ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОТРАБОТКИ НАВЫКОВ ПЕРВОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области средств обучения, а именно к тренажерам для отработки навыков первой медицинской помощи, включающим торс манекена с головой, внутри которого размещены датчики, реагирующие на реанимационные мероприятия, соединенные с блоком обработки информации, и может быть использован для изучения техники сердечно-легочной реанимации. В данной работе используется термины:
Реанимационные мероприятия - действия медицинского работника при клинической смерти, направленные на поддержание функций кровообращения и дыхания и оживление организма. В данном контексте имеется в виду тренировка таких действий пользователем тренажера. Примером может быть массаж, надавливание на определенные участки, изменение положения одних частей тренажера по отношению к другим.
Датчики, реагирующие на реанимационные мероприятия - датчики, которые преобразуют движения пользователя в электрические сигналы, преимущественно тензометрические, оптические и магнитные, см, например:
https://volt-info.ru/reanimaciya-goshi (опубликовано 2007 г.)
Уровень техники.
С появлением и развитием компьютерной техники, стали развиваться и устройства, используемые в образовании, в частности обучающие устройства. Их стали соединять с компьютерами, и с помощью компьютеров управлять функциями обучающих устройств. Так известен из уровня техники тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи, включающий торс манекена с головой, внутри которого размещены датчики, реагирующие на реанимационные мероприятия, соединенные с блоком обработки информации, см. патент на полезную модель РФ №138357, опубликованный 10.03.2014. Данный тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи является наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату и выбран за прототип предлагаемой полезной модели.
Недостатком этого прототипа является невозможность визуализации внутренних органов человека, задействованных в процессе реанимационных мероприятий и динамики внутренних процессов, необходимых для изучения техники сердечно-легочной реанимации. Это не позволяет осуществить наглядную обратную связь между действиями пользователя и состоянием организма пострадавшего, имитируемым тренажером. То есть тренирующийся (пользователь тренажера) оказывая воздействия на тренажер не видит, что при этом происходит с внутренними органами человека.
Раскрытие полезной модели.
Настоящая полезная модель главным образом, имеет целью предложить тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи, включающий торс манекена с головой, внутри которого размещены датчики, реагирующие на реанимационные мероприятия, соединенные с блоком обработки информации, позволяющий, по меньшей мере, сгладить указанные выше недостатки, а именно обеспечить возможность визуализации внутренних органов человека, задействованных в процессе реанимационных мероприятий и динамики внутренних процессов, необходимых для изучения техники сердечно-легочной реанимации, что и является поставленной технической задачей.
Для достижения этой цели блок обработки информации выполнен с возможностью формирования и передачи сигнала на внешнюю стойку с проектором для формирования изображения на манекене, при этом поверхность манекена является проекционной поверхностью, выполненной с возможностью отображения сигналов с проектора, соответствующих внутренним органом человека, задействованным в процессе реанимационных мероприятий и динамики внутренних процессов, необходимых для изучения техники сердечно-легочной реанимации.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность выводить визуальную информацию о том, что происходит внутри тела пострадавшего при тех или иных действиях пользователя тренажера, что позволяет пользователю отличать правильно выполняемые действия от неправильных и, таким образом, существенно повысить эффективность занятий на тренажере.
Существует вариант полезной модели, в котором блок обработки информации выполнен с возможностью получения управляющего сигнала с беспроводного сенсорного пульта дистанционного управления. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность повышения удобства пользования тренажером.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества данной полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
- фигура 1 изображает общий вид тренажера для отработки навыков первой медицинской помощи, согласно полезной модели,
- фигура 2 изображает функциональную схему тренажера для отработки навыков первой медицинской помощи, согласно полезной модели,
- фигура 3 схематично изображает этапы использования тренажера для отработки навыков первой медицинской помощи, согласно полезной модели.
