JPH0478997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明の装置は、コンピユータ／ビデオ／周辺
機器教育システムに関し、プログラムとコンピユ
ータに接続された周辺機器とをシステム化して、
現存の教育方法にそつて学習者に示したり教えた
りすることができるのみならず、また、学習者を
試験し指導することのできる教育システムで、コ
ンピユータグラフイツク、画像用ビデオデイクス
及び模擬周辺機器によつて、学習者を複雑な精神
運動上の概念的な技術を単純化し正確に遂行する
ために前記システムを構成し実施指導し、その遂
行を精密に評価するようにしたシステムに関する
ものであつてコンピユータモニタとビデオモニタ
との双方の利用により、学習課程において抽象的
な事柄を現実に結びつけることができるものであ
る。

（従来の技術） 数年間、教育者は教え方の電子的方法を計画
し、改善することを試みて来た。そのため教育や
訓練は、種々の要求に応じたかも知れないが、な
お多くの人々は少ない時間しかなく、費用も少な
く、またどこでも必要とする最高の専門家により
研究される基礎レベルとの係り合いも少なく、そ
の様ななかで訓練しなければならなかつた。従来
のこられの努力の結果は、TV指導、プリントに
よるプログラム指導及びコンピユータの助けによ
る指導を含むシステムに見ることができる。

（本発明の解決すべき問題点） しかしながら、これらのシステムの全ては、価
値のあるものであるが、技術的な限界があり、各
システムを有用な道具だけのものにしてしまつて
いる。すなわち多くの場合、これらのシステムは
生の授業を助けるための道具になつている。総合
的システムとして、テレビ媒体は異なる学習者に
適合させるには柔軟性がない。それは「現在」だ
けであり、最上の場合でも所定時間で終了するも
のであるから、学習者はワークブツクを併用しな
ければならなかつた。更に、コンピユータによる
文書情報の提示には限界がある。学習者がライト
ペン又は接触画面装置により時々相互作用させる
ことができるグラフイツクを含むように改良され
ている。しかし、従来のコンピユータによる指導
では、例えば「手を置いて指導する」というよう
な動作をそのままでは指導することができず、従
つて、実際の生命に係る試料により指導すること
はできなかつた。更に、プリトンによるプログラ
ム指導は、学習者による高度の集中力を要求し、
それは学習者と相互作用を行うことができるが、
コンピユータの制御即時性をもつてそれを行なう
ことはない。

「実際の授業」は、勿論、教育計画において価
値のある手段である。しかし、例えば400人に対
する「実際の授業」は、教師と学習者間に多くの
相互作用を生ぜしめることはできない。相互作用
コンピユータは、個々の学習者に要求しながら、
ある講義において情報を学習者に広く伝えるため
には好ましいものである。又、政府及び教育研究
機関による多くの研究では、「実際の授業」を含
む媒体が当然に他のものより良いことを示してい
る。一般に教育の場では、計画とそれを表示する
ことにより、学習者が学習し記憶することが、学
習の質を決定する。多数のフイルムとビデオテー
プとが学習プログラムのために高いコストで作ら
れているが、それらは単に情報を移転するために
なされてきており、多くの場合は、効果的な学習
を確実に行なうことができない。それ故、それら
は、実際に表示するよりは少しの効果しか達成で
きず、まれに、自から包含する表現の中に、必要
な情報を移転することができる場合があるがこれ
らの表現法は有用であるが、相互作用システムが
可能な方法で学習することを保証することはでき
ない。このような相互作用コンピユータ指導で
は、簡単な複数の選択問題を含すことはむづかし
い。コンピユータ化された指導プログラムの枝分
かれがより複雑になるほど、より個別化された学
習が可能となる。

コンピユータの助けによる授業は参加率が高い
ことを約束するように思われる。コンピユータの
利用により１つのシステムが例えば１年間当り数
千人以上の訓練者を取り扱うことができ、訓練に
より多くの貴重な時間をさかなければならない一
流技術者及びトレーナによるかかわり合いを極め
て低くすることができる。しかし、いかなる公知
のエレクトロデイジタルシステムも、ビデオ図形
及びビデオ模擬により家庭教師のように学習者を
教え、示し、テストし、指導する能力をシステム
に与えることができるような音声及びコンピユー
タ化された言語通信と相互に関連する、例えば、
前記「手を置いて指導する」というような動作を
周辺機器と接続して行なう概念を利用していな
い。

このようなシステムは、所定の技術又は概念、
又は一連の技術と概念とを教える任意の技術分野
において用いることができることは明らかであ
る。しかし、後から述べる本願の好ましい実施例
は、心肺蘇生（カーデイオパルモナリ リサスシ
テーシヨン、Cardiopulmonery Resuscitation、
以下CPRという）用のコンピユータビデオ学習
システムに関するものであり、本発明の記述は以
下、CPRシステムに関連して行なわれる。

若し、ある危険な信号をいかにして確認するか
を知つていて直ちに救助を与える平均的で普通の
人々が回りにいたならば、生きていたはずの人々
が、毎年数十万人も死亡している。

65万人以上の人々が毎年心臓発作で死亡してい
ると推定されている。もちろん、約２／３は、発
作から２時間以内に病院外で死亡している。これ
らの死亡者の多くは無意識である。これらは、兆
候を確認するのに失販したか、又は、更に悪く、
兆候の真意を把握するのに失敗したことによつて
いると推定することができる。

ある人々は、心臓発作の際に、苦しい痛みに悩
まされているけれども、多くの人々はそうではな
い。彼等は、あたかも胸やけ又は消化不良による
苦しみのように、胸の中に窮屈さ及びつかまれて
いるような痛みを感じている。このような理由の
ために多くの人々は、まさにそのような兆候を帳
消しにしている。多くは、痛みの存在を否定しさ
えする。彼らは、彼らに心臓発作が多分おこつて
いると信じることを拒んでいる。彼らは不必要に
家族が心配したり、午前２時に、医者を呼んだり
したくないのである。その結果、不必要に多くの
人々が死亡している。

