虚拟仿真湖北省实验教学示范中心-生物医学工程学院

中心概况

中南民族大学整合生物医学工程及相关学科的教学科研资源，应用现代虚拟仿真技术，建设了人体解剖、医学电子信息、生理信号检测与处理、医疗仪器原理与设计、虚拟仪器实验室、医疗仪器结构设计、3D打印与数字医疗等7个特色鲜明的虚拟仿真实验室。在国家级和省部级实验教学示范中心的基础上，组建了生物医学工程虚拟仿真实验教学中心，实现了医疗仪器和医学信息技术从原理、设计、到应用的完整教学过程。并于2015年获湖北省重点实验教学示范中心建设项目立项。

中心依托生物医学工程学院，在学校教务处、实验教学与设备管理中心、现代教育技术中心的指导下开展实验室和教学资源建设，由生物医学工程学院负责中心日常管理和教学运行。中心现有专任教师40名，其中教授9人、副教授18人，实验教师8名，分别来自于生物医学工程学院、生命科学学院、电子信息工程学院、药学院、校实验教学中心等单位。

中心日常管理和教学运行成员

序号	姓名	承担教学/管理任务
1	谢勤岚	中心主任，全面负责中心工作
2	陈军波	负责实验室教学运行管理
3	谢莺	负责医学基础类实验教学和资源建设
4	曹汇敏	负责医学电子类实验教学和资源建设
5	黄敏	负责医学仪器类实验教学和资源建设
6	高智勇	负责医学信息类实验教学和资源建设
7	陆雪松	负责3D打印与数字医疗实验教学资源建设
8	陈素	负责科研成果转化为实验教学资源

教学资源

中心设有人体解剖（机能）虚拟仿真实验室、医学电子信息虚拟仿真实验室、生理信号检测与处理虚拟仿真实验室、医疗仪器原理与设计虚拟仿真实验室、虚拟仪器实验室、医疗仪器结构设计虚拟仿真实验室、3D打印与数字医疗创新实验室等七个功能实验室，以及一个教学资源开发实验室。预计可以开出7大类共150个各种类型的虚拟仿真实验，并提供虚拟现实演示，每年可满足生物医学工程及相关专业学生1000人，共12000学时的实验教学任务。

1、人体解剖（机能）虚拟仿真实验室

共开设7个仿真实验教学项目。通过这些项目可以了解人体的空间结构，掌握人体各个器官系统的形状、位置及空间布局；可以完成形态学、机能学等实验。实验室的人体模型和急救模型可以满足全校学生通过认知实习熟悉人体，掌握基本的急救技能的要求。

序号	实验教学项目	教学面向专业
1	系统解剖学虚拟仿真	生命科学、生物医学工程、医学信息工程、医学影像学、药学等
2	局部解剖学虚拟仿真	生命科学、生物医学工程、医学信息工程、药学、医学影像学等
3	断层解剖学虚拟仿真	生命科学、生物医学工程、医学信息工程、药学、医学影像学等
4	形态学虚拟仿真	生命科学、生物医学工程、医学信息工程、医学影像学、药学、体育等
5	机能学虚拟仿真	生命科学、生物医学工程、医学信息工程、医学影像学、药学等
6	急救护理模拟训练	生命科学、生物医学工程、体育等。可供全部学生进行急救护理模拟训练
7	人体解剖模型展示	生命科学、生物医学工程、体育等。可供全部学生进行认知实习使用

2、医学电子信息虚拟仿真实验室

开设10个仿真实验教学项目。在教学中采用虚拟仿真方法，实现可视化，且操作方便、直观有效减少元器件损耗设备坏和人身危险情况的发生。

序号	实验教学项目	教学面向专业
1	电路原理模拟仿真	理工科各专业
2	模拟电路原理模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
3	模拟电路设计模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
4	数字集成电路原理与设计模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
5	印制板设计制作	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
6	信号与系统模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
7	信号处理模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
8	数字图像处理模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程等
9	医学信息系统（HIS）模拟仿真	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程、医学影像学等
10	医学影像归档和通信（PACS）系统模拟仿真	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程、医学影像学等

