01. 成果简介 仿生体模从力学、声学等物理性质上模拟人体软组织，能够直观反映出组织的影像学特征，因此可广泛应用于超声设备校准、临床操作训练等。针对超声成像和超声弹性成像，目前已经发展了一些体模制备方法。为了克服现有技术存在的问题，如材料毒性，难以降解，以及仿生制备非均匀体模（如肿瘤体模和皮肤体模等）界面强度不够等问题，本研究经过多年的反复试验，在理论分析和数值仿真指导下进行实际制作千余次，发展出一种无毒、可降解多功能仿生体模制备技术，所制备的体模性能参数包括但不限于： 体模尺寸：体模最小特征尺寸可从数毫米到数十厘米之间变化，覆盖各种人体组织的特征尺寸； 体模熔点：体模熔点可在20摄氏度到90摄氏度之间调控，覆盖肿瘤热消融时的升温目标(典型值约为43—65摄氏度)。 体模杨氏模量：体模的杨氏模量可在3KPa到500kPa之间调控，覆盖人体主要组织(如皮肤、血管、肝脏等)的杨氏模量变化范围。 仿生微结构：体模内部可包含直径3mm～20mm的球体或截面直径3mm～20mm的圆柱体。能够仿生模拟含肿瘤、神经纤维等结构的软组织。 可3D或4D打印：实验表明，本体模材料可作为3D或4D打印的打印墨水，从而打印出具有复杂微结构并可对外界激励作出响应的仿生体模。      肿瘤仿生体模   皮肤体模 02. 应用前景 临床医用软材料耗材，超声设备校准、临床操作训练等。03. 知识产权 相关成果已申请发明专利保护。04. 团队介绍 团队主要研究领域为超声弹性成像、软材料和生物材料力学、接触力学、计算力学等，项目负责人为教授、博士生导师。参与和承担973、国家自然科学基金重点项目和面上项目等科研项目多项。科研成果发表SCI论文120余篇，申请专利20余项。05. 合作方式 商务合作。06. 联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn y-zheng17@mails.tsinghua.edu.cn

本发明属于医疗设备技术领域，涉及一种智能式呼吸功能训练装置，主体结构包括屏幕部分和主机部分，屏幕部分和主机部分无线遥控式连接，屏幕部分由显示板、学习模式按钮、辅助模式按钮和训练模式按钮配合构成，主机部分由腹式呼吸模块、缩唇式呼吸模块、导线、电极片、流量监测仪、口罩和管路配合构成，腹式呼吸模块引出黏贴电极片的导线，内置流量监测仪的缩唇式呼吸模块引出的与口罩相连的管路，实现智能化管理患者的呼吸功能训练，实时指导和督导患者的呼吸功能训练并为合理制定后续的呼吸功能训练计划提供依据；其结构简单，原理科学合理，操作便利，实用性好，使用环境友好，通用性强，安全可靠，易于推广使用。

功能高分子新型材料与国民经济、国防建设和人民生活密切相关，是我国集 中研究与重点发展的产业之一。树脂型高分子功能新材料的特性主要是依靠助剂包括增塑剂和热稳定剂等体现出来的，其应用领域十分广阔。本项目针对助剂领域全球无毒化的趋势和要求，将化学工程与催化、分离科学原理应用于环保塑料助剂清洁生产技术工程化，建立化工过程中高品质调控技术体系，提出开展环保塑料助剂的催化与合成调控研究的思路，形成了多种环保塑料助剂的清洁生产工艺并成功实现了产业化，可以工业化多品种替代邻苯类增塑剂及重金属热稳定剂，多项技术获得国家发明专利。

本项目针对水性聚氨酯膜力学性能、耐水性弱等问题，设计将纳米粘土、石墨烯、二氧化硅等化学特性与水性聚氨酯合成化学有机结合，制备水性聚氨酯纳米复合乳液。研究结果表明无机纳米材料的引入，显著提升水性聚氨酯膜（涂层）力学性能（耐磨性、耐划伤性）、耐水性、阻隔性（阻湿、阻氧性）、导电性（抗静电）等。

