Тренажер для обучения и развития навыков пальпации

Тренажер для обучения и развития навыков пальпации относится к медицине и может быть использован в различных медицинских учреждениях, а также медицинских учебных заведениях. Повышение качества обучения путем расширения функциональных возможностей тренажера с обеспечением возможности измерения усилия, развиваемого в процессе пальпации, а также скорости его изменения, достигается тем, что в тренажере для обучения и развития навыков пальпации, содержащем симулятор органа человека, на котором имеются предполагаемые области пальпации, компьютерную систему, включающую компьютер, связанный с блоком визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения, на предполагаемых областях пальпации размещены датчики силы пальпаторного воздействия, связанные с компьютерной системой, которая выполнена с возможностью визуализации сигналов от этих датчиков, соответствующих силе пальпаторного воздействия, в блоке визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения. При этом предпочтительно, чтобы датчики силы пальпаторного воздействия были выполнены в виде малогабаритных тонкопленочных пьезорезистивных датчиков силы, компьютерная система была выполнена с возможностью представления визуализированных сигналов от датчиков силы пальпаторного воздействия в виде усредненных на заданном промежутке времени зависимостей величины силы от времени, а количество датчиков силы пальпаторного воздействия выбиралось таким образом, чтобы каждый датчик соответствовал каждой локальной зоне предполагаемого пальпаторного воздействия в предполагаемой области пальпации.

Полезная модель относится к медицине и может быть использовано в различных медицинских учреждениях, а также медицинских учебных заведениях для обучения и развития навыков пальпации при диагностике и лечении, в частности, остеопатией.

Известен тренажер для обучения и развития навыков пальпации, содержащий симулятор органа человека, на котором имеются предполагаемые области пальпации, систему управления и контроля за процессом обучения (см. авторское свидетельство СССР 943820, МПК G09B 23/28, публ. 15.07.1982). К недостаткам известного тренажера можно отнести невысокое качество обучения, обусловленное ограниченными функциональными возможностями тренажера, отсутствием возможности измерения усилия, развиваемого в процессе пальпации, а также скорости его изменения, а именно эти параметры и позволяют оценить умение контролировать и оптимизировать силовые характеристики пальпации, необходимое для эффективной диагностики и лечения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тренажер для обучения и развития навыков пальпации, содержащий симулятор органа человека, на котором имеются предполагаемые области пальпации, компьютерную систему, включающую компьютер, связанный с блоком визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения (см. патент РФ на полезную модель 115117, МПК G09B 23/32, публ. 20.04.2012). К недостаткам известного тренажера также можно отнести невысокое качество обучения, обусловленное отсутствием возможности измерения усилия, развиваемого в процессе пальпации, а также скорости его изменения, а именно эти параметры и позволяют оценить умение контролировать и оптимизировать силовые характеристики пальпации, необходимое для эффективной диагностики и лечения.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи, состоящей в повышении качества обучения путем расширения функциональных возможностей тренажера с обеспечением возможности измерения усилия, развиваемого в процессе пальпации, а также скорости его изменения.

Данная задача решается тем, что в тренажере для обучения и развития навыков пальпации, содержащем симулятор органа человека, на котором имеются предполагаемые области пальпации, компьютерную систему, включающую компьютер, связанный с блоком визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения, на предполагаемых областях пальпации размещены датчики силы пальпаторного воздействия, связанные с компьютерной системой, которая выполнена с возможностью визуализации сигналов от этих датчиков, соответствующих силе пальпаторного воздействия, в блоке визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения.

При этом предпочтительно, чтобы датчики силы пальпаторного воздействия были выполнены в виде малогабаритных тонкопленочных пьезорезистивных датчиков силы, компьютерная система была выполнена с возможностью представления визуализированных сигналов от датчиков силы пальпаторного воздействия в виде усредненных на заданном промежутке времени зависимостей величины силы от времени, а количество датчиков силы пальпаторного воздействия выбиралось таким образом, чтобы каждый датчик соответствовал каждой локальной зоне предполагаемого пальпаторного воздействия в предполагаемой области пальпации.