3、生理信号检测与处理虚拟仿真实验室

开设5个仿真实验教学项目。利用生理信号传感器完成心电、脑电、肌电、呼吸、脉搏、血压等信号测量的实验；结合配备的MRI、CT以及超声设备的虚拟仿真实验系统，可以完成相应的实验教学。实验室配备了人体生理信号模拟发生器，可以实现完全意义上的虚拟仿真实验。学生通过这些项目熟练掌握生物医学信号的特点、生物医学传感器的基本原理和应用、生物医学信号的采集与处理系统的原理和设计。

序号	实验教学项目	教学面向专业
1	物理传感器模拟仿真	生物医学工程、电子信息、自动化、计算机、医学信息工程
2	化学、生物传感器模拟仿真	生物医学工程、医学信息工程、生命科学、药学等
3	生物电极和生物电检测模拟仿真	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程、生命科学、药学等
4	生物医学信号检测电路模拟仿真	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程等
5	生物医学信号处理模拟仿真	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程等

4、医疗仪器原理与设计虚拟仿真实验室

利用医疗仪器示教仪，以及中心与企业合作开发的虚拟仿真实验系统，可以完成7个项目的实验。

序号	实验教学项目	教学面向专业
1	B超机工作原理及成像算法模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等
2	X线机工作原理及成像算法模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等
3	CT工作原理及成像算法模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等
4	核磁共振（MRI）工作原理及成像算法模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等
5	心电图机工作原理及检测技术模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等
6	肌电图机工作原理及检测技术模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等
7	脑电图机工作原理及检测技术模拟仿真	生物医学工程、电子信息、医学信息工程、计算机等

5、虚拟仪器实验室

中心购置了虚拟仪器设计平台、教学实验室虚拟仪器套件 (NI ELVIS)、生物医学虚拟电子仪器设计平台以及NI Compact RIO等教学设备。中心为学生开出了5个大的实验项目。今后中心教师将会进一步开发出更多的实验项目，为教学、科研服务。

序号	实验教学项目	教学面向专业
1	基于虚拟仪器的电路仿真	电子信息、生物医学工程、医学信息工程、自动控制、电气工程、计算机等
2	基于虚拟仪器的控制和机电一体化仿真	电子信息、生物医学工程、自动控制、电气工程等
3	基于虚拟仪器的测量和仪器仿真	电子信息、生物医学工程、生命科学、医学信息工程、自动控制、电气工程等
4	基于虚拟仪器的信号处理仿真	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程等
5	基于虚拟仪器的驱动软件设计	生物医学工程、电子信息、计算机、医学信息工程等

6、医疗仪器结构设计虚拟仿真实验室

中心利用机械零件和机械原理展示模型以及购置和开发的3维结构虚拟仿真软件，为学生开出了5个大的实验项目。充分利用机械教学模型、3D打印和三维仿真软件，让学生通过虚拟现实技术，实现从医疗设备的结构原理与设计，从装配、拆卸到设计、应用等全过程的实验。

序号	实验教学项目	教学面向专业
1	机械基础模拟仿真	电子信息、生物医学工程、机械设计制造及其自动化、自动控制、电气工程等。还可供全校学生认知实验
2	机械设计综合训练仿真	电子信息、生物医学工程、自动控制、电气工程等
3	医疗装备机械结构模拟仿真	电子信息、生物医学工程、机械设计制造及其自动化、自动控制、电气工程等
4	医疗装备机械装配三维模拟仿真	机械设计制造及其自动化、电子信息、生物医学工程、自动控制、电气工程等
5	医疗装备操作三维模拟仿真	机械设计制造及其自动化、医疗器械、电子信息、生物医学工程、自动控制、电气工程等

