TWM608110U - 使用擴增實境的互動復健系統 - Google Patents

Abstract

一種使用擴增實境的互動復健系統，包含一適用於供一使用者穿戴的穿戴單元、一與該穿戴單元資訊連結並適用於供該使用者按照擴增影像使用的道具單元，及一與該穿戴單元及該道具單元資訊連接的判斷單元。該穿戴單元包括一適用於提供擴增影像的擴增實境眼鏡，及一連接於該擴增實境眼鏡且適用於提供該使用者有關該遠端人員之多媒體資訊的多媒體模組。該道具單元包括一底座、一可拆卸地連接於該底座的握柄，及一可拆卸地連接該握柄頂端且適用於供該使用者握持的觸感器。該判斷單元包括一適用於拍攝該使用者並辨識該使用者之動作的拍攝模組。

Description

使用擴增實境的互動復健系統

本新型是有關於一種幫助患者進行復健的系統，特別是指一種使用擴增實境的互動復健系統。

以往復健師協助患者執行復健時，通常是面對面地直接向患者講解復健的動作、須留意的事項、器材的使用方式，甚至是動作的重點，必要時可能還需要直接示範，或者是直接以帶著患者動作的方式讓患者熟悉動作，才能讓患者確實執行正確的復健動作。特別是，復健治療的方案安排是根據患者的動作功能而定，根據患者受損的肢體有因應的標準化評估方式，而評估的結果是提供醫生和治療師作為診斷和復健活動參考的依據。

然而，受限於時間與空間，復健師的數量相較於各類的廣大患者而言，勢必顯得人力不足，雖然逐一面對面地輔助患者執行復健能達成較好的效果，但頻繁密集地面對多個患者，卻會造成復健師在體力、精神的龐大負擔，且也難以即時提供患者足夠完整的評估資訊。另外，就評估層面而言，人為評估方式可能存在主觀判斷的誤差，即使是標準化的評估方法，不同治療師甚至同一治療師在不同時間的評估都可能會有不同結果。多數患者勢必希望在復健過程中了解自己的身體狀況和恢復的情形，但專業的學術理論對一般民眾又太過艱澀，即使患者密集的復健，並不一定可每次都進行完整評估，在數據不夠完整也不充足的狀況下，實難以完整掌握患者的復健動作變化狀態。

再者，今年度以來遭逢新冠肺炎的嚴峻疫情，傳統與復健師「面對面」進行治療的場合儼然成為人們希望盡可能避免的禁忌，但對於患者而言，無法定期與復健師面對面進行復健，將會影響到康復進度，即便是在家自主執行，在效果上也會大打折扣。因此，如何在保持社交距離的前提下，同時有效的執行自主復健訓練並進行相關復健成果評估，儼然成為各界積極研究之方向。

因此，本新型之目的，即在提供一種能遠端輔助患者確實執行復健動作，並且提供完善評估之使用擴增實境的互動復健系統。

於是，本新型使用擴增實境的互動復健系統，包含一適用於供一使用者穿戴的穿戴單元、一與該穿戴單元資訊連結的道具單元，及一與該穿戴單元及該道具單元資訊連接的判斷單元。

該穿戴單元包括一適用於提供一遠端人員之擴增影像的擴增實境眼鏡，及一連接於該擴增實境眼鏡且適用於提供該使用者有關該遠端人員之多媒體資訊的多媒體模組。

該道具單元適用於供該使用者按照該遠端人員之擴增影像而使用，且包括一底座、一可拆卸地連接於該底座的握柄，及一可拆卸地連接於該握柄頂端且適用於供該使用者握持而感測一握持力的觸感器。

該判斷單元包括一適用於拍攝該使用者並辨識該使用者之動作的拍攝模組。

本新型之功效在於：該使用者可藉由該穿戴單元的該擴增實境眼鏡所呈現之擴增影像，按照遠端人員(即復健師)的指示而使用專用於手部握持復健的該道具單元，故復健師確實能在不需面對面接觸的情況下，輔助該使用者正確使用該道具單元，讓該使用者能確實執行正確的復健動作，且後續只要配合該判斷單元，即可確實藉由影像辨識自動判斷，除了提供復健師確實的評估數據，也有利於以視覺化色彩、亮度、圖表等等擴增效果，讓患者對於自身肢體功能與進步幅度一目了然，以完整達成導引、執行、評估的復健流程。

