TWI657814B - 智慧型心肺復甦裝置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一種智慧型心肺復甦裝置，包含一能撐立於一平面的支撐單元、一設置於該支撐單元上的控制單元，及一電連接該控制單元的升降單元。該升降單元包括一設置於該支撐單元上且電連接於該控制單元的升降機構，及一設置於該升降機構且電連接於該控制單元的按壓機構，該升降機構可以沿著該支撐單元上下移動，該按壓機構能相對於該升降機構上下移動，且能對一患者之一特定部位進行重複按壓。透過該升降單元之裝置及其控制程式之設計，可以判斷心肺復甦之正確按壓位置，提升急救成效。

Description

智慧型心肺復甦裝置及其操作方法

本發明是有關於一種心肺復甦裝置，特別是指一種智慧型心肺復甦裝置及其操作方法。

心肺復甦術(CPR)是一種以人力保持心搏驟停患者維持腦功能至患者恢復呼吸及血液循環的急救方法，由於心搏驟停4~6分鐘後即對人體腦部或其他重要器官組織造成不可逆的傷害，因此在發生心搏驟停的短時間內即需對患者進行急救，但需施救者事先進行專業訓練才可在急救中正確的施行心肺復甦術。

突發性心臟停止發生後，病患的存活率每分鐘將下降7%~10%，如果及時施行CPR，病患每分鐘存活率將會提升。

由於心肺復甦術需要對胸部進行每分鐘100至120下的按壓，且力道需根據患者身材來做加減，當救護人員長時間執行按壓動作時，容易疲勞導致按壓力道的不足、按壓次數下降，因此執行心肺復甦術時，會有兩位救護人員輪流實施，避免疲勞導致CPR施救的效果不佳，但是台灣的醫療人手日漸不足，如有多名患者在場，救護人員會以患者的傷重程度來執行急救，而無法讓每位患者獲得即時且相對應的治療。

另外，進行心肺復甦術時若是力道過輕，成效不佳，若是力道過重，將可能導致患者肋骨或其他器官受到傷害。然而，在緊急狀況下，醫療人員或是其他協助者不易快速分辨每位患者的體型，提高了造成傷害的可 能性。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能判斷正確按壓位置的智慧型心肺復甦裝置。

該智慧型心肺復甦裝置包含一呈倒U形且能撐立於一平面的支撐單元、一設置於該支撐單元上並具有一按壓位置資料庫的控制單元，及一電連接該控制單元的升降單元。

該升降單元包括一設置於該支撐單元上且電連接於該控制單元的升降機構，及一設置於該升降機構且電連接於該控制單元的按壓機構，該升降機構可以沿著該支撐單元上下移動，該按壓機構能相對於該升降機構上下移動，且能對一患者之一特定部位進行重複按壓。其中，當該升降機構由一起始位置持續下降至該按壓機構接觸至該特定部位時，會再下降N次，每次m公分，並取得N次該按壓機構對該特定部位的壓力值，再將所述壓力值與該控制單元之該按壓位置資料庫內的數據進行比對，以確認該特定部位是否為正確的按壓位置，若為正確的按壓位置即對該特定部位進行重複按壓，若非正確的按壓位置，該升降機構會回到該起始位置。

本發明的另一技術手段，是在於該按壓單元所取得之N次壓力值是與該按壓位置資料庫進行機 率密度函數運算，其公式為，其中x為取得之N筆壓力值，μ為該按壓位置資料庫內建檔之心臟位置壓力值，σ為平滑參數決定高斯函數的幅度。

本發明的又一技術手段，是在於該控制單元包括一用以接收、處理，及發送訊號的微控制器，及一電連接該微控制器的顯示器，該顯示器能顯示該特定 部位是否為正確的按壓位置，該按壓位置資料庫是儲存於該微控制器。

