Способ отработки практических навыков аускультации с помощью медицинского тренажера
Владельцы патента RU 2684187:
Общество с ограниченной ответственностью "Эйдос - Медицина" (RU)
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для отработки практических навыков по диагностике нарушений внутренних органов путем выслушивания звуковых феноменов легких, сердца, желудка, кишечника и сосудов. Способ отработки практических навыков аускультации с помощью медицинского тренажера включает модуль имитатора пациента в виде манекена человека, заключается в том, что используют модуль имитации аускультации, включающий беспроводной имитатор фонендоскопа, связанный с ЭВМ, и моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов. Используют манекен человека, включающий систему имитации сердечно-легочной реанимации, систему имитации воздействия дефибриллятора, систему имитации декомпрессии грудной клетки, систему имитации процедуры дренажа плевральной полости, систему имитации интубации трахеи и коникотомии, систему имитации ввода лекарственных средств, систему имитации кровотечения и систему имитации катетеризации мочевого пузыря. Предварительно в упомянутый манекен встраивают бесконтактные устройства, обнаруживаемые имитатором фонендоскопа. В зависимости от используемого сценария обучения моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов, осуществляют физические воздействия на манекен человека для проведения реанимационных мероприятий или медицинских процедур путем воздействия на упомянутые системы. Фиксируют оказываемые на упомянутые системы имитации физические воздействия или их отсутствие. Данные о воздействиях передают в ЭВМ для обработки и осуществляют моделирование звуковых сигналов и передачу их в систему беспроводного имитатора фонендоскопа для воспроизведения через динамическую головку в зависимости от оказываемых физических воздействий на упомянутый манекен при идентификации и определении местоположения бесконтактного устройства. Технический результат состоит в обеспечении комплексного обучения врачей за счет отработки навыков аускультации при проведении реанимационных мероприятий и медицинских процедур. 4 ил.
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в тренажерах-симуляторах пациента, а также в медицинских тренажерах для отработки практических навыков по диагностике нарушений внутренних органов путем выслушивания звуковых феноменов легких, сердца, желудка, кишечника и сосудов (кровоток в артериях и венах).
Аналогом является тренажер хирургической операционной, включающий в себя модуль имитатора пациента, который позволяет моделировать реакцию (состояние) оперируемого пациента в зависимости от выбранного сценария, истории болезни, действий, предпринимаемых бригадой врачей. Модуль имитатора пациента выполнен в виде манекена человека, снабженного системами имитации признаков жизнедеятельности человека, системами для осуществления реанимационных мероприятий, например, системой сердечно легочной реанимации (СЛР), интубации, искусственной вентиляции легких (ИВЛ), системой ввода медицинских препаратов, дефибрилляции, а также системами, имитирующими мочеиспускание, кровоизлияние, слезы, пот, гиперемию, судороги (патент RU №2546404, МПК G09B 23/28 (2006.01)). Однако в данном тренажере не представлен процесс обучения для отработки практических навыков по аускультации. Отсутствует техническая реализация способа работы модуля имитации системы по аускультации.
Прототипом является устройство для обучения аускультации и связанные с ним методы, представляющий собой систему аускультации, которая включает в себя манекен, имеющий, по крайней мере, один встроенный динамик, бесконтактное устройство, встроенное в манекен и способное обнаруживать близость устройства аускультации, контроллер, способный взаимодействовать с бесконтактным устройством и принимать сигнал, второй контроллер, предназначенный для переопределения первого контроллера и базу данных, хранящую множество звуковых файлов (патент US 9064428 (В2), СРС G09B 23/28 (2013.01)). Однако данное устройство не позволяет моделировать реакцию(состояние) манекена (имитатора пациента) в зависимости от действий, предпринимаемых врачом, то есть, не реализована обратная связь «действие врача - реакция имитатора пациента - моделирование звукового сигнала в устройстве аускультации».
Задачей заявленного изобретения является разработка способа работы модуля имитации системы по аускультации в составе медицинского тренажера для комплексного обучения врачей по диагностированию нарушений внутренних органов человека и оказанию первой медицинской помощи при различных клинических ситуациях.