早期に警告徴候を認める能力は心臓発作による
死を防止するのにおいて非常に重要である。徴候
とは、胸やけ、消化不良、持続の胸、肩又は腕の
痛み、発汗、吐き気、嘔吐、動悸やどきどきする
心臓の感じ、疲れ、衰弱を含んでいる。他のよく
ある医学的に緊急な状態は、人が卒中を起したと
きに生ずる。卒中の犠牲者は、彼の呼吸が止まら
ないように呼吸路を開けておくという援助を要す
るだけであろう。気道障害の迅速な診断と手当が
なければ、専門家の助けその犠牲者に与えられる
前に、彼は死亡してしまうであろう。

事故もまた多くの命を奪う。それらは溺水、自
動車事故、麻薬中毒、窒息死、感電死などを含
む。これらは各々、呼吸障害、呼吸休止、心臓停
止を起す。もし彼らの状態をどのように認知する
かを知つていて、対応が速く効果的であれば、こ
れらの人々の多くを助けることができる。

基本的生命維持は１気道障害、呼吸停止、及び
心臓停止の認知、及び２心肺蘇生すなわちCPR
の適切な適用から成る緊急の最初の救助処置であ
る。

基本的生命維持は普通の能力のある人ならば誰
でも学ぶことができる過程である。このすばらし
い事実は、医療設備の能力を天文学的に拡張す
る。すなわち法律上の死亡が生じるが頭脳の破壊
や身体の分解が始まつていないこの貴重な数分間
に於て社会の支持する人世において、事実は、復
活した人世にさし出された熟練された手である設
備を有するからである。その中に於て普通の人が
行動することができるが、手のつけられない状態
で立つているような４つの重要な数分間にあるも
のである。

基本的に簡単な手順ではあるが、元気である人
に適用されたCPRは、心臓に筋肉性振動を与え、
元気であつたろう人を殺すことになる。この理由
で、訓練と証明書に対するかなり厳しい基準がア
メリカン・ハート・アソシエイシヨンによつて主
張されている。

しかしながら、上に述べたような徴候を認知
し、緊急手当をほどこすために各人を訓練し、認
定することは、時間のかかることである。最初の
基本的生命維持（ベーシツク ライフ サポー
ト、Basic Life Support、以下BLSという）コ
ースは指導要員に高度の要求と時間を求める。再
認定コースはより多くの時間を必要とする。米国
における約7000の病院は、この問題に直面してい
る。多くの会社、学校、政府研究所は、若し生の
指導がそんなに時間を消費しないならば、もつと
BLSを教えるであろう。500人以上の少なくとも
20000の施設がこのカテゴリに分類される（1000
万人）。その効果的な使用は、協会を通じてより
多くの人々が訓練されるので、各心臓病患者は近
くにCPR訓練を受けた救助者を有する可能性が
多くなるということになる。過去10年間に亘つて
約1200万人の人々が訓練を受けているので、心臓
発作の患者は近くでCPRの訓練を受けている１
人に対して20人であろう。この訓練システムは、
生のモードから解放した場合に大量訓練の可能性
のために、次年に10：１を切るか、５：１さえも
切る結果となるであろう。更に、指導がピラミツ
ド化されると、指導の質がほとんど標準化されな
いことになる。

本発明の目的は、イニシヤルコストが低くて、
参加率の高い基本的生命維持指導システムを提供
することにある。

本発明の他の目的は、かなり基本的な概念にお
いて大部分の人々を訓練するのに現在多くの貴重
な時間をさかなければならないトレーナと健康な
人ときわめて低いかかわりあいしか持たない基本
的生命維持教育システムを提供することにある。

本発明の目的は、手の配置の学習と精密なフイ
ードバツクを与え、学習者との相互作用によつて
学習者の学習ペースに合わせ、学習者に迅速なテ
ストと資格とを与え、認定された方法と評価に対
する執着を通じて質を保持するようにした基本的
生命維持教育システムを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するため、手動で
演習されてきた又は演習されるべき動作を示す信
号を発生させるため少なくとも１つのセンサが設
けられている周辺機器と、前記動作を実行する正
確な方法に関する指示を示す一連の信号を記憶す
る第１記憶手段と、前記指示を表示するため前記
記憶手段に結合された第１表示装置と、前記動作
を実行する正確な方法の画像及び音声による指示
を示すビデオ及び音声信号を記憶する第２記憶手
段と、前記画像による指示を表示するための第２
表示装置と、前記周辺機器と前記第１、第２記憶
手段と前記第１、第２表示装置とに結合されてお
り前記第１信号記憶手段内の順序が決められてい
る一連の前記指示信号を前記第１表示装置によつ
て表示せしめこれによつて学習者が前記動作を認
識して実行することを学習することができ、前記
周辺機器からの信号を受信し前記学習者による前
記動作の実行が正確か不正確かを検出し、且つ前
記学習者により実行されたのが不正確な場合には
前記動作の正しいやり方を示すために前記記憶さ
れているビデオ信号のうちの適合する１つを前記
第２表示装置によつて表示し前記音声信号を発生
するためのコンピユータを有し、これにより認知
と前記動作の実行に際し前記学習者に音声で示
し、図示し、実地指導することが達成されるシス
テムを構成した。表示装置は分離したスクリーン
又は１つのスクリーンで混合又は分離しているも
のから成つていてもよい。以後、「スクリーン」
という言葉が使用される場合には、それは、１つ
のスクリーンであろうと又は単一のスクリーン上
で混合又は分離されたものであろうと、画像又は
文字の伝送パタンをさすものとする。

本発明はまた、所定の動作を遂行するに際しコ
ンピユータ化された指導と学習者をテストする装
置において、前記動作の正確な実行に関する指示
を示す一連の信号を記憶する段階と、前記動作の
正確な実行に関するビデオとそれに関連する音声
信号とを記憶する段階と、コンピユータの制御の
下に前記音声信号といつよに前記指示とビデオ信
号とを第１及び第２表示装置上に表示する段階
と、前記指示に従つて周辺機器に対して前記動作
を手動で実行する段階と、前記動作のいかなる不
正確な実行をも検出する手段と、不正確に行なわ
れた前記動作の正確な実行を図示するために前記
コンピユータの制御のもとに前記音声信号ととも
に前記指示とビデオ信号のうちの適切なものを表
示する段階の装置を備え、これにより実際のトレ
ーナー及び実地指導の必要性を除去するような装
置を構成した。

