一种心肺复苏培训急救一体机及其培训方法与流程

本发明涉及心肺复苏培训、公共医疗急救领域，尤其涉及一种心肺复苏培训急救一体机及其培训方法。

背景技术：

中国每年约有54.4万人死于心源性猝死(cardiacarrest，以下简称ca)。ca病人复苏成功率低于1％造成这种局面的根本原因是：公众心肺复苏(简称cpr)技能普及率极低——不足1％，公共场所配备自动除颤仪(简称aed)比率和aed操作培训普及率极低。

研究证实还有以下原因影响ca病人复苏成功率。一是时机：第一目击者是否在发病4-6分钟内启动心肺复苏和除颤；二是急救链顺畅性:第一时间识别病人———拨打120——启动cpr并尽早除颤——专业急救员接手——转运至医院。此过程须无缝对接。三是cpr急救质量：救治成效由施救者是否实施高质量心肺复苏决定。必须建立科学、完善的cpr培训与质控机制，以提升cpr急救质量和效果的根本途径；建议使用cpr反馈装置帮助学习cpr的实践技能。

总结上述内容得出以下基本结论：提高中国院前第一目击者心肺复苏施救率和ca病人生存率，需要重点解决以下几个问题：一是解决训练装备便捷性问题，心肺复苏培训装备要有便捷性；二是公众急救技能普及问题，保障公众在公共场所可以随时使用急救技能的训练装备进行训练以及随时获取急救aed除颤装备。

技术实现要素：

本发明提供了一种心肺复苏培训急救一体机及其培训方法，旨在解决上述问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种心肺复苏培训急救一体机，包括：机身壳体、整体控制及操作系统、培训系统和急救系统；所述整体控制及操作系统、培训系统和急救系统均设置在所述机身壳体内；所述整体控制及操作系统包括整机主机主控板、主计算机、身份认证模块、触控屏、语音交互模块、第一通信模块和第一电源管理模块；所述身份认证模块、触控屏、第一语音交互模块、第一通信模块和电源模块均连接于所述整机主机主控板和主计算机；所述培训系统包括数字模拟人和心肺复苏培训软件；所述急救系统包括aed除颤仪；所述身份认证模块用于验证受训人员的身份信息。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，所述机身壳体包括上壳体、下壳体和滚轮，所述上壳体的一端连接于所述下壳体，所述滚轮设置于所述下壳体朝向地面的一侧；所述触控屏和所述身份认证模块均安装于所述上壳体上。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，所述培训系统还包括aed除颤训练机；所述下壳体包括l型转门，所述l型转门包括与地面平行的水平板和与地面垂直的竖直板，所述数字模拟人固定安装于所述竖直板朝向所述下壳体内部的一侧，所述aed除颤训练机固定安装于所述水平板。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，还包括传动模块，所述传动模块包括第一电机和第一传动组件；所述l型转门与所述第一传动组件传动连接，所述竖直板朝向所述下壳体外面的侧面设置在支撑部，当所述l型转门的竖直板旋转到水平状态时所述支撑部与地面抵接。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，所述急救系统还包括呼吸器，所述传动模块还包括第二电机和第二传动组件，所述下壳体还包括侧部转门，所述侧部转门朝向所述下壳体内部的一侧设置有放置腔，所述呼吸器放置于所述放置腔内；所述第二传动组件与所述侧部转门传动连接，带动所述侧部转门旋转。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，所述上壳体还包括aed除颤仪存储箱，所述存储箱中设置有传感器组件，所述传感器组件用于检测所述aed除颤仪的存放状态。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，还包括监控系统，所述监控系统包括广角摄像头和存储模块，所述广角摄像头用于获取采集区域内的音频和视频数据，所述存储模块用于存储所述广角摄像头获取的数据。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，所述数字模拟人包括头部组件、上半身肋骨壳、上半身底壳、胸部蒙皮、主控及通信模块、弹簧、心肺复苏数据采集模块、心肺复苏数据显示模块、肩部传感器、颈动脉触发传感器、除颤电极片触发传感器、测距传感器、人工呼吸容气肺袋、潮气量检测传感器和第二电源模块；所述上半身肋骨壳和上半身底壳组成容纳其它部件的腔体；所述弹簧设置在所述上半身肋骨壳和所述上半身底壳之间，所述胸部蒙皮覆盖在所述上半身肋骨外，所述心肺复苏数据采集模块安装于胸部蒙皮上并且正对所述弹簧设置；所述肩部传感器、颈动脉触发传感器、除颤电极片触发传感器、测距传感器、潮气量检测传感器均连接于所述主控及通信模块；所述人工呼吸容气肺袋通过所述潮气量检测传感器与所述头部组件的口腔连通，所述心肺复苏数据显示模块与所述心肺复苏数据采集模块连接，用于显示心肺复苏数据采集模块采集的数据。

在本发明的心肺复苏培训急救一体机中，所述上半身底壳与所述上半身肋骨相对侧面设置有第一安装柱，所述上半身肋骨上与所述第一安装柱位置对应处设置有第二安装柱，所述第一安装柱的一端套在所述第二安装柱上，所述弹簧套设在所述第一安装柱外；所述上半身底壳的宽度方向的两侧排布有多个安装凸柱，所述胸部蒙皮与所述安装凸柱对应的位置处设置有开孔部，所述安装凸柱插入所述开孔部内。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种培训方法，包括以下步骤。

启动全流程量化培训软件并登录；

开启l型转门并展开数字模拟人；

打开数字模拟人的开机按键，进入培训模式；

判断有无意识训练；

脉搏判断训练；

胸腔按压和通气训练；

除颤训练；

获取成绩单。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请设计了一种心肺复苏培训急救一体机，具有培训系统和急救系统，并且可以广泛应用于不同的场所，方便用户使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的心肺复苏培训急救一体机的结构示意图；

