[发明专利]一种基于有向图的多模态医学数据处理方法

说明书

本发明公开了一种基于有向图的多模态医学数据处理方法。有向图是图论中的经典数据结构，该结构由顶点和有向边相互连接构成。本发明针对现有多模态医学数据的处理方法无法同时提供足够的敏捷度和高性能的问题提出了一套可视化、交互性的解决方案：将各模态的固定功能的数据处理器定义为顶点；将数据的流动方向定义为有向边；有向边同时负责存储运行时数据；通过顶点和有向边的连接得到描述完整数据处理系统的有向图；用户通过有向图的绘制完成多模态医学数据处理系统的自定义设计；利用预先提供的顶点库为多模态医学数据处理系统的构建提供高重用性；有向图的解释执行以数据驱动的方式实现顶点之间的高性能乱序并发执行。

技术领域

本发明涉及医学数据分析、处理领域，尤其涉及到一种多模态医学数据处理方法。

背景技术

多模态数据是指同一个对象，描述的方式不同（视角或领域不同），把描述这些数据的每一个领域或者视角叫做一个模态（Modality）。多模态医学数据通常指对同一个病人的多种采样方法形成的不同来源和性质的数据，包括但不限于医学影像数据、临床文本数据、生物组学数据、流行病学数据等。多模态医学数据的分析和处理需要引入各领域的数据处理系统及方法、需要将各领域的数据处理系统加以融合并建立各模态数据之间的关联体系。多模态医学数据的分析过程需要对数据处理系统做出快速迭代以适应不断变化的研究思路，现有固定功能的分析处理系统在综合分析和处理这些数据时通常无法同时提供足够的灵活度、敏捷性和高性能。本发明就是在这样的技术背景下提出的。

发明内容

针对现有固定功能的医学数据处理软件在处理多模态数据时存在的问题，本发明提出了一种基于有向图的多模态医学数据处理方法。所提出方法利用有向图结构上的特性，将基于有向图的多模态医学数据处理系统可视化设计和有向图的的解释执行相结合。其中的设计过程以交互式、可视化地方式建立各模态数据的关联体系，从而以免编程的方式敏捷、高重用地创建数据处理系统；其中有向图的解释执行过程依据规则范围内顶点间可乱序并发执行的机理、利用多种计算资源高效地执行目标数据处理任务。有向图由顶点和有向边构成，图1描述了所提方法中顶点的构成和有向边的运行时数据读写机制。

上述目的通过以下方案实现：

1.一种基于有向图的多模态医学数据处理方法，该方法包含以下步骤：

步骤一：从顶点库中选取顶点并添加到有向图中

选择顶点库中用于处理各模态数据的顶点并添加到有向图中；所述顶点可被配置为各模态数据的加载器、运算器、保存器、观察器；

步骤二：将顶点用有向边连接

依据期望的数据流向将已添加到有向图中的顶点用有向边连接；如果有向图已经绘制完毕则进入步骤三，否则转到步骤一继续添加顶点；

步骤三：有向图的解释执行

不断地从有向图中找出处于可执行状态的顶点执行；执行完毕的顶点被设置为已执行状态；当所有顶点的状态都变成已执行状态时整图执行完毕。

2.一种基于有向图的多模态医学数据处理方法，步骤一中所述顶点库中的顶点包含：固定功能数据处理器、零至多个输入端口、零至多个输出端口、顶点内部数据、参数；每个顶点都有各自的用户界面与之相连，用于编辑参数、执行数据处理、查看状态；所述输入端口和所述输出端口包含数据定义和有向边连接口，数据定义包括数据类型（Type）和形状（Shape）；顶点输入、输出端口的数据定义可由顶点的固定功能数据处理器类型、参数、内部数据以及连入有向边另一端的数据类型综合决定。

3.一种基于有向图的多模态医学数据处理方法，步骤二中所述有向边沿着从输出端口到输入端口的方向连接顶点，并存储运行时数据；与有向边相连接的顶点可以通过输入、输出端口读写运行时数据；有向边中存储的运行时数据的定义与所连入的输入、输出端口中的数据定义一致。

4.一种基于有向图的多模态医学数据处理方法，步骤二中所述有向边在连接创建前可以进行数据定义检查；所述数据定义检查包括：

数据类型可接受性判定：