CN106981244A - 新型无线/有线网络多媒体胸腹部检查高仿真教学系统 - Google Patents
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Abstract
一种新型无线/有线网络多媒体胸腹部检查高仿真教学系统，属于医学教育设备领域，它包括：教师机和学生机控制系统，胸部和腹部检查模型，其特征在于：教师机控制系统及学生机控制系统由电脑、无线发射器和胸腹部检查模型内设置的无线接收器、教师机/学生机控制处理器、蓄电池等组成。教学软件及音频信息储存在电脑中，通过控制处理器联系胸部模型心肺触诊听诊部位的低音微型音箱，连接胸部新型高保真发音器，其内设同步震动膜。腹部模型内设有腹式呼吸结构和由肝-胆、脾脏、减速电机等组成的模拟肝脾肿大机构，还设有良肿瘤模型、压痛开关、扬声器。本发明无须架线、移动方便一室多用，有条件也可建有线网络多媒体实验室，可显著提高教学质量。
Description
技术领域：
本发明涉及一种医学教育设备，确切地说是一种新型无线/有线网络多媒体胸腹部检查高仿真教学系统。
技术背景：
在现代医学中，胸腹部检查是历来是诊断学教学和执业医师考试的重点和难点，传统的教学方法是理论教学辅以挂图、录像，而实践技能训练只能是到医院在病人身上进行。但是近些年来，随着人们法律观念和自我保护意识的提高，病人往往拒绝在自己身上实习。为解决实习难的问题，有人研制出专利号CN97224008.X心肺触诊听诊电脑模拟器 专利号CN00252541.0 教学用腹部触诊听诊电子模拟人，初步解决了实习难的问题。但是由于缺少图、文、音、像多媒体教学手段，学员理解不深，各个模型由学员“各自为战”，无法统一教学和考核。现有的多媒体教室设有多台电脑须架设电线和网线，不仅安装不方便移动更难，因此须有固定的专用实验室。然而医学院校的临床课多在附属医院或教学医院进行，受条件限制大部分医院没有专用多媒体实验室，影响多媒体教学的开展。
发明内容：
本发明的目的是采用先进的计算机网络技术、软件开发技术、无线发射与接收技术，与胸腹部检查模型进行完美结合，组成无线或有线网络多媒体胸腹部检查高仿真教学系统，实现视频、音频、图片、文字等多媒体师生互动教学技能训练效果高度仿真，无须网线连接，安装及移动方便，一室多用。在有专用实验室的条件下，也可通过有线网络进行多媒体胸腹部检查教学。
该成果解决了医学教育中胸腹部检查教学技能训练实践操作难以掌握的难题，填补了医学教学胸腹部检查教学设备的空白，是性能可靠、图文音像并茂、模拟效果高度仿真的一种新型无线/有线网络多媒体多媒体胸腹部检查高仿真教学系统。
它包括：电脑、教师机控制系统、学生机控制系统、仿真胸部检查模型、仿真腹部检查模型，其特征在于：实施例一的教师机控制系统由教师机电脑(1)、USB接口(2)、无线发射器(3)、内置于仿真人体胸部检查模型(4)、的胸部无线接收器(5)、胸部控制处理器(6)、蓄电池(DC)和內置于仿真人体腹部检查模型(7)的腹部无线接收器(8)、腹部控制处理器(9)、蓄电池(DC)，组成，一台教师机可控制数台学生机，学生机控制系统由学生机电脑(10)控制，其它部件及连接与教师机相同，临床采集的胸腹部检查体征音频、体征设置数据及制作的动画、多媒体课件、技能训练及考核软件，储存在教师机电脑 (1)或学生机电脑(10)硬盘中，教师机电脑还设有教学管理监控、课件制作、技能训练制作发声方案制作、试题编辑制作及评分软件，电脑通过USB接口(2)连接无线发射器(3)，在仿真胸部检查模型(4)底部设有胸部无线接收器(5)连接胸部检查控制处理器(6)，由蓄电池(DC)供电，该处理器将音频信号通过导线分别连接胸腔各听诊区内壁设置的多个心肺音低音扬声器(Y1-Y16)密封在各自内衬橡胶层(11)的微型音箱(12)中，箱体顶端设声波传动管(13)穿过胸壁(XB)连接各自听诊区的新型高仿真声波传动发音器，心脏五个瓣膜触诊听诊区设有模拟心脏触诊体征的同步震动膜(Z)的新型高保真