医学模拟教学论文提纲

论文题目：机-气复合式心肺复苏教学模拟人及其训练质量评价模型研究

摘要：随着21世纪科技的飞速发展,人类生活的节奏不断加快,心血管等心脏类疾病也越来越普遍。此类疾病非常容易引发心脏骤停（Cardiac Arrest,CA）,已变成导致全人类死亡最重要的原因之一,是威胁全人类生命健康的重要医学问题。心肺复苏是帮助发生心脏骤停的患者恢复自主呼吸循环和自主血液循环,进而挽救患者的生命,是目前最有效的“救命技术”。心肺复苏是医务工作者必须掌握的一项重要的临床技能,目前学员广泛使用心肺复苏训练模型来进行心肺复苏训练学习。然而现有的心肺复苏训练模型虽能实现按压完全回弹,但忽略了人体肋骨作用,学员的按压力觉与真实人体情况有一定差异;而且在学员完成心肺复苏训练学习后,不能出具学员在心肺复苏操作过程中包含学员完整的操作过程数据的考核报告,从而不能客观合理地评价学员的心肺复苏操作。为了解决此类问题,本文设计了一种机-气复合式心肺复苏教学模拟人,并研究了心肺复苏训练质量评价模型。本文的主要工作内容如下:1.心肺复苏教学模拟人方案设计。根据2015国际心肺复苏指南,对机-气复合式心肺复苏教学模拟人的功能要求进行全面分析,进而设计了机-气复合式心肺复苏教学模拟人的总体方案。并重点研究了该模拟人的工作原理,对机-气复合式心肺复苏教学模拟人组成部分中的气源元件和控制元件进行了选型以及设计了该模拟人的软、硬件系统。2.胸腔模拟器的设计。通过分析人体胸廓的几何特征和力学特性,建立了胸腔模拟器数学模型,对模拟器的材料进行了选材。利用MATLAB软件仿真分析了胸腔模拟器结构参数和按压过程参数对其力学特性的影响规律,从而依据所得结果完成了胸腔模拟器的设计和制作。3.心肺复苏训练质量评价模型研究。研发了一种胸外按压信号采集系统,基于采集的胸廓按压位移信号和按压力信号,分别提取相应的特征参数。并根据最新的2015国际心肺复苏指南,设计了评价模型的评价指标及对应的权重值,并采用基于等级评定的余弦相似性度量评价方法对学员的心肺复苏操作进行评价。4.机-气复合式心肺复苏教学模拟人实验研究。搭建了机-气复合式心肺复苏教学模拟人实验平台,对胸腔模拟器进行了实验研究,并对学员的胸外按压操作进行质量评价实验研究。根据实验结果和评价结果,验证了利用该模拟人进行心肺复苏模拟教学的可行性和合理性及其训练质量评价模型的有效性。实验结果表明:本文设计的机-气复合式心肺复苏教学模拟人方案可行,结构设计合理,可以满足学员进行心肺复苏技能学习的要求,实施模拟教学和训练质量评价,同时可为开发新型的心肺复苏技能学习模拟教学设备提供指导和参考。

关键词：心肺复苏;胸腔模拟器;机-气复合式;质量评价

学科专业：机械工程

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国际心肺复苏指南概述

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 本文主要研究工作

第二章 心肺复苏教学模拟人系统设计

2.1 心肺复苏教学模拟人功能要求

2.2 心肺复苏教学模拟人总体方案

2.3 心肺复苏教学模拟人组成原理

2.4 心肺复苏教学模拟人元器件选型

2.4.1 空气压缩机选型

2.4.2 气动三联件选型

2.4.3 压力变送器选型

2.4.4 电气比例减压阀选型

2.5 心肺复苏教学模拟人硬件系统设计

2.5.1 上位机控制器选择

2.5.2 下位机控制器选择

2.6 下位机电路设计

2.6.1 电源模块电路设计

2.6.2 电气比例减压阀模块电路设计

2.7 心肺复苏教学模拟人软件系统设计

2.7.1 上位机软件设计

2.7.2 上位机操作界面

2.7.3 下位机软件设计

2.7.4 电气比例减压阀输出程序设计

2.8 本章小结

第三章 心肺复苏教学模拟人建模与仿真研究

3.1 胸腔模拟器的基本形状

3.2 胸腔模拟器选材

3.3 胸腔模拟器数学模型

3.3.1 主胸骨模拟器数学模型

3.3.2 肋骨模拟器数学模型

3.4 胸腔模拟器的 Matlab 仿真分析

3.4.1 结构参数对模拟器刚度影响

3.4.2 按压过程参数对模拟器刚度影响

3.5 本章小结

第四章 心肺复苏训练质量评价模型研究

4.1 胸外按压操作信号采集系统

4.1.1 胸廓位移信号采集单元

4.1.2 按压力信号采集单元

4.2 胸外按压操作质量影响因素

4.3 胸外按压深度特征参数提取

4.4 胸外按压压力特征参数提取

4.4.1 胸外按压压力数据采集

4.4.2 按压位置偏离度和按压力计算

4.5 胸外按压操作信号等级评定

4.5.1 归一化处理

4.5.2 余弦相似性度量计算

4.5.3 等级评定

4.6 本章小结

第五章 机-气复合式心肺复苏教学模拟人实验研究

5.1 模拟人实验系统

5.2 胸腔模拟器实验

5.3 心肺复苏训练质量评价实验

5.3.1 实验设计

5.3.2 实验结果分析

5.4 本章小结

结论

一 总结

二 展望

参考文献

致谢