МЕДИЦИНСКИЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОТРАБОТКИ ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ АУСКУЛЬТАЦИИ Российский патент 2019 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в тренажерах-симуляторах пациента, а также в медицинских тренажерах для отработки практических навыков по диагностике нарушений внутренних органов путем выслушивания звуковых феноменов легких, сердца, желудка, кишечника и сосудов (кровоток в артериях и венах).

Аналогом является система распределения физиологических звуков в обучающем манекене, включающая в себя по меньшей мере, один источник звука (громкоговоритель), выполненный с возможностью преобразования электрических сигналов от генератора сигналов в акустический сигнал, при этом источник звука соединен с первым концом, по меньшей мере, одного заполненного воздухом звукового проводника, а второй конец соединен с распределителем звука, чтобы проводить акустический сигнал на распределитель звука, расположенный на расстоянии от источника звука. Распределитель звука представляет собой заполненную воздухом конструкцию, например, мешок или мочевой пузырь, выполненный из гибкой фольги и содержащий соединительные средства, например, заполненный воздухом звуковой проводник, для соединения с источником звука. В качестве звукового проводника применяется гибкий шланг (пластиковый шланг) с внутренним диаметром меньше, чем длина волны звука (патент NO 320222 (B1), СРС G09B 23/30, 14.11.2005).

Основным недостатком такой системы распределения физиологических звуков в обучающем манекене является сложность и громоздкость конструкции. При этом существенным недостатком такой системы является отсутствие технической реализации способа работы системы по аускультации с помощью беспроводного взаимодействия.

Прототипом является медицинский тренажер, оснащенный модулем имитации аускультации, включающий беспроводной имитатор фонендоскопа, связанный с ЭВМ. Медицинский тренажер выполнен в виде манекена человека, в который встроены бесконтактные устройства, обнаруживаемые беспроводным имитатором фонендоскопа. При идентификации и определении местоположения бесконтактного устройства с помощью беспроводного имитатора фонендоскопа осуществляется моделирование определенный звуковых сигналов с помощью программы ЭВМ и передача их для воспроизведения на динамическую головку беспроводного имитатора фонендоскопа (патент RU №2684187, МПК G09B 23/28, 04.04.2019).

Основным недостатком прототипа является необходимость использования дополнительных контроллеров для идентификации и определения местоположения бесконтактных устройств, встроенных в манекен, и последующей обработки полученных сигналов от контроллера, что усложняет алгоритм работы системы аускультации. Существенным недостатком является снижение реалистичности обучения врачей по диагностированию нарушений внутренних органов человека на медицинском тренажере с использованием непривычных устройств аускультации (беспроводного имитатора фонендоскопа) с передающими устройствами.

Задачей заявленного изобретения является расширение арсенала технических средств, а именно разработка модуля имитации аускультации в составе медицинского тренажера для повышения реалистичности обучения врачей по диагностированию нарушений внутренних органов человека на медицинском тренажере с использованием медицинского стетоскопа с односторонней головкой (фонендоскопа) без оснащения его дополнительными передающими устройствами.

Техническим результатом является создание медицинского тренажера, обеспечивающего воспроизведение звуковых сигналов функционирования внутренних органов манекена человека путем беспроводного взаимодействия обучаемого врача с модулем имитации аускультации посредством медицинского стетоскопа с односторонней головкой (фонендоскопа).

Технический результат достигается тем, что медицинский тренажер для отработки практических навыков аускультации, включающий в себя манекен-торс человека и модуль имитации аускультации, выполненный с возможностью приема сигнала от блока управления, согласно настоящему изобретению, модуль имитации аускультации содержит звуковые катушки, неподвижно установленные на туловище манекена-торса человека, и постоянный магнит, неподвижно установленный на мембране акустической головки стетоскопа.

Манекен-торс человека выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси с помощью подставки, установленной на основании манекена-торса человека.

Таким образом, технический результат достигается за счет реализации беспроводного взаимодействия электромагнитного поля звуковой катушки с магнитным полем постоянного магнита, который притягивается или отталкивается от звуковой катушки в зависимости от амплитуды поступаемого сигнала, результатом которого является вибрация (колебание) мембраны акустической головки стетоскопа, которая создает звук.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1 и 2), на которых представлен медицинский тренажер для отработки практических навыков аускультации, имеющий манекен-торс человека (соответственно, вид спереди и сзади) и модуль имитации аускультации.

