用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统和方法与流程

1.本公开涉及虚拟培训系统，并且更特别地，涉及用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统和方法。

背景技术：

2.基于仿真的培训是在维持和改进技能方面的公认组成部分。因此，基于仿真的培训对于诸如医生、护士和医学外科医生、放射科医生等等许多医疗专业人员来说是至关重要的。这些技能需要手眼协调、空间意识和多感官输入（诸如，触觉和视觉）的整合。此后，以传授实际培训（hands-on training）的方式来培训专业人员是必需的。
3.医学设备的操作（诸如，在x射线成像、计算机x射线断层摄影（也被称为计算机断层摄影，并且缩写为ct）、磁共振断层摄影（缩写为mr或mrt）、超声成像、磁共振成像（mri）、功能性mri中的操作）是由高度熟练的医疗专业人员来执行的，这些专业人员需要在医学设备本身或仿真器上的严格培训。如今，这些技能主要是通过医学院中、培训项目处以及短期课程处的实际培训来获得的。这些培训环节是昂贵的提议，这是因为需要许多成像系统、仿真器和合格的培训者，这有损于他们正常的诊断和创收活动。此外，向大量专业人员提供培训也是一个挑战，这是因为要求受训者亲自参加培训环节。附加地，向多个专业人员提供当面培训是昂贵的，这涉及基础设施成本、差旅成本、住宿成本等。此外，要组织多个环节，以便有效地向大量受训者提供培训，从而使得该过程昂贵且耗时。为了试图解决与实体培训相关联的上述问题，最近引入了在线培训。在医学仿真器的在线培训中，培训者和受训者两者必须与该系统接合，以使受训者有效地领悟医学设备的复杂培训过程。然而，在大多数在线培训环节中，要么让受训者其自己领悟仿真器的运作，要么由培训者通过屏幕共享环节来指导受训者。这种培训环节是低效的，并且无法向受训者提供交互式体验。因此，需要一种培训解决方案，其中它允许多个参与者（受训者）访问由培训者指导的仿真器。该提议提供了针对上述问题的解决方案。
4.鉴于以上内容，需要一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的方法，从而允许多个医疗人员以成本有效、较不耗时、现实且一致的方式来访问仿真器以进行交互式培训环节。

技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是提供一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统和方法。所述方法包括：由处理单元接收关于医学设备的仿真数据。所述方法包括：在服务器上托管医学设备的仿真模型。所述仿真模型是从接收到的仿真数据生成的。所述方法包括：在至少一个第一图形用户接口和至少一个第二图形用户接口上安全地提供所述仿真模型，其中至少一个第一图形用户接口对应于培训者，并且至少一个第二图形用户接口对应于受训者。
6.根据一实施例，服务器包括被托管在专用网络中的第一服务器和至少一个第二服
务器。
7.根据一实施例，所述仿真模型包括仿真器和至少一个控制组件，并且其中仿真器被托管在第一服务器上，并且至少一个控制组件被托管在至少一个第二服务器上。
8.根据一实施例，在图形用户接口上提供所述仿真模型的方法包括：基于第一图形用户接口上的输入，在至少一个第一图形用户接口上记录所述仿真模型从第一状态到第二状态的改变。所述方法包括：在至少一个第二图形用户接口上实时输出所述仿真模型从第一状态到第二状态的改变。
9.在一实施例中，在图形用户接口上提供所述仿真模型的方法包括：基于至少一个第一图形用户接口上的来自培训者的响应，在与受训者相关联的至少一个第二图形用户接口上激活至少一个控制组件。
10.在一实施例中，在至少一个第二图形用户接口上激活至少一个控制组件的方法进一步包括：提供对至少一个第二图形用户接口的查看访问。在一实施例中，在至少一个第二图形用户接口上激活至少一个控制组件的方法进一步包括：提供对至少一个第二图形用户接口的控制访问。
11.在一实施例中，提供对至少一个第二图形用户接口的查看访问的方法包括：基于第一图形用户接口上的输入来记录控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。所述方法包括：在至少一个第二图形用户接口上实时输出控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。所述方法包括：基于控制组件的操作中的改变来记录所述仿真模型中的改变。所述方法包括：在至少一个第二图形用户接口上实时输出所述仿真模型中的改变。
12.在一实施例中，提供对至少一个第二图形用户接口的控制访问的方法包括：基于至少一个第二图形用户接口上的输入来记录控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。所述方法包括：在至少一个第一图形用户接口和至少一个第二图形用户接口上实时输出控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。所述方法包括：基于控制组件的操作中的改变来记录所述仿真模型中的改变。所述方法包括：在至少一个第一图形用户接口和至少一个第二图形用户接口上实时输出所述仿真模型中的改变。
13.在一实施例中，在至少一个第一图形用户接口和至少一个第二图形用户接口上安全地提供所述仿真模型的方法进一步包括：经由第三服务器，在第一服务器、第二服务器和与第一图形用户接口和至少一个第二图形用户接口相关联的用户设备之间建立安全连接。
14.在一实施例中，所述方法进一步包括：使用包括有效用户设备的数据库来验证与第一图形用户接口和至少一个第二图形用户接口相关联的用户设备的真实性。