图2是本发明实施例的心肺复苏培训急救一体机的一个视角的爆炸图；

图3是本发明实施例的心肺复苏培训急救一体机的l型转门打开状态图；

图4是本发明实施例的数字模拟人的结构示意图；

图5是本发明实施例的数字模拟人的部分结构示意图；

图6是本发明实施例的数字模拟人的爆炸图；

图7是本发明实施例的数字模拟人的剖面图；

图8是图7的局部放大图；

图9是图7的另一局部放大图。

标号说明:

10、机身壳体；11、上壳体；12、下壳体；121、l型转门；1211、水平板；1212、竖直板；1213、支撑部；1214、侧部转门；20、整体控制及操作系统；21、触控屏；22、限位传感器；23、测距传感器；30、培训系统；31、数字模拟人；311、头部组件；3111、左侧头半壳；3112、右侧头半壳；3113、头部蒙皮；3114、安装凹槽；3115、安装部；3116、卡槽部；3117、圆环部；312、上半身肋骨壳；3121、第二安装柱；313、上半身底壳；3131、第一安装柱；3132、滑槽；314、弹簧；315、心肺复苏数据采集模块；316、心肺复苏数据显示模块；317、肩部传感器；318、颈动脉触发传感器；319、除颤电极片触发传感器；3191、人工呼吸容气肺袋；3192、潮气量检测传感器；3193、测距传感器；3194、胸部蒙皮；32、aed除颤训练机；40、急救系统；41、aed除颤仪；50、通气管道；60、卡接件；61、卡接部；62、连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参照图1-图9所示，本发明公开了一种心肺复苏培训急救一体机，包括机身壳体10、整体控制及操作系统20、培训系统30和急救系统40。整体控制及操作系统20、培训系统30和急救系统40均设置在机身壳体10内。整体控制及操作系统20包括整机主机主控板、主计算机、身份认证模块、触控屏21、第一语音交互模块、第一通信模块和第一电源模块。身份认证模块、触控屏、第一语音交互模块、第一通信模块和第一电源模块均连接于整机主机主控板和主计算机，通过整机主机主控板和主计算机控制身份认证模块、触控屏21、第一语音交互模块、第一通信模块和第一电源模块的运行。培训系统30包括数字模拟人31、aed除颤训练机32和心肺复苏培训软件，数字模拟人31和aed除颤训练机32供受训者进行训练，心肺复苏培训软件用于验证受训人员的身份信息并指导受训者进行训练。急救系统40包括aed除颤仪41。第一语音交互模块用于实时提醒受训人员纠正错误动作。本申请的心肺复苏培训急救一体机通过将培训系统30和急救系统40一体设置于机身壳体10上，使得设备具有培训和急救两个功能，既有利于人们cpr培训的普及，也使得公众急救装备更加便捷。并且通过第一语音交互系统对受训者进行实时纠正，提高受训者心肺复苏培训的质量。本发明广泛安装在各类公共场所如学校、体育馆、办公楼、居民社区、地铁站、机场、码头、火车站、社区活动中心等最广泛场所，方便人民群众随时随地开展心肺复苏急救技能训练以及当真正需要急救时可以就近取用aed除颤仪41。若公共场所或者居民家庭发生心脏骤停病人急需救援，旁观者或者目击者可以迅速寻找本设备取出aed除颤仪救治生命，在120医务人员未到来之前为抢救生命赢得先机，进而全面提高我国院前急救生存率，为健康中国做出贡献。

在一个可选的实施例中，机身壳体10包括上壳体11、下壳体12和滚轮13，下壳体12的一端连接于下壳体12，滚轮设置在下壳体12朝向地面的一侧，触控屏21和身份认证模块均设置在上壳体11上。机身壳体10由钣金构件组成，成型壳体预置有触控屏和主计算机的安装卡位。

在一个可选的实施例中，本申请的心肺复苏培训急救一体机还包括aed除颤仪存储箱111。aed除颤仪存储箱111设置于上壳体11中。正常状态下aed除颤仪41放置在上壳体11的aed除颤仪存储箱111中，当出现紧急情况时，用户将使用aed除颤仪41对心脏骤停病人进行除颤。在存储箱中设置有传感器组件，传感器组件用于检测aed除颤仪41的存放状态，传感器组件可以设置在存储箱的底部。传感器组件包括红外传感器和限位传感器，用于检测aed除颤仪41存储状态。红外传感器采用红外栅栏对射报警式传感器，当对射区域光束被遮挡或遮挡移除时，即产生对应的信号。限位传感器采用接近开关，当aed除颤仪41与接近开关距离小于或大于阈值时，输出对应的信号。当有心脏骤停病人急救需要时，使用者打开存储箱透明盖板(无锁)取出aed除颤仪41，送至急救现场使用。使用者取出aed除颤仪41时，传感器组件中的红外传感器和限位传感器被激活，发送aed除颤仪41被取出信息到远程服务器并通知本机管理员。随后使用者根据aed除颤仪41语音提示按步操作。aed除颤仪41使用完毕后，用户将aed除颤仪41送至aed除颤仪存储箱体内，当aed除颤仪41放入时，传感器组件中的红外传感器和限位传感器被激活，发送aed除颤仪41被放回信息到远程服务器并通知本机管理员。

