CN108428477A - 基于数字双胞胎的云医疗仿真平台的构建方法及云医疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于数字双胞胎的云医疗仿真平台的构建方法及云医疗系统，其中，方法包括：获取物理对象的医疗数据，建立数字双胞胎医疗模型；所述物理对象包括：医疗资源、医疗能力和患者；所述数字双胞胎医疗模型包括：医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型；建立所述医疗模型、物理对象及云医疗服务系统之间的交互连接；基于所述数字双胞胎医疗模型搭建所述云医疗仿真平台。本发明实施例通过数字双胞胎技术及云架构对患者和医疗设备进行精确建模，能够对医疗过程进行实时仿真及对医疗服务的优化管理，便于对患者进行实时监控和预警。

Description

基于数字双胞胎的云医疗仿真平台的构建方法及云医疗系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体而言，涉及一种基于数字双胞胎的云医疗仿真平台的构建方法及云医疗系统。

背景技术

现有技术中，在用户进行就医时，都是需要实地去医院进行排队、挂号、交费，然后就医诊断；整个过程耗时较多，尤其是对于一些热门的医院或者科室，及时就医十分困难，对于某些特殊人群，比如老年人来说，这会十分不便。虽然近几年也出现了网上看病或取药的模式，但是该模式也仅仅局限于，通过使用网络与相关医疗人员进行远程沟通，，只是通过病人的描述进行诊断，存在准确率较低的缺陷，并且不能对病人后续的病情发展进行实时监控，因此急需一种医疗方案，在满足用户能够便利的进行疾病诊疗的同时，能够实现对用户的病情发展进行实时监控并给出危机预警。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于数字双胞胎的云医疗系统的构建方法和云医疗系统，以提高诊疗的便利性和对病情进行实时监控。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于数字双胞胎的医疗系统的构建方法，其特征在于，包括：

获取物理对象的医疗数据，基于获取医疗数据建立数字双胞胎医疗模型；所述物理对象包括：医疗资源、医疗能力和患者；所述医疗模型包括：医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型；

建立所述医疗模型与物理对象之间的映射关系和实时交互关系；

基于所述医疗资源模型、医疗能力资源模型和患者模型搭建所述云医疗仿真平台。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于数字双胞胎的医疗方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，以使所述云医疗仿真平台上所述用户对应的仿真模型能够根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；

获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

第三方面，本发明实施例提供了一种基于数字双胞胎的云医疗平台，包括：

接收模块，用于接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

第一发送模块，用于将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，以使所述云医疗仿真平台上所述用户对应的仿真模型能够根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；

第二发送模块，用于获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述基于所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

第四方面，本发明实施例提供了一种基于数字双胞胎的医疗系统，包括：如第三方面任一所述的云医疗平台、云医疗仿真平台和数据采集设备；

所述数据采集设备，用于采集用户的生理信息数据，并将所述生理信息数据发送至所述云医疗平台；

所述云医疗平台，用于接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台；

获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端；

所述云医疗仿真平台用于接收所述云医疗平台发送的生理信息数据，根据所述生理信息数据进行建立或者调用所述用户对应数字双胞胎医疗模型，根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；并将所述仿真结果数据发送至所述云医疗平台。

本发明实施例提供的一种基于数字双胞胎的医疗仿真系统的构建方法及装置，将数字双胞胎与医疗进行结合，对医疗资源、能力和患者进行精准建模，进而可以满足通过模型对病患进行仿真，为对患者进行实时监控和预警提供了条件。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的云医疗仿真平台的构建方法的流程图；

图2示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的云医疗系统模型图

图3示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的医疗方法的流程图；

图4示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的医疗方法的应用场景示意图；

图5示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的云医疗平台的结构示意图；

图6示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的医疗系统的结构示意图；

图7示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于数字双胞胎的云医疗系统架构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中，人们只能通过挂号去医院看门诊的方式，或者是通过远程与医生沟通进行诊断的方式进行就医，具有不方便性和不能对病人进行监控的缺陷；基于此，本发明实施例提供了一种基于数字双胞胎的医疗系统的构建方法及云医疗系统，下面通过实施例进行描述。

数字双胞胎是一个综合多物理、多尺度的复杂产品的概率仿真，使用最佳的物理模型和传感器更新数据等，来映射相应的物理实体的全生命周期。同时，它由三部分组成：物理产品、虚拟产品和连接二者的数据。数字双胞胎具有以下特点：(1)实时映射，对物理对象的各类数据集成，是物理对象的真实完全映射，(2)交互与共融，存在于物理对象的全生命周期，并与其共同进化；(3)进化与迭代，不仅能描述物理对象，而且能基于模型优化物理对象；本申请中提供了一种基于数字双胞胎的云医疗平台的构建方法，参照图1所示的实施例，该方法包括如下步骤：

