RU2801181C1 - Pulse simulation module - Google Patents
Pulse simulation module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801181C1 RU2801181C1 RU2022119332A RU2022119332A RU2801181C1 RU 2801181 C1 RU2801181 C1 RU 2801181C1 RU 2022119332 A RU2022119332 A RU 2022119332A RU 2022119332 A RU2022119332 A RU 2022119332A RU 2801181 C1 RU2801181 C1 RU 2801181C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealed housing
- simulators
- pulse
- channel
- electrical signal
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к обучающим устройствам, предназначенным для приобретения прочных сенсорно-моторных навыков по диагностике состояния пациента и может быть использовано в тренажерах-симуляторах биологических организмов.The invention relates to training devices designed to acquire strong sensory-motor skills for diagnosing a patient's condition and can be used in simulators of biological organisms.
Предшествующий уровень техники.prior art.
Аналогом является изобретение, RU (11) 2 124 762 (13) C1, МПК G09B 23/32 (1995.01) - Тренажер для обучения приемам экстренной травматологической и реанимационной помощи, где для цели эффективного обучения приемам диагностики с помощью пульса имитаторы пульса установлены на бедренных артериях и содержат катушки и постоянные магниты, свободно размещенные над указанными катушками и оперативно взаимодействующие с электромагнитными полями этих катушек, подключенных к системе управления тренажером.The analogue is the invention, RU (11) 2 124 762 (13) C1, IPC G09B 23/32 (1995.01) - A simulator for teaching emergency trauma and resuscitation techniques, where for the purpose of effective training in diagnostic techniques using a pulse, pulse simulators are installed on the femoral arteries and contain coils and permanent magnets, freely placed above the specified coils and operatively interacting with the electromagnetic fields of these coils connected to the control system of the simulator.
Указанный тренажер не позволяет изменять вариации сердечных ритмов, ограничивая спектр имитаций сердечных патологий.The specified simulator does not allow changing the variations of heart rhythms, limiting the range of imitations of cardiac pathologies.
Аналогом также может являться изобретение RU (11) 98114969 (13) A (51) МПК G09B 23/32 (2000.01)24. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что в верхней и нижней конечностях муляжа установлены имитаторы пульса, совмещенные с датчиком прижатия артерии, каждый из которых содержит корпус, закрепленный под сквозным отверстием, выполненным в оболочке конечности, в области лучевой и бедренной артерии, в основании корпуса сделано сквозное отверстие и под ним закреплена оптоэлектронная пара, а внутри корпуса, с возможностью перемещения установлен подпружиненный корпус имитатора пульса, содержащий шток, постоянный магнит, жестко соединенный с основанием штока и электромагнит, между которыми расположена демпфирующая прокладка, причем указанные оптоэлектронная пара и электромагнит подключены к системе управления процессом обучения. Представленный тренажер сложен в конструкции, не автономен-взаимосвязан с имитатором работы артерии.An analogue can also be the invention RU (11) 98114969 (13) A (51) IPC G09B 23/32 (2000.01)24. The simulator according to claim 1, characterized in that pulse simulators are installed in the upper and lower limbs of the model, combined with an artery pressure sensor, each of which contains a body fixed under a through hole made in the shell of the limb, in the region of the radial and femoral arteries, in a through hole is made on the base of the body and an optoelectronic pair is fixed under it, and inside the body, with the possibility of movement, a spring-loaded body of the pulse simulator is installed, containing a rod, a permanent magnet rigidly connected to the base of the rod and an electromagnet, between which a damping gasket is located, moreover, the specified optoelectronic pair and the electromagnet is connected to the learning process control system. The presented simulator is complex in design, not autonomous, interconnected with the simulator of the artery.
Еще одним аналогом может являться устройство для обучения аускультации и связанные с ним методы, представляющий собой систему аускультации, которая включает в себя манекен, имеющий, по крайней мере, один встроенный динамик, бесконтактное устройство, встроенное в манекен и способное обнаруживать близость устройства аускультации, контроллер, способный взаимодействовать с бесконтактным устройством и принимать сигнал, второй контроллер, предназначенный для переопределения первого контроллера и базу данных, хранящую множество звуковых файлов (патент US 9064428 (В2), СРС G09B 23/28 (2013.01)). В данном тренажере, который излучает ответный сигнал о наличии пульса лишь обнаружив близость аускультативного устройства, представлен процесс обучения для отработки практических навыков только по аускультации (выслушиванию звуков) пульса. Однако тренажер, ввиду устройства звуковой имитации пульса, не предполагает возможности пальпации (осязания) пульса. Отсутствует техническая реализация сенсорного способа определения пульса пациента.Another analogue may be an auscultation training device and related methods, which is an auscultation system that includes a manikin having at least one built-in speaker, a non-contact device built into the manikin and capable of detecting the proximity of the auscultation device, a controller , capable of interacting with a contactless device and receiving a signal, a second controller designed to redefine the first controller and a database storing a plurality of sound files (US patent 9064428 (B2), CPC G09B 23/28 (2013.01)). In this simulator, which emits a response signal about the presence of a pulse only having discovered the proximity of the auscultatory device, a learning process is presented to develop practical skills only in auscultation (listening to sounds) of the pulse. However, the simulator, due to the device for sound imitation of the pulse, does not imply the possibility of palpation (touch) of the pulse. There is no technical implementation of the sensor method for determining the patient's pulse.
