T-CESA《虚拟儿童患者模拟诊疗平台 参考架构》

ICS35.020

CCSL70

团体标准

T/CESAXXXX—202X

虚拟儿童患者

模拟诊疗平台参考架构

Virtualpediatricpatientsimulateddiagnosisandtreatmentplatform-Reference

architecture

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

已授权的专利证明材料为专利证书复印件或扉页，已公开但尚未授权的专利申

请证明材料为专利公开通知书复印件或扉页，未公开的专利申请的证明材料为专利

申请号和申请日期。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电子工业标准化技术协会发布

T/CESAXXXX—202X

目次

前言..............................................................................Ⅲ

引言..............................................................................Ⅳ

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4缩略语..............................................................................2

5参考架构............................................................................3

5.1概述............................................................................3

5.2儿科知识库......................................................................3

5.3儿童疾病标准化病例库............................................................4

5.4虚拟儿童患者....................................................................4

5.5多模态智能感知与交互............................................................5

参考文献...............................................................................6

II

T/CESAXXXX—202X

虚拟儿童患者模拟诊疗平台参考架构

1范围

本文件给出了虚拟儿童患者模拟诊疗平台参考架构。

本文件适用于虚拟儿童患者模拟诊疗平台设计、开发和应用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T36464.1-2020信息技术智能语音交互系统第1部分：通用规范

GB/T38247-2019信息技术增强现实术语

GB/T42131-2022人工智能知识图谱技术框架

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

模拟诊疗平台simulateddiagnosisandtreatmentplatform

利用增强现实、虚拟现实、人工智能等技术对虚拟的儿童患者进行模拟诊疗的平台。

注1：模拟诊疗平台用于模拟患者的病情，供被试者实施诊疗。

注2：模拟诊疗平台用于诊疗培训，提高相关人员的诊疗水平和技能。

3.2

被试者（受试者）subject

使用模拟诊疗平台的人。

示例：医生、护士、医学生等相关人员是比较常见的被试者。

3.3

儿童患者实体模型pediatricpatientsphysicaldiagnosismodel

用于模拟儿童患者身体结构和生理特征的身体模型，在外观、尺寸和功能上尽可能接近真实的儿童

身体，实体模型通常由高质量的耐用材料制成。

注：儿童患者实体模型通常基于儿童解剖学和生理学的知识，用于帮助医护人员和其他医疗专业人员了解儿童患者

的身体结构和生理特点。

1

T/CESAXXXX—202X

3.4

虚拟儿童患者virtualpediatricpatients

具备症状表征、反馈等功能的儿童患者实体模型或3D数字虚拟儿童患者模型。

3.5

多媒体技术multimediatechnology

多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理

和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术。

3.6

人机交互human-computerinteraction

人类和功能单元之间，为完成确定任务，以一定的交互方式进行的信息传递和交流活动。

[来源：GB/T36464.1-2020,3.4]。

3.7

增强现实AugmentedReality

AR

采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的附加信息对使用者感知到的真实世界进行增强的环

境,生成的信息以视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等生理感觉融合的方式叠加至真实场景中。

[来源：GB/T38247-2019,2.1.2]

3.8虚拟现实VirtualReality

采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的逼真的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等多感官一体

化的数字化人工环境,用户借助一些输入、输出设备,采用自然的方式与虚拟世界的对象进行交互、相互

影响,从而产生亲临真实环境的感觉和体验。

[来源：GB/T38247-2019,2.1.1]

3.9增强现实AugmentedReality

采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的附加信息对使用者感知到的真实世界进行增强的环

境,生成的信息以视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等生理感觉融合的方式叠加至真实场景中。

[GB/T38247-2019,定义2.1.2]

3.10知识图谱knowledgegraph

以结构化形式描述的知识元素及其联系的集合。

[来源：GB/T42131-2022,3.4]