S101、获取物理对象的医疗数据，基于获取医疗数据建立数字双胞胎医疗模型；所述物理对象包括：医疗资源、医疗能力和患者；所述医疗模型包括：医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型；

S102、建立所述医疗模型与物理对象之间的映射关系和实时交互关系；使所述医疗模型与所述物理对象联动。

S103、基于所述医疗资源模型、医疗能力资源模型和患者模型搭建所述云医疗仿真平台。

本实施例中，获取物理对象的医疗数据；所述物理对象包括：医疗资源、医疗能力和患者；使用统一建模语言(如SysML)或工具(如MS4Me)建立数字双胞胎医疗模型，所述医疗模型包括：医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型；上述医疗数据，可以是包含有医疗资源、医疗能力和患者的描述信息。

建立所述医疗模型、物理对象及云医疗系统之间的映射和交互连接关系；包括医疗模型与物理对象之间，医疗模型与云医疗系统之间，物理对象与云医疗系统之间，它们两两之间进行动态实时交互，数字双胞胎数据是它们交互的驱动力。

基于所述数字双胞胎医疗模型，使用RISE(RESTful InteroperabilitySimulation Environment)中间件技术搭建所述云医疗仿真环境及其运行平台，形成仿真服务。

本实施例中，上述方法，还包括：接收所述物理对象传输的实时数据和历史数据，基于所述实时数据好历史数据对所述医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型进行迭代优化。

具体的，接收所述物理对象传输的实时数据，基于所述实时数据及其历史数据对医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型进行仿真，并产生实时仿真数据。对实时数据、实时仿真数据、历史数据等数字双胞胎医疗数据进行数据融合与分析处理，进而对数字双胞胎医疗模型进行迭代优化，如此反复迭代，使模型不断精确，进而最后使云医疗系统给出对病患的精准实时监控与预警服务。

本实施例中，将数字双胞胎技术与医疗领域结合，进行医工交叉，构建模型之后，应用在仿真过程或医疗系统的实际运行过程中，然后进行迭代优化，保证模型的精确性和实时性、服务的管理及调度最优；然后，由医疗领域专家或者仿真研究工作人员通过云医疗系统UI接口或者可视化接口了解这些模型的参数、运行状态、行为等。

本发明实施例通过数字双胞胎技术及云架构对患者和医疗设备进行精确建模，能够对医疗过程进行实时仿真及对医疗服务的优化管理，进而便于对患者进行实时监控和预警。

本实施例的提供的云医疗平台的一个应用场景模型图参照图2所示，图2中示出了一种云医疗系统，云医疗系统是一种通过对医疗资源、医疗能力和老年病患资源的流动，达到分散资源共享与协同、医疗服务合理分配、医患双方大规模收益的医疗新模式。不同于其他智慧医疗模式的以“病人为中心”，该模式以“医患为中心”，实现双方的利益最大化和资源的合理利用。

从图2中可以看出，云医疗系统中主要有三种角色，即医疗机构、老年病患、平台运营者。医疗机构诸如医院、诊所、社区卫生服务中心、第三方卫生机构等通过对其医疗资源和医疗能力进行感知、虚拟化接入、对医疗设备数字孪生镜像，以服务的形式提供给云医疗系统运营平台(第三方运营平台)；老年病患通过对其PHR系统数据及可穿戴设备进行虚拟化接入、智能感知，对老年病患数字孪生镜像，以服务的形式提供给云医疗系统运营平台；平台运营者实现对医疗云服务的管理、运营等，根据服务使用者的应用请求，动态灵活地为医疗机构提供如基础设施建设、区域协作、资源/信息共享、故障预测等服务，为老年病患(也含其监护人)在其疗的全生命周期中提供远程诊疗、分级诊疗、实时监护、健康咨询、危机预警等服务。该系统包括两种模式，即线上和线下模式。线上模式一般指通过网络获得如远程会诊、专家互动、健康咨询等服务，线下模式则通常与线上交易相结合，获得实体服务。在云医疗平台运行过程中，知识是核心支撑，数据是核心驱动力。知识不仅为虚拟化接入和服务化封装提供支持，还能为基于云医疗服务的管理提供支持；而数据则是数字孪生的核心驱动力，是智能医疗服务的基础，二者缺一不可，从数据中还可以挖掘出隐性知识，帮助医疗科学实验和行为决策，从而更深层次地为医患提供服务。

