CN108369783A - 用于心肺复苏训练的人体模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于心肺复苏训练的人体模型，更具体地，涉及这样的心肺复苏训练的人体模型，该人体模型具有设置在人体模型内部沿上下方向旋转的旋转臂的端部处的磁体，该人体模型具有两个传感器，所述两个传感器分别设置在两个柱体的不同高度处，以检测所述旋转臂的位置，以及分析由受训者执行的心肺复苏的操作，并且由此能够实时确定是否根据规定执行心肺复苏。根据本发明，当执行心肺复苏时，可容易地且准确地确定按压的深度，因此，学习心肺复苏的受训者可被正确地训练。

Description

用于心肺复苏训练的人体模型

技术领域

本公开涉及用于心肺复苏训练的人体模型。更具体地，本公开涉及这样一种用于心肺复苏训练的人体模型，其中，磁体被安装在在人体模型身体内部上下枢转的枢转臂的远端，两个传感器被安装在两个柱体的不同高度处，以检测所述枢转臂的位置，以及分析受训者执行心肺复苏的行为，并且由此确定受训者是否正在按照规定执行心肺复苏。

背景技术

心肺复苏是在心肺功能严重受损或停止时使心肺功能复苏和恢复的过程。通常，针对呼吸功能障碍或呼吸骤停，操作者保护气道、执行人工呼吸以及执行心脏按摩，来恢复心脏功能。

在落水、中毒或失血的事件中，在心脏跳动但呼吸停止时执行人工呼吸，以重振肺功能，使得呼吸维持正常。作为第一救生治疗的人工呼吸包括：将操作者的呼气吹入患者肺中的呼吸方法，以及医疗人员用手按压患者的胸腔来使患者吸气和呼气的用手按压的人工呼吸。一般的呼吸方法包括利用通过嘴向患者灌输的空气而使患者的肺扩张的嘴对嘴方法。

此外，当因坠落、电击或中毒而导致患者的心脏停止跳动时，心肺复苏被用于重振心脏功能。心肺复苏是一种封闭的胸腔心脏按摩，其中，操作者通过将胸骨朝向椎骨按压三到五次来压迫心脏，以增加心脏输出。这通常称为心脏按摩。

在心肺复苏中，操作者首先要保护患者的气道并检查呼吸。如果呼吸停止，则操作者执行人工呼吸。如果心脏静止，则操作者在继续进行通气的同时开始心脏按摩。由于这种CPR(cardiopulmonary resuscitation，心肺复苏)是在人体上执行的，所以操作者或受训者难以重复地练习上述过程。

最近，已经公开了利用与人体的形状相似的人体模型来练习人工呼吸和心肺复苏的装置。

图1是示出根据现有技术用于训练的人体模型的结构的透视图。

如图1所示，训练用人体模型包括具有人类的胸腔和头部的形状的人体模型主体10、安装在人体模型主体10内部的心肺复苏检查单元20以及表示人体的肺器官的气袋30，其中，心肺复苏检查单元20在胸腔被按压时产生特定的确认声音以告知心肺复苏训练的成功实施。

人体模型主体10包括表示背部形状的背部板40、表示胸腔形状的胸部板50以及表示头部形状的头部60。背部板40具有用于将心肺复苏检查单元20和气袋30容纳在其内的预定空间。该背部板成前部敞开的柜子的形式。胸部板50成具有预定宽度的板的形式，以便打开和关闭背部板40。头部60被连接到背部板40的上端。具有人类的下颌的形状的枢转单元62被安装在头部60的下前端。枢转单元62可上下枢转。

压缩弹簧70被设置在背部板40和胸部板50之间，使得胸部板50相对于外力具有弹性。因此，当胸部板50被向内按压时，胸部板50在接收来自压缩弹簧70的恒定阻力的同时向内移动。挡块从背部板40的底部向上突出。