（実施例） 以下、図面と共に本発明の一実施例（以下本発
明という）を詳細に説明する。

意識不明の犠牲者のための基本的な生命維持シ
ステムの学習では、学習者は一定の手順を追い学
ばなければならない。CPR判断図表が第１図に
示され、このプロセスにおいて成されるべき要素
と判断とを示している。心肺蘇生は心臓、肺臓お
よび生命回復に関する。第１図のCPR判断図表
からわかる通り、行うべき基本的技術としては気
道の拡大、人工呼吸、頚動脈の脈のチエツクおよ
び外部からの心臓圧迫が含まれる。

第２図に示す如くコンピユータ１４は、ビデオ
画面上に写し出された予め作成した質問形式の予
備テストを学習者に質問し、キーボード１６、カ
ーソル１８あるいは周辺機器感知器を介して学習
者に答えさせることにより、第１図に示すような
必要とされる技術、概念および語彙についての学
習者の知識を学習し又判断することができる。特
定の動作についての複数の概念のいずれか１つを
選んで画面に表わし、テストしてもよい。指導が
完了した後、最終テストを与えることができる。

第１図のCPR判断図表に示す一連のステツプ
の実行のための指導を与えるために、本発明は、
第２図に示すような内蔵された自己指導的CPR
システムを提供する。第２図は本発明の装置機器
概要図であり、第２図に見られるように、人体の
少なくとも一部を表わすマネキンである周辺機器
１０には、頚動脈の脈のチエツクを行うこと、肺
を満たすこと、両手を所定位置に置くこと、およ
び心臓圧迫をすることにおける学習者の動作をモ
ニターするセンサ（図示せず）が設けられる。入
力装置をさらに設ければ、血圧のチエツク、頭部
の正しい位置等のような他の機能も可能である。
しかしながら、以下に述べる検討の目的のために
は、頚動脈の脈のシミユレーシヨン、肺を満たす
シミユレーシヨン、手の位置および心臓圧迫に関
する上記４種に機能を限定する。

第２図に示すように、学習者が周辺機器（マネ
キン）１０について手の配置の手順を行うと、該
手の配置位置に係る信号がインターフエイス１２
に結合され、インターフエイス１２は該信号をマ
イクロコンピユータ１４に結合する。キーボード
１６およびカーソル（ライトペンで形成されある
いは他の同種装置で形成されるものを称し、以下
カーソルという）１８も入力としてコンピユータ
１４に結合される。カーソル１８は、本システム
による指示に従つて、学習者によつてビデオ画面
上の指定領域を指し示すように使用することがで
きる。コンピユータ・モニター２０は、コンピユ
ータ１４からの命令に従つてグラフイツクあるい
は文字を写し出すことができる市販型のテレビジ
ヨンである。さらに、ビデオデイスク２２がコン
ピユータ１４に接続されており、そこに記憶され
ているいろいろな画像およびそれに関連する音声
をランダムにアクセスする。

コンピユータ１４によりビデオデイスク２２か
ら選ばれたビデオ信号はモニター２４上に表示さ
れる。モニター２４もまた、本発明ではビデオ表
示に用いるための市販型テレビジヨンであつても
よい。

第３図は本発明のインプツトの概略を示す図で
あつて、図示の如くコンピユータ１４への入力を
示し、それには先に述べたようにキーボード１６
およびカーソル１８が含まれる。さらに周辺セン
サ２６が含まれ、周辺センサ２６には手の配置の
センサ２８、押し深さセンサ３０、肺充満センサ
３２および頚動脈の脈のシミユレータ３４が含ま
れる。押し深さセンサ３０は押し回数の入力とし
ても機能する。押し回数はコンピユータ１４によ
り計算される。

本発明の新規なシステムは学習者に図示し、音
声情報により語りかけそして実地指導することが
できる。このように、「図示モード」では、コン
ピユータ１４は第４図に示す如く、各装置と結合
される。プログラム３６の命令のもとで、コンピ
ユータ１４は文字を含むグラフイツクをコンピユ
ータ・モニター２０上に表示することができ、あ
るいはビデオデイスク２２にランダムアクセスし
て画像および関連する音声情報の双方を取り出す
ことができる。画像情報はデイスクモニター２４
上に表示される。

第５図はコンピユータ１４と、「音声情報モー
ド」においてコンピユータ１４に結合される各装
置を示す。このように、コンピユータ１４は、プ
ログラム３６の命令に従つて、コンピユータ・モ
ニター２０上に文字を表示し、あるいは音声ユニ
ツト４０を通して合成音声を発生する。

さらに、コンピユータ１４は、プログラム３６
の命令に従つて、ビデオデイスク２２上の特定音
声チヤンネルを選ぶことによつて学習者と実際の
会話を交わし、かつデイスク音声ユニツト３８を
介して学習者に情報を伝えることができる。

第６図は、「実地指導モード」中のシステムの
構成を示す。このモードにおいて、コンピユータ
１４は入力として周辺機器のマネキン１０の一部
であるセンサ２６、カーソル１８およびキーボー
ド１６からの信号を受ける。学習者の演習（これ
はセンサ２６、カーソル１８あるいはキーボード
１６を介して判断される）に応答して、プログラ
ム３６はコンピユータ１４に文字あるいはグラフ
イツク信号をコンピユータ・モニター２０上に発
生させ、ビデオデイスク２２を介して画像および
これに関連する音声の両情報を選ぶ。これらの情
報は、デイスクモニター２４上に表示され、ある
いはデイスク音声ユニツト３８を介して可聴形式
で提供される。このように、学習者は、目的の動
作を正しく行う方法について、本システムにより
実地指導を受けることができる。