参照图3所示的实施例，本实施例中提供了一种基于数字双胞胎的医疗方法，该方法包括如下步骤：

S201、接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

上述的用户的生理信息数据，例如可以是包括：用户的心率、体温、血压、血脂等参数，该生理信息数据可以是通过传感器进行采集的，比如皮电传感器、温度传感器、血压传感器等。

S202、将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，其中，该云医疗仿真平台为使用上述的基于数字双胞胎的云医疗平台的构建方法进行构建的，以使所述云医疗仿真平台上所述用户对应的仿真模型能够根据所述生理信息数据执行相应的操作，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型。

S203、获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述基于所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

上述的云医疗仿真平台能够根据上述医疗系统平台获取的生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据，进而云医疗仿真平台侧的监控人员可以实时监测用户的病情发展动态。该仿真结果数据可以包括：病情诊断结果和病情的发展结果。

云医疗仿真平台进一步将上述的结果数据发送到云医疗平台，进而云医疗平台侧的监控人员也可以实时监控用户的病情状况；云医疗平台对该仿真结果数据进行分析，得到分析结果，根据分析结果匹配出对应的用药建议和就医指导策略；并将该用药建议和就医指导策略发送至用户的对用的终端设备，该终端设备可以是手机、平板电脑、个人PC等终端。

优选地，上述的云医疗平台接收到云医疗仿真平台发送的仿真结果数据以后，将仿真结果数据与预设的警戒阈值进行比较，当仿真结果数超出该预设的警戒阈值以后生成警示信息，并将该警示信息发送至用户对应的终端设备，和/或发送至平台管理人员对应的终端设备。进而本申请所提供的医疗系统不仅可以实现对被监控对象的实时监控，还能实现自动预警。

本实施例中，上述步骤还包括：采集医疗设备数据和外部因素数据；将医疗设备数据和外部因素数据发送至医疗云平台，医疗云平台进一步将用户的生理信息数据、医疗设备数据和外部因素数据发送至云医疗仿真平台，云医疗仿真平台根据该生理信息数据、医疗设备数据和外部因素数据控制该用户对应的医疗设备模型和人体模型进行动态仿真，得到仿真结果数据。

上述的医疗设备数据可以是包括医疗设备的精度、误差、寿命等影响医疗设备进行准确测量的因素数据。

上述的外部因素数据可以是天气、地理环境、社会行为、政府政策等。

示例性地，上述的用户的生理信息数据包括了用户的基因型信息：CYP2C19*2/*2和DPYD TA(rs67376798)(其中基因型的表达方式是预先设定的，并不局限于此)，其给出的用药建议中可以是包含下表1中的内容：

表1

本实施例中提供的一种基于数字双胞胎的医疗方法，不仅可以用于对患者，尤其是老年患者进行实时监控，也可以用于对普通用户进行健康监控或者运动状态下的监控，参照图4所示，本实施例中提供了一种基于数字双胞胎的医疗方法的应用场景的示意图，本实施例中，以在运动过程中的人体为例，采集人体(图4中为物理人)的各个部位的生理信息数据，可以是通过用户身上各个部位穿戴的设备进行采集，例如腿部的计步器、衣服上的皮电传感器和头巾上的温度传感器等。这些设备将采集到的生理信息数据发送至云医疗平台，云医疗平台将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，云医疗仿真平台上的该物理人对应的仿真模型，图3中为数字人，数字人根据用户的生理信息数据进行动态仿真，进而云医疗仿真平台侧的管理人员可以实时监控用户的运动状态；并且云医疗仿真平台进一步将仿真结果数据发送至云医疗平台，云医疗平台可以将仿真结果数据发送至用户的手机等设备上进行显示。

本实施例中，以运动的人体为例进行介绍整个医疗系统的工作场景，可见本实施例中提供的医疗系统能够实现对用户的实时监控；并在用户的仿真结果数据超出预警阈值时进行自动报警，例如，当用户的心跳频率超出预设值时，提示用户停止运动，或者减小运动程度。

参照图5所示的实施例，本实施例中提供了一种基于数字双胞胎的云医疗平台，该平台包括：

接收模块401，用于接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

第一发送模块402，用于将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，以使所述云医疗仿真平台上所述用户对应的仿真模型能够根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；

第二发送模块403，用于获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述基于所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