在一个可选的实施例中，培训系统30还包括aed除颤训练机32。下壳体12包括l型转门121，l型转门121包括水平板1211和竖直板1212，水平板1211与地面平行，竖直板1212与地面垂直，数字模拟人31固定安装于竖直板1212朝向下壳体12内部的一侧，aed除颤训练机32固定安装于水平板1211上。本实施例中，下壳体12为方形壳体，壳体的一个侧面设置有第一开口，l型转门121可转动设置在第一开口位置处，正常状态下l型转门121将第一开口封住(即竖直板1212竖直设置，水平板1211水平设置)；当用户进行培训时，l型转门121转动，使得竖直板1212水平，水平板1211处于竖直状态。本申请的心肺复苏培训急救一体机还包括传动模块，传动模块包括第一电机和第一传动组件，l型转门121与传动组件传动连接，竖直板1212朝向下壳体12外部的侧面设置有支撑部1213，当l型转门121的竖直板1212放置到水平状态时，支撑部1213与地面抵接。数字模拟人31固定安装在竖直板1212上，l型转门121的竖直板1212旋转到水平状态时，受训者可以直接进行受训，不需要将数字模拟人31取出进行训练，通过此方式减少数字模拟人31被损坏的概率，延长了数字模拟人31的使用寿命。急救系统40包括aed除颤仪41、保护垫、呼吸器中的至少一种。传动模块还包括第二电机和第二传动组件，下壳体12还包括侧部转门1214。下壳体12上与侧部转门1214配合的位置处设置有第二开口，侧部转门1214将第二开口封住。侧部转门1214可旋转设置在第二开口内，以此方式打开和关闭侧部转门1214。侧部转门1214朝向下壳体12内部的一侧设置有放置腔，保护垫和呼吸器放置在放置腔内。第二传动组件与侧部转门1214传动连接，带动侧部转门1214转动，从而实现打开和关闭动作。

在一个可选的实施例中，aed除颤训练机32包括液晶显示模块、按键及指示灯操作面板、第三通信模块、第二语音交互模块、除颤电极和第三电源模块。第二语音交互模块用于指导受训者正确操作，第三通信模块与数字模拟人31的第二通信模块通信。

具体地，aed除颤训练机32的液晶显示模块用于显示操作模式选项、电池余量、心电波形、功能菜单设置等。液晶显示模块具备视频播放功能，用于播放本机操作视频和急救除颤教学视频。按键及指示灯操作面板用于实现开机控制，显示内容控制，应用模式选择，除颤能量调节等功能。第三电源模块采用充电管理芯片，依靠防反接、过充过放检测、热反馈等技术对充电过程进行智能保护，实现aed除颤训练机32所有模块安全稳定供电。第三通信模块采用低功耗无线通信芯片，实现与数字模拟人31的数据通信。第二语音交互模块包括音频芯片、功放、扬声器等，用于指导训练者在执行心肺复苏培训项目时正确操作。除颤电极包括除颤电极片和除颤手柄。除颤电极片采用导电材料制成，对硅胶材料具有粘贴性，可重复使用。除颤手柄成对使用，内置充放电按钮，双手拇指同时单击充放电按键即启动充电功能，充电完成后根据语音提示双手拇指同时双击充放电按键即启动除颤放电功能，此次除颤完成。

在一个可选的实施例中，数字模拟人31包括头部组件311、上半身肋骨壳312、上半身底壳313、主控及通信模块、弹簧314、心肺复苏数据采集模块315、心肺复苏数据显示模块316、肩部传感器317、颈动脉触发传感器318、除颤电极片触发传感器319、人工呼吸容气肺袋3191、潮气量检测传感器3192、测距传感器3193、第二电源模块和胸部蒙皮3194。上半身肋骨壳312、上半身底壳313组成容纳其它部件的腔体，上半身肋骨壳312和上半身底壳313组成了数字模拟人31的上半身躯干。弹簧设置在上半身肋骨和上半身底壳之间，用于支撑两者，使得用户可以进行按压操作。胸部蒙皮覆盖在上半身肋骨上，心肺复苏数据采集模块安装在胸部蒙皮上，并且心肺复苏采集模块正对弹簧设置。用户在使用本装置时按压胸部蒙皮，心肺复苏采集模块采集的数据包括但不限于受训者按压深度、按压频率等。心肺复苏数据显示模块与心肺复苏数据采集模块连接，具体的连接方式可以为wifi连接。心肺复苏数据显示模块用于显示心肺复苏数据采集模块采集的按压深度、按压频率等数据。肩部传感器、颈动脉触发传感器、除颤电极片触发传感器、测距传感器、潮气量检测传感器均连接于主控及通信模块，具体的连接方式为通过导线连接。主控及通信模块接收这些传感器的信号或是数据，并且经过处理，传送到心肺复苏数据显示装置中或者是其它显示装置进行显示，从而方便受训者查看训练的数据。

肩部传感器317设置在上半身底壳313上的肩部位置处的内壁上，当用户拍打数字模拟人31肩部时，肩部传感器317感应并且将感应到的数据或信号传入到主控及通信模块，随后再传送到显示装置和心肺复苏培训软件中。颈动脉触发传感器318设置在数字模拟人31的颈部位置处，用于检测用户操作，并且将数据传送到主控及通信模块。除颤电极片触发传感器319的数量为两个，其中一个设置在上半身肋骨壳312的胸腔位置处的放置槽内，另一个设置在上半身肋骨壳的左下侧位置处的放置槽内，除颤电极片触发传感器用于检测aed除颤训练仪的除颤电极片。人工呼吸容气肺袋3191通过潮气量检测传感器3192与数字模拟人31的头部的口腔连通，训练者对着数字模拟人31的口部进行人工呼吸训练，潮气量检测传感器3192检测训练者吹入的空气量。

头部组件311包括左侧头半壳3111、右侧头半壳3112和头部蒙皮3113，左侧头半壳3111和右侧头半壳3112组装成了人体头部的形状，头部蒙皮3113为人脸的形状，其具有人体的五观。左侧头半壳3111和右侧头半壳3112均采用abs材质注塑成型，头部蒙皮3113为仿真弹性硅胶蒙皮。上半身肋骨壳312和上半身底壳313也采用abs材质注塑成型，胸部蒙皮3194也采用仿真皮肤硅胶蒙皮，胸部蒙皮3194覆盖在数字模拟人31的上半身肋骨壳312。