心肺复苏检查单元20包括在一侧具有凸部的片簧以及用于支撑所述片簧的支架26。

支架26与背部板40隔开预定距离。片簧被安装在与挡块相对应的位置。片簧的凸部被设置为面向挡块，以使心肺复苏检查单元20在挡块与挡块碰撞时发出声音。

此外，在胸部板50中，用于按压片簧的按压部52被设置在与挡块和片簧相对应的位置处。因此，当胸部板50被按压时，按压部52压下板簧，并产生声音。

在使用上述人体模型10进行心肺复苏的情况下，当受训者大力按压人体模型10的胸部板50时，通过产生声音来确认恰当的按压。然而，如果片簧的位置改变，或者如果人体模型10被长时间使用，则所述声音可能变弱或者所述声音可能过小，使得受训者或指导者可能不会注意到成功的操作。

发明内容

技术问题

因此，本公开提供了一种用于心肺复苏训练的人体模型，其中，磁体被安装在在人体模型身体内部上下枢转的枢转臂的远端处，两个传感器被安装在两个柱体的不同高度处，以检测所述枢转臂的位置，以及分析受训者执行心肺复苏的行为，并且由此确定受训者是否正在按照规定执行心肺复苏。

此外，本公开提供了一种用于心肺复苏训练的人体模型，其中，指示了受训者所执行的心肺复苏是否以正确的深度和周期执行，并且所述指示通过头部上的显示器以音频和视频的方式呈现，以允许操作者实时地核查心肺复苏的质量。

此外，本公开提供了一种用于心肺复苏训练的人体模型，其中，两个枢转轴被彼此平行地安装在用于连接躯干和头部的颈部关节处，以允许人体模型以与人的颈部运动类似的方式运动。

技术方案

在一个方面，提供了一种用于心肺复苏训练的人体模型装置，所述装置包括：躯干壳体102，具有敞开的顶部以及限定在躯干壳体102内的内部空间；躯干盖104，被构造成覆盖躯干壳体102的敞开的顶部；头部壳体106，被连接到躯干壳体102，其中，所述头部壳体具有限定在所述头部壳体内的内部空间和敞开的顶部；头部盖108，被构造成覆盖头部壳体106的敞开的顶部；弹簧110，被安装在躯干壳体102的内部底面上，以将弹力施加到躯干盖上，从而向上提升躯干盖104；第一柱体112，被安装在躯干壳体102的内部底面上，其中，第一柱体设置有第一传感器112a，以用于感测磁力；第二柱体114，被安装在躯干壳体102的内部底面上，其中，第二柱体设置有第二传感器114a，以用于感测磁力，其中，第二传感器114a被安装在低于第一传感器112a的高度处；以及枢转臂118，被安装在躯干壳体102的内部底面上，其中，枢转臂118具有沿着上下方向以往复方式枢转的远端，其中，枢转臂118具有安装在枢转臂118的远端处的磁体118a，其中，磁体118a在第一柱体112和第二柱体114之间沿上下方向以往复方式枢转特定角度，其中，第一传感器112a和第二传感器114a中的每个被配置为在磁体118a上下枢转时检测磁力。

在一个实施例中，所述装置还包括安装在所述头部中的显示器122，其中，显示器122被配置为显示文字、数字、和图形中的一种或更多种，或者被配置为改变文字、数字和图形中的至少一种的颜色、亮度、尺寸和显示区域，其中，显示器122包括：深度显示器122a，指示在心脏按压期间要按压的最小深度；以及计数显示器122b，指示当前执行的心脏按压的按压率或者每单位时间的计数。

在一个实施例中，所述装置还包括使躯干壳体102与头部壳体106彼此连接的颈部关节120，其中，颈部关节120绕第一枢转轴120a和第二枢转轴120b可枢转地安装，其中，颈部关节120能够相对于躯干壳体102绕第一枢转轴120a枢转，其中，颈部关节120能够相对于头部壳体106绕第二枢转轴120b枢转。

在一个实施例中，所述装置还包括控制单元，其中，在通过按压躯干盖而使枢转臂118进行枢转运动期间时，当磁体118a向下降低，随后经过第一传感器112a和第二传感器114a，然后再次向上运动，接着经过第一传感器112a时，控制单元确定按压操作是正常的，并且在显示器122上指示所述按压操作是正常的。

