[发明专利]具有主动机械载体的CPR模拟人

说明书

技术领域

本发明涉及能够模拟在胸部凹陷时患者胸部的反作用力的机械载体(mechanical load)领域。这种机械载体能在心肺复苏训练期间或者在测试用于心肺复苏的自动装置期间被用于心肺复苏的模拟。更具体地，本发明涉及一种心肺复苏模拟载体、一种心肺复苏仿真人体模型、以及一种用于在心肺复苏期间模拟患者胸部的反作用力的方法。

背景技术

心肺复苏(CPR)是一项为了高效率和安全性而需要技巧和程序的工作。医务人员和健康护理人员被预期能够根据规范和准则实施CPR，并且需要通过适当的方式进行训练。除了具备有关需要进行实施的操作的正确顺序方面的知识之外，CPR操作者所实施的对患者胸部的按压还必须具有一定的强度、按压深度和速度。如果按压的力量过小、按压的深度过浅，或者按压的速度过慢，就不能成功实施复苏或者需要很长的时间。从另一方面讲，如果按压的力量过大、按压的深度过深，就会损伤患者的肋骨架或者身体的其它部分。

除了CPR的人工实施外，自动CPR装置已经变得越来越普及，特别是在重症监护室中和用于长期的复苏。用于心肺复苏的新装置的实际测试需要测试载体能够很好地模拟人类胸腔的结构。不幸地，人类胸腔的机械特性是复杂的，并且是高度非线性的。此外，人类胸腔的机械特性在人与人之间存在非常大的差异。因此，难以设计模拟人类胸腔的测试载体。

人类胸腔的粘弹性模型通过弹性和阻尼元件的并联组合可以是接近的。弹性元件和阻尼元件在胸部按压深度增加时尺寸都会强烈地增大。

当前的CPR测试装置和训练人体模型所具有的机械载体与人类胸腔的机械载体严重偏离。简单的类似线性弹簧的结构在多数情况下被使用，而阻尼装置通常是缺少的。这种简单的载体高估了小的按压深度的硬度，并且忽略了阻尼和摩擦。

Laerdal的美国专利申请2007/02646231公开了一种用于模拟实际情况的CPR训练人体模型。CPR训练用人体模型具有用于接收所施加的压力和来自使用者的移动的第一部分，以及用于设置在支承面上的第二部分。第一和第二部分被弹性元件和导向装置隔开，从而在上述两部分之间提供大体上的直线运动。训练用人体模型还包括含有流体的活塞，其沿线性运动的方向在上述两部分之间提供减振运动。因此，Laerdal的专利申请提出了一种使用纯被动非线性的机械装置的解决方法。

Messmore的美国专利no.4,601,665和Schertz等人的no.5,509,810描述了一种训练用人体模型，其用于教学目的，例如教授医学学生、健康护理人员等等。这些训练用人体模型被设计成模拟疾病的典型症状，例如身体的噪音和颤动。医学学生的任务是检测症状、分析症状、以及最后确定患者可能是患上了哪种疾病。因此，医学学生可以在实施医疗诊断中通过考虑所有它看到的、听到的或者感觉到的所有症状来训练它的技能。在US 4,601,665和US 5,509,810中所描述的训练用人体模型不能产生实际的反作用力，并且不适合作为CPR训练用人体模型。

发明内容

本发明希望提供一种通用心肺复苏模拟载体，其能够模拟发生在不同体质的患者身上的或者在长期的心肺复苏过程中的各种载体。能够以足够精确的方式模拟人类胸腔复杂且高度非线性的力学性能的心肺复苏模拟载体也将是所希望的。使心肺复苏模拟载体能够精确地表现人类胸腔生命力学模型的弹性和/或阻尼部分也同样将是所希望的。为了更好地解决这些关注中的一个或多个，提出了一种心肺复苏模拟载体。心肺复苏模拟载体或者心肺复苏模拟载体装置能够在胸部凹陷(胸部移位)时模拟患者胸部的反作用力。心肺复苏模拟载体包括设置成产生反作用力中的至少一部分的主动致动器，以及被设置成将控制信号提供给主动致动器的控制器。主动致动器能够很容易地以灵活可变的方式被控制。由控制器所发出的控制信号促使主动致动器产生具有特定强度的反作用力。从对当前可获得的仿真人体模型的讨论中可清楚地得知精确的非线性的机械载体是所需要的。但是仅仅通过被动装置是难以获得这种载体的。此外，受害人性状大的差异要求较宽的范围的刚性和阻尼特性是必要的。这将需要大量的被动载体。

主动致动器可以是机电致动器、气动致动器或者液压致动器。