上半身底壳的宽度方向的两侧设置排布有多个安装凸柱，胸部蒙皮与安装凸柱对应的位置处设置有开孔部，开孔部的数量与安装凸柱的数量相同，安装时将上半身底壳上的安装凸柱插入到胸部蒙皮上的开孔部内进行固定。开孔部的尺寸小于安装凸柱的尺寸，由于胸部蒙皮具有一定的弹性，可以将胸部蒙皮上的开孔部套入到安装凸柱上。具体地，胸部蒙皮3194为腔体结构，胸部蒙皮3194的底壁与上半身肋骨的形状的尺寸适配，胸部蒙皮3194的侧壁固定在上半身底壳313的侧壁上。胸部蒙皮3194的侧壁上排布有多个开孔部，在上半身底壳313上设置有与开孔部适配的安装凸柱，安装时将胸部蒙皮3194的开孔部插入到安装凸柱上即可。为了增加胸部蒙皮的稳定性，可以在上半身底壳的肩部位置上也设置多个安装凸柱，在胸部蒙皮上也相应设置多个开孔部，具体的位置和数量在此不做限定。

具体地，左侧头半壳3111和右侧头半壳3112组装的人体头部的嘴部位置处设置有安装凹槽3114，头部蒙皮3113的人口位置处朝向安装凹槽3114位置处凸出一整圈安装部3115，安装部3115安装于安装凹槽3114内，用户进行人工呼吸训练时，从头部蒙皮3113的口部向人工呼吸容气肺袋吹气进行训练。

本实施例中，数字模拟人31还包括通气管道50和卡接件60，在安装凹槽3114的底部设置有一个开孔，通气管道的一端连接于人工呼吸容气肺袋，通气管道的另一端穿出开孔。卡接件60包括卡接部61和连接部62，卡接部61和连接部62相连接，连接部62为圆环结构，连接部62插入到通气管穿出开孔的一端，卡接部61卡入到头部蒙皮3113上的安装部3115内。在头部蒙皮3113上的安装部3115靠近卡接部61的一端设置有卡槽部3116，卡接部61卡入到卡槽部3116内，使得头部蒙皮3113的人口与设置在半身充气模拟人内部的人工呼吸容气肺袋连通，用户可以进行人工呼吸培训。具体地，安装部3115为圆环结构，安装部3115的外径大于头部蒙皮3113的人口大小，安装部3115的一端连接于头部蒙皮3113，安装部3115的另一端在安装部3115的轴向上间隔设置有两个圆环部3117，两个圆环部3117组成了卡槽部3116，卡接部61的尺寸略小于安装凹槽3114的直径，在安装时，将卡接部61的外圈部分插入到安装部3115端部的两个圆环部3117内即可，确保用户可以进行人工呼吸培训。

具体地，在上半身底壳313与上半身肋骨壳312相对侧面上设置有第一安装柱3131，在上半身肋骨壳312上与第一安装柱位置对应的位置处设置有第二安装柱3121，第一安装柱的一端套设在第二安装柱上，弹簧314套设在第一安装柱上。用户进行心肺复苏培训时，按压上半身肋骨上覆盖的胸部蒙皮3194，使得第二安装柱在第一安装柱内滑动，从而模拟按压人体胸腔的动作。较优地，胸腔蒙皮上设置有放置心肺复苏数据采集模块的凹槽部，凹槽部的形状与心肺复苏数据采集模块的外形相适配，安装时底壳心肺复苏数据采集模块放置到凹槽部即可。较优的，为了进一步增加上半身肋骨壳312相对上半身底壳313运动的稳定性，在第二安装柱上设置有至少一条滑槽3132，在第一安装柱上设置有插入到滑槽中的凸筋(图中未示出)，凸筋的宽度与滑槽的宽度适配，通过滑槽和凸筋的设置，进一步限定了上半身肋骨壳312与上半身底壳313之间的运动。

数字模拟人31的主控及通信模块的主控部分采用基于cortex-m4内核的stm32f407系列单片机，主频168mhz，搭载多路串行接口，spi、i2c和sdio等总线加载各种外部设备，并搭载32.768khz低频时钟芯片，配有外部flash及eeprom，支持sd卡扩展。主机显示界面采用4位数码管，使用按键扫描及led驱动芯片，降低i/o使用量，通过4位按键进行参数设定及修改。主控及通信模块中的通信模块部分包括蓝牙和wifi，实现信息交互。蓝牙模块主从合一，具有命令控制功能。模块通过串口执行主从角色切换、配置串口波特率，实现模块与模块之间数据透传。wifi模块基于标准ieee802.11b/g/n协议，采用32位芯片，支持mcu串口通信，at指令控制，实现与路由器之间的数据传输。

具体地，主控及通信模块的主控部分采用mcu微型处理器采集处理各项传感器数据，再通过板载无线通信模块上传数据到主计算机的显示屏显示，实现全流程培训数据量化质控。肩部传感器317由震动传感器及电路组成，用于判定训练者正确完成意识判定动作。颈动脉触发传感器318由电容触摸芯片及电路组成，用于判定训练者正确完成颈动脉触摸动作。除颤电极片触发传感器319由电容触摸芯片及电路组成，用于判定训练者是否正确贴敷电极片。第二电源模块由可充电锂离子电池及多种保护电路组成，用于数字模拟人31电路部分以及传感器供电，同时为心肺复苏数据采集显示装置提供充电续航。

