胸外按压训练模拟人的制作方法

本实用新型属于医学教学模型领域，具体涉及一种胸外按压模拟训练人。

背景技术：

胸外按压作为实施心肺复苏术的重要一步操作，需要熟练而准确的掌握胸外按压的技能，才能更大程度地挽救心脏骤停患者的生命，这就需要急救人员、医护人员和普通大众进行大量的训练，而在人体上进行训练又不现实，因此有必要设计一种胸外按压模拟训练人作为医学教学模型，来供训练人员进行反复训练。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型公开了一胸外按压模拟训练人，来供急救人员、医护人员和普通大众进行胸外按压的训练操作，以便熟练掌握胸外按压的技能。

本实用新型所采用的技术方案为：胸外按压训练模拟人，由仿真人体模型、胸外按压检测装置和显示装置构成，所述胸外按压检测装置集成于所述仿真人体模型内并与显示装置电连接，由压力传感器、计时器、电源、激光二极管、CCD阵列、安装基板和数据处理模块组成。

进一步，所述仿真人体模型的仿真皮肤采用硅胶制成；仿真胸骨和仿真肋骨采用弹簧钢制成，可以为65Mn弹簧钢、60Si2Mn弹簧钢、50CrVA弹簧钢。

进一步，所述压力传感器，设置于仿真人体模型胸外按压位置处的仿真皮肤与仿真胸骨之间，与计时器及电源电连接，感测到胸外按压时将按压的物理信号转换为电信号后反馈给计时器和电源，计时器记录每次胸外按压的时间t，并反馈每次胸外按压的时间t给数据处理模块；电源在每次胸外按压时间t内驱动激光二极管发光，所述电源通过内置的开关元件控制其的通断电，所述开关元件与压力传感器电连接，所述开关元件可以由晶闸管构成，当有按压电信号时即可驱动晶闸管导通。

进一步，所述激光二极管，设置于压力传感器正下方的仿真胸骨的正下方，与电源电连接，每次胸外按压时间t内通过电源供电而发光。

进一步，所述CCD阵列，由若干块CCD元件组成，水平设置于安装基板的上方，每一块CCD元件的坐标数据为（x，y），CCD阵列的坐标原点O位于激光二极管的正下方，激光二极管与坐标原点O的初始垂直距离为定值L；所述CCD阵列感测到激光二极管所发射的激光后，反馈距离数据和CCD感测点的坐标数据（x，y）给数据处理模块；其中，CCD，英文全称为Charge-coupled Device，中文全称为电荷耦合元件，也可以称为CCD图像传感器，包括感光二极管、移位信号积存器、并行信号寄存器、信号放大器、模数转换器。

进一步，所述安装基板，水平设置于仿真人体模型的背部位置，用于水平固定CCD阵列，以及固定仿真人体模型的仿真肋骨，所述安装基板采用较厚且不易变形不锈钢板制成，可以采用302不锈钢板、304 N不锈钢板。

进一步，所述数据处理模块，与计时器以及CCD阵列电连接，包括胸外按压频率数据处理单元、胸外按压深度数据处理单元、胸外按压方向数据处理单元和评价单元，所述数据处理模块可以为单片机，采用飞利浦P89C51RD2单片机；所述数据处理模块也可以为可编程逻辑控制器或微型计算机，所述可编程逻辑控制器采用西门子S7-300可编程逻辑控制器，所述微型计算机采用IntelCore2Duo处理器。

进一步，所述胸外按压频率数据处理单元，用于处理胸外按压频率（f）数据：

进一步，所述胸外按压深度数据处理单元，用于处理胸外按压深度（h）数据：

其中，m为每次胸外按压初始时刻激光二极管与CCD感测点（x，y）的距离，n为每次胸外按压最终时刻激光二极管与CCD感测点（x，y）的距离。

进一步，所述胸外按压方向数据处理单元，用于处理胸外按压方向数据，包括胸外按压方向与垂直方向Z轴（Z轴垂直于水平面）的夹角θ_z，胸外按压方向偏离X轴方向的角度θ_x，胸外按压方向偏离Y轴方向的角度θ_y：

进一步，所述评价单元，用于将胸外按压频率、胸外按压深度、胸外按压方向数据与标准数据比较，给出评价结果；所述标准数据为：胸外按压频率≥100 次/分，按压深度≥5 cm，按压方向为垂直（参考心肺复苏2015年国际新标准操作流程CPR：胸外心脏按压：两乳头连线中点（胸骨中下1/3处），用左手掌跟紧贴病人的胸部，两手重叠，左手五指翘起，双臂深直，用上身力量用力按压30次（按压频率至少100 次/分，按压深度至少125 px），1cm=25px）。

进一步，所述显示装置，与数据处理模块电连接，用于显示每次胸外按压的数据，包括胸外按压频率、胸外按压深度、胸外按压方向和评价结果，所述显示装置可以为液晶屏、LED屏、OLED屏、QLED屏，设置于仿真人体模型的仿真皮肤之上，方便训练人员实时观察每次胸外按压的数据，及时调整按压动作，提高准确性。

本实用新型所述的胸外按压模拟训练人，有益效果在于：在训练人员对其进行模拟胸外按压训练时，可以精确检测和输出胸外按压频率数据、胸外按压深度数据、胸外按压方向数据及其评价结果，有助于提高胸外按压的训练效果，提高胸外按压的准确性，提高训练人员的急救技能，以及可用于胸外按压技能考核和比武。

