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在動物福利和動物實驗的3R原則指導(dǎo)下，中國機(jī)能學(xué)教學(xué)實驗正在逐漸減少和優(yōu)化動物實驗，為了能夠在減少動物實驗的大背景下還要提高教學(xué)質(zhì)量，必然需要創(chuàng)新教學(xué)實驗方法和實驗手段，以無創(chuàng)型人體生理實驗為基礎(chǔ)的機(jī)能教學(xué)實驗將成為機(jī)能學(xué)實驗的新趨勢。

人體生理實驗的引入可以促進(jìn)醫(yī)學(xué)教育中臨床與基礎(chǔ)教育的早期結(jié)合，讓學(xué)生通過自身實驗真正了解基礎(chǔ)實驗的意義及親身體驗臨床診斷的感受。同時以虛擬實驗?zāi)M擴(kuò)展有創(chuàng)傷或難以開展的人體實驗將會是人體生理教學(xué)、科研的極大補充。

HPS-103人體生理實驗系統(tǒng)是成都泰盟軟件有限公司基于集成化、虛實結(jié)合、虛實聯(lián)動等理念推出的全新一代人體生理實驗系統(tǒng)。符合人體工學(xué)設(shè)計的集成化實驗平臺，基于AI人工智能的基礎(chǔ)信息自動采集，虛實結(jié)合的教學(xué)方式，豐富的人體生理實驗實體項目，可以強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生理知識的興趣。

HPS-103系統(tǒng)主要由以下幾部分設(shè)備組成：

序號	分項名稱
1	人體生理實驗系統(tǒng)軟件
2	虛擬標(biāo)準(zhǔn)病人軟件
3	一體化實驗平臺
4	信號采集與處理系統(tǒng)
5	配套附件包及推車
6	攝像系統(tǒng)
7	雙顯示系統(tǒng)
8	數(shù)據(jù)處理工作站
9	功率單車

極具創(chuàng)新的先進(jìn)技術(shù)

1）實時連續(xù)血壓測量技術(shù)

實時連續(xù)采集人體手指末端血壓，較傳統(tǒng)袖帶式血壓測量儀有歷史性突破，可以精確到每分每秒記錄人體的血壓。

2）基于AI人工智能技術(shù)

基于AI技術(shù)自動采集受試者的身高數(shù)據(jù)，分析出年齡階段和性別。

科學(xué)、有趣，寓教于樂

現(xiàn)代教育學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，人體生理實驗以學(xué)生自身為實驗對象，本身很容易引起學(xué)生的興趣。精心設(shè)計的各類人體生理實驗，不僅可以講解生理學(xué)的基礎(chǔ)和臨床知識，還可以引導(dǎo)學(xué)生探索的興趣，比如意念控制實驗，視覺誘發(fā)電位實驗等。

引入無線傳輸技術(shù)

無線傳輸技術(shù)的引入，在空間上釋放了對受試者的束縛，同時減少各種信號線纏繞帶來的不方便，對于運行生理學(xué)的研究更有意義。HPS-103系統(tǒng)中的無線傳輸技術(shù)抗干擾性好，信號傳輸穩(wěn)定，傳輸距離遠(yuǎn)。

虛實結(jié)合，促進(jìn)醫(yī)學(xué)知識融會貫通

實體人體生理實驗雖然能夠引起學(xué)生的興趣，但是無法在病理生理條件下進(jìn)行實驗，也無法對學(xué)生施加藥物，這相當(dāng)于只完成了一半的生理實驗；另一方面，虛擬實驗雖然可以模擬各種病例生理條件下的生理反應(yīng)，但是由于缺乏動物實驗的真實感和可反復(fù)重復(fù)使用，易造成學(xué)生對生理實驗缺乏責(zé)任感，造成實驗操作的隨意性。因此實體生理實驗和虛擬生理實驗各有利弊，是否可以將兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，避免其缺點，這就是HPS-103虛擬結(jié)合人體生理實驗系統(tǒng)設(shè)計的初衷。