物质学院凌盛杰课题组在国际期刊《ACS Materials Letters》发表了题为“Flame-Retardant and Sustainable Silk Ionotronic Skin for Fire Alarm Systems”的科研成果。该成果由上科大物质学院凌盛杰团队独立完成，2019级硕士研究生刘强为第一作者，2016级本科生杨硕为第二作者。

该装置采用分段式梯级结构，灵活实现了生物质炭化、液化、气化以及气、液、固多联产等生产模式，提升了生物质热解气化装置的灵活性。该装置用于生物质气化生产模式时，生物质原料先后经历低温干燥、中温热解后再进入气化反应器发生高温气化反应，极大地使气化反应器小型化，减少了耐高温不锈钢的使用量，降低了装置成本，且有利于反应器密封，提高装置的安全性；参加气化反应的气化剂为干燥阶段产生的水蒸气，即有利于提升生物燃气的品质，又集生物质原料干燥与气化剂制备于一体，避免了重复耗能，提高了系统效率；用于燃烧的燃料为不同生产模式下的副产物，不足部分再引入生物质原料、部分中间产物或终端产品来补充，实现了反应装置热量自维持，且极大地提高了生物质原料的利用效率。该装置具有控温方便、运行连续、结构简单、节能环保等优点，适用于秸秆、木屑、稻壳、畜禽粪便等多种生物质原料的热化学转化利用。 成果完成时间：2017年6月

备注：用户可选择有线/无线版。 执行标准：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 材料特点：模拟人面皮肤、颈皮肤、胸皮肤、头发等采用热塑弹性体混合胶材料，由不锈钢摸具经注塑机高温注压而成，具有解剖标志准确、手感真实、肤色统一、形态逼真、外形美观、经久耐用、消毒清洗不变形、拆装更换方便等特点。 一、CPR模拟人功能： 1、模拟人上肢关节可自由活动。 2、模拟人与控制盒有线/无线连接（用户自选）。 3、设备故障自检功能：开机后，设备自动进入自检程序，检查设备是否有故障，如有故障，语音提示用户及时维护。 4、按键操作采用容错技术，并有语音提示按键操作错误，避免用户的误操作。 5、按压胸廓回弹不足检测，并有语音提示用户。 6、“暂停“按键，暂停当前的操作。 7、 模拟生命体征： ■ 初始状态时，模拟人瞳孔散大，颈动脉无搏动。 ■ 按压过程中，模拟人颈动脉被动搏动，搏动频率与按压频率一致。 ■ 抢救成功后，模拟人瞳孔恢复正常，颈动脉自主搏动。 8、可进行标准气道开放。 9、 可进行人工手位胸外按压和人工呼吸。 10、三种操作方式：可进行CPR训练、模拟考核和实战考核。 ■ 方式一：CPR训练，可进行按压和吹气。 ■ 方式二：模式考核，在规定的时间内，根据2015国际心肺复苏标准，按压和吹气30：2的比例，完成5个循环操作。 ■ 方式三：实战考核，在设定的时间范围内，根据2015国际心肺复苏标准，按压和吹气30：2的比例，完成5个循环操作。 二、CPR显示屏功能： 1、电子监测：电子监测气道开放和按压部位，显示人工呼吸和心外按压的正确次数和错误次数。 2、语音提示：训练和考核中全程中文语音提示，可开启和并闭语音，可调节音量。 3、条形码显示吹气量：正确的吹气量为500/600ml-1000ml。 ■ 吹气量过少时，条形码为黄色。 ■ 吹气量合适时，条形码为绿色。 ■ 吹气量过大时，条形码为红色。 4、条形码显示按压深度，正确的按压深度5-6cm。 ■ 按压深度过少时，条形码为黄色。 ■ 按压深度合适时，条形码为绿色。 ■ 按压深度过大时，条形码为红色。 5、可设定操作时间，以秒为单位。 6、操作频率：100-120次/分。 7、电源状态：内置锂电池，配套充电器。 三、打印机功能： 1、可选择操作结束后打印操作过程。 2、成绩单内容涵盖操作方式，每个循环操作中按压和吹气的次数、按压正确/错误次数、按压错误的原因和次数、吹气正确/错误的原因和次数、吹气错误的原因、设定时间、操作时间和考核评定。 四、RF遥控器功能： RF遥控器：老师可通过遥控器控制CPR开始、停止、打印机等功能。 五、标准套配置： 1、高级心肺复苏模拟人一具； 2、 高级电脑显示器一台； 3、RF遥控器一台； 4、豪华手拉推式人体硬塑箱一只； 5、复苏操作垫一条； 6、一次性消毒面膜(50张/盒)一盒； 7、可更换面皮一只； 8、可换肺气袋4个； 9、热敏打印纸二卷； 10、保修卡合格证、使用说明书、急救操作手册一套。