声波传动发音器(M)、(A)、(P)、(E)、(T)，模拟心杂音传导新型高保真声波传动发音器(yc1-yc4)，不设同步震动膜，肺脏触诊听诊部位，设有模拟肺部触诊体征的同步震动膜(Z2)的新型高保真声波传动发音器(Pb1-Pb10)，婴幼儿仿真胸部模型(4-er)的心脏及肺脏触诊听诊部位的结构相应缩小，通过音频线与成人仿真胸部模型(4)并联，经多孔插座(Cc)及插头(Ct)音频线(Yp)通过成人-婴幼儿听触诊转换开关(Kz)后，均通过接线连接胸部检查控制处理器(6)，在仿真腹部检查模型(7)内设有蓄电池(DC)、腹部无线接收器(8)、连接腹部控制处理器(9)再连接相关电器装置，设有腹式呼吸模拟装置，包括：减速电机(M1)轴销接曲柄(14)，通过连杆(15)铰接滑槽(16)中的滑块(17，滑块顶端固接顶板(18)，曲柄上还焊接与其呈45°角的另一曲柄(19)并铰接连杆(20)，该连杆另一端饺接肝脏-胆囊载架(21)和脾脏载架(22)的底板联合铰接件(23)，载架下部均装有直线轴承(24)和轴承内滑杆(25)，模拟肝脾肿大装置包括；肝脏-胆囊载架(26)与脾载架(27)，其侧面设置光电检测开关(28)(29)，两载架于模型头侧分别固接减速电机(M2)、(M3)，各自的电机轴分别销接丝杠(30)、(31)配接在载架上滑动板块(32)、(33)中心的丝母(34)(35)中，滑动板块镶在滑动槽(35)、(36)中，上面分别固定肝脏模型(37)、胆囊模型(38)和脾脏模型(39)微型气泵(QB)通过电磁阀(F1)、(F2)连接模拟卵巢囊肿的折叠式气囊(40)和质地较硬表面凸凹不平模拟恶性肿瘤的折叠式气囊(41，腹部压痛模拟装置临床常见腹部压痛点的腹壁深部设有微动开关(K1-K16)，还设有压痛语音提示扬声器(Y1)腹部肠鸣音扬声器(Y2)、血管杂音扬声器(Y3)。实施例二是在有专用实验室的条件下，教师机电脑(1)设置网络信号线(42)直接连接学生机电脑(10)，电脑将控制指令直接发给胸部控制处理器(6)或腹部控制处理器(9)，整流电源(dc)替代蓄电池(DC)。
本的优点是：结构合理、性能可靠、不受空间阻隔、无须有线连接、安装及移动方便，可实现一室多用。不仅实现视频、音频、图片、文字等无线或有线网络多媒体理论教学、师生互动，还能进行胸部腹部检查技能训练和考核，模拟效果高度仿真、教学生动形象，可显著提高教学质量。
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
附图说明：
附图1为本发明的整体结构示意图
附图2为本发明的仿真胸部检查模型内部结构示意图
附图3为本发明的婴幼儿胸部检查模型示意图
附图4为本发明微型音箱与新型高保真声波传动发音器连接结构示意图
附图5为本发明的仿真腹部检查模型内部结构示意图
附图6为本发明的仿真腹部检查模型右视结构示意图
附图7为本发明的无线网络教学系统电器原理示意图
附图8为本发明的有线网络教学系统电器原理示意图
附图9为本发明的胸部检查模型无线网络控制原理示意图
附图10为本发明的胸部检查模型有线网络控制原理示意图
附图11为本发明的腹部检查模型无线网络控制原理示意图
附图12为本发明的腹部检查模型有线网络控制原理示意图
附图13为本发明的教师机与学生机无线网络通讯示意图
附图14为本发明的教师机与学生机有线网络通讯示意图
具体实施方案：
本发明的仿真人体胸部检查模型和仿真腹部检查模型的皮肤、肝、脾、阑尾、胆囊用硅橡胶或热塑性弹性体模具成型，模型骨架用树脂或塑料制作，将相关元件制作成音频-控制处理器，其它零部件市场有售。备好各种零部件后，参照附图装配即可。本发明将临床采集的上百种胸腹部检查视诊、触诊、叩诊、听诊体征及心电图、超声图、CT片、X线片等音频视频，连同制作的大量2D、3D动画、语音、文字讲解等图、文、音、像资料分类编辑，同多种教学软件储存在电脑硬盘中，使用时点击胸部或腹部病例体征的树状目录中所选的体征名称，调出该病例的图、文、音、像讲解资料，使学员大大加深对知识的理解。