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

2

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AR增强现实（AugmentedReality）

MR混合现实（MixedReality）

VR虚拟现实（VirtualReality）

5参考架构

5.1概述

虚拟儿童患者模拟诊疗平台主要包括儿科知识库、儿科疾病标准化病例库、虚拟儿童患者、多模

态智能感知与交互等部分，见图1。虚拟儿童患者模拟诊疗平台可用于受试者诊疗培训等，涉及人机

交互、多媒体技术等。儿科知识库是儿科疾病标准化病例库的基础，儿科疾病标准化病例库提供儿科

疾病标准化病例，儿童患者实体模型与AR技术协同映射依据儿科疾病标准化病例进行演示,被试者通

过多模态智能感知与交互模块与虚拟儿童患者之间协同、交互完成虚拟儿童患者的模拟诊疗工作。

虚拟儿童患者由基于虚拟儿童患者实体模型及AR平台共同实现（此部分以基于AR技术的虚拟儿

童患者为例，也可以替换为3D数字虚拟儿童患者及VR平台等）。儿童患者实体模型可用于被试者进

行儿童患者疾病表征观察、气管拔插等相关诊疗操作。AR平台主要用于在虚拟诊疗环境中进行疾病症

状的表征、检查结果显示、与被试者进行交互反馈等功能。虚拟儿童患者模拟诊疗平台可实时显示儿

童患者的体检结果、生理参数的变化等，用于模拟儿童患者的病情演变等。

图1虚拟儿童患者模拟诊疗平台参考架构

5.2儿科知识库

儿科知识库是模拟诊疗平台的基础，儿科知识库应至少包括儿童疾病大数据库、儿科临床循证指

南库、儿科疾病知识图谱中的一种，具体如下：

a)儿童疾病大数据库是依据模拟诊疗平台所涵盖的相关病种，通过医院组织提供筛选整合相关

病种的真实门急诊、住院病例数据，以表、键值对、文档等形式存储在关系型数据库或非关

系型数据库中，病例数据一般经过脱敏处理。儿童疾病大数据库为儿童患者模型构建提供病

例数据来源，包含了实际疾病诊疗过程中的病人症状表征、诊断结果、治疗方法等数据信

3

T/CESAXXXX—202X

息；

b)儿科临床循证指南库是专门收集、整理和提供儿科学领域临床实践指南的在线平台或数据

库。临床实践指南通常是基于现有的最佳科学证据，为特定的临床问题或疾病，提供该诊

断、治疗、预防、管理等方面的指导。儿科临床循证指南库收集整理了儿科学领域的疾病诊

疗指南，经过自然语言处理、机器学习、知识建模等数据处理，形成规范数据库，作为儿科

疾病诊断和治疗的参考；

c)儿科疾病知识图谱为虚拟儿童患者模拟诊疗模型提供知识依据。儿科疾病知识图谱的构建应

符合GB/T42131-2022的相关规定，可帮助用户快速了解儿科疾病的发生机制、流行病学特

征以及疾病之间的关联，获取儿科疾病的详细信息，包括但不限于疾病诊断标准、治疗指南

和预防措施。

5.3儿科疾病标准化病例库

儿科疾病标准化病例库是基于儿科知识库的内容进行构建的儿科疾病标准化病例集合，包含了模

拟诊疗平台所涵盖病种的基本信息以及病种的标准化疾病诊疗流程，通常以文本、图片、表格等形式

进行存储，为虚拟儿童患者病情模拟提供参考流程和参考数据。标准化疾病病例一般包括以下信息：

a）儿科疾病的基本信息，包括疾病名称、疾病特点、模拟方式等；

b）疾病标准诊疗流程，包括一般诊疗过程简介、模拟诊疗流程的相关内容。

5.4虚拟儿童患者模拟诊疗平台

5.4.1概述

虚拟儿童患者是模拟诊疗平台的重要组成部分，由儿童患者实体模型及AR平台协同完成儿科疾病

的病情表征等功能。需要指出，虚拟儿童患者部分也可以由3D数字儿童患者模型和VR平台完成。本文件

以AR技术为例，被试者通过佩戴AR眼镜，利用AR技术结合实体模型完成对虚拟儿童患者的模拟诊疗。

