项目成果/简介:世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助

本成果可从根本上解决上述痛点难题，传感器检测到冰雪等风险路况时，及时向路政、交警部门和社会发送预警和报警信号，以便及时采取风险管控措施，大大降低恶性交通事故发生的可能性。还可与道路融雪化冰系统协同工作，监测到冰雪危险路况时，传感器信号自动启动融雪化冰系统工作，消融冰雪，保障道路安全通畅。本成果的主要创新点： 1）压电平膜传感器多阶谐振频率和振动谱解析技术； 2）多光谱传感器光电信号处理技术； 3）复阻抗传感器信号检测及处理技术； 4）多传感器信息融合人工智能技术； 5）传感器可靠性结构设计技术。 冰雪路况传感器主要包含阻抗谱、谐振谱和多光谱等三种核心关键技术，如下图所示，其来源于团队前期研发的压电平膜式、光纤（光电）式和阻抗式结冰传感技术成果，均为具有自主创新特色及自主知识产权的研究成果。

01. 成果简介 世界上有数以百万的语言障碍患者，其中有的是由于先天缺陷导致其存在语言功能障碍，也有的是后天的一些疾病致使其丧失语言功能，语言功能障碍给他们的生活带来了极大的困难和不便。电子人工喉是一种简易的语言康复方法，其通常需要安装在口内喉部，由肺部发出的气流经过舌、唇的调制，引起人工喉膜片振动，使其发出语音信号。然而，现有电子喉助音器无法清晰还原患者声音，发音模糊，训练周期长，并且需要患者自己手持助音器于喉部，造成极大不便，所以亟需便于失语者携带、操作简单、性能优异的新型人工喉的器件及系统研究。 本成果团队研究的第二代石墨烯智能人工喉（WAGT）在器件柔性可贴附、声音收发系统集成、动作监测系统、轻型可穿戴等方面有了重大突破。首先，第二代石墨烯人工喉采用了更贴合人体皮肤的纹身式薄膜作为衬底，无需胶带粘贴，可直接贴敷在人体喉咙，极大地提高了佩戴舒适感；其次，第二代石墨烯智能人工喉在收发声系统方面有了双重突破，实现了石墨烯的器件级应用至系统级应用的跨越。通过专用电路对声音信号的放大和转换，第二代石墨烯智能人工喉首次将收声系统和发声系统连接起来，实现了声音输入到输出的闭环，并可以通过示波器实时观测喉部运动情况。接着，通过与单片机的结合，该器件可以将人体喉部的不同动作“翻译”成不同的声音，实现了动作发声系统。通过连接解码器，该器件还可以播放任意音乐。最后，第二代石墨烯智能人工喉系统可通过臂包穿戴在胳膊上，首次实现了石墨烯人工喉的可穿戴功能。未来将进行体积更小及功能更多的集成，有望实现像“创可贴”一样贴附在人体喉部并帮助失语者“开口说话”。图1. 可穿戴的第二代智能石墨烯人工喉系统02. 应用前景 第二代智能石墨烯人工喉集收声和发声于一体，可直接贴附于失语者喉部，并将喉部的不同动作转化为对应声音，有望帮助失语者正常与他人“交谈”。在未来，该器件将与声纹识别、机器学习等技术结合，在语音识别、家庭医疗等领域具有广阔前景。03. 知识产权 已获得国家发明专利授权2项。04. 团队介绍 本成果项目团队负责人为任天令教授，清华大学信息科学技术学院副院长，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，清华大学环境与健康传感技术研究中心副主任。担任IEEE电子器件学会副主席（中国大陆首次）、国际微电子领域顶级学术会议IEDM执委（中国大陆首次）、IEEE电子器件学会教育委员会主席（中国大陆首次）、中国微米纳米技术学会理事等。近年来，承担国家自然科学重点基金、国家重大科技专项、国家公益性行业科研专项、国家重大仪器专项、国家863计划、国家973计划等多项国家重要科技项目，做出一系列具有重要国际影响的创新学术成果。主要研究方向为智能微纳电子器件、芯片与系统，包括：智能传感器与智能集成系统，二维纳电子器件与芯片，柔性、可穿戴器件与系统，智能信息器件与系统技术等。在国内外重要学术期刊和会议发表重要SCI期刊论文400余篇，国际微电子领域顶级学术会议IEDM论文11篇；获国内外发明专利70余项，入选2018年爱思唯尔（Elsevier）“中国高被引学者”（微电子领域唯一入选者）。获2018年电子学会自然科学一等奖，“石墨烯智能人工喉”荣获科技导报评选的2017“中国十大重大技术进展”，“人工智能微纳电子器件”荣获2017“清华大学十大重大学术成果”，石墨烯“人工喉”在2018年全国科技活动周被评为“最受公众喜爱项目”，还入选2018年中国国际智能产业博览会十大“黑科技”创新产品（从1082项创新产品中脱颖而出）。团队成员有副教授、助理教授、助理研究员等7人。05. 合作方式 技术许可。06. 联系方式 邮箱：qyc16@mails.tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

