专利名称：动、静脉止血操作训练模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医学教学仪器，更具体地说，是模拟动、静脉出血的止 血操作训练模型。
背景技术：
止血是一项基本急救技能，运用是否得当往往关系到患者的生命安全。 由于缺乏实践机会，医护人员止血操作不熟练，面向普通大众的止血技能培 训更是难以开展。为此需要开发一种止血技能培训产品，可反复练习止血操 作，并能对操作进行评价，以便技能提高。从事医疗教学仪器开发的公司相
继开发出了多种急救护理模型，可进行包扎、创面护理等操作。如Laerdal 公司开发的断肢和止血训练模块具有逼真的创面，可训练止血带使用，弹性 敷料包扎等操作。然而目前该类产品无法逼真模拟动、静脉出血，也无法感 知止血操作的力度、位置等信息，训练效果有限。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供 一种受训者可以观察到逼真的动、静脉出血的动、静脉止血操作训练模型。
本实用新型动、静脉止血操作训练模型，通过下述技术方案予以实现， 所述训练模型包括模拟人肢体、液体循环系统和控制电路盒；
所述液体循环系统包括由液体输入管件、液体泵、电磁阀、液体输出管 件依次连接的循环支路；
所述模拟人肢体由与人体肌肉弹性相似的材料构成，肢体内部的液体管 与液体输出管件相连，才莫拟人肢体表面设置有可替换创面，液体回收盒密闭 罩于创面上，液体回收盒与液体输入管件连接，模拟人肢体内装有压力传感 器；
控制电路盒由单片机系统、键盘、显示电路组成，单片机系统控制液体 泵及电石兹阀。
本实用新型所述模拟人肢体为上肢或下肢。所述模拟人肢体为上肢，创
面正下方液体管设置液体三通接口， 一路直接连接到创面上的出血点，另一 路通过硅胶管向远端延伸至腕关节后绕回创面出血点。所述模拟人肢体由与 人体肌肉弹性相似的硅胶材料构成。
本实用新型所述液体回收盒釆用透明的有机玻璃制成。所述循环支路的 液体泵两端并联阻尼器。
本实用新型所述单片机系统通过以太网通信模块连接PC机实现联机模式。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
1. 提供逼真的动、静脉出血模拟，液体流动的速度可控，从而可模拟不 同程度伤情下的出血。
2. 创面可替换，使得多种创伤止血训练可以共用一套系统。
3. 采用液体循环装置，使得流出的液体可以回收，降低了出血模拟的成本。
4. 能够检测止血带结扎的力度，从而给止血操作效果评价提供了科学的 依据。
5. 既可工作于单机模式，又可工作于联机模式，连接方式灵活，为组建 止血训练网络提供方^"更。
图l是液体循环系统结构图； 图2是手臂模型结构图； 图3是控制系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。
图1是液体循环系统结构图，泵ll，阻尼器12,电磁阀13，液体输入 连接管件14,液体输出连接管件15。图中箭头方向标明液体流动方向，直线 代表液体管。
图2是手臂模型结构图，仿真手臂l，液体回收盒2，脉搏触摸点3，液 体三通接口 4，液体回收管5，液体输入管6，压力传感器7，压力传感器连 接电缆8，可替换创面9，出血口 10。
图3是控制系统框图。其中虚线框内部分均位于控制电路盒内部。
动、静脉止血操作训练模型包括模拟人肢体、液体循环系统、控制电路 盒、PC机四个部分。由于模拟人肢体可以是完整，也可以仅仅具备一支手臂， 为方便起见，以下均以手臂模型加以说明。
动、静脉止血操作训练模型四部分之间的连接关系如下
1. 图2中手臂模型的液体输入管6与图1中液体输出连接管件15相连， 图2中手臂模型的液体回收管5与图1中液体输入连接管件14相连，以实现 出血模拟。
2. 图2中压力传感器连接电缆8、图1中液体泵11及电磁阀13的电源 线分别接到控制盒内，从而控制盒可对泵的功率进行调整，对电^f兹阀的开关 进行控制。
3. 控制盒通过网线与PC机相连，以实现二者之间的通信。
以下就动、静脉止血操作训练模型各部分的实现方法加以说明。
一、 手臂模型
