(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力パラメータの感知および出力パラメータの制御のための電気回路構成を備える、医療実習のための人体解剖模型であって、
前記人体解剖模型が、前記電気回路構成によって発生した熱の伝導のために、前記電気回路構成から離れている金属を含む冷却板を備え、
前記冷却板が、腿、骨盤、首（頭）、および腕から成る群の少なくとも１つに直接的または間接的に接続されることにより構造部としての役割を果たし、
前記冷却板が、前記人体解剖模型の主盤を包囲するファラデー箱の少なくとも一部を構成する、
ことを特徴とする、人体解剖模型。
【請求項２】
前記冷却板が、前記主盤によって発生した熱の放散のために、前記主盤に対して実質的に平行に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の人体解剖模型。
【請求項３】
前記冷却板が、前記冷却板の一面から他面への空気の循環のために配置され、かつ冷却空気の貫流のための少なくとも１つの開口部を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の人体解剖模型。
【請求項４】
送風機が、前記開口部のうち少なくとも１つを通じて空気流を提供するために前記冷却板と共同して配置されることを特徴とする、請求項３に記載の人体解剖模型。
【請求項５】
前記冷却板が、冷却空気が前記冷却板と前記主盤との間の空間内に流れているように配置されることを特徴とする、請求項３または４に記載の人体解剖模型。
【請求項６】
熱を発生する前記主盤上の要素、および前記冷却板内の開口部が、冷却空気が前記要素上に直接流されるように対応する場所内に配置されることを特徴とする、請求項３〜５の何れか一項に記載の人体解剖模型。
【請求項７】
前記冷却板が、発熱する電気回路構成と熱接触していることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の人体解剖模型。
【請求項８】
前記人体解剖模型内で生成された実質的に全ての熱が、前記人体解剖模型の外部を通じた熱伝導によってその周囲に導かれることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の人体解剖模型。
【請求項９】
前記開口部が金属格子で覆われ、前記格子は前記ファラデー箱の一部を構成し、前記ファラデー箱を通じて空気が自由に流れることができることを特徴とする、請求項３に記載の人体解剖模型。
【請求項１０】
前記冷却板が、前記人体解剖模型の胴内に配置され、前記胴の幅の少なくとも２分の１の幅を有することを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の人体解剖模型。
【請求項１１】
心臓圧迫用抵抗バネのための受容部が、前記冷却板の一部として配置されることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載の人体解剖模型。
【請求項１２】
前記人体解剖模型が、複数の前記冷却板を備えることを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の人体解剖模型。
【請求項１３】
前記冷却板のうち少なくとも２つが、互いに熱的に接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の人体解剖模型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体解剖模型内部の電気機器および電気機械機器によって発生した熱を放散させるための手段を備える、医師などの実習のための人体解剖模型に関する。具体的には、本発明は、前記熱放散のための冷却板を備えるこのような人体解剖模型に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力パラメータおよび入力パラメータの制御のための電子機器を備える実習用人体解剖模型が以前から知られている。このようなパラメータは、心臓圧迫等の医療実習生によって行われる行動の感知、または音生成等の出力パラメータの作動、または電気機械駆動装置を用いた震動を含み得る。内部により多くの電子機器を有するこのような人体解剖模型が連続的に開発されるにつれ、人体解剖模型の内部で生成される熱は増加する。内部の過熱を防止するために、当該電子機器から、かつ、当該人体解剖模型の外にこの熱を排出しなければならない。過熱は、前記パラメータの制御のためのＣＰＵ（中央処理装置）等の様々な機器の機能不良をもたらす。