简单介绍： 心肺复苏及AED虚拟仿真实验系统采用BS架构可以部署于校园网，心肺复苏及AED虚拟仿真实验系统在校内或授权公网上任意节点访问，开展学习与管理。心肺复苏及AED虚拟仿真实验系统前台包含门户信息、热门项目、在线虚拟仿真库、学习桌面管理等模块，采用WebGL技术无需安装插件直接开展三维虚拟仿真训练，心肺复苏及AED虚拟仿真实验系统前台具备帐号认证等安全机制。 详情介绍： 1、热点虚拟仿真项目：包含入院介绍、手术室漫游、虚拟人、器械仪器三维学习与考核等。       1、热点虚拟仿真项目：     （1）入院介绍、手术室漫游虚拟仿真项目运用3DMAX构建医院三维场景，空间模型包含护士站、**室、病房、手术区限制区与非限制区、刷手区、手术室等，学习者可在三维空间进行自主漫游，通过拾取三维空间的热区开展漫游式学习，每个热区知识点均包含“图文+语音”的多媒体呈现模式，该模块配置系统漫游、自主漫游2种学习模式，并可在手术室调用手术器械三维模型。     （2）虚拟人项目用于检测护理虚拟患者的生命体征数据，包含心率、心电图、呼吸、血压、体温、血氧饱和度、有创血流动力学等监测数据，虚拟人通过Json接口与数据库对接，根据院内监护以患者病情变化给出实施动态反馈，以训练学生临床护理实践能力。 （3）虚拟人项目包含院前急救、院内监护完成流程，具有学习、训练、考核三种虚拟训练模式，满足个性化学习的需求，在每个虚拟操作结束后立即给出学习反馈，逐一通过列表、柱形图和雷达图、路径图等多种形式全方位反馈学习每个环节，帮助学生查漏补缺，提升训练效果。 （4）虚拟人项目具有立体化虚拟训练的统计分析后台，包含班级均分统计、分项均分统计、班级分项训练统计、每个虚拟训练考点的统计，对于学习、训练、考核三种不同训练模式通过不同颜色进行对比分析，同时可进行横向班级间、纵向年级间的对比分析，通过列表、柱形图和雷达图、路径图进行直观的呈现，并在路径图中通过方向箭头展现，虚拟训练中有顺序操作的掌握情况。 （5）虚拟人训练的分项权重，每一个考点分值均可通过数据库动态自定义设置。   （6）器械仪器三维学习与考核项目，器械仪器至少包含牵开器、钳类、手术剪、手术镊、手术刀、缝合针等20个以上三维器械模型，能够三维旋转展示，要求支持三维任意角度旋转学习，同时支持X轴、Y轴、轴Z自主旋转学习，满足精细化学习，该项目具备开展器械识别与器械考核功能。         2、一般虚拟仿真项目：不少于50项，通过构建三维场景，交互式虚拟训练各项技能操作，具备要点提示，流程控制，各类交互操作过程动画用三维动画方式体现，通过语音、视频、动画将护理人文与规范化操作融入虚拟仿真训练，虚拟仿真项目需包含：       肌内注射、静脉注射、吸痰术、静脉输液、鼻饲法和胃插管、导尿术（男病人普通导尿管、男病人气囊导尿管）、女病人普通导尿管、女病人气囊导尿管）、无菌术、压疮的防护、压疮的护理（压疮的护理—淤血红润期、压疮的护理—溃疡期）、口腔护理、保留灌肠、简易呼吸器的使用、吸氧术（双耳鼻氧管）、静脉血标本采集技术、卫生手**、抽吸药液（抽吸药液法-安瓿瓶、抽吸药液法-自密封瓶内吸药法）、人工呼吸、备用床大单法、铺麻醉床、止血带止血法、**、脉搏测量、呼吸测量、口服给药法（病区准备**、中心药房准备**）、血压测量（水银血压计、手臂式电子血压计、手腕式电子血压计、压力表式血压计）体温计的测量（电子体温计、儿童专用体温计、红外线耳式体温计、红外线体温检测仪、可弃式体温计、水银温度计测肛温、水银温度计测口温、水银温度计测液温）、穿手术衣、脱手术衣、穿隔离衣、脱隔离衣、戴无菌手套、脱无菌手套、轮椅护送法、换药、尸体处理、老年人进食的照护、轮椅转换、冰袋冷敷、乙醇拭浴、平车运送法（挪动法、一人搬运法、二人搬运法、三人搬运法、四人搬运法）、三腔二囊管止血法、电除颤、四肢骨折现场急救外固定（8字包扎法）、四肢骨折现场急救外固定（绷带包扎法）、四肢骨折现场急救外固定（夹板固定法）、四肢骨折现场急救外固定（三角巾包扎法）、四肢骨折现场急救外固定（上臂开放性骨折固定法法）、清创术、脊柱损伤搬运 3、学习桌面：含我的课程、选课学习、即时通讯、公共资源、密钥管理等栏目。      （1）我的课程呈现的是目前已经开展课程的虚拟仿真项目，在该模块具有学习状态、学习进度、学习时长、学习成绩等统计功能，以及是否继续学习等操作功能。         2）选课学习模块学生可以选学平台内我的课程以外的虚拟仿真项目进行学习。        3）即时通讯为学习桌面内嵌模块，可以满足学生与学生、学生与老师之间开展专题性的交流，便捷解决学习中遇到的问题，提升学习效果，可以应用于MOOC与翻转课堂。       4）班级管理：可查看班级情况，也可查看每个学生的学习情况。      5）公共资源模块为护理学虚拟仿真项目以外的各类相关资源，用于辅助虚拟仿真教学，拓展学生学习空间。     4、平台后台管理：包含虚拟仿真实验管理、选修实验管理、试题管理、考核管理、帐号管理、角色与权限管理、资源与公告管理、静态化管理等。     （1）虚拟仿真实验管理包含实验分类与层级管理、虚拟仿真项目管理，用于管理具体虚拟仿真资源及其从属课程。     （2）试题与考核管理管理模块管理平台的试题、考核、学生成绩、学业状态等。 4、平台后台管理：包含虚拟仿真实验管理、选修实验管理、试题管理、考核管理、帐号管理、角色与权限管理、资源与公告管理、静态化管理等。    