15.本发明的目的还通过一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的装置来实现。所述装置包括至少一个处理单元、包括关于有效用户设备的信息的数据库、以及通信地耦合到一个或多个处理单元的存储器，所述存储器包括被配置成执行前述方法步骤的仿真器访问模块。
16.本发明的目的还通过一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统来实现。所述系统包括用于远程地托管仿真模型的服务器、以及包括计算机可读指令的云计算平台，所述计算机可读指令在由处理单元执行时使得处理单元执行前述方法步骤。
17.本发明的目的还通过一种其中存储有机器可读指令的计算机程序产品来实现，所述机器可读指令在由一个或多个处理单元执行时使得处理单元执行如上所描述的方法。
18.本发明的目的还通过一种计算机可读存储介质来实现，所述计算机可读存储介质包括可由处理单元读取和执行的机器可读指令，用以当所述计算机可读指令由处理单元执行时实行如上所描述的方法。
19.利用结合相应附图对本发明实施例的以下描述，本发明的上面提到的属性、特征和优点以及实现它们的方式将变得更加明显和易于理解（清楚）。所说明的实施例旨在说明，而不是限制本发明。
附图说明
20.下面参考附图中所示的所图示的实施例来进一步描述本发明，在附图中：下面将参考附图中所示的所图示的实施例来进一步描述本发明，在附图中：图1图示了根据本发明的一个实施例的用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统；图2图示了根据本发明的一个实施例的用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的装置；图3图示了描绘根据本发明的一个实施例的用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的方法的步骤的流程图；图4图示了根据本发明的实施例的描绘用户设备与仿真器之间的交互的流程图；图5图示了根据本发明的实施例的描绘图1系统的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图；图6图示了根据本发明的另一个实施例的描绘图1系统的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图；图7图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口的查看访问的方法的步骤的流程图；图8图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口的查看访问的系统的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图；图9图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口的控制访问的方法的步骤的流程图；图10图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口的控制访问的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图。
具体实施方式
21.在下文中，详细描述了用于实施本发明的实施例。参考附图描述了各种实施例，其中相似的参考数字始终用于指代相似的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了众多具体细节，以便提供对一个或多个实施例的透彻理解。可能显然的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这种实施例。
22.所公开的实施例提供了用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统和方法。术语“虚拟培训”指代通过通信网络（诸如，互联网）同时向多个用户或受训者实时提供的培训。参考图1，根据本发明的一个实施例，描述了用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统100。本文中使用的术语“交互式”指代以如下方式向医疗人员提供主动
培训的特征：即，向受训者或医疗人员提供对仿真器和控制组件的访问以进行实际体验和培训。培训者或受训者所做出的改变被实时反映在图形用户接口上。通过“实时”，这意味着可由用户（诸如，培训者或受训者）输入的一个或多个改变在没有时间延迟的情况下被同时反映在第一图形用户接口和第二图形用户接口上。
23.在示例性实现方式中，系统100被实现为云计算系统100。系统100可以是云基础设施，该云基础设施能够基于来自一个或多个源102的数据来提供基于云的服务，诸如数据存储服务、数据仿真服务、数据可视化服务等。云计算系统100可以是公共云或私有云103的一部分。云计算系统100包括处理单元104、存储器106和数据库108。此外，云基础设施包括云通信接口、云计算硬件和操作系统（os）以及云计算平台。云通信接口实现了处理单元104与用户设备114a和114b之间的通信。云计算硬件和os可以包括其上安装有os的一个或多个服务器，并且包括一个或多个处理单元、用于存储数据的一个或多个存储设备、以及对于提供云计算功能所需的其他外围设备。云计算平台经由api和算法在云硬件和os上实现诸如数据存储、数据分析、数据可视化、数据通信之类的功能，并且使用基于云的应用（例如，计算机辅助设计应用）来递送前述云服务。