第７図および第８図は、本発明の動作に係る相
互作用プログラムと周辺機器のマネキン１０の使
用による実地指導モードを示す。第７図ａでは、
コンピユータ１４はプログラム３６の命令に従つ
てビデオデイスク２２に記憶されている情報から
ビデオチヤンネルを選ぶ。このビデオチヤンネル
はデイスクモニター２４上に正しい手の置き場所
を示すために本物の人間の体上に手を置いている
画像を映し出す。同時に、コンピユータ・モニタ
ー２０は、どのように手が位置決めされたかにつ
いてデイスクモニター２４を注意して見るように
学習者に命令する文字を表示し、次いで、マネキ
ンのところに行つて、両手を図示の位置に置いて
目的の動作を行うよう学習者に命令する文字を表
示する。そこで学習者は目的動作を行つてみるべ
くマネキンを用て実行する。第７図ｂにおいて、
コンピユータ・モニター２０上の文字表示は学習
者に手を正しい位置においていないことを指摘
し、ビデオデイスク・モニター２４を見るよう要
求する。ビデオデイスク・モニター２４ではプロ
グラムが手を正しい位置に置くことができるよう
にする想像線を付した人体を示すビデオチヤンネ
ルを選んでいる。学習者はただ見るだけでよい。
第７図ｃに示すように、コンピユータ・モニター
２０上の文字表示がビデオモニター２４上に示さ
れる画像について学習者に指示を与えている間
に、モニター２４上のフレームは完了する。再び
コンピユータ・モニター２０は、文字表示によつ
て、学習者にマネキンのところに行つてもう一度
やつて見るよう指示する。

第８図は、相互作用プログラムによる実地指導
モードを示す。このモードでは、学習者は頚動脈
の脈のチエツクの仕方について指導を受ける。第
８図ａにおいては、ビデオモニター２４が頚動脈
の脈をチエツクするための正しい位置を実際に指
摘することができる本物の人間を画面上に映し出
し、一方、コンピユータ・モニター２０では、学
習者が、その画面上の画像の正しい位置にカーソ
ルを置き、キーボード１６上の「ENTER」を押
すよう指示を受ける。学習者はただこの指示に従
う。第８図ｂでは、ビデオモニター２４は「実際
の人物「の頚動脈の脈を実際に調べている人物を
示しており、一方コンピユータ・モニター２０に
おいて文字表示がビデオ画面２４で正に起つてい
ることについて学習者に説明している。再び文字
表示が学習者にキーボード上の特定のキーを押す
ことによつて特定の事象を確認するよう要求す
る。学習者はただこの指示に従う。第８図ｃにお
いては、コンピユータ・モニター２０の画面に手
が映し出され、文字表示が、頚動脈を見つけるの
に用いる２本の指をカーソル１８を使つて指すよ
うに、そしてキーボード１６上の「ENTER」キ
ーを押すことによつてこのステツプをコンピユー
タ１４に確認させるように指示する。指が選ばれ
るまでの間ビデオ画面２４は空白のままであつて
もよい。次いで、学習者の回答いかんによつて、
補正フレームあるいはさらに別の指示のいずれか
が出る。

このように、本システムが特定の動作を行うの
に正しい方法を学習者に図示し、語るのみなら
ず、既に教えられたが動作を学習者が行う時に学
習者を実地指導することが理解される。

全システムは第９図の概略構成図に示される。
図に示す如くコンピユータ１４は、キーボード１
６、カーソル１８あるいは周辺機器１０（マネキ
ン）からのセンサ２６のいずれかを介して学習者
から入力を受けることにより学習者と交信するこ
とができる。学習者の回答に基づいて、プログラ
ム３６はコンピユータ１４にコンピユータ・モニ
ター２０上にグラフイツクスあるいは文字表示を
出すように、あるいは音声ユニツト４０を介して
合成音声のような音声指示を与えるように命令す
ることができる。さらに、コンピユータ１４はビ
デオデイスク２２をランダムアクセスして、学習
者の入力に応じて所望の画像および関連する音声
フレームを選び、このようにしてデイスクモニタ
ー２４上に適切な画像情報を表示し、あるいは音
声ユニツト３８を介して音声指示を与えてもよ
い。このようにして、動作をどのようにして行う
かを学習者に図示し、音声表示するのみならず学
習者が実際に周辺機器１０（マネキン）に動作を
行ない学習者を実地指導する相互作用システムが
形成される。もし必要であれば、プリンタ４１を
用いて指示あるいは学習者もしくは管理者用のさ
らに別の情報、たとえばテスト点数表等を印刷し
てもよい。

第１０Ａ図、第１０Ｂ図は心臓圧迫動作のため
の判断手順を示す。この判断手順から適切なプロ
グラムが引き出される。図に示す如く、前の指令
４２から、コンピユータ・モニター２０はステツ
プ４３においてすでに第７図ａに示したような手
の配置を要求する。次いでコンピユータ１４はチ
エツク４４で手が正しく置かれているかどうかを
判断する。もし正しく置かれていなければ、コン
ピユータ１４はカウント４６で正確でない手の配
置をカウントし、プログラム３６は指示４８でコ
ンピユータ・モニター２０に学習者にその手を動
かす正しい方向と動かすべき距離を指示するよう
に命令する。次にコンピユータ・モニター２０は
再び学習者に手を正しい位置に置くように要求す
る。もし配置がまた間違つていれば、コンピユー
タ・プログラム３６の指示４８で再びコンピユー
タ・モニター２０に、学習者にその手を動かすべ
き正しい方向と距離を示すように命令する。学習
者がこのようにして手を移動させると、コンピユ
ータ１４は再びチエツク４４で手の位置をチエツ
クする。手の位置が再度間違つていれば、コンピ
ユータ１４はビデオデイスク２２にランダムアク
セスする第２カウンター４９を介してビデオ・ブ
ランチ５０を呼び出し、適当なビデオ・ブランチ
５０を選んで、正しい位置に置かれている他の人
物の手の画像を学習者に示す。コンピユータ・モ
ニター２０は三たび手の配置を要求する。学習者
は、システムの指導能力を使いつくすまで何度も
いずれかの指示ブランチあるいはループ４８およ
び指示５０を介して指示する。また手の位置が間
違つていれば、コンピユータ１４はプログラム３
６を介して学習者に文字表示５２によつて実際に
修正するように指示することができる。

