基于sliq的分布式医学图像分类系统设计与实现

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1、江苏大学硕士学位论文可视化工作【2J。可视人是数字虚拟人体的第一代，图像分类是其中的一个重要处理及应用技术。另外，自2001年开始，中国虚拟人计划获得资助，在该计划中，为了确定可视化人体的具体部位，需要进行大量的图像分类工作。此外，在图像指导治疗技术中，医学图像后处理及其治疗方法、手术计划与导航和医学虚拟现实及其相关技术等都需要进行大量的医学图像分类工作。综上所述，医学图像分类方法的研究具有十分广泛的应用前景。目前可用的分类方法有很多，如神经网络分类法、决策树法、贝叶斯统计分类法、遗传算法和k-邻近值法等。这些方法可以有效地解决单机环境下医学图像的分类问题。然而，在现实环境中

2、，许多医院的医学图像数据是分散存放的，它们之问除了通过网络传递信息外，其他资源全部独立，因此，研究并提出适合于分布式医学图像的分类方法将有着重要的现实意义。1．2国内外研究现状1．2．1医学图像分类的研究现状近年来，在一些发达国家，围绕包括医学图像分类在内的医学图像挖掘技术已经开展了广泛而深入的研究，并已取得了一定的进展。如美国爱荷华州立大学的A．Kusiak等人提取了50个肺癌病人的一般信息(如年龄、性别等)和X光影像数据等18个特征数据，将粗糙集理论应用于数据挖掘，从而提高了肺癌病人早期诊断的正确率。日本合作研究发展中心的MitSumKakimot等人提出了用逻辑回归分析

3、算法(Logi咖Re伊essionAnalysisu㈣提取关联规则，发现了脑部功能与手指活动和说话行为之间的关系。日本YusukeUeharca等人在MDM／KDD2002年会上提出了基于假设驱动(1lypothesis．d由en)的多媒体数据挖掘过程的思想理论。加拿大劬erta大学计算机系的OsmarR．ZaiyaIle等人就神经网络和关联规则挖掘技术在乳腺癌分类研究中的应用进行了分析对比，认为神经网络的方法对数据集不平衡性的敏感程度低于关联规则挖掘方法。Ordonez提出了一种不依赖特定应用领域知识的图像关联规则算法，但是该算法只能产生图像对象共同出现的关联规则，仅仅适用

4、于相伺类型且只包含少量对象的图像，在很大程度上受着海量数据库集在快速执行时常见的算法问题的限制。在国内，清华大学石纯一、陆玉昌教授、中科院计算所史忠植研究员、中国2江苏大学硕士学位论文科技大学王煦法教授等已在数据挖掘研究方面取得了许多研究成果。上海交通大学生物医学工程系庄天戈教授采用《当代乳腺疾病X线诊断图谱》中的230个病例数据，应用决策树算法进行了数据挖掘的尝试。由中国科学院自动化研究所田捷教授、北京大学包尚联教授、西北大学周明全教授合著的专著《医学影像处理与分析》一书，系统地介绍了医学影像处理与分析技术，涵盖计算机断层扫描成像技术、医学图像的分割、医学图像的配准、医学图

5、像的三维重建与可视化技术、虚拟内窥镜技术及PACS系统等内容。江苏大学朱玉全、杨鹤标等人在所著《数据挖掘技术》中，对医学图像分类框架模型进行了分析，并利用关联规则进行了挖掘研究【3】。总之，国内在这方面的研究还处于起步阶段。1．2．2分布式医学图像分类系统的研究现状在分布式数据挖掘系统方面，Hillol勋曙upta等人提出的一个基于Agent的分布式数据挖掘系统PADMA，该系统不限定于特定的数据挖掘领域【41。PADMA系统由数据挖掘Agent、协调各Agent工作的Facilitator和用户接口等组件构成，数据挖掘Agent负责读取数据并提取高层次的信息。Faditat

6、or负责协调各Agem工作并提供信息给用户接口，它同时接收用户的反馈信息给各个Agent。PADMA系统有一个图形化的基于w曲的用户接口，用来把各Agent提取与特定查询相关的信息展现给用户。Facilitator接收用户接口以标准SQL格式提交的查询，这些查询被广播给各个Agent，Facilitator负责收集这些信息并将其展现给用户。该系统使用PPFS(ParallelPortableFileSystem)开发，以面向对象的方式用C++语言编码，提供了一个可扩展的架构，使用MPI(MessagePassingIIlterface)进行底层的消息交换和通信。该系统可以划分

7、为如下三个功能模块：并行数据读取和查询处理模块、收集汇总模块、用户交互、结果展现模块。几W(JavaAgentSforMeta．1eamin曲系统是A．L．Prodromidis等人共同设计的一个分布式数据开采系统【51。该系统提出了使用meta．1eaming进行分布式数据开采的思想。meta—leaming是一种计算高层cl弱sifiers(称为meta．d雒sifiers)的技术，即把各个数据库上分别独立计算的dassifiers以某种原则汇集成高层dassifiers的技术。该系统使用J趟，A语