(57)【要約】【課題】学習者を観察するインストラクタが患者シミュレータを制御し短時間で応答することを可能にする。【解決手段】医療事象を模擬するコンピュータ化された教育装置１０及び方法が開示される。装置１０は、複数のセンサ２２５と複数のアクチュエータ２２０とを有する患者シミュレータ２０と、患者シミュレータ２０から遠隔に配置された制御デバイス４０と、マネキン２０及び制御デバイス４０とデータ接続している基本ユニット３０と、基本ユニット３０とデータ接続している１又は複数の医療パラメータ測定デバイス２１，２２，７０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療事象を模擬するコンピュータ化された教育装置（１０）であって、
−  複数のセンサ（２２５）と複数のアクチュエータ（２２０）とを有する患者シミュレータ（２０）と、
−  前記患者シミュレータ（２０）から遠隔に配置された制御デバイス（４０）と、
−  前記マネキン（２０）及び前記制御デバイス（４０）とデータ接続している基本ユニット（３０）と、
−  前記基本ユニット（３０）とデータ接続している１又は複数の医療パラメータ測定デバイス（２１，２２，７０）と、
を備える、
コンピュータ化された教育装置（１０）。
【請求項２】
前記１又は複数の医療パラメータ測定デバイスが、ＣＰＲメータ（７０）、体温計（２１）及び血圧カフ（２２）のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１に記載のコンピュータ化された教育装置（１０）。
【請求項３】
少なくとも１つの患者シミュレータ（２０）を制御する制御デバイス（４０）であって、
−  ディスプレイ（１１０）と、
−  入力デバイス（１２０）と、
−  前記ディスプレイを生成するグラフィックスプロセッサ（１３０）と、
−  前記制御プロセッサ（１４０）に結合された複数の医療状態パラメータを格納する状態パラメータメモリ（１４２）であって、前記複数の医療状態パラメータが前記少なくとも１つの患者シミュレータ（２０）のうちの少なくとも１つの医療状態を表す、状態パラメータメモリと、
−  前記医療状態パラメータ（１４４）を表す医療状態パラメータ値を前記少なくとも１つの患者シミュレータ（２０）に転送するために、前記少なくとも１つの患者シミュレータ（１０）と通信するようにされている通信インターフェース（１５０）と、
を備える、
制御デバイス（４０）。
【請求項４】
さらに前記グラフィックスプロセッサ（１３０）に接続された加速度計（１６０）を備え、
前記加速度計（１６０）が、移動式の制御デバイス（４０）の位置を検出し、かつ前記グラフィックスプロセッサ（１３０）と協働して前記ディスプレイ（１１０）上の画面（４６）を適応させる、
請求項３に記載の制御デバイス（４０）。
【請求項５】
或る場所（１１２）での前記入力デバイス（１２０）の第１の作動が、前記グラフィックスプロセッサ（１３０）と協働して前記ディスプレイ（１１０）上に少なくとも部分的に拡大された画像（１１４）を生成するようにされている、
請求項３又は４に記載の制御デバイス（４０）。
【請求項６】
或る場所（１１２）での前記入力デバイス（１２０）の第２の作動が、少なくとも１つの前記医療状態パラメータ（１４４）の値を変更するようにされている、
請求項３〜５のいずれか１項に記載の制御デバイス（４０）。
【請求項７】
前記通信インターフェース（１５０）が、前記医療状態パラメータ（１４４）を格納する医療状態パラメータバッファを含む、
請求項３〜６のいずれか１項に記載の制御デバイス（４０）。
【請求項８】
さらに、前記医療状態パラメータ値の変化をモニターする医療状態パラメータコントローラを備える、
請求項３〜７のいずれか１項に記載の制御デバイス（４０）。
【請求項９】
患者シミュレータ（１０）であって、
−  少なくとも１つのラウドスピーカ（２１０）と、
−  少なくとも１つ又は複数の身体部分（２５０，２６０）と、
−  少なくとも１つ又は複数の前記身体部分（２５０，２６０）を動かすようにされている少なくとも１つ又は複数のアクチュエータ（２２０）と、
−  前記１つ又は複数の身体部分（２５０，２６０）のうちの少なくとも１つの操作を検知するようにされている少なくとも１つ又は複数のセンサ（２２５）と、
−  基本ユニット（３０）からのデータ信号を送受信するようにされており、かつ前記１つ若しくは複数のセンサ（２２５）又は前記１つ若しくは複数のアクチュエータ（２２０）のうちの少なくとも１つに接続されている少なくとも１つ又は複数の埋め込まれたコントローラ（２６）と、
を備える、
患者シミュレータ（１０）。
【請求項１０】
さらに、データ信号を送受信するための制御及びデータ導線（６０）を備える、
請求項９に記載の患者シミュレータ（１０）。
【請求項１１】
前記データ信号が、医療状態パラメータ値を表す信号を含む、
請求項９又は１０に記載の患者シミュレータ（１０）。
【請求項１２】
さらにマネキン識別部（２７０）を備える、
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の患者シミュレータ（１０）。
【請求項１３】
患者シミュレータ（２０）で患者のケアを模擬する方法であって、
−  １又は複数の医療状態パラメータを設定するステップと、
−  前記１又は複数の医療状態パラメータのうちの少なくとも１つのパラメータの変更を検出するステップと、
−  前記パラメータの変更を前記患者シミュレータ（２０）に送信するステップと、
−  前記患者シミュレータ（２０）の複数のアクチュエータ（２２０）又は複数のセンサ（２２５）のうちの少なくとも１つを調整するステップと、
を含む、
方法。
【請求項１４】
さらに、
−  前記パラメータの変更のうちの少なくとも１つを医療パラメータ測定デバイスに送信するステップ、
を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
