Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   5 ,  Octo be r   2020 ,  pp.  4853 ~ 4862   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 5 . pp 4853 - 48 62     4853       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Fra m ework fo r  e ffici ent  t ra nsf or mation f or  c omplex medi cal  d ata for  i mp ro vin g  a n alytical  c ap ability       Chandr u   A .  S . 1 ,  See thara m  K . 2   1 Depa rtment of  Com pute r   Scie n ce   and   Engi ne ering ,   Visvesvar a ya  T ec hnolog ical   Univer sit y   (VT U) ,   Indi a   2 Depa rtment of  Com pute r  Scie n ce   and   Engi ne ering ,  Jnana v ika s   I nstit ute of Te chn olog y ,   Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A ug   14 , 201 9   Re vised  Ma r   3 ,   2020   Accepte d  Ma r   1 8 , 202 0       The   adop ti on  of   var ious t e chnol o gic a l  adv anc eme nt  has  be en  a lrea d y   adopt ed   in  the   ar ea   of   hea lt h ca r e  sec tor.   Thi s  adop t ion  fac i li t ates  invol untar y   gene ra ti on  of  m edi ca l  d at a  t hat   c an  be  au t onom ously   pro gra m m ed  to    be  forwarde d   t o  a  dest ine d  h ub  in  th e  for m   of  cl oud  st ora ge  uni ts.     How eve r,   owing   to  such   t ec hnol ogie s  th ere  is  m assive  form at ion   of  compl e x   m edi ca l  d at a  th at   significan tly  ac ts  as  an  ov erh ea d  towar ds  per form ing   ana l y t ical  oper a ti on  as  well   as  unwante d  storage   uti l izati on .   The ref ore ,     the   propose d  s y stem  implements  a  novel   tra nsf orm at ion  te chn i que  tha t  is   ca pab le   of  usin g  a  t emplat e   b ase d  stuct ur e  o ver   cl oud   for  gene ra ti ng   struct ure d   data  f rom   highly   unstr uct ure d   data  in  a   non - conve n ti on al   m anne r .   The   cont ribu ti o n  of  th e  props oed  m et hodolo g y   is  th at   it   o ffe rs  faster   proc essing  and  s tora ge  op ti m izat ion.   Th e  stud y   o utc om e  al so  pro ves  thi s  fa ct  to  show   prop soed  sche m e  exc el s  bet te r  in  per for m anc e  in  cont ra st  to  exi sting   dat a   tra nsform ati on  sche m e.   Ke yw or d s :   Data tra ns f or m at ion   Healt hcar e   a na ly ti cs   Me dical     Stru ct ur iz at io n    Text m ining   Copyright   ©   202 0 Instit ute of   Ad v ance d  Engi ne eri ng  and  Sc ie n ce .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Chan dru   A .   S . ,   Re cearch  Sch ol ar,  Dep a rtm ent Com pu te r   Sci ence a nd   E ng i neer i ng,   Visv es va raya  Tech no l og ic al   Un i ver sit y ( VT U) ,    Be la gav i , In dia .   Em a il : chan dru .as.r e searc h@g m ai l.co m       1.   INTROD U CTION   W it h  the  incr easi ng   ad opti on  of   the  m ob il e  netwo r k  an d  ubiq uitou s  com pu ti ng ,  th ere  are  al s o  trem end ou s   in crease  in  a pp li cat ion   as  w el l  as  serv ic e s  that  facil it at e  the  us e r  with  exte ns iv e  data    avail abili ty   [1 ,  2].   Cl oud  c om pu ti ng  m a kes  t his  proc ess  easi er   by   their  dif fer e nt  ty pes  of  s ta nd a rd    serv ic es  [3 ] .  T he  be nef ic ia l  f act or   of  this  te chnolo gies  is  that  there  is  a  great er  deal  of  s ynch ronici ty   a m on g  diff e re nt  infor m at ion   captu ri ng   dev ic es ,  protoc ols  us e d  f or   pr ocessin g  the  inf or m at ion,  and   netw ork  dev ic es   to  route  the  da ta   to  def ine d  serv e rs  [4 ,  5] .  Howe ver ,  th ere  are  al so   e xtrem el y  challen gi ng   sit uatio n  for   handlin g  s uc h  m assive  fo rm s  of  e vo l ving  data.  T he  pro po s ed  stu dy  c on si ders  a  cas e  stud y  of  he a lt hcar e   sect or   w hich  auto no m ou sly   gathe r  data  from   diff eren t  f or m s  of   analo g,   di gital ,  and  hybr id  dev ic es  and  fetches  t his  dat a  to  the  hub  w her e  it   is  f ur t he r  sto red   i n  a  physi cal   un it   or   forw a r ded   t o  da ta   center.  A  t ypic al  sm art  he al thcare  unit   can  be   consi de red   t o  handle  m ulti ple  fo rm s  of   da ta   us in g  di ff e r ent  ty pes  of  s ensin g  dev ic es  where   div e rsified  in form ation  a bout t he p at ie nt  healt h  is c ollec te d [ 6].   