參閱圖1，為本新型使用擴增實境的互動復健系統之一實施例，該實施例包含一適用於供一使用者9穿戴的穿戴單元1、一與該穿戴單元1資訊連結的道具單元2，及一與該穿戴單元1及該道具單元2資訊連接的判斷單元3。其中，該穿戴單元1包括一適用於提供一遠端人員之擴增影像的擴增實境眼鏡11，及一連接於該擴增實境眼鏡11且適用於提供該使用者9有關該遠端人員之多媒體資訊的多媒體模組12。在本實施例中，該使用者9為需要執行復健的患者，而該遠端人員即為復健師，所能執行的復健動作則是使用該道具單元2而進行之手部復健。其中，該多媒體模組12在本實施例較佳可為耳機，主要供該使用者9接收來自於該遠端人員的語音訊息，並與該遠端人員進行語音訊息互動，但並不以耳機的形式為限。

同時參閱圖1與圖2，該道具單元2適用於供該使用者9按照該遠端人員之擴增影像而使用，其中，該道具單元2與該穿戴單元1及該判斷單元3資訊連結的方式，較佳是採用無線收發模組，但並不以此為限。該道具單元2包括一底座21、一可拆卸地連接於該底座21的握柄22、一可拆卸地連接於該握柄22頂端的觸感器23、一可拆卸地連接於該握柄22的捏測器24，及一配合該觸感器23使用的夾測件25。其中，為了使該底座21能確實固定於例如桌面的平面上，以利於該使用者9使用而執行復健的動作，較佳可採用底部配重或者藉由吸盤吸附固定的方式。

該握柄22具有一柄體221、一形成於該柄體221之頂端的第一連接件222、多個形成於該柄體221之一側且彼此間隔的第二連接件223，及一形成於該柄體221的一側且適用於供該使用者9的大拇指套設的指套224。該觸感器23具有一呈圓柱狀而供握持的本體231、一連接於該本體231且用以與該第一連接件222相互連結的第一連結件232、一設置於該本體231上的感應按鈕233、一以朝向該本體233內之方向開設的開口234，及一設置於該開口234內側的第二阻尼件235。該開口234具有一橫向延伸的橫向段238，及一連通於該橫向段238且縱向延伸的縱向段239。該捏測器24具有一桿體241、一可脫離地連接於該桿體241之一端且適用於供該使用者9以兩指夾捏的感測蓋242、一設置於該桿體241且用以對該感測蓋242與該桿體241間之脫離產生阻尼力的第一阻尼件243，及一連接於該桿體241之另一端且用以與該等第二連接件223的其中之一相互連結的第二連結件244。該夾測件25用以伸置於該開口234且由該第二阻尼件235產生朝向該開口234內之阻尼力，且具有一對應該橫向段238且適用於供該使用者9之拇指與手掌側夾持的夾定片251，及一自該夾定片251之一側彎折並對應該縱向段239且適用於供該使用者9之其他四指抵靠的靠持片252。

具體而言，該觸感器23及該捏測器24的功能，分別是供該使用者9進行手掌握持復健及食指與拇指之捏物復健，可視當下需求利用該第一連接件222與該第一連結件232相互固定的方式，或者是利用任一個所述第二連接件223與該第二連結件244相互固定的方式，選擇將該觸感器23或該捏測器24安裝於該握柄22。另外，該夾測件25實質上是與該觸感器23各自獨立，且是用來讓該使用者9進行拇指與手掌側相互併合的復健動作，同樣可視當下復健需求選擇使用。

要特別說明的是，該道具單元2之該捏測器24的該第一阻尼件243，以及該觸感器23的該第二阻尼件235，兩者皆為可調式電磁阻尼，因此只要配置常見的可變電阻調整電磁力，不但可輕易調整所需的阻尼力，更能輕易藉由電力或電阻的參數而有效量化，有利於配合復健需求。另外要說明的是，有關該第一連接件222、該第二連接件223分別與該第一連結件232、該第二連結件244相互連結的機制，可選用螺栓、磁扣、卡榫等等的方式，且亦能採用複數種方式相互配合，而在本實施例中是以卡榫對應卡槽，並且設計磁吸機制的方式，但並不以此為限。