手の位置がついに橋正されると、コンピユー
タ・モニター２０は表示５４で示すように学習者
に一度押圧を行うよう要求する表示を示す。再び
コンピユータ１４はチエツク５５で正しい手の配
置をチエツクする。そしてもし手の配置が間違つ
ていれば、学習者は、前に述べたように手を正し
く置く方法についての指示を終りまでやり直す前
の段階までもどされる。もし手が正しく配置され
ていれば、コンピユータ・プログラム３６はチエ
ツク５６で押圧の正しい深さをチエツクする。も
し押圧の深さが不適当であれば、その結果がカウ
ント５８でカウントされ、コンピユータ・モニタ
ー２０は文字表示６０で押圧が強すぎたか弱すぎ
たかを示す文字表示を出す。次いで学習者は、再
度押圧するよう指示を受ける。再び学習者の手の
正しい配置がチエツク５５でチエツクされ、押圧
の正しい深さがチエツク５６でチエツクされる。
もし押圧が再び不正確であれば、カウント６２で
ビデオデイスク２２上の適当なビデオチヤンネル
６４を選んで学習者がおかしているかも知れない
誤りを示し、かつ誤りを正す方法について指示を
与える。再びコンピユータ１４は押圧を要求し、
手の配置をチエツク５５でそして押圧の深さをチ
エツク５６でチエツクする。再びカウント６６で
第２ビデオチヤンネル６８を選んで、さらに可能
性のある誤りと誤りを正す方法を示し、かつ再び
学習者に押圧を指示する。再度、手の位置と深さ
がチエツクされる。もしまた深さが正しくないな
らば、カウント６６は、学習者に実際の助力を求
めるよう要求する適当な文字表示７０を選ぶ。

もし手の配置が正しく、押圧の深さも正確であ
れば、コンピユータ・モニター２０は指示７２
で、例えば15回というように特定数の押圧を行う
よう学習者に要求する。再び、手の配置と押圧深
さがチエツク７４とチエツク７６でそれぞれチエ
ツクされる。もし手の配置が間違つておれば、プ
ログラム３６はチエツク７４で、前述のような正
しい手の配置について指示を与える適当な前の段
階に学習者を戻す。もし深さが正しくなければ、
コンピユータ１４はチエツク７６で、押圧の正し
い深さを得る手順について学習者を指導する前述
の前の段階に学習者をもどす。もし手の配置なら
びに深さが正しければ、回数がコンピユータ１４
によつてチエツク７８でチエツクされる。もし回
数が正しくなければ、カウント８０により示さ
れ、プログラム３６は、学習者を手助けするため
リズム発生８２で示すように可聴の正しいリズム
を出させる。２度目の挑戦においても依然として
回数が正しくなければ、カウント８４はプログラ
ム３６に信号を出して、ビデオモニタ２４上ある
いはコンピユータ・モニター２０、上に文字によ
り、可能性のある誤り指示８６を示して誤りを避
ける方法について学習者者に指示を与える。指示
のあと、再度コンピユータ・モニタ２０は指示７
２で選ばれた回数の押圧を要求する。回数が三た
び間違つていれば、プログラムは要求８８で実際
の助力を要求する。もし回数が正しければ、プロ
グラム３６は学習者に教えるべき、そして学習者
に演習されるべき他の動作を続行する。

第１１，１２および１３図はこのシステムにお
けるランダムアクセス・ビデオの重要性を示す。
第１１図において、学習者は１サイクルのポンプ
サイクルを実演するよう要求される。コンピユー
タ１４は先ずチエツク９０で学習者の手の位置を
チエツクし、手が正しく配置されているかを判断
する。次いでコンピユータ１４は正しい押しの深
さをチエツクし、やり方がまずいのは押しの深さ
が不適当なことによることを確認する。深さが不
適当であつたので、コンピユータ１４は、「あな
たの手はまつすぐになつていますか」「よくなつ
た。休めないで。」というようなランダムアクセ
ス・ビデオからの音声メツセージにより学習者を
実地指導する。

第１２図は１サイクルのポンプサイクルを実演
する２番目の学習者を示す。コンピユータ１４は
その学習者に演習するよう要求し、チエツク９６
で手の位置をチエツクする。もし学習者が間違つ
てやつていれば、手の位置が間違つていることを
確認し、「位置をもう一度見てみよう。マネキン
２６の同じ場所に手を置きなさい。」と述べる適
当なビデオならびに関連する音声をランダムアク
セス・ビデオから引き出す。チエツク９８でのよ
うに手の位置がまた不正確であれば、コンピユー
タ１４はさらに他のビデオ・ゼグメント１００を
選び学習者を実地指導する。コンピユータ１４は
そのビデオ・セグメント１００を約10秒間示し、
そのフレームを固定して、手の位置をなおすよう
に聴覚的、視覚的にあるいはその両方により学習
者を実地指導する。「だめです。もう少し動かし
なさい。よろしい。いいですよ。できましたね。」
学習者はもう一度やつてみる。そしてもし手の位
置が正しければ、動作が不完全に記録されている
かどうかをコンピユータ１４はチエツク１０２で
正しい深さのチエツクを行なう。

第１３図は学習者が頚動脈の脈を調べていると
ころを示す。要求１０４で、コンピユータ１４は
学習者に頚部の脈を調べるよう要求する。もしや
り方が不完全であれば、コンピユータ１４はチエ
ツク１０６でのビデオ説明を選び、ランダムアク
セス・ビデオにより聴覚的、視覚的に学習者を指
導する。再度、コンピユータ１４は学習者に実演
してみるよう要求する。そしてもしチエツク１０
８での動作が正しければ、コンピユータは本教育
の次の部分に進む。

