline wander, BW)的問題。為提升演算法對多重生理混沌隨機訊號的時空解析能力。本計畫所開發的演算法，除對時間頻率可解析外，亦期待可搭配二維導波光路陣列架構檢測，解析生理訊號的空間相位及頻率。截至目前為止，並無演算法可解析同步生理交互作用的波形。因此亦無法對於多重生理系統交互作用下的疾病指標辨識進行標定。期待本計畫的執行，可解析出同步生理交互作用的波形，並對多重生理系統交互作用下的疾病指標辨識進行標定。