Техническим результатом является создание медицинского тренажера, обеспечивающего моделирование звуковых сигналов функционирования внутренних органов манекена человека в зависимости от оказываемых физических воздействий на данный манекен при проведении реанимационных мероприятий или медицинских процедур.
Технический результат достигается тем, что способ отработки практических навыков аускультации с помощью медицинского тренажера, включающего модуль имитатора пациента в виде манекена человека, заключающийся в том, что используют модуль имитации аускультации, включающий беспроводной имитатор фонендоскопа, связанный с ЭВМ, и моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов, согласно настоящему изобретению, используют манекен человека, включающий систему имитации сердечно-легочной реанимации, систему имитации воздействия дефибриллятора, систему имитации декомпрессии грудной клетки, систему имитации процедуры дренажа плевральной полости, систему имитации интубации трахеи и коникотомии, систему имитации ввода лекарственных средств, систему имитации кровотечения и систему имитации катетеризации мочевого пузыря, предварительно в упомянутый манекен встраивают бесконтактные устройства, обнаруживаемые имитатором фонендоскопа, в зависимости от используемого сценария обучения моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов, осуществляют физические воздействия на манекен человека для проведения реанимационных мероприятий или медицинских процедур путем воздействия на упомянутые системы, фиксируют оказываемые на упомянутые системы имитации физические воздействия или их отсутствие, данные о воздействиях передают в ЭВМ для обработки, и осуществляют моделирование звуковых сигналов и передачу их в систему беспроводного имитатора фонендоскопа для воспроизведения через динамическую головку в зависимости от оказываемых физических воздействий на упомянутый манекен при идентификации и определении местоположения бесконтактного устройства.
Таким образом, технический результат достигается за счет полной реализации обратной связи в реальном времени «действие субъекта (врача) - реакция модуля имитатора пациента - моделирование звукового сигнала в систему беспроводного имитатора фонендоскопа».
Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1 и 2), на которых представлен медицинский тренажер для отработки практических навыков аускультации, имеющий модуль имитатора пациента (соответственно, вид спереди и сзади) и модуль имитации аускультации.
На фиг. 3 представлен общий вид модуля имитатора пациента с конкретно определенными областями физического воздействия над манекеном человека.
На фиг. 4 представлена структурная схема беспроводного имитатора фонендоскопа.
На фиг. 1-4 цифрами обозначены:
1 - медицинский тренажер,
2 - модуль имитатора пациента,
3 - модуль имитации аускультации,
4 - ЭВМ (сервер),
5 - беспроводной имитатор фонендоскопа,
6 - бесконтактное устройство (пассивная RFID-карта (метка)),
7 - манекен человека модуля имитатора пациента,
8 - субъект (врач) взаимодействия,
9 - система имитации сердечно-легочной реанимации,
10 - система имитации воздействия дефибриллятора,
11 - система имитации декомпрессии грудной клетки,
12 - система имитации процедуры дренажа плевральной полости,
13 - система имитации интубации трахеи и коникотомии,
14 - система имитации ввода лекарственных средств (внутривенно, внутримышечно, внутрикостно),
15 - система имитации кровотечения,
16 - система имитации катетеризации мочевого пузыря,
17 - корпус беспроводного имитатора фонендоскопа,
18 - разъем (паз) для установки стандартного (традиционного) стетоскопа,
19 - стеклянная или пластиковая вставка,
20 - электронная плата беспроводного имитатора фонендоскопа,
21 - аккумуляторная батарея,
22 -динамическая головка (громкоговоритель),
23 - светодиодная лампа индикатора питания,
24 - светодиодная лампа индикатора зарядки аккумулятора,
25 - разъем типа микро-USB для подключения зарядного устройства,
26 - кнопка включения и выключения беспроводного имитатора фонендоскопа.
Медицинский тренажер 1 содержит: модуль имитатора пациента 2 и модуль имитации аускультации 3, подключаемых к ЭВМ 4. Модуль имитации аускультации 3 включает в себя беспроводной имитатор фонендоскопа 5 и бесконтактное устройство 6, устанавливаемое на туловище манекена 7 модуля имитатора пациента 2, с которым взаимодействует субъект 8. Бесконтактное устройство 6 располагается на передней и задней части туловища манекена 7 модуля имитатора пациента 2.