医療状態パラメータ値を変更させる方法であって、
−  或る医療状態パラメータを複数の医療状態パラメータから選択するステップと、
−  選択された医療状態パラメータの第１の医療状態パラメータ値を表示するステップと、
−  前記第１の医療状態パラメータ値に対応する第１の位置から前記選択された医療状態パラメータの第２の医療状態パラメータ値に対応する第２の位置への対象の移動を検出するステップと、
−  前記第２の医療状態パラメータ値を記憶するステップと、
を含む、
方法。
【請求項１６】
さらに、
−  前記第２の医療状態パラメータ値を患者シミュレータ（２０）に送信するステップ、
を含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、
−  時間パラメータ値を選択するステップと、
−  前記時間パラメータ値を前記患者シミュレータ（２０）に送信するステップと、
を含む、
請求項１５又は１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、コンピュータによる教育装置、制御装置及び患者シミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
マネキンとは、例えば人間の救急医療及び蘇生に関わる医師、看護士、医療従事者及びその他の学習者を訓練する医学教育で教育補助手段として用いられる等身大の解剖学的人間模型である。いくつかの会社がマネキンを製造している。例えば、Ｌａｅｒｄａｌ  Ｍｅｄｉｃａｌ  ＡＳ社、Ｓｔａｖａｎｇｅｒ社、Ｎｏｒｗａｙ社は、１９６０年代から様々な形態のマネキンを製造している。一般にマネキンは、人体の全部又は一部の三次元模型であり、学習者に実際の状況を提示するために、できるだけ現実的なものになるようにされている。マネキンは、いわゆる“訓練シナリオ”によって学習者に教えるために用いられる。訓練シナリオは、現実に起こりそうな医療的緊急事態の現実的なシミュレーションとなるように構成される。インストラクタが１又は複数の訓練シナリオを始動させ、実施される訓練シナリオに学習者がどのように応答するかを注視することができる。
【０００３】
特許文献１（Ｅｇｇｅｒｔらによるものであり、Ｇａｕｍａｒｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社に譲渡された。）は、学習者に患者のケアを教えるための対話型の、コンピュータによる教育システムを開示している。このシステムは、マネキンなどの患者シミュレータで用いる対話型コンピュータプログラムと、対話型コンピュータプログラムの指導の下で模擬した患者のケア活動を行うためのバーチャル器具とを含む。対話型コンピュータプログラムは、選択されたモジュール、すなわち訓練シナリオを表示して学習者が患者のケアの手順を学ぶことを助ける。モジュールはユーザが選択して、患者のケアの手順に関わる様々な対話的訓練セッションを提示することができる。バーチャル器具は、患者のケア活動を行うために患者シミュレータと共に用いられ。バーチャル器具は、コンピュータプログラムとインターフェースするセンサと協働して対話型コンピュータプログラムに対して活動に関するフィードバックを行い、患者シミュレータにバーチャル器具を配置して使用するやり方について確認する。
【０００４】
給仕（ｐａｇｅ）とケアとを教える対話型教育システムのための様々なコンピュータアーキテクチャを記載しているその他の特許や特許出願が知られている。例えば、特許文献２（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  Ｆａｍｉｌｙ  Ｍｅｄｓｏｎ社、ケンタッキー州レキシントン）は、コンピュータベースの試験システム及び／又はエキスパートシステムのための患者の発生及び展開に関する方法及びシステムを記載している。特許文献３（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  Ｆａｍｉｌｙ  Ｍｅｄｓｏｎ社、ケンタッキー州レキシントン）は、学習者による患者への関与を模擬し、予め定められた基準と関与に対応して関与を評価することができる、コンピュータで実施されるシミュレーションと評価の方法を開示している。特許文献３に教示された方法は、少なくとも１つの予め定められた基準と学習者のプロフィールとで学習者を評価する試験エリアを形成するステップを含む。
【０００５】
特許文献４（Ｇａｕｍａｒｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社）は、ユーザに患者のケアを教える対話型教育システムを開示している。このシステムは、患者シミュレータ（マネキン）と、患者シミュレータで使用するバーチャル器具と、バーチャル器具と患者シミュレータとの間の相互作用を検知する手段とを含む。
【０００６】
特許文献５（Ｌａｅｒｄａｌ  Ｍｅｄｉｃａｌ社）は、患者のケアを教えるためなどのシミュレーションを提供する方法であって、シミュレーション事象を予め通告するシステム及びコンピュータプログラム製品を開示している。患者シミュレータなどのコンピュータ化された教育装置で、特許文献５を使用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５８５３２９２号明細書
【特許文献２】米国特許第７２７７８７４号明細書
【特許文献３】米国特許第７６５３５５６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０３０４３４７号明細書
【特許文献５】国際公開第２００９／０８８３０８号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