技术效果

根据本公开，当执行心肺复苏时，用户可以容易地且准确地确定用户对所述装置按压得有多深。因此，学习心肺复苏的受训者可进行准确的训练。

附图说明

图1是示出根据现有技术的用于训练的人体模型的结构的透视图。

图2是示出根据本公开的实施例的人体模型的结构的透视图。

图3示出了图2的人体模型在盖被移除的情况下的分解透视图。

图4是示出枢转臂的安装的透视图。

图5是示出枢转臂的安装的侧视图。

图6到图8是示出传感器根据枢转臂的位置的感测状态的侧视图。

图9是示出颈部关节的连接的侧视图。

图10和图11是头部位置随着颈部关节的枢转运动而改变的侧视图。

图12是示出在身体的左侧形成的延伸部的结构的透视图。

图13是示出安装在头部的显示器结构的概念图。

附图标记

100：人体模型 102：躯干壳体

104：躯干盖 104a：延伸部

106：头部壳体 108：头部盖

110：弹簧 112：第一柱体

112a：第一传感器 114：第二柱体

114a：第二传感器 116：枢转轴支撑件

118：枢转臂 118a：磁体

120：颈部关节 120a：第一枢转轴

120b：第二枢转轴 122：显示器

122a：深度显示器 122b：计数显示器

124：电源开关 126：音频开关

128：扬声器 130：按压率显示器按钮

具体实施方式

以下将根据公开的实施例参照附图来描述“用于心肺复苏训练的人体模型”(以下称为“人体模型”)。

图2是示出根据本公开的实施例的人体模型的结构的透视图。图3示出了图2的人体模型在盖被移除的情况下的分解透视图。

根据本公开的人体模型100与人类的上身相似。人体模型100包括躯干和头部，并且提供了用于练习针对心肺复苏所执行的心脏按压和人工呼吸的环境。

在躯干和头部的内部形成有空置空间。用于确认心肺复苏的操作的装置被安装在所述空置空间内。

躯干具有躯干壳体102，所述躯干壳体102构成上身的后部并且具有限定在其内的特定容纳空间以及具有敞开的顶面，并且躯干盖104覆盖躯干壳体102的敞开顶面，以及具有人类上身的前部的形状。

头部还以与躯干类似的方式具有头部壳体106和头部盖108，并且显示器和其它装置被安装在头部内部空间中。

头部盖108覆盖头部壳体106的敞开顶部，并且以与人类面部的前部外观类似的形状制造。

躯干和头部被连接到颈部关节120，并且彼此枢转特定角度。头部的枢转运动优选为与人体的枢转运动相同。

弹簧110被安装在躯干壳体102的内部底面上。根据本公开，被示出为使用螺旋形弹簧110，但本发明不限于此。可使用其它类型的弹性体，只要他们表现出弹性即可。弹簧110在心脏按压期间向上推动躯干盖104以返回其原始位置。弹簧110优选地位于躯干壳体102的中心处。

两个柱体(被定义为第一柱体112和第二柱体114)分别被设置在躯干壳体102的内部底面的一边。第一柱体112设置有第一传感器112a，并且第二柱体114设置有第二传感器114a。第一传感器112a和第二传感器114a的每个均是磁力测量传感器。每个传感器感测磁体的接近度，以产生磁场并向控制单元(未示出)传递检测信号。

根据本公开，第一传感器112a和第二传感器114a具有相同的类型并感测相同的特性(磁力)。第一传感器112a和第二传感器114a的安装高度彼此不同。为了方便起见，安装在第一柱体112上的第一传感器112a比安装在第二柱体114上的第二传感器114a安装得更高。本发明不限于此。

枢转轴支撑件116被安装在躯干壳体102的内部底面的另一边。枢转轴被插入枢转轴支撑件116的上端。此外，以恒定角度枢转的枢转臂118的近端可枢转地安装在被插入枢转轴支撑件116的枢转轴上。枢转臂118的远端与躯干盖104一起枢转进行上下运动。

在枢转臂118的远端处，设置有用于产生磁力的构件。所述构件通常被实施为磁体118a。

图4是示出枢转臂的安装的透视图。图5是示出枢转臂的安装的侧视图。图6到图8是示出传感器根据枢转臂的位置的感测状态的侧视图。

枢转臂118绕枢转轴可枢转地安装，所述枢转轴安装在枢转轴支撑件116内并平行于地面延伸。在没有任何力的情况下，枢转臂118的远端的顶面与躯干盖104的内表面接触或邻近于躯干盖104的内表面。因此，当受训者大力按压躯干盖104时，枢转臂118的远端向下枢转。