На фиг. 3 представлена структурная схема модуля имитации аускультации.

На фиг. 1-3 цифрами обозначены:

1 - медицинский тренажер,

2 - манекен-торс человека,

3 - подставка для вращения манекена-торса человека,

4 - блок управления (ЭВМ),

5 - модуль имитации аускультации,

6 - звуковая катушка (электромагнит),

7 - постоянный магнит (неодимовый магнит),

8 - стетоскоп с односторонней головкой (фонендоскоп),

9 - субъект (врач) взаимодействия,

10 - акустическая головка стетоскопа,

11 - корпус акустической головки стетоскопа,

12 - мембрана акустической головки стетоскопа,

13 - крышка акустической головки стетоскопа,

14 - силиконовая кожа манекена-торса человека,

15 - контактные выводы обмотки звуковой катушки (электромагнита).

Медицинский тренажер 1 содержит: манекен-торс человека 2, устанавливаемый на подставке 3, и модуль имитации аускультации 5, подключаемый к блоку управления (ЭВМ) 4. Модуль имитации аускультации 5 включает в себя звуковые катушки 6, постоянный магнит 7 и стетоскоп 8. Стетоскоп 8 содержит: акустическую головку 10, выполненную из корпуса 11, мембраны 12 и фиксирующей крышки 13.

Отличием предлагаемого медицинского тренажера 1 для отработки практических навыков аускультации является то, что звуковые катушки 6 неподвижно закреплены на туловище манекена-торса человека 2, а постоянный магнит 7 неподвижно установлен на мембране 12 акустической головки 10 стетоскопа 8.

Звуковые катушки 6 располагаются на передней и задней части туловища манекена-торса человека 2, с которым взаимодействует субъект 9. Манекен-торс человека 2 выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси с помощью подставки 3, установленной на основании манекена-торса человека 2.

Пример конкретного выполнения.

Отработка практических навыков аускультации проводится на медицинском тренажере 1, который оснащен манекеном-торсом 2 взрослого человека с анатомически правильной костно-мышечной структурой. Медицинский тренажер 1 предназначен для симуляции максимально широкого спектра показателей жизнедеятельности организма (звуки нормального дыхания, сердечных сокращений и перистальтики, так и сложные хрипы, шумы и патологии) и отработки навыков по проведению аускультации при различных клинических ситуациях, что в реальных жизненных ситуациях позволит правильно диагностировать состояние человека и правильно оказать первую медицинскую помощь.

Работа медицинского тренажера 1 осуществляется с помощью программного алгоритма блока управления (ЭВМ) 4, который обеспечивает моделирование звуковых сигналов функционирования внутренних органов манекена-торса человека 2 и передачу их в систему звуковых катушек 6 в зависимости от используемого сценария.

В данном случаи работа модуля имитации аускультации 5 осуществляется следующим образом. В зависимости от сценариев отработки практических навыков на манекене-торсе человека 2 на блоке управления (ЭВМ) 4 моделируются определенные звуковые сигналы для каждой отдельно взятой звуковой катушки 6, выполняющей функцию электромагнита. Звуковые катушки (диаметром 38 мм) жестко (неподвижно) устанавливаются на туловище манекена-торса человека 2 под слоем силикона 14 (толщина 4 мм), материала имитирующего человеческую кожу. Звуковой сигнал, подаваемый на контактные выводы 15 обмотки звуковой катушки 6, представляет собой переменный электрический ток, где в зависимости от изменения силы и направления тока в катушке 6 происходит изменение магнитного потока по величине и направлению. Для воспроизведения звуковых сигналов через акустическую головку 10 стетоскопа 8 типа Microlife ST-71 (стетоскоп с односторонней головкой) используется постоянный магнит 7 типа неодимового магнита, который жестко (неподвижно) устанавливается по центру на мембране 12 акустической головки 10 с наружной или внутренней стороны, например, с помощью клея. При этом габаритные размеры неодимового магнита 7 (диаметр 6 мм, высота 3 мм) в несколько раз меньше размеров самой мембраны 12 (диаметр 42 мм), которая изготовлена из гибкого материала.

