醫(yī)療信息多維可視化表達(dá)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)

彭連剛

（長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南省長(zhǎng)沙市 410124）

醫(yī)療體系作為我國(guó)民生保障的基本，在高新技術(shù)、工藝?yán)砟畹倪\(yùn)用下，現(xiàn)行的醫(yī)療體系呈現(xiàn)出智能化、信息化的發(fā)展特性。在可視化技術(shù)與醫(yī)療體系的融合下，不僅將醫(yī)療系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，還可依據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)的核定，將信息完美的映射到交互系統(tǒng)中，令數(shù)據(jù)本身不再局限于固定的信息框架內(nèi)，醫(yī)生通過(guò)多維度的可視化查驗(yàn)，可更加直觀的分析出病情所在，依據(jù)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參數(shù)研究出各項(xiàng)病理、機(jī)理等。從技術(shù)角度來(lái)看，依托于數(shù)據(jù)信息的可視化、對(duì)稱化結(jié)構(gòu)模型，將病人的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模型架構(gòu)，通過(guò)多元化信息的存儲(chǔ)與顯示，如API 圖形、思維立體模型等，可對(duì)各類數(shù)據(jù)組分進(jìn)行整合利用，以提高技術(shù)實(shí)施的有序性、合理性，為醫(yī)護(hù)人員提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)服務(wù)，提高整體醫(yī)療質(zhì)量，為我國(guó)民生體系的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 多維可視化的意義及醫(yī)療領(lǐng)域中的運(yùn)用

1.1 多維可視化意義解析

從人們既定的思維體系分析，可視化相當(dāng)于人腦感官的一部分，通過(guò)思維意識(shí)對(duì)原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與利用，分辨出信息中所含有的價(jià)值?？梢暬且环N抽象化技術(shù)，在多元理論的交叉應(yīng)用下，依托于方法、技術(shù)等為載體，將技術(shù)本身映射到顯示界面中。作為一種綜合性技術(shù)，其包含圖像處理、視覺(jué)應(yīng)用、圖像設(shè)計(jì)、虛擬技術(shù)、思維技術(shù)等，通過(guò)以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為載體，為人們與計(jì)算機(jī)設(shè)備提供交互場(chǎng)所。

可視化技術(shù)一般分為科學(xué)計(jì)算類、數(shù)據(jù)類、信息類、知識(shí)類四大體系，內(nèi)部系統(tǒng)處理形式屬于開(kāi)源化數(shù)據(jù)集成類型，通過(guò)內(nèi)部模塊的精準(zhǔn)信息傳輸，令數(shù)據(jù)本身真正實(shí)現(xiàn)同領(lǐng)域的傳輸，增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用性，有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化拓展。

1.2 多維可視化應(yīng)用解析

多維可視化技術(shù)可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域中，如建筑工程行業(yè)、金融分析行業(yè)、自然科學(xué)行業(yè)等，隨著技術(shù)本身的革新，其必然將替代領(lǐng)域中傳統(tǒng)化的工作形式，令技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)智能化拓展。多維可視化技術(shù)在我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)，具體可分為四個(gè)層面。

1.2.1 疾病診斷

技術(shù)與醫(yī)療的融合，為傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)治療提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)，特別是在中醫(yī)領(lǐng)域內(nèi)，依托于可視化技術(shù)，對(duì)內(nèi)部病理進(jìn)行診斷與分析，可迅速幫醫(yī)生找出癥狀所在。同時(shí)，可視化技術(shù)可為醫(yī)療行業(yè)提供三維化探索模型，即在傳統(tǒng)的二維圖像上面，依托于信息結(jié)構(gòu)的加持，令圖像本身實(shí)現(xiàn)三維、四維化診斷，令人們通過(guò)設(shè)備的交互界面看清身體結(jié)構(gòu)?？梢暬夹g(shù)體系的精分功能，甚至可理清細(xì)胞組織之間的差異性，更好的查證出病例所在。

