CN110189607B - 一种除颤训练装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种除颤训练装置，包括除颤电极、电阻器、除颤能量检测模块、通信模块、控制模块、隔离芯片及设置分析，除颤电极分为第一除颤电极和第二除颤电极，所述电阻器的一端与第一除颤电极连接，所述电阻器的另一端与除颤能量检测模块连接，所述第二除颤电极与除颤能量检测模块连接，所述除颤能量检测模块和通信模块分别与控制模块连接，所述隔离芯片的一端与控制模块连接，所述隔离芯片的另一端与心电信号模拟模块的一端连接，所述心电信号模拟模块的另一端与电阻器的另一端连接，所述设置分析模块与通信模块通信连接。本发明能延长本装置的使用寿命，提高安全性能，更能提高除颤教学质量。
Description
技术领域
本发明涉及医学教育设备领域，特别涉及一种除颤训练装置。
背景技术
针对除颤器的使用进行训练对于卫生人员来说至关重要，因为时间和准确性是成功复苏的至关重要的因素。重要的是，当确定需要除颤时，尽可能快地进行除颤，并且重要的是将除颤垫准确地放置在患者的胸部上。
由于除颤仪和自动体外除颤器在除颤时会发出高能量的电击，这会对人身伤害带来危险，不能对真人进行除颤练习。针对这一情况，除颤教学设备应运而生。
目前市场上的除颤教学设备分为几种，一是训练除颤器，其纯粹用于训练，并且不可用于给患者进行实际的除颤电击，使用起来十分安全，然而训练除颤仪不能检测人体电阻，无法判断除颤仪电极和皮肤接触是否正确，也不能检测到模型人的心电信号是否正常，使用者不能体验到充放电的实际操作过程。二是除颤训练装置，一般是与模拟人配合使用，其能模拟出除颤仪或自动体外除颤器需要除颤时的人体情况，具有良好的逼真程度，然而这些除颤训练装置一般没有隔离除颤能量，除颤能量容易经模拟人传导至人体上，导致发生安全事故；该装置不能发生让真实除颤仪检测的到的心电信号，通过除颤仪不能检测当前是否为可除颤心率；另外该除颤训练装置不具备判断除颤操作是否正确的功能，这样在训练的过程之中老师只能依靠他们操作经验来判断学生的除颤操作是否正确，难以形成统一的判断标准，不利于提高除颤训练装置的教学质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种除颤训练装置，其能解决以上问题中的一个或多个。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种除颤训练装置，包括
除颤电极，用于输出心电模拟信号、用于接收除颤仪/自动体外除颤器发送的检测电流和用于接收除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量，所述除颤电极为两个，分为第一除颤电极和第二除颤电极；
电阻器，用于模拟人体电阻和用于吸收除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量；
除颤能量检测模块，用于检测除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量的电流值并将除颤能量的电流值转化为电压值；
通信模块，用于接收输出心电模拟信号的类型信息和用于发送除颤焦耳值；
控制模块，用于根据除颤能量检测模块发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值和用于根据接收到输出心电模拟信号的类型信息选择储存于内部相应的心电模拟信号数据；
隔离芯片，用于隔离心电模拟信号输出电路和除颤能量检测吸收电路；
心电信号模拟模块，用于将控制模块发送过来的心电模拟信号数据转化为可被除颤仪/自动体外除颤器识别的心电模拟信号；及设置分析模块，用于通过智能终端设置输出心电模拟信号的类型信息和用于对通信模块发送过来的除颤焦耳值进行分析并根据分析结果判断除颤操作是否正确，所述设置分析模块装设于智能终端上；
所述电阻器的一端与第一除颤电极连接，所述电阻器的另一端与除颤能量检测模块连接，所述第二除颤电极与除颤能量检测模块连接，所述除颤能量检测模块和通信模块分别与控制模块连接，所述隔离芯片的一端与控制模块连接，所述隔离芯片的另一端与心电信号模拟模块的一端连接，所述心电信号模拟模块的另一端与电阻器的另一端连接，所述设置分析模块与通信模块通信连接。