Модуль имитатора пациента 2 содержит: систему имитации сердечно-легочной реанимации 9, систему имитации воздействия дефибриллятора 10, систему имитации декомпрессии грудной клетки 11, систему имитации процедуры дренажа плевральной полости 12, систему имитации интубации трахеи и коникотомии 13, систему имитации ввода лекарственных средств (внутривенно, внутримышечно, внутрикостно) 14, систему имитации кровотечения 15, систему имитации катетеризации мочевого пузыря 16.
Беспроводной имитатор фонендоскопа 5 содержит: корпус 17, выполненный в виде цилиндрической формы, верхняя часть которого выполнена в виде разъема (паза) 18 для установки стандартного (традиционного) стетоскопа, а нижняя часть которого выполнена в виде стеклянной или пластиковой вставки 19, электронную плату 20, к которой с помощью пайки подключаются аккумуляторная батарея 21, динамическая головка 22, светодиодная лампа 23 индикатора питания, светодиодная лампа 24 индикатора зарядки аккумулятора, разъем типа микро-USB 25 для подключения зарядного устройства и кнопка включения 26.
Отработка практических навыков аускультации с помощью медицинского тренажера осуществляется следующим образом. Способ отработки практических навыков аускультации с помощью медицинского тренажера 1, включающего модуль имитатора пациента 2 в виде манекена 7 человека, заключающийся в том, что используют модуль имитации аускультации 3, включающий беспроводной имитатор фонендоскопа 5, связанный с ЭВМ 4, и моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов.
Отличием предлагаемого способа отработки практических навыков аускультации является то, что используют манекен 7 человека, включающий систему имитации сердечно-легочной реанимации 9, систему имитации воздействия дефибриллятора 10, систему имитации декомпрессии грудной клетки 11, систему имитации процедуры дренажа плевральной полости 12, систему имитации интубации трахеи и коникотомии 13, систему имитации ввода лекарственных средств 14, систему имитации кровотечения 15 и систему имитации катетеризации мочевого пузыря 16, предварительно в упомянутый манекен 7 встраивают бесконтактные устройства 6, обнаруживаемые имитатором фонендоскопа 5, в зависимости от используемого сценария обучения моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов, осуществляют физические воздействия на манекен 7 человека для проведения реанимационных мероприятий или медицинских процедур путем воздействия на упомянутые системы, фиксируют оказываемые на упомянутые системы имитации физические воздействия или их отсутствие, данные о воздействиях передают в ЭВМ 4 для обработки, и осуществляют моделирование звуковых сигналов и передачу их в систему беспроводного имитатора фонендоскопа 5 для воспроизведения через динамическую головку 22 в зависимости от оказываемых физических воздействий на упомянутый манекен 7 при идентификации и определении местоположения бесконтактного устройства 6.
Пример конкретного выполнения.
Отработка практических навыков аускультации проводится на модуле имитатора пациента 2, который выполнен в виде манекена 7 человека с анатомически правильной костно-мышечной структурой (рост - 183 см, вес 70 кг, возраст 40-50 лет). Модуль имитатора пациента 2 в первую очередь предназначен для симуляции максимально широкого спектра клинических ситуаций и отработки навыков выполнения сердечно-легочной реанимации, проведения интенсивной терапии и комплекса мер, направленных на поддержание жизнедеятельности.
Таким образом это позволяет получать практические навыки по проведению аускультации при различных клинических ситуациях, что в реальных жизненных ситуациях позволит правильно диагностировать состояние человека и правильно оказать первую медицинскую помощь.
Работа модуля имитатора пациента 2 осуществляется с помощью программного алгоритма ЭВМ 4, который обеспечивает работу всех систем имитации признаков жизнедеятельности на манекене 7 в зависимости от используемого сценария. Например, при симуляции сердечных осложнений на манекене 7 происходит имитация соответствующей клинической картины - изменение артериального давления, частоты сердечных сокращений, величины мощности пульсации. При симуляции дыхательных осложнений - происходит изменение частоты дыхательных движений, появление цианоза, потеря сознания, голоса, различные хрипы. А также при симуляции травм головы, торса и конечностей - происходят различные физиологические реакции: отсутствие реакции зрачков, аускультативной картины слева или справа, падение давления при кровопотере, конвульсии.