5.4.2儿童患者实体模型

根据诊疗培训的需求，设计模拟真实解剖结构的气道模型、躯干侵入模型等，并根据感知交互模块

的需求研发具有对应功能的传感器，安装在儿童患者实体模型内，构建可交互式的儿童患者实体模型。

儿童患者实体模型包括实体模型本身以及可以安装在实体模型内部的通信、控制系统、交互模块等：

a)通信系统：由传感器和信号发送模块组成，用于监测模型内部的生理参数和状态。传感器可

以模拟呼吸、心跳等生理指标，当传感器接收到信号时，信号发送模块将这些信息传输到显

示终端，以便实时监控和反馈；

b)控制系统：负责控制儿童患者的呼吸运动、模拟儿童患者的生理反应，让受试者实际感受操作

的效果；

示例：控制系统模拟儿童患者的生理反应，例如模拟肺部的气道阻塞、心脏的心跳节奏、动脉的脉搏等。

c)交互模块主要包括以下功能：

1）与AR平台的交互，通过映射与协同操作，将部分症状表征显示到儿童患者实体模型上；

2）与被试者之间的交互，通过人机交互方式实现感知功能。

5.4.3AR平台

AR平台通过与儿童患者实体模型之间协同映射，可用于显示儿童患者的病例，检查结果等，通过AR

技术为被试者提供问诊、病情表征、检查结果显示等功能。

5.4.4模拟诊疗平台的主要功能

4

T/CESAXXXX—202X

儿童患者模拟诊疗平台的主要的功能包括但不限于：

a）虚拟儿童患者个人信息显示功能；

b）虚拟儿童患者症状表征功能；

c）虚拟儿童患者的医疗影像结果显示功能；

d）交互与反馈功能；

e）诊断结果显示功能；

f）采集被试者诊疗过程的视频、音频数据，对被试者诊疗过程中的语音、动作等诊疗行为感知；

g）被试者对儿童患者模型的病情询问、诊疗过程可以通过语音/文字等形式记录保存；

h）支持如下一种或多种诊疗操作：

1)胸膜腔穿刺术/骨髓穿刺术/腰椎穿刺/腹腔穿刺手术；

2)心肺复苏；

3)气管插管。

5.5多模态智能感知与交互

多模态智能感知与交互部分涉及语音、视觉、压力、心电信号等多模态模拟诊疗相关数据。语音

信号的感知与交互可以帮助被试者进行问诊，视觉信号（视频、图像等数据形式）用于感知被试者的

表情、诊疗动作等功能。压力、心电信号的感知与交互，帮助被试者完成心肺复苏等相关诊疗操作。

5

T/CESAXXXX—202X

参考文献

[1]DB34/T4706-2024手术智慧医疗系统建设规范

[2]GB/T36460-2018信息技术生物特征识别多模态及其他多生物特征融合

[3]GB/T38259-2019信息技术虚拟现实头戴式显示设备通用规范

[4]ISO23217:2024(en)Injectionsystemsforelf-administrationbypaediatric

patients—Requirementsandguidelinesfordesign

[5]GB/T22698-2022多媒体设备安全指南

6

中国电子工业标准化技术协会

团体标准《虚拟儿童患者模拟诊疗平台参考架构》

（征求意见稿）编制说明

一、工作简况

1.任务来源

根据中国电子工业标准化技术协会公布的2024年第六批团体标准制修订项

目的通知（中电标通〔2024〕017号），团体标准《虚拟儿童患者模拟诊疗平台

参考架构》由中国电子技术标准化研究院发起并主办，由中国电子技术标准化研

究院、中国电子工业标准化技术协会归口，项目编号为：CESA-2024-101。

2.标准编制的主要成员单位

本文件的编制组由发起单位中国电子技术标准化研究院及主要参与起草单

位复旦大学、长春博立电子科技有限公司、复旦大学附属儿科医院、季华实验室、

浙江大学医学院附属儿童医院、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心、光