如实施方案一所示的无线网络多媒体胸腹部检查教学系统，计算机指令信息经USB口接插的无线发射器发出，由胸部或腹部检查模型内置的无线接收器接收，经内置控制处理器处理，胸部模型或腹部模型内的装置会自动设置为所选触诊听诊体征。如实施方案二所示的有线网络多媒体胸腹部检查教学系统，是在有专用实验室的条件下，用网络信号线替代无线发射器及无线接收器，用整流电源替代蓄电池，建成有线的网络多媒体胸腹部检查教学实验室，可免去充电的麻烦，计算机指令经网线联系及控制处理器处理，胸部或腹部模型内的装置会设置为所选的触诊听诊体征。胸部检查技能训练或考核时，处理器将音频信号通过导线分别连接胸腔内各听诊部位内壁设置的内衬橡胶层的微型音箱的低音扬 声器中，箱体顶端设声波传动管连接听诊区，心肺触诊听诊区设有模拟心肺触诊体征的同步震动膜的新型高保真声波传动模拟器，可用普通听诊器或无线电子听诊器可听到相应部位发音器发出的心音、杂音、心杂音传导、心包摩擦音，正常或病理性呼吸音、干湿啰音、胸膜摩擦音，语音共振等。由于胸壁的扬声器于改进为设在微型音箱中并采用低音扬声器，通过声波传动管穿过胸壁连接新型高保真声波传动发音器，避免了声波振动传导胸壁其它部位共振干扰其它听诊区的听诊，因此听诊音非常清晰，高度仿真，可多人多处同时听诊。如二尖瓣狭窄伴三尖瓣相对性关闭不全及肺动脉瓣关闭不全心脏功能不全的病例，在心尖区可听到舒张器隆隆样杂音，三尖瓣区听到收缩期吹风样杂音，肺动脉瓣区可听到舒张器吹风样杂音，心脏其它瓣膜听诊区心音正常，肺底部可听到小水泡音肺部其它区域呼吸音正常。由于心脏及肺脏听诊部位，还设有模拟心脏、肺脏触诊体征的同步震动膜(Z)、(Z2)设定“触诊”即增大了音频电流，在所选择病例的相关部位可触到模拟的心前区震颤、心包摩擦感、胸膜摩擦感、触觉语颤等触诊体征，模拟效果非常逼真。婴幼儿仿真胸部模型的心脏及肺脏触诊听诊部位的结构相应缩小，通过音频线与成人仿真胸部模型并联，经多孔插座及插头音频线通过成人-婴幼儿听触诊转换开关后，均连接胸部检查控制处理器，可进行几十种婴幼儿胸部触诊听诊体征检查。腹部检查技能训练时，点击所选择的腹部病例体征设定肝脾肿大值、压痛点部位、腹部听诊体征，小丝杠减速电机运转，通过各自的小丝杠推动配接在载架上滑动板块中心的丝母，带动载架滑槽中肝脏固定板或脾脏固定板上固定的肝-胆模型和脾脏模型，向下腹方向水平移动。由于肝载架与脾载架的侧面设有光电检测开关，肝或脾下缘移动至设定的肝脾肿大值时该开关自动关闭，该电机停运而呼吸减速电机运转，通过曲柄、曲轴、连杆带动滑槽中的滑块上下运动，使其上的顶板顶起腹壁上下起伏，另一曲柄铰接的连杆带动另一端饺接件，使位于肝脏载架和脾脏载架下部装有的直线轴承在轴承杆上同步水平滑动，从而模拟真人在呼吸时肝胆和脾脏在膈下移动的情景。腹壁膨起时肝-脏模型和脾脏模型同步水平下移，形成完全仿真的吸气，腹壁下伏时肝脾模型同步回复形成完全仿真的呼气，触诊肝脾效果非常逼真。设定“卵巢囊肿”微型气泵运转，连接模拟卵巢囊肿的折叠式气囊的电磁阀同时打开，向该气囊中注气使气囊升起贴近下腹壁，用手可触到圆形光滑有弹性感的肿物，符符合卵巢囊肿的特点，关闭该体征后，气囊经微孔自动泄气，同理设定恶性肿瘤在下腹部可触到质地较硬凸凹不平恶性肿瘤。选择设定阑尾、胆囊等8个压痛点之一，即自动接通了相关电路，用手触及压痛点微动开关接通语音提示扬声器，模拟人会发出“哎呀！疼啊！”的痛苦叫声，模拟的情景生动形象，还可选择设定腹部听诊体征，通过腹部听诊扬声器听到设定的肠鸣音、腹部血管杂音等听诊体征。教师机与学生机的区别还在于：除了授课软件、技能训练及考试软件外，教师机还设有教学管理软件、课件制作 软件、技能训练制作软件、试题制作及编辑评分软件，可进行教学管理、课件制作、技能训练制作试题制作及编辑考核成绩评分。教师机与学生机通过无线发射及无线接收或网络信号线进行通信和教学互动，教师机发出指令可以决定教学模式为统一模式或自由模式，在统一模式时，由教师进行统一授课或统一科目的技能训练，在自由模式时，学员可自由学习软件中的任何内容，自选胸腹部检查技能训练病例或自我测验，学员有问题可向教师提问，由教师答疑解惑。本发明由于图、文、音、像并茂，模拟体征非常逼真，因此可显著提高教学质量。