数字模拟人31的心肺复苏数据采集模块315用于采集心肺复苏数据(包括但不限于深度、频率等)并上传心肺复苏数据显示装置。心肺复苏数据采集模块使用时放置于数字模拟人31胸壁硅胶蒙皮心脏按压点。

数字模拟人31的心肺复苏数据采集模块315包括外壳和集成五个主要模块的电路板，五个主要模块分别为：压电传感器、六轴加速度传感器、微处理器、板载无线通信模块和电源管理系统。压电传感器在受到压力时，电阻值随压力增大而减小的特性将电阻值变化转化为电压信号变化，通过电压信号检测判定是否激活六轴加速度传感器。六轴加速度传感器芯片实时采集心肺复苏按压过程中的加速度数据，依托板载微处理器芯片内置算法对采集的数据进行处理，实现深度、频率等数据的获取。微处理器内置数据算法，对采集的各项数据进行处理。板载无线通信模块实现与心肺复苏数据显示模块之间的数据通信。电源管理系统采用充电管理芯片，依靠防反接、过充过放检测、热反馈等技术对充电过程进行智能保护，实现为心肺复苏数据采集模块安全稳定供电功能。

本实施例中，数字模拟人31的心肺复苏数据显示模块316用于接收并显示心肺复苏数据采集模块315的数据，同时将心肺复苏数据上传到整体控制及操作系统20的主计算机上。心肺复苏数据显示模块316安装于数字模拟人31的左肩侧或右肩侧，指导训练者在执行心肺复苏培训项目时正确操作，在此过程中整体控制及操作系统20的第一语音交互系统同步语音指导。此功能组件主要由lcd触摸显示屏、板载无线通信模块、电源管理模块、主处理芯片模块、数据存储模块、语音交互功能模块六部分构成。lcd触摸显示屏显示的数据内容包括但不限于：单次心肺复苏深度、频率、总次数、潮气量、时间值等数据。显示的状态内容包括但不限于电池余量、网络连接状态、播放状态、心肺复苏模式等。板载无线通信模块由各种优选的无线芯片构成(包括但不限于wifi、蓝牙芯片)，可将心肺复苏数据采集模块315实时采集的数据无线传输到心肺复苏数据显示模块316。电源管理模块包括但不限于充电保护电路、大容量可重复充电聚合物锂离子电池、dc/dc转换电路、温度保护模块等，用于为心肺复苏数据显示模块316供电。主处理芯片模块将处理后的数据通过板载无线通信模块传输给整体控制及操作系统20的主计算机。数据存储模块包括但不限于flash、sd卡、sram等，用于储存图片、字库、语音等数据。语音交互功能模块包括音频芯片、功放、扬声器等，用于指导训练者在执行心肺复苏培训项目时正确操作。心肺复苏数据显示模块316还具备屏幕图像显示方向的翻转功能，用于两名或两名以上训练人员在面对面交替使用此功能组件执行按压培训等项目时观察屏幕数据。训练者可根据需要调整lcd触摸显示屏模块上的图像显示方向，使图像与训练者视觉同侧顺位。

数字模拟人31的肩部传感器317采用微震动传感器，内置磁珠式微震动探头。该探头受到震动后传感器物理电阻值下降，经过信号处理转化为ttl高低电平信号(该电平信号须在设定的物理电阻值下降上限内)。板载微处理器mcu通过对上述电平信号的检测判定是否震动。

数字模拟人31的颈动脉触发传感器318和除颤电极片触发传感器319均采用生物电导体感应触摸传感器集成电容式触摸芯片，该芯片内嵌稳压电路，为触摸感应电路提供稳定工作电压。当靠近或触碰传感器感应区域时，产生生物电感应，电平发生变化，触摸传感器检测芯片响应并输出ttl电平信号给微处理器mcu进行处理，实现信号检测。训练者触摸生物电导体感应触摸传感器安装位置所对应的蒙皮外表面后，该传感器根据上述原理进行相应动作识别，判定训练者触摸颈动脉和贴敷aed除颤训练机32电极片位置是否正确。

数字模拟人31的人工呼吸容气肺袋和潮气量检测传感器用于人工通气技能训练，包括可更换容气肺袋部(模拟肺脏)、气道管路、排气组件和气道潮气量检测传感器。潮气量检测传感器利用热力学原理对流经潮气量检测传感器气道管路的气体进行流量检测。潮气量检测传感器芯片属于mems传感器，芯片内置温度传感器，具备温度补偿校准功能。经过校准和温度补偿，结合算法，计算出单位时间内呼入的气体体积。

数字模拟人测距传感器用于实时测量数字模拟人弹簧受压时位移距离和弹簧回弹时的回复距离差，从而判断心肺复苏过程中胸腔是否充分回弹。测距传感器可以采用收发一体式超声波测距传感器，通过传感器发射和接收到超声波的时间间隔来实现距离测量。该传感器安装在数字模拟人的上半身底壳内壁侧，工作时实时向上半身肋骨壳发出超声波并检测反射波，实现上半身肋骨壳侧与下半身肋骨壳侧距离的实时测量。在开启胸腔按压前记录上半身肋骨壳与下半身肋骨壳间的距离，并在该距离的基础上设定一定的阈值，作为此次心肺复苏充分回弹的判断依据，若单次按压过程中胸壁与背壁间距离的最大值小于该阈值，则判断胸腔未充分回弹，从而实现心肺复苏过程中胸腔是否充分回弹的判断。

数字模拟人31的第二电源模块采用18650电池供电。配备电源管理芯片，该芯片集成升压转换、锂电池充电管理、电池电量指示、dc/dc转换、温度保护、欠压和过流等放电保护、esd静电防护(4kv)等功能。本电池用于数字模拟人31的自身主板以及外接传感器供电。同时为心肺复苏数据采集模块315和心肺复苏数据显示模块316提供充电续航。人工呼吸容气肺袋和潮气量检测传感器通过dc-dc升压芯片将5v转化为12v供电。数字模拟人31主板mcu处理器芯片及通信芯片通过低压差线性稳压器将5v转化为3.3v供电。