В качестве прототипа выбран тренажер [1] (https://mirmanekenov.ru/тренажер-грудной-клетки-для-катетеризации-вен-система-centralineman) с венозным симулятором, предназначенный для тренировки пункции и катетеризации подключичной, внутренней яремной и других магистральных вен. Известный тренажер [1] включает: блок для ультразвукового исследования, выполненный из искусственной ткани, имитирующей структуру человеческого тела; имитаторы кровеносных сосудов; ручной насос, позволяющий имитировать биение артериального пульса.The simulator [1] ( https://mirmanekenov.ru/chest-trainer-for-catheterization-of-veins-system-centralineman ) with a venous simulator, designed to train puncture and catheterization of the subclavian, internal jugular and other main veins. Known simulator [1] includes: block for ultrasound, made of artificial tissue that mimics the structure of the human body; blood vessel simulators; a hand pump that simulates the beating of an arterial pulse.
Представленный тренажер в целях решения поставленной задачи имитации биения пульса основан на сложной взаимозависимой конструкции, не автономен - взаимосвязан с имитатором сосудов, требует дополнения ручным насосом, при этом на тренажере, предполагающем только ультразвуковые исследования, исключена возможность реализации определения пульса методом пальпации.The presented simulator, in order to solve the task of simulating a pulse beat, is based on a complex interdependent design, is not autonomous - it is interconnected with a vessel simulator, requires supplementation with a hand pump, while on a simulator that involves only ultrasonic researches, the possibility of realization of definition of pulse by a method of a palpation is excluded.
Задачей заявленного изобретения является разработка устройств имитации пульса биологического существа как модуля в составе медицинского тренажера для комплексного обучения врачей по диагностированию состояния пациента в целях оказания первой медицинской помощи при различных клинических ситуациях.The objective of the claimed invention is to develop devices for simulating the pulse of a biological being as a module as part of a medical simulator for the comprehensive training of doctors in diagnosing a patient's condition in order to provide first aid in various clinical situations.
В заявляемом модуле имитации пульса генератором сигнала подается электрический сигнал определенной формы, сформированный при помощи цифро-аналогового преобразователя. Далее сигнал проходит через присоединенный пассивный или активный фильтр нижних частот и усилитель звуковых частот D-класса, к которому, в свою очередь, подключен электродинамический излучатель, затем сигнал попадает на примыкающую к излучателю мембрану, соединенную с герметичным корпусом. При этом в замкнутом объеме герметичного корпуса возникают волны разряжения-сжатия. Полученные волны перемещаются по жесткому каналу, отражаясь от его стенок, волны попадают в эластичный канал, ударяясь о стенки которого создают на поверхности эластичного канала механические пульсации, ощутимые при касании пальцами руки, что и является техническим решением требуемой задачи.In the proposed pulse simulation module, a signal generator supplies an electrical signal of a certain shape, generated using a digital-to-analog converter. Further, the signal passes through an attached passive or active low-pass filter and a D-class audio amplifier, to which, in turn, an electrodynamic emitter is connected, then the signal enters the membrane adjacent to the emitter, connected to a sealed housing. In this case, rarefaction-compression waves arise in the closed volume of the hermetic housing. The resulting waves move along a rigid channel, reflecting from its walls, the waves enter the elastic channel, hitting the walls of which create mechanical pulsations on the surface of the elastic channel, which are felt when touched by the fingers of the hand, which is the technical solution to the required problem.
Усилитель звуковых частот D-класса имеет коэффициент полезного действия порядка 90 процентов и, таким образом, позволяет минимизировать затраты энергии и нагрев усилителя при относительно большой выходной мощности. Уровень выходной мощности усилителя подбирается в соответствии с параметрами электродинамического излучателя и получаемых с его помощью волн разряжения-сжатия.The D-class audio amplifier has an efficiency of about 90 percent and thus minimizes power consumption and amplifier heating at relatively high output power. The output power level of the amplifier is selected in accordance with the parameters of the electrodynamic emitter and the rarefaction-compression waves obtained with its help.
