(57)【要約】  【解決手段】  患者看護をユーザに教授するためのインタラクティブ教育システムを説明する。このシステムは、患者シミュレータと、患者看護活動を実行する際に患者シミュレータと併用して使用するための仮想器具と、仮想器具とシミュレータとの間の相互作用を検知する手段と、仮想器具と前記シミュレータとの間の相互作用に関してユーザにフィードバックを提供するための手段とを有する。  【選択図】      図１７
2010506217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者看護をユーザに教授するためのインタラクティブ教育システムであって、
出産シミュレーションにおいて、並進運動および選択的回転運動を胎児シミュレータに提供するための機構を有する母体シミュレータと、
前記母体シミュレータと伴に使用され、出産後シミュレーションにおいて前記母体シミュレータから分離される前記胎児シミュレータと、
を有するシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、前記出産シミュレーションにおいて、前記胎児シミュレータの吸引分娩を容易にするようになっている頭部を有するものである。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、前記出産シミュレーション中に前記頭部に加えられた力を監視するための頭部センサを有するものである。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、前記頭部センサは、前記頭部に近接した、前記シミュレータの頸部に配置されるものである。
【請求項５】
請求項３記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、
前記頭部センサと通信する出力装置を有し、この出力装置は前記加えられた力の量に基づいて出力を供給するように動作可能である。
【請求項６】
請求項１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、前記母体シミュレータの前記機構と選択的に係合するための装置を有するものである。
【請求項７】
請求項６記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、前記装置が選択的に係合している場合は出産シミュレーション中に前記母体シミュレータから取外し可能ではなく、前記装置が選択的に係合していない場合は出産シミュレーション中に前記母体シミュレータから取外すことが可能である。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、前記装置は前記胎児シミュレータの胴体内に配置されるものである。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、２つの肩部と、各肩部内に配置された肩センサとを含み、この肩センサにより前記出産シミュレーション中に前記肩部に加えられた力が監視されるものである。
【請求項１０】
請求項１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、２つの股関節部と、各股関節内の股関節部センサとを含み、この股関節部センサにより前記出産シミュレーション中に前記股関節部に加えられた力が監視されるものである。
【請求項１１】
請求項１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、前記出産シミュレーション中に前記胎児シミュレータに加えられた力を監視するセンサを有するものである。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、
前記センサと通信する出力装置を有し、この出力装置は前記胎児シミュレータに加えられた力の量に基づいて出力を供給するように動作可能である。
【請求項１３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、シミュレートされた心臓および肺を含む人体の少なくとも一部位の模型を有するものである。
【請求項１４】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、２８週および４０週からな成るグループから選択される在胎期間におけるほぼ平均的なサイズの新生児のサイズである。
【請求項１５】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、呼吸をシミュレートするために前記肺に接続された空気供給システムを有するものである。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記空気供給システムは、コンプレッサと、前記コンプレッサに接続された一次アキュムレータと、前記コンプレッサに接続された二次アキュムレータと、前記コンプレッサと通信して当該コンプレッサの出力圧力を制御するためのコンプレッサ・コントローラとを有するものである。
【請求項１７】
請求項１６記載のシステムにおいて、前記コンプレッサは、騒音遮断体（ｎｏｉｓｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）により絶縁されているものである。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、前記騒音遮断体は、遮音体（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｂａｒｒｉｅｒ）物質で作られた第一の層と、マスバリヤ（ｍａｓｓ  ｂａｒｒｉｅｒ）物質で作られた第二の層とを有する。
【請求項１９】
請求項１７記載のシステムにおいて、前記コンプレッサおよび前記騒音遮断体は、前記胎児シミュレータの頭部内に配置され、前記一次および二次アキュムレータは、前記胎児シミュレータの一対の脚内に配置されるものである。
【請求項２０】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記空気供給システムは、シミュレートされた循環系と接続されているものである。
【請求項２１】
請求項２０記載のシステムにおいて、前記空気供給システムは、さらに、前記シミュレートされた循環系に、シミュレートされた脈拍を提供するようになっているものである。
【請求項２２】
請求項２１記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、中枢部と、当該中枢部から距離をおいて放射状に配置された末梢部と、前記胎児シミュレータのチアノーゼをシミュレートするために、前記中枢部および前記末梢部の色彩を独立して変化させる機構とを有するものである。
【請求項２３】
患者看護をユーザに教授するためのインタラクティブ教育システムであって、
出産シミュレーションにおいて、回転運動および並進運動を胎児シミュレータに提供するための機構を有する母体シミュレータと、
前記母体シミュレータと伴に使用され、出産後シミュレーションにおいて前記母体シミュレータから分離される前記胎児シミュレータと、
を有し、
前記母体シミュレータは、外部装置との物理的な接続なしに動作可能である
システム。
【請求項２４】
請求項２３記載のシステムにおいて、前記母体シミュレータは、さらに、
内部電源を含むものである。
【請求項２５】
請求項２４記載のシステムにおいて、前記内部電源は、少なくとも１の充電池を有するものである。
【請求項２６】
請求項２３記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、外部装置との物理的な接続なしに動作可能である。
【請求項２７】
請求項２６記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、前記母体シミュレータの前記機構と選択的に係合するための装置を有し、前記胎児シミュレータは、前記装置が選択的に係合している場合は出産シミュレーション中に前記母体シミュレータから取外し可能ではなく、前記装置が選択的に係合していない場合は出産シミュレーション中に前記母体シミュレータから取外すことが可能である。
【請求項２８】
請求項２７記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、シミュレートされた心臓および肺を含む人体の少なくとも一部位の模型を有するものである。
【請求項２９】
請求項２８記載のシステムにおいて、前記胎児シミュレータは、呼吸をシミュレートするために前記肺に接続された空気供給システムを含み、前記空気供給システムは、コンプレッサと、前記コンプレッサに接続された一次アキュムレータと、前記コンプレッサに接続された二次アキュムレータと、前記コンプレッサと通信して当該コンプレッサの出力圧力を制御するためのコンプレッサ・コントローラとを有するものである。
【請求項３０】
請求項２９記載のシステムにおいて、前記コンプレッサは、騒音遮断体で絶縁されており、前記騒音遮断体は、遮音体物質で作られた第一の層と、マスバリヤ物質で作られた第二の層とを有するものである。
【請求項３１】
請求項３０記載のシステムにおいて、前記コンプレッサおよび前記騒音遮断体は、前記胎児シミュレータの頭部内に配置され、前記一次および二次アキュムレータは、前記胎児シミュレータの一対の脚内に配置されるものである。
【請求項３２】
請求項２３記載のシステムにおいて、前記母体シミュレータの前記機構の一部は、前記胎児シミュレータに回転運動を提供する第一の位置と前記胎児シミュレータに回転運動を提供しない第二の位置との間で選択的に移動可能である。
【請求項３３】
請求項３２記載のシステムにおいて、前記機構の一部は、前記第一の位置と前記第二の位置との間の第三の位置に選択的に移動可能であり、前記第三の位置においては、前記第一の位置よりも、前記胎児シミュレータに提供される回転運動量が少ないものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は患者看護教授用インタラクティブ教育システムに関し、特に、患者看護活動の実施に当たって母体シミュレータと併用する仮想器具を有するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
実際の患者と接することを許可する前に患者看護プロトコルについて学生を訓練することが望ましいが、教科書やフラッシュカードには、「実践的」練習から得られる重要な効果が欠けている。従って、患者看護教育は、人体模型などのシミュレータ上で患者看護を行うための医療用器具を用いて教えることが多かった。しかし、そのようなシステムの欠点の一つは、医療器具が極度に高価であることが多いため、ユーザの多くは、教育上の体験内容範囲を狭めるという犠牲を払ってまでも、器具の種類を少なくせざるを得ないことである。前記の課題に対する一つの解決策は、米国特許第５，８５３，２９２号明細書（この参照により開示の全体を本明細書に組み込むものとする）で教示されたように、一組の廉価のシミュレーション用医療器具（「仮想」器具）を用いることである。別の解決策は、シミュレータを本物の医療器具と両立するようにすることである。
【０００３】