1.2.2 疾病治療

利用可視化技術(shù)對(duì)病人進(jìn)行診斷時(shí)，可將三維化信息模型作為人體機(jī)構(gòu)重組的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)圖像內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可精準(zhǔn)的查驗(yàn)出與人體結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)異常狀態(tài)，以此來(lái)作為模擬化治療的一種。例如，在對(duì)顱骨穿孔進(jìn)行治療時(shí)，整體風(fēng)險(xiǎn)性較高，如未經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)認(rèn)證，將極大增加治療的風(fēng)險(xiǎn)性，而通過(guò)數(shù)據(jù)可視化模型的確定，依托于計(jì)算機(jī)對(duì)各類數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行整合分析，然后依據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)的變動(dòng)來(lái)?yè)袢〕稣_的治療手段，可有效提高治愈性。

1.2.3 疾病預(yù)控

疾病作為影響人們健康的主要因素，如病毒性、流感性、季節(jié)性等引發(fā)的疾病。為此，采取正確的、規(guī)范的疾病防控措施則是很有必要的。在多維可視化技術(shù)的應(yīng)用下，依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)，可將醫(yī)療體系內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深度挖掘，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息更新方向、更新數(shù)值等進(jìn)行確認(rèn)，可精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)到短時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)信息的觸發(fā)趨勢(shì)，并通過(guò)交互界面直觀的展現(xiàn)出由疾病所引發(fā)的疫情等各類突發(fā)事件。醫(yī)療行業(yè)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，然后制定出相應(yīng)的防控手段，可有效降低疾病擴(kuò)散范圍。

1.2.4 信息檢索服務(wù)

對(duì)于我國(guó)醫(yī)療事業(yè)來(lái)講，鑒于行業(yè)本身的特殊性，在對(duì)醫(yī)療信息整合時(shí)，必須依據(jù)服務(wù)領(lǐng)域建構(gòu)多元化信息服務(wù)機(jī)制，為人們提供基礎(chǔ)的信息服務(wù)保障。醫(yī)療信息檢索體系的建構(gòu)是將各類內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)化核驗(yàn)，在各類數(shù)據(jù)的整合分析下，將有效涵蓋多領(lǐng)域的閾值信息，為信息模型的可視化建構(gòu)奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療體系信息服務(wù)的智能化發(fā)展。

2 醫(yī)療信息多維可視化的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 API技術(shù)

多維可視化作為一項(xiàng)綜合性的技術(shù)體系，其是交互功能實(shí)現(xiàn)的重要載體。API 圖形技術(shù)的應(yīng)用則為信息可視化提供實(shí)現(xiàn)路徑，API 指的是顯卡、CPU 等硬件設(shè)施，其是程序指令存儲(chǔ)、執(zhí)行的重要平臺(tái)。通過(guò)API 技術(shù)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員可直接作用于程序指令中，通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)的定控功能，建立一個(gè)三維化模型體系，在參數(shù)信息的設(shè)定下，可自行對(duì)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合。此外，API 技術(shù)可令模型本身實(shí)現(xiàn)同比例縮放，其在三維圖像信息呈現(xiàn)中，是維系交互功能運(yùn)行的核心。

2.2 分割技術(shù)

醫(yī)療領(lǐng)域利用多維技術(shù)對(duì)人體內(nèi)部信息模型進(jìn)行分析時(shí)，要想提高數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)性，提高檢測(cè)質(zhì)量，依托于分割技術(shù)便可實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分割，將人體結(jié)構(gòu)所映射出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)化分辨，然后將人體結(jié)構(gòu)信息移植到模型中，在相關(guān)顏色參數(shù)的設(shè)定下，為單獨(dú)結(jié)構(gòu)渲染不同類別的信息，以呈現(xiàn)出基于可視化的差異性效果，提高醫(yī)療檢測(cè)的針對(duì)性。

2.3 加載與重繪技術(shù)