【０００３】
当該問題を解決する明らかな手段は、貫流空気で人体解剖模型の外に熱を排出するために、人体解剖模型内に複数の通気孔を配置することだろう。内部で加熱された空気はその後、新鮮でより冷たい外気に取って代わられるだろう。しかしながら、人体解剖模型は実際の状況と可能な限り近い実習経験を提供すべきであり、通気孔は自然な外見および感触を有しないだろう。加えて、このような孔を通じて、塵、および望ましくない粒子または有機体が当該人体解剖模型に進入し得る。当該人体解剖模型内の換気を確実にするために、騒音およびさらなる熱生成を生み出す強力な送風機が必要とされ得る。
【０００４】
別の手段は、熱を発生する電子機器および作動装置を、可能な限り当該人体解剖模型の外に移動することによって当該問題を未然に防ぐことだろう。特許公開ＵＳ  ５，７７２，４４３（米国特許第５，７７２，４４３号公報）（ランポタング（Lampotang））に記載されているような人体解剖模型を用いる場合、これは解決法となる可能性がある。ここで、当該人体解剖模型は多数の器具を有する作業台上に置かれる。しかしながら、病院または特定の実習場所に向かわない実際の状況での使用のための人体解剖模型を用いる場合、当該人体解剖模型は、大量の接続した装備を携えることなく容易に動かせることが望ましい。当該電子機器および作動装置はそれ故、当該人体解剖模型の外側ではなく内側に配置されるべきである。これは、例えば、事故現場で自然に配置される自立体（人体解剖模型）を用いた実際の事故状況の設定も容易にする。
【０００５】
従って、人体解剖模型内にて電子機器および電気機械機器、またはその他の機器によって発生する熱を処理することにより、機器を当該人体解剖模型の外に移動する必要性を回避し、一方で当該人体解剖模型の皮膚内の通気孔を回避する。当然ながら、電力供給装置または通信インターフェース等の何種かの機器は、ことによると当該人体解剖模型の外側にあるが、当該所望の解決法は、当該機器の何れも当該人体解剖模型の外に移動することを過熱の問題が原因で必要とさせるべきでない。従って、本発明の目的は、このような解決法が組み込まれる人体解剖模型を提供することである。
【発明の概要】
【０００６】
前記目的は、本発明による人体解剖模型によって解決される。このような人体解剖模型は、入力パラメータの感知および出力パラメータの制御のための電気回路構成を備える、医療従事者などの実習のための人体解剖模型である。それは、前記電気回路構成によって発生する熱の伝導のために、前記回路構成から離れている金属を含む板を備える。さらに、当該板は、それが、腿、骨盤、首（頭）、および腕から成る群の少なくとも１つに直接的または間接的に接続されている時に、当該人体解剖模型の構造部としての役割を果たす。加えて、当該板は、人体解剖模型の主盤を囲むファラデー箱の少なくとも一部を構成する。
【０００７】
以下の検討から理解されるように、このような板、つまり冷却板は、上述の種類の人体解剖模型内に用いられる場合、多数の利点を有する。
【０００８】
有利に、前記冷却板のアルミニウムは、当該板に高度な構造強度および熱伝導特性を与える。加えて、アルミニウムは軽くかつ安い金属であり、腐食が原因の劣化にさらされない。
【０００９】
当該板に実質的な構造部としての役割を果たさせることで、当該板が冷却に加えてさらなる目的を果たすことを実現する。従って、当該板は、当該人体解剖模型の中央接続部を構成できる。例えば、人体解剖模型の腕または脚／腿の構造構成部は、当該板に直接接続されてよい。しかしながら、このような構成部は、当該板と当該身体部分を架橋するさらなる構造を通じて、当該板に間接的に接続することもできる可能性がある。例えば、当該板は、当該人体解剖模型の脚または腿にも接続される骨盤構成部に接続できる。
【００１０】
本発明の有利な一実施形態によれば、当該冷却板は、前記主盤によって発生する熱の放散のために、当該人体解剖模型内の電気主盤に対して実質的に平行に配置される。このようにして、当該主盤上の要素からの熱伝導は、当該冷却板に効率的に提供される。当該主盤上の要素のさらにより効率的な冷却を実現するために、当該板は、空気の循環のために当該板の一面から他面へ配置され、空気流を前記要素の上方に与える。