患者看護教育における別の課題は、ユーザに教えるために用いる患者シミュレータが受動的であることである。例えば、出産のシミュレーションにおいて、ユーザはシミュレーション用胎児をシミュレートされた母体の骨盤内に配置し、これを産道経由で降ろし、胎児の頭部を娩出させ、胎児を約９０°回転させて肩を娩出させ、最後に胎児を引き出す（この時点で「新生児」と称することになる）必要がある。実際の分娩における一連の事象を模倣している一方で、ユーザが胎児を物理的に操作するということで迫真性に欠けており、患者看護を行う難しさを察しにくくなる。実際の分娩においては、胎児にアクセスすることはできず、ほとんどの動きは隠れて見えないようになっており、先行技術によるシステムは出産中に患者看護を提供するという最も難しい状況に対応していない。さらに、先行技術によるシステムは、胎児が産道を通って降りて来る時の子宮頚部拡張をシミュレーションしないため、学生が分娩の段階を評価したり、分娩の進展を評価するための子宮頚部拡張の対時間拡張図（「分娩記録」）を作成することができない。
【０００４】
患者看護教育におけるさらに別の課題は、システムがかさばり過ぎ、また、他の構成部品への必要配線接続の本数が多過ぎることが多く、そのため、シミュレータを他の位置に動かしにくいことである。「可搬式」と称されているシステムでも、シミュレータを完全に機能させるためには、コンプレッサや電源など数多く接続部品を移動する必要があることが多い。この課題の解決策は、外部装置とワイヤレスで通信する完全機能型・独立式シミュレータにすることである。従って、より現実に近いシミュレーション用患者を含む、患者看護訓練セッションの実施に用いるインタラクティブ教育システム用のシステムが必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、ユーザのための患者看護教授用インタラクティブ教育システムを提供する。このシステムは、母体シミュレータ、胎児シミュレータ（母体シミュレータと一緒に使用、母体シミュレータとは別々に使用、の両方に対応できるよう設計されている）、および新生児シミュレータ（分娩後のシミュレーションにおいて胎児シミュレータに取って代わるように設計されている）を含む。いくつかの実施形態において、このシステムは、完全にテザーレス（ｔｅｔｈｅｒｌｅｓｓ）であるシミュレータを有する。すなわち、このシミュレータは、他の外部器具、装置や電源に配線接続する必要なく機能する。このような実施形態では、シミュレータは他の装置や器具とワイヤレスで通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１ａ】図１ａは、インタラクティブ教育システムを説明する一実施形態の概略図である。
【図１ｂ】図１ｂは、別の実施形態によるインタラクティブ教育システムの概略図である。
【図２】図２は、仮想器具と患者シミュレータとの間の相互作用の概略図である。
【図３ａ】図３ａは、仮想器具の断面透視図である。
【図３ｂ】図３ｂは、センサの断面透視図である。
【図４】図４は、患者シミュレータを説明する一実施形態の透視図である。
【図５ａ】図５ａは、図４の患者シミュレータにカバーを取付けた状態の透視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、制御ボックスの上面図である。
【図６】図６は、図４の患者シミュレータの胴体部の透視図である。
【図７】図７は、図６の患者シミュレータの胎児部を取外した状態の透視図である。
【図８】図８は、患者シミュレータの拡張可能な子宮頚部の透視図である。
【図９】図９は、患者シミュレータの外部の透視図である。
【図１０】図１０は、患者シミュレータの新生児としての一実施形態の透視図である。
【図１１】図１１は、本発明のシステムを説明する使用法の概略図である。
【図１２】図１２〜１６は、本発明のシステムの一実施形態によるプログラムで生成された画面ディスプレイ図である。
【図１３】図１２〜１６は、本発明のシステムの一実施形態によるプログラムで生成された画面ディスプレイ図である。
【図１４】図１２〜１６は、本発明のシステムの一実施形態によるプログラムで生成された画面ディスプレイ図である。
【図１５】図１２〜１６は、本発明のシステムの一実施形態によるプログラムで生成された画面ディスプレイ図である。
【図１６】図１２〜１６は、本発明のシステムの一実施形態によるプログラムで生成された画面ディスプレイ図である。
【図１７】図１７は、本発明の開示内容の一実施形態による患者シミュレータの、新生児としての一実施形態の透視図である。
【図１８】図１８は、図１７の新生児シミュレータと併用する様々なモジュールの透視図である。
【図１９】１９は、図１７の新生児シミュレータの断面部の透視図である。
【図２０】図２０は、図１７の新生児シミュレータの空気供給システムの概略図である。
【図２１】図２１は、図２０の空気供給システムと併用するマフラーの断面部の透視図である。
【図２２】図２２は、本発明の開示内容の一実施形態によるプログラムで生成された画面ディスプレイ図である。
【図２３】図２３は、本発明の開示内容の一実施形態による、図１７の新生児シミュレータのシミュレートされた生命徴候の出力ディスプレイ図である
【図２４】図２４は、本発明の開示内容の一実施形態による、胎児／新生児シミュレータを母体シミュレータに固定する機構の正面図である。
【図２５】図２５は、図２４の機構の分解透視図である
【図２６】図２６は、図２４の機構の一部の透視図である。
【図２７】図２７は、図２４の機構の別の部分の透視図である。
【図２８】図２８は、出産シミュレーション中に胎児／新生児シミュレータを選択的に回転させるシステムの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１ａを参照すると、符号１０は、ユーザに患者看護プロトコルを教授するためのインタラクティブ教育システムを全般的に示している。システム１０は、医療器具をシミュレートするのに用いる仮想器具一式１２と、ユーザから患者看護活動を受ける少なくとも一人の患者をシミュレートするのに用いるシミュレータ１４とを有する。仮想器具１２は有形の物体で、シミュレータ１４に関連して実物の医療装置のように見え、感じられ、かつ作動する。シミュレータ１４は、完全に関節接合されている成人サイズのマネキンや、胎児、新生児、小児、青年、あるいは腕、胴体部、頭部、または骨盤部などマネキンの一部を含め、様々な形態のものを含有するものと理解されたい。
【０００８】
シミュレータ１４がユーザから受ける患者看護活動は後述の方式で検知され、その活動に反応してシステム１０がユーザにフィードバックを提供する。フィードバックは聴覚的、視覚的、または触覚的反応を含むものと理解されたい。プログラム１５ａを有するコンピュータ１５は、後述の理由により、システム１０に選択的に接続されている。
【０００９】
図１ｂを参照すると、システム１０’はコンピュータ１５とプログラム１５ａとを有し、ここでソフトウェアにより生成される一式の仮想器具１２’およびソフトウェアにより生成されるシミュレータ１４’が提供される。従って、ユーザが行う患者看護活動は、ソフトウェアにより生成されるシミュレータ１４’に患者看護を提供するために、ソフトウェアにより生成される選択された仮想器具１２’に関連するアイコンを操作する工程を含む。本実施形態において、プログラム１５は後述のように、マウスのクリックや音声動作ソフトウェアなどの先行技術による手段を用いてユーザの活動を監視し、これに反応してフィードバックを提供する。
【００１０】
図１ａに戻ると、システム１０はさらに通信インターフェース・モジュール（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｍｏｄｕｌｅ：「ＣＩＭ」）１６を有し、ＣＩＭは先行技術による電源１８から運転用の電力を受け、マイクロコントローラ（「ＰＩＣ」）２０を含む。マイクロコントローラはＭｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．（米国アリゾナ州Ｃｈａｎｄｌｅｒ）など様々なベンダから入手でき、これをカスタマイズする。後述のように、ＰＩＣ２０はユーザの活動から入力信号を受け、ユーザにフィードバックを提供するように特定の反応をするようプログラムされている。例えば、聴覚フィードバックを提供するために、ＣＩＭ１６はさらに、ＰＩＣ２０に反応してスピーカー２４に働きかけ、例えば心臓、肺、血圧（コロトコフ法）、腸、胎児などの迫真性のある患者音声を発生させる音声チップ２２を有する。ＣＩＭ１６には、スピーカー２４の音量を調節するためのコントローラ２６が含まれている。
【００１１】
あるいは、望ましいフィードバックの複雑性に応じて、ＣＩＭ１６をコンピュータ１５およびプログラム１５ａに接続しても良い。フィードバックの一例において、プログラム１５ａを用いて、例えば超音波断面図や胎児仮死モニタのトレースの多大なライブラリを提供することができる。フィードバックは、プログラム１５ａで発生してコンピュータのスピーカーから奏する体音とすることもできる。
【００１２】
ＣＩＭ１６は、ユーザの患者看護活動による、仮想器具１２とシミュレータ１４上のセンサ３０との間の相互作用により発生した入力信号を受ける複数のポート（これらをまとめて２８と称する）を有する。このように生成された入力信号を制御するためにＰＩＣ２０が一つ以上、また、ＣＩＭ１６が一つ以上あっても良いことを理解されたい。
【００１３】
仮想器具１２は患者看護装置、例えば図２に示したような少なくとも１本の点滴（ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ  ｄｒｉｐ：ＩＶ）針、気管内（ｅｎｄｏｔｒａｃｈｅａｌ：ＥＴ）チューブ、心電図（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ：ＥＣＧまたはＥＫＧ）モニタ、血圧（ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＢＰ）測定用加圧帯、パルス酸素濃度計帯、一時的外部ペーサ、自動体外式除細動器（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ：ＡＥＤ）、手動除細動器、超音波ライトペン、仮想聴診器、体温計、および胎児仮死モニタ（以上、各々１２ａ〜ｌ）を有する。このような仮想器具は、本物の医療装置のように見え、かつ作動する。勿論、従来の聴診器、吸引分娩器（ｖａｃｕｕｍ  ｅｘｔｒａｃｔｏｒ）、カテーテル、トレイ、点滴（ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ  ｄｒｉｐ：ＩＶ）スタンドなど、比較的廉価な医療装置の使用や、他の仮想器具も予期される。
【００１４】
図２を参照すると、点滴針１２ａは特定の薬および薬の調合の選択可能なグループを有し、一実施形態においては、プログラム１５ａで制御された投与効果のある薬をシミュレータ１４に分与するための標識されたシリンジ一式を有する薬のトレイの一部となっている。ＥＴチューブ１２ｂは、シミュレートされた患者の気道管理に用い、シミュレータ１４の気管内に置かれている。ＥＫＧモニタ１２ｃは、リアルタイムのトレース・モニタおよびＲ波音波マーカーを有する３、５、または１２誘導システムと、シミュレータ１４の胴体部に接続するための色彩コード化された複数のパッチとを有する。血圧（ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＢＰ）測定用加圧帯１２ｄはシミュレータ１４に、例えば、腕の周りに取付けられる。パルス濃度計用指先帯１２ｅはシミュレータ１４に、例えば、指の周りに取付けられる。一時的外部ペーサ１２ｆは、シミュレータ１４の胴体部に取付けるための複数の前部および後部のペーサ・パッドを有する。ペーサ１２ｆは、ペーサ速度および電流のためのコントローラを有し、リズム整調、キャップ時間、およびキャップ時間の喪失を表示し、これらの全てはプログラム１５ａで制御される。自動体外式除細動器（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ：ＡＥＤ）１２ｇは、シミュレータ１４の胴体部に取付けるための、心臓などの尖部や胸骨用の複数のＡＥＤパッドを有する。プログラム１５ａによって制御されるソフトウェアにより生成されるショック・ボタンを選択すると、システム１０は、プログラム１５ａにより制御される結果として得られる条件により、除細動ショックをシミュレートする。手動除細動器１２ｈは、シミュレータ１４の胴体部に接触させるための、心臓の尖部や胸骨用の複数の除細動器用の棒（パドル）を有する。ソフトウェアにより生成されるショック・ボタンを選択すると、あるいは手動除細動器１２ｈと結合したデュアル・ショック・ボタンを用いることにより、システム１０は、プログラム１５ａにより制御される結果として得られる条件により、除細動ショックをシミュレートする。