第１４図は、電気機械的油圧式脈シミユレータ
の概略図である。周辺機器（マネキン）１０にと
りつけたこの擬似脈は、必要な時にコンピユータ
１４からの信号により起動する。たとえば、信号
は頚動脈の脈を表わしてもよい。この場合、この
装置は、頚部の適当な位置の周辺機器（マネキ
ン）１０の皮ふ１１０の下に配置される。センサ
２６は、油圧用の流体あるいは空気を満たしたゴ
ム管１１６と接触する偏心輪１１４を駆動する小
さいモータ１１２から成る。もし、コンピユータ
１４が１分につき40回転で駆動されるように電気
モータ１１２を動作させると、偏心輪１１４はゴ
ム管１１６の側部を圧迫し、ゴム管１１６中の油
圧流体に衝撃波を作る。これが１分間につき８０
の拍動の脈拍になる。この脈拍数はデジタル式に
制御されるモータ１１２により変えることがで
き、本装置がコンピユータ１４からの信号により
作動させられる時のみ確認される。ナイロン製の
シールド１１８は偏心輪１１４とゴム管１６との
間に設けて、ゴム管１１６に当つて回転する偏心
輪１１４の摩擦により生じる摩耗を呼吸するよう
にしてもよい。この脈拍を得るのに他のピスト
ン／ソレノイドの組み合わせを用いることもでき
る。この場合には、コンピユータプログラム３６
において定められているところに従つて、ソレノ
イドにより脈拍数を変えることができるという利
点がある。

第１５図はコンピユータ１４に３つの状態を中
継する肺臓充満センサ２６を示しており、学習者
に応答し評価するプログラム３６を可能とし、正
しい肺臓充満技術について学習者を実施指導する
ことができる。この装置は、周辺機器（マネキ
ン）１０内に可撓性サツク（ダイヤフラム）１２
０を設けて成つており、周辺機器（マネキン）１
０の口に接続された空気通路１２２を有してい
る。３つの接点が含まれている。第１接点１２４
は可撓性サツク（ダイヤフラム）１２０の底に設
けられている。第２接点１２６は可撓性薄膜１３
０に取付けられており、この薄膜１３０はサツク
（ダイヤフラム）１２０の底と共に気密シールを
形成している。空気が空気通路１２２を介してサ
ツク（ダイヤフラム）１２０内に入ると、薄膜
（ダイヤフラム）１３０と第２接点１２６とは接
点１２８に向つて上方に押しやられる。若し充分
な空気がサツク（ダイヤフラム）１２０に入る
と、第２接点１２６は点線にて位置１３２で示さ
れるように接点１２８と接触する。若し不充分な
空気がサツク（ダイヤフラム）１２０に入つたと
きには、第２接点１２６は点線で示される位置１
３４にとどまり、接点１２８には接触しない。従
つて、肺が完全に収縮されると、その中に空気が
ほとんど又は全くなくなり、第１接点１２４と第
２接点１２６とを電気的に接続する。肺が学習者
により充分ではないが一部分充分でなく膨張させ
られると、第２接点１２６は第１接点１２４から
離れ、接点１２８に接触することなく、再び第１
接点１２４に接触する。肺が充分に膨張すると、
第２接点１２６は第１接点１２４から離れ、接点
１２８と接触する。伸長しているバンド、即ち、
空気圧センサはまたこの効果を達成するための付
的な方法である。

第１６図は手位置センサを示し、これは、正し
い心臓圧迫に先だつて手の位置における通常の誤
りをコンピユータ１４に評価させることができ
る。第１６図に示される如きセンサ２６のアレイ
は、適宜の位置において、周辺機器（マネキン）
１０の胸の皮ふの内に又は直ぐ下に配置される。
例えば、米国特許第3736362号に示される如く、
加圧センサ２６の深さに直接整列される。このア
レイは複数の感熱又は感圧接点１３６を有し、
45゜だけ離れた直線に配置されている。各直線は
５個の中央のセンサ２６を有し全部で17個のセン
サ２６を有している。これは、中央のセンサ２６
が他の線と共通となつているためである。学習者
がコンピユータ１４に指示されてその手を心臓圧
迫のために胸においたとき、学習者はこの手順で
は一方の手を他方の手に重ねる。学習者が基にな
る手を不正確に正しい位置より約５cm（２イン
チ）上であつて第１６図に示す面積の四角１３８
内に置いたと仮定する。このアレイにおいて手を
45゜の位置に配置する不正確の修正は、学習者は
コンピユータ１４により「修正の実地指導」を受
けることができる。この場合、コンピユータ１４
は「胃の方へ約５cm（２インチ）動かせばあなた
は正しい位置になります。そこでは、それで正確
です。」と応答する。感熱又は感圧センサ２６に
ついて述べてきたが、マイラーシートもまた静電
応答を起すために用いられる。

第１７図は相互作用システムが２つのループに
おいていかに動作しているかを概略的に示してお
り、一方は単純な指導用のループであり、他方は
指導されている学習者の相互作用ループである。

周辺機器１０は、学習者により演習された如き
動作を示している信号をライン１４６に生ぜしめ
る。例えば、学習者が心臓圧迫を行なつた場合、
信号はライン１４６上に発生し、動作が正しく行
なわれたか否かを示す。更に、信号は所望の位置
に関する手の位置の如き実験データを示す。コン
ピユータ１４は、プログラム３６を介してそのメ
モリから、適切なグラフイツク及びまたは音声情
報を選び出すことができる。これらの情報はライ
ン１５４を介して学習者（個人）を指導し、その
手を正確にどこへ動かしたらよいか等のビデオ及
び音声情報である。

学習者の各人は、ライン１５０によつて示され
る如き周辺機器１０に行つてもよいし、コンピユ
ータ１４によつて視覚的又は聴覚的に指導された
ように動作を行なうについての誤りを修正するこ
とを試みてもよい。

コンピユータ１４はまたライン１４８を介して
各人によつて確認されるべき兆候又は指示を作り
出す信号を周辺機器１０に送つてもよい。例え
ば、コンピユータ１４はライン１４８の信号を周
辺機器１０に送り、第１４図に示した如き水さな
モータ１１２を駆動し、擬似頚動脈の脈を作る。
ライン１５４によつて示されるビデオ及び音声を
介して、コンピユータ１４は周辺機器１０上の頚
動脈の脈をチエツクするために学習者の各人を指
導してもよい。学習者の各人はライン１５２によ
つて示される如き頚動脈の脈を発見するかしない
かであり、その情報は、第２図に示されているキ
ーボード１６又はカーソル１８を介して第１７図
にライン１５６によつて示されているようにコン
ピユータ１４に運ばれる。