校企合作

中心本着“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”的原则，与多家企业开展产学研合作。

1、与湖北省肿瘤医院、深圳蓝网科技有限公司、深圳安科高技术股份有限公司等企业开展科研开发、人才培养方面的合作。

2、与Altera公司、NI公司、TI公司等实验设备与技术提供商开展实验室建设、教学资源开发方面的合作；与如湖北省肿瘤医院、广州军区武汉总医院等医疗机构开展合作，取得他们在设备、资源等方面的支持。校企合作成果已经成为中心教学资源建设的重要组成部分，达到中心、企业、社会三方共赢的目的。

部分建设成果

中心在省级品牌专业建设和省级“战略性新兴产业”培养计划建设的支持下，大力开展教学改革和人才培养模式改革。近年来，中心教师主持省级以上教研项目8项；指导学生获得“全国大学生电子竞赛”，“全国大学生数学建模竞赛”、“全国大学生生物医学电子创新设计竞赛”等国家级、省（部）级奖励50余项，获得国家级和省级创新科研项目立项16项。国内主要的医疗器械和医学信息企业和大型医院，如迈瑞、安科、蓝网、联影、西门子等企业，以及武汉同济医院、武汉市中心医院等医疗机构都有我们培养的毕业生。

专业建设成果

序号	项目名称	项目来源	立项时间
1	省级品牌专业--生物医学工程专业	湖北省教育厅	2010
2	湖北省“战略新型（支柱）产业培养计划”-- 生物医学工程专业	湖北省教育厅	2013
3	生物医学工程虚拟仿真实验教学示范中心	湖北省教育厅	2015
4	生物医学工程教学团队	中南民族大学	2010
5	医学电子和医疗仪器系列课程教学团队	中南民族大学	2012
6	《解剖生理学》校级精品课程	中南民族大学	2010
7	《生物医学数字信号处理》校级精品课程	中南民族大学	2011
8	生物医学电子学本科生创新基地	中南民族大学	2011

教研项目

序号	项目名称	主持人	级别	立项时间
1	电子信息类专业基于项目学习为主导的新型教学模式研究	刘海华	国家民委	2008
2	生物医学工程专业创新人才培养的课程体系改革研究与实践	谢勤岚	湖北省	2011
3	民族院校< 生物医学数字信号处理>课程教学内容优化与实践创新	黄敏	国家民委	2011
4	生物医学工程专业电类课程教学改革与创新	曹汇敏	湖北省	2013
5	不同专业解剖生理学课程及实验教学方法异同点的研究	陈素	校级	2009
6	医学信息工程专业建设的探索与研究	高智勇	校级	2009
	生物医学工程专业《生物统计学》课程教学内容优化	周到	校级	2013
7	基于Labview的生理电信号采集、分析与应用的实验系统开发	李正义	校级	2014
8	生物医学传感器与检测技术课程改革与创新	李正义	校级	2014
9	生物医学工程专业电子技术课程教学改革	周慧	校级	2014
10	战略性新兴产业人才培养模式研究与探索——基于生物医学工程专业	谢勤岚	校级	2014
11	《医学检验与分析仪器》教学与实验设置探索	郑冬云	校级	2014
12	生物医学工程专业机械类课程教学探索与创新	朱珊莹	校级	2015
13	生物医学工程生物医学类课程教学改革的探索与实践	谢莺	校级	2015