XM/CPR780高级全自动电脑心肺复苏模拟人 （计算机控制/有线版）   XM/CPR780型计算机控制心肺复苏模拟人在培训时间内可利用现有的资源办公电脑进行软件安装即可进行培训，退出操作程序就可以进行其他日常操作，执行美国心脏学会(AHA)2015国际心肺复苏(CPR)＆心血管急救(ECC)指南标准。 一、主要特点： 1、本模型为成年男性整体人，采用热塑弹性体混合胶材料，肤质仿真度高。 2、解剖标志明显，具有仿真的头颈部，头部可水平转动180度，有利于清除异物。 3、胸部体表标志明显（胸骨角、乳头、剑突等），便于胸外按压的操作定位。 4、可触及颈动脉搏动，死亡状态下，颈动脉搏动消失，颈动脉搏动与有效按压相关联。 5、心肺复苏术：仰卧位，头可后仰，便于清除呼吸道异物，可进行胸外按压。 6、可进行口对口人工呼吸或者使用简易呼吸器辅助呼吸，有效人工呼吸可见胸廓起伏。 7、瞳孔示教：死亡状态下，瞳孔散大，抢救成功后，双侧瞳孔由散大变为正常。 8、模拟人和计算机之间通信方式：USB通信。 9、模拟人关节灵活，可进行搬运练习。   二、软件功能： 1、生命特征模拟：瞳孔变化及颈动脉的搏动。 2、模拟标准气道开放。 3、人工呼吸与胸外按压时：模拟心脏搏动显示、模拟心电图显示。 4、人工手位胸外按压时： ■ 动态条码指示灯显示按压深度； ■ 计数显示；详细记录按压正确和错误的次数，并区分错误的原因； ■ 语言提示：中文语音提示，详细提示按压错误的具体原因，以便训练者及时改正； ■ 实时操作波形图显示按压操作的过程； ■ 实时矩形图显示按压深度（通过红色、绿色、黄色、灰色直观体现操作过程）。 5、人工口对口呼吸(吹气)时： ■ 动态条码指示灯显示吹气量大小； ■ 计数显示：详细记录人工呼吸正确和错误的次数，并区分错误的原因； ■ 语言提示：中文语音提示，详细提示人工呼吸错误的具体原因，以便训练者及时改正； ■ 实时操作波形图显示人工呼吸操作的过程； ■ 实时矩形图显示人工呼吸量大小（通过红色、绿色、黄色、灰色直观体现操作过程）。 6、操作时间、CPR操作比例、CPR循环次数可单项设定； 7、操作方式：训练操作、模拟实战、标准考核。 8、语言设定：可进行语言提示设定及提示音量调节设定或关闭语言提示设定； 9、成绩单保存打印，可连接通用打印机对成绩单进行打印； 10、可进行多媒体教学，也可进行与投影仪、触摸屏等连接播放教学； 11、学员管理：可自由编辑学员名称及编号，用于存档； 12、检查瞳孔反应：死亡状态下，瞳孔散大；抢救成功后，双侧瞳孔由散大变为正常。 13、检查颈动脉反应：用手触摸检查，死亡状态下，颈动脉无搏动；抢救成功后，颈动脉连续搏动。   三、标准配置： 1、心肺复苏全身人体模型：1台 2、手拉推式硬塑箱：1只 3、计算机：用户自配或选配 4、USB连接线：1条 5、电源适配器：1个 6、CPR安装操作软件：1套 7、复苏操作垫：1条 8、一次性呼吸面膜(50张/盒)：1盒 9、可换肺囊装置：4套 10、可换面皮：1张 11、操作指南光盘：1张 12、急救手册：1本 13、说明书：1册 14、保修卡合格证：1张