本实施例中，心肺复苏培训软件包括注册与登录模块、操作演示模块、项目培训模块、成绩管理模块这四个功能模块。其中，注册与登录模块实现个人用户和机构用户注册、登录功能。操作演示模块实现心肺复苏培训急救一体机操作方法以及急救教学视频播放功能，方便用户快速掌握机器操作方法和各项心肺复苏急救技能。项目培训模块实现用户选择培训项目的功能，满足用户不同使用需求。成绩管理模块实现用户查看培训成绩的功能。

具体地，注册与登录模块主要包括个人用户和机构用户两个入口。个人用户可选择但不限于手写录入、微信扫码等方式进行账户注册，后续登录可选择但不限于手写录入、微信扫码、人脸识别以及身份证识别等方式登入，以便个人用户进行后续操作。机构用户包括机构管理员和学员登录两个入口。机构管理员账户为预设，管理员可对机构学员进行批量录入、编辑与删除、建立考核计划、查询统计机构学员成绩等操作，亦可对自身进行编辑更改；已录入机构学员可通过机构用户下学员登录入口登录，以便机构学员进行后续操作。操作演示：此模块主要包括但不限于心肺复苏培训急救一体机操作流程视频、软件操作视频、各培训项目操作视频以及各类急救技能讲解视频等。上述视频用于指导用户学习心肺复苏培训急救一体机操作方法，方便用户快速掌握各项心肺复苏急救技能。项目培训模块主要包括但不限于用户选择培训项目进行心肺复苏技能训练与考核等功能。用户选定培训项目后，开启数字模拟人31安放门，执行培训项目。培训开始主计算机的显示屏与心肺复苏数据显示模块316同步显示培训数据(包括但不限于深度、频率、总次数、潮气量、时间值等数据)，方便用户参照数据实时查看操作是否正确。同时第一语音交互系统通过语音播报同步指导用户规范操作。成绩管理模块用于查看考核成绩。培训项目结束后，主计算机的显示屏将显示训练者本次培训成绩，同时生成成绩详单二维码，供用户使用个人移动终端扫码获取。用户也可在此模块下查看各类历史成绩。

本实施例中，整体控制及操作系统20的整机主控板主要包括微控制器mcu、板载电源管理模块、板载通信模块、传感器数据采集模块、数字模拟人收放电动装置控制模块以及警报模块。核心微处理器mcu采用基于cortex-m4内核的stm32f407系列单片机，主频168mhz，内置flash存储器和sram，该嵌入式arm处理器在实现mcu基本功能的同时，优化计算性能和中断响应系统。实现整机主控板传感器数据采集、电机控制、实时通信等功能。

整机主控板中的板载电源管理模块由第一电源管理模块提供直流供电，集成可恢复保险丝用于过流和短路保护，通过mos管的通断控、身份认证模块等的开关。该板载电源管理模块集成了多个dc/dc电路，将输入直流电压转换为12v、5v、3.3v等，为板上其它模块和芯片提供稳定的工作电压。

整机主控板中的板载通信模块用于实现整机主控板和路由器之间的数据交互，采用全硬件tcp/ip嵌入式以太网控制器w5500，该芯片固化了tcp/ip协议栈，可以同时使用8个硬件socket独立通信，10/1000mbps的以太网数据链路层(mac)及物理层(phy)，实现单芯片拓展网络连接。

整机主控板中的传感器数据采集系统通过有线接口连接到各传感器，用于给传感器供电和采集传感器的信号，该信号经过滤波处理后传输给微处理器，通过微处理器进行处理分析，然后输出相应的控制信号。

本实施例中，数字模拟人31收放电动装置控制模块包括红外镭射传感器、限位传感器22、测距传感器23、继电器、过流保护模块。实现l型转门121收放过程中的障碍物检测，确保l型转门121安全收放。具体地，限位传感器选择两个接近开关，两个接近开关均设置在下壳体12内。其中一个接近开关设置在l型转门的水平板处于垂直状态时，下壳体中对着水平板远离垂直板的端部位置处。在l型转门打开的过程中l型转门121的水平板1211由水平状态运动到垂直状态，此时水平板1211遮挡此接近开关的感应区域，判定为l型转门121已经完全打开，第一电机停止转动。另一个接近开关设置在l型转板的垂直板处于垂直状态时，下壳体内对着垂直板远离水平板的端部位置处。当l型转门在关闭过程中l型转门的垂直板由水平状态运动到垂直状态，此时垂直板遮挡这一接近开关的感应区域，判定l型转门121已完全关闭，第一电机停止运转。在l型转门121的两侧安装两组测距传感器22，根据传感器的实际检测角度，确定安装数量和位置，实现l型转门121左右两侧的障碍物检测，从而实现安全开关门。遇有障碍物进入检测区域时，第一电机即时停止运转，并且断电制动同时警报模块发出警报和语音提示。当障碍物离开检测区域时，警报解除，第一电机继续运行。整体控制及操作系统20的整机主机主控板集成继电器和电流检测传感器，l型转门121收放过程中实时检测第一电机的工作电流，当l型转门121收放过程受阻时，第一电机的工作电流高于正常值，电流传感器检测到异常高电流后，即时切断第一电机电源，此时电机处于断电制动的状态并发送故障报告。

