- •Развитие информационной системы 3d визуализации сложных динамических объектов в пульмонологии
- •Екатеринбург 2013
- •Содержание
- •Обозначения и сокращения
- •Введение
- •Проблематика развития системы 3d визуализации медицинской информации в пульмонологии.
- •1.2 Технология поиска информации
- •1.3 Обзор найденной информации
- •1.3.1 Обзор информационных систем визуализации мед информации.
- •1. MeVisLab (2004/2007, Германия, [1])
- •2. 3D-doctor (1998/2008, сша, [2])
- •4. 3D slicer 4.0 (2011, сша, [4])
- •6 Vtk (1993/2005, сша, [6])
- •1.4 Оценка аналогов информационных систем основанных на нейронных сетях.
- •1.4.1 Выбор критериев оценки
- •1.4. Оценка аналогов
- •1.5 Заключение по выбору прототипа
- •1.6 Критика прототипа
- •1.7 Результаты и выводы по главе 1
- •1.8 Цели и задачи дипломного исследования
- •Моделирование информационной системы 3d визуализации медицинской информации в пульмонологии
- •2.1 Концептуальная модель
- •2.1.1 Общая концептуальная модель информационной системы 3d визуализации медицинской информации в пульмонологии
- •2.1.2 Базово-уровневая модель информационной системы 3d визуализации медицинской информации в пульмонологии
- •2.2 Структурная модель
- •2.3. Математическая модель
- •2.4 Алгоритмические модели
- •2.5 Результаты и выводы по главе 2 Результаты
- •3 Проектирование сценария построения многомерных моделей сложных динамических объектов по медицинским данным
- •3.1 Внешнее проектирование
- •3.1.1 Обзор проблемы
- •3.1.2 Целеполагание
- •3.1.3 Системно-обоснованное техническое задание
- •3.2 Внутреннее проектирование
- •3.2.1 Выбор метафоры программирования
- •3.2.2 Выбор средств программирования
- •3.2.3 Проектирование системы 3d визуализации медицинских данных в пульмонологии
- •3.3 Результаты и выводы по главе 3
1.4. Оценка аналогов
Таблица 4 Матрица оценок
|
ОП |
Ц |
ОК |
ОПиХ |
ОО | ||||||
ПВ |
ПД |
ВИ |
ПОС |
ПИ |
ДМ |
ПС |
НР | ||||
MeVisLab |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.6 |
1 |
1 |
0 |
3D-DOCTOR |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0.3 |
0 |
0.8 |
0 |
MultiVox DICOM Viewer |
1 |
0.5 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0.4 |
1 |
0.6 |
1 |
3D slicer |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.5 |
0.5 |
0 |
0.5 |
0 |
Drishti |
0.5 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0.4 |
0 |
0.7 |
0 |
VTK |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0.4 |
0 |
0.6 |
0 |
Таблица 5 Матрица взвешенных оценок
|
ОП 0,28 |
Ц 0,14 |
ОК 0,14 |
ОП 0,28 |
ОО 0,19 |
Интегральная оценка | ||||||||
ПВ 0,40 |
ПД 0,35 |
ВИ 0,20 |
ПОС 0,05 |
ПИ 0,42 |
ДМ 0,33 |
ПС 0,22 |
НР 0,03 |
| ||||||
Весовые коэффициенты |
0,28 |
0,14 |
0,14 |
0,10 |
0,087 |
0,05 |
0,013 |
0,079 |
0,063 |
0,042 |
0,006 |
1 | ||
MeVisLab |
0,28 |
0,14 |
0,14 |
0,10 |
0,087 |
0,05 |
0,013 |
0,047 |
0,063 |
0,042 |
0 |
0,962 | ||
3D-DOCTOR |
0,28 |
0 |
0 |
0,10 |
0,087 |
0,05 |
0 |
0,024 |
0 |
0,034 |
0 |
0,575 | ||
MultiVox DICOM Viewer |
0,28 |
0,07 |
0 |
0,10 |
0,087 |
0,05 |
0 |
0,032 |
0,063 |
0,025 |
0,006 |
0,713 | ||
3D slicer |
0,28 |
0,14 |
0,14 |
0,10 |
0,087 |
0,05 |
0,007 |
0,039 |
0 |
0,021 |
0 |
0,864 | ||
Drishti |
0,14 |
0,14 |
0,14 |
0,10 |
0 |
0,05 |
0,013 |
0,032 |
0 |
0,029 |
0 |
0,644 | ||
VTK |
0,28 |
0,14 |
0,14 |
0,10 |
0 |
0,05 |
0,013 |
0,032 |
0 |
0,025 |
0 |
0,780 |
Ранг прототипа |
Название |
Прототип |
Доработка |
1 |
Информационная система 3D визуализации в пульмонологии |
МeVisLab |
Необходима оптимизация системы под нуждызаказчика |
2 |
Интерфейс |
3d Doctor |
Упрощение интерфейса, реализация просмотра высококачественной графики |
Модуль построения моделей |
МeVisLab |
Автоматизация построения моделей, реализация наложения фильтров | |
Модуль численного анализа данных |
МeVisLab |
Автоматизация алгоритмов, интеграция с базой знаний | |
Модуль накопления знаний и опыта |
3D slicer |
Реализация накопления и формализации опыта и знаний с возможностью последующего применения |
1.5 Заключение по выбору прототипа
В результате проведенного исследования были проанализированы достоинства и недостатки выбранных программ для визуализации медицинских данных. Исследование показало, что оптимальной для дальнейшего использования является программа MeVisLab. В дальнейшем планируется подключить MeVisLab к облаку для ускорения процесса вычисления и получения более точных значений рассчитываемых величин.
1.6 Критика прототипа
Выбор наиболее подходящей системы заключается в нахождении такого решения, в котором возможна реализация всех поставленных задач а так же имеются инструменты для построения многомерных моделей и возможность портирования системы в формат клиент-серверное приложениях задач составляющие, однако для проектирования системы пригодной для эксплуатации пользователями необходим более понятный и пользователе ориентированный интерфейс который позволит оптимизировать работу специалиста.
Помимо интерфейса в данной системе при помощи свободного доступа к разработке модулей и сценариев необходимо реализовать сценарий по автоматическому построению нужных моделей после чего портировать данную систему с переводом ее в формат клиент-серверного приложения.
Для оптимизации затрат по ресурсам необходимо строго разграничить вычислительное ядро системы для уменьшения ресурсной нагрузки на клиентскую часть. На данный момент система не оптимизирована по ресурсной потребности что ведет к чрезмерным затратам по ресурсам как видео адаптера так и вычислительной мощности.
Предлагаемое решение:
Разработать интерфейс для проектируемой системы, создать необходимый сценарий построения моделей и подсчета всех численных характеристик, перенести приложение в формат клиент-сервер и настроить облачную обработку данных для серверной составляющей.