近十幾年來，睡眠醫學逐漸受到重視，尤其是睡眠呼吸暫止症（SAS）。此症狀會對人體造成精神與心臟血管方面不良的影響，其中又有高達90%以上為阻塞性睡眠呼吸暫止症（OSA），因此檢測與治療OSA 的方式廣為學界以及醫界所重視。另外心臟週期性運動在人體扮演很重要的角色，而藉由心電圖（ECG）可協助我們瞭解心臟跳動的情形。一般而言，自主神經系統的作用會影響心率的變異特性，所以近年來許多訊號處理的方法被應用在心率訊號分析上，以期待能從心率變異特性找出對應自主神經系統之作用機制和呼吸障礙疾病所造成的機制改變。
藉由以上理由，本研究將以數位訊號處理為基礎，來建立心率變異度（HRV）與診斷OSA為依據的呼吸障礙指數（RDI）之相關性。由於一般分析心率變異度，大都是將偵測QRS波後所得RRI序列內插成類比訊號作分析，因此本研究將以最原始RRI序列，當作成數位訊號去作分析，並且與類比訊號作比較。觀察以數位訊號為基準，分析由心率變異度所選取出的特徵變數，與呼吸障礙指數間的相關性，是否優於以類比訊號為基準的結果。

Sleep medicine, especially for the SAS, has received increasing attention in recent years. One of the primary health implications of SAS is its impact on the cardiovascular system. Due to the fact that 90％ of the SAS are OSA, the diagnose and treatment for OSA have simulated great interest. It has been shown that HRV (Heart Rate Variability) interacts with the autonomic nervous system, which in turn, correlated with OSA. Consequently, many signal processing methods have been applied to analyze HRV with the hope that features that correlate HRV and OSA can be found.
For the reason, the goal of this work is to develop signal processing methods to explore the interaction between HRV and OSA. In performing such tasks, conventional approaches converts HRV signal to analog from by using interpolation. This work will maintain the original digital form of the HRV. Our results will be compared with the results obtained by the conventional analog method. Finally, the HRV band that has the strongest correlation with the OSA will be reported.

論文目錄
論文目錄 I
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1. 前言 1
1.2. 研究動機與目的 2
1.3. 論文架構說明 3
第二章 研究背景與基本原理 4
2.1. 生理訊號簡介 4
2.2. 心電圖原理 5
2.2.1. 心電圖波形 6
2.3. 睡眠呼暫止症 7
2.3.1. 呼吸障礙指數 9
2.4. 心率變異度(Heart rate variability, HRV) 9
2.4.1. HRV各頻帶定義與分析方法 10
2.4.2. 各頻帶與RDI的關係 12
2.5. 數位訊號處理之基礎理論 13
2.5.1. 取樣定理 13
2.5.2. 快速傅立葉轉換（FFT） 14
2.5.3. 時域與頻域之功率計算方式 14
2.6. 夜間睡眠與睡眠期介紹 15
2.7. 實驗數據資料來源 16
第三章 實驗方法與步驟 17
3.1. 消除ECG訊號基線飄移 18
3.2. 以小波轉換偵測QRS波 19
3.3. 利用數位訊號處理方式分析RRI 20
3.3.1. 時域分析 21
3.3.2. 頻域分析 21
3.4. RRI分成數位與類比訊號作頻譜分析 22
3.4.1. 視窗擷取 22
3.4.2. 類比訊號 23
3.4.3. 數位訊號 23
3.4.4. 驗證類比訊號取樣頻率演算法則 23
3.5. 心率變異度之頻域分析 24
3.6. 尋找數位訊號頻帶 25
3.7. 頻帶微調搜尋 26
3.7.1. 頻帶微調搜尋概念 26
3.7.2. 頻帶微調搜尋之方法 27
第四章 實驗過程與結果 29
4.1. 特徵變數選取與結果 29
4.1.1. LF/HF與RDI作correlation的結果 29
4.1.2. AB2/ALL與RDI作correlation的結果 33
4.1.3. VLF/ALL、HF/ALL與RDI做correlation結果 37
4.2. 不同睡眠時段ALF/AHF、AAB2/ALL與RDI的相關性 39
4.2.1. 各不同睡眠時段與RDI之相關係數值 39
4.3. 上半夜扣前半小時和整夜扣前後半小時與RDI之相關性 41
4.4. 分成男生、女生兩群，觀察LF/HF、AB2/ALL與RDI相關性 48
4.4.1. 男、女生兩群LH/HF與RDI的相關性 48
4.4.2. 男、女生兩群AB2/ALL與RDI的相關性 52
4.5. 實驗結果分析與討論 56
4.5.1. 各特徵變數在不同時段與RDI的相關係 56
4.5.2. 特殊案例 58
第五章 結論與未來展望 59
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