基于hadoop的医学影像存储检索系统的研究与实现

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1、硕士学位论文基于Hadoop的医学影像存储检索系统的研究与实现RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFMEDICALIMAGINGSTORAGEANDRETRIEVALSYSTEMBASEDONHADOOP马成龙哈尔滨工业大学2015年12月国内图书分类号：TP399学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于Hadoop的医学影像存储检索系统的研究与实现硕士研究生：马成龙导师：王亚东教授申请学位：工程硕士学科：计算机技术所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedI

2、ndex:TP399U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFMEDICALIMAGINGSTORAGEANDRETRIEVALSYSTEMBASEDONHADOOPCandidate：MaChenglongSupervisor：Prof.WangYadongAcademicDegreeAppliedfor：Master’sDegreeofEngineeringSpeciality：ComputerTechnologyAffiliation：

3、ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着我国医疗信息化的不断完善，图像处理技术的不断发展以及医院影像采集设备的不断升级，医学影像检测已经越来越可靠有效，成为了医生诊断的重要依据。现在的大型医院都使用放射科信息管理系统（RadiologyInformationSystem，RIS）和影像归档和通信系统（PictureArchivingandCommunicationSystems，PA

4、CS）相结合的模式来存储、调阅病人的影像图片，RIS负责预约、病例管理等功能，PACS负责影像数据的存储、调阅。随着区域影像共享协作平台的建立，传统PACS所采用的在线-近线-离线存储策略已经不能满足海量影像数据存储的需求，在海量影像数据的检索方面，PACS所使用的关系型数据库在海量数据规模下调阅影像效率低下，并且现有的PACS缺少完备的数据备份和容灾方案。本论文分析了使用HDFS存储海量医学影像文件的可行性、优势以及需要解决的问题，对PACS所提供的精确调阅、范围调阅功能如何在Hadoop中高效的实现进行了研究。主要研究内容包括：对海量医学影像数据在HDFS的存

5、储进行了研究，提出医学影像数据存储优化方法，将同序列影像文件存储在一个SequenceFile中，解决了Hadoop存储医学影像文件时名字节点的内存占用过大以及读取效率低下问题；面向PACS提供的精确条件查询，在非结构化数据库中根据实际调阅条件提出了基于布隆过滤器的多级索引方法，提高了影像查询的效率；针对PACS提供的范围查询无法在Hbase上直接实现的问题，提出了结构化查询任务流向非结构化数据的MapReduce任务流的映射模型，与现行PACS相比，提高了影像范围查询的效率。最后搭建Hadoop集群，实现基于Hadoop的影像存储检索系统，实验结果证明医学影像存

6、储优化方法有效的减少了名字节点内存消耗。通过本系统与现行PACS在精确条件查询、范围查询的检索用时的比较，证明了本系统在影像查询效率上优于现行PACS系统。关键词：医学影像存储；Hadoop；多级索引；NoSQL-I-AbstractAbstractMedicalimagingexaminationismoreandmorereliableandefficientasthecontinuousimprovementofmedicalinformatization,constantdevelopmentofimageprocessingtechnologyandfr

7、equentupgradeofimageacquisitiondevice.Asaresultithasbecomeaprimaryreferenceinmoderndiagnosingprocess.Tostoreandletdoctorsaccesstopatients’diagnosticimaging,themodernhospitalsusethejointworkofRadiologyInformationSyestems(RIS)andPictureArchivingandCommunicationSystems(PACS).RIShandlesta

8、sksli