图2中手臂模型采用与人体肌肉弹性相似的硅胶材料塑造，内部包裹硬 质塑料管，以模拟骨骼，对手臂有支撑作用。硬质塑料管内径应大于液体奮 外径，从而液体管可从塑料管内部通过。于手臂需要设计创面的部位，开一 定深度的凹槽，以配合创面安装。液体回收盒罩在创面上，并保证密闭。液 体回收盒采用透明的有机玻璃制成，方便使用者观察出血情况。创面正下方 安放一液体三通接口 4，该接口将流入手臂的液体分为两路， 一路直接通过 创面上的出血点流出，另一路延伸到手臂的腕关节处，再经腕关节绕回创面， 最后同样经出血点流出。绕过腕关节的液体管采用柔软的、弹性好的硅胶管， 从而在模拟动脉出血时，使用者可以在模拟人桡动脉处摸到动脉搏动现象。 压力传感器安装在手臂上1/3处，釆用METALLUX ELECTRONIC公司的传感器 芯片ME501,测量范围1大气压(约合752mmHg)。
二、 循环系统
采用图1中元件构建液体循环系统，各元件连接关系参照图1。液体泵11 可采用隔膜泵，直流供电，输出流量2~3L/min。电磁阀要选用开关频率较 高的型号，应不小于160次/分。阻尼器的阻力要调整合适，使得电磁阀打开 条件下，通过阻尼器的液体流量要远小于通过电磁阀的液体流量；同时当电 磁阀关闭时，要保证液体可通过阻尼器流过，不会发生爆管等故障。
三、 控制电路盒
图3说明了控制电路盒的内部构成及其与动、静脉止血操作训练模型其
他部分之间的关系。控制电路盒需完成泵功率的调整、电磁阀开关控制、与
PC机通讯、压力信号采集等主要功能，同时还要支持键盘输入与数码管显示。 图3中虚线框内为控制电路盒包涵的主要电路模块，现就主要电路模块的实 现加以i兌明。
1. C8051F330单片机系统
采用C8051F330芯片构建单片机系统，C8051F330内建AD采集模块，压 力传感器信号经放大、低通滤波作为模拟信号输入；利用C8051F330内建的 P丽输出功能，经信号的光电隔离及功率放大作为泵的输入，实现泵输出功 率的调整；利用C8051F330数字输出功能，经信号光电隔离及功率放大作为 电》兹阀的输入，实现电；兹阀的开关控制；利用C8051F330的串口 ，通过串口 转以太网模块，实现与PC的通信；利用C8051F330的数字1/0端口，控制键 盘与显示。
2. 数码管显示电路
采用数码管显示控制芯片BC7281实现数码管显示控制。数码管需显示止
血压力(3位，以mmHg为单位)、止血操作时间(3位，以秒为单位)、训练
次数(2位)、正确操作次数(2位)、脉搏频率(3位，单位为次/分)等信 台
3. 键盘
根据动、静脉止血操作训练模型需要完成的功能，确定系统需要"搡作 开始"、"参数设置"、"连接模式选择"、"出血模式选择"、"训练/考核模式选 择"、"增加"、"减小"、"复位"等按键。其中"参数设置，，按^;配合"增大"、 "减小，，按键使用，完成脉搏频率、出血速度、操作次数的设置功能。"连接 模式选择，，按键用来在联机模式与单机模式下的切换。"出血模式选择，，按键 用来在动、静脉出血之间切换。"训练/考核模式选择，，按键用来在训练模式 与考核模式之间切换。
4. 串口转以太网通信模块
采用周立功单片才几^^司开发的串口转以太网通信^t块ZNE-100PT,实现 单片机与PC通信。单片机与PC机之间需要交换止血压力、脉搏频率、操作 时间、操作次数、正确操作次数等信息，同时PC机要向单片机发送开始、停 止操作等命令。
5. PC机
PC机应具备网卡，并需安装动、静脉止血操作训练模拟软件。动、静脉
止血操作训练模拟软件完成通信数据的显示，并能发送命令控制动、静脉止 血操作训练模型的硬件。PC机为选配部件，不需要联机工作模式应用的无需 配置PC才几。
本实用新型开始工作后，模拟血液从液体循环系统经模拟人肢体，从出血 创面流出，操作者进行正确止血操作后，出血停止。单次操作成功的判定条
件为止血压力维持在正确的压力范围超过15秒，正确的止血压力范围参照 临床的经验值，即上肢止血压力在250mmHg ~ 300mmHg,下肢在500mmHg — 600mmHg。
本实用新型可选择工作在不同的模式，包括联机模式与单机模式，动脉 出血模式与静脉出血模式，教学模式与考核模式。