參閱圖3，為本實施例之該觸感器23的另一種實施態樣，與如圖2所呈現之實施態樣的差異在於：該本體231是呈球狀。相較於如圖2之呈圓柱狀的該本體231而言，能以各種不同的方向握持，藉此因應不同的動作需求，且特別適合如圖4所呈現之手掌朝下的握持方式。其中，該本體231為球狀的實施態樣，也利於配合設置於球直徑上的該感應按鈕233，因應腦傷患者的測試型態。腦傷患者執行測試時，可隨著復健師的指示說明，先點觸自身的鼻子再接著點觸該感應按鈕233，藉此測試腦傷患者之手眼協調能力的恢復程度。

重新參閱圖1，該判斷單元3包括一適用於拍攝該使用者9並辨識該使用者9之動作的拍攝模組31，及一連接於該擴增實境眼鏡11上，且適用於接收該使用者9之一辨識資訊而辨識該使用者9之身分的辨識模組32。其中，該辨識模組32較佳為一用以接收語音資訊而執行語音辨識的麥克風，或者一用以供該使用者9直接按壓而感測指紋資訊的指紋辨識器(圖中未繪示)。

參閱圖5並配合圖1與圖2，為該使用者9使用本實施例而執行五指握持之復健動作的情況，在開始復健動作前，為了在整個過程完整與復健師同步執行，故較佳是先啟動該穿戴單元1並與該遠端人員，也就是復健師相互連線，且開啟該判斷單元3的該拍攝模組31，以利於復健師同步確認該使用者9的各階段狀況。首先，由於是要執行五指握持之復健動作，因此必須先將該道具單元2的該觸感器23安裝於該握柄22上，再利用該辨識模組32確認該使用者9的身分後，即可開始執行特定的復健動作。接著，因該擴增實境眼鏡11能對該使用者9呈現一針對該道具單元2之使用產生指示效果的引導圖像，是故復健師除了能透過該擴增實境眼鏡11中的影像或該多媒體模組12的聲音直接向該使用者說明，也能在該道具單元2上呈現特定的引導圖像來引導。以該觸感器23為例，在按壓該感應按鈕233而代表即將開始動作後，該觸感器23的該本體231則會開始感測握持力，除了復健師直接以自身影像與聲音的方式來引導外，也可在該擴增實境眼鏡11上如圖6所示地顯示例如一個指向該觸感器23的箭頭，指示該使用者9可開始握持該本體231並且開始施加握力。此時，由於復健師難以直接目視確認該使用者9的握持狀態，故較佳可利用該擴增實境眼鏡11的擴增實境功能，配合該觸感器23所感測到的握持力，讓該使用者9在該擴增實境下看見之該觸感器23產生顏色的變化，例如隨著握持力的逐漸變大，使得該觸感器23的顏色由藍色逐漸轉為紅色，藉此讓該使用者9得知當下動作的情況，也可得知何時已達足夠握持力而能停止動作。

在該使用者9執行復健動作的同時，該遠端人員可在當下利用該判斷單元3的該拍攝模組31確認動作是否確實，或者也能採用在該拍攝模組31設計辨識動作之功能的方式，產生自動判斷的效果，甚至還能以該拍攝模組31拍攝影像而儲存，以供該使用者9或該遠端人員後續查看、檢討、評估。也就是說，利用該判斷單元3配合整個復健流程的執行，得以提供多種型態的評估方式，故即便是在該遠端人員與該使用者9無法面對面的情況下，仍能達成近乎相同的復健效果，並有利於以客觀數據及該使用者9的實際執行狀態執行完整評估。

要另外說明的是，本實施例較佳是讓復健師能以「即時連線」的方式引導該使用者，但本實施例的該穿戴單元1亦可配合直接播放指導之擴增實境的方式來實施，因應該使用者9已執行數次類似流程而有一定熟悉程度的情況，以在可達成相同之復健效果或進度的情況下，盡可能降低復健師的負擔。

