RU205748U1 - Устройство для роботов-тренажеров для безопасного обучения навыкам сердечно-легочной реанимации - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицине. Устройство для роботов-тренажеров для безопасного обучения навыкам сердечно-легочной реанимации содержит источник нагнетания воздуха, сообщенный с предохранительным клапаном и последовательно через управляемый клапан с выполненным в виде мешка из не пропускающего воздух материала имитатором легких робота-тренажера, ресивер, выполненный в виде баллона из упругодеформируемого герметичного материала, входом сообщенного через тройник с выходом источника нагнетания в зоне размещения предохранительного клапана, подключенного к этому тройнику, вход имитатора легких сообщен через указанный выполненный электромагнитным управляемый клапан с выходом ресивера, при этом устройство снабжено датчиком давления для регистрации по величине давления объема перекаченного в имитатор легких воздуха, а указанный имитатор легких выполнен со штуцером для стравливания воздуха в атмосферу. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована при разработке роботов-тренажеров (манекенов, симуляторов) для отработки практических гигиенически и санитарно безопасных навыков первой медицинской помощи пострадавшим, у которых прекратилось дыхание или остановилось кровообращение. Полезная модель также относится к учебному оборудованию, применяемому в рамках обучения во время инструктажа по первой помощи, на котором люди без медицинского образования обучаются делать непрямой массаж сердца и искусственную вентиляцию легких, т.е. сердечно-легочную реанимацию.

В настоящее время для отработки практических навыков первой помощи пострадавшим, которые находятся в состоянии клинической смерти, широко применяются роботы-тренажеры. Эти роботы-тренажеры предназначены для того, чтобы люди без медицинского образования (учащиеся средних школ, вузов, водители, сотрудники всевозможных производств и транспорта, спасательных служб, а также будущие врачи в рамках обучения медицине или действующие врачи в рамках повышения квалификации) занимались обучением не на живых пациентах, а на роботах, способных воспроизводить самые различные клинические сценарии с высоким уровнем достоверности. Установлено, что применение роботизированных симуляционных комплексов позволяет придать реалистичность, плановость и предсказуемость учебному процессу и снизить риск осложнений у пациентов в критических состояниях.

Так, например, известен робот-тренажер, содержащий имитатор дыхания через рот, имитатор проходимости верхних дыхательных путей, связанный с имитатором легких, имитатор запрокидывания головы, имитатор грудной клетки, шарнирно закрепленный в области шеи и ключиц, а также имитатор пульсации сонной артерии, два имитатора реакции зрачка, датчик надавливания и датчик ускорения, связанные с блоком индикации, при этом датчик ускорения расположен на нижнем неподвижном основании робота-тренажера под имитатором легких, который снабжен датчиком объема вдыхаемого воздуха, а датчики робота-тренажера имеют возможность передачи сигналов на электронный блок обработки сигналов (RU 2134913, G09B 23/28, опубл. 20.08.1999).

Или известен тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи, включающий имитатор туловища, имитатор грудной клетки, имитатор легких, соединенный с имитатором дыхательных путей и выполненный в виде сильфона (RU 2144218, G09B 23/28, опубл. 10.01.2000).

Данное решение принято в качестве прототипа.

Независимо от конструктивных особенностей исполнения тренажера все эти роботы реализуют одинаковый алгоритм функционирования, например, при проведении реанимационных действий по возобновлению дыхательного процесса или поддержания пострадавшего в состоянии принудительного наполнения легких воздухом. Например, техника проведения вдоха искусственной вентиляции легких (ИВЛ) способом «изо рта в рот» включает следующие операции:

- правой рукой обхватить подбородок так, чтобы пальцы, расположенные на нижней челюсти и щеках пострадавшего смогли разжать и приоткрыть его губы;

- левой рукой зажать нос;

- запрокинуть голову пострадавшего и удерживать ее в таком положении до окончания проведения вдоха;

- плотно прижаться губами к губам пострадавшего и сделать в него максимальный выдох.

Отображение правильных действий на роботе во время каждого эффективного вдоха приводит к подъему грудной клетки. Встроенный компьютер следит за правильностью выполнения реанимационных мероприятий, сообщает обо всех допущенных в ходе оживления ошибках, а в случае правильного выполнения комплекса реанимации может имитировать реакции оживающего человека - появление пульса на сонной артерии и сужение зрачков (эффективность проведенного действия так же может дублироваться индикаторной сигнализаций, например, загорается голубой индикатор «Вдох»).

Однако известные решения, и в том числе прототип, имеют один серьезный недостаток, который заключается в том, что при обучении по теме «Сердечно-легочная реанимация», включающей проведение искусственной вентиляции легких способом «изо рта в рот» используется один робот-тренажер для более одного тренирующегося. Каждый из тренирующихся подходит к роботу-тренажеру и многократно проводит действия по искусственной вентиляции легких способом «изо рта в рот». Таким образом, к зоне рта робота-тренажера прикасаются несколько человек. Некоторые производители используют элементы-заменители этой области с тем, чтобы обеспечить санитарно-гигиеническую безопасность проведения многократных действий над одним тренажером, или используют антибактериальные средства для очистки этой области тренажера, а также защитные маски.