本發明的再一技術手段，是在於該支撐單元包括二間隔設置的直立桿、一連接於該二直立桿之頂端的連接桿，及複數由該連接桿向下延伸且位於該二直立桿之間的支撐軸，該升降機構包括一第一馬達、一由該第一馬達驅動且由所述支撐軸支撐的橫桿，及兩個設置於同一直立桿上且上下間隔的微動開關，該橫桿是沿著所述支撐軸於該二微動開關之間上下移動。

本發明的另一技術手段，是在於該智慧型心肺復甦裝置還包含一氣體供應單元，電連接於該控制單元，該氣體供應單元包括一強力風扇，及一連通該強力風扇的氧氣罩。

本發明的又一技術手段，是在於該智慧型心肺復甦裝置還包含一心跳偵測單元，電連接於該控制單元，而該控制單元還包括一電連接該微控制器的心率感測器。

本發明的再一技術手段，是在於該顯示器能顯示該特定部位為肋骨、胸部，或腹部之其一。

本發明的另一目的，即在於提供上述智慧型心肺復甦裝置的操作方法，包含以下步驟：一放置步驟、一啟動步驟、一確認步驟、及一按壓步驟。該放置步驟是將該智慧型心肺復甦裝置放置於一呈仰躺姿勢之患者的胸部上方。該啟動步驟是啟動該智慧型心肺復甦裝置，使該升降機構由一起始位置開始下降至該按壓機構接觸至該患者之一特定部位。該確認步驟是當該升降機構持續下降至該按壓機構接觸至該特定部位時，會再下降N次，每次m公分，並取得N次該按壓機構對該特定部位的壓力值，再將所述壓力值與該控制單元之該按壓位置資料庫內的數據進行比對，以確認該特定部 位是否為正確的按壓位置，若非正確的按壓位置，該升降機構會回到該起始位置，若為正確的按壓位置即進行下一步驟。該按壓步驟是確認該特定部位為正確的按壓位置時，該按壓機構開始對該特定部位進行重複按壓。

本發明的另一技術手段，是在於該智慧型心肺復甦裝置的操作方法還包含一心跳偵測步驟，利用該心跳偵測單元對該患者進行心跳偵測，若該患者沒有心跳則該按壓機構開始按壓動作，若偵測到該患者之心跳恢復，則該按壓機構停止按壓動作。

本發明的又一技術手段，是在於該智慧型心肺復甦裝置的操作方法還包含一氣體供應步驟，當該按壓機構開啟對該特定部位進行重複按壓後，可以對該患者之口鼻進行氣體供應。

本發明之有益功效在於，藉由前述之設計，不但可以自行對患者進行心肺復甦，還能找到正確的按壓位置，不僅能減輕救護人員的負擔，更能提高患者的生存率。

2‧‧‧支撐單元

21‧‧‧直立桿

22‧‧‧連接桿

23‧‧‧支撐軸

3‧‧‧控制單元

31‧‧‧微控制器

311‧‧‧按壓位置資料庫

32‧‧‧顯示器

33‧‧‧心率感測器

34‧‧‧啟動開關

4‧‧‧升降單元

41‧‧‧升降機構

411‧‧‧第一馬達

412‧‧‧橫桿

413‧‧‧微動開關

42‧‧‧按壓機構

421‧‧‧第二馬達

422‧‧‧按壓件

5‧‧‧氣體供應單元

51‧‧‧強力風扇

52‧‧‧氧氣罩

6‧‧‧心跳偵測單元

61‧‧‧感應件

91‧‧‧放置步驟

92‧‧‧啟動步驟

93‧‧‧確認步驟

94‧‧‧心跳偵測步驟

95‧‧‧按壓步驟

96‧‧‧氣體供應步驟

P‧‧‧患者

圖1是一前視示意圖，說明本發明智慧型心肺復甦裝置的一較佳實施例；圖2是一系統架構圖，輔助說明圖1；圖3是一流程圖，說明該較佳實施例之操作流程；圖4是一前視示意圖，輔助說明圖3中之一啟動步驟；圖5及圖6皆是示意圖，說明按壓位置錯誤時，一顯示器所顯示的畫面；及圖7是一前視示意圖，輔助說明圖3中之一按壓步驟。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內 容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來作表示。