醫(yī)療信息模型處理中，多種類數(shù)據(jù)文件將呈現(xiàn)出一種固有的數(shù)據(jù)格式，然后依據(jù)各類參數(shù)的核定，制定出人體結(jié)構(gòu)的信息模型。加載與重繪技術(shù)的應(yīng)用，主要是對(duì)數(shù)據(jù)信息本身進(jìn)行格式化組分處理，通過(guò)記錄某一個(gè)信息所處的空間位置，來(lái)提前制定出信息在下一節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行軌跡，即起始字節(jié)與偏移字節(jié)所存在的差距。正確界定信息所在的層次結(jié)構(gòu)或定義類數(shù)據(jù)組分，其類似于網(wǎng)絡(luò)體系中的協(xié)議層與應(yīng)用層。對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行針對(duì)化處理，如信息的頂點(diǎn)位置、法向位置、紋理信息等，在映射形式與顯示形式之間離析出均衡類數(shù)值，然后通過(guò)參數(shù)信息的轉(zhuǎn)變，重新定位該類數(shù)據(jù)信息的節(jié)點(diǎn)功能，令信息模型可更加直觀的表達(dá)出人體結(jié)構(gòu)信息。

3 醫(yī)療信息多維可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 總體框架設(shè)計(jì)

醫(yī)療機(jī)構(gòu)利用多維可視化系統(tǒng)主要是通過(guò)顯示界面對(duì)病人的身體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，系統(tǒng)在設(shè)定過(guò)程中，主要由生成類、顯示類兩部分組成，然后在模塊分化功能下，對(duì)各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)與整合。

在生成類系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，其是直接作用于可視化對(duì)象的，數(shù)據(jù)整合過(guò)程中，需精準(zhǔn)的完成各類信息挖掘、分析指令，令信息模型精準(zhǔn)的呈現(xiàn)出病人內(nèi)部身體構(gòu)造。而此時(shí)病人的信息將被獨(dú)立儲(chǔ)存在服務(wù)體系中，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)共享機(jī)制下，可供多個(gè)部門工作站進(jìn)行查驗(yàn)。

在顯示類系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，其主要功能是對(duì)獨(dú)立化的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行調(diào)用，通過(guò)數(shù)據(jù)信息的多維展示，提高數(shù)據(jù)與其它應(yīng)用平臺(tái)的契合度，增加數(shù)據(jù)信息的普適性。

3.2 生成組件的設(shè)計(jì)

生成組件的功能主要包括信號(hào)檢測(cè)、信息查詢、數(shù)據(jù)檢索分析、數(shù)據(jù)可視化建設(shè)、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等模塊，在內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的核定下，各類模塊監(jiān)測(cè)內(nèi)容將實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的預(yù)判與檢測(cè)，并及時(shí)對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，保證數(shù)據(jù)信息整合的精確性。鑒于上述功能模塊的設(shè)定，生成組件的設(shè)計(jì)必須遵循數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化原則，正確發(fā)揮出醫(yī)療系統(tǒng)與平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)間的過(guò)渡職能。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行核定，將內(nèi)部管控技術(shù)作為信息化整合載體，依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)，深度挖掘醫(yī)療信息系統(tǒng)中存在的價(jià)值信息，然后制定相應(yīng)程序，與醫(yī)療系統(tǒng)中的各項(xiàng)檢測(cè)模塊進(jìn)行對(duì)接，如檢查部位、醫(yī)療特征、圖像信息、編碼信息等。

3.3 顯示組件的設(shè)計(jì)