Согласно фигурам 1 и 2 тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи включает торс манекена 1 с головой, внутри которого размещены датчики 2, реагирующие на реанимационные мероприятия, соединенные с блоком 3 обработки информации. Тренажер соединен с внешней стойкой 4 с проектором 5 (которые не являются объектами полезной модели) для формирования изображения посредством передачи сигнала с блока 3 обработки информации. Поверхность 6 манекена 1 является проекционной поверхностью, выполненной с возможностью отображения с проектора 5 внутренних органов человека, задействованных в процессе реанимационных мероприятий и динамики внутренних процессов, необходимых для изучения техники сердечно-легочной реанимации.
Тренажер дополнительно может быть использован вместе с внешним беспроводным сенсорным пультом 7 дистанционного управления.
Проектор 5 может иметь разное устройство. Приведем описание некоторых вариантов его исполнения.
1. Электронно-лучевая трубка ЭЛТ.
В таком проекторе сразу три электронно-лучевых трубки. Каждая из них отвечает за свой цвет - красный, синий или зеленый, из которых и формируется изображение. Нужный цвет формируется цветофильтром, стоящим позади трубки. Выбор цветов основан на том, что именно из этих трех основных можно сформировать все остальные цвета спектра, и в системе цветности RGB (Red Green Blue) работает великое множество устройств, формирующих видеосигнал.
2. Лазерный проектор.
Изображение формируется за счет излучения трех (иногда больше) лазеров. Матрица лазеров формирует три луча тех же цветов, которые потом смешиваются. Изображение создается системой фокусировки и развертки, в которой находится специальная система зеркал. Формирование изображения таким проектором подобно картинке на экране ЭЛТ телевизора - лазерный луч «обегает» проекционный экран сверху вниз до 50 раз в секунду, и глаз человека воспринимает получившуюся картину как единое целое.
3. Проектор на основе ЖК-матрицы.
Основа технологии - использование ЖК-матрицы «на просвет». Свет лампы, проходя сквозь LCD-матрицу как через диафильм или кинопленку, а затем через объектив, проходит через множество слоев матрицы и цветового фильтра.
4. Проектор 3LCD
Три ЖК-матрицы позволяют создать изображение гораздо лучшего качества, чем при использовании одной матрицы, за счет разделения светового потока и прохождения его только через одну ЖК-панель, а не через три цветофильтра последовательно. Это гарантирует большую яркость и дополнительное качество картинки, особенно в плане четкости. Система дихроичных зеркал разделяет свет на три составляющих цвета, пропуская каждый через свою ЖК-матрицу, а потом призма собирает все три изображения в одну картинку.
5. Микрозеркальная технология DLP
Свет мощной лампы отражается от специального чипа (Digital Mirror Device), содержащего тысячи микрозеркал, каждое из которых отвечает за свой пиксель изображения. Матрица с зеркалами очень миниатюрна, обычно около одного дюйма. Каждое из миллионов микрозеркал управляется индивидуально, и в итоге создается очень четкая и ясная картинка, лишенная мерцания и артефактов, присущих жидким кристаллам.
6. Проектор по технологии D-ILA (LCOS)
Изображение в этой технологии формируется жидкими кристаллами, однако работает она не на просвет, как привычные ЖК-матрицы, а на отражение, и иногда, для упрощения понимания ее сути, технология называется «отражающими жидкокристаллическими панелями». Главное отличие от обычной ЖК-матрицы в том, что вся электронная «начинка» расположена за слоем жидких кристаллов под отражающими электродами, а не между ячейками. Это обеспечивает лучший коэффициент заполнения - изображение формируется на большей площади матрицы, и незадействованной остается минимальная площадь. Световой поток формируется несильным источником света, а потом усиливается специальной лампой, отчего и происходит название технологии.
Внешняя стойка может быть выполнена как напольная конструкция, позволяющая неподвижно фиксировать проектор, а также регулировать его ориентацию в пространстве, для чего внешняя стойка может иметь регулируемые консоли, имеющие регулировочные болты.