參閱圖1及圖2，為本發明智慧型心肺復甦裝置的較佳實施例，包含一呈倒U形且能撐立於一平面的支撐單元2、一設置於該支撐單元2上的控制單元3、一電連接該控制單元3的升降單元4、一電連接該控制單元3的氣體供應單元5，及一電連接該控制單元3的心跳偵測單元6。

該支撐單元2包括二間隔設置的直立桿21、一連接於該二直立桿21之頂端的連接桿22，及複數由該連接桿22向下延伸且位於該二直立桿21之間的支撐軸23。要說明的是，該支撐單元2的結構僅為本實施例之實施態樣，不以此為限。

該控制單元3包括一用以接收、處理，及發送訊號的微控制器31、一電連接該微控制器31之顯示器32，及一電連接該微控制器31的心率感測器33。該微控制器31儲存有一按壓位置資料庫311。如圖5所示，該顯示器32具有多個不同的區塊以顯示相對應的數據。

再參閱圖1及圖2，該升降單元4包括一設置於該支撐單元2上且電連接於該控制單元3的升降機構41，及一設置於該升降機構41且電連接於該控制單元3的按壓機構42。該升降機構41可以沿著該支撐單元2上下移動，並包括一第一馬達411、一由該第一馬達411驅動且由所述支撐軸23支撐的橫桿412，及兩個設置於同一直立桿21上且上下間隔的微動開關413，該橫桿412是沿著所述支撐軸23於該二微動開關413之間上下移動，也就是說，該二微動開關413是用以限制該橫桿412的上下移動範圍。該按壓機構42能 相對於該升降機構41上下移動，且能對一患者P(見於圖4)之一特定部位進行重複按壓。該按壓機構42具有一第二馬達421，及一由該第二馬達421驅動的按壓件422。

該氣體供應單元5電連接於該控制單元3，並包括一強力風扇51，及一連通該強力風扇51的氧氣罩52。該心跳偵測單元6電連接於該控制單元3，並具有一用以偵測心跳的感應件61。

參閱圖3，接下來說明本發明智慧型心肺復甦裝置的操作方法，包含以下步驟：一放置步驟91、一啟動步驟92、一確認步驟93、一心跳偵測步驟94、一按壓步驟95，及一氣體供應步驟96。

參閱圖3並配合圖2及圖4，該放置步驟91是將該智慧型心肺復甦裝置放置於一呈仰躺姿勢之患者P的胸部上方。

該啟動步驟92是按壓該啟動開關34(start鍵)後啟動該智慧型心肺復甦裝置，此時，該升降機構41的該第一馬達411啟動並驅動該橫桿412，使該橫桿412由一起始位置開始下降，並下降至該按壓機構42接觸至該患者P之一特定部位。此時，該按壓機構42是位於如圖4所示的一未啟動位置。

該確認步驟93是當該升降機構41持續下降至該按壓機構42接觸至該特定部位時，會再下降N次，每次m公分(例如：會再下降十次，每次0.2公分)，並取得N次該按壓機構42對該特定部位的壓力值，再將所述壓力值與該控制單元3之該按壓位置資料庫311內的數據進行比對，以確認該特定部位是否為正確的按壓位置。要特別說明的是，該按壓機構42於不同按壓高度所取得之N次壓力值是與該按壓位置資料 庫311進行機率密度函數運算，其公式為， 其中x為取得之N筆壓力值，μ為該按壓位置資料庫311內建檔之心臟位置壓力值，σ為平滑參數決定高斯函數的幅度。其中，i為取得壓力值之序號，每次該升降機構41下降一固定距離後累計一次，直到所有欲採集之N筆資料完全取得之後為止。

