一种面向电子健康档案的Hadoop云计算平台实现

摘要

电子健康档案(Electronic Health Records,EHR)作为现代医学信息系统的一个重要分支,在整个医疗体系中起着重要作用。随着我国医疗信息化建设的越来越深入,传统的 EHR系统存在系统维护难度大、资源闲置浪费、“信息孤岛”等问题,而现有的云计算技术可以有效的解决这些难题。
　　云计算作为一种新兴的网络技术,与医疗信息化结合,提供安全可靠的医疗数据存储中心,轻松实现医疗数据与应用共享;同时,云计算系统对用户端的设备要求低,使用方便。有别于传统的电子健康档案管理系统,电子健康档案云计算系统可以通过云计算技术进行数据预处理和在线存储管理,让数据更加有效。
　　本文基于apache Hadoop设计了一种面向电子健康档案的Hadoop云平台,设计了资源扩容模块、业务文档存读模块、数据预处理模块、数据库模块。实现了电子健康数据的预处理,并根据《健康档案基本架构与数据标准(试行)》搭建出一套符合EHR标准的HBase数据库。个人电子健康档案数据存储在云平台,实现数据信息交换和业务协同,云平台向各级医疗机构、医生、个人、研究单位等提供服务。
　　本文首先介绍了电子健康档案相关概念以及存在的不足和缺陷,并介绍了云计算的基本情况,以及现有的电子健康档案云平台的发展,并论述了 EHR-Cloud与传统EHR的差别。然后,介绍了Hadoop平台的关键技术:HDFS、Mapreduce、HBase和电子健康档案的数据标准。
　　有别于传统EHR系统,本文设计的Hadoop云平台可以整合硬件资源,解决传统 EHR系统单机能力不足的缺点;可以利用集群服务器超强的并行计算能力,解决EHR存储和读取的问题。Hadoop的HBase数据库可以搭建一个无限扩容的数据库、实现海量个人终身EHR数据存储和读取,为后续数据挖掘做好数据准备。
　　在本文最后,进行了实验环境搭建和配置,并分别对身体健康监护数据、身体动作捕获数据进行程序分析并且做数据预处理实验。将处理之后的数据存放在HBase实例当中,基本实现的 EHR的功能。该实验环节表明基于 Hadoop的EHR-Cloud能够满足基本的电子健康档案数据预处理和数据存储需求。
　　在电子健康档案建设中应用云计算的相关理念和技术,利用云计算的无限扩容能力和资源整合能力集成电子健康档案,可以更好的实现健康信息的交换与共享,促进卫生医疗信息化发展,具有较好的经济意义和社会意义。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 EHR相关概念及研究进展

1.3 云计算相关概念及研究进展

1.4 EHR-Cloud研究现状

1.5 EHR-Cloud与传统EHR系统的差别

1.6 本文研究内容和特色

第二章 电子健康档案云平台关键技术介绍

2.1 分布式文件系统HDFS（Hadoop Distributed File System）

2.2 分布式计算模型Mapreduc

2.3 分布式数据库HBase

2.4 电子健康档案的数据规范

2.5 本章小结

第三章 电子健康档案（EHR）的Hadoop平台模型

3.1 应用范围

3.2 平台架构设计

3.3 EHR-Cloud的HDFS的读写机制

3.4 基于Mapreduce的健康监护和动作捕获设计

3.5基于HBase的EHR-Cloud数据库模型设计

3.6 本章小结

第四章 EHR-Cloud实现和应用实验

4.1 EHR-Cloud实验环境部署

4.2 业务文档模型及测试

4.3 Mapreduce数据预处理模型

4.4 EHR-Cloud数据库模型

4.4 本章小结

第五章 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献