Claims (2)
1.一种新型无线/有线网络多媒体胸腹部检查高仿真教学系统它包括：电脑、教师机控制系统、学生机控制系统、仿真胸部检查模型、仿真腹部检查模型，其特征在于：实施例一的教师机控制系统由教师机电脑(1)、USB接口(2)、无线发射器(3)、内置于仿真人体胸部检查模型(4)、的胸部无线接收器(5)、胸部控制处理器(6)、蓄电池(DC)和內置于仿真人体腹部检查模型(7)的腹部无线接收器(8)、腹部控制处理器(9)、蓄电池(DC)，组成，一台教师机可控制数台学生机，学生机控制系统由学生机电脑(10)控制，其它部件及连接与教师机相同，临床采集的胸腹部检查体征音频、体征设置数据及制作的动画、多媒体课件、技能训练及考核软件，储存在教师机电脑(1)或学生机电脑(10)硬盘中，教师机电脑还设有教学管理监控、课件制作、技能训练制作发声方案制作、试题编辑制作及评分软件，电脑通过USB接口(2)连接无线发射器(3)，在仿真胸部检查模型(4)底部设有胸部无线接收器(5)连接胸部检查控制处理器(6)，由蓄电池(DC)供电，该处理器将音频信号通过导线分别连接胸腔各听诊区内壁设置的多个心肺音低音扬声器(Y1-Y16)密封在各自内衬橡胶层(11)的微型音箱(12)中，箱体顶端设声波传动管(13)穿过胸壁(XB)连接各自听诊区的新型高仿真声波传动发音器，心脏五个瓣膜触诊听诊区设有模拟心脏触诊体征的同步震动膜(Z)的新型高保真声波传动发音器(M)、(A)、(P)、(E)、(T)，模拟心杂音传导新型高保真声波传动发音器(yc1-yc4)，不设同步震动膜，肺脏触诊听诊部位，设有模拟肺部触诊体征的同步震动膜(Z2)的新型高保真声波传动发音器(Pb1-Pb10)，婴幼儿仿真胸部模型(4-er)的心脏及肺脏触诊听诊部位的结构相应缩小，通过音频线与成人仿真胸部模型(4)并联，经多孔插座(Cc)及插头(Ct)音频线(Yp)通过成人-婴幼儿听触诊转换开关(Kz)后，均通过接线连接胸部检查控制处理器(6)，在仿真腹部检查模型(7)内设有蓄电池(DC)、腹部无线接收器(8)、连接腹部控制处理器(9)再连接相关电器装置，设有腹式呼吸模拟装置，包括：减速电机(M1)轴销接曲柄(14)，通过连杆(15)铰接滑槽(16)中的滑块(17，滑块顶端固接顶板(18)，曲柄上还焊接与其呈45°角的另一曲柄(19)并铰接连杆(20)，该连杆另一端饺接肝脏-胆囊载架(21)和脾脏载架(22)的底板联合铰接件(23)，载架下部均装有直线轴承(24)和轴承内滑杆(25)，模拟肝脾肿大装置包括；肝脏-胆囊载架(26)与脾载架(27)，其侧面设置光电检测开关(28)(29)，两载架于模型头侧分别固接减速电机(M2)、(M3)，各自的电机轴分别销接丝杠(30)、(31)配接在载架上滑动板块(32)、(33)中心的丝母(34)(35)中，滑动板块镶在滑动槽(35)、(36)中，上面分别固定肝脏模型(37)、胆囊模型(38)和脾脏模型(39)微型气泵(QB)通过电磁阀(F1)、(F2)连接模拟卵巢囊肿的折叠式气囊(40)和质地较硬表面凸凹不平模拟恶性肿瘤的折叠式气囊(41)，腹部压痛模拟装置临床常见腹部压痛点的腹壁深部设有微动开关(K1-K8)，还设有压痛语音提示扬声器(Y1)腹部肠鸣音扬声器(Y2)、血管杂音扬声器(Y3)。
2.如权利要求1所述的一种新型无线/有线网络多媒体胸腹部检查高仿真教学系统，其特征在于：实施例二是在有专用实验室的条件下，教师机电脑(1)设置网络信号线(42)直接连接学生机电脑(10)，电脑将控制指令直接发给胸部控制处理器(6)或腹部控制处理器(9)，整流电源(dc)替代蓄电池(DC)。
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