心肺复苏术教学系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种心肺复苏术教学系统及方法。
【背景技术】
[0002] 心肺复苏术（Cardiopulmonary Resuscitation,CPR)对于因疾病粹发或意外事故 导致心脏停止跳动的伤员而言，通常是必要且迫切的一种急救技能。因此，在事发后的最短 时间内，旁观者、先遣应急者以及医护人员适当地对伤员施行心肺复苏术来进行紧急处置 成为了伤员存活或愈后的关键。
[0003] 心肺复苏术包括一系列的评估和行动。而随着病例累积与研究报告的结果，心肺 复苏术的施行方式也随之变通，除了可以帮助推广心肺复苏术的学习与普及之外，也可以 获得更良好的急救效益。
[0004] 目前国际主要推广实施的心肺复苏术是采用美国心脏医学会（American Heart Association, AHA)已公布的新版心肺复苏术操作准则。台湾卫生署亦已根据此版本信息 公告新版民众心肺复苏术急救法指南。此新版心肺复苏术指南将现有的施救程序中的"畅 通呼吸道-检查与维持呼吸-胸部按压"（教学的简称口诀:A-B-C)步骤，调整为"胸部按 压-畅通呼吸道-检查与维持呼吸"（教学的简称的口诀：C-A-B)。最近的心肺复苏术急 救法指南中特别强调先进行"胸部按压"，即施行时先行压胸，以确保伤员体内的血液循环 使含氧血流可供应各器官。在施行此新版心肺复苏术急救法时，关于"胸部按压"的技巧至 为关键，其正确施行与否攸关心肺复苏术施救的质量，也是心肺复苏术学习者需要确实熟 稔的重点，有效的"胸部按压"技巧包括以下原则：按压速率达到每分钟100次（100次/分 钟）；关于每次的按压深度（绝对按压深度），对成人与儿童达5厘米（2英时）、对婴儿达 4厘米（约1. 4英时）；每次按压后需要确保完全的胸部回弹；尽量避免中断胸部按压的施 行；避免过度通气。
[0005] 心肺复苏术是否能确实成为救命术的前提是"使更多的人确实学会心肺复苏术， 并能成功地运用此技巧"，使大众能在紧急状况下可成为施救者，对伤员施行心肺复苏术， 以争取更理想的救治时间与成效。因此，积极对大众推广心肺复苏术，并实施教育训练至关 重要。通过讲授课程与实作训练的途径，确实地教导心肺复苏术学习者，使其能实际操作练 习，以掌握正确的技巧。"实作训练"对于心肺复苏术的教学是必须的。如何在实作训练中， 有效地教导心肺复苏术学习者成了主要目标之一。针对此目标，发展一套有效的实作教学 系统是可行的方式之一。就现况而言，心肺复苏术的合格师资仍有不足，限制了学员实际作 学习的资源，因此，发展实作教学系统重要的。具备影音指引能力的实作教学系统可以帮助 心肺复苏术学习者更有效率学习正确的心肺复苏术技巧，以确实成功地施行心肺复苏术。
[0006] 现有的心肺复苏术教学系统通常包括一个假人及一个影音指引平台。此假人用于 模拟需要施行心肺复苏术的伤员；此影音指引平台包括显示器、扬声器及多媒体设备，此影 音平台用于预先录制多媒体教学内容及播放此多体教学内容。此教学内容包括以影音指引 心肺复苏术练习者（学员），来指导学员对假人实施心肺复苏术。其中，心肺复苏术最不易 熟悉却相当重要的技巧是"胸部按压"，所以，目前已发展出"交互式心肺复苏术教学系统" 来增进训练效果，当此学员对此假人操作心肺复苏术时，可通过体感影像设备来记录此学 员的操作信息，并经由一个微处理器将相关信息运算分析之后，传达至此影音指引平台，再 进行输出，以提供此学员进一步的指引，让此学员能够实时得知其操作正确与否，或进行对 应调整，提升学习成效。
[0007] 目前的"交互式心肺复苏术教学系统"是基于光感技术，并配合一个光球感应硬件 设备来使用。所以当学员在操作此系统时，此系统需要佩戴一个光球设备来发射信号，引发 一个感应设备检测此信号并进行后续处理。因此，此类系统在实际使用上时会影响学员操 作时的仿真效果，并且此光球感应设备非常昂贵，推广训练较不容易。
【发明内容】