【００１５】
引き続き図２を参照すると、超音波ライトペン（超音波ワンド）１２ｉはシミュレータ１４と相互作用し、ワンド３０ｉがシミュレータの所定の解剖学的構造領域の所定近傍内にもたらされると、ＣＩＭ１６はこの相互作用を検出し、プログラム１５ａは超音波画像および／または音波のライブラリから取り出された超音波断面図を提供する。プログラム１５ａは、ユーザに断面図を解釈させ、それに応じて対応させるように、正常断面図と異常断面図の中から選択することができる。仮想聴診器１２ｊはシミュレータ１４と相互作用し、聴診器１２ｊがシミュレータの所定の解剖学的構造領域の所定近傍内にもたらされると、図３ａ〜ｂで後述するように、ＣＩＭ１６はこの相互作用を検出し、フィードバックがユーザに提供される。体温計１２ｋはシミュレータ１４と相互作用し、体温計１２ｋがシミュレータの所定の解剖学的構造領域の所定近傍内にもたらされると、ＣＩＭ１６はこの相互作用を検出し、プログラム１５ａが温度の読み値を提供する。胎児仮死モニタ１２ｌ（陣痛計）は、シミュレータ１４の一部に取付けられ、取付けによって、プログラム１５ａはシミュレートされた胎児の心拍数を提供する。
【００１６】
各器具は、全体としてライン３６で示すように、対応するセンサ３０ａ〜ｌを有する。特記しない限り、ライン３６は概略的なものであり、仮想器具１２とセンサ３０とが機能的に相互に接続されて、ユーザの患者看護活動によって生み出された相互作用を提供し、前記相互作用は、ＣＩＭ１６への入力信号として報告されるということを例示しているにすぎない。このような物理的ラインを器具１２やセンサ３０の間で共通化することも企図されることを理解されたい。
【００１７】
仮想器具１２とセンサ３０との間の相互作用は、電気的、光学的、圧力差、触覚、温度制御、またはワイヤレスである。一般的に言えば、電気的相互作用（これは前記入力信号も提供する）は、１個の節点および別の節点をもつセンサ３０を有する仮想器具１２を介して生み出すことができ、その両者は物理的にＣＩＭ１６と接続している。または、伝導物質から形成された２個の節点およびセンサまたはそれらと逆のもの、を有する仮想器具と接続し、それらのうちのただ１つのみが物理的に前記ＣＩＭ１６と接続している。例えば、点滴針１２ａは、腕の前ひじ領域のような薬物を受け入れることができるシミュレータ１４の一部に対応し、この領域は、適当な厚さと点滴針１２ａが小さい鋭角（例えば、２０°）で布を貫通することができるような織密度を有する伝導物質から成る２つの層の間に挟まれた絶縁体を有するセンサ３０ａを有していても良い。センサ３０ａの伝導層はライン３６ａ’を介してＣＩＭ１６と電気的に接続し、点滴針１２ａが、シミュレータ１４の血管への挿管をシミュレートする前記２つの伝導層を正しく通過する場合には、回路が前記層の間に完成し、ＣＩＭ１６によって検知される。
【００１８】
相互作用を検知する方法の別の例として、ＥＴチューブ１２ｂが、シミュレートされた患者の気道管理に使用され、シミュレータ１４は、頭、目、鼻、口、および通常の気道付属物を受入れることができる現実に近い気道を有し、気道の配置は調節可能であり、大きな舌、塞がれた咽頭、または閉じた声帯を表示して患者の看護活動の困難さを増加させる。シミュレータ１４の気管における正しい配置を確実にするために、光学センサ３０ｂが前記シミュレータ１４の気管の壁部に設けられ、ライン３６ｂ’を通してＣＩＭ１６と接続されている。気管における前記ＥＴチューブ１２ｂの正しい配置は、ＥＴチューブの先端が光学センサ３０ｂの光線を遮った場合に、確認される。センサ３０ｂは、また、流体が通過したか否かを決定するために使用することができる。
【００１９】
仮想聴診器１２ｊは、相互作用を感知するワイヤレス法の例を提供する。少なくとも１のセンサ３０ｊが、前記シミュレータ１４の解剖学的部位に設けられ、そこでは、特定の心音、肺（気道を含有する）音、コロトコフ（Ｋｏｒｏｔｋｏｆｆ）音、胎児音、または他の音が通常聞こえている。センサ３０ｊは、聴診器１２ｊによって識別される少なくとも１の信号を供給し、それによって、ユーザに対して、シミュレータ１４上のセンサの解剖学的位置に適した音を奏するように、集積音響回路に指示する。音響回路は選択されたセンサ３０ｊの位置に相当する体音を貯蔵するライブラリを有し、センサ３０ｊは同様のセンサの任意の個数を例示している点を理解されたい。
【００２０】
図３ａを参照すると、ある態様では、聴診器１２ｊの外観は通常の聴診器に似ており、音を聞くためのイヤピース５０ａ〜ｂを有し、二またに分かれる耳管５２と接続した延長部５１ａ〜ｂに接続している。同様に、聴診器は、さらにベル管５４およびベル５６を有し、好ましくは、非鉄物質から成る。しかし、従来の聴診器とは異なり、電子制御ボックス５８が耳管５２とベル管５４との間に配置される。制御ボックス５８は適切に創られたＣＩＭ１６であると理解すべきであり、物理的に仮想聴診器１２ｊに組込まれて、システム１０を簡略化する。外部のスピーカー（図示せず）への出力のためにジャック６４が制御ボックス５８に設けられて、イヤピース５０ａ〜ｂで聞こえる音を他のユーザが聞くことができる。これは、患者看護活動から益を受けるユーザの数を増加させるのみならず、指導者がユーザの能力をテストし、必要であればユーザの技術を修正することを可能にする。制御ボックス５８は、所定の音を奏するために、小型スピーカー７２、例えば、ＡＤＤＡＸ  Ｓｏｕｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（米国イリノイ州Ｎｏｒｔｈｂｒｏｏｋ）から入手可能なものなどを導くために、小型電源６６、例えば、バッテリ、捕捉回路６８、および音響回路７０（回路図については、同時係属中の米国特許出願第０９／６４０，７００号、２０００年８月１７日出願、を参照のこと）を保持する。スピーカー７２は、イヤピース５０ａ内に配置され、ワイヤ７２ａを介して制御ボックス５８に接続され、ユーザが、音響回路７０によって生み出される音を聞くことができる。第二の、実質上同一のスピーカーを反対側のイヤピース５０ｂに設け、また、制御ボックス５８に接続しても良いことが理解されよう。代替の実施形態において、スピーカー７２を制御ボックス５８内に配置し、音が従来の耳管を介してイヤピースに伝達されるようにしても良い。音響回路７０は、また、上述の理由から、外部のスピーカーと接続可能となるようにジャック６４に接続する。
【００２１】
多数の設定状態を有するスイッチ７４が、音の集合、例えば、成人、新生児、胎児において聞こえる典型的な正常および異常の音の集合の間の切替えのために配置されている。無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）信号捕捉コイル７６、例えば、Ｍ．Ｃ．Ｄａｖｉｓ  Ｃｏ．（アリゾナ州Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｉｔｙ）から入手可能なものが、後述のように、ＲＦ信号を送信しかつ捕捉するために、ベル５６の内部に配置されている。捕捉コイル７６は、銅線コイルと、電子制御機器５８に取付けられた関連ワイヤ７６ａを有する回路要素とを有している。樹脂製ディスク７８が、ベル５６からのノイズを低減するために、捕捉コイル７６とベルと５６の間に配置されている。
【００２２】
別の実施形態において、本物の、または仮想聴診器を用いなくても音が聞こえるようにマネキン内に配置されたスピーカー（図示せず）により、音が再生される。さらに別の実施形態において、本物の聴診器を用いると音が聞こえるようにマネキン内に配置されたスピーカー（図示せず）により、音が再生される。
【００２３】
図３ｂを参照すると、センサ３０ｊが、ユーザによる視覚的露見を避けるように、シミュレータ１４の皮膚１４ｂの下に置かれている。また、解剖学的部位、例えば、肋間間隔は、場所を確認するために触診するべきであるので、センサ３０ｊは、最小の厚さをもたせることによって、意図的なまたは偶然の露見を避けることが都合が良い。代替の実施形態では、センサ３０ｊは、実質上皮膚１４ｂに類似する蓋い（図示せず）に取り付けるのが良く、この蓋いを患者の他のシミュレータやモデルの上に置くことができ、これらの装置が聴診器１２ｊと併用できるように変更する。
【００２４】
センサ３０ｊは無線周波数ＩＤタグ８０を有し、これは例えば、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．（米国アリゾナ州Ｃｈａｎｄｌｅｒ）（部品番号ＭＣＲＦ２００−Ｉ／３Ｃ００Ａ）から入手可能であるが、特定のセンサ３０ｊを識別するために役に立つ特有の信号を発生させるために、これは同じくＭｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．が販売する"Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ’ｓ  Ｔｏｏｌｓ"を使用してプログラムしても良い。コイル８２、例えば、Ｍ．Ｃ．Ｄａｖｉｓ  Ｃｏ．（アリゾナ州Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｉｔｙ）から入手可能なものが、動作可能にタグ８０に接続されている。タグ８０およびコイル８２は、例えば、Ｍ．Ｃ．Ｄａｖｉｓ  Ｃｏ．（アリゾナ州Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｉｔｙ）から入手可能なもののような室温加硫硬化性（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ：ＲＴＶ）埋込み物質８４すなわちシリコンゴムの中に埋め込まれ、損傷を防止する。一旦埋め込まれると、タグ８０およびコイル８２は、応答指令信号が出されると、特有の周波数列をもつ信号を出力するＣＯＢモジュール８６を集合的に形成する。
【００２５】
操作において、ＣＯＢモジュール８６は、周波数を積極的に発信することができるが、好ましくは、ＣＯＢモジュールは受動的、すなわち、聴診器ベル５６中に捕捉コイル７６によって応答指令信号が出された場合にのみ動作させるべきである。発明を実施するための最良な本実施形態において、捕捉コイル７６は、キャリヤ信号、例えば１２５ｋＨｚの励起周波数のようなキャリヤ信号を伝達し、それは、ベル５６がＣＯＢモジュール８６の所定近傍内、すなわち捕捉距離内にもたらされた場合にＣＯＢモジュール８６によって受信される。ベル５６、従って、捕捉コイル７６の前記ＣＯＢモジュール８６に対する捕捉距離は、キャリヤ信号の信号対雑音（ｓｉｇｎａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ：Ｓ／Ｎ）比によって決定される。だから、キャリヤ信号のＳ／Ｎ比の調節は、センサ３０ｊの解剖学的位置に関して聴診器ベル５６、従ってＣＯＢモジュール８６をユーザが置かなければならない精密さでもって制御するための手段を提供する。ユーザによるシミュレータ１４上におけるベル５６の精密な位置が、適当な体音の形で、フィードバックによって報いられる。通常、Ｓ／Ｎ比は、センサ３０ｊのＣＯＢモジュール８６の約１．５〜２ｃｍ以内にベル５６がもたらされることを要求するように設定される。
