呼吸力学仿生综合训练系统是一种集成机械工程、生物力学、传感器技术及医学教育的综合平台，旨在通过动态仿真技术模拟人体呼吸系统的力学行为（如肺顺应性、气道阻力、呼吸肌功能等），辅助医护人员进行机械通气、呼吸治疗等技能的实操训练，同时支持临床研究中的参数优化与治疗方案验证。

一、原理

呼吸力学模型构建

系统基于人体呼吸系统的生理结构（如胸廓、肺组织、膈肌、肋间肌）和力学特性（如弹性回缩力、气道阻力），建立动态数学模型。通过调整参数（如顺应性、阻力、呼吸肌肉压力等），可模拟不同疾病状态下的呼吸运动过程。

闭环反馈控制

采用工业级伺服控制系统与高精度传感器（如流速传感器、压力传感器），实时监测呼吸机的输出参数（如流速、压力、潮气量），并反馈至仿生系统，动态调整呼吸运动状态。例如，当模拟患者存在自主呼吸时，系统可触发机械通气并生成呼吸对抗波形。

多模态仿真技术

支持趋势呼吸（模拟病情变化）、随机呼吸（模拟呼吸波动）及症状快捷模拟（如咳嗽、窒息），通过生成流速-时间曲线、气道压-时间曲线等波形，直观展示呼吸力学变化。

二、特点

高精度仿真

储气量≥3L，可模拟新生儿至老年人的呼吸特征。

工业级伺服系统实现亚微秒级响应，确保呼吸运动平稳无噪。

智能化监测与反馈

实时监测18项呼吸参数，生成趋势图辅助病情判断。

支持操作日志回顾、波形导出及三维场景教学，提升培训趣味性。

便携与人体工程学设计

机箱独立携带，配备隐藏式把手及减震支脚。

三、应用领域

医学教育

急诊科、麻醉科、呼吸治疗师培训：通过模拟“心衰伴自主呼吸不稳定"“重症肌无力"等复杂病例，帮助学员掌握呼吸机参数调整与急救技能。

实操考核：支持虚拟病人病情动态调整，评估学员临床决策能力。

临床研究

呼吸机参数优化：模拟真实患者呼吸状态，验证不同通气模式的效果。

治疗方案验证：通过调整仿生系统参数，评估新疗法对呼吸力学的影响。

科研支持

急救培训效率提升：动态仿真技术缩短培训周期，降低实操风险。

临床决策能力强化：通过多病例模拟，培养医护人员应对罕见病的能力。

设备研发测试

为呼吸机、麻醉机厂商提供标准化测试平台，验证设备在不同呼吸状态下的性能。