医療事象を模擬するためのコンピュータ化された教育装置が開示される。この装置は、複数のセンサと複数のアクチュエータとを有する患者シミュレータと、患者シミュレータから遠隔に配置された制御デバイスと、マネキン及び制御デバイスとデータ接続している基本ユニットと、この基本ユニットとデータ接続している１又は複数の医療パラメータ計測デバイスを備える。遠隔に配置された制御デバイスを用いることで、学習者を観察するインストラクタが患者シミュレータを制御し短時間で応答することが可能になる。制御デバイスはまた、複数の学習シナリオを患者シミュレータにダウンロードすることを可能にする。
【０００９】
制御デバイスは、ディスプレイと、入力デバイスと、ディスプレイを生成するグラフィックプロセッサと、上記制御プロセッサに結合された複数の医療状態パラメータを格納する状態パラメータメモリと、少なくとも１つの患者シミュレータと通信するようにされている通信インターフェースとを備える。複数の医療状態パラメータは患者シミュレータの医療状態を表し、インストラクタが複数の医療状態パラメータを動的に変えることができる。
【００１０】
開示されるある様態では、制御デバイスはさらに、グラフィックプロセッサに接続された加速度計を含む。加速度計は移動制御デバイスの位置を検出し、ディスプレイ上の画面を適応させる。
【００１１】
患者シミュレータも開示される。患者シミュレータは、少なくとも１つのラウドスピーカと、少なくとも１つ又は複数の身体部分と、少なくとも１つ又は複数の身体部分を動かすようになっている少なくとも１つ又は複数のアクチュエータと、少なくとも１つの身体部分のうちの少なくとも１つの操作を検知するようになっている少なくとも１つ又は複数のセンサと、基本ユニットからのデータ信号を受信するようになっており、１つ若しくは複数のセンサ又は１つ若しくは複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つに接続されている少なくとも１つ又は複数の埋め込まれたコントローラを備える。
【００１２】
患者シミュレータで患者のケアを模擬する方法も開示される。この方法は、１又は複数の医療状態パラメータを設定するステップと、１又は複数の医療状態パラメータのうちの少なくとも１つの状態パラメータの変更を検出するステップと、上記パラメータの変更を患者シミュレータに送信するステップと、患者シミュレータの複数のアクチュエータ又は複数のセンサのうちの少なくとも１つを調整するステップとを含む。
【００１３】
最後に、医療状態パラメータ値を変更させる方法も開示される。この方法は、或る医療状態パラメータを複数の医療状態パラメータから選択するステップと、選択された医療状態パラメータの第１の医療状態パラメータ値を表示するステップと、第１の医療状態パラメータ値に対応する第１の位置から選択された医療状態パラメータの第２の医療状態パラメータ値に対応する第２の位置への対象の移動を検出するステップと、第２の医療状態パラメータ値を記憶するステップをと含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】コンピュータによる教育装置を示す概観図である。
【図２Ａ】マネキンの例を示す図である。
【図２Ｂ】マネキンの例を示す図である。
【図２Ｃ】マネキンの例を示す図である。
【図３】基本ユニットとマネキンとの間のオーディオ接続の例を示す図である。
【図４Ａ】制御ユニットのディスプレイを示す図である。
【図４Ｂ】制御ユニットのディスプレイを示す図である。
【図４Ｃ】制御ユニットのディスプレイを示す図である。
【図４Ｄ】制御ユニットのディスプレイを示す図である。
【図４Ｅ】制御ユニットのディスプレイを示す図である。
【図５】試験方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して本発明を説明する。ここに記載される本発明の実施形態と様態は単なる例であり、保護される特許請求の範囲をいかなる意味でも制限するものではないことが理解されるであろう。本発明は特許請求の範囲とこれらの均等物によってのみ定められる。本発明の１つの実施形態又は様態の特徴は、本発明の様々な実施形態又は様態の特徴と組み合わせることができることが理解されるであろう。
【００１６】
図１は、患者シミュレータ又はマネキン２０と、基本ユニット３０と、制御ユニット４０とを備えるコンピュータによる教育装置１０を示す概観図である。基本ユニット３０はマネキン２０の内部にあっても、別のユニットとしてマネキン２０の近くにあっても又はさらに遠隔にあってもよい。本発明のこの様態では、マネキン２０は等身大の解剖学的な人間模型である。もっと一般に、マネキン２０は人間の全体又は一部の三次元模型であって、訓練シナリオと呼ばれる実際に近い状況を学習者に提供するために、できるだけ現実的なものになるように意図している。図１に示されたマネキン２０は成人のサイズのものである。もちろん、マネキン２０は、図２Ｃに示されるような乳幼児、子供、妊婦又は（図２Ａに示されるような）胴体であることも可能であり、学習者及び／又は訓練シナリオのニーズに応じて作られる。
【００１７】
図２Ａ〜２Ｃは、本発明のコンピュータによる訓練システムで用いられるマネキン２０の例を示す。マネキンは、頭２５０，顔２５１，２つの耳２５２，２つの眼２５４，口２５５，胴体２６０、胸２６２，一対の肺２６２，心臓２６４，膝２５４、手首２５７，首２５８，大腿部２６１，又は肘２６５など人間患者の典型的な特徴を含む。マネキン２０は、訓練シナリオによっては１又は複数の特徴を欠くこともあることが理解されるであろう。マネキン２０は皮膚２３０によって覆われ、衣服２４０を着けることも着けないこともある。
【００１８】