В данном случаи модуль имитации аускультации 3 осуществляется следующим образом. Беспроводной имитатор фонендоскопа 5 также подключается к программному алгоритму ЭВМ 4, который в зависимости от используемого сценария на манекене 7 моделирует звуковые сигналы функционирования внутренних органов модуля имитатора пациента 2, где дальнейшее моделирование (изменение) звуковых сигналов происходит в зависимости от производимых действий или бездействий субъекта (врача) 8 над манекеном 7, то есть осуществляется или не осуществляются какие-либо медицинские процедуры на манекене 7 со стороны субъекта (врача) 8.
Производимые действия или бездействия субъекта (врача) 8 заключаются в следующем. Любые манипуляции на манекене 7: проведение сердечно-легочной реанимации на системе имитации 9, использование дефибриллятора на системе имитации 10, введение препаратов с помощью специальных шприцов на системе имитации 14, проведение интубации, искусственной вентиляции легких и коникотомии с использованием эндотрахеальных трубок, LMA, Combitube и других устройств на системе имитации 13, проведение декомпрессии грудной клетки при напряженном пневмотораксе на системе имитации 11, проведение процедуры дренажа плевральной полости на системе имитации 12, наложения жгута при кровотечении на системе имитации 15 и проведение катетеризации мочевого пузыря на системе имитации 16 фиксируются специальными устройствами отслеживания модуля имитатора пациента 2, данные которых передаются и обрабатываются программным алгоритмом на ЭВМ 4 и отражаются на состоянии имитатора пациента 2, при этом моделируются звуковые сигналы о состоянии пациента 2, которые посылаются в систему беспроводного имитатора фонендоскопа 5. Например, результатом обратной связи при правильном выполнении сердечно-легочной реанимации на системе имитации 9 является стабилизация состояния модуля имитатора пациента 2, а именно восстановление дыхания (частоты дыхательных движений) и сердечного ритма (частоты сердечных сокращений), прощупывание пульса, автоматическое моргание и реакция зрачков на свет. Однако неправильные действия или бездействия субъекта (врача) 8 могут привести к возникновению нештатной ситуации и моделированию различных звуковых сигналов для системы беспроводного имитатора фонендоскопа 5 в зависимости от используемого сценария.
Неправильные действия субъекта (врача) 8 могут заключаться в следующем. При вводе препарата на системе имитации 14, вызывающего аллергическую реакцию, запускается алгоритм симуляции анафилактического шока. Признаки анафилаксии: тахикардия, тахипноэ, пониженное артериальное давление. Перерывы в массаже сердца на системе имитации 9 или полное отсутствие реанимационных мероприятий между разрядами дефибриллятора, нанесение разряда низкого или слишком высокого напряжения на системе имитации 10, нанесение разряда на фоне мелковолновой фибрилляции без проведения мероприятий, повышающих энергоресурсы миокарда может привести к имитации смерти на модуле имитаторе пациента 2.
Таким образом воспроизведение звуковых сигналов в модуле имитации аускультации 3 напрямую зависит от физических воздействий на манекен 7 человека, осуществляемых субъектом (врачом) 8 при проведении реанимационных мероприятий или медицинских процедур.
Способ работы беспроводного имитатора фонендоскопа 5 осуществляется следующим образом. Электропитание электронной платы 20 беспроводного имитатора фонендоскопа 5 осуществляется от внутреннего литиевого аккумулятора 21 с номинальным значением питающего напряжения в 3,7 В. Включение и выключение электропитания электронной платы 20 осуществляется с помощью кнопки 26. Встроенная светодиодная лампа индикатора питания 23 типа L-934SGC сигнализирует об активности беспроводного имитатора фонендоскопа 5. Аккумулятор 21 имеет возможность подзарядки напряжением 5 В посредством встроенной микросхемы контроллера заряда типа LTC4054 через разъем типа микро-USB 25, к которому подключается зарядное устройство. Встроенная светодиодная лампа 24 типа L-934SRC-J4 сигнализирует о разряженном состоянии и о полной зарядке аккумулятора 21.