虛實結(jié)合是教育部“關(guān)于構(gòu)建國家級虛擬仿真實驗項目”文件的重要要求，但是時至今日，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還沒有看到一個真正意義上的虛實結(jié)合項目。HPS-103是一個完全意義上的虛實結(jié)合人體生理實驗系統(tǒng)，它把實體實驗和虛擬實驗有機(jī)地融合起來，達(dá)到調(diào)高學(xué)生興趣實現(xiàn)有效教學(xué)的目的。該系統(tǒng)虛實結(jié)合包括以下幾個部分：

1）個性化虛擬人的構(gòu)建

在學(xué)生進(jìn)行實體的人體生理實驗時，人體的基本信息，包括：身高、體重、面貌、血壓、心率以及呼吸等生理指標(biāo)自動進(jìn)入到虛擬實驗系統(tǒng)，構(gòu)建以實體學(xué)生為基礎(chǔ)的個性化虛擬人，個性化的虛擬人不僅能夠模擬更適合和準(zhǔn)確的生理變化，而且能夠引起學(xué)生的興趣。

2）實體實驗和虛擬實驗的實時融合

學(xué)生在進(jìn)行人體生理實驗的同時，個性化虛擬人以虛擬的方式展示學(xué)生的身體內(nèi)部變化。實體和虛擬實驗實時融合具有相當(dāng)高的技術(shù)水平，是一種完全意義上的虛實結(jié)合。這種虛實結(jié)合既可以展現(xiàn)學(xué)生實時實驗測量的生理指標(biāo)，也可以通過虛擬方式模擬人體內(nèi)部發(fā)生的各種變化。比如：當(dāng)學(xué)生進(jìn)行運動生理實驗時，一方面觀察運動（騎車）的實時生理指標(biāo)，包括：心率、呼吸、血氧等的變化，另一方面，個性化虛擬人同步展示出人體肌肉活動情況，人體內(nèi)部器官的變化：心臟調(diào)動頻率的改變，心臟做工的改變（心輸出量）、呼吸的改變等，參見下圖。

實時動態(tài)數(shù)學(xué)模型驅(qū)動

VSP-100虛擬標(biāo)準(zhǔn)病人為當(dāng)前市場上最完善的數(shù)學(xué)模型驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)病人，其可對虛擬人體的循環(huán)血量、血壓、心肌收縮力、胸膜腔負(fù)壓、呼吸道阻力等150余種參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而引起病人各項機(jī)能的變化，達(dá)到模擬疾病的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸的目的。

基礎(chǔ)與臨床早期結(jié)合

VSP-100虛擬標(biāo)準(zhǔn)病人涵蓋了細(xì)胞、血液、循環(huán)、呼吸、消化、泌尿、神經(jīng)、內(nèi)分泌等完整的醫(yī)學(xué)知識結(jié)構(gòu)，將生理學(xué)、病理學(xué)、病理生理、藥理學(xué)等基礎(chǔ)知識與臨床實踐有機(jī)融合在一起，對系統(tǒng)性的整合教學(xué)起到了有力支撐，幫助教學(xué)或?qū)嵱?xùn)做到基礎(chǔ)與臨床早期融合的效果。

自定義病情分級

以PBL情景式教學(xué)模式導(dǎo)入每一個VSP虛擬實驗，導(dǎo)入部分可單獨作為PBL教學(xué)案例使用；且每一種虛擬仿真實驗的案例均可根據(jù)實際需要預(yù)設(shè)，其包括：I、II、III、IV級分類和用戶自定義級別。

臨床思維訓(xùn)練

VSP-100虛擬標(biāo)準(zhǔn)病人具有教科書級別的細(xì)致診療流程，讓使用者面對情況未知的病人，從全面問診、體格檢查、實驗室檢查、影像學(xué)檢查等情況來診斷病情，起到真正臨床思維訓(xùn)練的效果。接著使用多樣化治療方案，每種方案均會產(chǎn)生不一樣的治療效果，真實再現(xiàn)各種現(xiàn)實場景中病人的治療與搶救，完美復(fù)刻了真實病人治療后的反饋，并引入人文關(guān)懷理念，提醒使用者“以人為本”的中心思想。

安全認(rèn)證

核心設(shè)備通過省級醫(yī)療器械檢驗中心的型式檢驗或者獲得CE認(rèn)證，保證系統(tǒng)用于人體實驗的安全性。