マネキン２０はさらに、典型的な患者の音を発するために１又は複数のラウドスピーカ２１０を含む。典型的な患者の音は、後述するように基本ユニット３０又は制御ユニット４０で発生される。好ましくは、マネキン２０は様々な位置に配置された１又は複数のラウドスピーカ２１０を含む。例えば、１つのラウドスピーカ２１０は、マネキン２０の口２５５の近くに配置されて口タイプの音（及び話声）を発生し、別のラウドスピーカ２１０は、心臓２６４の近くに配置されて心音を発生するようになっていてもよい。マネキン２０は、１又は複数のマイクロホン２１５を有し、学習者がマネキン２０と（そして実はインストラクタと）“対話（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ）”するようにできる。そのようなマイクロホン２１５は、例えば、耳２５２の近くに配置して実生活におけるコミュニケーションに似せることもできる。
【００１９】
マネキン２０はまた、典型的には、マネキン２０のタイプを識別するマネキン識別部２７０を有する。マネキン識別部２７０は、メモリチップ内部に“物理的に組み込まれ（ｈａｒｄ−ｗｉｒｅｄ）”、又はオンとオフ位置にある複数のスイッチの組合せを用いることによって“物理的に組み込まれ”てもよい。マネキン２０に接続するときに、基本ユニット３０は、マネキン識別部２７０に質問して正しいプロトコルによる正しいデータ信号をマネキン２０に送ることを可能にする。
【００２０】
マネキン２０はさらに複数のアクチュエータ２２０を含み、これらを用いてマネキン２０内のいろいろな機能、例えば心拍測定や首２５８の動き（しかしながら、これらのみに限定されない。）を模倣することができる。アクチュエータ２２０は、バルブやソレノイドなどを含むがこれらのみに限定されない。マネキン２０はさらに複数の埋め込まれたプロセッサ２６を含み、これを用いてアクチュエータ２２０を制御することができる。
【００２１】
マネキン２０はさらに複数のセンサ２２５を含み、これらを用いてマネキン２０への学習者の行動に応答することができる。例えば、センサ２２５によって、患者の細動を停止させる、拍動を触診する又は気道を確保する学習者の試みを測定できる。センサ２２５は圧力センサ、光センサ又は流体センサであってよい。マネキン２０の内部に埋め込まれた複数のプロセッサ２６を用いてセンサ２２５から基本ユニット３０に接続して、データ信号を送ることができる。模擬された温度計２１、又はその他の模擬した器具、例えばパルスオキシメータ、糖度計、気道における二酸化炭素の濃度を測定するカプノグラフカポグラフ（ｃａｐｎｏｇｒａｐｈｃａｐｏｇｒａｐｈ）若しくはその他の患者モニター装置など（しかしながら、これらだけに限定されない。）も、マネキン２０に接続することができる。
【００２２】
図１の基本ユニット３０は制御及びデータ導線６０によってマネキン２０に接続される。基本ユニット３０をワイヤレス、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）又は同様の接続でマネキン２０に接続できることが理解されるであろう。基本ユニット３０はまた、バッテリ又はその他の電力伝送手段を有してもよい。制御ユニット４０は、ワイヤレス接続であるデータリンク２５によって基本ユニット３０に接続されるが、これは例えば無線ＬＡＮ又はブルートゥース（登録商標）によって行われる。しかし、制御ユニット４０と基本ユニット３０との間の接続はケーブルによって、例えばデータ伝送のためのイーサネット（登録商標）プロトコル（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって行われてもよいことが理解されることになる。基本ユニット３０はイーサネット（登録商標）ケーブル、ＵＳＢ接続又は無線ＬＡＮによってパソコンやコンピュータネットワークに接続できる。制御ユニット４０をパソコンやコンピュータネットワークに接続すると、実施している訓練シナリオからのデータのアップロードやカスタマイズされた訓練シナリオのダウンロードが可能になる。
【００２３】
制御ユニット４０は、ネットワーククライアント４１（又はネットワークインターフェース）、バッテリ４２、メモリ４４、ディスプレイ４６及びプロセッサ４８を有する。ネットワーククライアント４１は、データリンク２５によって基本ユニット３０と通信する。ディスプレイ４６は、例えばＬＣＤで作られたタッチスクリーンのカラーディスプレイである。他のタイプのディスプレイ４６も可能であることが理解されるであろう。タッチスクリーンのカラーディスプレイを使用すると、制御ユニットを使用するインストラクタは、自分の指又はスタイラス（ｓｔｙｌｕｓ）を用いて制御ユニットを操作し、マネキン２０に送られる訓練シナリオに関係するパラメータを変えるだけでよくなる。これについては後で説明する。必要ならキーボード、ジョイスティック、マウス又は同様の入力デバイスを制御ユニット４０に接続できることが理解されるであろう。また、ディスプレイ４６上に“バーチャル”キーボードを生成し、バーチャルキーボードに表示された文字に対応する部分でディスプレイ４６にタッチすることによってこれを操作することもできることが理解されるであろう。タッチスクリーンは、例えば静電容量方式タッチスクリーンとして実現され、タッチスクリーンディスプレイ４６の全部又は一部を包含する。タッチスクリーンディスプレイ４６は、２つ以上の指で同時にディスプレイ４６にタッチし、ディスプレイ４６の対応する部分へのすべての指のタッチが記録される“マルチタッチ（ｍｕｌｔｉｔｏｕｃｈ）”も可能である。
【００２４】
制御ユニット４０は、また、インストラクタによる注釈を記録しマネキン２０を介した学習者又は被訓練者へのコミュニケーションを可能にするオーディオ入力５０と、オーディオ出力（スピーカ５２）を有し、例えば警告音を発したり、インストラクタへのメッセージを出したりすることができるようになっていてもよい。オーディオ入力５０及びオーディオ出力５２はヘッドフォン５８に接続することができる。加速度計５４が制御ユニットに含まれ、ディスプレイ４６の向きを検出できる、すなわちディスプレイ４６が縦置きになっているか横置きになっているか、又は制御ユニット４０が裏返しになっているか若しくは平坦に置かれているかを検出できる。ディスプレイ４６上の配置はディスプレイ４６の向きによって変えることができる。制御ユニット４０のデータインターフェース５６、例えばＵＳＢインターフェース、ＳＤカードインターフェース又はＣＦカードインターフェースなどは、カスタマイズされた訓練シナリオのアップロードを可能にし、実施された訓練シナリオに関する訓練結果の記録を可能にする。ＳＤカードはデータの格納のために永久的に制御ユニット４０に組み込むことができる。