优选地，上述的基于数字双胞胎的云医疗平台，还包括：

生成模块，基于所述仿真结果数据生成对应的诊疗方案；

所述第二发送模块，还用于将所述诊疗方案发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

具体的，上述的生成模块，具体用于：

基于所述仿真结果数据生成用药建议和就医指导策略。

参照图6所示的实施例，本实施例中提供了一种基于数字双胞胎的医疗系统，该系统包括上述实施例中所述的云医疗平台501、云医疗仿真平台502和数据采集设备503；云医疗仿真平台为使用上述的仿真平台构建方法创建的。

所述数据采集设备503用于采集用户的生理信息数据，并将所述生理信息数据发送至所述云医疗平台；

所述云医疗仿真平台502用于接收所述云医疗平台发送的生理信息数据，根据所述生理信息数据进行建立或者调用所述用户对应数字双胞胎医疗模型，进行仿真，得到仿真结果数据，并将所述仿真结果数据发送至所述云医疗平台501。

上述数据采集设备503包括：传感器和数据通信模块；

所述传感器用于采集用户的生理状态信息，并将所述生理状态信息发送至数据通信模块，通过所述数据通信模块将所述生理状态信息发送至云医疗平台，云医疗平台进一步将该生理状态信息发送至云医疗仿真平台，云医疗仿真平台根据该生理状态信息控制用户对应的仿真模型进行动态仿真，得到仿真结果数据，云医疗仿真平台将该仿真结果数据发送至云医疗平台，云医疗平台进一步将该仿真结果数据发送至用户的终端上；云医疗平台在将仿真结果数据与预设的警戒阈值进行比较后，判断该仿真结果数据超出预设警戒阈值时生成报警提示信息，并将该报警提示信息发送至用户终端或者云医疗平台管理人员，进而实现的实时监控和预警。

本发明实施例的另一个应用场景中，物理对象的医疗数据包括：外在因素(天气风力、温度等)、老年病患(例如包括他们的可穿戴监测设备的监测数据，心电、血压、血氧、体温等)、医疗机构(医疗资源、医疗能力、电子病历数据等)数据，该物理对象均具有与其对应的模型，这些数据经过融合后实时上传到云医疗平台和云医疗仿真平台上。危机预警模式下；将天气导致的环境温度变化、地面湿滑状况、风力等外在因素的物理数据和老年病患本身的电子病历数据及其自身生理传感器数据，传入到仿真平台，通过仿真平台快速构建孪生医疗体(DHTs)场景，对虚拟模型进行快速仿真，并实时通过云医疗平台反馈给物理要素(医疗机构、老年病患)，对虚拟模型经过迭代优化后，可预测出老年病患发生跌倒或者发生其他威胁生命的事件，告知医疗机构和病人及其监护人，从而快速调配医疗资源，在确认危机后，准确找到病人位置，立即实施急救。其次，实时监护模式；由外在因素引起物理数据的变化(比如血压、血氧)，对虚拟模型进行反复仿真与评估，经过迭代优化的医疗机构虚拟模型会根据EMR系统及老年病患的PHR数据推荐用药流程及时间，并提醒其监护人对老人进行的健康护理。最后，资源调度优化模式；针对区域地区老年病患在受到天气因素影响后的生理情况，对模型进行仿真，并分析出那种/几种疾病是当前时间区域的高发期，并最好医疗设备及医疗人员的调度和任务分配，以应对老年病患的某时间段的医疗服务高需求。

本实施例中，云医疗仿真平台能够帮助数字孪生医疗快速构建仿真场景，从而达到提高医疗服务质量和运行效率的目的。

参照图7所示的实施例，本实施例中提供了一种基于数字双胞胎的医疗系统架构图，该系统从功能层面上，主要包括资源层、感知层、虚拟资源层、中间件层、应用支持层、用户接口层、应用层和用户层，且各层需要在安全保障体系与标准规范体系的支撑下，实现云医疗服务的应用与管理。