Размещение на предполагаемых областях пальпации датчиков силы пальпаторного воздействия, связанных с компьютерной системой, которая выполнена с возможностью визуализации сигналов от этих датчиков, соответствующих силе пальпаторного воздействия, в блоке визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения, повышает качество обучения за счет обеспечением возможности измерения усилия, развиваемого в процессе пальпации, датчиками силы, а также скорости его изменения путем анализа полученных от датчиков сигналов в блоке визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения. Предпочтительное использование в качестве датчиков силы пальпаторного воздействия известных малогабаритных тонкопленочных пьезорезистивных датчиков силы обусловлено тем, что данные датчики имеют высокую чувствительность и малые габариты, и просто встраиваются в компьютерную систему (например, тонкие матричные сенсоры фирмы FlexiForce).

Выполнение компьютерной системы с возможностью представления визуализированных сигналов от датчиков силы пальпаторного воздействия в виде усредненных на заданном промежутке времени зависимостей величины силы от времени, позволяет получить усредненное значение силового воздействия с нивелированием отдельных отклонений и оценить тактильную чувствительность обучаемого и успешность обучения в целом.

Выбор количества датчиков силы пальпаторного воздействия таким образом, чтобы каждый датчик соответствовал каждой локальной зоне предполагаемого пальпаторного воздействия в предполагаемой области пальпации, позволяет измерить силовое пальпаторное воздействие во всех необходимых зонах симулятора органа человека и таким образом полностью проконтролировать и оптимизировать силовые характеристики пальпации обучаемого по всему симулятору органа человека.

На чертеже схематично представлена блок-схема предлагаемого тренажера для обучения и развития навыков пальпации.

Тренажер содержит макет органа человека, выполненный в виде симулятора 1 органа человека, в качестве которого может быть, например, симулятор живота, спины, груди и т.п. В предлагаемом тренажере, как пример выполнения, в качестве симулятора органа человека выбран симулятор 1 головы человека, на котором предполагаемые области 2 пальпации (например, имитаторы двух височных и двух затылочных костей черепа) выполнены подвижными относительно других частей симулятора (предполагаемые области пальпации в других вариантах выполнения могут быть и неподвижными). Такая подвижность, например, может быть обеспечена тем, что эти области 2 имеют меньшую, по отношению к другим частям симулятора 1, жесткость. Так возможно выполнение областей 2 из более пластичного, по отношению к другим частям симулятора 1 головы, материала. Также возможно выполнение в предполагаемых областях 2 пальпации прорезей в виде незамкнутых окружностей для придания некоторой подвижности этим областям относительно остальной части симулятора 1 головы. Подвижность предполагаемых областей 2 пальпации может обеспечиваться, например, связанными с этими областями 2 имитаторами подвижности, выполненными в виде пьезодвигателей 3, например, 2-х или 4-х прецизионных с возможностью линейного перемещения в пределах -10+50 мкм, установленных внутри симулятора 1 головы. Пьезодвигатели 3 соединены с блоком 4 регулировки параметров подвижности предполагаемых областей пальпации (это может быть известный исполнительный механизм, обеспечивающий изменение амплитуды и частоты движения). На предполагаемых областях 2 пальпации размещены (например, приклеены) датчики 5 силы пальпаторного воздействия (например, ультратонкие матричные сенсоры А401 фирмы FlexiForce толщиной 0,2 мм, диаметром чувствительной зоны 25 мм, диапазон измеряемых сил до 110 Н). Количество датчиков 5 силы пальпаторного воздействия выбирается таким образом, чтобы каждый датчик соответствовал каждой локальной зоне предполагаемого пальпаторного воздействия в предполагаемой области пальпации. На чертеже условно изображен только один датчик 5 силы пальпаторного воздействия, хотя на самом деле они устанавливаются на каждой предполагаемой области 2 пальпации. Также тренажер содержит компьютерную систему, включающую компьютер 6, связанный с блоком 7 визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения. Компьютерная система выполнена с возможностью визуализации в блоке 7 визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения сигналов от датчиков 5 силы пальпаторного воздействия, соответствующих силе тактильного воздействия, связанных с компьютером 6 через блок 8 обработки сигналов датчиков и согласования их с компьютером (обычно входит в комплектацию датчиков фирмы FlexiForce). При этом компьютерная система выполнена с возможностью представления визуализированных сигналов от датчиков 5 силы пальпаторного воздействия в виде усредненных на заданном промежутке времени зависимостей величины силы от времени. Для контроля за учебным процессом тренажер может включать в себя датчик 9 фиксации реакции обучаемого при воздействии пальцами на предполагаемые области пальпации симулятора головы, выполненный, например, в виде педали с микроконтактом. Датчики 5 силы пальпаторного воздействия и датчик 9 фиксации реакции обучаемого соединены с компьютером 6, который также связан с блоком 4 регулировки параметров подвижности предполагаемых областей пальпации и блоком 7 визуализации информации об управлении и контроле процесса обучения, например, экраном монитора.

