[发明专利]基于心肺复苏模拟器的胸腔横截面积变化率检测方法

权利要求书

1.一种基于心肺复苏模拟器的胸腔横截面积变化率检测方法，其特征在于：在按压作用下，利用心肺复苏模拟器（6）来检测模拟的人体胸腔轮廓上各个参考点（15）的运动数据，利用测得的运动数据和数学模型来构建人体胸腔轮廓曲线方程，从而得到人体胸腔轮廓变化前和变化后的曲线，利用人体胸腔轮廓变化前和变化后的曲线计算模拟的人体胸腔横截面积变化率；

所述心肺复苏模拟器（6）是一个用来模拟人体胸腔横截面变化的装置，该装置包括移动部（1）、弹性部（2）以及数据采集部（4），其中：

所述移动部（1）为用来承受外部按压力和/或挤压力后产生移动的结构，多个移动部（1）围绕模拟的人体胸腔横截面中心，并且沿模拟的人体胸腔轮廓布置；

所述弹性部（2）为用来给移动部（1）提供弹性力的结构，弹性部（2）对应于每个移动部（1）并作用于移动部（1），在初始状态下，各个移动部（1）在弹性部（2）的弹性力作用下均位于平衡位置上，此时各个移动部（1）上的工作面形成模拟的人体胸腔轮廓，在按压作用下各个移动部（1）沿着各自的移动路径靠近或者远离所述人体胸腔横截面中心，以此模拟人体胸腔横截面变化；

所述数据采集部（4）为用来获取移动部（1）的位置、运动和力学数据信息的模块，该模块至少包括测距传感器，当各个移动部（1）在初始状态下或者按压作用下发生移动时，数据采集部（4）能够获取移动部（1）对应的位置数据信息；

所述胸腔横截面积变化率检测方法的具体内容如下：

第一步，以心肺复苏模拟器（6）的人体胸腔横截面中心为原点（O）建立机械坐标系，其中，人体胸腔横截面的水平方向为X轴，竖直方向为Y轴；设定人体胸腔轮廓变化前为初始状态，设定人体胸腔轮廓变化后为按压状态；

第二步，定义第一端点（13）和第二端点（14），其中，第一端点（13）是X轴一端与人体胸腔轮廓的相交点，第二端点（14）是X轴另一端与人体胸腔轮廓的相交点；在初始状态下，第一端点（13）和第二端点（14）在所述机械坐标系中的位置值均能够从心肺复苏模拟器（6）的数据采集部（4）获取的位置数据信息得到，或者再经过几何换算得到；

除了第一端点（13）和第二端点（14）而外，沿人体胸腔轮廓一圈间隔设置若干个参考点（15）；在初始状态下，每个参考点（15）在所述机械坐标系中的位置值均能够从心肺复苏模拟器（6）的数据采集部（4）获取的位置数据信息得到，或者再经过几何换算得到；

第三步，在所有参考点（15）中，将纵坐标大于零的参考点（15）归为上部参考点，将纵坐标小于零的参考点（15）归为下部参考点，对上部参考点和下部参考点分别构造曲线，即在上部参考点和第一端点（13）及第二端点（14）基础上构造上部曲线（17），在下部参考点和第一端点（13）及第二端点（14）基础上构造下部曲线（18），以此拟合初始状态下首尾相接的人体胸腔轮廓变化前闭合曲线（19）；

所述上部曲线（17）和下部曲线（18）均使用下列算法之一进行构造：

三次样条插值算法；

线性插值算法；

最近邻插值算法；

据此能够拟合出初始状态下首尾相接的人体胸腔轮廓变化前闭合曲线（19）；

第四步，在按压状态下，利用心肺复苏模拟器（6）的数据采集部（4）获取的位置数据信息，经过几何换算得到第一端点（13）、第二端点（14）以及各个参考点（15）在所述机械坐标系中的位置值，然后参照所述第三步可以获得按压状态下人体胸腔轮廓变化后闭合曲线（20）；

第五步，对人体胸腔轮廓变化前闭合曲线（19）和人体胸腔轮廓变化后闭合曲线（20）分别计算相对应的面积，得到变化前面积和变化后面积，然后计算胸腔横截面积变化率:

E= (M1-M2)/M1

式中：M1为人体胸腔轮廓变化前闭合曲线（19）面积；M2为人体胸腔轮廓变化后闭合曲线（20）面积；E为胸腔横截面积变化率；

从而得到按压前和按压后的胸腔横截面积变化率。

2.根据权利要求1所述的胸腔横截面积变化率检测方法，其特征在于：所述按压作用使用心肺复苏机（7），此时在检测开始之前先利用绷带（8）将心肺复苏机（7）安装于心肺复苏模拟器（6）上，其中，心肺复苏机（7）的按压头（9）作用于心肺复苏模拟器（6）的人体胸骨位置上，绷带（8）的两端对应固定在心肺复苏机（7）的机体上，绷带（8）的中部围绕模拟的人体胸腔轮廓的侧部和背部。