XM/ACLS160高级多功能婴儿综合急救训练模拟人 （ACLS高级生命支持、嵌入式系统）   执行标准：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。 XM/ACLS160高级多功能婴儿综合急救训练模拟人根据婴儿解剖特征和生理特点而设计，适用于各大医院、医学院、卫校急救模拟操作，系统包括模拟病人、CPR显示器、心电发生器等，可进行心肺复苏、气管插管、除颤起搏、心电图学习与考核等一系列急救手段训练，为急救医师提供简易实用的ACLS培训工具。 一、主要功能： ■ 生命体征模拟：双侧瞳孔散大与正常直观对比，股动脉与颈动脉博动。 ■ 气道管理：可以练习经口气管插管、吸痰。 ■ 静脉输液/穿刺：手臂静脉、股静脉、足背静脉。 ■ 骨髓穿刺：胫骨穿刺，明显的体表标志，有模拟骨髓流出。 ■ 插胃管：可进行洗胃，胃肠减压操作，支持腹部听诊检测插管位置，插管成功后可抽吸出胃液。 ■ CPR操作训练：可进行口对口、口对鼻、简易呼吸器对口等多种通气方式，自动判断人工呼吸与胸外按压的比例，实时条码指示灯显示。 ■ 心肺听诊：可以配合模拟人听诊及识别百余种音源，包括：正常和异常的心音、呼吸音、肠鸣音及血管杂音。 ■ 心电监护：可进行心电监护功能。 ■ 真实除颤起搏：与真实除颤起搏器配套使用，可进行真实除颤起搏（选配）。 ■ 无创血压测量。   二、标准配置： ■ 高智能ACLS婴儿模拟人 ■ XM-S7血压测量训练仪 ■ 心肺听诊模拟套件 ■ 心电发生器 ■ 除颤转换器 ■ CPR显示器 ■ 简易呼吸机、听诊器、咽镜、气管套管、输液套装 ■ 说明书、保修卡合格证