24.根据一实施例，服务器110包括第一服务器110a和至少第二服务器110b。在下文中，为了简单和清楚起见，术语“第一服务器”110a和“第二服务器”110b有时可以统称为“服务器”110。遍及本公开，本文中使用的术语服务器110指代包括被配置成存储、处理和/或共享信息的可编程和/或不可编程组件的结构和/或模块。可选地，服务器110包括能够增强信息以执行各种计算任务的物理或虚拟计算实体的任何布置。此外，应当领会的是，服务器110可以是以并行或分布式架构操作的单个硬件服务器和/或多个硬件服务器。在一示例中，服务器110可以包括诸如存储器、处理器、网络适配器等组件，以存储、处理信息、和/或与诸如用户设备/用户装备之类的其他计算组件共享信息。可选地，服务器110被实现为向其他设备、模块或装置提供各种服务（诸如，数据库服务）的计算机程序。在一示例中，服务器是虚拟网络计算（vnc）服务器。vnc服务器是图形桌面共享系统，该系统使用远程帧缓冲协议（rfb）来远程地控制另一个计算机。它将输入事件（诸如，键盘和鼠标事件）从一个计算机传输到另一个计算机，从而通过网络在另一个方向上将图形屏幕更新中继回来。vnc服务器是独立于平台的服务器，并且存在用于许多基于gui的操作系统的客户端和服务器，使得多个客户端可以同时连接到vnc服务器。
25.在优选实施例中，第一服务器110a被配置成托管医学设备的仿真器的仿真模型。第二服务器110b被配置成托管医学设备的至少一个控制组件的仿真模型。应当理解的是，多个控制组件可以与医学设备相关联。在这种情况下，每一个控制组件被托管在不同的服务器上。有益的是，在不同的服务器上托管医学设备和至少一个控制组件的仿真模型确保了在培训环节期间的多用户访问。在一实施例中，系统100包括第三服务器，第三服务器被配置成用于在至少第一图形用户接口114a和至少第二图形用户接口114b上提供仿真器和至少一个控制组件。在一示例中，第三服务器是guacamole服务器。guacamole服务器是一网关，用于经由网络浏览器通过互联网来提供对多用户访问的访问权。guacamole服务器被配置成用于同时与多个用户共享仿真器。guacamole服务器对从托管在vnc服务器上的仿真器接收到的数据流进行转换，并且将其转换成可以通过互联网（https）被中继的guacamole协议。guacamole为每个vnc服务器创建端点url，使得仿真器的每个单元利用guacamole所创
建的端点来表示。guacamole服务器使得能够在后端组件的帮助下管理端点。当受训者仅具有查看访问时，由受训者执行的动作在guacamole服务器处被阻止。此外，仅当向受训者提供控制访问时，guacamole服务器才允许动作传递到仿真器单元，该仿真器单元被托管在vnc服务器的受保护区中。有利地，guacamole服务器保护医学设备以及医学设备的控制组件的仿真模型免受任何恶意活动的影响。此外，guacamole服务器还实时提供对相同仿真器的多用户访问。本文中，第一图形用户接口114a对应于培训者，并且第二图形用户接口114b对应于受训者。此外，第一图形用户接口与属于培训者的第一用户设备（未示出）相关联。第二图形用户接口114b与属于受训者的第二用户设备（未示出）相关联。
26.处理单元104被配置成接收关于医学设备的仿真数据。处理单元104被配置成在服务器110上托管医学设备的仿真模型。处理单元104被配置成在至少一个第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b上提供该仿真模型，其中第一图形用户接口114a对应于培训者，并且第二图形用户接口114b对应于受训者。
27.参考图2，图示了根据本发明的一个实施例的用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的装置200。装置200包括用于执行上述方法步骤的处理单元104。本文中使用的处理单元104可以指代任何类型的计算电路，包括但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集计算微处理器、精简指令集计算微处理器、超长指令字微处理器、显式并行指令计算微处理器、图形处理器、数字信号处理器、或任何其他类型的处理电路。处理单元104还可以包括嵌入式控制器，诸如通用或可编程逻辑器件或阵列、专用集成电路、单片计算机等。一般而言，处理单元104可以包括硬件元件和软件元件。处理单元104可以被配置成用于多线程，即处理单元104可以同时托管不同的计算过程，从而要么并行地执行它们，要么在主动和被动计算过程之间切换。
28.装置200包括存储器106。存储器106可以包括易失性存储器和非易失性存储器。存储器106可以被耦合用于与处理单元104通信。处理单元104可以执行被存储在存储器106中的指令和/或代码。各种计算机可读存储介质可以被存储在存储器106中，并且可以从存储器106中访问。存储器106可以包括用于存储数据和机器可读指令的任何合适的元件，诸如只读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、硬盘驱动器、用于处理光盘、数字视频盘、磁盘、磁带盒、存储卡等的可移除介质驱动器。
29.存储器106包括仿真器访问模块202，仿真器访问模块202被配置成执行如图3中更详细地描述的方法步骤。此外，存储器包括检索模块204、仿真模型托管模块206、安全中继模块208、仿真实例生成模块210、控制模块212和验证模块214，它们此后统称为仿真器访问模块202。仿真器访问模块202以机器可读指令的形式被存储在上述存储介质中的任一个上，并且可以与一个或多个处理单元104通信并且由其执行。以下描述解释了这些模块在由一个或多个处理单元104执行时的功能。
30.检索模块204被配置成用于从源102获得医学设备的仿真数据。在一个或多个示例中，源102可以是用于医学设备的仿真器。关于医学设备的仿真器和对应控制组件的运作的仿真数据由检索模块来接收。