枢转臂118的远端在彼此平行安装的第一柱体112与第二柱体114之间以往复的方式枢转。如图4和图5所示，当枢转臂118在两个柱体之间以往复的方式枢转时，磁体118a在第一传感器112a与第二传感器114a之间以往复的方式枢转。

第一传感器112a与第二传感器114a感测从往复的磁体118a发射的磁力，由此确认磁体118a的位置。由于磁体118a的位置与枢转臂118的远端的位置相同，所以控制单元可获得枢转臂118的高度。

如图6所示，当枢转臂118向下枢转并且磁体118a向下通过第一传感器112a并降低到第一传感器112a与第二传感器114a之间的中间高度时，由第一传感器112a感测的磁体118a的磁力从最大值逐渐减小，而第二传感器114a检测到微弱的磁力。在这种情况下，控制器可确定磁体118a处于第一传感器112a与第二传感器114a之间的高度处。换言之，在受训者正在执行心脏按压时可确定的是，心脏的按压深度尚未达到其最低点。

如图7所示，当受训者增大压力时，枢转臂118进一步向下枢转，在第二传感器114a处感测到最大磁力。此时，控制器判断此时的按压深度是否足够。

当受训者移除按压躯干盖104的压力时，躯干盖104通过弹簧110的弹力返回其原始高度。在这个过程中，枢转臂118也向上枢转。如图8所示，磁体118a依次经过第二传感器114a和第一传感器112a上升。在这种情况下，控制单元可检查由第二传感器114a感测的磁力以及由第一传感器112a感测的磁力，由此确定枢转臂118已经返回其原始高度。

这个过程对应于CPR中的一次按压计数。

如果第一传感器112a检测到磁力，并且所述磁力随后在仅由第一传感器112a感测到磁力之后并在第二传感器114a感测到磁力之前消失，则可以看出枢转臂118在降到足够低之前就已经上升。

通常，在心肺复苏中的心脏按压深度应当至少为5cm深。如果第一传感器112a与第二传感器114a之间的高度差被设置为大约5cm，则当从第一传感器112a和第二传感器114a都正常地检测到磁力时，可以看出施加了足够的压力。

当施加的压力不足以达到第二传感器114a所处位置的深度时，人体模型100输出指示按压深度不充分的语音指导。

此外，第一传感器112a和第二传感器114a依次检测到磁力，而后感测的磁力消失，然后，第二传感器114a再次感测到磁力，接着，感测的磁力消失。再次，第二传感器114a感测到磁力，而后感测的磁力消失。控制单元可将其视为枢转臂118在未达到第一传感器112a的高度的情况下再次下降的事件。

心脏的按压程度通常应当足以压迫心脏并使心脏泄压而使血液循环。可通过检查枢转臂118已经充分地上升来确定压力的释放。也就是，当向下降的磁体118a返回，并随后经过第一传感器112a时，确定压力释放是充分的。如果否，则判断压力释放是不足的。所述装置可发送关于此的警告。

此时，通过所述装置输出告知压力的释放不充分的语音指导，受训者可被告知他/她的按压动作的质量。

总之，当以下述顺序发生时，实现达到标准深度的充分按压和随后的充分释放：首先，第一传感器检测到磁力并且随后感测的磁力消失，第二，第二传感器检测到磁力并且随后感测的磁力消失，以及第三，第二传感器检测到磁力并且随后感测的磁力消失，以及第四，第一传感器检测到磁力并且随后感测的磁力消失。

此外，控制单元可通过测量检测到磁场的时间或按压率来计算每单位时间执行了多少次标准按压。当每单位时间计算的按压的计数正常时，以及当按压的计数异常时，可通过图像或语音来告知受训者该正常情况和异常情况。

通常，标准按压率为每分钟90到130次。每分钟100到110次被公知为最理想的按压率。

此外，图9是示出颈部关节的连接的侧视图。图10和图11是示出头部位置随着的颈部关节的枢转而改变的侧视图。

本公开的人体模型100的躯干和头部进行组合来以与人类关节类似的方式进行运动。躯干和头部通过颈部关节120被连接。在颈部关节120的两端中的每一端处都安装有对应的枢转轴。