【００２６】
十分に強いキャリヤ信号を受けることに応答して、他のキーイング法も使用できるけれども、ＣＯＢモジュール８６は、周波数偏移変調（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：ＦＳＫ）として従来から知られている過程での使用のために、一連の２つの標識用周波数を発信する。聴診器ベル５６内の捕捉コイル７６は、発信された周波数を受信し、捕捉回路６８にまで信号を中継し、捕捉回路６８はセンサ３０ｊの身元を調べる。各センサ３０ｊの解剖学的位置は、プログラマーに知られているので、各センサに結合した適当な体音の選択がされ、音響回路７０にアクセス可能である。だから、センサ３０ｊを確認することによって、捕捉回路６８は、音響回路７０に指示して、ＣＯＢモジュール８６の解剖学的位置のための適当な体音を奏せしめ、これは、イヤピース５０ａ内に配置されたスピーカー７２を通して前記ユーザに聞こえる。ユーザにより広い選択範囲の音を聞かせるために、より多数のセンサ３０ｊをシミュレータ１４に追加したり、または、各センサが１以上の音に対応するようにすることが認められる。前述したように、スイッチ７４は、５個の異なる設定状態を有し、５種類の音のグループの間で音響回路７０を切り替えるための手段を有している。だから、スイッチの設定状態の個数は、単一のセンサによって生み出すことができる音の個数に相当し、すなわち、１３のセンサと５個のスイッチの設定状態をもてば、ユーザは正常及び異常音の例を含む６５までの位置に特有の音を聴くことができることが理解されよう。
【００２７】
上述した捕捉コイルおよびＣＯＢモジュールは、ＥＣＧモニタ１２ｃの誘導、パドル、またはプローブ（「コネクタ」）、一時的外部ペーサ１２ｆ、自動体外式細動除去装置（ＡＥＤ）１２ｇ、手動除細動器１２ｈ、超音波ワンド１２ｉ、および胎児仮死モニタ１２ｌで使用されるように改良できることが認められる。望ましい場合、コネクタは、患者シミュレータ上の場所にそれらを一時的に保持するために接着して設けられても良い。器具のコネクタとセンサ３０との間の相互作用は、ＣＩＭ１６によって検知されて、正しい配置を確認する。患者シミュレータの皮膚の下にセンサ３０が隠されているという配置はさらに、実際の患者に一層似ているとともに、ユーザの患者の看護技術を試すことになる。
【００２８】
シミュレータ１４は、患者を表しかつ治療を受けるように設計されており、従って、シミュレータ１４は種々の形状をとり、その形状は、シミュレートされた患者の一部、例えば、胴体部および骨盤内の領域とともに、完全に関節接合されている成人サイズの産科用シミュレータ、丸まった胎児、関節接合された胎児、多胎児、または新生児を含有することを理解されたい。
【００２９】
図４および図５ａを参照すると、例示的な実施形態において、シミュレータ１４は、子供を生む母体シミュレータ３００および取外し可能な連結した胎児シミュレータ３０２とを有する。母体シミュレータ３００は、毛髪３０６、目３０８ａ〜ｂ、鼻３１０、および口３１２を有する頭部３０４を有している。頭部アセンブリは、従来の気道付属物を受け入れることができる、現実に近い気道（図示せず）を有している。全体として３０で表されているセンサ（図１ａ）は、母体シミュレータの皮膚の上に（斑点入りで表されている）および／または皮膚の下に（模型内として表されている）配置されていても良い。母体シミュレータの一実施形態（図示せず）において、センサがシミュレータと連結していない点を理解すべきである。電気的、空気作用的、または流体的接続を提供するため、また、必要に応じてセンサ３０をＣＩＭ１６に接続するために、ライン３６が胴体部３１６から突出する。
【００３０】
別の実施形態において、母体シミュレータ３００はテザーレスである。すなわち、この母体シミュレータは、シミュレータ以外の装置に配線やチューブで接続する必要なく機能し、従って、胴体部３１６から延出するライン３６、３２５ａ、および３２６ｂがない。むしろ、母体シミュレータは独立式である。このように、母体シミュレータ３００は、充電池などの内蔵電源を含むことができ、全ての空気作用的および流体的接続は、対応する母体シミュレータ３００内のコンプレッサまたは他の装置に接続される。母体シミュレータは独立式であるため、可搬性があるのみでなく、異なる場所間での移送中にも使用することができる。さらに、このような実施形態において、母体シミュレータ３００は、ワイヤレス通信によりＣＩＭ１６など他の装置と通信するようにしても良い。従って、シミュレータシステム１４全体は、ワイヤレス通信の限界まで機能することができる。さらに、いくつかの実施形態において、母体シミュレータ３００はコンピュータまたはネットワークシステムにワイヤレスで接続し、次いでこのコンピュータまたはネットワークシステムは有線またはワイヤレスのネットワークを介してＣＩＭ１６に接続し、母体シミュレータの機能距離を実質上無限にする。ここでは母体シミュレータのみを説明してきたが、以下でより詳しく説明する胎児および新生児シミュレータも、いくつかの実施形態においてテザーレスである。いくつかの実施形態では、シミュレータは、テザーレスとテザーありの両方の状態で使用するように構成される。いくつかの実施形態では、シミュレータは、テザーレスで用いても完全に機能する（すなわち、シミュレータは、テザーありとテザーレスのどちらの状態でも同じ機能性がある）。
【００３１】
一対の腕３１８ａ〜ｂが胴体部３１６と接続している。少なくとも１本の腕は、薬剤を受け入れることができる点滴レセプタクル（図示せず）を有し、センサ３０ａは、点滴が開始されたか否かを確かめるためにレセプタクル内に置かれていても良い。同様に、その腕は、血圧の測定のための手段とともに、コロトコフ音の聴診のためのセンサ３０ｄを有していても良い。胴体部３１６の骨盤領域３２０は一対の脚３２２ａ〜ｂを受け止める。
【００３２】
図５ａを参照すると、フックや環状のファスナーのような解除可能な結合手段を使用することもできるけれども、カバー３２４は複数のスナップ３２４ａを介して胴体部３１６に取付けることができる。超音波ワンド１２ｉ、胎児仮死モニタ１２ｌ、および聴診器１２ｊまたは代わりに少なくとも１個の小型スピーカーと協動するために、カバー３２４は、センサ３０を保持し、聴診器１２ｊまたは従来の聴診器によって各々検知される胎児の心音のシミュレーションを可能とする。一実施形態において、カバー３２４が、真空発生手段と接続した連続気泡発泡体（図示せず）を囲んでいる。真空の発生が気泡を縮小し、それをより硬く感じさせ、それが母体シミュレータ３００による子宮の収縮をシミュレートする。代わりに、カバー３２４は、カバーを加圧するための空気嚢および接続ライン（図示せず）を保持しても良く、これによって、それをより硬く感じさせる。さらに別の実施形態において、カバーは、胴体を横切るように延在する複数の可撓チューブ（図示せず）を有する。チューブ内の空気圧によって硬さが決定される。空気圧を調節すると硬さが変更される。種々のレベルの硬さが生み出されて、種々のレベルの収縮の強さ、例えば、軽度、中程度、および強い収縮をシミュレートできることを理解されたい。もし、ＣＩＭ１６とプログラム１５ａと接続されれば、収縮は、規則的に間隔が開けられ、母体の子宮内の圧力は、図１４を用いて説明されるように、プログラムによって表示することができる。
【００３３】
図４に戻ると、胎児シミュレータ３０２は、臍帯３０２ａおよび胎盤３０２ｂを有し、母体シミュレータの内部に配置された取外し可能なステージ３２５上に位置を占めるように描かれている。取外し可能なステージ３２５は、嚢（図示せず）、ライン３２５ａ、および球３２５ｂを有している。空気を嚢に汲み上げるために球３２５ｂを使用すると、ステージ３２５、従って胎児シミュレータ３０２はやや上方に上がる。カバー３２４（図５ａ）で覆われた場合には、ステージ３２５が上昇すると、ユーザは、胎児シミュレータ３０２をカバーを通して触診して位置を評価するとともに、レオポールト（Ｌｅｏｐｏｌｄ）操作を実行できるようになる。別の実施形態において、球３２５ｂは、例えば電動の空気作動式ポンプなど、代替のポンプで置換えてある。電動ポンプは、コンピュータまたはその他の装置により遠隔制御しても良い。
【００３４】
出産器具３２６は、後述のように、胴体部３１６の内側に配置されている。カバー３２４は、前記シミュレータの胎児シミュレータ３０２および出産器具３２６を視界から隠している。そのため、子供の出産プロセスをより正確にシミュレートし、ユーザの治療能力を試す。ステージ３２５が取外されると、出産器具３２６は、手動クランク（図示せず）により、またはモータのオン・オフを行うとともに操作速度を決定するための制御手段とライン３２６ｂを介して接続する小型モータ３２６ａによって操作することができる。
【００３５】
第一の実施形態において、プログラム１５ａのソフトウェアは、図１４に関して後述するように出産器具３２６を制御する。別の実施形態では、制御手段は、制御ボックス３２８および制御ボックス３２８をＣＩＭ１６に接続するライン３３０である。図５ｂを参照すると、前記制御ボックス３２８は各々シミュレータ１４をオン・オフし、子供の出産を停止・再開し、分娩速度を決定し、胎児の心拍数を設定するためのコントローラ３２８ａ〜ｄを有している。
【００３６】
図６および図７を参照すると、母体シミュレータ３００の胴体部３１６は、胎児シミュレータ３０２を露見させるために、カバー３２４を取外した状態で図示してある。胎児シミュレータ３０２は、母体シミュレータ３００の体腔３３３内に設けられ、頭部３３４、取付けられた胴体部３３６を、前記胴体部に取付けられた腕３３８ａ〜ｂおよび脚３４０ａ〜ｂとともに有している。頭部３３４は柔らかいので吸引分娩が可能であり、ユーザが吸引することができる口および鼻を有している。
【００３７】
その点で、いくつかの実施形態において、胎児シミュレータ３０２は、分娩中に胎児シミュレータ３０２に加えられた力の量を監視するために首、肩、および股関節部に配置された力センサ（図示せず）を有する。頭部３３４を引っ張ると、首のセンサからの信号が生成される。力の量は、ユーザ・インターフェースにより、ユーザおよび／または指導者に中継される。ユーザ・インターフェースは、図形表示や可聴信号を含む。例えば、ユーザ・インターフェースは、かかっている力の量を表示する棒グラフを生成するものであっても良いし、また、ユーザ・インターフェースは、力が所定の閾値を超えた時にピーッと言う音またはその他のアラーム音を発生して、かかっている力を低減するように、あるいは異なる分娩法を用いるようにユーザに促すものであっても良い。一実施形態において、最大の力の閾値は約４０力ポンドである。一実施形態において、望ましい力の範囲は約１７〜２０力ポンドである。肩娩出異常は、致死の可能性もある状態であり、胎児の肩が母体の恥骨の後ろに引っかかるものである。過度の力は、胎児に脳神経叢を、また、エルブ麻痺（Ｅｒｂ’ｓ  ｐａｌｓｙ）さえをも起こし得る。致死の可能性もあるこの状態をシミュレートするために、胎児シミュレータ３０２の左右の肩に肩センサを含めることにより、肩に加えられた力を監視する。最後に、骨盤位経膣分娩などの様々な状況のため、脚３４０ａ〜ｂをつかんで膣から取出すことになり得る。股関節部センサは、このような状態で胎児シミュレータ３０２に加えられた力を監視する役割を果たす。いくつかの実施形態において、センサ３０は、特定のセンサが監視するようになっている測定値を示す出力信号を供給するために動作可能な出力装置と通信する。出力装置は、電気信号、ワイヤレス信号、または他の適切な出力信号を出力することができる。