XM-XV小儿心肺触诊听诊模拟人   一、功能特点： ■ XM-XV小儿心肺触诊听诊模拟人采用高分子材料制成，仿真度高。 ■ 能模拟80种心肺疾病的听诊体征，包括：心率、心律、心音的改变，异常心音、心杂音、心杂音的分级及传导、心包摩擦音等。 ■ 模拟各种肺肝脏疾病的听诊体征，包括病理性呼吸音各种干、湿性罗音胸膜擦音，语颤的变化等。 ■ 模拟心肺疾病的触诊体征：能够模拟各种心肺疾病的触诊体征，包括：各种收缩期、舒张期及连续性心前区细震颤（猫喘）、心包摩擦感、胸膜摩擦感及语颤等。 ■ 技能考核功能：通过键盘数码调用心肺触诊听诊的考核内容，让学员进行心肺触诊听诊，答出体征的部位及特征，然后教师对学员的实际操作技能评定成绩。 ■ 可反复进行练习。   二、标准配置： ■ 小儿心肺听诊模拟人：1台 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

医影智能CT教学模拟机 CT真实机型真实操作系统与图像处理可操作的真实检查床图像库资料齐全，满足临床检查技术实训要求 1.全真模拟，赋能影像技术实训新突破 医影智能深耕医学教育数字化领域，推出全真CT教学模拟机，以“真机+真系统+真流程”为核心，打造覆盖设备认知、操作训练、图像诊断、能力评估的一体化教学平台，助力院校破解实训难题，培养“能操作、懂流程、会诊断”的实用型影像人才。 2.全真硬件，1:1复刻临床CT设备 我们严格遵循医院标准，采用与临床真机相同的材料与结构设计，打造可操作的真实检查床，从扫描架的机械运动到操作台的按钮布局，每一个细节都与医院在用CT设备完全一致。设备外观、材质、运动逻辑与真实CT高度契合，学生可在无辐射、零损耗的环境中反复练习，形成肌肉记忆，实现“上机即上岗”。 3.真实系统，全流程还原临床工作 系统搭载真实CT操作系统与图像处理工作站，集成控制软件、对讲机等辅助设备，完整模拟CT系统从开机准备、参数设置、扫描操作到图像后处理的全工作流程。学生可操作真实控制台，设置参数；系统基于操作实时生成符合诊断标准的模拟影像；智能算法自动判断摆位准确性、照射野合理性、参数匹配度，并提供即时反馈；支持电子病历管理、图像标注、窗宽窗位调节等临床常用功能，全面提升综合技能。 4.图像库齐全，满足临床检查技术实训要求 内置海量标准化影像资源库，涵盖全身各部位正常影像及典型病例，支持多种扫描协议与检查项目，完全满足《CT检查技术》《医学影像设备学》等课程的实训教学需求。学生可反复练习不同部位、不同病种的扫描流程，掌握规范操作要点，提升临床应变能力。 零风险、零耗材、高性价比，赋能院校可持续发展。