【００１１】
特に有利な一実施形態では、当該板は、冷却空気の貫流のための少なくとも１つの開口部を備える。送風機は、前記開口部のうち少なくとも１つを通じて空気流を提供するために、当該冷却板と共同して配置されることが好ましい。また、当該板は、空気流を当該主盤上の要素の上方に向けるために、冷却空気が当該板と前記主盤との間の空間内に流れるように配置される。
【００１２】
ＣＰＵ等の、特に発熱する要素または必要不可欠な要素の効果的な冷却のために、当該要素を、前記要素の上方に向けられた空気のために、当該冷却板内の開口部の正反対の位置に直接配置することができる。このような要素の冷却効率を促進する別の可能な方法は、冷却板の一部を前記要素と熱接触するように配置することである。
【００１３】
本発明の有利な一実施形態に特有なのは、当該人体解剖模型内で生成される実質的に全ての熱が、模倣皮膚等の当該人体解剖模型の外部を通じた熱伝導によってその周囲に導かれることである。このようにして、当該人体解剖模型の外部（皮膚）内の非現実的な通気孔が回避され、実習生のためにより真正な実習経験をもたらす。
【００１４】
金属を含み、人体解剖模型の主盤を囲むファラデー箱の一部を構成する冷却板を有することで、当該冷却板にさらにもうひとつの目的を部分的に果たさせる。当該人体解剖模型の主盤は多種の電気回路構成を保持するので、ファラデー箱は、ＥＭＣ規制（電磁適合性）を遵守するためにその周辺に配置されるべきである。このような規制は特に厳しくあり得るが、その理由は、当該人体解剖模型は、繊細な電子設備が用いられる病院での使用を考慮されるべきだからである。当該冷却板が空気流のための１つ以上の開口部とともに適合される場合、好ましくは、当該開口部は、電磁波を遮断するための金属格子で覆われるが、空気流を自由に通すべきである。
【００１５】
具体的な一実施形態では、本発明による人体解剖模型は、聴診器等の聴取装置の存在を感知するための感知手段を備える。加えて、当該送風機は、このような聴取装置の存在の最中に電源を切られるように適合される。当該送風機は作動時に多少の騒音を生成し得るので、この特長は、当該送風機が聴取順序を妨げないことを確実にする。
【００１６】
当該冷却板は当該人体解剖模型内に配置され、その胴の幅の少なくとも２分の１の幅を有することが好ましい。このような大型の板を有することで、当該人体解剖模型の外に、実質的にその皮膚を通じて伝導されることになる熱の広範な拡散をもたらす。熱の広範な拡散は皮膚上に異常に温かい場所を全くもたらさず、通気孔の必要性が回避されることに繋がる。
【００１７】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、当該冷却板は、心臓圧迫用抵抗バネのための受容部とともに配置される。このようなバネは、胸部が心臓圧迫の実習訓練などの場合に押下される場合、当該胸部に対して抵抗を与えるために当該人体解剖模型内に配置できる。この特長を当該冷却板内に取り込むことによって、当該同一の目的に特化した構造要素を有することを回避する。
【００１８】
当該人体解剖模型内に配置された板を１つのみ有する代わりに、本発明の１つの実施形態は２つ以上の板を適用する。好ましくは、当該板は熱接触を有し得る。それらは、例えば、熱伝導性の蝶番関節とともに蝶番で留められ得る。
【００１９】
本発明の要約された記載、および、本発明による実施形態の下記の実施例によって理解されるように、本発明は数多くの利点を有する：
当該効率的な冷却板は、発熱する構成部を冷却するための送風機の使用を最終的に最小限にする。その周囲環境の温度に依存する場合、送風機を用いる必要が全くない可能性がある。送風機の使用が必要である場合、大型の当該冷却板およびその効率的な設定は、最終的にこのような使用の必要性を最小にする。上述したように、記載されている種類の人体解剖模型は、医療実習の目的のためのあらゆる所望の騒音または生成される騒音を除いては、全くまたはほとんど騒音を生成しないことを要求され得る。
当該冷却板は構造上の要件を満たす。
大型の当該板のおかげで、当該生成される熱は、当該人体解剖模型の皮膚を通じた熱伝導によって放出できる。通気開口部を全く必要とせず、皮膚表面上に異常に温かい場所は全く生じない。
当該冷却板は、心臓圧迫用抵抗バネのための強力な受容構造部を備えることができ、この目的に特化した構造を割愛できる。
当該冷却板は、ファラデー箱の少なくとも一部を構成することによって、電磁適合性（ＥＭＣ）要件を満たすことに貢献する。