第一枢转轴120a被设置在颈部关节120与躯干相交会的位置处，同时第二枢转轴120b被设置在颈部关节120与头部相交会的位置处。第一枢转轴120a和第二枢转轴120b被分别设置在人体模型100的下部位置和上部位置处。因此，头部可相对于躯干沿上下方向枢转。

由于第一枢转轴120a被设置在颈部关节120与躯干彼此交会的位置处，所以头部和颈部关节的组合相对于躯干在特定角度范围内执行上下枢转运动。此外，由于第二枢转轴120b被安装在颈部关节120与头部彼此交会的位置处，所以躯干和颈部关节的组合相对于头部沿上下方向可枢转地运动。然而，当躯干被放置在地板上时执行心肺复苏操作。因此，在实践中，头部和颈部关节120绕第一枢转轴120a枢转，并且头部绕第二枢转轴120b枢转。

在实际的心肺复苏中，为了确保充足的气道，操作者将颈部向前提升15度，然后将下颌向上提升35度。如图10所示，由于躯干和头部通过两个枢转轴连接，所以操作者向前提升颈部，并且操作者向上提升下巴，如图11所示。通过这种方式，人体模型可被带入与人体相同的状态。

此外，图12是示出在躯干的左侧形成的延伸部的结构的透视图。

医疗人员必须将用于执行心肺复苏的减震器或除颤器的两个电极板附连在上部身体上。理想地，应当将两个电极板分别放置在右肩的锁骨附近和左胁腹附近。就此而言，本公开的人体模型100中使用的躯干盖104被设置有用于扩大左胁腹的附近区域的延伸部104a。延伸部104a从躯干盖104的左胁腹朝向背部延伸。因此，受训者可以容易地确定电极板的位置。

此外，图13是示出在头部中安装的显示器的结构的概念图。

受训者应当指示心脏按压的深度和计数，并且告知受训者他/她正在执行正确的操作。这种通知同时采用音频和视频二者。

电源开关124、音频开关126、按压率显示器按钮130和扬声器128被设置在躯干壳体102的底部。

电源开关124是用于打开/关闭被包括在人体模型100中的电子装置的开关。音频开关126是用于输出语音指导的开关。按压率显示器按钮130允许声音通过扬声器128以有规律的间隔输出。

显示器122被设置在头部(优选为前额部分)，以将按压操作的状态显示为图像。

当受训者打开电源开关124时，控制器激活内部装置并且开始心肺复苏的训练过程。当音频开关126被打开时，心肺复苏的操作的指导通过语音被输出。取决于受训者的选择，受训者可关闭音频开关126并继续进行练习。

当受训者打开按压率显示器按钮130时，控制单元以与心肺复苏的按压计数相对应的周期规律地输出语音。也就是，当标准按压率为每分钟100次按压时，将以类似于节拍器的方式通过扬声器128每分钟输出100次语音。因此，受训者可根据规律输出的语音按压得更加准确。

显示器122以数字、文字、图形、颜色、亮度等形式显示心脏按压的动作。深度显示器122a和计数显示器122b根据本公开进行限定。

深度显示器122a指示在按压心脏时被按压的最小深度。计数显示器122b显示当前执行的心脏按压的按压率或每单位时间的计数。

深度显示器122a和计数显示器122b可表示当前正在执行的心脏按压的精确的深度或计数，但本发明不限于此。当特定规则被满足时，预设数字或字符可被开启。例如，深度显示器122a显示数字“5”，并且计数显示器122b显示数字“100”作为预设数字。当通过控制区计算的按压深度为5cm或更大时，深度显示器122a的数字被正常地显示。当通过控制区计算的按压深度小于5cm时，深度显示器122a的数字被异常地显示。例如，正常情况下以绿色显示数字。如果数字是异常的，则可能以红色闪烁的方式显示数字。此外，在正常情况下，数字可能相对较亮，而如果数字是异常的，则数字可被显示得较暗。此外，可通过改变字符或数字的尺寸，或者改变其显示范围来区分正常情况和异常情况。

