CN105608974A - 一种气动反应式心肺复苏教学模拟人 - Google Patents

Abstract

本发明是一种气动反应式心肺复苏教学模拟人。包括呼吸机构、按压机构、力传感器、加速度传感器、控制器、压力传感器等，呼吸机构包括肺模拟器，按压机构包括胸腔模拟器，复苏前，比例减压阀控制胸腔模拟器模拟人体胸廓硬度，瞳孔模拟器进气模拟瞳孔呈放大状态，颈动脉模拟器进气模拟颈动脉停止跳动状态。当按压人体上身模型胸部，颈动脉模拟器随按压胸腔模拟器的频率跳动，模拟颈动脉跳动状态。当对人体上身模型吹气，肺模拟器模拟人工呼吸状态。复苏后，瞳孔模拟器排气模拟瞳孔正常状态，比例减压阀控制颈动脉模拟器模拟颈动脉正常跳动状态。本发明以气体驱动的模拟器模拟胸部、肺部、眼部和颈部等器官在心肺复苏前后的症状，模拟症状反应逼真、定位准确。

Description

一种气动反应式心肺复苏教学模拟人

技术领域

本发明是一种应用于医学教学的气动反应式心肺复苏教学模拟人，特别是一种通过模拟人胸外按压及人工呼吸来提供给学员进行心肺复苏技能训练的气动反应式心肺复苏教学模拟人。

背景技术

在心肺复苏教学中，传统的方法是让学员在实际患者身上进行体验性教学。但在患者身体上进行体验性教学容易产生医疗纠纷，存在人权等相关问题。因此，采用心肺复苏教学模拟人对学员进行模拟实验教学具有重要的现实意义。

目前临床应用的心肺复苏教学模拟人，在胸外按压方面多采用以弹簧为动力的机械按压装置。该装置虽能根据学员的力觉反应胸部按压深度的变化，但由于内部机械系统刚度较大，展现出来的病症反应与真实情况有较大差异，不能让学员获得高质量的体验性教学效果。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种的气动反应式心肺复苏模拟人。本发明以气动驱动器模拟胸部、肺部、眼部和颈部等器官在心肺复苏前后的症状，可使受训者获得高质量的体验性教学效果。本发明设计合理，方便实用，具有病症反应逼真、定位准确等特点。

本发明的技术方案是：本发明的气动反应式心肺复苏教学模拟人，包括有瞳孔模拟器、颈动脉模拟器、呼吸机构、按压机构、力传感器、加速度传感器、控制器、压力传感器、第一电磁换向阀、气源、比例减压阀、第二电磁换向阀、人体上身模型，其中呼吸机构包括有压块、肺模拟器、光电传感器、光缆板、通气管，按压机构包括有胸腔模拟器，其中光缆板与压块连接固定，压块置于肺模拟器的顶部，若干个力传感器和加速度传感器分布在胸腔模拟器的上表面，力传感器用来检测手按压位置、作用力大小和按压次数，加速度传感器用来检测按压深度，且压力传感器与胸腔模拟器相连，压力传感器用来检测胸腔模拟器内部气体压力，人体上身模型的鼻孔和口部通过通气管与呼吸机构的肺模拟器连接，光电传感器用于检测人工呼吸时吹入的潮气量，按压机构的胸腔模拟器装设在人体上身模型的胸部，气源通过比例减压阀及第一电磁换向阀与按压机构的胸腔模拟器连接，气源通过比例减压阀及第二电磁换向阀连接有瞳孔模拟器，气源通过比例减压阀还连接有颈动脉模拟器，比例减压阀与控制器电连接，当输入病人类型后，控制器输出相应控制信号给比例减压阀调节其出口压力，使胸腔模拟器变硬模拟人体胸廓硬度，瞳孔模拟器进气模拟瞳孔呈放大状态，颈动脉模拟器进气模拟颈动脉停止跳动状态；当手按压人体上身模型胸部时，颈动脉模拟器随按压胸腔模拟器的频率跳动，模拟颈动脉跳动状态；当对人体上身模型口部吹气时，肺模拟器膨胀并推动压块带动光缆板上移，控制器将光电传感器检测的位移信号转换成潮气量，人体上身模型胸廓起伏模拟人工呼吸状态；当按压呼吸比达到设定值时，第一电磁换向阀及第二电磁换向阀通电，控制器输出脉动信号给比例减压阀调节其出口压力，模拟颈动脉正常跳动状态，瞳孔模拟器排气模拟瞳孔恢复正常状态。

本发明的气动反应式心肺复苏教学模拟人，能根据手按压胸部和人工呼吸动作，将按压位置、深度、作用力和按压次数及吹入潮气量作为心肺复苏实时反馈监测的重点，使急救人员可以依照反馈提示进行高质量的心肺复苏操作和训练。与传统心肺复苏模拟人不同，它以气压驱动的模拟器提示症状，症状反应逼真，因此可获得高质量的体验性教学效果。本发明的气动反应式心肺复苏教学模拟人具有以下特点：