Однако следует понимать, что при выдохе в робот-тренажер способом «изо рта в рот» эффективность проведенного действия оценивается визуально под подъему грудной клетки, подъем которой осуществляется надуванием мешка в грудной клетке, имитирующего легкие пострадавшего. После прекращения выдоха канал или трубка, сообщенная с областью рта робота-тренажера, сообщается с атмосферой. В таких конструкциях «дыхательной системы» применяется обратный клапан, который предотвращает выход воздуха из мешка в рот тренажера (и в лицо обучаемого). При сдавливании мешка «грязный» воздух выходит через штуцер, расположенный на спине тренажера. Однако воздух может оставаться в тракте между ртом тренажера и клапаном.

В зависимости от интенсивности обмена веществ человек выделяет через легкие в среднем около 5-18 л углекислого газа и 50 г воды в час. А с ними - около 400 других примесей летучих соединений, в том числе и ацетон. В процессе дыхания богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов (диоксида углерода и воды), используя для этого молекулярный кислород. Учитывая данное обстоятельство можно говорить о том, что в полости мешка присутствует не только остаточный воздух, но и вода. Если учесть, что при подготовке к большому выдоху человек часто сначала захватывает ртом воздух из окружающей среды, то, как показывает практика, это случается и при выдохе в робот-тренажер. То есть речь идет о ситуации, при которой тренирующийся может вдохнуть в себя остаточный воздух из мешка. Или это может произойти в момент выхода воздуха из мешка или сильфона (вариант исполнения имитатора легких).

Таким образом, для повышения личной безопасности при отработке практических навыков первой помощи пострадавшим, находящимся в состоянии клинической смерти, необходимо исключить выход остаточного воздуха из дыхательной системы тренажера.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении гигиенической безопасности устройства за счет исключения возврата закаченного в имитатор легких воздуха по пути его нагнетания и принудительного стравливания закаченного в имитатор легких воздуха перед заменой его на новый объем воздуха из накопителя.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для роботов-тренажеров для безопасного обучения навыкам сердечно-легочной реанимации, содержит источник нагнетания воздуха, сообщенный с предохранительным клапаном и последовательно через управляемый клапан с выполненным в виде мешка из не пропускающего воздух материала имитатором легких робота-тренажера, ресивер, выполненный в виде баллона из упругодеформируемого герметичного материала, входом сообщенного через тройник с выходом источника нагнетания в зоне размещения предохранительного клапана, подключенного к этому тройнику, вход имитатора легких сообщен через указанный выполненный электромагнитным управляемый клапан с выходом ресивера, при этом устройство снабжено датчиком давления для регистрации по величине давления объема перекаченного в имитатор легких воздуха, а указанный имитатор легких выполнен со штуцером для стравливания воздуха в атмосферу.

При этом в этом устройстве источник нагнетания воздуха выполнен в виде пневматического компрессора или пневматического насоса или в виде ручной груши. А датчик давления для регистрации по величине давления объема перекаченного в имитатор легких воздуха может быть сообщен с узлом открытия канала стравливания воздуха в атмосферу.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель иллюстрируется рисунком, который показывает возможность конструктивной реализации устройства, позволяющего обеспечить достижение технического результата.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема робота-тренажера для безопасного обучения навыкам сердечно-легочной реанимации.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается новая конструктивная схема устройства для робота-тренажера, применяемая для безопасного обучения навыкам сердечно-легочной реанимации за счет обязательного принудительного стравливания закаченного в имитатор легких воздуха перед подачей в него нового объема воздуха.

В общем случае это устройство (фиг. 1), созданное для безопасного обучения навыкам сердечно-легочной реанимации, содержит источник 1 нагнетания воздуха, сообщенный с предохранительным клапаном 2 и последовательно через выполненный электромагнитным управляемый клапан 3 с имитатором легких 4, встроенным в робот-тренажер отработки практических навыков первой помощи пострадавшим (робот-тренажер не показан).

Имитатор легких 4 может быть выполнен в виде мешка из не пропускающего воздух материала (герметичного материала). А источник 1 нагнетания воздуха может быть выполнен в виде пневматического компрессора, или пневматического насоса, или в виде ручной груши. Источник 1 давления сообщен с тройником 5, к которому подключен предохранительный клапан 2, через обратный клапан 6.

Устройство снабжено также ресивером 7 и датчиком давления 8.

Ресивер 6 выполнен в виде баллона из упругодеформируемого герметичного материала, который входом сообщен через тройник 5 с выходом источника нагнетания в зоне размещения предохранительного клапана 2, подключенного к этому тройнику.

Вход имитатора легких сообщен через управляемый клапан 3 с выходом ресивера.

Имитатор легких выполнен со штуцером (не показан) для стравливания воздуха в атмосферу по каналу 9 стравливания. А датчик давления 8 используется для регистрации по величине давления объема перекаченного в имитатор легких воздуха. Этот датчик давления может быть сообщен с узлом открытия (не показан) канала стравливания (в котором размещен штуцер) воздуха в атмосферу.