XM-HL8高级全功能老年护理人模型（女性）   XM-HL8高级全功能老年人护理模型是根据老年人生理特征，专为临床护理培训操作与实际要求而设计，综合了基础护理与外科护理的主要功能，全套模型由全身老年模拟人和无创血压测量模拟器组成，有近50项护理功能，模型由高分子材料制成，具有形象逼真、操作真实、拆装方便、经久耐用等特点，还可以拆装分部件进行局部功能教学训练，可让护理工作者在老年护理过程中，更多理解和关爱老年人。   功能特点： ■ 四肢关节灵活度逼真，可模拟关节僵硬，躯干部可前倾，可坐轮椅。 · 躯干：屈伸 · 颈部：屈伸、侧转 · 肩部和髋部：内收、外展、屈伸 · 肘部：旋内、旋外、屈伸 · 膝部：屈伸 · 腕部：屈伸 · 踝部：旋内、旋外、背屈、跖屈 ■ 可实现多种体位：去枕平卧位、屈膝仰卧位、半坐卧位、端坐位、俯卧位、头低足高位、头高足低位、侧卧位、截石位、昏迷体位等，满足操作需要。 ■ 可进行床上擦浴及更衣，扶助病人移向床头法、轮椅使用法、平车运送法、担架运送法等移动和搬运病人法、轴线翻身法，肢体约束法、肩部约束法、全身约束法等操作。 ■ 头面部清洁：洗头发、面部皮肤可擦拭清洁。 ■ 瞳孔观察示教：一侧瞳孔散大、一侧瞳孔正常。 ■ 耳部护理：可进行耳廓、外耳道的清洗、助听器取出和插入。 ■ 口腔护理: 可进行正常口腔及牙齿护理。 ■ 口鼻气管插管时，支持听诊检测插管位置。 ■ 可进行气管切开术后护理。 ■ 可进行吸痰术练习。 ■ 乳房护理：可进行乳房护理术练习。 ■ 氧气吸入法：鼻孔内可插入吸氧管，练习氧气吸入的操作过程。 ■ 雾化吸入疗法：可练习雾化吸入的操作过程。 ■ 鼻饲术：托起头部使下颌靠近胸骨柄实现昏迷病人的鼻饲，具有真实大小的胃，可容纳250ml的液体，胃管插入45-55cm时，可以抽出模拟胃液。 ■ 洗胃术：可经口、鼻进行洗胃器洗胃、电动吸引器洗胃、胃管洗胃、洗胃机洗胃，胃容量约为200ml。 ■ 手臂静脉穿刺、注射、输液（血）：可使用不同类型的穿刺针，正确穿刺时落空感明显并有回血产生，可进行静脉输液（血）练习，静脉血管和皮肤均可更换，操作方便，经济实用。 ■ 上臂三角肌皮下注射：可注入真实液体，注射模块可取下清洗，并可更换。 ■ 臀部肌肉注射：可注入真实液体，注射模块可取下清洗，并可更换。 ■ 股外侧肌肉注射：可注入真实液体，注射模块可取下清洗，并可更换。 ■ 胸腔、骨髓、腰椎穿刺 ■ 女性导尿术：可取仰卧屈膝位，两腿外展后可独立支撑，女性尿道充分体现短、粗、直，具有尿道口、阴道口、阴蒂等解剖结构，操作成功后可导出模拟尿液。 ■ 留置尿管和膀胱冲洗术。 ■ 造瘘口护理：腹壁有回肠造瘘口和结肠造瘘口，内连集液瓶，可进行造瘘口护理。 ■ 灌肠操作训练：可实现大量不保留灌肠、小量不保留灌肠、清洁灌肠和保留灌肠等多种灌肠方式。 ■ 大面积骶骨位置溃烂。 ■ 癌症肿块的对比。 ■ 皮褶皱对比。 ■ 可练习手指、足趾的包扎。 ■ 其他护理操作：冷热疗法护理、外阴擦洗、外阴湿热敷、尿道冲洗、床上擦浴、座式擦浴、穿换衣服等多项护理操作。 ■ 无创血压测量训练：收缩压、舒张压及心率参数可自行设定。 · 收缩压：设定范围30-250mmHg · 舒张压：设定范围15-105mmHg · 心率：设定范围10-200次/分 · 脉搏听诊音量：设定范围0-16 · 具有korotkoff Gap音