いつでも、プログラム３６を介して、コンピユ
ータ１４はライン１５８を介してビデオデイスク
１４０をランダムにアクセスすることができ、所
望の動作の実際の演習の１枚又は複数枚の画像を
見つけ、それをライン１６０を介して学習者（個
人）１４２に示し、手順及び動作の学習を補強す
ることができる。

第１７図に示すように、新規なコンピユータ制
御の教育システムは、現在の技術において公知な
ものをはるかに越えており、ここでは、コンピユ
ータ１４は学習者（個人）に視覚及び聴覚による
指導を与えることができる。この場合には、学習
者（個人）は予めテストされ指導されるのみなら
ず、所望の動作を行ない、分析され修正された演
習がシステムとの交信により必要により再指導さ
れ、最終的には指導の完成の前にテストされる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り、本発明は、学習者と
機器との間の教育システムが開示されたが、コン
ピユータグラフイツク、画像の出るビデオデイス
ク及び模擬周辺機器により、学習者を実施指導す
る２つの表示装置を利用することにより、分離さ
れたコンピユータ及びビデオモニタ、又は１つの
モニタ内の混合又は分割表示により、このシステ
ムは抽象的な事柄を学習課程において実施に結び
つける装置及び方法を得る効果がある。

ここに示したCPRの如き基本的生命維持指導
は、このコンピユータ／ビデオ／周辺機器相互作
用教育システムが使用に向けられることができる
種々の医学的又は他の使用法の中のたつた１つの
例にすぎない。医学の分野における他の使用方法
は、脈拍、温度、又は他のセンサ又は周辺機器に
組込まれる反応装置によつて或る医学的領域にお
いて検査と診断とを行なう血圧におけるコンピユ
ータによる個人指導が考えられる。しかし、周辺
機器はいつも入力装置である必要はない。例え
ば、周辺機器は、学習者が診断すべきである人体
信号を示し又はコンピユータモニタが含まれてい
るならば、キーボード又はカーソルによりコンピ
ユータに入力される周辺入力又は概念的入力に応
答するように作られていてもよい。

本開示の一番の特徴は、総合的な個人指導の課
程において、これらの装置が使用されているシス
テムである。

医学の領域のほか、シミユレーシヨン周辺機器
の多くの用途がある。たとえば、人がオートバイ
又は自動車の運転をセンサ的な周辺機器により機
械的に簡単に行なうことができ、ビデオ及びコン
ピユータモニタの組合せにより、多くの概念的知
識と擬似経験が実際の活生経験に先だつて与えら
れる。しかしながら、多くの場合、本システムに
おける内蔵プログラムは、全く本当の指導員の使
用を除去するほど充分である。指導プログラムが
終了した場合には、その指導分野において資格が
与えられる。この全てはただ教えるだけの分野で
無制限に可である。なぜならば、概念的で精神運
動上の技術を求める分野における認識、よびもど
し、実行の３つの学習目的に向けて、図示し、語
りかけ、実地指導するところの指導コースを本シ
ステムは与えるからである。