[0008] 本发明的一个方面提出一种心肺复苏术教学系统，其包括影像输入模块、图像处 理模块、指引模块以及输出模块；其中此影像输入模块用于检测及撷取使用者在执行胸部 按压步骤时的动态影像，以产生多个状态影像信号；此图像处理模块耦接至此影像输入模 块，接收并处理此影像输入模块所取得的此多个状态影像信号，在执行分析运算后将此多 个状态影像信号转化成姿势信号，然后再将姿势信号整合转化为一个轨迹信号；此指引模 块耦接至此图像处理模块，在接收来自于此图像处理模块的此轨迹信号后，即根据此轨迹 信号运进行分析运算，并取得多种动态姿势参数，然后对前述动态姿势参数执行运算分析， 以取得确效信号，再检视此确效信号，经过分析与判断结果后，以作出至少一种回馈指示； 此输出模块耦接至此指引模块，以接收前述的回馈指示，再将回馈指示输出，导引使用者正 确地操作胸部按压步骤。
[0009] 本发明的又一方面提出一种心肺复苏术教学系统的操作方法，包括：接收由影像 输入模块搜集用户的影像信号；设定系统参数与标准值以及使用者进入准备状态；确认系 统是否已完成用户的手掌定位：如未能立即完成定位，则执行手掌定位分析运算；如确认 已完成定位，则进入实测计时；实测计时是针对一个预设的连续时间执行计时，在此段连续 时间内，系统将同步并持续监测用户的操作动态，包括手掌移动的追踪与移动轨迹分析，以 及手臂姿势的监测分析，提供后续步骤作出回馈指示；在计时的连续时间内，如使用者中途 结束按压，则系统分析所得的回馈指示将为"失败"，并执行输出失败的提示，并结束此训 练；另一方面，在计时的连续时间内，系统监测及判断手臂姿势是否异常。如监测结果造成 "手臂姿势异常"的回馈指示时，系统便会根据前述"手臂姿势异常"的回馈指示，输出画面 及语音提示，警示用户，以利引导其修正其姿势；反之，如监测结果未显示"手臂姿势异常"， 则系统将检测用户执行胸部按压步骤的状态；在取得按压次数与按压速率的信息后，系统 确认按压速率是否符合默认的标准值，不符标准即视为异常。因此，当按压速率异常时，系 统导向回馈指示，输出画面及语音提示，警示用户；反之，当按压速率未产生异常时，系统将 持续其监测功能，直到其按压次数达到训练的标准，让使用者完成完整的胸部按压步骤训 练流程后。
【附图说明】
[0010] 图1所示为本发明的心肺复苏术教学系统的结构示意图；
[0011] 图2A至图21所示为本发明的图像处理模块与指引模块执行过程的示意图；
[0012] 图3所示为本发明的手掌移动轨迹模拟示意图；
[0013]图4所示为本发明的一种心肺复苏术教学系统的操作方法；
[0014] 图5所示为图4的步骤404的详细流程示意图；
[0015] 图6所示为图4的步骤407的详细流程示意图。
[0016] 【附图标记说明】
[0017] 111影像输入模块
[0018] 121图像处理模块
[0019] 121特征影像撷取与定位单元
[0020] 122手臂姿势检测单元
[0021] 123轨迹追踪单元
[0022] 130指引模块
[0023] 131姿态判断与回馈单元
[0024] 132按压速率计算单元
[0025] 140输出模块
[0026] 141影像输出单元
[0027] 142语音输出单元
[0028] P 波峰值
[0029] C 波谷值
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明的目的、技术特征及优点能更为相关技术领域人员所了解，并得以实 施本发明，在此配合所附的附图，具体阐明本发明的技术特征与实施方式，并列举优选实施 例进一步说明。以下文中所对照的附图，是表达本发明特征的示意图，并未亦不需要依据 实际情形完整绘制；而关于本发明实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内 容，亦不再加以赘述，合先叙明。
[0031] 本发明提出一种心肺复苏术教学系统及一种心肺复苏术教学辨识回馈方法，其中 所利用心肺复苏术教学设备，例如：模型假人、与模