XM-HL3高级全功能护理训练模拟人（带血压测量）   XM-HL3高级全功能护理训练模拟人（带血压测量）是集护理操作于一体的整体护理人，是在XM-HL1高级全功能护理人模型的基础上进行升级，增加了血压测量模块，可进行血压测量训练，高分子环保材料制成，肤质仿真度高，综合了基础护理与外科护理的主要功能，可完成多项基础护理操作训练。   功能特点： ■ 四肢关节灵活度逼真，可模拟关节僵硬，躯干部可前倾，可坐轮椅。 · 躯干：屈伸 · 颈部：屈伸、侧转 · 肩部和髋部：内收、外展、屈伸 · 肘部：旋内、旋外、屈伸 · 膝部：屈伸 · 腕部：屈伸 · 踝部：旋内、旋外、背屈、跖屈 ■ 可实现多种体位：去枕平卧位、屈膝仰卧位、半坐卧位、端坐位、俯卧位、头低足高位、头高足低位、侧卧位、截石位、昏迷体位等，满足操作需要。 ■ 可进行床上擦浴及更衣，扶助病人移向床头法、轮椅使用法、平车运送法、担架运送法等移动和搬运病人法、轴线翻身法，肢体约束法、肩部约束法、全身约束法等操作。 ■ 脸部清洁：面部皮肤可擦拭清洁。 ■ 瞳孔观察示教：一侧瞳孔散大、一侧瞳孔正常。 ■ 耳部护理：可进行耳廓、外耳道的清洗。 ■ 口腔护理: 可进行正常口腔及牙齿护理。 ■ 可进行气管切开术后护理。 ■ 可进行吸痰术练习。 ■ 氧气吸入法：鼻孔内可插入吸氧管，练习氧气吸入的操作过程。 ■ 雾化吸入疗法：可练习雾化吸入的操作过程。 ■ 鼻饲术：托起头部使下颌靠近胸骨柄实现昏迷病人的鼻饲，具有真实大小的胃，可容纳250ml的液体，胃管插入45-55cm时，可以抽出模拟胃液。 ■ 洗胃术：可经口、鼻进行洗胃器洗胃、电动吸引器洗胃、胃管洗胃、洗胃机洗胃，胃容量约为200ml。 ■ 手臂静脉穿刺、注射、输液（血）：可使用不同类型的穿刺针，正确穿刺时落空感明显并有回血产生，可进行静脉输液（血）练习，静脉血管和皮肤均可更换，操作方便，经济实用。 ■ 上臂三角肌皮下注射：可注入真实液体，注射模块可取下清洗，并可更换。 ■ 臀部肌肉注射：可注入真实液体，注射模块可取下清洗，并可更换。 ■ 股外侧肌肉注射：可注入真实液体，注射模块可取下清洗，并可更换。 ■ 男性导尿术：可取仰卧屈膝位，两腿外展后可独立支撑，男性阴茎可提起与腹壁成60度角，插管时可真实感受男性尿道的三个狭窄、两个弯曲，操作成功后可导出模拟尿液。 ■ 女性导尿术：可取仰卧屈膝位，两腿外展后可独立支撑，女性尿道充分体现短、粗、直，具有尿道口、阴道口、阴蒂等解剖结构，操作成功后可导出模拟尿液。 ■ 留置尿管和膀胱冲洗术。 ■ 造瘘口护理：腹壁有回肠造瘘口和结肠造瘘口，内连集液瓶，可进行造瘘口护理。 ■ 灌肠操作训练：可实现大量不保留灌肠、小量不保留灌肠、清洁灌肠和保留灌肠等多种灌肠方式。 ■ 压疮护理：显示压疮的临床分期4个不同阶段，同时显示压疮和各种病理表现：压疮炎症、溃疡、窦道、腐肉、坏死、焦痂等，可进行伤口的评估、测量与清洗。 · 第一期：淤血红润期。 · 第二期：炎症浸润期。 · 第三期：浅度溃疡期。 · 第四期：坏死溃疡期。 ■ 可练习手指、足趾的包扎。 ■ 其他护理操作：冷热疗法护理、外阴擦洗、外阴湿热敷、尿道冲洗、床上擦浴、座式擦浴、穿换衣服等多项护理操作。 ■ 创伤护理（清洗、消毒、换药、止血、包扎）： · 胸壁切开缝合伤口护理 · 大腿外伤切开缝合伤口护理（消毒、清洗、缝合） · 大腿皮肤裂伤护理（消毒、清洗） · 大腿感染性溃疡护理（消毒、清洗、换药） · 足坏疽、第1、2、3足趾和足跟压疮护理 · 上臂截肢残端伤口护理（供包扎训练） · 小腿截肢残端伤口护理（供包扎训练） ■ 血压测量训练：收缩压、舒张压及心率参数可自行设定。 · 收缩压：设定范围30-250mmHg · 舒张压：设定范围15-105mmHg · 心率：设定范围10-200次/分 · 脉搏听诊音量：设定范围0-16 · 具有korotkoff Gap音