MRI真实机型真实操作系统与图像处理可操作的真实检查床图像库资料齐全，满足临床检查技术实训要求 一、真材实料，1:1复刻临床真机体验 医影智能MRI教学模拟机严格选用与医院临床真机完全相同的材料，从扫描架的机械结构到外壳质感，再到可操作的真实检查床，均进行了精准复刻。 设备的外观、材质与运动逻辑与真实MRI设备保持高度一致。学生在这里获得的不仅仅是视觉上的相似，更是触觉与操作上的“身临其境”。无论是检查床的升降移动，还是操作面板的按键反馈，都能让学生建立起肌肉记忆级的操作体验，彻底消除未来面对真机时的陌生感与紧张感。 二、课标引领，55个实验项目全覆盖 本系统深度对标四年制医学影像技术本科专业核心课程《医学影像检查技术学》，将教学内容转化为36个部位、55个实验项目的标准化实训模块。 课程设计循序渐进，从基础的头部、脊柱扫描，到复杂的关节及腹部检查，全面覆盖临床常见检查需求。系统不仅支持基础部位的操作训练，还引入了复杂病例的检查流程，让学生在实训中不仅能“学会操作”，更能“学会思考”，真正掌握临床检查技术的精髓。 三、真实系统，构建完整临床工作流 搭载了真实的MRI操作系统与图像处理工作站。学生可以像在真实医院一样，进行患者信息录入、扫描协议选择、参数设置、图像采集及后处理等全流程操作。 配合资料齐全的图像库，系统能够实时模拟生成符合诊断要求的影像资料，满足临床检查技术实训的各项要求。学生可以在零风险的环境下，反复练习不同病种、不同体位的扫描技术，大幅提升实操熟练度与图像诊断能力。

DR真机 真实操作系统 图像库资料齐全 满足临床检查技术实训要求 一、真机配置，双模可选，精准匹配教学需求我们深知不同院校在场地条件、教学目标和课程设置上的差异，因此提供悬吊式DR与双立柱DR两种标准机型选择，全面覆盖临床主流设备类型：悬吊式DR教学机：采用医院标准悬吊结构，球管与探测器可自动跟踪对中，支持立位、卧位、轮椅位、担架位等多种体位拍摄，适用于胸片、脊柱、四肢等全身部位检查教学，尤其适合模拟急诊、体检中心等高效流转场景。双立柱DR教学机：严格遵循医院放射科布局，双立柱结构支持快速体位转换，球管大范围升降，适配足踝负重位、脊柱全长等复杂检查，满足骨科、创伤科等专科实训需求。二、真实系统，全流程还原，打造沉浸式实训体验系统搭载真实DR操作系统，完全符合DICOM国际标准，集成设备控制、图像采集、后处理与报告管理功能，构建从患者登记→体位摆放→参数设置→模拟曝光→图像生成→智能评估的完整工作闭环。三、图像库齐全，满足临床检查技术实训要求内置海量标准化影像资源库，涵盖全身各部位正常影像及典型病例，支持多种投照体位与检查协议，完全满足《影像检查技术》《医学影像设备学》等课程的实训教学需求。学生可反复练习不同体位、不同病种的拍摄流程，掌握规范操作要点，提升临床应变能力。四、教学即临床，助力学生快速适应岗位我们严格遵循医院标准进行设备布局，从设备位置、操作流程到环境设置，全面还原放射科真实工作场景。学生在实训中不仅能掌握设备操作技能，更能熟悉医院实际工作流程、医患沟通规范与质量控制标准，真正实现“学完就能用，上岗就上手”。

和西方发达国家相比，我国的直升机产业起步较晚发展较慢，目前我国各类直升机总保有量大约 3000～4000 架，而美国各类直升机的总保有量超过 2 万架。近 10 年来在国家政策的大力扶持下我国直升机产业得到了迅速发展，目前年总产量约 300～400 架。我国生产的直升机多数只在驾驶舱设置了空调，客舱基本都未设置空调，因此乘坐舒适性不佳，影响执行任务的安全性。现代直升机经常在恶略气象条件（高温、潮湿、海面、沙漠等）下飞行，因此对乘员舱安装空调的需求变得迫切。