經由前述方式進行壓力值的比對，若非正確的按壓位置，例如按壓到該患者P的肋骨或腹部時，該升降機構41會回到該起始位置，且該顯示器32會如圖5(按壓到肋骨Rib)及圖6(按壓到腹部Abdomen)所示地顯示按壓位置錯誤的資訊。若為正確的按壓位置即進行下一步驟。

接著進行該心跳偵測步驟94，將該心跳偵測單元6之感應件61貼附在該患者P之手腕脈搏處，偵測其心跳。要說明的是，也可以在該放置步驟91進行時，一併將該感應件61貼附在該患者P之手腕脈搏處，並將該氣體供應單元5之該氧氣罩52罩附在該患者P之口鼻處。

確認該特定部位為正確的按壓位置，且未偵測到該患者P之心跳後即進行該按壓步驟95。該按壓機構42會自動調整最適合患者P的按壓深度，並開始對該特定部位進行重複按壓。要進一步說明的是，該升降機構41在量測患者胸腔位置時，將會記錄與患者胸腔第一次接觸的位置，以此位置向下進行5-7公分按壓為最佳。此時，該第二馬達421啟動並驅動該按壓件422上下移動對該特定部位進行重複按壓，其中，該按壓件422是在如圖4所示之未按壓位置及圖7所示之按壓位置之間移動。在按壓過程中，該按壓機構42內建的壓力感測模組(於本實施例是內建有應變規以進行壓力感測)也會同步感測壓力值，超過人體所承受範圍或小於設定之壓力值時，該按壓機構42將會停止動作。同時，利用霍爾元件偵 測該按壓件422上下移動的次數來判斷該按壓件422的按壓次數，其中，霍爾元件是設置在能偵測該按壓件422之移動的位置，因比例的關係於圖中未繪出。於本實施例中，該按壓件422每按壓30次即進行一次該氣體供應步驟96，利用該強力風扇51之運轉將氣體吹送至該患者P之口鼻。

需要說明的是，前述整個流程皆可對該患者P進行該心跳偵測步驟94，一但該患者P的心跳已恢復，該心率感測器33就能發送訊號至該微控制器31，使該按壓機構42立即停止進行按壓的動作。另外，本發明之裝置配有電池，也可以透過車充進行供電，以提供需要電力啟動之各個元件所需之電力。因此，本案之各元件之間的電連接關係，為本領域中具有通常知識者所能理解，不再贅述。

經由上述說明可知，本發明智慧型心肺復甦裝置及其操作方法確實具有以下優點：

一、自行判斷正確按壓位置

本發明透過該升降單元4之裝置及其控制程式之設計，使其在進行心肺復甦之按壓動作之前，可以判斷正確的按壓位置，進而提高心肺復甦之成效，亦大幅降低造成其他傷害的可能。

二、降低救護人員負擔

本發明在確認了正確的按壓位置之後，就能自動且持續地進行心肺復甦的按壓動作，也就是說，救護人員只要協助將本發明放置在能進行正確的按壓位置，就能使本發明自行運作而對患者P做其他的急救措施(例如止血或是傷口包紮等)，減輕救護人員的負擔，提高急救效率。

三、操作簡單、攜帶便利

如前所述，本發明只要按下該啟動開關 34，並協助移動至正確的按壓位置之後，就能自動且持續地進行心肺復甦的按壓動作，任何人皆可順利操作。另外，本發明之裝置配有電池，能夠隨身攜帶，亦可放置在自動體外心臟電擊去顫器(Automated external defibrillator,AED)附近共同搭配使用，提升患者P的生存率。

綜上所述，本發明智慧型心肺復甦裝置及其操作方法，透過該升降單元4之裝置及其控制程式之設計，可以判斷心肺復甦之正確按壓位置，進而提高心肺復甦之成效，亦大幅降低造成其他傷害的可能，同時可以減輕救護人員的負擔，提高急救效率，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