其中，示例性地，资源层提供医疗健康及公共卫生服务活动过程中所涉及的各类资源，包括医疗资源、医疗能力、老年人信息。a)医疗资源又分为：医疗硬资源和医疗软件资源；医疗硬资源主要指专业医疗设备(如CT、MRI、理疗辅助器械等)及一些基础设施设备(如服务器、交换机、存储设备等)；医疗软资源主要指与专用医疗设备配套的专用软件以及医疗信息系统HIS、临床医疗业务系统CIS(包括医学图像存档和通讯系统PACS/RIS、检验科信息系统LIS、手术麻醉系统等)、电子健康记录系统EHR等软件系统。b)医疗能力主要包括：诊断能力、临床能力、康复护理能力、专家知识等智力资源，如临床实验、专业医药数据、高端医疗设备及专业知识等，这些智力资源很难独立地提供给老年人或其监护人直接有效地使用，通过医疗能力的服务化方式，可以对这些资源进行智能、灵活的组合与分解并按需提供给用户，以最大程度地满足用户的需求。c)老年人信息包括：个人健康记录系统PHR以及老年人日常监护所需的可穿戴设备(智能手环、智能血压计等)及其系统。

云医疗系统不仅要接入医疗资源这些医疗服务提供方的资源，还需利用互联网、物联网等技术将老年人信息这样医疗服务需求方的信息接入，从而能实时采集患者的健康信息，经过云医疗系统平台处理分析后，动态调配医疗资源，快速给出适当的医疗服务。

感知层，用于对医患、医疗器械、医药等医疗资源进行标识与智能识别，并对数据进行采集、分类、融合等处理，为实现云医疗系统对资源的智能化识别和管理提供支持。主要包括：医疗资源感知、医疗资源连接、医疗资源通讯三个方面。a)医疗资源感知：利用射频识别RFID、二维码/条形码、传感器等末端智能感知技术识别物体及其位置信息。b)医疗资源连接：借助4G/5G网络、卫星网、有线网和互联网等各种网络传输途径将资源接入到云医疗系统，对医疗资源的状态信息进行采集和分析。c)医疗资源通讯：利用M2M、CPS等通信技术实现人、机器、系统之间通信以及医疗信息的共享。

上述虚拟资源层，采用虚拟化技术将分散的各类医疗资源虚拟接入到云医疗系统平台上，各类虚拟资源聚集在虚拟资源池和虚拟能力池中，而后把虚拟资源封装为云医疗服务发布到云医疗服务中心，为云医疗服务的共享与协同提供支持。该层主要包含虚拟化和服务化过程，实现对异构医疗资源和医疗能力的统一描述、虚拟化及服务化。虚拟化过程为医疗资源和能力提供标准接口接收输入并提供输出，其对象是医疗硬设备、软件及应用系统、医疗能力等；服务化过程对这些服务封装和组合，形成各类医疗服务，如远程诊疗服务、区域协作服务、管理服务等，为用户提供按需使用的服务。此外，还需要应用数字孪生技术建立物理设备的完全数字化镜像的虚拟模型并形成虚拟模型池，物理设备和虚拟设备通过孪生数据池中的孪生数据进行交互，实现物理设备、虚拟模型、云医疗系统的全要素、全业务、全流程数据集成和融合，实现医疗设备管理、医疗活动规划、实时监控等在数字孪生医疗三个角色之间的迭代运行，从而达到医疗服务与管理的一种最优模式。

核心服务层包括服务管理、虚拟资源管理、知识管理、协作管理、平台运行管理中间件。服务管理中间件主要实现云医疗服务的发布、搜索、组合、执行、监控、QoS评估等功能；虚拟资源管理中间件实现虚拟资源的注册、搜索、远程控制、状态监控、实例化等功能；知识管理中间件实现对医疗健康领域知识的存储、表示、隐性知识挖掘、搜索、分析等功能；协作管理中间件实现医疗服务任务的分解、协作、执行、监控、评估等功能；平台运行管理中间件实现云医疗系统平台的监控、运行时管理、医疗健康过程全生命周期管理等功能。

应用服务层为用户使用云医疗系统的服务提供功能支持，包括：用户管理、仿真管理、急慢性病管理、交易管理、协作控制等功能。用户管理实现用户在平台上的注册、登录、修改、查询、个人信息权限管理、需求发布、服务评价、健康自评等功能；仿真管理实现仿真环境构建、仿真资源管理、仿真协同、仿真运行、仿真监控、仿真结果评估等功能；急慢性病管理实现用户的健康记录、医嘱查询、用药管理、实时数据监测(预警)、一键呼救、专家交互等功能；交易管理实现医疗服务费用的安全支付、快捷支付、信誉评估等功能；协作控制实现区域内的各医疗机构及相关部门的分工协作、资源共享、智能调配等功能。

用户接口层包括服务请求接口、服务提供接口、平台操作接口三方面，实现对服务提供、服务请求、平台操作的交互支持。服务请求接口提供给医疗机构请求患者信息的功能或页面，提供给患者请求医疗健康服务的功能或页面；服务提供接口提供给医疗机构或者患者请求后的所需服务入口。平台操作接口提供人-机交互接口，实现远程操作或者远程诊疗。