【００２５】
プロセッサ４８は、ＡＲＭ社、Ｉｎｔｅｌ社、又はＭＩＰＳ社によって製造される様々なタイプのプロセッサのうちの１つであってよい。プロセッサ４８はオペレーティングシステムを、例えばＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステム又はＷｉｎｄｏｗｓ  Ｍｏｂｉｌｅ（登録商標）オペレーティングシステムを動作させるが、これらだけに限定されない。
【００２６】
制御ユニット４０は、能動電力管理システムを有し、ディスプレイ４６が使用されていないときにはバックライトを消すことによって、かつ制御ユニットがある時間活動しなかった後に、並びに／又は制御ユニットの動き及び／若しくは方位によって、制御ユニットを停止させることによって、バッテリの寿命を節約するように構成されていることが理解されるであろう。制御ユニット４０のこのようなタイムアウトは、訓練シナリオ及びインストラクタの希望によって変えることができる。制御ユニット４０はまた、制御ユニット４０に直接組み込まれた充電装置を備え、又はバッテリ４２の再充電のために外部電源に接続することもできる。
【００２７】
基本ユニット３０はまた、基本ユニットバッテリ３１又はその他の電源、例えば主電源への接続を有する。基本ユニット３０はマネキン２０に制御及びデータ導線６０によりケーブルコネクタ３２を介して接続され、コネクタは、例えば６０ピンの雌コネクタであり、コネクタの１又は複数のピンに次のような信号を含む。すなわち、マネキン２０への電力、（音声、左肺、右肺、心臓、腸、血圧に制限されないが、これらを含む）オーディオ出力、（左及び右頸動脈パルス、上腕パルス、橈骨パルスに制限されないが、これらを含む）心拍駆動及び検知信号、ＥＣＧ出力、マネキン２０に行われる除細動ショック又は外部ペーシング（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｐａｃｉｎｇ）の測定に関連した信号；（マネキン識別部２６４と接続される）マネキン識別入力信号、胸部圧迫測定及びフィードバック装置の信号、オンオフ信号である。基本ユニット３０はマネキン２０の血圧カフ２２に接続できる空気圧入力部３３を有する。基本ユニット３０はまた、基本ユニットメモリ３８を有し、それを用いて、基本ユニット３０がマネキン２０に実施できるいろいろな機能についての情報が記憶される。模擬した体温計２１やその他の模擬した器具が無線リンクで基本ユニット３０に接続される。
【００２８】
基本ユニット３０はまた、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）インターフェースを有し、コントローラエリアネットワークインターフェースは、制御及びデータ導線６０によってマネキン２０に埋め込まれたプロセッサ２６へのリンクを提供する。
【００２９】
基本ユニット３０は、ラウドスピーカ又は基本ユニットヘッドセット３６に接続できるオーディオ出力３４と、マイクロホン又は基本ユニットヘッドセット３６に接続できるオーディオ入力を有する。基本ユニット３０は音響発生器３７を有し、音響発生器３７は制御及びデータ導線６０を介してマネキン２０のスピーカ２３に接続される。
【００３０】
図３は、制御デバイス４０と基本ユニット３０とマネキン２０との間のオーディオ接続３００の一例を示す。図３では図１にあるものと同じ又は同様の要素は同じ参照数字を用いて識別される。図３に示された本発明の様態では、インストラクタは制御デバイス４０のインストラクタ会話ボタン３１０を押すことによって制御デバイスのヘッドセット５８によって学習者とのコミュニケーションが可能になることが理解されるであろう。基本ユニット３０はルータ２０を有し、ルータ２０が発声信号と音響信号を適当な要素に送る。基本ユニット３０又はマネキン２０はマネキン音声可能化スイッチ３３０を有し、学習者がマネキンオーディオ入力２４と（それによって間接的にインストラクタと）対話することが可能になるように、マネキン音声可能化スイッチ３３０を局所的に又はインストラクタによって操作することができる。学習者は基本ユニットヘッドセット３６を着用して、これがヘッドセット会話スイッチ３４０を含みインストラクタとのコミュニケーションを可能にする。基本ユニット３０はさらに、記録装置３６０を、普通は半導体メモリという形で含み、これをメモリスイッチ３６５によって使用可能にするとインストラクタと学習者との間の会話及びマネキン２０で発生した音響を記録できるようになることが分かるであろう。オーディオ接続３００は単に例として示されたものであり、制御デバイス４０と基本ユニット３０とマネキン２０との間に様々な接続部を作成できることに留意されたい。
【００３１】
基本ユニット３０は基本ユニットプロセッサ３８を有し、基本ユニットプロセッサ３８が基本ユニットメモリ３８に格納されているパラメータと協働して１又は複数の異なる訓練シナリオをマネキン２０に生成する。例えば、基本ユニット３０は制御及びデータ導線６０を通る信号を発生し、マネキン２０の１又は複数のアクチュエータ２００がパルスを再び生成できるようにする。学習者がマネキン２０の手首２５７、首２５８又は大腿部２６１におけるパルスを見つけることが期待されるということは理解されるであろう。すなわち、これらの部位には、学習者がマネキン２０の皮膚３０を通してパルスを“感じる”ようにするアクチュエータ２２０があることが期待される。また、いくつかのセンサはこれらの部位にあって、学習者がパルスを正しく検知しようとしたかを検知することが期待される。パルスをマネキン２０の様々な場所で感じることが可能であり、さらにアクチュエータ２２０及び／又はセンサ２２５が、例えば膝２５９又は胸部２６２に含まれてパルスを出すことができることは当業者には認められるであろう。後述するように、いくつかのアクチュエータ２１０は“複数の”機能を実行することができることに留意されたい。