数字模拟人31收放安全控制系统中的控制模块通过微处理器输出的控制信号和继电器来实现电动装置的控制，继电器将220v交流电的控制转化为低压直流信号的控制，并集成过流保护电路，实现电动机构安全有效的运行。警报模块用于数字模拟人31收放电动机构运行过程中的故障报警，由板载蜂鸣器和报警信号输出通道组成，当故障发生时蜂鸣器按照设定的方式发出警报，并将警报信息发送给相应的模组。本实施例中的第一电机采用200w减速电机6ik200wm-c2f-gu，额定转矩1.18n*m，转速1500r/min，减速比为450。该电机支持正反转和调速，带刹车功能，实现l型转门121的打开和收起，在运行过程中遇到障碍物时能即时停止运行，并且同时启动断电刹车功能。电机轴与l型转门121转轴重合，传动装置结构稳固，通过减速器实现低转速和大转矩输出，保障数字模拟人31安放门运行稳定。

本实施例中，整体控制及操作系统20中的主计算机搭载windows系统，硬件上配备有主板(集成中央处理器cpu)、内存条、硬盘、集成显卡、27寸lcd高清显示屏等子设备，实现windows系统运行并为主计算机提供处理和存储功能。该模组集成以太网接口通过高速屏蔽网线与路由器进行数据交互，外接音箱实现多媒体播放。在待机状态下，27寸lcd高清显示屏按照设定的内容播放多媒体文件。训练者选定培训项目后，主计算机获取并处理心肺复苏培训实时数据，在27寸lcd高清显示屏上进行显示。当训练者在操作过程中出现不当或错误时，主计算机通过第一语音交互系统发出语音提示和指导。

本实施例中，整体控制及操作系统20中的身份认证模块包括人脸识别模块和身份证识别模块。其中，人脸识别系统主要由人脸识别摄像头、数据传输接口、人脸识别app和远程服务器组成。人脸识别摄像头采用500万像素摄像头采集人脸图像信息，分辨率1920*1080。摄像头采集的图片信息通过usb数据接口传输给触控屏，由安卓app进行关键信息提取后存储至远程服务器，或与远程服务器已有图片库进行信息比对，实现用户注册和登录时的人脸识别功能。身份证识别模块主要由身份证感应模块、数据传输接口、身份证识别app和远程服务器组成。身份证识别感应模块选用型号为id100，该模块是一款专用于识别二代身份证的台式读卡器，采用非接触式ic卡技术，与二代居民身份证进行数据交互。该模块将身份证内个人信息资料读出后通过usb接口传输至触控屏，由安卓app进行关键信息提取后存储至远程服务器，或与远程服务器已有身份证信息库比对，实现用户注册和登录时的身份证识别功能。本实施例中人脸识别摄像头为ai智能摄像头，其用于登录者和实际训练者身份比对。训练者须在注册时使用身份认证模块的人脸识别模块录入人脸数据，若执行培训项目，ai智能摄像头识别系统启动高清广角摄像头采集实际训练者人脸数据，传输至主计算机与登录者人脸数据进行比对，验证身份信息。

本实施例中，整体控制及操作系统20中的触控屏包括触摸屏、液晶显示屏、主板和对外接口，触控屏是心肺复苏培训急救一体机人机交互功能的主要载体。其中触摸屏选用10寸电容式触摸屏，电容屏触发灵敏度高，支持多点触摸，适应复杂环境，实现触控操作流畅准确。液晶显示屏为10寸26万色真彩显示全视角ips屏，分辨率1024*600，背光采用led，亮度可调节，实现人机交互过程可视化，具备播放多媒体文件和展示信息的功能。主板集成8核2ghz的处理器(cpu)，armcortex-a7架构，搭载安卓系统，通过安卓app实现用户个性化需求。依托集成1g运行内存、8g存储内存、tf卡接口、图形处理器(gpu)powervrsgx544实现安卓系统稳定运行。主板还集成麦克风、扬声器等外设、hdmi视频接口等多种人机交互形式。集成4g/5g通信模块、蓝牙模块和wifi模块，实现多种方式的无线通信。触控屏采用2路rs232、2路rs485和3路usb(2路host、1路otg)接口实现对身份认证模块的供电和数据交互。触控屏采用1路以太网接口(10/100/1000m自适应网络接口)，实现与心肺复苏培训急救一体机内部其它各模组和与互联网其它设备之间的数据交互。

本实施例中，整体控制及操作系统20中的第一语音交互模块主要包括三个部分。第一部分包括整机主机主控板上蜂鸣器等发声设备和相应驱动电路，用以实现模l型转门121运行过程中异常状态警报功能。第二部分由触控屏上集成的扬声器、功放、麦克风和语音识别模块等设备组成，通过安卓app实现触控屏操作过程中的语音提示和智能语音识别功能。第三部分由主计算机上集成的功放和外接音箱设备组成，通过windows软件实现多媒体文件播放过程中的语音播放，以及训练者在执行培训项目过程中的语音提示。

本实施例中，整体控制及操作系统20中的第一通信模块包括路由器、4g/5g通信模块、板载无线通信模块等。通过第一通信模块实现心肺复苏培训急救一体机内部各模组之间数据交互、心肺复苏培训急救一体机与互联网其它设备之间的数据交互、多台心肺复苏培训急救一体机之间的数据交互。路由器集成4g/5g通信模块和多个wan口，通过高速屏蔽网线与整机主控板、触控屏和主计算机连接，实现各类数据传输功能。在有线网络连接正常状态下，路由器通过高速屏蔽网线与远程服务器进行数据交互，在有线网络连接异常状态下，路由器通过内部集成4g/5g通信模块，经由运营商无线通信基站与远程服务器通信，实现心肺复苏培训急救一体机在不同网络环境下的应用。数字模拟人31和心肺复苏数据显示装置集成wifi模块，实现wifi与路由器之间无线通信。本通信系统以路由器为核心，实现心肺复苏培训急救一体机内部各模组之间数据交互，心肺复苏培训急救一体机与互联网其它设备之间的数据交互和多台心肺复苏培训急救一体机之间的数据交互。