计数显示器122b也可被配置为区别地显示正常情况和异常情况。这允许受训者更容易地确定正常情况和异常情况。

针对每单位时间的按压深度或计数，每次都可分析单独的按压动作，并且可显示分析结果，但本发明不限于此。控制单元可统一收集在预定时间段内执行的动作的深度，并计算其平均值。也就是，当在几秒内执行的按压的深度每次可能都不同，但是该时间段期间的平均按压深度等于或小于指定值时，控制单元可确定这是正常情况。控制单元可统一收集在预定时间段内执行的动作的计数，并计算其平均值。也就是，在特定时间段内执行的按压计数的平均值可被计算。当在该时间段期间的平均按压计数等于或小于指定值时，控制单元可确定这是正常情况。

应当理解的是，尽管以上已经参照附图描述了本公开的优选实施例，但是在不脱离本公开的精神或基本特征的情况下，可由本公开所属领域的那些技术人员以其它具体形式实践如上所述的本公开的技术构思。因此，应当理解的是，如上所述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。本公开的范围由所附权利要求来限定，而不是由以上描述来限定。落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变或修改及其等同物应被解释为包括在本公开的范围内。

Claims (4)

1.一种用于心肺复苏训练的人体模型装置，所述装置包括：

躯干壳体(102)，具有敞开的顶部以及限定在躯干壳体(102)内的内部空间；

躯干盖(104)，被构造成覆盖躯干壳体(102)的敞开的顶部；

头部壳体(106)，被连接到躯干壳体(102)，其中，所述头部壳体具有限定在所述头部壳体内的内部空间和敞开的顶部；

头部盖(108)，被构造成覆盖头部壳体(106)的敞开的顶部；

弹簧(110)，被安装在躯干壳体(102)的内部底面上，以将弹力施加到躯干盖上，从而向上提升躯干盖(104)；

第一柱体(112)，被安装在躯干壳体(102)的内部底面上，其中，第一柱体设置有用于感测磁力的第一传感器(112a)；

第二柱体(114)，被安装在躯干壳体(102)的内部底面上，其中，第二柱体设置有用于感测磁力的第二传感器(114a)，其中，第二传感器(114a)被安装在低于第一传感器(112a)的高度处；以及

枢转臂(118)，被安装在躯干壳体(102)的内部底面上，其中，枢转臂(118)具有沿上下方向以往复方式进行枢转的远端，其中，枢转臂(118)具有安装在枢转臂(118)的远端处的磁体(118a)，

其中，磁体(118a)在第一柱体(112)和第二柱体(114)之间沿上下方向以往复方式枢转特定角度，

其中，第一传感器(112a)和第二传感器(114a)中的每个被配置为在磁体(118a)上下枢转时检测磁力。

2.根据权利要求1所述的人体模型装置，其中，所述装置还包括安装在所述头部中的显示器(122)，其中，显示器(122)被配置为显示文字、数字和图形中的一种或更多种，或者被配置为改变文字、数字和图形中的至少一种的颜色、亮度、尺寸和显示区域，

其中，显示器(122)包括：

深度显示器(122a)，指示在心脏按压期间要按压的最小深度；以及

计数显示器(122b)，指示当前执行的心脏按压的按压率或者每单位时间的计数。

3.根据权利要求1所述的人体模型装置，其中，所述装置还包括将躯干壳体(102)与头部壳体(106)彼此连接的颈部关节(120)，

其中，颈部关节(120)绕第一枢转轴(120a)和第二枢转轴(120b)可枢转地安装，

其中，颈部关节(120)能够相对于躯干壳体(102)绕第一枢转轴(120a)枢转，

其中，颈部关节(120)能够相对于头部壳体(106)绕第二枢转轴(120b)枢转。

4.根据权利要求2所述的人体模型装置，其中，所述装置还包括控制单元，其中，在通过按压躯干盖而使枢转臂(118)进行枢转运动期间，当磁体(118a)向下降低，随后经过第一传感器(112a)和第二传感器(114a)，然后再次向上运动，接着经过第一传感器(112a)时，控制单元确定按压操作是正常的，并且在显示器(122)上指示所述按压操作是正常的。