附图说明

图1是本实用新型胸外按压模拟训练人的示意图。

图2是本实用新型胸外按压模拟训练人的胸外按压结构的截面示意图。

图3是本实用新型胸外按压模拟训练人的简单示意电路框图。

图4是本实用新型胸外按压模拟训练人的胸外按压检测装置的原理示意图。

图中标示：1、仿真人体模型；2、胸外按压检测装置；3、显示装置；101、仿真皮肤；102、仿真胸骨；103、仿真肋骨；104、背部位置；201、压力传感器；202、计时器；203、电源；204、激光二极管；205、CCD阵列；206、安装基板；207、数据处理模块。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型胸外按压模拟训练人的示意图，图2是本实用新型胸外按压模拟训练人的胸外按压结构的截面示意图，图3是本实用新型胸外按压模拟训练人的简单示意电路框图，图4是本实用新型胸外按压模拟训练人的胸外按压检测装置的原理示意图。

本实用新型所述胸外按压训练模拟人，由仿真人体模型1、胸外按压检测装置2和显示装置3构成，所述胸外按压检测装置2集成于所述仿真人体模型1内并与显示装置3电连接，由压力传感器201、计时器202、电源203、激光二极管204、CCD阵列205、安装基板206和数据处理模块207组成。

所述仿真人体模型1的仿真皮肤101采用硅胶制成；仿真胸骨102和仿真肋骨103采用弹簧钢制成，可以为65Mn弹簧钢、60Si2Mn弹簧钢、50CrVA弹簧钢。

所述压力传感器201，设置于仿真人体模型1胸外按压位置处的仿真皮肤101与仿真胸骨102之间，与计时器202以及电源203电连接，感测到胸外按压时将按压的物理信号转换为电信号后反馈给计时器202和电源203，计时器202记录每次胸外按压的时间t，并反馈每次胸外按压的时间t给数据处理模块207；电源203在每次胸外按压时间t内驱动激光二极管204发光，所述电源203通过内置的开关元件控制其的通断电，所述开关元件与压力传感器201电连接，所述开关元件可以由晶闸管构成，当有按压电信号时即可驱动晶闸管导通。

所述激光二极管204，设置于压力传感器201正下方的仿真胸骨102的正下方，与电源203电连接，每次胸外按压时间t内通过电源203供电而发射激光。

所述CCD阵列205，由若干块CCD元件组成，水平设置于安装基板206的上方，每一块CCD元件的坐标数据为（x，y），CCD阵列205的坐标原点O位于激光二极管204的正下方，激光二极管204与坐标原点O的初始垂直距离为定值L；所述CCD阵列205感测到激光二极管204所发射的激光后，反馈距离数据和CCD感测点的坐标数据（x，y）给数据处理模块207；其中，CCD，英文全称为Charge-coupled Device，中文全称为电荷耦合元件，也可以称为CCD图像传感器，包括感光二极管、移位信号积存器、并行信号寄存器、信号放大器、模数转换器。

所述安装基板206，水平设置于仿真人体模型1的背部位置104，用于水平固定CCD阵列205，以及固定仿真人体模型1的仿真肋骨103，所述安装基板206采用较厚且不易变形不锈钢板制成，可以采用302不锈钢板、304 N不锈钢板。

所述数据处理模块207，与计时器202以及CCD阵列205电连接，包括胸外按压频率数据处理单元、胸外按压深度数据处理单元、胸外按压方向数据处理单元和评价单元，所述数据处理模块207可以为单片机，采用飞利浦P89C51RD2单片机；所述数据处理模块207也可以为可编程逻辑控制器或微型计算机，所述可编程逻辑控制器采用西门子S7-300可编程逻辑控制器，所述微型计算机采用IntelCore2Duo处理器。

所述胸外按压频率数据处理单元，用于处理胸外按压频率（f）数据：

所述胸外按压深度数据处理单元，用于处理胸外按压深度（h）数据：

其中，m为每次胸外按压初始时刻激光二极管204与CCD阵列205感测点（x，y）的距离，n为每次胸外按压最终时刻激光二极管204与CCD阵列205感测点（x，y）的距离。

所述胸外按压方向数据处理单元，用于处理胸外按压方向数据，包括胸外按压方向与垂直方向Z轴（Z轴垂直于水平面）的夹角θ_z，胸外按压方向偏离X轴方向的角度θ_x，胸外按压方向偏离Y轴方向的角度θ_y：

所述评价单元，用于将胸外按压频率、胸外按压深度、胸外按压方向数据与标准数据比较，给出评价结果；所述标准数据为：胸外按压频率≥100 次/分，按压深度≥5 cm，按压方向为垂直（参考心肺复苏2015年国际新标准操作流程CPR：胸外心脏按压：两乳头连线中点（胸骨中下1/3处），用左手掌跟紧贴病人的胸部，两手重叠，左手五指翘起，双臂深直，用上身力量用力按压30次（按压频率至少100 次/分，按压深度至少125 px），1cm=25px）。

所述显示装置3，与数据处理模块207电连接，用于显示每次胸外按压的数据，包括胸外按压频率、胸外按压深度、胸外按压方向和评价结果，所述显示装置3可以为液晶屏、LED屏、OLED屏、QLED屏，设置于仿真人体模型1的仿真皮肤101之上，方便训练人员实时观察每次胸外按压的数据，及时调整按压动作，提高准确性。

本实用新型所述的胸外按压模拟训练人，在训练人员对其进行模拟胸外按压训练时，可以精确检测和输出胸外按压频率数据、胸外按压深度数据、胸外按压方向数据及其评价结果，有助于提高胸外按压的训练效果，提高胸外按压的准确性，提高训练人员的急救技能，以及可用于胸外按压技能考核和比武。

以上表示了本实用新型的优选实施例，应该理解的是，本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，以上描述并不作为对本实用新型的限制，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。