AUTOMATIC BELT CARDIOPULMONARY RECISUTATION (CPR) DEVICE AND TEST SYSTEM DESIGN

Year 2023, , 474 - 485, 28.06.2023

Ahmet Reşit Kavsaoğlu , Mehmet Ali Tamokur

https://doi.org/10.21923/jesd.1168807

Abstract

The test system was created by adding flex and force sensors to this manikin to evaluate the results of heart massage applied on an artificial adult manikin, which has a spring that can give the chest stiffness of an adult human. This test system monitors and analyzes cardiopulmonary resuscitation (CPR) applications performed by the automated CPR device or manually by the person. The signals received from the sensor are transferred to the computer via the serial port with the Arduino Uno card and displayed in real-time in MATLAB graphical user interface (GUI). This GUI, designed with Matlab 2021a software, analyzes the sensor signals resulting from CPR. It gives a graph of the repeats of compression per minute, the depth of each compression, and the compressions rate variable performed by the user or the automatic CPR device during the CPR application. This created test system can evaluate the accuracy of both the automatic CPR device performed in this study and the manual CPR application. The test system designed in this respect can be used in the training and evaluation of cardiac massage applications, which is included in the first aid courses in secondary education, associate degree, undergraduate, and vocational education courses.

Keywords

CPR, Heart Massage, Test Simulator

Supporting Institution

Karabük Üniversitesi

Project Number

FYL-2020-2265

Thanks

By Karabuk University Scientific Research Projects Coordination Unit thank you for the support given to this work with project number FYL-2020-2265.

OTOMATİK KEMERLİ KARDİYOPULMONER RESİSÜTASYON (KPR) CİHAZI VE TEST SİSTEMİ TASARIMI

Abstract

Test sistemi, yetişkin bir insanın göğüs sertliğini verebilecek bir yaya sahip yapay bir yetişkin manken üzerinde uygulanan kalp masajının sonuçlarını değerlendirmek için bu mankene esneklik ve kuvvet sensörleri eklenerek oluşturulmuştur. Bu test sistemi, otomatik kardiyopulmoner resisütasyon (KPR) cihazı tarafından veya kişi tarafından manuel olarak gerçekleştirilen KPR uygulamalarını izler ve analiz eder. Sensörlerden alınan sinyaller Arduino Uno kartı ile seri port üzerinden bilgisayara aktarılır ve MATLAB grafiksel kullanıcı arabirim (GUI) tasarımında gerçek zamanlı olarak görüntülenir. Matlab 2021a yazılımı ile tasarlanan bu GUI, KPR sonucunda sensör sinyallerini analiz eder, dakikadaki basınç sayısı, sıkıştırma derinliği değerlerinin gerçek zamanlı izlenmesini sağlar. Ayrıca bu arayüz KPR uygulaması sırasında kullanıcı veya otomatik KPR cihazı tarafından gerçekleştirilen sıkıştırma hızı değişiminin bir grafiğini verir. Oluşturulan bu test sistemi, hem bu çalışmada gerçekleştirilen otomatik KPR cihazının hem de manuel KPR uygulamasının doğruluğunu değerlendirebilir. Bu yönüyle tasarlanan test sistemi ortaöğretim, önlisans, lisans ve mesleki eğitim kurslarında ilk yardım dersleri içerisinde yer alan kalp masajı uygulamalarının eğitiminde ve değerlendirilmesinde kullanılabilir.

Keywords

KPR, Kalp Masajı, Test Simülatörü

Project Number

FYL-2020-2265

References

• Araç, S. , Zengin, Y. , İçer, M. , Gündüz, E. , Dursun, R. , Durgun, H. , Üstündağ, M. , Orak, M. , Kuyumcu, M. & Güloğlu, C., 2021. Acil Serviste Kardiyopulmoner Resüsitasyon Yapılan Hastaların Değerlendirilmesi; Retrospektif Çalışma. Abant Tıp Dergisi, 10 (1), 140–151.
• Berkom, P., Noordergraaf, G., Scheffer, G., Noordergraaf, A., 2008. Does use of the CPREzyTM involve more work than CPR without feedback?. Resuscitation, 78, 66–70.
• Carl, B., & Brook, S., 1985. United States patent. Geothermics, 14(4), 595–599.
• Çolak, İ. ve Bayındır R., 2005. PIC16F877 ile DA Motor Hız Kontrolü, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11 (2), 277–285.
• Ikeno, F., 2003. Improved survival with a novel chest compression device during a porcine model of cardiac arrest. Circulation, 108 (17), 381–383.
• Ikram, U. H., Jai, P. U., Sharda, U., Douglas, W. T., Jonathan J. S., ve Arno, L. Z., 2008. Chest compression quality and rescuer fatigue with increased compression to ventilation ratio during single rescuer pediatric CPR. Resuscitation, 79, 82–89.
• İnal, M., Yıldız, U., Öğütçü, S., Pekdemir, M., Ünlüer, T., Çelikhası, C., Ayüz, E., Işık, E., 2021. Tıp Eğitiminde CPR Mankenlerinin Yapay Zeka Sınıflandırıcı ile Dijital Dönüşümü. Veri Bilimi Dergisi, 4(3), 81–88.
• Majer, J., Jaguszewski, M.J., Frass, M., Leskiewicz, M., Smereka, J., Ladny, J.R., Robak, O., Szarpak, L., 2019. Does the use of cardiopulmonary resuscitation feedback devices improve the quality of chest compressions performed by doctors? A prospective, randomized, cross-over simulation study. Cardiology Journal, 26, 5, 529–535.
• Matheny, L., 1982. Emergency First Aid for Cardiopulmonary Arrest. Nursing, 12 (6), 34–45.
• Noordergraaf, G., Drinkwaard, B., Berkom, P., Hemert, H., Venema, A., Scheffer, G., Noordergraaf, A., 2006. The quality of chest compressions by trained personnel: The effect of feedback, via the CPREzy, in a randomized controlled trial using a manikin model. Resuscitation, 69, 241–252.
• Polat, F., https://sorgundh.saglik.gov.tr/TR-604918/cpr-yasam-destegi-egitimi.html, Last access date, 13.01.2022.
• Pozner MD, C.N., Almozlino, A., Elmer, J., Poole, S., McNamara RN, D., Barash MD, D., 2011. Cardiopulmonary resuscitation feedback improves the quality of chest compression provided by hospital health care professionals. American Journal of Emergency Medicine, 29, 618–625.
• Remino, C., Baronio, M., Pellegrini, N., Aggogeri, F., & Adamini, R., 2018. Automatic and manual devices for cardiopulmonary resuscitation: A review. Advances in Mechanical Engineering, 10(1), 1–14.
• Rubertsson, S., & Karlsten, R., 2005. Increased cortical cerebral blood flow with LUCAS; a new device for mechanical chest compressions compared to standard external compressions during experimental cardiopulmonary resuscitation. Resuscitation, 65(3), 357–363.
• Steen, S., Liao, Q., Pierre, L., Paskevicius, A., & Sjöberg, T., 2002. Evaluation of LUCAS, a new device for automatic mechanical compression and active decompression resuscitation. Resuscitation, 55(3), 285–299.
• Yeong-Tak, S., and Youngjoon C., 2011. The development of feedback monitoring device for CPR. 33rd Annual International Conference of the IEEE EMBS, Massachusetts USA, 3294–3297.
• 3B Scientific., BASICBilly+. User Instructions. https://www.3bscientific.com/product-manual/8000951_EN.pdf, Last access date, 20.11.2022.