顯示組件的模塊功能主要包括模型格式、構(gòu)造紋理、對(duì)象序列、讀取形式、映射聯(lián)動(dòng)形式、參數(shù)設(shè)定形式、顯示渲染形式、交互形式、控件處理形式等。顯示組件的設(shè)計(jì)是以功能實(shí)現(xiàn)為主體的，無(wú)論是數(shù)據(jù)整合模式，還是內(nèi)控形式等，都應(yīng)該遵循可視化的基準(zhǔn)原則，為病人與平臺(tái)之間建立對(duì)接路徑。本次設(shè)計(jì)中，以可視化對(duì)象存儲(chǔ)區(qū)為集控中心，其下位系統(tǒng)以讀取模塊、解析模塊、加載模塊等為主，加載模塊在模型文件的支持下，與解析模塊共同作用于模型設(shè)定領(lǐng)域中。然后依據(jù)其內(nèi)部參數(shù)信息的核定來(lái)進(jìn)行下位的渲染集成、多為信息集成、交互功能集成等，上述三類系統(tǒng)中信息事件組成以時(shí)間、系統(tǒng)、點(diǎn)擊時(shí)間為作用載體，通過(guò)與硬件接口的平臺(tái)管理器對(duì)接，為系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)檢測(cè)提供信息指令服務(wù)，進(jìn)而將信息整合到存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)模塊的數(shù)字化運(yùn)行。

3.4 系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)核心是為病人信息提供一體化服務(wù)，如信息檢索、挖掘、讀取等。完整的系統(tǒng)服務(wù)體系應(yīng)為采集病人身份信息→核驗(yàn)病人在該醫(yī)療機(jī)構(gòu)的檢測(cè)記錄→在檢測(cè)記錄中找出具有價(jià)值性的醫(yī)療信息→提取特征信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)→將數(shù)據(jù)信息生成模型→將內(nèi)容精分到模型中→顯示出病人的各項(xiàng)信息，如身體狀態(tài)、健康史、病理并發(fā)癥狀、檢測(cè)信息等。

從生成組件來(lái)看，數(shù)據(jù)信息服務(wù)的操控工序?yàn)?，服?wù)啟動(dòng)→一級(jí)信息檢索→二級(jí)信息檢索→信號(hào)識(shí)別→三級(jí)信息檢索→語(yǔ)言處理→信息整合→生成信息模型→保存指令→維系信息響應(yīng)。

從顯示組件來(lái)看，數(shù)據(jù)信息服務(wù)的操控工序?yàn)?，程序啟?dòng)→信號(hào)監(jiān)聽(tīng)→信息對(duì)象調(diào)用→結(jié)構(gòu)化分析→節(jié)點(diǎn)映射對(duì)照→參數(shù)確認(rèn)→模型渲染→指令核對(duì)與檢測(cè)。

3.5 平臺(tái)集成設(shè)計(jì)

多維可視化技術(shù)的應(yīng)用，是以平臺(tái)為載體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的整合與處理，并為用戶本身提供多元化信息服務(wù)的一個(gè)技術(shù)流程。病人在接受檢查時(shí)，根據(jù)工作站的工序環(huán)節(jié)，可為醫(yī)護(hù)人員提供下一項(xiàng)的信息操作工序，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)進(jìn)行核對(duì)與審驗(yàn)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的針對(duì)性。本文平臺(tái)集成設(shè)計(jì)主要以客戶端為中心，通過(guò)獨(dú)顯模式、集顯模式來(lái)建設(shè)獨(dú)立化的信息服務(wù)體系。獨(dú)顯模式的實(shí)現(xiàn)流程主要是對(duì)生成組件內(nèi)的文本信息進(jìn)行搜索與處理，將系統(tǒng)內(nèi)與圖像呈映射關(guān)系的信息節(jié)點(diǎn)進(jìn)行整合，以獲取出更為完整的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，然后經(jīng)由獨(dú)立模塊進(jìn)行逐一展示。集顯模式則是以平臺(tái)內(nèi)的客戶為調(diào)用對(duì)象，依托于用戶主觀信息的獲取行為，反饋到信息系統(tǒng)中，然后進(jìn)行縮略圖的顯示，實(shí)現(xiàn)用戶與平臺(tái)的交互。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可視化是將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)映射到相關(guān)電子載體中，其不僅局限于圖像、文字中，也可能是一種信息模型。多維可視化技術(shù)與醫(yī)療體系的融合，為傳統(tǒng)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)提高新的發(fā)展方向，高新科技的應(yīng)用，將有效提高醫(yī)療質(zhì)量與醫(yī)療效率，為人們健康提供長(zhǎng)期有效的檢測(cè)服務(wù)。