1）本发明可以满足学员实践需求反复练习，避免使用实际患者进行教学产生的医疗纠纷。

2）本发明的模拟器属于动态模拟器，能模拟胸部、肺部、眼部和颈部等器官在心肺复苏前后的症状，症状反应逼真。

3）本发明融合气压传动、传感器、嵌入式控制和数据处理等技术，系统集成度高。

4）本发明可记忆存储不同年龄体征，模拟不同年龄病人心肺复苏前后的症状，适合多元化教学。

5）本发明人机交互性能良好，可利用屏幕显示纠正学员手法错误，教学质量高。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的气动反应式心肺复苏教学模拟人。

附图说明

图1为本发明的气动反应式心肺复苏教学模拟人组成原理图；

图2为本发明中呼吸机构的结构示意图；

图3为本发明中按压机构的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的组成原理图如图1所示，本发明的气动反应式心肺复苏教学模拟人，包括有瞳孔模拟器1、颈动脉模拟器2、呼吸机构3、按压机构4、力传感器5、加速度传感器6、控制器7、压力传感器8、第一电磁换向阀9、气源10、比例减压阀11、第二电磁换向阀12、人体上身模型13，其中呼吸机构3包括有压块14、肺模拟器15、光电传感器17、光缆板18、通气管19，按压机构4包括有胸腔模拟器24，其中光缆板18与压块14连接固定，压块14置于肺模拟器15的顶部，若干个力传感器5和加速度传感器6分布在胸腔模拟器24的上表面，力传感器5用来检测手按压位置、作用力大小和按压次数，加速度传感器6用来检测按压深度，且压力传感器8与胸腔模拟器24相连，压力传感器8用来检测胸腔模拟器24内部气体压力，人体上身模型13的鼻孔和口部通过通气管19与呼吸机构3的肺模拟器15连接，光电传感器17用于检测人工呼吸时吹入的潮气量，按压机构4的胸腔模拟器24装设在人体上身模型13的胸部位置，气源10通过比例减压阀11及第一电磁换向阀9与按压机构4的胸腔模拟器24连接，气源10通过比例减压阀11及第二电磁换向阀12连接有瞳孔模拟器1，气源10通过比例减压阀11还连接有颈动脉模拟器2，比例减压阀11与控制器7电连接，当输入病人类型后，控制器7输出相应控制信号给比例减压阀11调节其出口压力，使胸腔模拟器24变硬模拟人体胸廓硬度，瞳孔模拟器1进气模拟瞳孔呈放大状态，颈动脉模拟器2进气模拟颈动脉停止跳动状态；当手按压人体上身模型13胸部时，颈动脉模拟器2随按压胸腔模拟器24的频率跳动，模拟颈动脉跳动状态；当对人体上身模型13口部吹气时，肺模拟器15膨胀并推动压块14带动光缆板18上移，控制器7将光电传感器17检测的位移信号转换成潮气量，人体上身模型13胸廓起伏模拟人工呼吸状态；当按压呼吸比达到设定值时，第一电磁换向阀9及第二电磁换向阀12通电，控制器7输出脉动信号给比例减压阀11调节其出口压力，模拟颈动脉正常跳动状态，瞳孔模拟器1排气模拟瞳孔恢复正常状态。

本实施例中，上述呼吸机构3还包括有支架16，肺模拟器15装设在支架16的顶部，光电传感器17装设在支架16的底部，通气管19的一端穿过支架16所设的通孔与呼吸机构3中的肺模拟器15连接，通气管19的另一端与人体上身模型模13的鼻孔和口部相连接。

本实施例中，上述按压机构4还包括有第一导柱20、第二导柱23、第一导套21、第二导套25、压板22、垫块26，第一导柱20及第二导柱23的下端分别插装在第一导套21及第二导套25上，第一导套21及第二导套25装设在垫块26上，压板22装设在第一导柱20及第二导柱23的上端，胸腔模拟器24装设在垫块26与压板22之间。

本实施例中，上述瞳孔模拟器1由气胀轴橡胶气囊和线绳通过粘结制成类似瞳孔结构。

本实施例中，上述颈动脉模拟器2为气胀轴橡胶气囊。

本实施例中，上述肺模拟器15为硅橡胶膜和线绳通过粘结制成的多层网状结构的环形囊体。

本实施例中，上述胸腔模拟器24为弹性气囊。

本发明的工作原理是：当输入病人类型后，控制器7输出相应控制信号给比例减压阀11，比例减压阀11调节其出口压力，使胸腔模拟器24变硬，模拟不同年龄人体胸廓硬度。同时瞳孔模拟器(1)进气，模拟瞳孔呈放大状态，颈动脉模拟器2进气，模拟颈动脉停止跳动状态。

当手按压人体上身模型13胸部时，若干力传感器5检测到按压作用力，则控制器7记录按压位置、作用力大小和按压次数，同时将加速度传感器6检测的信号进行二次积分得到按压深度。颈动脉模拟器2随按压胸腔模拟器(24)的频率跳动，模拟人工按压过程中颈动脉跳动状态。

