醫(yī)療數據可視化系統(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，國內的醫(yī)療信息化建設已經取得顯著成果，絕大部分三級醫(yī)院和部分先進的二級醫(yī)院信息化程度都已很高。主要的醫(yī)療業(yè)務信息化系統(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)已建設完成或在逐步建設中的各類信息化系統(tǒng)等。上述信息化系統(tǒng)的建設，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)務數據的信息化采集與存儲。醫(yī)療信息系統(tǒng)地不斷深入應用，使得醫(yī)院對醫(yī)療信息化的渴求已經從簡單的醫(yī)療業(yè)務數據采集與存儲發(fā)展到了對醫(yī)療業(yè)務數據的共享與交換，并逐步向

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

3、計算科學中，并形成了可視化技術的一個重要分支一一科學計算可視化(Visualization in Scientific Computin曲?？茖W計算可視化能夠把科學數據，包括測量獲得的數值圖像或是計算中涉及、產生的數字信息變?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。 “科學計算可視化”概念于1986年10月美國國家科學基金會的“圖形、圖像處理和工作站”討論會上被提出以來，在各工程和計算領域得到了廣泛的應用和發(fā)展。近年來，隨著數據倉庫技術、網絳技術、電子商務技術等的發(fā)展，可視化技術涵蓋了更廣泛的內容，并進一步提出了數據可視化的

4、概念所謂數據可視化是對大型數據庫或數據倉庫中的數據的可視化，它是可視化技術在非空問數據領域的應用使人們不再局限于通過關系效據表來觀察和分析數據信息，還能以更直觀的方式看到數據及其結構關系。數據可視化技術的基本思想是將數據庫中每一個數據項作為單個圖元元素表示，大量的數據集構成數據圖像，同時將數據的各個屬性值以多維數據的形式表示，可以從不同的維度觀察數據，從而對數據進行更深入的觀察和分析。數據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。數據可視化的過程需要涉及到統(tǒng)計學、計算機圖形學、圖形可視化、人機交互以及計算機視覺等多個學科與技術。隨著數據可視化技術應用

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

6、探索構建一個易于醫(yī)院工作人員使用的醫(yī)療數據可視化系統(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、復雜和多維的數據。意義： (1) 大大加快數據的處理速度，使目前每日每時都在產生的龐大數據得到有效的利用。(2) 實現(xiàn)人與人和人與機之間的圖象通訊，數據可以用圖像、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系進行可視化分析。(3) 挖掘傳統(tǒng)數據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認為通過關注4個要素可以體現(xiàn)可視化效果的優(yōu)勢，即內容充實、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，數據可視化技術應該滿足用戶與可視化數據之間的交互。

7、因此，以下四個方面是新的可視化技術應用標準應該努力的方向：直觀化：直觀、形象地顯示數據；關聯(lián)化：挖掘數據之間關鍵、獨特的關聯(lián)性；藝術化：增強數據呈現(xiàn)的藝術效果，運用美化手段使其滿足人們的審美需求；交互性：實現(xiàn)用戶與數據的交互，增強用戶對數據的操作性。其中，關聯(lián)化和直觀化實現(xiàn)的是數據可視化的功能性，藝術化和交互性則突出數據可視化的美觀和交互。實現(xiàn)了關聯(lián)化和直觀化，就能夠有效地呈現(xiàn)數據，挖掘數據的關聯(lián)性，而實現(xiàn)了藝術化和交互性，就能夠完成信息的傳遞和反饋，增強用戶的參與程度。1.3 系統(tǒng)分析設計方法1.3.1 面向對象方法簡介1.3.2 面向對象方法開發(fā)步驟1.4 論文研究內容和框架結構第二章 系統(tǒng)需求2.1 系統(tǒng)模塊需求2.1.1 產品分析2.1.2 產品管理2.1.3 用戶管理2.1.4 權限管理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)設計4.1 系統(tǒng)網絡結構設計4.2 系統(tǒng)開發(fā)框架選擇4.2.1 Struts 24.2.2 Hibernate4.2.3 Spring4.3 類的設計4.4 交互設計4.5 數據庫設計4.6 界面設計第五章 系統(tǒng)實施5.1 系統(tǒng)開發(fā)工具的簡介5.1.1 Eclipse5.