【００３２】
基本ユニットプロセッサ３９は、非常に様々な速さの心拍数でパルスを、又は様々な不整脈を発生できる。例えば、休息時（毎分約８０回）、非常に遅く（毎分６０回未満）又は非常に速く（例えば、毎分１４０回）、実施される訓練シナリオに応じて発生できる。基本ユニットプロセッサ３９は、頸動脈パルス（首２５８で）、大腿動脈パルス（大腿部２６１で）、上腕パルス（肘２６５で）及び橈骨動脈パルス（手首２５７で）を発生できる。基本ユニットプロセッサ３９は、発生されるパルスが互いに“矛盾しない”ようにし、またマネキン２０の見かけの血圧が、例えば橈骨動脈パルスが手首２５７で検出可能であるようにチェックすることになる。
【００３３】
基本ユニットプロセッサ３９は、電気心臓リズム（不整脈）を発生できる。この電気心臓リズムはマネキン２０に送られ、そこで電気心臓リズムが検出され、学習者によって、例えばＥＤＧ導線でマネキンに接続された心臓モニター上で観察される。電気心臓リズムは、基本ユニットプロセッサ３９によって発生されるパルスと整合されることは理解されるであろう。
【００３４】
基本ユニットプロセッサ３９は、音響発生器３７と協働して上述のようにマネキン２０に典型的な患者の音を生成する。このような患者の音としては、肺音、心音、腸音、音声音などがあるが、それだけに限定されない。音チャンネルは個別に設定できるが、いくつかの音は他の音と関連しており、この関係はマネキン２０若しくは基本ユニット３０に配線されるか、又は基本ユニットプロセッサ３９若しくは音響発生器３７に予め設定される。
【００３５】
図４Ａ−４Ｅは、ディスプレイ４６を含む制御ユニット４０の例をさらに詳しく示す。制御ユニット４０はインストラクタが使用するように設計され、マネキン２０における訓練シナリオの実施のために制御ユニット３０に送られる指示に関するすべての関連情報を含む。ディスプレイ４６の画面上のデザインはグラフィックプロセッサ１３０で動くグラフィックユーザインターフェースアプリケーション１３２によって決められる。ディスプレイ４６のための画面は複数あり、インストラクタがそれを選択する。メイン画面は図４Ａに示されている。ディスプレイ４６には下部に画面選択ボタン５００の選択項目があり、サブ画面のうち適当なものを選ぶためのアイコンが表示されている。下部のサブ画面選択ボタン５００の表示は単なる一例であり、ＧＵＩアプリケーション１３２は制御ユニット４０の向き及び／又は情報に基づいたデザインを選択できる。
【００３６】
状態ボタン５１０が右側に含められ、制御ユニットの状態パラメータメモリ１４２に格納されている状態ライブラリから選択された、所定の患者の状態の選択項目を示している。状態パラメータメモリ１４２は、インストラクタが訓練及び／又は評価セッションで実施するために選びたいと思う“典型的な”状態と予めプログラムされた状態変化を含む。典型的な状態及び予めプログラムされた状態変化は、医療状態パラメータ１４４として格納される。総括ディスプレイエリア５２０は訓練シナリオでマネキン２０において模擬されている生活機能に関する主なパラメータの値を示す。図示の例では、この総括ディスプレイエリア５２０には、心拍数（ＨＲ）、呼吸数（ＲＲ）、及び血圧（ＢＰ）が含まれるが、図４Ａの主画面に表示されている生活機能の選択は一例であり、変更できることは理解されるであろう。
【００３７】
インストラクタはサブ画面選択ボタン５００のいずれかを選択して適当なサブ画面に移動することができる。例えば、心臓アイコンを選択すると図４Ｂに示されたサブ画面に移動し、そこでは心臓２６４に関する生活機能が表示される。インストラクタは摺動バー５３０でディスプレイ４６の適当なエリアを選択することによって、生活機能に関する医療状態パラメータの値のいずれかを変えることができる。インストラクタは指又はスタイラスを用いて摺動バー５３０を動かし、摺動バーが表す医療状態パラメータの値を変えることができる。インストラクタはまた、変化が起こる時間の長さを指定することもできる（図４Ｃに関連して以下で説明する。）。
【００３８】
医療状態パラメータのいずれかの変更は、メモリ４４に格納されたＣ＋＋オブジェクト４９を用いて行われ、状態パラメータメモリ１４２における医療状態パラメータ１４４にアクセスできるマイクロプロセッサ４８によって処理される。本発明の開示では、Ｃ＋＋オブジェクト４９は“ブイエスパラメータ（ＶＳＰａｒａｍｅｔｅｒ）”と呼ばれ、Ｇｏｏｇｌｅ社が提供する“プロトコルバッファ（ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｂｕｆｆｅｒｓ）”と呼ばれるライブラリ、及びノキアキュートフレームワーク（Ｎｏｋｉａ  Ｑｔ−ｆｒａｍｅ  ｗｏｒｋ）に基づく信号メカニズムを利用する。ブイエスパラメータオブジェクト４９は、医療状態パラメータの名称、医療状態パラメータの値、制作者の名前、最後の変更の名称、最後の変更の日付、などのデータを含む。
【００３９】
ブイエスパラメータオブジェクトの１つは“心拍数パラメータ”と呼ばれ、インストラクタがマネキン２０の心拍数を変えるのに用いる医療状態パラメータである。摺動バー５３０の動きはタッチスクリーンディスプレイによって検出され、心拍数パラメータは、心拍数パラメータの初期値と、摺動バー５３０上で指（又はスタイラス）によって行われる摺動作用の長さとを見て変えられる。新しいパラメータ値のデジタル表示が生成されてディスプレイ４６に示されることが分かる。
【００４０】
Ｃ＋＋オブジェクトのさらなるオブジェクトのうちの１つは“パラメータコントローラ”４９ａである。パラメータコントローラ４９aの機能は、基本ユニット３０に１又は複数のブイエスパラメータオブジェクトにおけるパラメータ値の変更を基本ユニット３０に知らせることである。上述した心拍数パラメータの変化は、パラメータコントローラ４９ａによってモニターされ、以下で説明するようにその変化は基本ユニット３０に知らされる。