31.仿真模型托管模块206被配置成用于在服务器110上托管医学设备和对应控制组件的仿真模型。仿真模型托管模块206还被配置成用于将接收到的仿真数据划分到不同的模块中，使得用于医学设备的仿真器被托管在第一服务器上，并且其他控制组件被托管在
不同的第二服务器上。
32.安全中继模块208被配置成用于对从托管在服务器110中的仿真模型接收到的数据流进行转换，并且将其转换成guacamole协议。经转换的数据流可以以安全的方式在通信网络上安全地中继。
33.仿真实例生成模块210被配置成用于同时实时地向一个或多个用户设备提供仿真模型的实例。
34.控制模块212被配置成用于向一个或多个用户设备提供控制访问。通过在至少一个第二图形用户接口上激活控制组件来向一个或多个用户设备提供控制访问。
35.验证模块214被配置成用于基于数据库108来验证一个或多个用户设备的真实性。验证模块214确保了仅向经认证的用户设备提供对该仿真模型的访问，从而保护该仿真模型免于未授权用户的任何利用。
36.存储单元216可以是存储数据库108的非暂时性存储介质。数据库108可以存储关于各种经验证的用户设备的证书和信息。装置200可以进一步包括输入单元218和输出单元220。输入单元218可以包括输入设备，诸如键盘、触敏显示器、相机（诸如，接收基于手势的输入的相机）等，该输入设备能够接收输入信号，诸如用于改变仿真器的状态的去往仿真器的输入、针对提供访问的请求等。输出单元220可以是具有图形用户接口（包括第一图形用户接口和第二图形用户接口）的用户设备，用于显示仿真器的仿真实例，基于来自输入单元的响应来显示仿真器的状态中的改变等等。总线222充当处理单元104、存储器106、存储单元216、输入单元218和输出单元220之间的互连。
37.本领域普通技术人员将领会，图1和图2中描绘的硬件可以针对不同的实现方式而变化。例如，除了所描绘的硬件之外或者代替于所描绘的硬件，还可以使用诸如光盘驱动器等的其他外围设备、局域网（lan）/广域网（wan）/无线（例如，wi-fi）适配器、图形适配器、盘控制器、输入/输出（i/o）适配器、网络连接性设备。所描述的示例仅仅是出于解释的目的而提供的，并且不意味着暗示关于本发明的架构限制。
38.根据本发明的实施例的系统包括采用图形用户接口的操作系统。操作系统允许在图形用户接口中同时呈现多个显示窗口，其中每个显示窗口提供了去往不同应用或相同应用的不同实例的接口。用户可以通过定点设备来操纵图形用户接口中的光标。可以改变光标的位置和/或生成诸如点击鼠标按钮之类的事件来致动期望的响应。
39.如果被适当地修改，则可以采用各种商业操作系统中的一个，诸如microsoft windows
™
的版本。如上所描述，根据本发明来修改或创建操作系统。
40.本发明不限于特定的计算机系统平台、处理单元、操作系统或网络。本发明的一个或多个方面可以分布在一个或多个计算机系统当中，该计算机系统例如是被配置成向一个或多个客户端计算机提供一个或多个服务、或者在分布式系统中执行完整任务的服务器。例如，根据各种实施例，本发明的一个或多个方面可以在包括分布在执行多个功能的一个或多个服务器系统当中的元件的客户端-服务器系统上执行。这些元素包括例如可执行代码、中间代码或解译代码，这些代码使用通信协议通过网络来进行通信。本发明不限于在任何特定的系统或系统组上可执行，并且不限于任何特定的分布式架构、网络或通信协议。
41.参考图3，结合图1和图2，描述了根据本发明的一个实施例的描绘用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的方法300的步骤的流程图。方法300包括步骤302至306，并
且可以在系统100上实现。
42.在步骤302处，接收关于医学设备的仿真数据。可以从源102来接收仿真数据。本文中，源102可以是用于仿真医学设备的仿真器。在一示例中，医学设备可以是成像模态。成像模态或医学设备的非限制性示例可以是超声成像设备、ct、磁共振成像（mri）、功能性mri（例如，fmri、dce-mri和扩散mri）、锥形束计算机断层摄影（cbct）、螺旋ct、正电子发射断层摄影（pet）、单光子发射计算机断层摄影（spect）、x射线、光学断层摄影、荧光成像、超声成像、放射疗法射野成像（radiotherapy portal imaging）等等。此外，控制组件可以是脚踏开关（foot switch）、台架远程控件（gantry remote control）、其他开关和控制器等等。此外，仿真模型可以是从与医学设备相关联的数据驱动模型中导出的采用机器可执行形式的分析模型。仿真模型可以是一维（1d）模型、二维（2d）模型、三维（3d）模型或其组合。仿真实例可以在仿真环境中作为随机仿真、确定性仿真、动态仿真、连续仿真、离散仿真、局部仿真、分布式仿真、联合仿真或其组合中的一个来执行。必须理解的是，本公开中提到的仿真模型可以包括与医学设备相关联的系统级模型和组件级模型。
43.在步骤304处，在服务器110上托管医学设备的仿真模型。在一实施例中，医学设备和至少一个控制组件的仿真模型可以在专用网络上分别被托管在第一服务器110a和第二服务器110b中，从而确保医学设备的仿真模型的安全性。托管该仿真模型的方法进一步包括将接收到的仿真数据分类到不同的模块中。在一示例中，对于ct仿真器，接收到的仿真数据被分开到不同的模块中，诸如ct仿真器主模块（包括控制台）、脚踏开关、台架远程控件等。在示例性实现方式中，ct仿真器的不同模块被托管在受保护区中的不同服务器上。