【００３８】
臍帯および胎盤３０２ａ〜ｂ（図４）は、図を簡略化するために除去されているが、胎盤３０２ｂ（図４）は、任意の個数の共通の方向、例えば、正常な底の位置、低い位置、または前置胎盤に設けられ、従来の解除可能なファスナーによって体腔３３３に取り付けることができると理解されるべきである。同様に、臍帯３０２ａ（図４）は、種々の複雑な状況を模倣するように提示されることができ、胎児シミュレータ３０２への接続ラインを収容して、臍帯パルスがユーザによって感じられるようにし、または、必要であれば胎児シミュレータ３０２へ電流を伝達することができる。
【００３９】
受け部３４２が胎児シミュレータ３０２内に設けられて、出産器具３２６が胎児シミュレータを保持できるようにしている。前記受け部３４２と同様に、他の受け部が、胎児シミュレータ３０２の種々の部分に、骨盤位出産のシミュレーション用などに企図され、胎児シミュレータ３０２は、関節接合されているので、種々の骨盤位分娩、例えば、完全なもの、明白なもの、および逆子のような骨盤位分娩をシミュレートすることができる。
【００４０】
出産器具３２６は、胎児シミュレータ３０２の受け部３４２と協動して胎児シミュレータ３０２を保持するピストン部３４６の突起３４４を有している。いくつかの実施形態において、受け部３４２および突起３４４により、胎児シミュレータ３０２は選択的に母体シミュレータ３００と係合し、かつ母体シミュレータ３００から解放されるという選択的な係合ができるようになっている。描写された実施形態において、ピストン部３４６は、駆動システムによって駆動され、この駆動システムは、小型電動モータ、歯車、リセット可能な電気論理回路、ピストン部の位置を決定する手段、および前進・逆転機能を有している。ピストン部３４６は、一組の軌道３４７ａ〜ｂに沿って下方に進み、それによって、胎児シミュレータ３０２を母体シミュレータ３００の外へ移動させる。
【００４１】
ピストン部３４６の突起３４４は回転可能であり、出産器具３２６は、それによって胎児シミュレータ３０２の回転および並進運動の双方を発生させて、現実に近い子供の出産シナリオをシミュレートする。その際、胎児は回転して、鼻が下になる正常な排臨（ｃｒｏｗｎｉｎｇ）位置に来る。排臨後、胎児はさらに回転して、胎児の肩が産道をうまく通過することができる。いくつかの実施形態では、受け部３４２は、胎児シミュレータの別の部分、例えば、頭部、首、肩、腕、股関節部、および／または脚内に配置される。受け部３４２および突起３４４の別の実施形態は、図２４〜２７に関して後述する。
【００４２】
一実施形態において、ピストン部３４６のレバー３４６ａ〜ｂは、操作可能なように突起３４４と接続され、各々、カム３４８ａ〜ｂと係合し、回転を生み出す。ピストン部３４６が軌道３４７ａ〜ｂを降下すると、ピストン部のレバー３４６ａ〜ｂは固定されたカム３４８ａ〜ｂと順番に係合し、各レバーを動かす。レバーの動きは、突起３４４を回転させる。ついには、各レバーは、レバーが各カムを離れるポイントまで動かされる。カム３４８ａ〜ｂは、産道をシミュレートした軌道３４７ａ〜ｂに沿った回転を望む場所に置かれていることが認められる。このように、胎児の内部の回転は、カム３４８ａと係合するレバー３４６ａによって生じ、胎児の外部の回転は、カム３４８ｂと係合するレバー３４６ｂによって生じる。図２８に関して後述するように、いくつかの実施形態において、カム３４８ａ〜ｂは胎児シミュレータを回転させる位置と胎児シミュレータを回転させない位置との間で動くことができる。さらに、いくつかの実施形態において、カム３４８ａ〜ｂは、胎児シミュレータにいくらかの回転を与えるための中間位置を含む。あるいは、プログラム１５ａが、図１４に関連して後述するように、０度から１８０度まで突起３４４の回転の調節を可能にする。どちらの実施形態においても、胎児３０２は、後述するように、拡張可能な子宮頸部３５０を介して通過する。
【００４３】
図８および図９を参照すると、拡張可能な子宮頸部３５０は、体腔３３３に子宮頸部の位置を保持するために取付けたフラップ３５３ａ〜ｂを有するリング３５２を有する。従って、フラップ３５３ａ〜ｂは、取付けられたスナップ、フック、および環状のファスナー、または他の解除可能な結合手段を有しても良い。壁部３５４は、前記リング３５２と接続し、好ましくはＬｙｃｒａ（登録商標）のような弾性部材または熱可塑性エラストマーで形成されるのが良い。壁部材から成るギャザー３５６は孔３５８を画定する。ギャザー３５６は、取付けられたエラストマー要素を内部に設けて孔３５８の弾性を高めるようにしても良い。あるいは、壁部３５４自体が十分な弾性を持つようにしても良い。
【００４４】
胎児シミュレータ３０２が孔を介して押されると、孔３５８は直径で約２〜１０センチメートルに拡張し、胎児のミュレータの頭部３３４の形状および壁部３５４の弾性のために、拡張は、自動的に胎児の降下と一致するようにシミュレートされる。ユーザは、それから子宮頸部拡張の測定を実行し、かつ、分娩記録（パートグラフ、ｐａｒｔｏｇｒａｐｈ）として、分娩の進展を図に描く。壁部３５４の弾性は、例えば、より厚いまたはより薄い壁部材を使用することにより調節可能であり、こうして通常よりもより速くまたはよりゆっくりとした拡張をする子宮頸部を作り出す。子宮頸部３５０は、カバー用の複数のスナップ３２４ａとともに、恥骨３６０を有する骨盤領域３２０に同軸的に設けられている。
【００４５】
胎児シミュレータ３０２は、子宮頸部３５０を通じて、体腔３３３から、外陰部３６２を通って出される。外陰部３６２は、柔軟な素材で形成され、ユーザが外陰部を操作し、または頭部３３４を娩出するために会陰切開を実行することができる。外陰部３６２は、尿管や直腸のような特徴を有する挿入物の一部（図示せず）を有しても良く、この挿入物は、種々の患者の状態を示すために、他の性器の挿入物と置換えることができる点を理解すべきである。出産の後、前記ユーザは、分娩後の実習、例えば、子宮挿入物（図示せず）を所望の大きさに戻すようなマッサージ、保持された胎盤部分（図示せず）の除去、または子宮頸部３５０または外陰部３６２の修復の実行をしてもよい。
【００４６】
一実施形態において、胴体部３１６は、シミュレートされた心臓、肺、および肋骨を有する。心臓（図示せず）は、患者の状態に応じておよび治療上の介入に応答して、プログラム１５ａにより制御される拍動性の流れの作用によって脈打つ。触診できる脈は、頸動脈、上腕、橈側、大腿部、および、足、背の位置で見出すことができる。特定の脈の位置は、収縮期血圧が落ちると触診できず、脈が存在するかしないかは、シミュレートされた血圧に依存する。心音は、聴診器１２ｊを通して適当な位置で聞こえる。心拍動は、プログラム１５ａによって決定される仮想心電図（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍｓ：ＥＫＧｓ）に同調する。聴診器１２ｊを血圧測定用加圧帯１２ｄ（図２）よりも下のポイントに当てると、妥当なコロトコフ音が聞こえる。
【００４７】
母体シミュレータ３００は、換気手段の組合せを表示し、肺および気道の音が、聴診器１２ｊを用いて適当な位置で聞こえる。シミュレータ３００は、肺におけるガス交換および薬品の投与のような介入への反応を含むような与えられた状況での目標とした動脈血のガスを実現するように自発的に呼吸し、一回換気量および生理的状態に関連する胸郭の上昇の量を表示する。通常のガス交換の肺の力学は、仮想的なものであり、一回換気量（ｔｉｄａｌ  ｖｏｌｕｍｅ：ＴＶ）、機能的残気量（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｃａｐａｃｉｔｙ：ＦＲＣ）および吐出された二酸化炭素（ＣＯ２）を決定することができるプログラム１５ａによって制御される。気道の抵抗、肺、および胸の壁部のコンプライアンスもまた、プログラム１５ａによって制御される。
【００４８】
心臓および肺は、気道の換気および心臓の圧迫（圧縮）を確立する圧力変換機と接続されている。例えば、空気ラインが、気管の壁部またはシミュレータ３００の肺に取付けられ、ＣＩＭ１６に接続したセンサ回路と接続され、心肺蘇生術（ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ：ＣＰＲ）による換気がシミュレータで実行された場合に、ＣＩＭ１６は換気処置の圧力および体積のタイミングおよび大きさを、空気ラインおよびセンサを介して監視する。同様に、圧縮嚢が、シミュレータ３００の心臓または胸腔内に埋め込まれて、ＣＩＭ１６に取り付けられた圧縮センサ回路に空気ラインが接続した場合に、ＣＰＲ胸圧迫手順の正しいタイミングおよび大きさを検知しかつ確認する。圧迫および換気データは、ライン３６を介してＣＩＭ１６によって、検知された圧力波から得られることが認められよう。血圧、心拍数、および酸素飽和は、血圧（ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＢＰ）測定用加圧帯３０ｄ（図２）およびパルス酸素濃度計帯で仮想的に測定されるが、表示されるデータはプログラム１５ａが発生する。
【００４９】
図１０を参照すると、新生児シミュレータ３０２’は、胎児シミュレータ３０２（図８）と置換えるために使用されて、プログラム１５ａによって、新生児の蘇生の実行を可能にする。別の実施形態において、胎児シミュレータ３０２自体を出産後のシミュレーションに用いる。その点で、胎児シミュレータ３０２は、本明細書で説明した新生児シミュレータ３０２’の機能および特徴の全てを有することができる。新生児シミュレータ３０２’は、髪３７２、目３７４ａ〜ｂ、鼻３７６、および口３７８を有する頭部３７０を有している。頭部アセンブリは、従来の気道の付属物を受入れることができる現実に近い気道（図示せず）と、従来の気道の付属物が置かれているか否か、または流体が通過したか否かを調べるためのセンサとを有している。頭部３７０は、首３８０を介して胴体部３８２と接続されている。
【００５０】
全体として３０（図１ａ）で表されているセンサは、新生児シミュレータの皮膚の上（斑点入りで表されている）および／または皮膚の下（模型内として表されている）に配置されていても良い。ライン３６"は、センサ（図示せず）をＣＩＭ１６に接続するため、また、電気的、空気作用的、または流体的接続を行うために、胴体部３８２から前記まで突出している。胴体部３８２は、カテーテル法のための臍の位置３８４と、ＣＰＲを実行するためのシミュレートされた心臓、肺、および肋骨を有する。心臓および肺は、母体のシミュレータ３００について上述したように、気道換気および心臓の圧迫を確認するために圧力変換機と接続されている。新生児シミュレータ３０２’は、心拍数、脈拍、酸素供給、および聴診器１２ｊ（図２）または従来の聴診器を使用して検知可能な種々の体音を含む母体シミュレータ３００（図６）と同様の特徴の多数を表す。一対の腕３８６ａ〜ｂおよび一対の脚３８８ａ〜ｂも胴体部３３８２と接続している。
【００５１】
一実施形態において、手および足は、顔および上部胴体部とともに、適当な血液への酸素の送り込みまたは酸素不足により色彩を変化させる。血液への酸素の送り込みが減少すると、まず両手両足が色彩を変化させ（末梢性のチアノーゼ）、続いて顔および上部胴体部が色彩を変化させる（中枢性のチアノーゼ）。そのような変化は、血液中の酸素の送り込みが進むにつれて可逆性がある。
【００５２】
