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

1、近年來(lái)，大數(shù)據(jù)和信息物理融合系統(tǒng)(CPS)已成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的前沿科技。醫(yī)療是一個(gè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)與民生相關(guān)的重要領(lǐng)域，人們?cè)絹?lái)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(gè)值得研究的方向。
　　眾所周知，醫(yī)療領(lǐng)域時(shí)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(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等等。因此可以說(shuō)醫(yī)院就是一個(gè)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(chǎng)所，而這些醫(yī)療數(shù)據(jù)是在病人和醫(yī)療機(jī)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(jì)算機(jī)、臨床醫(yī)學(xué)、控制等多學(xué)科的知識(shí)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(shì)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(yǔ)言和使用架構(gòu)分析與設(shè)計(jì)語(yǔ)言AADL對(duì)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的醫(yī)療信息物理融合系統(tǒng)進(jìn)行建模的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)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(duì)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(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。同時(shí)文中還對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域的部分子系統(tǒng)（如醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)）使用了UML語(yǔ)言建立需求模型和使用AADL語(yǔ)言結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘出醫(yī)療領(lǐng)域的有價(jià)值的醫(yī)療數(shù)據(jù)并對(duì)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(shí)點(diǎn)，主要包括大數(shù)據(jù)的處理平臺(tái)、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)項(xiàng)，主要包括CPS的體系結(jié)構(gòu)、CPS的運(yùn)行方式、CPS的特征、云計(jì)算和CPS的結(jié)合等;還分析介紹了AADL的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主要包括AADL建模元素及元素間的關(guān)系和AADL的建模過(guò)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(jì)出對(duì)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(lái)源、特點(diǎn)等和云計(jì)算下醫(yī)療數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及基于云計(jì)算的醫(yī)療信息共享平臺(tái)的應(yīng)用。
　　(3)然后使用AADL方法對(duì)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的醫(yī)療信息物理融合系統(tǒng)進(jìn)行了案例研究，內(nèi)容主要包括使用了UML建模語(yǔ)言為系統(tǒng)建立了需求模型，又使用了Modelica語(yǔ)言對(duì)物理世界進(jìn)行建模并將其轉(zhuǎn)換到AADL模型，最主要的還是使用AADL