教研论文

序号	论文题目	作者	期刊名称	时间
1	改进EDA实践教学，培养创新型工程技术人才	谢勤岚	民族院校实践教学改革研究	200801
2	基于FDATool和CCS实现滤波器设计的教学	陈军波	电气电子教学学报	200803
3	基于PHP的解剖学与组织学实验在线考试系统的设计	陈素	中南民族大学学报（自然科学版）	200806
4	微机原理课程教学改革的探讨	谢勤岚	理工高教研究	200908
5	浅谈非医学院校的解剖生理学教学	谢莺	现代教育教学研究	201106
6	《C语言程序设计》教学实践探讨	唐奇伶	科教文汇	201106
7	关于JAVA课程教学方法的探讨	陆雪松	科教文汇	201106
8	生物信息学双语教学探讨	周到	科教文汇(下旬刊)	201301
9	生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学探究	谢勤岚	中国电力教育	201310
10	生物医学工程专业课程体系建设	谢勤岚	教育教学论坛	201311
11	“生物医学传感器与检测技术”课程教改实践	谢勤岚	中国电力教育	201401
12	生物医学工程专业教学改革研究	张海燕	科教文汇(上旬刊)	201401
13	浅谈民族高校的数字图像处理课程教学改革	刘李漫	教育学文摘	201405
14	非机械类专业机械原理教学特色和方法探讨	朱珊莹	中国现代教育装备	201407
15	生物医学工程专业电子类综合实验教学探索	李正义	中国西部教育	201501
16	高校《医学检验与分析仪器》课程开设现状调研	郑冬云	人才资源开发	201508
17	浅谈民族高校《医学检验与分析仪器》课程的开设	郑冬云	时代教育	201601
18	生物医学工程专业“Windows编程技术”教学方法探讨	高军峰	科教文汇(下旬刊)	201303
19	电生理膜片钳技术教学中的一些心得	林显光	科教导刊	201304
20	数据库原理与应用课程教学中的一点心得	胡怀飞	科教导刊(上旬刊)	201308
21	面向生物医学工程专业的C++教学方法探讨	谌先敢	教育教学论坛	201401
22	基于工具软件和案例开发的软件工程教学方法	李伟	中国科教创新导刊	201401
23	信息化技术在解剖生理学课堂和实践教学中的应用	陈素	卫生职业教育	201604

学生获得的学科竞赛奖励 (2013-2015年)

年度	主持人	竞赛名称	竞赛级别	等级
2013	凌鸿顺	第四届“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛	国家级	二等奖
2013	余国良	湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	省级	二等奖
2013	彭小吕	湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	省级	二等奖
2013	朱曦	湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	省级	二等奖
2013	刘莉	湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	省级	二等奖
2013	傅歆	2013年全国大学生电子设计竞赛	省级	一等奖
2013	凌鸿顺	2013年全国大学生电子设计竞赛	省级	一等奖
2013	凌鸿顺	湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	省级	二等奖
2013	胡小妍	湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	省级	二等奖
2013	岳之恒	2013年全国大学生电子设计竞赛	省级	一等奖
2013	王侠林	2013年全国大学生数学建模竞赛	省级	三等奖
2013	龚伦	第四届“蓝桥杯”全国软件专业人才设计与创业大赛	省级	三等奖
2014	莫杰	2014首届全国生物医学电子创新设计竞赛	国家级	一等奖
	罗忠钰	2014首届全国生物医学电子创新设计竞赛	国家级	三等奖
	沈慧	2014首届全国生物医学电子创新设计竞赛	国家级	三等奖
2014	朱晴	2014年全国大学生英语竞赛	省级	三等奖
2014	罗佳丽	2014年“创青春·精彩在沃”大学生创业大赛公益创业赛	省级	三等奖
2014	郭攀飞	2015年全国大学生英语竞赛	省级	三等奖
2014	郭攀飞	2015年全国大学生英语竞赛	省级	三等奖
2014	张璐坚	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	二等奖
2014	李扬帆	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	二等奖
2014	柴五一	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	三等奖
2014	朱远露	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	二等奖
2014	马朋	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	三等奖
2014	马朋	第三届湖北省大学生数学竞赛	省级	一等奖
2014	马文卓	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	二等奖
2014	赵博文	2014年“创青春·精彩在沃”大学生创业大赛公益创业赛	省级	三等奖
2014	孙伟	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	三等奖
2014	王四祥	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	优秀奖
2014	龚伦	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	二等奖
2014	廖汪丹	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	一等奖
2014	莫杰	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	三等奖
2014	罗忠钰	第五届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛	省级	二等奖
2015	余彬	第六届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛	国家级	三等奖
2015	余洁	第六届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛	国家级	三等奖
2015	甄怀修	湖北省第十届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛	国家级	三等奖
2015	廖汪丹	第六届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛	国家级	二等奖
2015	罗忠钰	第六届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛	国家级	三等奖
2015	汪赛	2015年全国大学生英语竞赛	省级	二等奖
2015	胡佩	2015年全国大学生电子设计竞赛	省级	二等奖
2015	周妍娉	2015年全国大学生电子设计竞赛	省级	三等奖
2015	陈慧敏	2015年全国大学生电子设计竞赛	省级	三等奖
2015	黄帆	2015年全国大学生电子设计竞赛	省级	三等奖

