在動(dòng)物福利和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的3R原則指導(dǎo)下,中國機(jī)能學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)正在逐漸減少和優(yōu)化動(dòng)物實(shí)驗(yàn),為了能夠在減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的大背景下還要提高教學(xué)質(zhì)量,必然需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段,以無創(chuàng)型人體生理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的機(jī)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)將成為機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的新趨勢。 人體生理實(shí)驗(yàn)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)生通過相互的自身實(shí)驗(yàn)真正了解基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的意義及親身體驗(yàn)臨床診斷的感受。
在動(dòng)物福利和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的3R原則指導(dǎo)下,中國機(jī)能學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)正在逐漸減少和優(yōu)化動(dòng)物實(shí)驗(yàn),為了能夠在減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的大背景下還要提高教學(xué)質(zhì)量,必然需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段,以無創(chuàng)型人體生理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的機(jī)能教學(xué)實(shí)驗(yàn)將成為機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)的新趨勢。
人體生理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)真正了解基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的意義及親身體驗(yàn)臨床診斷的感受。同時(shí)以虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M擴(kuò)展有創(chuàng)傷或難以開展的人體實(shí)驗(yàn)將會(huì)是人體生理教學(xué)、科研的極大補(bǔ)充。
HPS-103人體生理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是成都泰盟軟件有限公司基于集成化、虛實(shí)結(jié)合、虛實(shí)聯(lián)動(dòng)等理念推出的全新一代人體生理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)的集成化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),基于AI人工智能的基礎(chǔ)信息自動(dòng)采集,虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方式,豐富的人體生理實(shí)驗(yàn)實(shí)體項(xiàng)目,可以強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生理知識(shí)的興趣。
HPS-103系統(tǒng)主要由以下幾部分設(shè)備組成:
序號(hào) |
分項(xiàng)名稱 |
1 |
人體生理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件 |
2 |
虛擬標(biāo)準(zhǔn)病人軟件 |
3 |
一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái) |
4 |
信號(hào)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(shí)時(shí)連續(xù)血壓測量技術(shù)
實(shí)時(shí)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(dòng)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(shí)驗(yàn)以學(xué)生自身為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,本身很容易引起學(xué)生的興趣。精心設(shè)計(jì)的各類人體生理實(shí)驗(yàn),不僅可以講解生理學(xué)的基礎(chǔ)和臨床知識(shí),還可以引導(dǎo)學(xué)生探索的興趣,比如意念控制實(shí)驗(yàn),視覺誘發(fā)電位實(shí)驗(yàn)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(duì)受試者的束縛,同時(shí)減少各種信號(hào)線纏繞帶來的不方便,對(duì)于運(yùn)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(hào)傳輸穩(wěn)定,傳輸距離遠(yuǎn)。
虛實(shí)結(jié)合,促進(jìn)醫(yī)學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通
實(shí)體人體生理實(shí)驗(yàn)雖然能夠引起學(xué)生的興趣,但是無法在病理生理?xiàng)l件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也無法對(duì)學(xué)生施加藥物,這相當(dāng)于只完成了一半的生理實(shí)驗(yàn);另一方面,虛擬實(shí)驗(yàn)雖然可以模擬各種病例生理?xiàng)l件下的生理反應(yīng),但是由于缺乏動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感和可反復(fù)重復(fù)使用,易造成學(xué)生對(duì)生理實(shí)驗(yàn)缺乏責(zé)任感,造成實(shí)驗(yàn)操作的隨意性。因此實(shí)體生理實(shí)驗(yàn)和虛擬生理實(shí)驗(yàn)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(diǎn),這就是HPS-103虛擬結(jié)合人體生理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷。
虛實(shí)結(jié)合是教育部“關(guān)于構(gòu)建國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”文件的重要要求,但是時(shí)至今日,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還沒有看到一個(gè)真正意義上的虛實(shí)結(jié)合項(xiàng)目。HPS-103是一個(gè)完全意義上的虛實(shí)結(jié)合人體生理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),它把實(shí)體實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)有機(jī)地融合起來,達(dá)到調(diào)高學(xué)生興趣實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的目的。該系統(tǒng)虛實(shí)結(jié)合包括以下幾個(gè)部分:
1)個(gè)性化虛擬人的構(gòu)建
在學(xué)生進(jìn)行實(shí)體的人體生理實(shí)驗(yàn)時(shí),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(dòng)進(jìn)入到虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),構(gòu)建以實(shí)體學(xué)生為基礎(chǔ)的個(gè)性化虛擬人,個(gè)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(shí)體實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)時(shí)融合
學(xué)生在進(jìn)行人體生理實(shí)驗(yàn)的同時(shí),個(gè)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(shí)體和虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)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(shí)結(jié)合。這種虛實(shí)結(jié)合既可以展現(xiàn)學(xué)生實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)生理實(shí)驗(yàn)時(shí),一方面觀察運(yùn)動(dòng)(騎車)的實(shí)時(shí)生理指標(biāo),包括:心率、呼吸、血氧等的變化,另一方面,個(gè)性化虛擬人同步展示出人體肌肉活動(dòng)情況,人體內(nèi)部器官的變化:心臟調(diào)動(dòng)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型驅(qū)動(dòng)
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(dòng)標(biāo)準(zhǔn)病人,其可對(duì)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(xiàng)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(shí)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(shí)與臨床實(shí)踐有機(jī)融合在一起,對(duì)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(jí)
以PBL情景式教學(xué)模式導(dǎo)入每一個(gè)VSP虛擬實(shí)驗(yàn),導(dǎo)入部分可單獨(dú)作為PBL教學(xué)案例使用;且每一種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的案例均可根據(jù)實(shí)際需要預(yù)設(shè),其包括:I、II、III、IV級(jí)分類和用戶自定義級(jí)別。
臨床思維訓(xùn)練
VSP-100虛擬標(biāo)準(zhǔn)病人具有教科書級(jí)別的細(xì)致診療流程,讓使用者面對(duì)情況未知的病人,從全面問診、體格檢查、實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生不一樣的治療效果,真實(shí)再現(xiàn)各種現(xiàn)實(shí)場景中病人的治療與搶救,完美復(fù)刻了真實(shí)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(jí)醫(yī)療器械檢驗(yàn)中心的型式檢驗(yàn)或者獲得CE認(rèn)證,保證系統(tǒng)用于人體實(shí)驗(yàn)的安全性。
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