【００２０】
下記において、本発明の一実施形態の詳細な一例が下記の図面を参照して与えられている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による人体解剖模型の胴部分の図である。
【図２】本発明による人体解剖模型の胴部分の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による人体解剖模型内に配置された冷却板の斜視図である。
【図４】異なる角度から見た、図３の冷却板の斜視図である。
【図５】胴の内部に配置されるように適合された主電気回路盤の斜視図である。
【図６】当該冷却板を示し、いくつかの発熱する電気機器の上方に流れる空気を冷却する胴を通じた断面図である。
【図７】ＣＰＵの冷却のための具体的な設定を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態による人体解剖模型の胴１の前部を図示している。図で示されているように、当該胴は複数の様々な構成物から成る。使用中に、模倣皮膚（図示せず）は示されている部分を覆い、当該人体解剖模型に現実的な外観を与える。図２は分解図における同一の胴１を示し、同図ではさらなる構成部を見ることができる。上蓋１ａ（蘇生演習に適合することが好ましい）、側蓋１ｂ、および底蓋１ｃは、当該模倣皮膚に加え、胴１の外側部を構成する。底蓋１ｃは当該胴の後部を構成する。底部１ｃに対して実質的に平行なのは、配置された人体解剖模型の主盤３である。主盤３は、様々な人体解剖模型の機能の制御のための様々な電気機器を含む。主盤３は、図５を参照してさらに説明される。
【００２３】
冷却板５は、主盤３の付近および上方に配置される。本実施形態では、冷却板５はアルミニウムでできており、軽量、さらなる構造的頑健性、および高い熱伝導性を与える。冷却板５は、当該人体解剖模型の腕（図示せず）の接続のための接続フランジ５ａ、頭（首）用接続フランジ５ｂ、および骨盤用接続フランジ５ｃを備える。骨盤用接続フランジ５ｃの代わりに、腿用接続フランジ（図示せず）を有するより長い冷却板５、あるいは、冷却板５と腿の接続部との間の１つ以上の板（またはその他の要素）さえも想像できるだろう。
【００２４】
図３および４は、冷却板５の上側および下側をそれぞれ示す。当該板の周辺から離れて、冷却空気の貫流のための２つの開口部５ｄおよび５ｅがある。開口部５ｅと接続しているのは、冷却板５の特有の冷却部５ｆである。冷却部５ｆは、弾性の熱導体５ｇを通じて発熱するＣＰＵに熱的に連結される。当該ＣＰＵは特有の冷却要件を有する。このことはさらに以下でより詳細に説明される。
【００２５】
板５内で中心に配置されているのは、心臓圧迫用バネ（図示せず）の受容のための凹部５ｈの形態にあるバネ受容部である。当該バネは、心臓圧迫演習のために胸部に弾性抵抗を提供するために用いられる。板５がない場合、当該バネの受容に特化した力学的強度を有する構造を提供する必要があるだろう。従って、冷却板５がある場合、このような追加の構造は有利に回避される。冷却板５と当該バネとの間における良好な熱的接続を用いて、当該バネは板５から離れて熱を伝導することもできるだろう。好ましくは、当該冷却板は成形アルミニウム板であり得る。
【００２６】
１つの単独の冷却板を有する代わりに、より多くの板を同一の方法で用いることもできるだろうということに留意されたい。好ましくは、その複数の板を熱的に接続することができるだろう。それらは、例えば、ともに蝶番で留めることができるだろう。
【００２７】
図５は、図２に示されている人体解剖模型の主盤３をさらに詳細に図示している。主盤３の周辺は、人体解剖模型の胴１内に備えるように適合される。人体解剖模型の胴１の後ろに主盤３を位置付けることは有利であるが、その理由は、こうすることで大きい主盤が適するようになるからである。当然ながら、複数の回路盤も配置することができるだろうが、このことは不必要に煩雑かつ高価だろう。主盤３の１つの角部の近くに、除細動器（図示せず）から受け取った電気エネルギーの放散のための２つの大きい抵抗器３ａが配置される。従って、これらの抵抗器３ａの使用によって、除細動器からのエネルギーは制御された状態で放散され、その付近に配置された冷却板５は、胴１の全体にわたって発生した熱を拡散する。本実施形態では、除細動器の使用は、抵抗器３ａ内で放散された１２Ｗの周期的効果をもたらす。通常動作下では、この主盤３は約１２Ｗを放散する。