Таким образом, если пропустить через звуковую катушку 6 переменный электрический ток, то электромагнитное поле катушки 6 будет взаимодействовать с постоянным магнитным полем неодимового магнита 7. Это заставит неодимовый магнит 7 либо притягиваться к ней при одном направлении тока в катушке, либо отталкиваться от нее при другом направлении тока. При этом механические колебания неодимового магнита 7 будут передаваться гибкой мембране 12, которая будет колебаться в такт с частотой переменного тока, создавая при этом акустические волны (звуки), которые будут слышны врачу 9 через стетоскоп 8.

Аналогичный принцип воспроизведения звуковых сигналов используется в традиционных звуковых динамиках (громкоговорителях), за исключением того факта, что в них механическому колебанию подвергается сама звуковая катушка 6 жестко соединенная с гибким диффузором. Основным отличием предлагаемого решения является то, что звуковая катушка 6 и постоянный магнит 7 удалены друг от друга на некотором расстоянии и их магнитные поля могут взаимодействовать между собой на расстоянии до 100 мм (экспериментальные данные), что позволяет устанавливать звуковые катушки 6 на туловище манекена-торса человека 2 на определенной глубине. При этом срок службы ограничивается только естественным старением и усталостным износом. Износу подвержены упругие элементы подвижной системы (мембрана 12).

При этом использование медицинского стетоскопа с односторонней головкой (фонендоскопа) 8 с установленным на его мембране 12 неодимового магнита 7, например, с внутренней стороны, не приводит к каким-либо изменениям в его работе (экспериментальные данные). То есть, с помощью данного стетоскопа 8 можно выслушивать звуковые феномены функционирования внутренних органов как на живом человеке, так и на данном медицинском тренажере 1.

Таким образом, использование предлагаемого медицинского тренажера 1 позволяет по сравнению с прототипом повысить реалистичность обучения врачей по диагностированию нарушений внутренних органов человека на медицинском тренажере 1 с использованием медицинского стетоскопа 8 без оснащения его дополнительными громоздкими передающими устройствами, что не вызывает у врачей 9 какого-либо эстетического или функционального неудобства в использовании стетоскопа 8, а также добиться простоты и надежности способа работы модуля имитации аускультации 5, основанный на известном способе работы традиционных звуковых динамиков (громкоговорителей).

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для отработки практических навыков по диагностике нарушений внутренних органов путем выслушивания звуковых феноменов легких, сердца, желудка, кишечника и сосудов. Медицинский тренажер для отработки практических навыков аускультации включает в себя манекен-торс человека и модуль имитации аускультации, выполненный с возможностью приема сигнала от блока управления. Модуль имитации аускультации содержит звуковые катушки, неподвижно установленные на туловище манекена-торса человека, и постоянный магнит, неподвижно установленный на удаленном расстоянии от указанных звуковых катушек на мембране акустической головки стетоскопа, при этом указанная мембрана выполнена с возможностью преобразования механических колебаний, создаваемых постоянным магнитом, в акустические волны. Технический результат состоит в обеспечении воспроизведения звуковых сигналов функционирования внутренних органов манекена человека путем беспроводного взаимодействия обучаемого врача с модулем имитации аускультации посредством медицинского стетоскопа. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Медицинский тренажер для отработки практических навыков аускультации, включающий в себя манекен-торс человека и модуль имитации аускультации, выполненный с возможностью приема сигнала от блока управления, отличающийся тем, что модуль имитации аускультации содержит звуковые катушки, неподвижно установленные на туловище манекена-торса человека, и постоянный магнит, неподвижно установленный на удаленном расстоянии от указанных звуковых катушек на мембране акустической головки стетоскопа, при этом указанная мембрана выполнена с возможностью преобразования механических колебаний, создаваемых постоянным магнитом, в акустические волны.

2. Медицинский тренажер для отработки практических навыков аускультации по п. 1, отличающийся тем, что манекен-торс человека выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси с помощью подставки, установленной на основании манекена-торса человека.