【摘 要】
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心肌缺血是临床上常见的一种心血管疾病,严重威胁人们的生命健康。心电动力学图是一种基于确定学习理论的心肌缺血诊断新方法,通过对心电图进行分析计算,提高诊断准确率。但随着心肌缺血诊断需求的快速增长,传统的诊断平台无法实现海量心电图数据的分析计算。此外,如何存储、管理海量心电图数据及保障数据安全也成为迫切需要解决的问题。针对上述问题,本文设计并实现基于Flink和心电动力学图的心肌缺血诊断平台,包含表示
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心肌缺血是临床上常见的一种心血管疾病,严重威胁人们的生命健康。心电动力学图是一种基于确定学习理论的心肌缺血诊断新方法,通过对心电图进行分析计算,提高诊断准确率。但随着心肌缺血诊断需求的快速增长,传统的诊断平台无法实现海量心电图数据的分析计算。此外,如何存储、管理海量心电图数据及保障数据安全也成为迫切需要解决的问题。针对上述问题,本文设计并实现基于Flink和心电动力学图的心肌缺血诊断平台,包含表示层、业务层、计算层、数据层和支撑层五大层次。文章的主要工作如下:(1)研究海量数据计算方案。为解决海量心电图数据的批量计算及小规模心电图数据的流式计算问题,计算层设计并实现Flink云计算平台。首先,对基于心电动力学图的心肌缺血诊断C++程序进行JNI(Java Native Interface)实现,使其能够运行于Flink集群。其次,设计并实现Flink流处理应用程序,运行于Flink云计算平台。该云计算平台可以充分利用服务器集群的CPU资源,对心电图数据进行分布式计算,同时能够提供高吞吐、低延迟的心肌缺血诊断服务。支撑层则用于提升云计算平台的资源管理效率,实现高容错和高可用。(2)研究海量数据存储和管理方案。数据层自建私有云存储海量心电图和心电动力学图数据,而MySQL数据库只需存储文件路径及结构化数据,以减轻数据库压力。为了实现平台的整体功能,设计四大功能模块,包括心电诊断、病历管理、用户管理和平台管理。业务层基于Spring Boot框架实现各功能模块的业务逻辑处理,表示层提供操作简便、功能丰富、简洁美观的前端界面。(3)研究平台数据安全方案。基于混合加密算法实现表示层与业务层之间的RESTful API加密,保障数据传输安全。基于LSB(Least Significant Bit)算法实现私有云中海量心电图和心电动力学图数据的安全存储,保障数据存储安全。基于Spring Security实现平台用户的认证授权,保障数据使用安全。基于上述研究,本文设计并实现了数据快速计算、高效存储、有效管理且安全可靠的心肌缺血诊断平台。
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