大數(shù)據(jù)驅(qū)動的醫(yī)療信息物理融合系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法.pdf

1、近年來，大數(shù)據(jù)和信息物理融合系統(tǒng)(CPS)已成為計算機領(lǐng)域的前沿科技。醫(yī)療是一個與國民經(jīng)濟與民生相關(guān)的重要領(lǐng)域，人們越來越注重生命健康。那么如何將大數(shù)據(jù)和信息物理融合系統(tǒng)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域中已成為一個值得研究的方向。
　　眾所周知，醫(yī)療領(lǐng)域時刻在與醫(yī)療數(shù)據(jù)打交道，如電子病歷數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)等等。因此可以說醫(yī)院就是一個典型的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，是大數(shù)據(jù)在醫(yī)療領(lǐng)域的具體應(yīng)用場所，而這些醫(yī)療數(shù)據(jù)是在病人和醫(yī)療機構(gòu)之間的各種相互作用下收集

2、的。醫(yī)療CPS是以保障生命安全為重要前提的網(wǎng)絡(luò)化、智能化的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)，涵蓋了計算機、臨床醫(yī)學(xué)、控制等多學(xué)科的知識和技術(shù)。綜上所述，將大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息物理融合系統(tǒng)CPS應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)勢在必行。
　　本文結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息物理融合系統(tǒng)技術(shù)，提出了一種使用UML統(tǒng)一建模語言和使用架構(gòu)分析與設(shè)計語言AADL對大數(shù)據(jù)驅(qū)動的醫(yī)療信息物理融合系統(tǒng)進行建模的設(shè)計方法。通過閱讀網(wǎng)上大量的中文資料可知，雖然大數(shù)據(jù)在醫(yī)療領(lǐng)域的研究相對多些，但信

3、息物理融合系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的研究卻很少，尤其是將大數(shù)據(jù)技術(shù)與信息物理融合系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域的相關(guān)研究也非常之少。因此將大數(shù)據(jù)技術(shù)與信息物理融合系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域本身就是一個創(chuàng)新點。同時文中還對醫(yī)療領(lǐng)域的部分子系統(tǒng)（如醫(yī)院病房監(jiān)護系統(tǒng)）使用了UML語言建立需求模型和使用AADL語言結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘出醫(yī)療領(lǐng)域的有價值的醫(yī)療數(shù)據(jù)并對醫(yī)療領(lǐng)域的醫(yī)療系統(tǒng)建立了模型。
　　本文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)首先分析介紹

4、大數(shù)據(jù)技術(shù)的相關(guān)知識點，主要包括大數(shù)據(jù)的處理平臺、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等;并分析介紹了信息物理融合系統(tǒng)技術(shù)的相關(guān)知識項，主要包括CPS的體系結(jié)構(gòu)、CPS的運行方式、CPS的特征、云計算和CPS的結(jié)合等;還分析介紹了AADL的相關(guān)知識點，主要包括AADL建模元素及元素間的關(guān)系和AADL的建模過程;
　　(2)其次，分別分析介紹了CPS和大數(shù)據(jù)分別在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，其中CPS在醫(yī)療的應(yīng)用包括根據(jù)CPS的三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計出對應(yīng)

5、的醫(yī)療CPS的三層體系結(jié)構(gòu)以及介紹了目前CPS在醫(yī)療領(lǐng)域中主要應(yīng)用在哪些方面;大數(shù)據(jù)技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用主要包括分析醫(yī)療大數(shù)據(jù)的來源、特點等和云計算下醫(yī)療數(shù)據(jù)的特點以及基于云計算的醫(yī)療信息共享平臺的應(yīng)用。
　　(3)然后使用AADL方法對大數(shù)據(jù)驅(qū)動的醫(yī)療信息物理融合系統(tǒng)進行了案例研究，內(nèi)容主要包括使用了UML建模語言為系統(tǒng)建立了需求模型，又使用了Modelica語言對物理世界進行建模并將其轉(zhuǎn)換到AADL模型，最主要的還是使用AADL