本实施例中，整体控制及操作系统20中的第一电源模块主要由ups电源、ac/dc电源模组、板载dc/dc电源模块、储能模块、过压过流保护模块和充电管理模块等组成；以实现外部电源接入、ups电源储能、心肺复苏培训急救一体机各模块的电力分配及稳定供电等功能。ups电源型号ut1000，功率600w，外部220v交流市电通过ups电源滤波后为整个心肺复苏培训急救一体机供电，其中整体控制及操作系统20的主计算机、电动及传动系统和通信系统由ups电源直接供电，其它模组由整机主控板供电。当220v外接电源断电时，ups电源在4ms内切换为内部储能电池供电，实现心肺复苏培训急救一体机在异常断电情况下正常保存和传输数据，并安全收起数字模拟人31安放门。ac/dc电源模组将220v外接交流电转化为直流电(24v或12v)，为整机主控板供电，该模组采用100w开关电源，自带过压过流保护，实现整机主控板供电。整机主控板采用集成dc/dc模块，将ac/dc电源模组输入电压转换为12v、5v、3.3v等输出电压，为板上其它模块和芯片供电。数字模拟人31和aed除颤训练机32均采用集成dc/dc模块、储能模块、过压过流保护模块和充电管理模块，dc/dc模块将锂电池电压3.7v转换为3.3v、3.0v、1.8v等输出电压，为核心芯片供电。储能模块采用3.7v锂离子电池，为数字模拟人31和aed除颤训练机32独立工作时供电。过压过流保护模块通过分压电路和采样电阻采集各模块工作时的电压电流值，与预设正常值进行比较，当电压电流值异常时，按照设定的方式启动保护，并发送电压电流异常信息，实现数字模拟人31和aed除颤训练机32工作稳定。充电管理模块为主体结构数字模拟人31和aed除颤训练机32提供充电保护功能，根据储能模块的容量大小设定合适的充电电流，采用三段式智能充电，当储能模块电压达到饱和值时，自动中断充电。

在一个可选的实施例中，本申请的心肺复苏培训急救一体机还包括监控系统，监控系统包括广角摄像头和存储模块，广角摄像头用于获取采集区域内的音频和视频数据，存储模块用于存储所述广角摄像头获取的数据。具体地，广角摄像头用于采集一定区域内的音频、视频数据。存储模块包括本地储存和远程服务器存储，用于储存广角摄像头采集的音频、视频数据，供授权使用者调用查看。监控系统通过广角摄像头采集一定区域内的音频、视频数据，储存到本地存储设备，同步发送至远端服务器，授权使用者根据需求从本地设备或远程服务器调用查看。

本发明还保护上述的心肺复苏培训急救一体机培训方法，其包括以下步骤。

s101、启动全流程量化培训软件并登录。

具体地，训练者开启触控屏启动全流程量化培训软件，登录本机系统选定培训项目计划并开始执行(包括打开侧柜门，取出保护软垫)。

s102、开启l型转门并展开数字模拟人

具体地，训练者点击开始执行按钮后，所述触控屏及第一语音交互系统给出l型转门开启提醒，直至l型转门打开至指定位置，所述数字模拟人31完全展开。

s103、打开数字模拟人的开机按键，进入培训模式。

具体地，训练者启动数字模拟人的开机按键，数字模拟人电源指示灯亮起，进入培训模式。

s104、判断有无意识训练。

具体地，用户轻拍数字模拟人的肩部，以此判断患者有无意识。此时位于数字模拟人肩部的肩部传感器采集受训者的动作。

s105、脉搏判断训练。

具体地，训练者食指中指并拢触摸数字模拟人任一侧颈动脉，以此判断病人有无心跳脉搏，同时观察病人胸腔有无呼吸起伏。此时数字模拟人上的颈动脉触摸传感器采集颈动脉数据启动，采集训练者的动作。

s106、胸腔按压和通气训练。

具体地，训练者进行胸腔按压，数字模拟人上的心肺复苏数据采集模块进行数据采集，采集的数据通过数字模拟人上的主控及通信模块传输到心肺复苏数据显示模块并显示，供训练者参考，再传输到主计算机，主计算机分析处理后同步显示在主计算机的显示屏上。在此过程中，第一语音交互系统同步指导训练者正确操作。在按压数字模拟人胸腔过程中，训练者使用医用球囊面罩或人工口对口呼吸等方式进行通气训练。在此过程中人工呼吸容气肺袋和潮气量检测传感器采集吹入人工呼吸容气肺袋的潮气量、通气过程耗时等数据。采集后的数据通过数字模拟人的主控及通信模块传送到第一通信模块，然后再传输到主计算机，主计算机接收数据并分析处理后同步显示在显示屏和数字模拟人左肩侧的心肺复苏数据显示模块上，指导训练者正确实施人工通气。

s107、除颤训练。

具体地，训练者进行除颤训练时，开启aed除颤训练机，取出除颤电极片或除颤手柄贴敷在数字模拟人上半身体指定位置后，按照除颤操作规范进行训练。除颤电极片触发传感器采集的数据传输给数字模拟人的主控及通信模块，再通过第一通信模块传输到主计算机，主计算机接收数据并分析处理后同步显示在主计算机的显示屏和数字模拟人左肩侧心肺复苏数据显示模块上，供训练者参考。

s108、获取成绩单。

具体地，训练者完成培训项目后，点击数字模拟人上的完成按键，本次培训项目执行完毕。此时主计算机的显示屏将显示训练者本次培训成绩，并生成二维码，供训练者使用个人移动终端扫码获取成绩详单。同时第一语音交互系统循环播报下一位训练者的提示内容。

需要说明的是，上述的步骤可以重复执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。