华临港工程应用技术研发（上海）有限公司、清华大学、北京协和医院等单位组

成。主要起草人中李伟、耿力、王文峰、张立华主要负责标准的草案编制和编制

讨论会的组织，苏柳桢主要负责标准的修改反馈整理工作，卢宇蓝、宋先辉主要

负责标准的验证工作，其他起草人参与标准编制讨论会并提供标准意见。

3.主要工作过程

2022年5月，为讨论虚拟儿童患者模拟诊疗平台相关的标准化需求，电子标

准院、复旦大学、复旦大学附属儿童医院、季华实验室等多家单位的代表一起开

会讨论了虚拟儿童患者模拟诊疗平台标准化需求，平台的基本组成及涉及的相关

技术，该项目依托根据科技部的科技创新2030“新一代人工智能”重大项目《标

准化儿童患者模型关键技术与应用》研究内容。

2022年9月，电子标准院与复旦大学、长春博立电子科技有限公司、复旦大

学附属儿科医院、季华实验室、清华大学等多家单位召开了虚拟儿童患者模拟诊

疗平台参考架构标准研制交流会，针对参考架构的内容展开讨论，并讨论了目

前平台的几种技术增强现实技术、虚拟现实技术以及混合现实技术。会后，参会

专家对标准草案提出修改建议，编制组根据专家建议修改形成新的草案。

中国电子工业标准化技术协会

2023年4月，电子标准院完善标准草案并提交内审，内审专家审核了标准与

项目任务书的关联度以及系列标准的关联性，标准通过内审。会后按照专家意见，

编制组修改标准草案，形成新一版草案内容。

2023年10月，标准任务所属的科技创新2030“标准化儿童患者模型关键技术

与应用”项目召开项目组会，会议上针对标准内容进行了讨论，并建议在参考架

构明确虚拟儿童患者等相关的定义。会后编制组完善修改了标准草案。

2024年6月，标准任务所属的科技创新2030“标准化儿童患者模型关键技术

与应用”项目课题召开相关会议，会议上针对虚拟儿童患者实体模型、3D数字儿

童患者以及AR、VR相关平台进行了讨论，明确以基于AR技术的模拟诊疗平台为例，

会后编制组修改完善了标准草案。

2024年7月，电子标准院与复旦大学、长春博立科技有限公司、复旦大学附

属儿科医院等单位的进一步讨论完善了标准草案，添加了引言部分，介绍了目前

基于儿童患者的模拟诊疗平台相关VR、AR等相关技术，明确了儿科知识库等相关

标准内容，形成标准征求意见稿。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1.编制原则

本文件主要内容按照GB/T1.1—2020给出的规则起草。文件编制遵循“科学

性、实用性、统一性、规范性”的原则。按照中国电子工业标准化技术协会标准

制修订工作程序的要求开展工作。

2.确定主要内容的依据

本文件主要规定系统的参考架构，便于系统的研发和生产。术语的制定，参

考GB/T38247-2019《信息技术增强现实术语》、GB/T42131-2022《人工

智能知识图谱技术框架》等。

3.解决的主要问题

虚拟儿童患者模拟诊疗平台可用于医护人员诊疗培训，可有效解决医疗资源

短缺，医护人员诊疗经验不足等问题，在智慧医疗、人工智能等相关领域受到了

高度关注。目前，虚拟儿童患者模拟诊疗平台存在形式多样，模拟诊疗平台的功

能差异大、性能参差不齐，诊疗培训内容差异大等问题，不利于诊疗平台的开发、

应用和推广。因此，需要制定虚拟儿童患者模拟诊疗平台相关的标准进行规范和

中国电子工业标准化技术协会

指导。

本文件提出了虚拟儿童患者模拟诊疗平台参考架构，适用于虚拟儿童患者模

拟诊疗平台设计、开发和应用，促进关键技术迭代更新，提高医护人员的诊疗能

力。

三、主要试验[或验证]情况分析

本标准依据项目组的虚拟儿童患者模拟诊疗平台相关研究成果进行了实验

验证与分析工作。其中复旦大学附属儿科医院、浙江大学医学院附属儿童医院、

上海交通大学医