最良の実施形態において、着色は、（例えば、イリノイ州ＣｈｉｃａｇｏのＫｅｙｓｔｏｎｅから入手できるＲｅｖｅｒｓａｔｈｅｒｍ  Ｂｌｕｅ  Ｔｙｐｅ  Ｆのような）青の感熱着色染料約３グラムを透明なビニル樹脂のペイントシンナー１０グラムに溶かし、透明なビニル樹脂ペイント３００グラム中に分散させたものを用いて実現する。その混合物は、手、足、胸および顔に塗られる。室温で、前記新生児は青である。抵抗ヒータ（ミネソタ州ＭｉｎｎｅａｐｏｌｉｓのＭｉｎｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なものなど）を並列に接続して皮膚の下に置き、５〜１５ワット／平方インチまたは、皮膚の表面温度を約１１５℃に上昇させるのに十分な熱エネルギーを加えて、青い色彩を消去させる。ヒータの電力は、ＣＩＭ１６を介して供給される。末梢および中枢用のヒータは別々に制御されて、中枢性のチアノーゼを起こさない末梢性のチアノーゼの発症を可能にする。ヒートシンクをヒータとともに設け、より迅速な冷却、従って、より迅速な色彩の変化を可能にすることもできる。
【００５３】
一実施形態において、感熱着色システムは、論理的にプログラム１５ａと接続され、例えば、指導者が、新生児の条件を明確に定める。その後、着色は、ユーザによって実行されるＣＰＲの質に対応し、向上、悪化、現状維持のいずれかとなる。プログラム１５ａは、また、色彩の変化を望まないならば、オーバーライドを提供する。あるいは、着色は、従来の光互変性物質をシミュレータに塗ることによってシミュレートして、関係する調節可能な紫外線に晒すと、シミュレータが青色に変わるように見えるようにする。別の代替として、着色は着色された光によってシミュレートしても良い。例えば、一態様によれば、青い発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を用いることができる。
【００５４】
母体シミュレータに関して上述したように、いくつかの実施形態では、新生児シミュレータはライン３６"を有さない。むしろ、そのような新生児シミュレータはテザーレスであり、外部装置への配線、チューブ、またはその他の物理的接続を必要とすることなく、独立して機能する。
【００５５】
図１１を参照すると、出産システム５００は、先の実施形態の使用を図示する。シミュレータ１４は、例えば、母体シミュレータ３００および胎児シミュレータ３０２がテーブル５０２上に置かれている。学生Ｗ、Ｘ、Ｙ、およびＺは、テーブルの周囲の位置を占め、例えば、Ｗが薬物治療を監督し、Ｙが仮想器具１２を監督し、Ｘは麻酔を監督し、Ｚは産科学を監督する。出産器具３２６は、上述したように、手動クランクを介して、または、制御ボックス３２８と接続された小型モータ３２６ａによって駆動され、または、コンピュータ１５のプログラム１５ａは、選択的に出産器具３２６を制御することができる（模型で示されている）。どちらの制御手段が使用されても、拡張性の子宮頸部は正確に胎児シミュレータの産道の降下の進行を反映する。ついには、上述したように、胎児シミュレータは娩出される。
【００５６】
胎児シミュレータが一旦出産されると、チームＷ’、Ｘ’、およびＹ’（これらは、Ｗ、Ｘ、Ｙと同一の学生、または、クラスの規模に応じた他の者）は、テーブル５０２’上で新生児の看護を実行するために経路１に沿って移動する。Ｚが欠如した少なくとも１のチームは、モニタリングおよび安定化させる可能性のために母体シミュレータとともに後に残る。胎児シミュレータは、新生児シミュレータ１４’、例えば、新生児シミュレータ３０２’に切り換えられる（図１０）。もしコンピュータと接続されると、プログラム１５ａは新生児蘇生に必要なものをシミュレートするために用いることができ、ＣＰＲおよび他の緊急性の看護のプロトコルが実行されても良い。プログラム１５ａは、シミュレータが受ける看護をＣＩＭ１６および仮想器具１２を介して監視し、認められた標準とこの看護を比較する。
【００５７】
一方、コンピュータ１５のプログラム１５ａは、母体蘇生に必要なものをシミュレートするために用いても良い。もしそうする場合、１チームは、経路２に沿って移動して、テーブル５０２"において母体の看護を実行する。学生Ｗ"、Ｘ"、Ｙ"およびＺは、母体シミュレータ１４"、例えば、胎児シミュレータが取外された母体シミュレータ３００について作業することができる。ＣＰＲおよび他の緊急看護が与えられても良く、プログラム１５ａは、ＣＩＭ１６および仮想器具１２を介してシミュレータが受ける看護を監視する。
【００５８】
図１２を参照すると、プログラム１５ａの導入部の画面ディスプレイ４００が、コンピュータ１５上に示され、ユーザに対して患者の看護プロトコルを教授する。ディスプレイ４００は、いくつかの装飾用特徴を有している。すなわち、標題のボックス４０２、胎児心拍数ボックス４０４、母体の子宮内圧ボックス４０５、生命徴候ボックス４０６、および超音波ビデオボックス４０７である。ディスプレイ４００は、また、教授ボックス４０８、テストボックス４１０、および仮想器具教本ボックス４１２を有する。後述するように、いくつかモジュールにおいて、プログラム１５ａは、ユーザの活動に関する情報と予め定めた標準とを比較する。
【００５９】
画面ディスプレイ４００は、プログラム１５ａによって提供される選択可能な患者看護モジュール４１４ａ〜ｐの集合を表示し、前記モジュールは、医療の主題および関連する概念についての情報を提供する。各モジュールは、単一の主題を有し、ユーザのためのインタラクティブ患者看護訓練セッションを表示する。モジュール４１４ａ〜ｇは、教授ボックス４０８に設けられ、関連の生理学、妊娠、合併症、陣痛・分娩、および出産、分娩後、および母体および新生児の蘇生プロトコルの全体像を与える。モジュール４１４ｈ〜ｊはテストボックス４１０の中に置かれ、指導者が定めたプロトコル（コードメーカ：Ｃｏｄｅｍａｋｅｒ）とともに、母体および新生児蘇生プロトコルについてユーザをテストする機会を与える。プログラム１５ａを終了させる終了（Ｅｘｉｔ）ボタン４１５もテストボックス４１０内に配置されている。モジュール４１４ｋ〜ｐは、仮想器具教本ボックス４１２内に配置され、ユーザに自動出産、胎児超音波、胎児仮死モニタ、生命徴候、分娩記録、および心肺音を含むシステムの使用についての指導を与える。
【００６０】
図１３を参照すると、もし、モジュールの１つ（図１２）が、例えば音声認識またはコンピュータ１５のマウスによる選択によるなどして、ユーザにより選ばれると、プログラム１５ａはディスプレイ画面４１６を表示する。ディスプレイ画面４１６は情報ボックス４１８を有し、情報ボックス４１８は主題別の情報を含有する。ディスプレイ画面４１６は、また、選択されたモジュールの主題に固有の情報カテゴリーを挙げる情報項目（便宜上、Ａ〜Ｄで示す）を含有するメニューバー４２０を有している。１つの項目を、メニューバー４２０を介して画面４１６から選択することができ、各モジュール４１４ａ〜ｐは、特定の情報項目Ａ〜Ｄについてのそれ自体のメニューとともに、それ自体のディスプレイ画面を有しており、各項目は、多数の項目を含有するように拡張され、または、例えば、項目の下の選択可能なサブ項目を配置することにより圧縮されることができることを理解すべきである。
【００６１】
収容項目とは異なるメニューから項目を選択すると、選択されたメニュー項目に関するテキストおよび／または図が、情報ボックス４１８内に表示される。実習中、プログラムは新規ディスプレイ画面（図示せず）を生成することができる。従って、情報画面４１６は、任意の数の画面の例として使用され、さらに、そのような画面は、各項目について、一連の順序で、または一組で表示できることを理解されたい。ディスプレイ画面４１６のような一組の画面は、選択されたメニュー項目に対する患者治療プロトコルに関する指導を構成する。こうして、前記ユーザは、適当なモジュールおよび項目を選択しそれから一組の画面を介してナビゲートすることによって、主題のライブラリからの情報を検討することができる。一組の画面でのナビゲーションは、ユーザが、３つのボックス４２２、４２４および４２６、各々「戻る（Ｂａｃｋ）」、「次へ（Ｎｅｘｔ）」、および「終了（Ｅｘｉｔ）」」であって、一組の中での逆方向または前方向への進行のような画面上の対応する機能を有する前記ボックスの間で選択することによって達成される。もし、「戻る」または「次へ」の機能が不可能であるならば、各々、一組の第１および最後の画面の場合であるので、前記ボックス４２２または４２４は、選択不能である。
【００６２】
例えば、モジュール４１４ｆおよび４１４ｇは、各々、一組を発生させて、ユーザに母体および新生児の蘇生について、各々教授する。ユーザは、また、上記の母体シミュレータ３００または新生児シミュレータ３０２’のようなシミュレータ１４（図１ａ）上においてＣＰＲを実行することができ、プログラム１５ａはＣＩＭ１６（図１ａ）およびセンサ３０（図１ａ）を介して、ユーザの圧迫および換気を検知する。シミュレータ１４の心肺は、気道の換気および心臓の圧迫を確立する圧力変換機と接続され、例えば、空気ラインは、シミュレータ１４の気管壁部内に設けられ、ＣＩＭ１６と接続したセンサ３０と接続され、ＣＰＲによる換気がシミュレータで実行される場合に、ＣＩＭ１６は換気活動の圧力のタイミングおよび大きさおよび体積を、空気ラインおよびセンサを介して監視する。同様に、圧縮嚢が、前記シミュレータ１４の胸の空洞内に埋め込まれて、空気ラインによってＣＩＭ１６に取り付けられた圧縮センサ３０に接続した場合に、ＣＰＲの胸の圧迫手順の正しいタイミングおよび強さを検知しかつ確認する。プログラム１５ａは、ユーザの活動に関する情報を予め定めた標準と比較し、インタラクティブな訓練のセッションを提供する。
【００６３】
予め定めた標準は選択可能であり、米国心臓学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｈｅａｒｔ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）などによって定められた一次救命処置（ｂａｓｉｃ  ｌｉｆｅ  ｓｕｐｐｏｒｔ：ＢＬＳ）および二次救命処置（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｃａｒｄｉａｃ  ｌｉｆｅ  ｓｕｐｐｏｒｔ：ＡＣＬＳ）のガイドラインを含有する世界中で使用されている医療プロトコルを反映する。心肺蘇生術（ＣＰＲ）の少なくとも７つの主要なプロトコルが格納され、ユーザによって選択可能である。さらに、ユーザは、プロトコルを更新しまたは入力し、そして、心臓の圧迫および気道換気の深さ、持続時間、および振動数に関する局所的なプロトコルを反映する「新プロトコル」を格納することができる。プログラムは、一組の許容限界を用いて、ＣＰＲをテストするための新しいＣＰＲ波形を生み出す。
【００６４】
図１２に戻ると、テストボックス４１０からテストモジュール４１４ｈ〜ｊを選択すると、プログラム１５ａの実行が指示され、母体蘇生および新生児蘇生、および緊急事態のシナリオに対する他の対応のような患者看護プロトコルにおけるユーザのテストに役に立つテストシーケンスを提供する。プログラム１５ａは、患者の苦痛のシナリオの手順を通じてゆっくりと進み、ユーザに予め定めた時間を与えて対応させ、または要求される作業を完了させ、これによって、ユーザが緊急事態における困難を経験することを可能にする。例えば、プログラム１５ａは、患者を治療するためにユーザが選択しなければならない選択肢を提供することによって、ユーザをテストすることができ、そこでは、ユーザは、シーケンスが次の事象に進む前に正しい選択を実行しなければならない。プログラム１５ａは、ユーザが、ＣＩＭ１６へ入力を供給するため仮想器具１２およびセンサ３０の接続を有効化、無効化、またはチェックできるようになっている。
【００６５】