【００２８】
最も発熱する構成部の多くは、主盤３上の同一領域内に配置されることが好ましい。当該要素は互いを加熱することになるので、このような配置は不利であると考えるだろう。しかしながら、この構成は、空気流を送風機１１（図６）から直接最も温かい構成部上へ向けることを可能にする。
【００２９】
図６は、人体解剖模型の主盤３および底蓋１ｃに関する、冷却板５の配置を示す断面図である。簡単のために、図２で示されている上蓋は本図で省略されている。模倣皮膚７の層は、胴１の蓋１ａ、１ｂ、１ｃの周辺に配置され、内部の空気を大幅に封入する。
【００３０】
主盤３は、冷却板５と底蓋１ｃとの間に配置される。図６から分かるように、空間９は、主盤３と冷却板５との間に密閉される。この空間９内の空気はそれ故、主盤３上の様々な電気的要素によって加熱される。この熱はその後冷却板５に移動される。加えて、上記で簡潔に述べたように、冷却板５は２つの開口部５ｄおよび５ｅを備える。小さい送風機１１は、開口部５ｄを通じて空間９内に空気流を提供するために、開口部５ｄ内に配置される。その空気はそれ故、胴１内の空隙から主盤３と冷却板５との間にある空間９内へと流れ、最終的に熱風として開口部５ｄを通じて外に逆流する。従って、（比較的）冷たい空気が空間９内に引き込まれ、その後冷却される発熱する電気的要素を通過して流される。これは閉回路であることに留意されたい。空気は当該人体解剖模型の外側から引き込まれないが、その内部の空間から引き込まれる。その空気はそれ故、冷却板５と主盤３との間にある空間９内で加熱され、皮膚７等の、当該人体解剖模型の外部に熱を移動することによって、この空間９の外側で冷却される。その熱は皮膚７を通じて当該人体解剖模型の外に伝導される。
【００３１】
送風機１１は、必要な場合に空間９を通じて空気流を提供するために有利に制御される。本発明による人体解剖模型を用いたいくつかの実習状況の最中に、その実習生は心音または肺音等の体の音に耳を澄ます。場合によっては、送風機１１は雑音を生成し得る。従って、本発明の一実施形態によれば、当該人体解剖模型は、聴診器等の医療用聴取装置の存在を感知するための感知器を備える。このような存在を感知する場合、送風機１１の制御は、このような聴取行動を妨害することを避けるために、短時間送風機１１を停止するように適合される。しかしながら、必要不可欠な電気的要素の温度が、好ましくは、任意の臨界温度に達する前に送風機１１を始動させるために監視されるべきである。
【００３２】
特に有利な一実施形態では、図６で示されているように、冷却板５は、主盤のＣＰＵ３ｂ（中央処理装置）付近に直接配置される特有の冷却部５ｆを有する。図３および４で恐らく最良に示されているように、冷却部５ｆは、空気が側面に沿って冷却部５ｆの上方に流れている状態で、開口部５ｅの隙間より低い高度を有する板部である。それ故、冷却部５ｆは特に効率的に冷却される。図７でさらに詳細に示されているように、冷却部５ｆは、弾性の熱導体１３ａおよびアルミニウム板１３ｂを通じてＣＰＵ３ｂと熱接触している。冷却板５とＣＰＵ３ｂとの間のこの直接の熱接触は、ＣＰＵ３ｂによって発生した熱の効率的な除去を提供する。
【００３３】
本発明の好ましい一実施形態では、冷却板５は、主盤３を包囲するファラデー箱の一部を構成する。上記で簡潔に述べたように、本発明による種類の人体解剖模型に対する厳しいＥＭＣ要件（電磁適合性）があり得る。ファラデー箱は、このような適合性を保証する有効な手段である。アルミニウム等の金属でできている冷却板５を有する場合、それはこのようなファラデー箱の一部であり得、それによってさらにもう一つの目的を果たす。当然ながら、当該ファラデー箱は、主盤３を完全に被包するために、好ましくは底蓋１ｃによって完成されなければならない。
【００３４】
当該冷却板の大きさは、その胴幅の少なくとも２分の１であることが好ましい。大面積を有する冷却板を配置することによって、板５から胴１内の空気への効率的な電熱が提供される。また、その大面積は当該胴の内部の熱の分配さえ保証し、当該胴の皮膚を全ての領域において多かれ少なかれ同等に温かくする。異常に温かい特有の場所は、実習生にとって非現実的な経験をもたらす。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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