Управление тренажером для отработки навыков первой медицинской помощи может происходить дистанционно при помощи беспроводного сенсорного пульта дистанционного управления, в качестве которого может выступать, например, планшетный компьютер, мобильный телефон или отдельное устройство.
С целью максимального приближения учащихся к реальным ситуациям возникающим при взаимодействии с тренажером, имитирующим пострадавшего, может воспроизводиться звуковое сопровождение.
Все соединения между блоком обработки информации и проектором могут быть выполнены как в виде проводного соединения, когда информация передается в виде электрических импульсов, идущих по проводам, так и в виде любого беспроводного соединения, которое включает в себя различные топологии, конфигурации и компоновки компонентов межсетевого соединения, выполненные с возможностью соединять между собой корпоративные, глобальные и локальные вычислительные сети, и включает в себя, без ограничения, традиционные беспроводные, спутниковые, оптические и эквивалентные сетевые технологии. На фигуре 2 соединение условно показано проводным способом через электрический провод 8.
Датчики 2 могут быть тензометрические, емкостные или иные, которые позволяют преобразовывать нажатия пальцами пользователя или изменения положения деталей тренажера в электрические сигналы.
Стрелкой и буквой g на фигурах 1 и 2 условно обозначено направление силы тяжести.
Дополнительно возможна комплектация манекена конечностями.
Осуществление полезной модели.
Тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи работает следующим образом. Приведем наиболее исчерпывающий пример реализации полезной модели, имея в виду, что данный пример не ограничивает применения полезной модели.
Согласно фигуре 3:
Этап А1. Располагают торс манекена с головой, обозначенный как 1, на ровной поверхности, например на столе.
Этап А2. Устанавливают проектор 5 на стойке 4 и направляют его таким образом, чтобы изображение от него показывалось точно на проекционной поверхности 6 манекена 1. Для этого регулируют высоту расположения проектора и углы наклона его с помощью, например, регулировочных болтов, входящих в состав стоки 4. На фигурах не показаны.
Этап A3. Соединяют проектор 5 с блоком обработки информации 3.
Этап А4. Соединяют беспроводной сенсорный пульт 7 дистанционного управления с блоком обработки информации 3.
Этап А5. Осуществляют вручную реанимационные мероприятия пользователем тренажера, при этом датчики 2 реагируют на существенные действия указанного пользователя.
Этап А6. В зависимости от этих сигналов блок обработки информации 3 формирует управляющие сигналы на проектор 5, которые передает на проекционную поверхность 6 манекена 1 соответствующую видеоинформацию.
Последовательность этапов является примерной и позволяет переставлять, убавлять, добавлять или производить некоторые операции одновременно.
Промышленная применимость.
Предлагаемый тренажер для отработки навыков первой медицинской помощи может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.
В соответствии с предложенной полезной моделью изготовлен опытный образец тренажера для отработки навыков первой медицинской помощи.
Испытания опытного образца системы показали, что он обеспечивает возможность:
- демонстрации состояния клинической смерти со светодинамической индикацией выполняемых мероприятий, со следующими режимами:
- Учебно-демонстрационный режим;
- Режим реанимации одним спасателем;
- Режим реанимации двумя спасателями;
- Режим реанимации, рекомендованный Европейским Советом по реанимации (ERC).
-демонстрации состояния клинической смерти с отключенной светодинамической индикацией выполняемых мероприятий для проведения экзаменов и соревнований. При правильном выполнении сердечной-легочной реанимации у манекена сужаются зрачки, появляется пульс на сонной артерии и появляется спонтанное дыхание.
Дополнительно реализован режим управления работой комплекса при помощи беспроводного сенсорного пульта дистанционного управления.
Таким образом, в данной полезной модели достигнута поставленная задача - обеспечение возможности визуализации внутренних органов человека, задействованных в процессе реанимационных мероприятий и динамики внутренних процессов, необходимых для изучения техники сердечно-легочной реанимации.