【００４１】
図４Ｂに示されたサブ画面はまた、ＥＣＧが変化するやり方を説明する。現在これはエリア５４０に示されているように通常（“サイナス（ｓｉｎｕｓ）”）の形に設定されている。しかし、下のパネル５４を選択するとＥＣＧの形を変更することができ、それが今度はエリア５４０に表示される。
【００４２】
典型的な例はこの操作を説明するのに役立つので、それを図５に示す。例えば、図４Ｂに見られるように、心拍数を毎分８０回とし、インストラクタが、衰弱している患者を表すためにこの値を毎分４０回に変えたいと思っているとする。インストラクタはステップ５１０で心拍数を変えるためにディスプレイ４６の適当なエリアを選ぶことができる。ステップ５２０で心拍数の摺動バー５３０が表示され、摺動バー５３０は摺動ポインタ５３５を有する。インストラクタは摺動ポインタ５３５上で指を用いて、値を毎分８０回から毎分４０回に動かすことができる。本発明の別の様態では、心拍数の新しい値はバーチャルキーボードを用いて入力できる。ブイエスパラメータオブジェクト４９の心拍数パラメータの値が変更される。
【００４３】
インストラクタは、ステップ５３０で、毎分８０回から毎分４０回への変更が行われる時間を入力する。これは、図４Ｃに示されたサブ画面を用いて行われ、そこで右側の摺動バー５３０上で摺動ポインタ５３５を摺動させることによって移行時間が１分４０秒に設定される。この値がブイエスパラメータ４９の時間変化パラメータの値になる。
【００４４】
以下で説明するように、ステップ５４０で、制御ユニット４０は、基本ユニット３０に心拍数信号を送って、心拍数パラメータの変更（すなわち、心拍数の値の変更）を知らせる。
【００４５】
ステップ５２０における心拍数の変更、及びステップ５３０における変更が行われる時間は、パラメータコントローラ４９ａによってモニターされる。パラメータコントローラ４９ａは制御デバイス４０上のネットワーククライアント４１に医療状態パラメータオブジェクト（この場合、心拍数及び関連する時間変化パラメータを表す医療状態パラメータオブジェクト）のいくつかが新しい値を有することを知らせる。ネットワーククライアント４１は新しい値を有するすべての医療状態パラメータオブジェクトのリストを要求し、制御デバイス４０のプロトコルバッファで医療状態パラメータオブジェクトに通し番号を付けることを要請する。
【００４６】
ネットワーククライアントは次に、通し番号が付けられたパラメータオブジェクトを通し番号が付けられたデータストリーム２５ａとしてデータリンク２５によって基本ユニット３０に送る。基本ユニット３０は医療状態パラメータオブジェクトを受信し、通し番号が付けられたデータストリーム２９に基づいて新しいパラメータオブジェクトを基本ユニットメモリ３８に生成する。基本ユニットネットワークサーバー２７は新しいパラメータオブジェクトをパラメータ基本ユニットアプリケーション２８に登録することを試みることになる。
【００４７】
基本ユニットネットワークサーバー２７が、１又は複数のパラメータオブジェクトが基本ユニットメモリ３８におけるパラメータオブジェクトのうちの１つと同一の名前を有することを認めたならば、ステップ５４０で基本ユニットメモリ３８における既存のパラメータオブジェクトのうちの１つの値は新しい値を受け取る。基本ユニットネットワークサーバー２７が、基本ユニットメモリ３８におけるパラメータオブジェクトのどれもこの名前で存在しないことを確認するならば、新しいパラメータオブジェクトが基本ユニットメモリ３８において確立されて、アプリケーションで使えるようになる。
【００４８】
この新しい値は、他のクライアントと同期させることができる。図５に示された例では、基本ユニット３０における心拍数オブジェクトは、心拍数オブジェクトが新しい値を有することを記録し、心拍数オブジェクトの値の変動に寄与する他のパラメータオブジェクトに信号を送って、それらの他のオブジェクトに心拍数のパラメータの値が基本ユニット３０で変更されたことを通知する。
【００４９】
ステップ５４０で、基本ユニット３０は値の変更を基本ユニットメモリ３８に格納し、ステップ５５０で基本ユニットプロセッサ３９を用いてマネキン２０に送る必要があるパラメータの変更を計算する。基本ユニットプロセッサ３９は、パルスに関係するアクチュエータ２２０に関するパラメータの変更（これは、上述のように、ケーブルコネクタ３２を介してデータリンクで送られる。）だけでなく、必要になる他のパラメータの変更も計算する。例えば、基本ユニットプロセッサ３９は、ＣＰＲメータ７０に心拍数の変更を送り、ＣＰＲメータ７０のディスプレイが心拍数の変更を考慮に入れるように調整する。ステップ５６０においてこれらの変更が送られる。インストラクタは、結果として必要になるこれらの変更について考える必要がない。インストラクタは学習者を観察し続けることができる。基本ユニット３０は制御ユニット４０から受け取った（そして図４Ｃに示される）時間変更パラメータを用いてマネキン２０における心拍数の値が変化する時間を計算する。
【００５０】
基本ユニットプロセッサ３９は、時間的な変更を計算し、必要なパラメータの変更は、インストラクタによって指定された時間にわたって変更が行われるように送られる。言い換えると、基本ユニットプロセッサ３９は、ステップ５６０において、パラメータ変更の実質的に連続する一群をその変更が完了するまで送る。
【００５１】
また、サブ画面を選択して血圧を変更し、パルスの強さを設定することもでき、これが図４Ｄに示されている。ここには血圧と心拍数とを変更するための３つの摺動バー５３０ａ，５３０ｂ，５３０ｃが示されている。
【００５２】
