RU2801181C1 - Pulse simulation module - Google Patents

Pulse simulation module Download PDF

Info

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
Application number
RU2022119332A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Гусаров
Игорь Владимирович Цветов
Евгений Валерьянович Данилов
Алексей Александрович Сидоров
Руслан Ринатович Валиахметов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЭЙДОС"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЭЙДОС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЭЙДОС"
Application granted granted Critical
Publication of RU2801181C1 publication Critical patent/RU2801181C1/en

Links

Abstract

FIELD: simulators.
SUBSTANCE: 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. The pulse simulator module (1) consists of an electrical signal generator (2) located inside it, connected to a digital-to-analogue converter (3), connected to a low-pass filter (4), which is connected in series with a D-class audio amplifier (5) and electrodynamic emitter (6). A membrane (7) connected to a sealed housing (8) is connected to the electrodynamic emitter (6) and adapted for oscillation when an electrical signal is applied to it. A rigid channel (9) emerges from the sealed housing (8), connected to the elastic channel (10) and adapted for creating mechanical pulsations on the surface of the elastic channel, which are felt when touched by the fingers of the hand.
EFFECT: simulation of patient's heart signals during training medical procedures for use in medical simulators.
1 cl, 1 dwg

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)

Модуль имитатора пульса, отличающийся тем, что состоит из расположенного внутри него генератора электрического сигнала с возможностью подачи электрического сигнала на цифро-аналоговый преобразователь, соединенного с цифро-аналоговым преобразователем, подключенным к фильтру нижних частот, последовательно соединенному с усилителем звуковых частот D-класса и электродинамическим излучателем, при этом к электродинамическому излучателю с возможностью колебаний при подаче на него электрического сигнала примыкает мембрана, расположенная в герметичном корпусе и соединенная с герметичным корпусом, а из герметичного корпуса выходит жесткий канал, соединенный с эластичным каналом с возможностью создания на поверхности эластичного канала механических пульсаций, ощутимых при касании пальцами руки.A pulse simulator module, characterized in that it consists of an electrical signal generator located inside it with the possibility of supplying an electrical signal to a digital-to-analog converter connected to a digital-to-analog converter connected to a low-pass filter connected in series to a D-class audio frequency amplifier and an electrodynamic emitter, while a membrane located in a sealed housing and connected to the sealed housing adjoins the electrodynamic emitter with the possibility of oscillations when an electric signal is applied, and a rigid channel emerges from the sealed housing, connected to the elastic channel with the possibility of creating mechanical mechanical channels on the surface of the elastic channel. pulsations felt when touched by the fingers of the hand.
RU2022119332A 2022-07-14 Pulse simulation module RU2801181C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801181C1 true RU2801181C1 (en) 2023-08-03

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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