学生承担的部分创新科研项目(2013-2015年)

序号	项目名称	负责人	指导教师	项目级别	立项时间
1	智能导盲系统	林冀蓬	陈军波	国家级	2015
2	便携式荧光光纤溶氧仪	王四祥	曹汇敏	国家级	2014
3	用于光纤生物医学传感器的光源调制驱动系统研制	许曼	曹汇敏	国家级	2013
4	用脑电波控制智能小车	黄晓群	官金安	国家级	2013
5	低成本便携式B超机的电路设计与样机研制	贺靖	谢勤岚	国家级	2013
6	智能导盲系统	岳之恒	陈军波	国家级	2013
7	基于极端学习机的测谎仪的研制开发	孙伟	高军峰	国家级	2013
8	基于极端学习机的测谎仪的研制开发	孙伟	高军峰	省级	2015
9	Da Vinci立体视深度加工机制研究	石蔷薇	谢莺	省级	2015
10	基于Andriod的移动式心电监护系统	罗忠钰	陈军波	校级	2015
11	基于蓝牙与智能手机的心音监测系统	黄玉丹	周慧	校级	2015
12	基于虚拟仪器的考勤信息系统开发	陈丽君	周到	校级	2015
13	基于嵌入式系统的便携式B超成像系统	莫杰	谢勤岚	校级	2015
14	基于功能化石墨烯复合材料的多巴胺电化学传感	陈苏靖	郑冬云	校级	2015
15	图像中显著目标检测	何兰	高智勇	校级	2015
16	核磁共振左心室辅助诊断系统的设计与实现	谭雪奉	胡怀飞	校级	2015
17	基于混沌分形学的测谎系统研究	冯希玲	高军峰	校级	2015
18	一种多自由度假肢手的研制	黄国艺	李正义	校级	2015
19	仪器设备管理系统	刘晓雪	喻胜辉	校级	2015
20	基于脑网络的测谎研究	夏涛	高军峰	院级	2014
21	模拟人脑记忆原理的人体动作识别系统	艾慧婷	谌先敢	院级	2014
22	可视化医学图像辅助诊断的研究也设计	刘娟	胡怀飞	院级	2014
23	磁共振成像数据采集与重建方法研究	余意	黄敏	校级	2013
24	基于文本的批处理控制研究	樊健	喻胜辉	校级	2013
25	行人检测系统	柳佳幸	高智勇	校级	2013
26	意念控制小车	王坚	周到	校级	2013
27	荧光光纤氧传感器信号处理系统研究	张书亮	朱珊莹	校级	2013
28	公交场所多摄像机场景融合技术与算法实现	鄢志峰	谢勤岚	校级	2013
29	基于小波相干分析的脑电测谎系统研究	胡均普	高军峰	校级	2013
30	基于DSP的双频荧光相位解调系统	洪强	曹汇敏	校级	2013
31	荧光光纤pO2和pH双参传感膜	王四祥	曹汇敏	校级	2013
32	基于图形匹配的物体识别	王明明	唐奇伶	校级	2013

中南民族大学生物医学工程学院