Техническим результатом является создание модуля, обеспечивающего моделирование сигналов функционирования сердца пациента при проведении обучающих медицинских процедур для использования в медицинских тренажерах.The technical result is the creation of a module that provides simulation of the patient's heart functioning signals during training medical procedures for use in medical simulators.
Сущность изобретения поясняется схемой (фиг. 1), на которой представлен общий вид модуля имитатора пульса (конструктивная схема).The essence of the invention is illustrated by a diagram (Fig. 1), which shows a general view of the pulse simulator module (structural diagram).
Модуль имитатора пульса (1), генератор сигнала (2), цифро-аналоговый преобразователь (3), пассивный или активный фильтр нижних частот (4), усилитель звуковых частот D-класса (5), электродинамический излучатель (6), мембрана (7), герметичный корпус (замкнутый объем) (8), жесткий канал (9), эластичный канал (10).Pulse simulator module (1), signal generator (2), digital-to-analogue converter (3), passive or active low-pass filter (4), D-class audio amplifier (5), electrodynamic radiator (6), membrane (7 ), sealed body (closed volume) (8), rigid channel (9), elastic channel (10).
Модуль имитатора пульса (1) содержит генератор сигнала (2), последовательно соединенный с цифро-аналоговым преобразователем (3), пассивным или активный фильтром нижних частот (4) и усилителем звуковых частот D-класса (5), к которому присоединен электродинамический излучатель (6) с мембраной (7), ограниченной замкнутым объемом герметичного корпуса (8), с исходящим из него жестким каналом (9) с присоединенным к нему эластичным каналом (10).The pulse simulator module (1) contains a signal generator (2) connected in series with a digital-to-analogue converter (3), a passive or active low-pass filter (4) and a D-class audio frequency amplifier (5), to which an electrodynamic emitter ( 6) with a membrane (7) limited by a closed volume of a sealed housing (8), with a rigid channel (9) coming out of it with an elastic channel (10) attached to it.
Поставленная задача создания модуля имитации пульса (1) достигается тем, что при подаче электрического сигнала определенной формы на электродинамический излучатель (6) происходит колебание примыкающей к нему мембраны (7), при этом, в замкнутом объеме герметичного корпуса (8), присоединенного к мембране (7), возникают волны разряжения-сжатия, которые, перемещаясь по исходящему из герметичного корпуса (8) жесткому каналу (9), отражаются от его стенок, попадают в эластичный канал (10), и далее, ударяясь о стенки эластичного канала, создают на поверхности эластичного канала механические пульсации, ощутимые при касании пальцами руки, полученные пульсации максимально реалистично похожи на пульсации пульса живого человека.The task of creating a pulse simulation module (1) is achieved by the fact that when an electrical signal of a certain shape is applied to the electrodynamic emitter (6), the membrane (7) adjacent to it oscillates, while in the closed volume of the sealed housing (8) attached to the membrane (7), rarefaction-compression waves arise, which, moving along the rigid channel (9) emanating from the sealed housing (8), are reflected from its walls, fall into the elastic channel (10), and then, hitting the walls of the elastic channel, create on the surface of the elastic channel, mechanical pulsations are felt when touched by the fingers of the hand, the resulting pulsations are most realistically similar to the pulsations of the pulse of a living person.
Сигнал определенной формы формируется генератором сигнала (2) с помощью цифро-аналогового преобразователя (3) и далее, проходя через пассивный или активный фильтр нижних частот (4), подается на усилитель звуковых частот D-класса (5), к которому, в свою очередь, подключен электродинамический излучатель (6).A signal of a certain shape is generated by a signal generator (2) using a digital-to-analog converter (3) and then, passing through a passive or active low-pass filter (4), it is fed to a D-class audio frequency amplifier (5), to which, in turn, turn, an electrodynamic emitter (6) is connected.
Усилитель звуковых частот D-класса (5) имеет коэффициент полезного действия порядка 90 процентов и, таким образом, позволяет минимизировать затраты энергии и нагрев усилителя (5) при относительно большой выходной мощности. Уровень выходной мощности усилителя (5) подбирается в соответствии с параметрами электродинамического излучателя (6) и получаемых с его помощью волн разряжения-сжатия.The D-class audio amplifier (5) has an efficiency of about 90 percent and thus minimizes the power consumption and heating of the amplifier (5) at a relatively high output power. The output power level of the amplifier (5) is selected in accordance with the parameters of the electrodynamic emitter (6) and the rarefaction-compression waves obtained with its help.
