醫(yī)療數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)

1、摘要第一章 緒論1.1 背景隨著我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)的醫(yī)療信息化建設(shè)已經(jīng)取得顯著成果，絕大部分三級醫(yī)院和部分先進(jìn)的二級醫(yī)院信息化程度都已很高。主要的醫(yī)療業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)包括HIS(醫(yī)院信息化系統(tǒng))、EMR(電子病歷系統(tǒng))、LIS(臨床檢驗管理系統(tǒng))、PACS(醫(yī)學(xué)圖像存檔和通信系統(tǒng))、PEIS(體檢管理信息系統(tǒng))、其他業(yè)已建設(shè)完成或在逐步建設(shè)中的各類信息化系統(tǒng)等。上述信息化系統(tǒng)的建設(shè)，完成了醫(yī)療信息化過程的第一個步驟，逐步實現(xiàn)醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信息化采集與存儲。醫(yī)療信息系統(tǒng)地不斷深入應(yīng)用，使得醫(yī)院對醫(yī)療信息化的渴求已經(jīng)從簡單的醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集與存儲發(fā)展到了對醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的共享與交換，并逐步向

2、醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分析與挖掘方向延伸。每天都產(chǎn)生大量PB級的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與人們的工作、學(xué)習(xí)和生活息息相關(guān)。然而，這也給數(shù)據(jù)展示帶來了非常大的困難。因為隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，數(shù)據(jù)涉及的方向也不斷變化，數(shù)據(jù)的維度也會越來越多，而多維數(shù)據(jù)的展示必然不像一維數(shù)據(jù)那樣容易。如何以一種更加準(zhǔn)確和直觀的方式去展示海量數(shù)據(jù)，這就是數(shù)據(jù)可視化關(guān)注的問題。可視化是利用計算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、計算機(jī)視覺、計算機(jī)輔助設(shè)計等多個領(lǐng)域，成為研究數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)?？梢暬夹g(shù)最早運(yùn)用于

3、計算科學(xué)中，并形成了可視化技術(shù)的一個重要分支一一科學(xué)計算可視化(Visualization in Scientific Computin曲。科學(xué)計算可視化能夠把科學(xué)數(shù)據(jù)，包括測量獲得的數(shù)值圖像或是計算中涉及、產(chǎn)生的數(shù)字信息變?yōu)橹庇^的、以圖形圖像信息表示的、隨時間和空間變化的物理現(xiàn)像或物理量呈現(xiàn)在研究者面前，使他們能夠觀察、模擬和計算。 “科學(xué)計算可視化”概念于1986年10月美國國家科學(xué)基金會的“圖形、圖像處理和工作站”討論會上被提出以來，在各工程和計算領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。近年來，隨著數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、網(wǎng)絳技術(shù)、電子商務(wù)技術(shù)等的發(fā)展，可視化技術(shù)涵蓋了更廣泛的內(nèi)容，并進(jìn)一步提出了數(shù)據(jù)可視化的

4、概念所謂數(shù)據(jù)可視化是對大型數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)的可視化，它是可視化技術(shù)在非空問數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用使人們不再局限于通過關(guān)系效據(jù)表來觀察和分析數(shù)據(jù)信息，還能以更直觀的方式看到數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)關(guān)系。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的基本思想是將數(shù)據(jù)庫中每一個數(shù)據(jù)項作為單個圖元元素表示，大量的數(shù)據(jù)集構(gòu)成數(shù)據(jù)圖像，同時將數(shù)據(jù)的各個屬性值以多維數(shù)據(jù)的形式表示，可以從不同的維度觀察數(shù)據(jù)，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行更深入的觀察和分析。數(shù)據(jù)可視化的過程可以主要歸納為以下七個流程b-：獲取、分析、過濾、挖掘、表述、修飾和交互。數(shù)據(jù)可視化的過程需要涉及到統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)圖形學(xué)、圖形可視化、人機(jī)交互以及計算機(jī)視覺等多個學(xué)科與技術(shù)。隨著數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)用