仮想器具１２（図２）が使用可能である場合は、仮想器具１２を使用して、ユーザがシミュレータ１４上で患者の看護活動を実行することができるが、対応の結果およびその質はプログラム１５ａによって監視される。あるいは、ユーザはプログラム１５ａで生成された、ソフトウェアでシミュレートされた器具１２’（図１ｂ）を使用しても良い。プログラム１５ａは、患者が蘇生（回復）するまで前記シナリオに沿って進み、ユーザの応答の現状の批評を、正しくない各選択および各動作の説明とともに提供する。テストモジュール４１４ｈ〜ｊの特徴は、ユーザが、シナリオによって予め定められた動作シーケンスがシミュレータ１４に圧迫／換気のサイクルの予め定めた個数を有するように指定でき、またはユーザがシミュレータ１４に実行した圧迫および換気行為の時間および強さを記録でき、または現実に近い音を聞くために選択肢の集合の間で選択できることである。
【００６６】
テストは、上述したように、プログラム１５ａによりまたはユーザにより定められることができる。例えば、コードメーカのテストモジュール４１４ｊ（図１２）を選択すると、第１のユーザ、例えば、指導者が、シナリオを発生させて、第２のユーザ、例えば、学生をテストすることが可能である。前記第１のユーザは、性別、体重、年齢、患者の適応症、生命徴候および心臓のリズムのような情報であって、現実的に生命徴候ボックス４０６（図１２）に反映される情報に関する一組の予備的な患者パラメータを入力することによって、テストのシナリオをもった患者シミュレータを定めることができる。指導者が定めたテストシステムは、指導者が地域的、国内的、または国際的な患者看護プロトコルにより学生をテストできるようにする。多数のアルゴリズムが、ファイルを開くことにより選択可能であり、そこには、ＢＬＳ、ＡＣＬＳ、小児科，および産科（Ｏｂｓｔｅｒｉｃ：ＯＢ）の緊急事態を有している。他のアルゴリズも生成して格納することができ、アルゴリズムは、相互にリンクしても良い。このモジュールの利点としては、指導に関する柔軟性および主題の把握を検知する力などがある。指導者が定めるアルゴリズムは、おそらくは周知の構造を持つアルゴリズムとは異なるであろうが、そうすることにより、学生による応答の丸暗記の問題を避けることができる。
【００６７】
動作は、例えば、学生が仮想器具の中から選択して患者の看護活動を行うために使用する、という学生による条件に応答してなされる。学生は、それから、仮想的に患者看護活動を実行し、または有形のシミュレータを使用することができる。
【００６８】
仮想器具教本ボックス４１２のモジュール４１４ｋ〜ｐは、出産シナリオで一般的に使用される器具についての情報を提供する。いくつかの例では、患者看護プロトコルによって仮想器具１２のいくつかをシミュレータ１４で使用する機会が提供される。
【００６９】
図１４および図１５に進む。出産プロセスの全体は、プログラム１５ａを介して、ユーザが単に初期条件、例えば、分娩時間４３０、分娩の概観４３２および圧迫の強さ４３４を定めるだけで、自動化することができる。ワープ機能は、１６時間から５分への完全な分娩の短縮を可能とする。出産は、胎児シミュレータ３０２を突起３４４に置くこと、および、カバー３２４を母体シミュレータ３００に置くことから成る。プログラム１５ａは、また、ピストン部３４６の進行速度の変更を可能にする。すなわち、最初の２〜３センチメートルは、最後の２〜３センチメートルよりもよりゆっくりと進行し、出産をより良くシミュレートする。
【００７０】
図１６を参照すると、もし、モジュール４１４ｍ（図１２）が選択されるならば、胎児仮死モニタに関する一組の画面が、指導上の情報とともに示される。例示した胎児仮死モニタ・ボックス４３６が、モニタをオンするための選択可能なオン（ＯＮ）ボタン４３６ａとともに描かれている。胎児仮死モニタ１２ｌは、シミュレータ１４と協働して、胎児心臓モニタが母体シミュレータ３００（図５ａ）のカバー３２４上に置かれ、少なくとも１のセンサ３０と相互作用するが、圧迫モニタは、カバー上に設けられた別のセンサ３０と相互作用する。
【００７１】
図１７を参照すると、新生児シミュレータ６００は、胎児シミュレータ３０２と置換えるために使用されて、プログラム１５ａによって、新生児の蘇生の実行を可能にする。一実施形態において、新生児シミュレータ６００は実質的に、在胎期間２８週の平均的なサイズの新生児のサイズである。別の実施形態において、新生児シミュレータ６００は実質的に、在胎期間４０週の平均的なサイズの新生児のサイズである。新生児シミュレータ６００は、心拍数、脈拍、酸素供給、および聴診器１２ｊまたは従来の聴診器を使用して検知可能な種々の体音を含む母体シミュレータ３００と同様の特徴の多くを表す。さらに、後述するように、新生児シミュレータ６００は、種々の機能を正しく作動させるためにかさばる外部コンプレッサや電源など外部装置への配線またはチューブによる接続を必要としない、という点で、独立式である。新生児シミュレータ６００は可搬式である。いくつかの実施形態では、新生児シミュレータはテザーレスであり、他の外部装置への配線、チューブ、またはその他の物理的接続を必要とすることなく、機能する。
【００７２】
新生児シミュレータ６００は、毛髪６０４、目６０６および６０８、鼻６１０、および口６１２を有する頭部６０２を有している。頭部６０２は、首６１４を介して胴体部６１６と接続されている。胴体部６１６は、カテーテル法のための臍の位置６１８を有する。胴体部６１６は、また、男性器および女性器の両方のピース（図示せず）を受けることができるようになった互換性のある性器の位置６２０を有する。２本の腕６２２および６２４が、胴体部６１６の上方に接続され、そこから延出する。２本の脚６２６および６２８が、胴体部６１６の下方に接続され、そこから延出する。
【００７３】
全体として３０で表されているセンサは、前述のように、種々の特徴をシミュレートするために、新生児シミュレータの皮膚の上（斑点入りで表されている）および／または皮膚の下（模型内として表されている）に配置されていても良い。胴体部６１６は、ＣＰＲを実行するためのシミュレートされた心臓、肺、および肋骨を有する。一態様において、心臓および肺は、母体のシミュレータ３００について上述したように、気道換気および心臓の圧迫を確認するために圧力変換機と接続されている。胴体部６１６は、また、電源およびワイヤレス通信装置など、他の部品を含む。一実施形態において、電源は、リチウムイオン電池５セルの充電可能なパックである。一態様において、電源は、通常は肝臓用に取ってある領域に配置する。
【００７４】
新生児シミュレータ６００の機能の全てを在胎期間２８週または４０週の新生児のサイズのマネキンに納めるため、多数ある電子部品は適切なサイズにし、必要とされる位置でマネキン内に正確に配置しなければならない。一実施形態において、新生児シミュレータ６００の電子部品は、一般的なマザーボード上に配置するのではなく、機能に応じて、より小さいモジュールにまとめられている、例えば、図１８は、新生児シミュレータ６００で用いるものとして可能な一組のモジュール６３０を示す。この一組のモジュール６３０は、新生児シミュレータ６００をコンピュータに連結するマスター・モジュール６３２と、ＥＣＧ信号を発生するモジュール６３４と、心音、肺音、声、およびコロトコフ音などの音声を発生するモジュール６３６と、胸の圧迫、気道の換気、血圧、およびコンプレッサなどの圧力を検知するモジュール６３８と、挿管を監視するモジュール６４０と、バルブおよびＬＥＤを駆動するモジュール６４２と、ワイヤレス・インターフェースおよびＵＳＢ?ＲＦなどの接続を提供するモジュール６４４と、声用の音を作成するモジュール６４６と、声以外の音を作成するモジュール６４８とを有する。これらのモジュール６３２〜６４８の１若しくはそれ以上を組合わせて、新生児シミュレータ６００の特徴をいくつでもシミュレートすることができる。
【００７５】
図１９を参照すると、新生児シミュレータ６００は、口６１２および鼻６１０経由でアクセス可能な、現実に近い気道６５０を有する。気道６５０は、従来の気道の付属物を受入れることができ、例えばモジュール６４０などのようなセンサが、従来の気道の付属物が置かれているか否か、または流体が気道を通過したか否かを調べるために配置されている。一実施形態では、モジュール６４０は、例えば気管内チューブのような気道の付属物の位置を監視し、この付属物の位置が高過ぎる、低過ぎる、またはちょうど良いことを調べる光学センサである。新生児シミュレータ６００は、また、シミュレートされた胃に向かって胴体部６１６へ延出した、シミュレートされた食道６５２を有する。
【００７６】
図２０を参照すると、新生児シミュレータ６００は、また、呼吸、脈拍、および関連した新生児の生理的状態をシミュレートするための空気供給システム６５４を有する。空気供給システム６５４は、マフラー６５６、コンプレッサ６５８（ニュージャージー州のＴ?Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｐｕｍｐｓから入手可能なＴ２?０３?Ｅ型のようなシングル・ダイアフラム・コンプレッサであっても良い）、チェックバルブ６６０（適切なバルブはフロリダ州のＧｕｌｆ  Ｃｏｎｔｒｏｌｓから入手することができる）、コンプレッサ・コントローラ６６２、一次アキュムレータ６６４、および二次アキュムレータ６６６を含む。あるいは、コンプレッサはロータリー・コンプレッサまたはその他の適切なコンプレッサであっても良い。
【００７７】
操作において、空気供給システム６５４は、以下のように加圧空気を新生児シミュレータ６００に供給する。大気６６８またはタンクからの空気が、入力マフラー６５６を通ってコンプレッサに入る。コンプレッサ・コントローラ６６２は、一次アキュムレータ６６４内の圧力を維持するために用いる。チェックバルブ６６０は、空気フローが確実に正しい向きとなるようにする。二次アキュムレータ内で予め定められた圧力を維持するために、圧力調整器（図示せず）を用いることもできる。一次アキュムレータおよび二次アキュムレータは、新生児シミュレータ６００のアクチュエータに接続され、空気の供給を制御する。一実施形態において、一次アキュムレータはアクチュエータに接続されて、気道６５０への空気供給を制御する。一実施形態において、二次アキュムレータはアクチュエータに接続されて、肺への空気供給を制御する。コンプレッサ・コントローラ６６２は、選択的に電力をコンプレッサ６５８に供給し、一次アキュムレータ内で望ましい圧力を維持する。一実施形態において、望ましい一次アキュムレータの圧力の概略値は４．５〜５．５ｐｓｉであり、望ましい二次アキュムレータの圧力の概略値は１．５ｐｓｉである。いくつかの実施形態において、空気供給システム６５４は、さらに、シミュレートされた循環系に接続されて、シミュレートされた脈拍を提供するなど、シミュレートされた循環系を促通する。
【００７８】
空気供給システム６５４の部品は、システムが発生するノイズを最低限に抑えるように配置、絶縁、および弱音化されている。ユーザは聴診器を用いて新生児シミュレータ６００の心臓や呼吸を評価するのであるから、空気供給システム６５４からの過度のノイズはユーザにとって邪魔になり、気が散る原因となる。そのために、空気供給システム６５４の一部を新生児シミュレータ６００の頭部６０２および両手両足（腕６２２、６２４および脚６２６、６２８）内に収納しても良い。
【００７９】