作为一种优选方案，所述除颤能量检测模块包括电流传感器和运算放大器，所述电阻器的另一端与电流传感器的输入端连接，所述第二除颤电极与电流传感器的输入端连接，所述运算放大器的输入端与电流传感器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与控制模块连接。
作为一种优选方案，所述心电信号模拟模块包括数字模拟转换芯片、电压跟随器、高压电阻和电阻，所述隔离芯片的另一端与数字模拟转换芯片的一端连接，所述数字模拟转换芯片的另一端和电阻串联后与电压跟随器输入端的正极连接，所述电压跟随器输入端的负极与电压跟随器的输出端连接，所述高压电阻的一端与电压跟随器的输出端连接，所述高压电阻的另一端与电阻器的另一端连接。
作为一种优选方案，所述电阻器为被釉瓷管电阻器，所述电阻器的阻值为150Ω，所述电阻器的功率为50w。
作为一种优选方案，所述高压电阻的工作电压为4kv。
作为一种优选方案，所述电流传感器所能测量的最大电流值为90A。
作为一种优选方案，所述通信模块为WiFi模块、蓝牙模块或移动通信模块。
作为一种优选方案，所述心电模拟信号数据包括正常心电模拟信号数据和异常心电模拟信号数据。
作为一种优选方案，所述控制模块内部存储有多个对应除颤焦耳值的电压标准值，所述控制模块根据除颤能量检测模块发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值的方法，包括以下步骤：
1）控制模块将电压标准值区分为多个电压区间
2）控制模块根据电压值选取与电压值最接近的电压区间；
3）控制模块用电压值减去电压区间中的最小值，得到第一电压差值；
4）控制模块用电压区间中的最大值减去电压值，得到第二电压差值；
5）控制模块判断第一电压差值是否大于第二电压差值，若是，则控制模块将电压值转换成电压区间的最大值对应的除颤焦耳值；若否，则控制模块将电压值转换成电压区间的最小值对应的除颤焦耳值。
作为一种优选方案，所述判断除颤操作是否正确的方法，包括以下步骤：
1）设置分析模块用除颤仪/自动体外除颤器向除颤电极输入的实际焦耳值减去通信模块发送过来的除颤焦耳值，得到焦耳差值；
2）设置分析模块判断焦耳差值是否大于焦耳阈值，若是，则设置分析模块判断除颤操作不正确，若否，则设置分析模块判断除颤操作正确。
本发明的有益效果是：1、电阻器的设置既能模拟出人体阻值被除颤仪/自动体外除颤器所能识别，又能吸收除颤能量，避免除颤能量未被吸收引起装置内部损坏，更能避免除颤能量未被吸收导致模拟人损坏或发生安全事故的现象发生，有效延长本装置的使用寿命和提高本装置的安全性能；2、隔离芯片的设置能有效隔离心电模拟信号输出电路和除颤能量检测吸收电路即高低压隔离，这样本装置可以在接收高压并吸收能量的同时，向外发送心电模拟的小信号，避免心电信号模拟电路因为受到高压的冲击而损坏，能进一步延长本装置的使用寿命和提高本装置的安全性能；3、本装置通过心电信号模拟模块、控制模块、通信模块和设置分析模块的配合能模拟出心电信号被除颤仪/自动体外除颤器所识别，而心电模拟信号数据包括正常心电模拟信号数据和异常心电模拟信号数据，这样能考核学生判断在什么情况下需要除颤，有效提高本装置的教学质量；4、通过除颤能量检测模块、控制模块、通信模块和设置分析模块的配合能检测到除颤仪/自动体外除颤器传导至本装置上的除颤焦耳值，利用这一除颤焦耳值与除颤仪/自动体外除颤器实际发出的实际焦耳值对比分析，便可判断出除颤操作是否正确，如此能提供一个相对统一的判断标准，有效提高除颤训练装置的教学质量。
附图说明
图1为本发明之实施例的结构示意图；
图2为本发明之电压标准值的测量方法的流程框架图；
图3为本发明之控制模块根据除颤能量检测模块发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值的方法的流程框架图；
图4为本发明之判断除颤操作是否正确的方法的流程框架图。
图中：1-第一除颤电极，2-第二除颤电极，3-电阻器，4-除颤能量检测模块，41-电流传感器，42-运算放大器，5-通信模块，6-控制模块，7-隔离芯片，8-心电信号模拟模块，81-数字模拟转换芯片，82-电压跟随器，83-高压电阻，84-电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，一种除颤训练装置，包括