44.在步骤306处，在至少一个第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b上安全地提供该仿真模型。本文中，第一图形用户接口114a对应于培训者，并且第二图形用户接口114b对应于受训者。在一实施例中，经由第三服务器在至少一个第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b上安全地提供该仿真模型。可选地，第三服务器被配置成在第一服务器110a、第二服务器110b和与第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b相关联的用户设备之间建立安全连接。在一示例中，第三服务器是guacamole服务器。第三服务器对从托管在vnc服务器上的仿真器接收到的数据流进行转换，并且将其转换成可以通过互联网（https）被中继的guacamole协议。第三服务器为每个vnc服务器创建端点url，使得仿真器的每个单元利用guacamole所创建的端点来表示。第三服务器使得能够在后端组件的帮助下管理端点。在下文中，为了简单和清楚起见，第三服务器有时也被称为guacamole服务器。在一实施例中，第三服务器进一步包括使用包括有效用户设备的数据库108来验证与第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b相关联的用户设备的真实性。
45.根据一实施例，基于第一图形用户接口114a上的输入，在第一图形用户接口114a上记录该仿真模型从第一状态到第二状态的改变。第一状态对应于仿真器在特定时刻处的功能状态。基于馈送到仿真器的输入，第二状态对应于仿真器的下一个功能状态。换句话说，第二状态是当使用第一图形接口将输入馈送到仿真器时仿真器的功能输出。在一示例中，医学设备是ct仿真器，并且控制组件可以是脚踏开关和台架远程控件。输入可能是将脚踏开关从“关”切换到“开”。ct仿真器的第一状态是当辐射为零的时候，即仿真器的关闭状态，并且第二状态是当辐射达到预定水平的时候。ct仿真器中的改变由处理单元104来记
录。在优选实施例中，培训者向脚踏开关提供输入，并且辐射水平的改变被记录。此外，在至少一个第二图形用户接口114b上实时输出该仿真模型从第一状态到第二状态的改变。此外，ct仿真器的状态中的改变被实时提供给第二图形用户接口114b中的每一个，每个第二图形用户接口114b与属于受训者的用户设备相关联。
46.根据一实施例，基于第一图形用户接口上的来自培训者的响应，在与受训者相关联的至少一个第二图形用户接口114b上激活至少一个控制组件。在一示例中，当培训环节正在进行时，培训者可以选择向任何受训者提供访问。这可以通过在与属于培训者的用户设备相关联的第一图形用户接口114a上提供对应的输入来完成。在一实施例中，在至少一个第二图形用户接口114b上激活至少一个控制组件进一步包括：提供对至少一个第二图形用户接口114b的查看访问。在这种情况下，受训者将被允许仅查看由培训者在控制组件上执行的操作。在另一个实施例中，在至少一个第二图形用户接口114b上激活至少一个控制组件进一步包括：提供对至少一个第二图形用户接口114b的控制访问。在这种情况下，受训者将被允许输入控制以改变控制组件的操作。为了理解和清楚起见，在图4、5和6中更详细地解释了这种操作。
47.参考图4，图示了根据本发明的实施例的描绘用户设备与仿真器之间的交互的流程图400。如所示出，医学设备402和至少一个控制组件404a和404b的仿真模型被托管在不同的服务器上。特别地，医学设备是ct仿真器402，并且控制组件是台架远程控件404a和脚踏开关404b。ct仿真器402和控制组件——其是台架远程控件404a和脚踏开关404b经由第三服务器406分别被提供给与用户a、b和c相关联的用户设备407、409和411。在一示例中，用户a是培训者，用户b是受训者，并且用户c是另一个培训者。用户a、b、c被使得能够通过安装在相应用户设备407、409和411中的培训门户来访问ct仿真器402和控制组件——其是台架远程控件404a和脚踏开关404b。在一示例中，培训者a经由培训门户来创建培训环节，并且将受训者b和受训者c邀请到培训环节。培训者a通过在图形用户接口408上提供输入来演示ct仿真器402的运作。ct仿真器402的状态中的改变被实时提供给受训者b和受训者c。受训者b被使得能够在与用户设备409相关联的图形用户接口的浏览器标签410a上观察ct仿真器402的状态中的改变。受训者c被使得能够在与用户设备411相关联的图形用户接口的浏览器标签412a上观察ct仿真器402的状态中的改变。此外，控制组件404a和404b的操作中的改变分别在与用户设备409相关联的图形用户接口的浏览器标签410b和与用户设备411相关联的图形用户接口的浏览器标签412b上被实时提供给受训者b和受训者c。
48.参考图5，图示了根据本发明的实施例的描绘系统100的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图500。在控制流程图500中描绘了诸如培训门户502、浏览器标签504和guacamole服务器506之类的各种实体之间的控制信号的交换。在示例性实现方式中，用户或培训者“a”创建培训环节，并且多个受训者被邀请到培训环节。培训者a通过与每一个受训者共享扫描仪控制台并且激活第一图形用户接口中的端点来提供对仿真器的访问。此外，每一个受训者分别被提示在与受训者相关联的第二图形用户接口上点击针对仿真器组件而启用的“连接”按钮。受训者在“连接”按钮上提供的输入将受训者引导到新的浏览器标签，并且连接到所分配的端点（本文中是ct仿真器的扫描仪控制台）。基于培训门户502的第二图形接口上的响应，在浏览器标签504与guacamole服务器506之间建立连接。浏览器504充当客户端，并且维持与服务器506的连续连接，以接收在受保护网络（诸如，第一服务
器110a）中运行的ct仿真器的图像流。每一个受训者得到了对培训者所控制的端点的查看访问。ct仿真器的相同实例与所有受训者实时共享。图6中详细描述了用于多用户访问的控制信号的交换。