На электронной плате 20 установлена антенна (катушка, намотанная в виде кольца), которая прикрыта стеклянной или пластиковой вставкой 19 и предназначена для обнаружения бесконтактного устройства 6, которое в свою очередь располагается на передней и задней части туловища манекена 7. Бесконтактное устройство 6 выполнено в виде пассивной RFID-карты (метки) формата типа ЕМ4100 (ЕМ4102, EM-Marin). Антенна электронной платы 20 генерирует магнитное поле частотой 125 кГц. Попадая в магнитное поле антенны, пассивная RFTD-карта (метка) 6 получает энергию и начинает циклически моделировать магнитное поле антенны сигналом, в котором зашифрован ее идентификационный код. При этом минимальное расстояние обнаружения пассивной RFID-карты 6 с помощью антенны составляет 3 см, что позволяет устанавливать RFID-карты 6 непосредственно на туловище манекена 7 под слоем силикона, материала имитирующего человеческую кожу. Таким образом, распознавание внутреннего 40-битного индентификатора карты 6 осуществляется с помощью, строенной в электронную плату 20 микроконтроллера типа STM32F103T8U6 и микросхемы Bluetooth-модуля типа WT32, которая обеспечивает передачу информации по радиоканалу (по профилю SPP) на ЭВМ (сервер) 4. После обработки данной информации с ЭВМ (сервера) 4 посылается звуковой сигнал по обратному радиоканалу (по профилю A2DP) Bluetooth-модуля для воспроизведения аудиофайла через динамическую головку 22 беспроводного имитатора фонендоскопа 5. При этом динамическая головка 22 располагается под разъемом 18 для установки стандартного (традиционного) стетоскопа, при подключении которого можно слышать звуковые сигналы, имитирующие звуки внутренних органов человека.
В зависимости от сценариев отработки практических навыков на модуле имитатора пациента 2 на ЭВМ (сервере) 4 моделируется определенный звуковой сигнал для каждой отдельно взятой RFID-карты 6.
Использование предлагаемого медицинского тренажера 1 позволяет по сравнению с прототипом проводить совместную работу врачей как по оказанию первой медицинской помощи, так и по проведению аускультации, а также повысить практические навыки врачей по диагностированию состояния человека при различных клинических ситуациях за счет отработки практических навыков аускультации при проведении реанимационных мероприятий или медицинских процедур на модуле имитатора пациента 2.
Способ отработки практических навыков аускультации с помощью медицинского тренажера, включающего модуль имитатора пациента в виде манекена человека, заключающийся в том, что используют модуль имитации аускультации, включающий беспроводной имитатор фонендоскопа, связанный с ЭВМ, и моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов, отличающийся тем, что используют манекен человека, включающий систему имитации сердечно-легочной реанимации, систему имитации воздействия дефибриллятора, систему имитации декомпрессии грудной клетки, систему имитации процедуры дренажа плевральной полости, систему имитации интубации трахеи и коникотомии, систему имитации ввода лекарственных средств, систему имитации кровотечения и систему имитации катетеризации мочевого пузыря, предварительно в упомянутый манекен встраивают бесконтактные устройства, обнаруживаемые имитатором фонендоскопа, в зависимости от используемого сценария обучения моделируют звуковые сигналы функционирования внутренних органов, осуществляют физические воздействия на манекен человека для проведения реанимационных мероприятий или медицинских процедур путем воздействия на упомянутые системы, фиксируют оказываемые на упомянутые системы имитации физические воздействия или их отсутствие, данные о воздействиях передают в ЭВМ для обработки и осуществляют моделирование звуковых сигналов и передачу их в систему беспроводного имитатора фонендоскопа для воспроизведения через динамическую головку в зависимости от оказываемых физических воздействий на упомянутый манекен при идентификации и определении местоположения бесконтактного устройства.