除颤电极，用于输出心电模拟信号、用于接收除颤仪/自动体外除颤器发送的检测电流和用于接收除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量，所述除颤电极为两个，分为第一除颤电极1和第二除颤电极2；
电阻器3，用于模拟人体电阻和用于吸收除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量；
除颤能量检测模块4，用于检测除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量的电流值并将除颤能量的电流值转化为电压值；
通信模块5，用于接收输出心电模拟信号的类型信息和用于发送除颤能量的焦耳值；
控制模块6，用于根据除颤能量检测模块4发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值和用于根据接收到输出心电模拟信号的类型信息选择储存于内部相应的心电模拟信号数据；
隔离芯片7，用于隔离心电模拟信号输出电路和除颤能量检测吸收电路；
心电信号模拟模块8，用于将控制模块发送过来的心电模拟信号数据转化为可被除颤仪/自动体外除颤器识别的心电模拟信号；及
设置分析模块，用于通过智能终端设置输出心电模拟信号的类型信息和用于对通信模块发送过来的焦耳值进行分析并根据分析结果判断除颤操作是否正确，所述设置分析模块装设于智能终端上；
所述电阻器3的一端与第一除颤电极1连接，所述电阻器3的另一端与除颤能量检测模块4连接，所述第二除颤电极2与除颤能量检测模块4连接，所述除颤能量检测模块4和通信模块5分别与控制模块6连接，所述隔离芯片7的一端通过SPI线路与控制模块6连接，所述隔离芯片7的另一端通过SPI线路与心电信号模拟模块8的一端连接，所述心电信号模拟模块8的另一端与电阻器3的另一端连接，所述设置分析模块与通信模块5通信连接。
其中，隔离芯片7与控制模块6的连接方式除了SPI线路外还可以为其他有线连接方式，同样的隔离芯片7与心电信号模拟模块8的连接方式亦然。
作为一种优选方案，所述除颤能量检测模块4包括电流传感器41和运算放大器42，所述电阻器3的另一端与电流传感器41的输入端连接，所述第二除颤电极2与电流传感器41的输入端连接，所述运算放大器42的输入端与电流传感器41的输出端连接，所述运算放大器42的输出端与控制模块6连接。
作为一种优选方案，所述心电信号模拟模块8包括数字模拟转换芯片81、电压跟随器82、高压电阻83和电阻84，所述隔离芯片7的另一端通过SPI线路与数字模拟转换芯片81的一端连接，所述数字模拟转换芯片81的另一端和电阻84串联后与电压跟随器82输入端的正极连接，所述电压跟随器82输入端的负极与电压跟随器82的输出端连接，所述高压电阻83的一端与电压跟随器82的输出端连接，所述高压电阻83的另一端与电阻器3的另一端连接。
作为一种优选方案，所述电阻器3为被釉瓷管电阻器，所述电阻器3的阻值为150Ω，所述电阻器3的功率为50w。
作为一种优选方案，所述高压电阻83的工作电压为4kv。
作为一种优选方案，所述电流传感器81所能测量的最大电流值为90A。
作为一种优选方案，所述通信模块5为WiFi模块、蓝牙模块或移动通信模块。
作为一种优选方案，所述心电模拟信号数据包括正常心电模拟信号数据和异常心电模拟信号数据。
作为一种优选方案，所述控制模块内部存储有多个与除颤焦耳值相对应的电压标准值。
如图2所示，所述电压标准值的测量方法，基于除颤仪和如上所述除颤训练装置，所述方法包括以下步骤：
1）使除颤仪其中一档位的除颤焦耳值向除颤电极进行电击；
2）控制模块6将采集到的电压值经通信模块5发送至设置分析模块上；
3）设置分析模块记录该除颤焦耳值对应的电压值作为电压标准值。
由于除颤仪中具有多个档位，每个档位的除颤焦耳值都不相同，那么每个档位的电压值也是不相同的，通过多次按照上述方法来测量能获得每个档位除颤焦耳值对应的电压标准值。
其中，由于每一档位的除颤焦耳值都是经过多次测量，多次测量得到的电压值先除去最大值和最小值，再将剩余的电压值平均之后得到电压标准值。
如图3所示，所述控制模块6根据除颤能量检测模块4发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值的方法，包括以下步骤：
1）控制模块6将电压标准值区分为多个电压区间；
2）控制模块6根据电压值选取与电压值最接近的电压区间；