本発明を好ましい実施例について説明したが、
前述の特定の形態に本発明を限定する趣旨ではな
く、反対に、特許請求の範囲によつて定義される
発明の精神と範囲に含まれる選択、変形、均等を
含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、人事不省の被害者のために基本的生
命維持を準備するためにふまなければならない様
様の決定を示すCPR決定図表の略図である。第
２図は、人間の身体を表すハンドオンの周辺機器
を含む本発明の完備した教育用CPRシステムの
概略図である。第３図は、本システムのコンピユ
ータへのインプツトの概略図である。第４図は、
学習者のための図解をグラフ表示を生み出すため
の本発明のコンピユータ及びそれに協同する装置
の概略図である。第５図は、音響、合成語および
文字のデイスプレイを含む学習者との生の問答を
生み出すことが要求されている本発明のコンピユ
ータと協同装置の概略図である。第６図は、学習
者の実行のセンシングを通して、動作遂行の正し
い方法の視覚表示を準備し、そしてキーボードお
よびカーソルコントロールを通して学習者との交
換を受けとるCPR機能の遂行に於て学習者を指
導するための本発明のコンピユータと協同する装
置の概略図である。第７図ａ乃至第７図ｃ及び第
８図ａ乃至第８図ｃは、何が生じたか１スクリー
ンに図解により及びその中で動作を遂行する方法
を第２スクリーンに写して、内部関連プログラム
と共に学習者を指導するための図解の一例を示す
図である。第９図は、完備された本発明による
CPRシステムの概略図である。第１０Ａ図及び
第１０Ｂ図は、心臓圧迫のためのシステムを制御
するプログラムサンプルを示す図である。第１１
図，第１２図，第１３図は、CPR教育システム
におけるポンプサイクルと頚動脈の脈の検査を説
明するためのシステム決定図表を示す図である。
第１４図は、電子機械水圧パルスシユミレータの
概略図である。第１５図は、学習者のために評価
し、応じて、正常の肺臓に満すテクニツクをコー
チするため肺臓に満すセンサーの概略図である。
第１６図は、心臓圧迫技術を正しく遂行するに先
立ち学習者の手の位置における標準の誤差を評価
するためにコンピユータに許すだろうところの手
の位置センサーの概略図である。第１７図は、本
発明による新規なコンピユータによる教育システ
ムの概念を示すための機能図である。 １０……周辺機器、１２……インターフエイ
ス、１４……マイクロコンピユータ、１６……キ
ーボード、１８……カーソル、２０……コンピユ
ータ・モニター、２２……ビデオデイスク、２４
……モニター、２６……周辺センサ、３６……プ
ログラム、４０……音声ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 人工呼吸と頚動脈の脈のチエツクと外部
   からの心臓圧迫とを含む心肺蘇生のための動作
   に関する信号を発生させるため少なくとも１つ
   のセンサが設けられている周辺機器と、 (b) 前記動作の実行に関する指示を示す一連の信
   号を記憶するための第１記憶手段と、 (c) 前記指示を表示するため前記第１記憶手段に
   接続された第１表示装置と、 (d) 前記動作の実行に関する指示を画像と付随す
   る音声の両方で示すように形成されたビデオ信
   号及び付随する音声信号を記憶するための第２
   記憶手段と、 (e) 前記画像と音声とによる指示を表示するため
   の第２表示装置と、 (f) 前記各手段及び装置に接続されたコンピユー
   タとから構成された装置であり、 前記コンピユータは、前記動作の実行に関する
   指示のための信号を前記第１記憶手段から選択し
   て前記第１表示装置に表示するとともに、該動作
   の実行に関する指示を画像と音声で示すビデオ信
   号及び付随する音声信号を前記第２記憶手段から
   選択して前記第２表示装置に表示することによつ
   て前記動作の実行を指示する機能と、 前記周辺機器のセンサからの信号を受信して前
   記動作が指示通り実行されたか否かを判定し、前
   記動作が指示通り実行されたときは、次の動作の
   実行に関する指示のための信号を前記第１記憶手
   段から選択して前記第１表示装置に表示するとと
   もに、該動作の実行に関する指示を画像と音声で
   示すビデオ信号及び付随する音声信号を前記第２
   記憶手段から選択して前記第２表示装置に表示す
   ることによつて次の動作の実行を指示し、前記動
   作が指示通り実行されなかつたときは、該動作の
   実行に関する指示を示す信号を前記第１記憶手段
   から選択して第１表示装置に表示するとともに、
   該動作を画像によつて示すビデオ信号及び付随す
   る音声信号を前記第２記憶手段から選択して前記
   第２表示装置に表示する機能とを有することを特
   徴とする個人指導のための装置。 ２ 前記周辺機器は、前記動作を示す前記信号を
   発生するため複数のセンサを有する特許請求の範
   囲第１項記載の個人指導のための装置。 ３ 前記動作の実行に関する指示を表す一連の信
   号を記憶するための第１記憶手段が第１メモリで
   ある特許請求の範囲第１項記載の個人指導のため
   の装置。 ４ 前記第１メモリが前記動作に関する語彙と概
   念を前記個人に予備的に理解させるために記録さ
   れた予備テストを表す信号を記憶している特許請
   求の範囲第３項記載の個人指導のための装置。 ５ 前記第１メモリが前記予備テストのために選
   ばれて表示できる前記動作に関する複数の概念を
   表す信号を記憶している特許請求の範囲第４項記
   載の個人指導のための装置。 ６ 前記第１メモリ内の予め決められた前記信号
   を選んで表示できるように前記個人が前記コンピ
   ユータと通信できる前記コンピユータに連結され
   たキーボードを有する特許請求の範囲第３項記載
   の個人指導のための装置。 ７ 前記動作の正確な実行に関する全ての概念の
   テスト、指示、指導、復習及び最終テストのため
   に表示されるべき、前記一連の信号の表示を行う
   ように前記コンピユータを制御するプログラムを
   有する特許請求の範囲第１項記載の個人指導のた
   めの装置。 ８ 前記コンピユータを制御するプログラムによ
   り、前記第１メモリに記憶された前記一連の信号
   の第１表示装置との相互関係で前記第２表示装置
   上に示されるように前記第２記憶手段に記憶され
   た前記音声信号及び付随するビデオ信号を生じ、
   それにより前記第１表示装置は画像と文字情報を
   指示することができ、及び前記第２表示装置は画
   像と音声で指示できるように構成された特許請求
   の範囲第７項記載の個人指導のための装置。 ９ ビデオ信号及び音声信号を記憶するための前
   記第２記憶手段が第２メモリである特許請求の範
   囲第１項記載の個人指導のための装置。 １０ 前記第２メモリは前記コンピユータで制御
   され及び前記第２表示装置に連結されたランダム
   アクセスビデオデイスクである特許請求の範囲第
   ９項記載の個人指導のための装置。 １１ 前記個人と前記コンピユータとの間の通信
   を行うことができる前記コンピユータに連結され
   たライトペン等からなるカーソルを有する特許請
   求の範囲第１項記載の個人指導のための装置。 １２ 前記第１メモリが前記コンピユータの中央
   処理装置に形成された特許請求の範囲第３項記載
   の個人指導のための装置。 １３ 前記第１メモリが前記コンピユータの周辺
   装置に形成された特許請求の範囲第１項記載の個
   人指導のための装置。 １４ 前記周辺機器は人体を模造してなるモデル
   人形である特許請求の範囲第１項記載の個人指導
   のための装置。 １５ 前記センサが心肺蘇生を完成するに必要な
   各々の複数の動作の遂行に従つて動作信号を発生
   するように構成された特許請求の範囲第１項記載
   の個人指導のための装置。 １６ テスト、指示、指導、復習、最終テストの
   動作の信号が心肺蘇生に関連する動作信号である
   ように構成された特許請求の範囲第１項記載の個
   人指導のための装置。 １７ 前記記憶されるビデオ信号が心肺蘇生に関
   連する実際の動作の遂行の画像信号を有する特許
   請求の範囲第１項記載の個人指導のための装置。 １８ 前記第１表示装置及び第２表示装置が音声
   をともなつた個々のビデオスクリーンである特許
   請求の範囲第１項記載の個人指導のための装置。 １９ 前記第１表示装置及び第２表示装置が音声
   をともなつた１ビデオスクリーンである特許請求
   の範囲第１項記載の個人指導のための装置。 ２０ 前記個人と前記コンピユータとの通信手段
   は、 (a) 前記画像又は聴覚の情報に応じて英数字の情
   報を入力するためのキーボード (b) 前記第１及び第２表示装置に音声又は画像指
   示に従つて情報を入力するためのライトペンよ
   りなるカーソル とからなる特許請求の範囲第１１項記載の個人指
   導のための装置。