1. 一種智慧型心肺復甦裝置，包含：一支撐單元，呈倒U形且能撐立於一平面；一控制單元，設置於該支撐單元上，並具有一按壓位置資料庫；及一升降單元，包括一設置於該支撐單元上且電連接於該控制單元的升降機構，及一設置於該升降機構且電連接於該控制單元的按壓機構，該升降機構可以沿著該支撐單元上下移動，該按壓機構能相對於該升降機構上下移動，且能對一患者之一特定部位進行重複按壓；其中，當該升降機構由一起始位置持續下降至該按壓機構接觸至該特定部位時，會再下降N次，每次m公分，並取得N次該按壓機構對該特定部位的壓力值，再將所述壓力值與該控制單元之該按壓位置資料庫內的數據進行比對，以確認該特定部位是否為正確的按壓位置，若為正確的按壓位置即對該特定部位進行重複按壓，若非正確的按壓位置，該升降機構會回到該起始位置。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的智慧型心肺復甦裝置，其中，該按壓單元所取得之N次壓力值是與該按壓位置資料庫進行機率密度函數運算，其公式為，其中x為取得之N筆壓力值，μ為該按壓位置資料庫內建檔之心臟位置壓力值，σ為平滑參數決定高斯函數的幅度。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的智慧型心肺復甦裝置，其中，該控制單元包括一用以接收、處理、及發送訊號的微控 制器，及一電連接該微控制器的顯示器，該顯示器能顯示該特定部位是否為正確的按壓位置，該按壓位置資料庫是儲存於該微控制器。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的智慧型心肺復甦裝置，其中，該支撐單元包括二間隔設置的直立桿、一連接於該二直立桿之頂端的連接桿，及複數由該連接桿向下延伸且位於該二直立桿之間的支撐軸，該升降機構包括一第一馬達、一由該第一馬達驅動且由該複數支撐軸支撐的橫桿，及兩個設置於同一直立桿上且上下間隔的微動開關，該橫桿是沿著所述支撐軸於該二微動開關之間上下移動。
5. 依據申請專利範圍第1項所述的智慧型心肺復甦裝置，還包含一氣體供應單元，電連接於該控制單元，該氣體供應單元包括一強力風扇，及一連通該強力風扇的氧氣罩。
6. 依據申請專利範圍第3項所述的智慧型心肺復甦裝置，還包含一心跳偵測單元，電連接於該控制單元，而該控制單元還包括一電連接於該微控制器的心率感測器。
7. 依據申請專利範圍第3項所述的智慧型心肺復甦裝置，其中，該顯示器能顯示該特定部位為肋骨、胸部，或腹部之其一。
8. 一種如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之智慧型心肺復甦裝置的操作方法，包含以下步驟：一放置步驟，將該智慧型心肺復甦裝置放置於一呈仰躺姿勢之患者的胸部上方；一啟動步驟，啟動該智慧型心肺復甦裝置，使該升降機 構由一起始位置開始下降至該按壓機構接觸至該患者之一特定部位；一確認步驟，當該升降機構持續下降至該按壓機構接觸至該特定部位時，會再下降N次，每次m公分，並取得N次該按壓機構對該特定部位的壓力值，再將所述壓力值與該控制單元之該按壓位置資料庫內的數據進行比對，以確認該特定部位是否為正確的按壓位置，若非正確的按壓位置，該升降機構會回到該起始位置，若為正確的按壓位置即進行下一步驟；及一按壓步驟，確認該特定部位為正確的按壓位置時，該按壓機構開啟對該特定部位進行重複按壓。
9. 依據申請專利範圍第8項所述智慧型心肺復甦裝置的操作方法，還包含一心跳偵測步驟，利用該心跳偵測單元對該患者進行心跳偵測，若該患者沒有心跳則該按壓機構開始按壓動作，若偵測到該患者之心跳恢復，則該按壓機構停止按壓動作。
10. 依據申請專利範圍第8項所述智慧型心肺復甦裝置的操作方法，還包含一氣體供應步驟，當該按壓機構開啟對該特定部位進行重複按壓後，可以對該患者之口鼻進行氣體供應。