Ниже рассматривается конкретное применение заявленного устройства в роботе-тренажере и принцип работы (фиг. 1).

Заявленное устройство может быть интегрировано в существующие схемы роботов-тренажеров. Интеграция проводится путем сообщения имитатора легких, независимо от типа его конкретного исполнения, с выходом электромагнитного управляемого клапана 3. Датчики и клапаны 3 и 8 могут быть подключены к процессорной системе управления и контроля робота-тренажера. Электронная часть в рамках данной заявки не рассматривается, как не относящаяся к существу заявленного решения и достижения технического результата.

Устройство обеспечивает безопасное (исключающее перекрестное заражение учащихся) обучение навыкам сердечно-легочной реанимации, включая искусственную вентиляцию легких как методом «изо рта в рот», так и с помощью средств индивидуальной защиты (маски, маски с обратным клапаном, дыхательные мешки).

Устройство может быть выполнено в двух вариантах:

- механический вариант - в конструкцию устанавливается груша для накачки воздуха (или поршень), которая при проведении непрямого массажа сердца (продавливание грудной пластины) создает необходимое давление в ресивере. В этом варианте возможно исполнение, согласно которому ручная груша используется в качестве источника нагнетания воздуха в ресивер. Или ручная груша встраивается в грудную клетку робота-тренажера и при проведении непрямого массажа сердца происходит сжатие-расжатие груши, приводящее к заполнению ресивера воздухом под давлением, который впоследствии используется в качестве воздушной массы для прочистки имитатора легких;

- полуавтоматический - в конструкцию устанавливается воздушный компрессор (насос), который поддерживает в ресивере необходимое давление автоматически.

В ресивер 7 с помощью груши или пневматического насоса нагнетается воздух, тем самым создавая в нем давление, превышающее атмосферное давление, например, до величины в 2 атм. При проведении искусственной вентиляции легких, когда обеспечен проход воздуха в легкие (голова пострадавшего запрокинута не менее чем на 15°), зажат его нос (или использована маска, закрывающая также и носовые ходы) и осуществлен выдох в рот пострадавшего необходимого объема воздуха (определяется датчиком давления 8, который установлен во рту робота-тренажера), на 1-2 сек открывается электромагнитный клапан 3, который обеспечивает перекачку «чистого» (атмосферного) воздуха из ресивера 7 в воздушный мешок имитатора легких 4, тем самым имитируя подъем грудной клетки. Затем электромагнитный клапан 3 закрывается, а воздух из мешка имитатора легких 4 свободно выпускается через штуцер в канал стравливания 9. Если давление, создаваемое в ресивере грушей (или при продавливании грудной клетки, связанной с грушей) или компрессором, превышает заданное для этой системы значение, происходит автоматический сброс воздуха через предохранительный клапан 2 для исключения выхода из строя элементов конструкции.

Таким образом, после каждого выдоха тренирующегося происходит опорожнение мешка имитатора легких с выводом накачанного воздуха в атмосферу. При следующем выдохе тренирующегося (того же или следующего) цикл выдоха и последующей принудительной очистки (опорожнения) имитатора легких повторяется.

Это позволяет исключить попадание остаточного воздуха от предыдущего выдоха тренирующегося в канал поступления выдоха, что позволяет исключить попадание микроорганизмов и воды (из остаточного воздуха) в дыхательную систему тренирующегося. Таким образом, происходит повышение гигиенической безопасности устройства за счет исключения возврата закаченного в имитатор легких воздуха по пути его нагнетания и за счет принудительного стравливания закаченного в имитатор легких воздуха перед заменой его на новый объем воздуха из ресивера.

Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть интегрирована в существующие роботы-тренажеры или манекены, в функцию которого входит возможность проведения тренировок по приобретению навыков искусственной вентиляции легких.

Claims (5)

1. Устройство для роботов-тренажеров для обучения навыкам сердечно-легочной реанимации, содержащее имитатор легких робота-тренажера в виде мешка из не пропускающего воздух материала, отличающееся тем, что включает источник нагнетания воздуха, ресивер, управляемый клапан, предохранительный клапан и датчик давления, при этом источник нагнетания воздуха сообщен с предохранительным клапаном и последовательно через управляемый клапан - с имитатором легких робота-тренажера, ресивер выполнен в виде баллона из упругодеформируемого герметичного материала, входом сообщенного через тройник с выходом источника нагнетания воздуха и предохранительным клапаном, вход имитатора легких сообщен через управляемый клапан, представляющий собой электромагнитный клапан, с выходом ресивера, датчик давления выполнен с возможностью регистрации по величине давления объема перекаченного в имитатор легких воздуха, а имитатор легких снабжен штуцером узла открытия канала стравливания воздуха в атмосферу.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник нагнетания воздуха выполнен в виде пневматического компрессора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник нагнетания воздуха выполнен в виде пневматического насоса.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник нагнетания воздуха выполнен в виде ручной груши.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик давления для регистрации по величине давления объема перекаченного в имитатор легких воздуха сообщен с узлом открытия канала стравливания воздуха в атмосферу.

Images