3）控制模块6用电压值减去电压区间中的最小值，得到第一电压差值；
4）控制模块6用电压区间中的最大值减去电压值，得到第二电压差值；
5）控制模块6判断第一电压差值是否大于第二电压差值，若是，则控制模块6将电压值转换成电压区间的最大值对应的除颤焦耳值；若否，则控制模块6将电压值转换成电压区间的最小值对应的除颤焦耳值。
由于不同除颤仪相同档位除颤焦耳值对应的电压值是不相同的，因此需要使用以上的方法来使测得电压值转换相应的除颤焦耳值。
如图4所示，所述判断除颤操作是否正确的方法，包括以下步骤：
1）设置分析模块用除颤仪/自动体外除颤器向除颤电极输入的实际焦耳值减去通信模块5发送过来的焦耳值，得到焦耳差值；
2）设置分析模块判断焦耳差值是否大于焦耳阈值，若是，则设置分析模块判断除颤操作不正确，若否，则设置分析模块判断除颤操作正确。
心电模拟信号输出：操作人员通过设置分析模块设置心电模拟信号的类型，生成心电模拟信号的类型信息，设置分析模块将心电模拟信号的类型信息经通信模块5发送至控制模块6中，控制模块6根据接收到的类型信息选择相应的心电模拟信号数据，并将心电模拟信号数据经隔离芯片7发送至心电信号模拟模块8中转换成可被除颤仪/自动体外除颤器所能识别的心电模拟信号经第一除颤电极1和第二除颤电极2输出。
人体电阻模拟：由于除颤仪/自动体外除颤器发出电击的条件有两个：1、检测到与人体电阻差不多的电阻值；2、监测到心电信号为异常心电信号；本装置通过心电信号模拟模块8、控制模块6、通信模块5和设置分析模块的配合能模拟出异常心电信号被除颤仪/自动体外除颤器所识别，同时电阻器的阻值为150Ω，与人体电阻值差不多，这样除颤仪/自动体外除颤器便能检测到与人体电阻差不多的电阻值。
除颤能量吸收：操作人员用除颤仪/自动体外除颤器向除颤电极电击，除颤能量被电阻器吸收，这样能避免因除颤能量无法完全被吸收而造成装置内部损坏，有效延长本装置使用寿命，同时能避免除颤能量未被吸收而造成模拟人损坏或安全事故的发生，提高安全性能。
除颤能量测量：操作人员用除颤仪/自动体外除颤器向除颤电极电击，除颤能量的电流流入电流传感器41，电流传感器41测出其电流值，然后经运算放大器42转换成电压值，然后被控制模块6所采集，控制模块6将电压值转换成相应的除颤焦耳值，经通信模块5发送至设置分析模块，设置分析模块根据接收到的除颤焦耳值判断操作人员除颤操作是否正确，如此便能提供一个相对统一的判断标准，有效提高除颤训练装置的教学质量。
本发明的有益效果是：1、电阻器3的设置既能模拟出人体阻值被除颤仪/自动体外除颤器所能识别，又能吸收除颤能量，避免除颤能量未被吸收引起装置内部损坏，更能避免除颤能量未被吸收导致模拟人损坏或发生安全事故的现象发生，有效延长本装置的使用寿命和提高本装置的安全性能；2、隔离芯片7的设置能有效隔离心电模拟信号输出电路和除颤能量检测吸收电路即高低压隔离，这样本装置可以在接收高压并吸收能量的同时，向外发送心电模拟的小信号，避免心电信号模拟电路因为受到高压的冲击而损坏，能进一步延长本装置的使用寿命和提高本装置的安全性能；3、本装置通过心电信号模拟模块8、控制模块6、通信模块5和设置分析模块的配合能模拟出心电信号被除颤仪/自动体外除颤器所识别，而心电模拟信号数据包括正常心电模拟信号数据和异常心电模拟信号数据，这样能考核学生判断在什么情况下需要除颤，有效提高本装置的教学质量；4、通过除颤能量检测模块4、控制模块6、通信模块5和设置分析模块的配合能检测到除颤仪/自动体外除颤器传导至本装置上的除颤焦耳值，利用这一除颤焦耳值与除颤仪/自动体外除颤器实际发出的实际焦耳值对比分析，便可判断出除颤操作是否正确，如此能提供一个相对统一的判断标准，有效提高除颤训练装置的教学质量。
以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，任何同等电气原理情况下的电气参数修改均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种除颤训练装置，其特征在于：包括
除颤电极，用于输出心电模拟信号、用于接收除颤仪/自动体外除颤器发送的检测电流和用于接收除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量，所述除颤电极为两个，分为第一除颤电极和第二除颤电极；
