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医学图像数据存储与语义检索研究

作　者: 王志刚
导　师: 张正国
学　校: 中国协和医科大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 医学图像数据库乳腺X线影像分布式系统 MPEG-7 Globus
分类号: R310
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 104次
引　用: 2次
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内容摘要

医学影像在临床诊断和治疗中必不可少。数字化医疗影像设备的广泛应用使得医学影像数据日益增加。如何利用快速发展的网络技术实现海量医学影像存储,分布式安全共享这些医学图像资源,并快速有效地检索感兴趣的图像是目前亟待解决的问题。传统的医学影像系统为PACS。这样的系统基于集中式的服务器和封闭式的体系结构,可以对有限图像工作站提供服务。PACS系统医学影像检索主要是依据应用病例号,日期等,不能按病理类型,医生诊断,图像特征等进行检索,其系统容量扩展性不强。研究从三个方面着手进行。其一是研究海量医学影像分布式存储。其二是研究网格环境下医学图像安全共享。其三是应用MPEG-7技术构建医学影像数据库,并实现医学图像高级语义信息如病理类型,图像异常等的检索。本研究对照传统的PACS系统构架,从分布式数据存储构架着手,引入网络存储技术特别是iSCSI技术,研究了大容量的影像共享存储中心的构建。本研究提出了利用Globus技术实现医学信息安全共享方案,并在此基础上实现了基于GridFTP协议的医学图像共享系统,讨论了Globus环境下的安全问题。本研究对符合医学图像存档和通信标准DICOM3.0的图像数据进行了研究。作为DICOM标准的扩展,基于内容的图像检索(Content-Based Image Retrieval,CBIR)技术,可以利用图像的低级特征如颜色、纹理和形状等从图像数据库中检索感兴趣的图像,通过引入MPEG-7技术,对医学图像的高级语义信息如病理类型和图像异常结构进行注释,实现了医学图像的高级语义信息检索。本研究利用iSCSI技术,在局域网环境下实现了容量易于扩展的医学图像存储系统,架设了Globus网格实验平台,在广域网环境下成功实现了安全地医学信息的传输。本研究以乳腺X线影像为例,应用MPEG-7对医学图像高级语义信息进行注释,建立了符合医学影像特征要求的数据库。本研究工作可以大幅度地提高数据库的性能,可以实现医学图像高级语义信息如病理特征、异常结构及其位置关系等的检索。

全文目录

缩略语表  6-8
中文摘要  8-9
Abstract  9-11
第一章前言  11-16
  1.1 问题的提出  11-12
  1.2 国内外进展  12-14
  1.3 本论文的主要内容  14-16
第二章医学信息存储系统构建及性能测试  16-23
  2.1 测试硬件和软件环境  17-19
  2.2 测试结果及其分析  19-20
  2.3 实验讨论  20-21
  2.4 本研究海量医学信息存储解决方案  21
  2.5 小结  21-23
第三章网格环境下医学图像共享  23-31
  3.1 GridFTP及特点  24
  3.2 Globus网格环境平台的架设与调试  24-28
  3.3 GridFTP网格环境安全医学图像共享实现  28-30
  3.4 小结  30-31
第四章应用MPEG-7建立医学影像数据库  31-40
  4.1 材料和方法  31-36
  4.2 结果  36-37
  4.3 小结  37-40
第五章总结和展望  40-42
参考文献  42-45
文献综述: 网格计算在生物医学工程中的应用  45-57
发表论文: 应用MPEG-7建立乳腺X线影像数据库  57-62
其他工作(研究生阶段本课题外完成的其他项目)  62-65
附录A  65-71
附录B  71-75
附录C  75-77
附录D  77-85
附录E  85-90
致谢  90

医学图像数据存储与语义检索研究

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