联机模式与单积4莫式联机模式下，控制盒通过以太网与PC机通讯，操 作者可通过PC机软件界面控制止血训练的启、停，并于PC机显示器上获得 止血压力等信息。工作于联机模式下，通过以太网， 一台PC机可同时控制多 台止血操作模型，为组建网络提供方便。工作于单积^莫式下，控制盒断开与 PC机通讯，操作者可通过控制盒上的键盘控制止血训练的过程，并从数码管 获得止血压力等信息。无论是工作于联机，还是单机模式下，操作者均可调 整出血模式(可选择动脉或静脉出血)、训练模式(可选择教学模式或考核模 式)、出血速度(速度设为5档)、脉搏频率(40 ~ 160次/分可调)、操作次 数(1 ~ 99次可调)。
动脉出血模式与静脉出血模式动脉出血模式下，单片机通过控制电磁 阀的开关，在出血支路上获得搏动的液体流动，从而模拟人体动脉血液的流 动。电磁阀的开关频率与操作者设定的脉搏频率一致。静脉出血模式下，电 磁阀处于常开状态，液体流动平稳。
教学模式与考核模式二者的区别在于显示内容的不同。教学模式下， 操作者可以从显示器(联机模式)或数码管(单机模式)上获得当前止血压 力的信息，操作者可根据显示数据调整止血带的施加力度；考核模式下，不 显示操作过程中的止血压力信息，当训练结束时，根据操作正确的次数进行 打分。
权利要求1.一种动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所述训练模型包括模拟人肢体、液体循环系统和控制电路盒；所述液体循环系统包括由液体输入管件、液体泵、电磁阀、液体输出管件依次连接的循环支路；所述模拟人肢体由与人体肌肉弹性相似的材料构成，肢体内部的液体管与液体输出管件相连，模拟人肢体表面设置有可替换创面，液体回收盒密闭罩于创面上，液体回收盒与液体输入管件连接，模拟人肢体内装有压力传感器；控制电路盒由单片机系统、键盘、显示电路组成，单片机系统控制液体泵及电磁阀。
2. 根据权利要求l所述的动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所 述模拟人肢体为上肢或下肢。
3. 根据权利要求2所述的动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所 述模拟人肢体为上肢，创面正下方液体管设置液体三通接口， 一路直接连接到创面上的出血点，另 一路通过硅胶管向远端延伸至腕关节后绕回创面出血点。
4..根据权利要求1所述的动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所 述液体回收盒采用透明的有机玻璃制成。
5. 根据权利要求l所述的动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所 述循环支路的液体泵两端并联阻尼器。
6. 根据权利要求l所述的动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所 述模拟人肢体由与人体肌肉弹性相似的硅胶材料构成。
7. 根据权利要求l所述的动、静脉止血操作训练模型，其特征是，所 述单片机系统通过以太网通信模块连接PC机实现联机模式。
专利摘要本实用新型公开了一种受训者可以观察到逼真的动、静脉出血的动、静脉止血操作训练模型。本实用新型所述训练模型包括模拟人肢体、液体循环系统和控制电路盒；所述液体循环系统包括由液体输入管件、液体泵、电磁阀、液体输出管件依次连接的循环支路；所述模拟人肢体由与人体肌肉弹性相似的材料构成，肢体内部的液体管与液体输出管件相连，模拟人肢体表面设置有可替换创面，液体回收盒密闭罩于创面上，液体回收盒与液体输入管件连接，模拟人肢体内装有压力传感器；控制电路盒由单片机系统、键盘、显示电路组成，单片机系统控制液体泵及电磁阀。本实用新型提供逼真的动、静脉出血模拟，液体流动的速度可控，从而可模拟不同程度伤情下的出血。
文档编号G09B23/28GK201196849SQ20082007459
公开日2009年2月18日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者倪爱娟, 刘圣军, 刘长军, 孙秋明, 张彦军, 丰 田, 胡名玺, 谢新武 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所