心肺復(fù)蘇訓練模型的優(yōu)化設(shè)計與操作質(zhì)量評價方法研究.pdf

1、心臟驟停已成為威脅人類生命健康的一大主要醫(yī)學問題，心肺復(fù)蘇是幫助心臟驟停病人恢復(fù)自主血液循環(huán)，挽救其生命的唯一有效措施，目前廣泛利用心肺復(fù)蘇訓練模型對學員進行心肺復(fù)蘇培訓。然而現(xiàn)有的訓練模型在人體胸廓的模擬效果以及操作結(jié)束后的質(zhì)量評價方法上尚存在不足之處，這些問題制約著心肺復(fù)蘇訓練者操作的改進和技能的提高。
　　針對上述問題，本文在現(xiàn)有心肺復(fù)蘇訓練模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種基于真實人體胸廓的力學模擬結(jié)構(gòu)，同時參考人工操作質(zhì)量評價領(lǐng)域的

2、常用方法，提出一種基于信號相似性度量的胸外按壓操作質(zhì)量評價方法，對于完善現(xiàn)有的心肺復(fù)蘇教學設(shè)備，更好地指導醫(yī)護人員進行心肺復(fù)蘇訓練具有重要意義。本文的主要內(nèi)容如下：
　　1、基于真實人體胸廓的幾何特征，利用CAD軟件SolidWorks初步完成模型的三維設(shè)計，采用CAE軟件ANSYS對模型進行力學性能分析，利用ANSYS Fatigue Tool工具對模型進行疲勞壽命預(yù)測。在確保模型的力學特性與真實的人體胸廓等效以及疲勞壽命滿足實

3、際臨床教學需求的情況下，最終確定薄肋板-彈簧組合的方案，選用“肋骨”厚度為0.5mm的人體胸廓模擬結(jié)構(gòu)，加上3根壓縮彈簧，完成心肺復(fù)蘇訓練模型的優(yōu)化設(shè)計。
　　2、采集胸外按壓過程中的按壓力信號和按壓深度信號，采用FIR數(shù)字低通濾波器對信號進行預(yù)處理，提高信噪比；確定按壓最大深度、按壓頻率、按壓位置偏離度、胸廓回彈率、按壓與放松時間比這五個常規(guī)特征以及按壓過程中的最大加速度、平均加速度、按壓過程中的最大按壓力、平均按壓力這四個力學

4、特征為胸外按壓操作質(zhì)量的影響因素；利用基于小波變換的極值搜索算法對按壓深度信號和力信號進行峰值檢測，進而順利計算出胸外按壓常規(guī)特征和力學特征。
　　3、通過特征提取，一個完整的胸外按壓操作過程將轉(zhuǎn)換為一組由特征構(gòu)成的多元時間序列，結(jié)合夾角余弦和主成分分析方法，設(shè)計相似性度量算法，將學員胸外按壓全過程的操作信號和高質(zhì)量的胸外按壓操作信號作相似度計算，以此來評價學員該次操作的質(zhì)量。最后設(shè)計實驗利用該方法對不同群體的胸外按壓操作進行了相