当对人体上身模型13口部吹气时，吹入的潮气从通气管19进入肺模拟器15，肺模拟器15膨胀并推动压块14带动光缆板18上移，控制器7将光电传感器17检测的位移信号转换成潮气量。随着肺模拟器15膨胀，人体上身模型13胸廓起伏，模拟人工呼吸状态。

当按压呼吸比达到设定值时，第一电磁换向阀9及第二电磁换向阀12通电，控制器7输出脉动信号给比例减压阀11，比例减压阀11调节其出口压力，模拟颈动脉正常跳动状态。同时瞳孔模拟器1排气，模拟瞳孔恢复正常状态。

Claims (7)

1.一种气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于包括有瞳孔模拟器(1)、颈动脉模拟器(2)、呼吸机构(3)、按压机构(4)、力传感器(5)、加速度传感器(6)、控制器(7)、压力传感器(8)、第一电磁换向阀(9)、气源(10)、比例减压阀(11)、第二电磁换向阀(12)、人体上身模型(13)，其中呼吸机构(3)包括有压块(14)、肺模拟器(15)、光电传感器(17)、光缆板(18)、通气管(19)，按压机构(4)包括有胸腔模拟器(24)，其中光缆板(18)与压块(14)连接固定，压块(14)置于肺模拟器(15)的顶部，若干个力传感器(5)和加速度传感器(6)分布在胸腔模拟器(24)的上表面，力传感器(5)用来检测手按压位置、作用力大小和按压次数，加速度传感器(6)用来检测按压深度，且压力传感器(8)与胸腔模拟器(24)相连，压力传感器(8)用来检测胸腔模拟器(24)内部气体压力，人体上身模型(13)的鼻孔和口部通过通气管(19)与呼吸机构(3)的肺模拟器(15)连接，光电传感器(17)用于检测人工呼吸时吹入的潮气量，按压机构(4)的胸腔模拟器(24)装设在人体上身模型(13)的胸部，气源(10)通过比例减压阀（11）及第一电磁换向阀(9)与按压机构(4)的胸腔模拟器(24)连接，气源(10)通过比例减压阀（11）及第二电磁换向阀(12)连接有瞳孔模拟器(1)，气源(10)通过比例减压阀（11）还连接有颈动脉模拟器(2)，比例减压阀（11）与控制器（7）电连接，当输入病人类型后，控制器（7）输出相应控制信号给比例减压阀（11）调节其出口压力，使胸腔模拟器(24)变硬模拟人体胸廓硬度，瞳孔模拟器(1)进气模拟瞳孔呈放大状态，颈动脉模拟器(2)进气模拟颈动脉停止跳动状态；当手按压人体上身模型(13)胸部时，颈动脉模拟器(2)随按压胸腔模拟器(24)的频率跳动，模拟颈动脉跳动状态；当对人体上身模型(13)口部吹气时，肺模拟器(15)膨胀并推动压块(14)带动光缆板(18)上移，控制器(7)将光电传感器(17)检测的位移信号转换成潮气量，人体上身模型(13)胸廓起伏模拟人工呼吸状态；当按压呼吸比达到设定值时，第一电磁换向阀(9)及第二电磁换向阀(12)通电，控制器(7)输出脉动信号给比例减压阀(11)调节其出口压力，模拟颈动脉正常跳动状态，瞳孔模拟器(1)排气模拟瞳孔恢复正常状态。

2.根据权利要求1所述的气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于上述呼吸机构(3)还包括有支架(16)，肺模拟器(15)装设在支架(16)的顶部，光电传感器(17)装设在支架(16)的底部，通气管(19)的一端穿过支架(16)所设的通孔与呼吸机构(3)中的肺模拟器(15)连接，通气管(19)的另一端与人体上身模型模(13)的鼻孔和口部相连接。

3.根据权利要求1所述的气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于上述按压机构(4)还包括有第一导柱(20)、第二导柱(23)、第一导套(21)、第二导套(25)、压板(22)、垫块(26)，第一导柱(20)及第二导柱(23)的下端分别插装在第一导套(21)及第二导套(25)上，第一导套(21)及第二导套(25)装设在垫块(26)上，压板(22)装设在第一导柱(20)及第二导柱(23)的上端，胸腔模拟器(24)装设在垫块(26)与压板(22)之间。

4.根据权利要求1所述的气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于上述瞳孔模拟器(1)由气胀轴橡胶气囊和线绳通过粘结制成类似瞳孔结构。

5.根据权利要求1所述的气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于上述颈动脉模拟器(2)为气胀轴橡胶气囊。

6.根据权利要求1所述的气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于上述肺模拟器(15)为硅橡胶膜和线绳通过粘结制成的多层网状结构的环形囊体。

7.根据权利要求1所述的气动反应式心肺复苏教学模拟人，其特征在于上述胸腔模拟器(24)为弹性气囊。