49.参考图6，图示了根据本发明的另一个实施例的描绘系统100的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图600。在控制流程图600中描述了各种实体之间的控制信号的交换，该各种实体诸如关于培训者a的培训门户502a和关于受训者b的培训门户502b、guacamole服务器506和仿真器602。培训者a创建了培训环节，并且将受训者b邀请到该环节。培训者a被使得能够经由培训门户502a来访问仿真器602，并且受训者b被使得能够经由培训门户502b来访问仿真器602。guacamole服务器506被配置成同时向用户a和b提供访问。控制流程图600描绘了经由guacamole服务器506对仿真器602的多用户访问。如所示出，培训者“a”提供去往“openhttpsendpoint()”的输入，以使用暴露于培训者a的端点来发起访问仿真器602的请求。请求“openhttpsendpoint()”由培训门户502a中的浏览器来确认，并且请求“getsimulatorconnection()”被发送到guacamole服务器506。guacamole服务器506将该请求转发给仿真器602，以用于向培训者“a”提供访问。作为响应，仿真器602向guacamole服务器602提供访问，并且仿真器的运作的数据流与guacamole服务器506共享。guacamole服务器506将仿真器数据流转换成可以在互联网（https）上被中继的guacamole协议。guacamole服务器506为仿真器602的控制台创建端点url。值得注意的是，关于仿真器602的每个组件的每个服务器在相应的图形用户接口上利用端点url来表示。此外，guacamole服务器506通过互联网将仿真器602的数据流中继到图形用户接口502a。
50.类似地，培训者“a”提供去往“openhttpsendpoint()”的输入，以使用暴露于培训者a的端点来发起访问仿真器602的请求。请求“openhttpsendpoint()”由培训门户502a中的浏览器来确认，并且请求“getsimulatorconnection()”被发送到guacamole服务器506。guacamole服务器506将该请求转发给仿真器602，以用于向培训者“a”提供访问。作为响应，仿真器602向guacamole服务器602提供访问，并且仿真器的运作的数据流与guacamole服务器506共享。guacamole服务器506将仿真器数据流转换成可以在互联网（https）上被中继的guacamole协议。guacamole服务器506为仿真器602的控制台创建端点url。值得注意的是，关于仿真器602的每个组件的每个服务器在相应的图形用户接口上利用端点url来表示。此外，guacamole服务器506被配置成通过互联网将仿真器602的数据流中继到图形用户接口502a。
51.参考图7，是根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口114b的查看访问的方法的步骤的流程图700。在步骤702处，基于第一图形用户接口114a上的输入来记录控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。在步骤704处，在至少一个第二图形用户接口114b上实时输出控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。在步骤706处，基于控制组件的操作中的改变来记录该仿真模型中的改变。在步骤708处，在至少一个第二图形用户接口114b上实时输出该仿真模型中的改变。
52.参考图8，图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口的查看访问的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图800。在控制流程图800中描述了培训门户502、guacamole服务器506、guacamole客户端802、客户端服务器804和仿真器602之间的控制信号的交换。培训门户502与用户a相关联。在一示例中，用户a
是与培训门户502相关联的培训者。当培训环节正在进行时，培训者a向培训门户502提供输入。在一示例中，输入被提供给培训门户502上的控制组件，以记录控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。如所示出，在培训门户502上接收“keypress()”输入。“keypress()”输入由培训门户502来确认，并且被转发给guacamole服务器506。guacamole服务器506向guacamole客户端802发起“forwardevent()”。guacamole客户端802发起guacamole协议，并且经由函数“convertguacamoletovnc()”将“keypress()”事件从guacamole协议转换成vnc协议。此外，guacamole客户端802使用函数“forwardevent()”将经转换的输入转发给vnc客户端804。vnc客户端804接收所转发的输入，并且使用函数“sendmessage()”向仿真器602发送消息。仿真器602确认培训门户502上的输入，并且通过将仿真器602的状态从第一状态改变到第二状态来提供响应。该响应或状态中的改变由vnc客户端804来接收，并且使用vnc协议被转发给guacamole客户端802。guacamole客户端802将经更新的仿真器状态从vnc协议转换回到guacamole协议。此外，guacamole客户端802使用guacamole协议将经更新的仿真器状态返回给guacamole服务器506。guacamole服务器506在培训门户502上呈现更新的仿真器状态。