參閱圖7並配合圖1與圖2，使用本實施例執行拇指與食指間之捏持動作的復健時，則是使用該道具單元2的該捏測器24，在安裝時是藉由該捏測器24之該第二連結件244，依照該使用者9自身所需的高度，選擇該握柄22之該等第二連接件223的其中之一，藉由該第二連結件244與其中一個第二連接件223相互連結的機制，將該捏測器24安裝於該握柄22上。接著，與使用該觸感器23的差別，主要僅在於復健動作的不同，使用該捏測器24而執行的復健動作，是以拇指與食指相互配合而捏持該捏測器24的該感測蓋242，此時該第一組尼件243以使該感測蓋242與該桿體241之間產生一定的阻尼力，而該使用者9必須施力使該感測蓋242自該桿體241脫離，藉此針對拇指與食指捏持的動作進行復健。同樣的，為了藉由該擴增實境眼鏡11而對該使用者9產生指引，可使該使用者9自該擴增實境眼鏡11看見該感測蓋242上的指引圖示，也可以因應該感測蓋242所感測到的捏持力，使該使用者9自該擴增實境眼鏡11看見例如顏色變化、圖表數據的指示，藉此輔助該使用者9進行復健。

在此要特別說明的是，除了利用該擴增實境眼鏡11的擴增實境來產生導引之外，該捏測器24的該桿體241及該感測蓋242上也可以設計得以實際發光的部件，以針對復健進行的進度或該使用者9執行的情況來呈現。同時配合實際發光的部件，以及該擴增實境眼鏡11所能達成的多元指示，可執行更加多元化、細膩化的導引方式，對於該使用者9的復健流程達成更完善的照料。

參閱圖8並配合圖1與圖2，使用本實施例執行姆指朝向手掌側夾靠之復健動作時，必須配合該道具單元2的該夾測件25，以及該觸感器23的該開口234及該第二阻尼件235。在該夾測件25伸置於該開口234中後，該第二阻尼件235則會對該夾測件25脫離該開口234的動作產生對應的阻尼力。該使用者9進行復健動作時，是將拇指由上而下靠置於該夾定片251上，接著其他四指則穿過該夾定片251與該靠持片252彎折形成的空間中，即可藉由拇指與手掌側夾持該夾側件25，並且施加使該夾測件25脫離該開口234的外力。當然，在過程中也都可以藉由該擴增實境眼鏡11中的復健師影像、指示圖樣、語音資訊等等方式達成導引，並且藉由該判斷單元3的輔助，使得復健師能即時或於後續完整地執行復健動作的相關評估。

本實施例妥善整合該穿戴單元1所產生的擴增實境、遠端多媒體功能，以及執行特定復健動作之專用的該道具單元2，不但可藉由該道具單元2執行多種手部的復健動作，過程中也能透過該穿戴單元1而接受妥善的導引，完成後也能利用該判斷單元3達成完善的評估。值得說明的是，由於該擴增實境眼鏡11所能產生的擴增實境影像得以依照需求自由設計，除了該遠端人員的指導影像以外，不但能達成藉由指示圖樣精準指示以外，實際上更能藉此營造類似進行遊戲的情境，藉此達成鼓勵患者積極復健的目的，也有助於使得患者的心態更加正面。

綜上所述，本新型使用擴增實境的互動復健系統之該實施例，可藉由該擴增實境眼鏡11所呈現之擴增影像，按照復健師的指示而使用專用於手部握持復健的該道具單元2，該道具單元2得以因應多種不同復健動作的執行，故復健師確實能在不需面對面接觸的情況下，讓該使用者9使用該道具單元2而確實執行正確的復健動作，且後續只要配合該判斷單元3，即可確實藉由影像辨識自動判斷，或者提供復健師確認執行的狀況，以完整達成導引、執行、評估的復健流程。因此，確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:穿戴單元 11:擴增實境眼鏡 12:多媒體模組 2:道具單元 21:底座 22:握柄 221:柄體 222:第一連接件 223:第二連接件 224:指套 23:觸感器 231:本體 232:第一連結件 233:感應按鈕 234:開口 235:第二阻尼件 238:橫向段 239:縱向段 24:捏測器 241:桿體 242:感測蓋 243:第一阻尼件 244:第二連結件 25:夾測件 251:夾定片 252:靠持片 3:判斷單元 31:拍攝模組 32:辨識模組 9:使用者