电阻器，用于模拟人体电阻和用于吸收除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量；
除颤能量检测模块，用于检测除颤仪/自动体外除颤器发送的除颤能量的电流值并将除颤能量的电流值转化为电压值；
通信模块，用于接收输出心电模拟信号的类型信息和用于发送除颤焦耳值；
控制模块，用于根据除颤能量检测模块发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值和用于根据接收到输出心电模拟信号的类型信息选择储存于内部相应的心电模拟信号数据；
隔离芯片，用于隔离心电模拟信号输出电路和除颤能量检测吸收电路；
心电信号模拟模块，用于将控制模块发送过来的心电模拟信号数据转化为可被除颤仪/自动体外除颤器识别的心电模拟信号；及设置分析模块，用于通过智能终端设置输出心电模拟信号的类型信息和用于对通信模块发送过来的除颤焦耳值进行分析并根据分析结果判断除颤操作是否正确，所述设置分析模块装设于智能终端上；
所述电阻器的一端与第一除颤电极连接，所述电阻器的另一端与除颤能量检测模块连接，所述第二除颤电极与除颤能量检测模块连接，所述除颤能量检测模块和通信模块分别与控制模块连接，所述隔离芯片的一端与控制模块连接，所述隔离芯片的另一端与心电信号模拟模块的一端连接，所述心电信号模拟模块的另一端与电阻器的另一端连接，所述设置分析模块与通信模块通信连接；
所述除颤能量检测模块包括电流传感器和运算放大器，所述电阻器的另一端与电流传感器的输入端连接，所述第二除颤电极与电流传感器的输入端连接，所述运算放大器的输入端与电流传感器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与控制模块连接；
所述心电信号模拟模块包括数字模拟转换芯片、电压跟随器、高压电阻和电阻，所述隔离芯片的另一端与数字模拟转换芯片的一端连接，所述数字模拟转换芯片的另一端和电阻串联后与电压跟随器输入端的正极连接，所述电压跟随器输入端的负极与电压跟随器的输出端连接，所述高压电阻的一端与电压跟随器的输出端连接，所述高压电阻的另一端与电阻器的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述电阻器为被釉瓷管电阻器，所述电阻器的阻值为150Ω，所述电阻器的功率为50w。
3.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述高压电阻的工作电压为4kv。
4.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述电流传感器所能测量的最大电流值为90A。
5.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述通信模块为WiFi模块、蓝牙模块或移动通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述心电模拟信号数据包括正常心电模拟信号数据和异常心电模拟信号数据。
7.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述控制模块内部存储有多个对应除颤焦耳值的电压标准值，所述控制模块根据除颤能量检测模块发送过来的电压值转换成相应的除颤焦耳值的方法，包括以下步骤：
1）控制模块将电压标准值区分为多个电压区间
2）控制模块根据电压值选取与电压值最接近的电压区间；
3）控制模块用电压值减去电压区间中的最小值，得到第一电压差值；
4）控制模块用电压区间中的最大值减去电压值，得到第二电压差值；
5）控制模块判断第一电压差值是否大于第二电压差值，若是，则控制模块将电压值转换成电压区间的最大值对应的除颤焦耳值；若否，则控制模块将电压值转换成电压区间的最小值对应的除颤焦耳值。
8.根据权利要求1所述的一种除颤训练装置，其特征在于：所述判断除颤操作是否正确的方法，包括以下步骤：
1）设置分析模块用除颤仪/自动体外除颤器向除颤电极输入的实际焦耳值减去通信模块发送过来的除颤焦耳值，得到焦耳差值；
2）设置分析模块判断焦耳差值是否大于焦耳阈值，若是，则设置分析模块判断除颤操作不正确，若否，则设置分析模块判断除颤操作正确。
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