53.参考图9，图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口114b的控制访问的方法900的步骤的流程图。在步骤902处，基于至少一个第二图形用户接口114b上的输入来记录控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。在步骤904处，在第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b上实时输出控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变。在步骤906处，基于控制组件的操作中的改变来记录该仿真模型中的改变。在步骤908处，在第一图形用户接口114a和至少一个第二图形用户接口114b上实时输出该仿真模型中的改变。
54.参考图10，图示了根据本发明的实施例的描绘用于提供对至少一个第二图形用户接口的控制访问的一个或多个实体之间的控制信号的交换的控制流程图1000。控制流程图800中描绘了培训门户502a和502b、guacamole服务器506和后端服务器1002之间的控制信号的交换。培训门户502a与用户a相关联，并且培训门户502b与用户b相关联。在一示例中，用户a是培训者，并且用户b是受训者。当培训环节正在进行并且控制访问将被提供给特定受训者时，培训者a通过在培训门户502a上请求访问来将控制权共享给受训者b。在一示例中，为了提供对ct仿真器中的脚踏开关的控制访问，在培训门户502a上接收请求“sharefootswitchaccess(traineeb)”。培训门户502a向后端服务器1002提出请求“grantaccesscontrol(footswitch,traineeb)。后端服务器1002通过使用数据库108验证受训者b的证书来验证受训者b的真实性。后端服务器1002验证受训者b的证书，并且如果证书被成功验证，则向受训者b准予访问。后端服务器1002在验证后生成函数“enablecomponentcontrol(footswitch)”。随后，后端服务器1002将控制权共享给培训门户502b上的受训者b。当受训者b接收到控制访问时，受训者b使用培训门户502b来访问控制组件。访问组件被转发到guacamole服务器506，以将脚踏开关的控制访问转换成vnc协议。此外，guacamole服务器506将访问控制转发给后端服务器1002，以检查脚踏开关的访问控制。后端服务器1002激活脚踏开关的端点url，并且将其提供给受训者b，以允许对脚踏开关组件的控制访问。随后，在培训门户502b上打开新的浏览器标签，以向受训者b提供访问。
55.本发明可以采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品包括可从存储程序代
码的计算机可用或计算机可读介质访问的程序模块，该程序代码用于由一个或多个计算机、处理器或指令执行系统使用或与其结合地使用。出于本描述的目的，计算机可用或计算机可读介质是可以包含、存储、传送、传播或传输由用于由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合地使用的程序的任何装置。该介质可以是电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统（或装置或设备）、或者它们中的传播介质以及其本身的传播介质，因为信号载体不被包括在物理计算机可读介质的定义中，该物理计算机可读介质包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机磁盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、刚性磁盘和光盘，诸如压缩盘只读存储器（cd-rom）、压缩盘读/写、以及dvd。如本领域技术人员所已知，用于实现该技术的每个方面的处理器和程序代码两者都可以是集中式的或分布式的（或其组合）。
56.本发明旨在提供一种在虚拟培训期间增强多用户交互的系统和方法。本发明提供了一种用于同时与多个用户共享个体仿真器单元和控制组件的方法，从而为用户实时访问该仿真模型提供无缝体验。此外，本发明还旨在通过在受保护区中保护仿真模型并且在第三服务器的帮助下将其提供给最终用户，从而向多个用户安全地提供仿真模型。本发明提供了一种用于保护仿真模型的方法，从而防止来自攻击者的任何恶意活动。此外，本发明旨在实现使用网络浏览器对仿真模型的多用户访问。有利地，仿真模型及其组件被托管在安全独立的专用网络中，并且通过第三服务器被共享，因此允许多个环节被创建并且通过专用端点与多个用户共享。此外，本发明旨在通过使得多个受训者能够实时访问仿真模型来向参与虚拟培训环节的受训者提供现实且实际的体验。有益的是，培训者和受训者两者都有权访问相同的仿真模型，从而使得培训者能够更有效地指导受训者在仿真模型上执行操作。此外，本发明提供了一种远程地提供培训的方式，并且在离线培训的情况下，节省了差旅成本以及行进到培训中心所需的附加工作日的损失，从而使得该系统和方法时间高效且成本高效。
57.虽然已经在优选实施例的帮助下详细说明和描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例。本领域技术人员可以在不脱离所要求保护的本发明的保护范围的情况下推导出其他变型。

技术特征：

