1.知识目标：通过虚拟演示和人机互动巩固理论知识，包括：个性化虚拟人与实体人同步展示心脏功能生理指标、虚拟人模拟心肌缺血诱发心室纤颤的病理生理特点、病因机制及急救处置，以及心源性猝死病理学标志物诊断方法等。

2.操作目标：通过虚实结合方式培养学生的实验操作能力，包括：人体心电图监测、大鼠动脉血压及心电图监测、大鼠不同区域心肌缺血诱发心室纤颤模型建立等。

3.能力目标：针对不同专业设置开放式拓展模块，分别从心室纤颤的病因机制研究、复苏后临床处理、转录组学技术寻找心源性猝死标志物等多角度，拓展学生对心室纤颤的认识，培养其创新思维和专业素质。

心源性猝死(sudden cardiac death, SCD)是困扰人类健康的一个重大公共卫生问题，具有发生急骤、后果严重、难以预料的特点。对大量研究的回顾性分析表明，约有85%的SCD由室性快速性心率失常(ventricular tachycardia，VTA)，包括室性心动过速(ventricular tachycardia)和心室纤颤 (venricular fibrillation)引起。冠心病等疾病引起的心室纤颤可能是SCD的基本病理生理过程。

心室纤颤(简称室颤)指心室发生快速、无序的无效颤动，心脏无法将血液泵入动脉，会导致心脏骤停，是心源性猝死的主要原因, 也是冠心病、遗传性离子通道疾病、不明原因的特发室颤等各种心脏疾病导致死亡的最后共同通路。其中因冠心病心肌缺血导致的心室纤颤占所有室颤发病的60%-70%。急性心肌梗死是临床急危重症之一，心室纤颤是该类病人猝死的主要原因。

但是，人体生理实验无法展示心肌梗死及心室纤颤。同时，心室纤颤的动物模型与人类发病情况相差较远，只能部分展现人体发病的特点。本课程基于个性化虚拟数字人技术，将人体实验、虚拟实验与动物实验相结合，以用户的个体化真实生理指标，构建心肌缺血诱发心室纤颤的个性化虚拟数字病人，辅以心肌梗死及心室纤颤的动物模型，展示心肌缺血诱发心室纤颤的全过程，加深学习者对这一急危重症临床表现和发病机制的理解，为心室纤颤的预防、诊治及深入研究奠定基础。

1.虚拟实验使用到的现实中设备素材：

虚拟病人、3D心脏模型、心电监护仪、心电图模型、病房、病床等；

2.虚拟实验所需设备及软件：

1）电脑：CPU：酷睿i7-9700k；显卡：RTX2080ti，独立11G；内存：16GB DDR4 2666MHz；1TB；512G SSD；电源功率：750W；显示器：1920*1080分辨率，60Hz刷新率；

2）软件：Unity 3D。

3.生理实验所需设备及软件：

1）HPS-103人体生理实验系统：无线信号传感器；12导联心电图传感器；心电监护传感器；呼吸面罩传感器；血压传感器；肌电传感器；指尖血氧饱和度传感器；脑电图传感器；可调节座椅等；

2）HPS-103虚拟生理实验系统电脑配置：CPU：酷睿i7-9700k；显卡：RTX2080ti，独立11G；内存：16GB DDR4 2666MHz；1TB；512G SSD；电源功率：750W；显示器：1920*1080分辨率，60Hz刷新率；

3）HPS-103虚拟生理实验模块：

① 肌肉系统：运动过程中肌肉收缩舒张变化、肌肉收缩3D模型、肌丝滑行理论模型等；

② 二.呼吸系统：每搏量、每分输出量、心指数、心动周期分期、心脏搏动3D模型等；

③ 三.循环系统：潮气量、肺活量、补吸气量、补呼气量、呼吸肌运动、肺扩张与收缩、肺泡气体交换3D模型等。

HPS-103人体生理实验系统，虚拟实验中使用到的素材：

（1）基础知识部分：每搏量、每分输出量、心指数、心动周期分期、心脏搏动3D模型等、心脏解剖模型、冠状动脉模型、心脏缺损模型、冠状动脉狭窄模型等；

（2）急救及治疗部分：虚拟病人濒死模型、虚拟病人死亡模型、虚拟病人病情好转模型、心肺复苏参数设置、呼吸肌参数设置、用药参数设置等；

（3）生理与病理生理学知识部分：正常心脏活动及心电图、心肌缺血时心脏活动及心电图、心肌梗死时心脏活动及心电图、心室纤颤时心脏活动及心电图，心输出量、每搏量、心指数、心脏做功量的变化。