Достоинства изобретения - низкая цена его реализации, простой способ установки, низкие затраты энергии.Advantages of the invention - low cost of its implementation, easy installation, low energy costs.
Варианты реализации изобретения - из одного герметичного корпуса (замкнутого объема) может выходить (несколько) N - каналов.Options for implementing the invention - (several) N-channels can exit from one sealed housing (closed volume).
Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:
1. https://mirmanekenov.ru/тренажер-грудной-клетки-для-катетеризации-вен-система-centralineman.1. https://mirmanekenov.ru/chest-simulator-for-vein-catheterization-system-centralineman.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801181C1 true RU2801181C1 (en) | 2023-08-03 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2176822C2 (en) * | 1998-07-27 | 2001-12-10 | Лутаенко Вячеслав Федорович | Trainer for taking of emergency medical care |
RU2278420C1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-06-20 | Валерий Георгиевич Бубнов | Training robot |
EP2499627B1 (en) * | 2009-11-12 | 2013-12-25 | Laerdal Medical AS | Pulse simulation unit |
WO2014058912A2 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Shouyan Lee | Modular pulse duplicator system for simulation of cardiovascular hemodynamic functions |
RU187572U1 (en) * | 2018-12-13 | 2019-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Device for generating pulsating flows in phantoms of blood vessels |
CN210181903U (en) * | 2019-05-25 | 2020-03-24 | 广东医和科技有限公司 | Pulse simulator |
CN112530253A (en) * | 2020-11-30 | 2021-03-19 | 江苏大学 | Human body pulse condition simulator |
KR20210036600A (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-05 | 대구한의대학교산학협력단 | Pulse reproduction device using In Vitro System |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2176822C2 (en) * | 1998-07-27 | 2001-12-10 | Лутаенко Вячеслав Федорович | Trainer for taking of emergency medical care |
RU2278420C1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-06-20 | Валерий Георгиевич Бубнов | Training robot |
EP2499627B1 (en) * | 2009-11-12 | 2013-12-25 | Laerdal Medical AS | Pulse simulation unit |
WO2014058912A2 (en) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Shouyan Lee | Modular pulse duplicator system for simulation of cardiovascular hemodynamic functions |
RU187572U1 (en) * | 2018-12-13 | 2019-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Device for generating pulsating flows in phantoms of blood vessels |
CN210181903U (en) * | 2019-05-25 | 2020-03-24 | 广东医和科技有限公司 | Pulse simulator |
KR20210036600A (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-05 | 대구한의대학교산학협력단 | Pulse reproduction device using In Vitro System |
CN112530253A (en) * | 2020-11-30 | 2021-03-19 | 江苏大学 | Human body pulse condition simulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7316568B2 (en) | Cardiopulmonary patient simulator | |
Babbs | The origin of Korotkoff sounds and the accuracy of auscultatory blood pressure measurements | |
US7845949B2 (en) | Ultrasound training mannequin | |
JPS62502307A (en) | Non-invasive determination of mechanical characteristics in the human body | |
US20030091968A1 (en) | Interactive education system for teaching patient care | |
US7510398B1 (en) | Apparatus for simulating a pulse and heart beat and methods for using same to train medical professionals | |
WO2007100090A1 (en) | System for evaluating cardiac surgery training | |
US20200051462A1 (en) | System and method for improved medical simulator | |
US20070117075A1 (en) | Cardiopulmonary patient simulator | |
RU2684187C1 (en) | Method for practical auscultation skill training by means of a medical training equipment | |
RU2801181C1 (en) | Pulse simulation module | |
Shi et al. | Mock circulatory test rigs for the in vitro testing of artificial cardiovascular organs | |
US5255685A (en) | Acoustic diagnostic apparatus with scan control | |
RU218889U1 (en) | Pulse simulation module | |
RU2693445C1 (en) | Method of practicing practical skills of auscultation using a medical simulator | |
CN102156805B (en) | External chest compression physiological feedback signal simulator | |
KR20150041458A (en) | Apparatus for auscultation training | |
Karageorgos et al. | An approach for self-powered cardiovascular monitoring based on electromagnetic induction | |
Fresiello et al. | Hemodynamic modelling and simulations for mechanical circulatory support | |
RU2702864C1 (en) | Medical simulator for practicing practical skills of auscultation | |
RU2703146C1 (en) | Method of medical simulator for practical skills of auscultation | |
US20070117076A1 (en) | Cardiopulmonary patient simulator | |
Jaron et al. | Engineering techniques applied to the analysis and control of in-series cardiac assistance | |
CN2371618Y (en) | Manikin for surgical skill clinic | |
Heo et al. | Radial artery pulse wave simulator using a linear motor |