1.一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的方法，该方法包括：由处理单元（104）接收关于医学设备的仿真数据；在服务器（110）上托管医学设备的仿真模型，其中所述仿真模型是从接收到的仿真数据生成的；以及在至少一个第一图形用户接口（114a）和至少一个第二图形用户接口（114b）上安全地提供所述仿真模型，其中所述至少一个第一图形用户接口（114a）对应于培训者，并且所述至少一个第二图形用户接口（114b）对应于受训者。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述服务器（110）包括被托管在专用网络中的第一服务器（110a）和至少一个第二服务器（110b）。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述仿真模型包括仿真器和至少一个控制组件，并且其中所述仿真器被托管在第一服务器（110a）上，并且所述至少一个控制组件被托管在所述至少一个第二服务器（110b）上。4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述至少一个第一图形用户接口和所述至少一个第二图形用户接口上提供所述仿真模型包括：基于所述至少一个第一图形用户接口（114a）上的输入，在所述至少一个第一图形用户接口（114a）上记录所述仿真模型从第一状态到第二状态的改变；以及在所述至少一个第二图形用户接口（114b）上实时输出所述仿真模型从第一状态到第二状态的改变。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述至少一个第一图形用户接口和所述至少一个第二图形用户接口上提供所述仿真模型包括：基于所述至少一个第一图形用户接口（114a）上的来自培训者的响应，在与受训者相关联的所述至少一个第二图形用户接口（114b）上激活所述至少一个控制组件。6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述至少一个第二图形用户接口（114b）上激活所述至少一个控制组件进一步包括：提供对所述至少一个第二图形用户接口（114b）的查看访问。7.根据权利要求6所述的方法，其中提供对所述至少一个第二图形用户接口的查看访问包括：基于所述至少一个第一图形用户接口（114a）上的输入来记录所述控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变；在所述至少一个第二图形用户接口（114b）上实时输出所述控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变；基于所述控制组件的操作中的改变来记录所述仿真器中的改变；以及在所述至少一个第二图形用户接口（114b）上实时输出所述仿真器中的改变。8.根据权利要求5所述的方法，其中在所述至少一个第二图形用户接口（114b）上激活所述至少一个控制组件进一步包括：提供对所述至少一个第二图形用户接口（114a）的控制访问。9.根据权利要求8所述的方法，其中提供对所述至少一个第二图形用户接口（114b）的控制访问包括：基于所述至少一个第二图形用户接口（114b）上的输入来记录所述控制组件的操作从
第一参数到第二参数的改变；在所述至少一个第一图形用户接口（114a）和所述至少一个第二图形用户接口（114b）上实时输出所述控制组件的操作从第一参数到第二参数的改变；基于所述控制组件的操作中的改变来记录所述仿真模型中的改变；以及在所述至少一个第一图形用户接口（114a）和所述至少一个第二图形用户接口（114b）上实时输出所述仿真器中的改变。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述至少一个第一图形用户接口（114a）和所述至少一个第二图形用户接口（114b）上安全地提供所述仿真器进一步包括：经由第三服务器在第一服务器（110a）、第二服务器（110b）和与所述第一图形用户接口（114a）和所述至少一个第二图形用户接口（114b）相关联的用户设备之间建立安全连接。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：使用包括有效用户设备的数据库来验证与所述至少一个第一图形用户接口（114a）和/或所述至少一个第二图形用户接口（114b）相关联的用户设备的真实性。12.一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的装置（200），所述装置包括：至少一个处理单元（104）；数据库（108），包括关于有效用户设备的信息；通信地耦合到一个或多个处理单元的存储器（106），所述存储器（106）包括仿真器访问模块，所述仿真器访问模块被配置成执行如权利要求1至10所述的方法步骤。13. 一种用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统（100），所述系统包括：服务器（110），用于远程地托管医学设备的仿真模型；以及云计算平台（103），包括计算机可读指令，所述指令在由处理单元（104）执行时使得所述处理单元执行根据权利要求1至11所述的方法。14.一种包括机器可读指令的计算机程序产品，所述机器可读指令在由处理单元（104）执行时使得所述处理单元（104）执行根据权利要求1至11所述的方法。15.一种计算机可读存储介质，包括可由处理单元（104）读取和执行的机器可读指令，用以当所述计算机可读指令由所述处理单元（104）执行时实行权利要求1至11中的一项的方法。

技术总结

本公开涉及用于向多个医疗人员实时提供交互式虚拟培训的系统（100）和方法。所述方法包括：由处理单元（104）接收关于医学设备的仿真数据；在服务器（110）上托管医学设备的仿真模型，其中所述仿真模型是从接收到的仿真数据生成的；以及在至少一个第一图形用户接口（114A）和至少一个第二图形用户接口（114B）上安全地提供所述仿真模型，其中至少一个第一图形用户接口（114A）对应于培训者，并且至少一个第二图形用户接口（114B）对应于受训者。第二图形用户接口（114B）对应于受训者。第二图形用户接口（114B）对应于受训者。