5、的不斷發(fā)展，現(xiàn)代可視化技術(shù)的定義更加廣泛，即將計算機(jī)圖形技術(shù)做為基礎(chǔ)，通過特定軟件工具以圖表、地圖、標(biāo)簽云、動畫或任何使內(nèi)容更容易理解的圖形方式來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，以便于人們接受、理解原始數(shù)據(jù)和信息的技術(shù)方法L4 J。數(shù)據(jù)可視化的實質(zhì)是使用圖形化工具和手段，在有效地展示數(shù)據(jù)的同時，使通過數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)容更容易被理解。為了保證信息的有效傳遞，數(shù)據(jù)可視化不僅需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)展現(xiàn)的功能，而且要追求兼顧展現(xiàn)形式的美觀，并通過著重傳遞關(guān)鍵特征，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)集的主要因素的把握。因此，數(shù)據(jù)可視化首先要滿足展現(xiàn)形式能夠準(zhǔn)確的表現(xiàn)數(shù)據(jù)所要傳遞的信息，只追求華麗而不切實際的數(shù)據(jù)可視化形式是毫無意義的。1.2 研究目的和意義目的：

6、探索構(gòu)建一個易于醫(yī)院工作人員使用的醫(yī)療數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。用以分析通過醫(yī)院管理系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)收集的大量、復(fù)雜和多維的數(shù)據(jù)。意義： (1) 大大加快數(shù)據(jù)的處理速度，使目前每日每時都在產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)得到有效的利用。(2) 實現(xiàn)人與人和人與機(jī)之間的圖象通訊，數(shù)據(jù)可以用圖像、曲線、二維圖形、三維體和動畫來顯示，并可以對其模式和相互關(guān)系進(jìn)行可視化分析。(3) 挖掘傳統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示方式中不易察覺的信息，幫助人們計劃和決策。比如：茱莉亞和諾哈b o認(rèn)為通過關(guān)注4個要素可以體現(xiàn)可視化效果的優(yōu)勢，即內(nèi)容充實、直觀高效、形式新穎和符合審美。隨著用戶體驗需求的不斷提升，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)該滿足用戶與可視化數(shù)據(jù)之間的交互。

7、因此，以下四個方面是新的可視化技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該努力的方向：直觀化：直觀、形象地顯示數(shù)據(jù)；關(guān)聯(lián)化：挖掘數(shù)據(jù)之間關(guān)鍵、獨特的關(guān)聯(lián)性；藝術(shù)化：增強(qiáng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的藝術(shù)效果，運(yùn)用美化手段使其滿足人們的審美需求；交互性：實現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)的交互，增強(qiáng)用戶對數(shù)據(jù)的操作性。其中，關(guān)聯(lián)化和直觀化實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)可視化的功能性，藝術(shù)化和交互性則突出數(shù)據(jù)可視化的美觀和交互。實現(xiàn)了關(guān)聯(lián)化和直觀化，就能夠有效地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，而實現(xiàn)了藝術(shù)化和交互性，就能夠完成信息的傳遞和反饋，增強(qiáng)用戶的參與程度。1.3 系統(tǒng)分析設(shè)計方法1.3.1 面向?qū)ο蠓椒ê喗?.3.2 面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)步驟1.4 論文研究內(nèi)容和框架結(jié)構(gòu)第二章 系統(tǒng)需求2.1 系統(tǒng)模塊需求2.1.1 產(chǎn)品分析2.1.2 產(chǎn)品管理2.1.3 用戶管理2.1.4 權(quán)限管理2.2 系統(tǒng)功能性需求2.2.1 用例清單2.2.2 用例圖2.2.4 用例詳細(xì)描述2.3 非功能性需求第三章 系統(tǒng)分析3.1 系統(tǒng)概念模型3.2 系統(tǒng)流程定義3.3 系統(tǒng)行為定義第四章 系統(tǒng)設(shè)計4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2 系統(tǒng)開發(fā)框架選擇4.2.1 Struts 24.2.2 Hibernate4.2.3 Spring4.3 類的設(shè)計4.4 交互設(shè)計4.5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計4.6 界面設(shè)計第五章 系統(tǒng)實施5.1 系統(tǒng)開發(fā)工具的簡介5.1.1 Eclipse5.