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一系統配置圖，說明本新型使用擴增實境的互動復健系統之一實施例； 圖2是一立體分解圖，說明該實施例的一道具單元； 圖3是一立體圖，說明該道具單元之一觸感器的其中一種實施態樣； 圖4是一示意圖，配合圖3說明該種實施態樣的使用方式； 圖5是一示意圖，說明一使用者使用本實施例進行五指握持之復健動作的情況； 圖6是一示意圖，配合圖5說明本實施例之一穿戴單元的一擴增實境眼鏡所能發揮的效果； 圖7是一示意圖，說明該使用者使用本實施例進行拇指與食指捏持物品之復健動作的情況；及 圖8是一示意圖，說明該實施者使用本實施例進行姆指朝向手掌側夾靠之復健動作的情況。

1:穿戴單元

11:擴增實境眼鏡

12:多媒體模組

2:道具單元

21:底座

22:握柄

23:觸感器

24:捏測器

3:判斷單元

31:拍攝模組

32:麥克風

9:使用者

Claims (10)

1. 一種使用擴增實境的互動復健系統，包含： 一穿戴單元，適用於供一使用者穿戴，並包括一適用於提供一遠端人員之擴增影像的擴增實境眼鏡，及一連接於該擴增實境眼鏡且適用於提供該使用者有關該遠端人員之多媒體資訊的多媒體模組； 一道具單元，與該穿戴單元資訊連結並適用於供該使用者按照該遠端人員之擴增影像而使用，且包括一底座、一可拆卸地連接於該底座的握柄，及一可拆卸地連接於該握柄頂端且適用於供該使用者握持而感測一握持力的觸感器；及 一判斷單元，與該穿戴單元及該道具單元資訊連接，並包括一適用於拍攝該使用者並辨識該使用者之動作的拍攝模組。
2. 如請求項1所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該道具單元的該握柄具有一柄體，及一形成於該柄體之頂端的第一連接件，該觸感器具有一供握持的本體，及一連接於該本體且用以與該第一連接件相互連結的第一連結件。
3. 如請求項2所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該觸感器的該本體是呈一球狀或一圓柱狀。
4. 如請求項2所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該觸感器還具有一設置於該本體上的感應按鈕。
5. 如請求項2所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該道具單元還包括一可拆卸地連接於該握柄的捏測器，該握柄還具有至少一形成於該柄體之一側的第二連接件，該捏測器具有一桿體、一可脫離地連接於該桿體之一端且適用於供該使用者以兩指夾捏的感測蓋、一設置於該桿體且用以對該感測蓋與該桿體間之脫離產生阻尼力的第一阻尼件，及一連接於該桿體之另一端且用以與該至少一第二連接件相互連結的第二連結件。
6. 如請求項5所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該道具單元之該捏測器的該第一阻尼件為一可調式電磁阻尼。
7. 如請求項2所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該道具單元的該觸感器具有一以朝向該本體內之方向開設的開口，及一設置於該開口內側的第二阻尼件，該開口具有一橫向延伸的橫向段，及一連通於該橫向段且縱向延伸的縱向段，該道具單元還包括一用以伸置於該開口且由該第二阻尼件產生朝向該開口內之阻尼力的夾測件，該夾測件具有一對應該橫向段且適用於供該使用者之拇指與手掌側夾持的夾定片，及一自該夾定片之一側彎折並對應該縱向段且適用於供該使用者之其他四指抵靠的靠持片。
8. 如請求項7所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該道具單元之該觸感器的該第二阻尼件為一可調式電磁阻尼。
9. 如請求項1所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該判斷單元還包括一適用於接收該使用者之一辨識資訊而辨識該使用者之身分的辨識模組。
10. 如請求項1至9任一項所述使用擴增實境的互動復健系統，其中，該穿戴單元的該擴增實境眼鏡適用於對該使用者呈現一針對該道具單元之使用產生指示效果的引導圖像。

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