家兔离体小肠平滑肌的生理特性虚拟仿真软件

小肠位于腹中，上端接幽门与胃相通，下端通过阑门与大肠相连，是食物消化吸收的主要场所。哺乳动物消化管平滑肌与肌肉组织共有的特性，如兴奋性、传导性和收缩性等。但消化管平滑肌又有其特点，即兴奋性较低，收缩缓慢，富有伸展性，具有紧张性、自动节律性，对化学、温度和机械牵张刺激较敏感等。这些特性可维持消化管内一定压力，保持胃肠等一定的形态和位置，适合于消化管内容物的理化变化，在体内受中枢神经系统和体液因素的调节。

家兔离体小肠平滑肌的生理特性实验以台式液作灌流液，将离体组织器官置于摸拟体内环境的溶液中，在体外观察及记录哺乳动物离体肠段的一般生理特性。但在实验操作过程中，会遇到诸如：肠管牵拉过紧或过松，或与浴槽的壁管、通气塑料管接触，产生摩擦，造成数据不准；添加的抑制剂停留时间过久，造成肠管失活；药剂用量把握不准，造成肠管失活等等问题。

为了提高学生实验操作的规范意识，降低实验操作失误率，深入探索平滑肌生理特性，开发了本软件。该软件通过三维仿真及虚拟现实技术全方位最大限度地模拟家兔内脏构造，人机交互式的培训模式，提高操作者对家兔解剖和平滑肌活性反应的认识，依托培训考核实训室进行模拟演示教学。

为用户提供360度、全方位的感官，使学员感觉“身临其境”一般，具有质量极高的模型模拟以及强烈的浸没感、真实感，使学员在整个实验操作过程中犹如亲手操作一般，达到帮助培训学习的效果

本项目实验内容为：（1）处死家兔；（2）取12指肠及其邻近上段小肠（约20-30cm），温热台式液洗净肠管内容物；（3）将肠段分为10段，每段约3-4cm，每组取一段置于温热台式液中；（4）将肠段两端用细线结扎，一端系于通气的挂钩上，另一端与张力换能器相连；（5）启动计算机，调节参数，开始记录；（6）观察并记录离体小肠平滑肌收缩的节律、波形和幅度；（7）加入肾上腺素（1:10000）1-2滴，观察小肠运动曲线；（8）加入毛果芸香碱（1:1000）1-2滴，观察小肠运动曲线；（9）将实验药筒内台氏液换成25℃台氏液，观察小肠运动曲线。（10）将实验药筒内台氏液换成42℃台氏液，观察小肠运动曲线。

家兔离体小肠平滑肌的生理特性软件解决的问题：

（1）教学内容虚实结合、形成完整知识体系。

针对本实验操作+现象观察的特点，进行3D虚拟操作与2D工作站相结合的方式，在软件中内置BL-420N系统部分功能，实现学生对家兔离体小肠平滑肌的生理特性实验参数的调节，并随着3D操作进行相应的现象反应，展现平滑肌的数据几图像反应，全方位构建学生的知识体系结构。

（2）以学生为中心，以真正满足学生操作需求为教学理念。

改变了传统医学实验以组为单位的实验组织架构，实现“人手一只家兔”，弥补了部分学生实践不足、无法参与生产整个流程、对操作环节无法反复探索等不足之处，真正满足学生全方位实验的要求。

（3）采用沉浸式和探索式学习的教学方式，培养学生探索精神。

学生通过反复模拟实验操作，在掌握离体小肠平滑肌的制备方法的同时，比较肾上腺素、毛果芸香碱、升温和降温对平滑肌的作物，深入探索反应机理，提升学生的探究精神、创新意识和辩证思维模式。

（4）主观联系与客观测试共同丰富教学内容。

软件分为练习模式和考核模式，在练习模式下，软件显示出详细的实验流程，可使参训者快速、高效的掌握软件的操作和使用，满足了参训者培训的需求；在考核模式下，软件屏蔽了操作指引和提示，智能评分系统对操作者的操作进行评定，待考核时间结束时，3D操作终止，评分评定终止满足了评价参训者实操水平的考核需求。