Предлагаемый тренажер для обучения и развития навыков пальпации работает следующим образом.

Обучаемый размещает пальцы на предполагаемых областях 2 пальпации, например, на имитаторах двух височных и двух затылочных областях симулятора 1 головы. Преподаватель с помощью компьютера 6 задает момент запуска движения, а также амплитуду и частоту движения этих областей 2, которое обеспечивается связанными с ними пьезодвигателями 3. Соответствующие управляющие воздействия поступают от компьютера 6 через блок 4 регулировки параметров подвижности предполагаемых областей пальпации к пьезодвигателям 3. В процессе обучения перемещение предполагаемых областей 2 пальпации воздействует на пальцы обучаемого и обучаемый с определенной силой воздействует на эти области и, когда обучаемый, например, производит такое воздействие, он приводит в действие датчик 8 фиксации реакции обучаемого при воздействии пальцами на предполагаемые области пальпации, например, нажимает на педаль с микроконтактом. При этом соответствующие сигналы поступают в компьютер 6, связанный с блоком 7 визуализации информации об управлении и контроле процесса обучения (экран монитора). На экране монитора отображаются, например, движок управления параметрами подвижности предполагаемых областей пальпации (всех вместе или каждой в отдельности), график перемещения этих областей, метки срабатывания датчика 9 фиксации реакции обучаемого. Сигналы от датчиков 5 силы пальпаторного воздействия также поступают через блок 8 обработки сигналов датчиков и согласования их с компьютером в компьютер 6 и после соответствующей обработки представляются визуально в блоке 7 визуализации информации об управлении и контроле процесса обучения, в виде усредненных на заданном промежутке времени зависимостей величины силы от времени.

При этом преподаватель имеет возможность контролировать процесс обучения, то есть наблюдать за тем, каким образом и с какой силой осуществляется пальпаторное воздействие, оценить тактильную чувствительность пальцев рук обучаемого.

Предлагаемый тренажер для обучения и развития навыков пальпации обеспечивает высокое качества обучения, позволяет оценить умение контролировать и оптимизировать силовые характеристики пальпации, необходимое для эффективной диагностики и лечения.

1. Тренажер для обучения и развития навыков пальпации, содержащий симулятор органа человека, на котором имеются предполагаемые области пальпации, компьютерную систему, включающую компьютер, связанный с блоком визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения, отличающийся тем, что на предполагаемых областях пальпации размещены датчики силы пальпаторного воздействия, связанные с компьютерной системой, которая выполнена с возможностью визуализации сигналов от этих датчиков, соответствующих силе пальпаторного воздействия, в блоке визуализации информации об управлении и контроле за процессом обучения.

2. Тренажер для обучения и развития навыков пальпации по п. 1, отличающийся тем, что датчики силы пальпаторного воздействия выполнены в виде малогабаритных тонкопленочных пьезорезистивных датчиков силы.

3. Тренажер для обучения и развития навыков пальпации по п. 1, отличающийся тем, что компьютерная система выполнена с возможностью представления визуализированных сигналов от датчиков силы пальпаторного воздействия в виде усредненных на заданном промежутке времени зависимостей величины силы от времени.

4. Тренажер для обучения и развития навыков пальпации по п. 1, отличающийся тем, что количество датчиков силы пальпаторного воздействия выбирается таким образом, чтобы каждый датчик соответствовал каждой локальной зоне предполагаемого пальпаторного воздействия в предполагаемой области пальпации.

РИСУНКИ