摺動バー５３０ａは、図４Ｂの心拍数パラメータの値を変更する摺動バー５３０と同一である。摺動バー５３０ｂは血圧の値を変更するためのものであり、摺動バー５３０ｃは等張（ｉｓｏｔｏｎｉｃ）の血圧の値を変更するためのものである。２つの値はディスプレイ４６の左上隅にデジタル方式で表示されることが分かるであろう。パルス強度サブ画面では、パルスが正常の強度であると示されている。インストラクタはパルス強度の値を変え、パルス強度サブ画面５５０のアイコンを変更することによってパルスを検出できる位置も変えることができる。
【００５３】
パラメータを変更する効果は、図５で説明しかつ図４ｂ，４ｃに関連して説明した方法と同様である。血圧及びパルスを表すパラメータオブジェクトの値は制御デバイス４０で変更される。パラメータコントローラは、これらのパラメータオブジェクトが新しい値を有することをネットワーククライアントに知らせ、上述のようにネットワーククライアントが新しい値を有するパラメータオブジェクトのリストを要求し、プロトコルバッファで通し番号を付けるように要請する。
【００５４】
パラメータオブジェクトは、通し番号が付けられたデータストリーム２５ａによって基本ユニット３０に送られ、基本ユニットプロセッサ３９の等価パラメータオブジェクトに格納される。
【００５５】
この場合、基本ユニット３０は、パルスを表すアクチュエータ２２０に制御及びデータ導線６０の適当な信号線で制御信号を送ることにより、マネキン２０の心拍数を模擬させる。基本ユニット３０は血圧カフ２２に接続された空気圧入力部３３０の空気圧を調整して、学習者が血圧カフ２２を用いてマネキン２０の模擬された血圧をチェックできるようにする。
【００５６】
ディスプレイ４６の別の態様が図４Ｅによって示される。図４Ｅは血液の酸素飽和に関連した医療状態パラメータの１つの例を示す。摺動バーバス５３０は０％から１００％まで動くことが見られる。図４Ｅはバーチャル“拡大鏡”５６０を含み、インストラクタはディスプレイ画面４６の摺動体５３５に指を置いてそれを活動状態にさせることができる。拡大鏡５６０は摺動バー５３０の縮尺を著しく細く表示し、インストラクタが摺動バー５３０によって表される医療状態パラメータの値を正確に設定することを可能にする。図４Ｅに示された様態では、インストラクタは摺動ポインタを動かすことによって血液の飽和水準を正確に９８％の値に設定できる。
【符号の説明】
【００５７】
１０    教育装置
２０    患者シミュレータ／マネキン
２１    温度計
２２    血圧カフ
２３    マネキンスピーカ
２４    マネキンオーディオ入力
２５    データリンク
２５ａ    シリアル化されたデータストリーム
２６    埋め込まれたプロセッサ
２７    基本ユニットネットワークサーバー
２８    パラメータ基本ユニットアプリケーション
２９    コントローラエリアネットワークインターフェース
３０    基本ユニット
３１    基本ユニット用バッテリ
３２    ケーブルコネクタ
３３    空気圧入力部
３４    オーディオ出力
３５    オーディオ入力
３６    基本ユニットヘッドセット
３７    音響発生器
３８    基本ユニットメモリ
３９    基本ユニットプロセッサ
４０    制御デバイス
４１    ネットワーククライアント
４２    制御デバイスバッテリ
４４    メモリ
４５    バッファ
４６    ディスプレイ
４８    マイクロプロセッサ
４９    Ｃ＋＋オブジェクト
４９ａ    パラメータコントローラ
５０    オーディオ入力
５２    オーディオ出力
５４    加速度計
５６    データインターフェース
５８    制御デバイスヘッドセット
６０    制御及びデータ導線
７０    ＣＰＲメータ
７５    ＣＰＲメータコネクション
１１０    ディスプレイ
１１２    場所
１１４    拡大像
１２０    入力
１３０    グラフィックプロセッサ
１３２    ＧＵＩアプリケーション
１４２    状態パラメータメモリ
１４４    医療状態パラメータ
１５０    通信インターフェース
１６０    加速度計
１７０    図
２１０    ラウドスピーカ
２１５    マイクロホン
２２０    アクチュエータ
２２５    センサ
２３０    皮膚
２４０    衣服
２５０    頭
２５１    顔
２５２    耳
２５３    鼻
２５４    眼
２５５    口
２５６    手
２５７    手首
２５８    首
２５９    膝
２６０    胸像
２６１    腿
２６２    胸部
２６３    肺
２６４    心臓
２６５    肘
２７０    マネキン識別部
３００    オーディオ接続
３１０    インストラクタ会話ボタン
３２０    ルータ
３３０    マネキン音声可能化スイッチ
３４０    ヘッドセット会話スイッチ
３５０    インストラクタ可能化スイッチ
３６０    記録デバイス
３６５    メモリスイッチ
４１０    グラフィックユーザインターフェースアプリケーション
５００    サブ画面選択ボタン
５１０    状態ボタン
５２０    総括表示エリア
５３０    摺動バー
５３５    摺動ポインタ
５４０    エリア
５４１    パネル
５５０    パルス強度サブ画面
５６０    拡大鏡
【図１】
2012237971.tif 000003
【図２Ａ】
2012237971.tif 000004
【図２Ｂ】
2012237971.tif 000005
【図２Ｃ】
2012237971.tif 000006
【図３】
2012237971.tif 000007
【図４Ａ】
2012237971.tif 000008
【図４Ｂ】
2012237971.tif 000009
【図４Ｃ】
2012237971.tif 000010
【図４Ｄ】
2012237971.tif 000011
【図４Ｅ】
2012237971.tif 000012
【図５】
2012237971.tif 000013
【外国語明細書】
2012237971000001.pdf