例えば、一実施形態によると、コンプレッサ６５８、チェックバルブ６６０、およびコンプレッサ・コントローラ６６２は頭部６０２内に配置され、マフラーおよびアキュムレータ脚６２６、６２８内に配置されている。頭部の部品により発生するノイズは、図２０に概略を示した音緩衝エンクロージャ６７２により遮断される。一実施形態によると、音緩衝エンクロージャ６７２は、遮音体として機能する第一の層と、マスバリヤとして機能する第二の層とを有する２層システムである。一態様において、遮音体およびマスバリヤは、ＥＡＲ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓからの雑音防止物質で形成されている。さらに、コンプレッサ６５８が発生する排気は、新生児シミュレータ６００の脚６２６、６２８の中へ送られる。各脚６２６、６２８は、マフラーシステムおよび空気タンクを含む。マフラーシステムは「うるさい」排気を緩衝し、新生児シミュレータ６００で呼吸および脈拍のシミュレーションに用いる「静かな」空気をタンクに供給する。一態様において、脚６２６、６２８自体が、空気タンクとして機能し、漏れを防止するために密閉されている。
【００８０】
図２１は、マフラーシステム６７４の一実施例を示す。マフラーシステム６７４は、うるさい空気の音を緩衝する３つの離れた部分６７６、６７８、および６８０を有する。各部分６７６、６７８、および６８０は各々、遮音体として機能する第一の層６８２、６８４、および６８６と、マスバリヤとして機能する第二の層６８８、６９０、および６９２とを有する。一態様において、遮音体およびマスバリヤは、音緩衝エンクロージャ６７２として上述したＥＡＲ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓからの雑音防止物質と同様なもので形成されている。うるさい空気はチューブ６９４を介してマフラーシステム内へ送られる。次いで、静かな、すなわち緩衝された空気が、チューブ６９６を介してマフラーシステムから出る。一実施形態において、各脚６２６、６２８は、マフラーシステムの他、雑音防止物質を裏張りしてあり、ノイズをさらに弱め、緩衝する。
【００８１】
一実施形態において、手および足は、顔および上部胴体部とともに、適当な血液への酸素の送り込みまたは酸素不足により色彩を変化させる。血液への酸素の送り込みが減少すると、まず両手両足が色彩を変化させ（末梢性のチアノーゼ）、続いて顔および上部胴体部が色彩を変化させる（中枢性のチアノーゼ）。そのような変化は、血液中の酸素の送り込みが進むにつれて可逆性がある。一実施形態においては、新生児の酸素がなくなった時間の長さによって色彩変化およびこれに対応する生命徴候の変化が開始する場所が決まり、新生児をうまく健康な状態に戻すために必要な作業が決まる。いくつかの実施形態において、シミュレータは、中枢部および末梢部の色彩を別々に変化させる機構を有する。この機構は、いくつかの実施形態では、青いＬＥＤまたは他のライトを用いてチアノーゼをシミュレートする。
【００８２】
一実施形態において、感熱着色システムは、論理的にプログラム１５ａと接続され、例えば、指導者が、新生児の条件を明確に定める。その後、着色は、ユーザによって実行されるＣＰＲの質に対応し、向上、悪化、現状維持のいずれかとなる。比較すると、成人は酸素がなくても５〜１０分耐えられる。母体または母体シミュレータ３００は、正常な成人よりも速く酸素を使うため、より早く影響を受ける。他方、新生児は、酸素がなくても１５分ほど耐えられるが、約３０分で死亡する。従って、低酸素事象が５〜７分である場合、新生児シミュレータ６００はかなり簡単に「ピンク色に戻る」。低酸素事象が１２〜１５分である場合、回復はより遅く、ユーザ側の作業がより多く必要となる。さらに、低酸素事象が２０分を超える場合、エピネフリンを使ったとしても、ユーザが新生児シミュレータ６００を「ピンク色に戻す」ことは非常に難しく、新生児シミュレータ６００は死亡したり、脳性麻痺のような一生涯続く疾患を負うことになり得る。
【００８３】
一実施形態において、指導者は、図２２の画面ディスプレイ７００で示したように、新生児シミュレータ６００のチアノーゼの程度を選択することができる。画面ディスプレイ７００には示されていないが、指導者は、また、新生児シミュレータ６００の腕６２２、６２４および脚６２６、６２８の筋緊張度（例えば、ふにゃふにゃ、適度に柔軟、動きなど）や「発語」（例えば泣き、うめき、喘鳴など）など、新生児シミュレータ６００のその他の属性を選択または定義することができる。新生児シミュレータ６００の生命徴候および回復は、図２３に示したように、ディスプレイ７０２を用いて監視することができる。プログラムは、また、色彩の変化を望まないならば、オーバーライドを提供する。
【００８４】
図２４〜２７において係合システム７４０が示されており、このシステムは、胎児または新生児シミュレータ３０２、６００を母体シミュレータ３００と選択的に係合させる受け部３４２および突起３４４のシステムの代替実施形態である、。係合システム７４０は、機構７４４と係合する機構７４２を有する。いくつかの実施形態においては、機構７４２は胎児または新生児シミュレータ３０２、６００内に配置され、機構７４４は母体シミュレータ３００内に配置される。一実施形態において、機構７４２は受け部３４２を代替し、また機構７４４は突起３４４を代替するようになっている。別の実施形態では、機構７４２は母体シミュレータ３００内に配置され、機構７４４は胎児または新生児シミュレータ３０２、６００内に配置される。
【００８５】
特に図２５を参照すると、機構７４２は、開口部７４６が貫通するように延びたハウジング７４５を有する。本実施形態において、開口部７４６は中心に配置され、実質的に円筒形である。別の実施形態において、開口部７４６は、その他の種々の断面形状を有することができ、これには多角形、不規則な形状、その他の形状などが含まれる。機構７４２は、また、ロック部７４８を有する。ロック部７４８およびハウジング７４５は、永久的に一緒に固定（例えば接着）されていても良いし、一時的に一緒に固定（例えばネジで嵌合）されていても良い。さらに、ロック部７４８および／またはハウジング７４５は、この２つのピース間の嵌合を行い易くするために、図示されていない追加的特徴を有しても良い。別の実施形態においては、ハウジング７４５およびロック部７４８は一体型のピースである。
【００８６】
図２６で示したように、ロック部７４８は本体７４９を有する。本体７４９は、機構７４２の開口部７４６と接合するようになっている。従って、本実施形態において、本体７４９は実質的に円筒形であるが、別の実施形態では、開口部７４６と合うような、その他の断面形状を有することができる。ロック部７４８は、さらに、ロックピン７５２を、図２６に示した延出位置から、縮退位置へ動かすアクチュエータ７５０を有する。一実施形態において、ロックピン７５２の縮退位置は実質的に、ロック部の本体７４９内である。後述のように、ロックピン７５２を選択的に延出および縮退することにより、機構７４２が選択的に機構７４４と嵌合される。このようにして、胎児および新生児シミュレータ３０２は選択的に母体シミュレータ３００と係合する。いくつかの実施形態において、アクチュエータ７５０は、ソレノイドによって選択的に作動する。いくつかの実施形態において、ソレノイドは、アクチュエータ１５０に近接した胎児または新生児シミュレータ、または母体シミュレータ３００内に配置される。いくつかの実施形態において、ソレノイドは、機構７４２内に配置される。いくつかの実施形態において、ソレノイドは、ワイヤレス装置またはコンピュータシステムで作動され、指導者が選択的に胎児または新生児シミュレータを解放することができる。
【００８７】
特に図２７を参照すると、機構７４４は本体７５４を有する。本実施形態では、本体７５３は実質的に円筒形であるが、別の実施形態では、その他の断面形状を有する。機構７４４は、また、係合部７５４を有する。係合部７５４は、実質的に正方形の断面形状を有するが、別の実施形態では、その他の断面形状を有する。係合部７５４は、さらに、これを通って延びた開口部７５５を有する。開口部７５５は、機構７４２のロック部７４８を受けるようになっている。係合部７５４は、また、ロック穴７５６を有する。ロック部７４８のロックピン７５２は、延出時に、ロック穴７５６と嵌合される。縮退時には、ロックピン７５２は、ロック穴７５６から縮退して、ロック機構７４８を係合部７５４から解放する。
【００８８】
図２８を参照すると、胎児または新生児シミュレータ３０２、６００を選択的に回転させるシステムが示されている。前記システムは、カム３４８ａを、胎児シミュレータを回転させる第一の位置と胎児シミュレータを回転させない第二の位置との間で動かすようになっている。このように、前記システムは、出産のシミュレーション中に胎児シミュレータを選択的に回転させる、または回転させないために用いることができる。いくつかの実施形態において、カム３４８ａを軌道３４７ａ〜ｂに近接する位置に縮退させると、胎児シミュレータの回転が防止される。いくつかの実施形態において、カム３４８ａは、第一の位置よりも回転量が少ない、いくらかの回転を胎児シミュレータに与えるための中間位置までさらに動くことができる。いくつかの実施形態において、カム３４８ａは、複数の中間位置の間で動くことができ、各位置で、異なる回転運動量が可能になる。いくつかの実施形態において、前記複数の中間位置および前記回転運動量は連続的である。いくつかの実施形態において、前記複数の中間位置および前記回転運動量は離散的である。
【００８９】
前記システムは、カム３４８ａを選択的に縮退させるようになっているソレノイド７６０を有する。ソレノイド７６０は、延長部７６１および固定部材７６２を介してカム３４８ａと接続されている。一実施形態において、固定部材７６２はボルト、スクリュ、その他のネジ部材、またはその他のカム３４８ａを延長部７６１に接続する機構である。カム３４８ａは、固定部材７６４および７６６を介して軌道３４７ａに接続される。固定部材７６４および７６６は、いくつかの実施形態においては、ボルトおよびナットである。固定部材７６４および７６６は、また、カム３４８ａが軌道３４７ａに関して望ましくない並進および回転運動をすることを防止する働きもする。別の実施形態において、カム３４８ａおよびソレノイド７６０は、軌道３４７ａに沿って並進するようになっていても良い。さらに、いくつかの実施形態においては、カム３４８ａは軌道３４７ａに関して回転運動をするようになっていても良い。いくつかの実施形態において、カム３４８ａの位置は、指導者またはコンピュータプログラムにより遠隔制御され、また、いくつかの実施形態においては、ワイヤレスで遠隔制御される。前記システムを軌道３４７ａおよびカム３４８ａに関して説明したが、同システムは軌道３４７ｂおよび３４８ｂにも当てはまる。
【００９０】
例示的な実施の形態を示して説明してきたが、広範囲な修正、変更、および代替が前述した開示において意図され、いくつかの例では、本実施の形態のいくつかの特徴は、他の特徴を伴って使用せずに採用することができる。前述の記載において実施形態の範囲を逸脱せずにさまざまな変形態様を実施することができることを理解すべきである。例えば、システム１０は、プログラム１５ａおよび／または仮想器具１２およびセンサ３０を単に修正することによって修正することができる。従って、添付の特許請求の範囲は、広範囲にかつ実施形態の範囲と整合するように解釈されることが適当である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
2010506217.tif 000004
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2010506217.tif 000007
【図４】
2010506217.tif 000008
【図５ａ】
2010506217.tif 000009
【図５ｂ】
2010506217.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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