应用层面向医疗健康相关领域和行业，提供各类医疗健康服务，支持多主体任务的高效协同，用户层的用户可以通过不同的终端(如移动端、PC端、专业终端等)与云医疗系统平台交互。平台提供的应用服务包括：远程诊疗、健康咨询、分级诊疗、区域协作、共享互联、仿真决策、实时监护、危机预警等医疗健康服务。面向的人群包括：老年人、卫生服务社区、急救中心、医院、诊所、第三方医疗机构、银行、政府部门等。

安全保障体系要保证系统和平台安全、网络安全、医疗数据安全、用户的个人隐私和信息安全、应用安全、安全管理等方面，防止第三方的恶意攻击、信息数据被窃取、篡改、破坏等行为，为云医疗系统安全防护提供有力技术支持，确保整个智慧医疗体系具备容灾备份、应急响应、监控管理等安全防护能力。

标准规范体系为消除“信息孤岛”，实现多医疗部门、多系统、多技术及异构平台环境下的信息互联、设备互通，通过规范的业务流程和标准化数据定义，要求云医疗系统平台构建需要严格遵守既定的标准和技术路线。主要包括：电子病历数据及健康档案的信息交换标准如HL7和IHE、医疗信息共享标准、医疗卫生标准体系、标准规范体系管理，从医疗数据采集到数据共享与交换再到应用服务管理三个层面保证行标准化规范化。

本发明实施例所提供的进行基于数字双胞胎的医疗仿真系统的构建方法以及基于数字双胞胎的医疗方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的基于数字双胞胎的医疗仿真系统的构建方法及基于数字双胞胎的医疗方法的装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于数字双胞胎的云医疗仿真平台的构建方法，其特征在于，包括：

获取物理对象的医疗数据，基于获取的医疗数据建立数字双胞胎医疗模型；所述物理对象包括：医疗资源、医疗能力和患者；所述医疗模型包括：医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型；

建立所述医疗模型与物理对象之间的映射关系和实时交互关系；

基于所述医疗资源模型、医疗能力资源模型和患者模型搭建所述云医疗仿真平台。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：还包括：接收所述物理对象传输的实时数据和历史数据，基于所述实时数据和历史数据对所述医疗资源模型、医疗能力模型和患者模型进行迭代优化。

3.一种基于数字双胞胎的医疗方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，以使所述云医疗仿真平台上所述用户对应的仿真模型能够根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；

获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述仿真结果数据生成对应的诊疗方案；

将所述诊疗方案发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述仿真结果数据生成诊疗方案，包括：

基于所述仿真结果数据生成用药建议和就医指导策略。

6.一种基于数字双胞胎的云医疗平台，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

第一发送模块，用于将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台，以使所述云医疗仿真平台上所述用户对应的仿真模型能够根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；

第二发送模块，用于获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述基于所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

7.根据权利要求6所述的平台，其特征在于，还包括：

生成模块，基于所述仿真结果数据生成对应的诊疗方案；

所述第二发送模块，还用于将所述诊疗方案发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端。

8.根据权利7所述的平台，其特征在于，所述生成模块，具体用于：

基于所述仿真结果数据生成用药建议和就医指导策略。

9.一种基于数字双胞胎的云医疗系统，其特征在于，包括：如权利要求6-8任一所述的云医疗平台、云医疗仿真平台和数据采集设备；

所述数据采集设备，用于采集用户的生理信息数据，并将所述生理信息数据发送至所述云医疗平台；

所述云医疗平台，用于接收数据采集设备发送的用户的生理信息数据；

将所述生理信息数据发送至云医疗仿真平台；

获取所述云医疗仿真平台发送的所述仿真结果数据，将所述仿真结果数据发送至所述用户对应的信息采集设备和/或移动终端；

所述云医疗仿真平台用于接收所述云医疗平台发送的生理信息数据，根据所述生理信息数据进行建立或者调用所述用户对应数字双胞胎医疗模型，根据所述生理信息数据进行动态仿真，得到仿真结果数据；其中，所述用户对应的仿真模型包括：医疗设备的仿真模型和人体仿真模型；并将所述仿真结果数据发送至所述云医疗平台。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据采集设备包括：传感器和数据通信模块；

所述传感器用于采集用户的生理状态信息，并将所述生理状态信息发送至数据通信模块，通过所述数据通信模块将所述生理状态信息发送至云医疗平台。