Howe ver,  the   chall en ges  i n  this  sm art  te chnolo gical   a dvancem ent  are   i)  eac h  s e nsor   capt ur es     a  con ti nu ou s  da ta   and   the  siz e  of   the  data  is   ever   inc reasin g  w hich  ca nnot   be  store d  in  ph ysi cal   stora ge   ov e r    the  pr em ise s  of   healt hca re  un it s,  ii )  the  fo r m s   and   form ats  of   the  data  a re  highly   div e r sifie d  an d  ther e  cou ld   be  m or e  inclusion   of  the  su c h  data  fr om   the  sam e   healt hcare   un it s  le adin g  to  fo rm at ion   of   com plex  m e dical   data  [7 ] ,  ii i)  these  data  wh e n  thought  of  aggreg at e d  in  one   place  is  qu it e  diff ic ult  to  be  store d  as  they   form     a  conditi on   of  highly   unstruct ur e d  data  (in  s uch   f or m ,  conven ti onal   kn owle dge  ext racti on   m et ho d  ca nnot  be   app li ed ),  iv)   e xisti ng  ap proa ches  has  la rg e r   de gr ee   of  us a ge  of   distri bu t ed  s of t war e   f r a m ewo r k  li ke   Hado op   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 53   -   48 62   4854   and   Ma pRed uc e;   ho we ve r,   they   are  ver y  m uch   baseli ne  sta nd ar d  an d  there  is  al ways  a  need   to  a m end    the  c om plex  arch it ect ure  of  it   wh e n  t he  a pp li cat io n  de m and s  c ha ng e s.  Be side s  the re  a re  m any  r eporte d  loopholes  of   s uch  f ram ewo r k   w hic h  can not  be  rec ommende d  t o  be   use d  for  a  c riti cal   app li cat ion  e.g.   healt hcar e  whi ch  in volves  se ns it ive cli nical   data to  be use d i n fu t ur ist ic  ana ly sis [8 ] .    Existi ng  m ining   a ppr oach e s  are  a pp li ed   on  com plex  data  but  with  high ly   def ine d  a nd   co ntr olled   env i ronm ent  a nd   thei r  cost  e ff ect ive ness  in   the  fiel d  of   m edical   sci en ce  is  no t  ye t  been   pro ve n  [ 9] .  It  is   essenti al   to  ens ur e  that  a  com plex  f or m   of   m edical   data  be  identifie d  of   it s   un iq ue  data  st ru ct ur e  s o  that  there  is  a  good  possi bili ty   to  per f orm   str uctur iz at ion   of  the  c omplex  m edical   data.  On ce  t he  c om plex  m edical   data   is  form ulate d  i n  ef fici ent  dat a  structu re  tha n  it   op e ns   up  m any  ways  to  perform   analy s is  ov e r  the  str uc ture d  data.    H ow e ve r,   it   is  no t  eas y  way  as  s uch  data  are   al wa ys  in  the  f or m   of  s tream   and   the re  a re  va rio us   associat ed  pro blem s  [1 0].  A no t her  chall en ging  sce nar i o  of   c om plex  m e dical   data  will   be  to   pe rfo rm   stora ge   op ti m iz ation  to o  over clo ud. Not all  the d at a sh ould  be  sto red   ov e r  a cloud which also  e xponentia ll y i ncr eases   in  siz e.  He nc e,   a  bette r  stora ge   optim iz at ion   can  be  done  if   on ly   the   m ined  data  are   sto re d  in   the  distrib uted   cl oud  with  a  superi or   f or m   of   ind e xing  m echan ism .  Ther ef ore,  the  pr opos e d  syst e m   pr ese nts  a  so luti on w he re  a  un i que  tra ns f or m at ion   syst em   is  i m ple m ented  as  a  s olu ti on   t ow a r d  cu r ving  unstr uct ured  data  to  t he   highly   structu re d data wit hout  us i ng   any of th e syst e m  that has be en  im ple m ente d  ti ll  d at e or  usi ng  syst em  w hi ch ha s   higher   res ourc e  de pe nd e ncie s.  T he  fo c us  is  to wards  i ncorpor at in g  cost  eff ect ive ness   towa r ds   norm alizi ng     the co m plex  m edical  d at a.     The  pap e r  disc us ses  this  s olu t ion   in  te rm s  of   m et ho dolo gy,   al gorithm ,  and   be nc hm ark ed  outc om es.   The  orga nizat ion  of  this  p a pe r  is  as  fo ll ows:   Sect ion  1  disc us ses  a bout  t he   existi ng  li te ratur es   w her e   di fferent  te c hn iq ues  a re   discusse d  for  detect ion   sc he m es  us ed  i n  powe r  tra ns m iss ion   li nes  f ollo wed   by  disc ussi on   of   researc h  pro bl e m s  and   pro posed.   Sect io n  2  discusse s  ab out  al go rithm   i mp le m entat ion   fo ll ow e d  by  dis cussion   of r es ult analy s is i n  Sect io n 3. Fi nally , th e  c oncl us i ve  rem ark s a re  pro vid e d  in  Secti on  4.   The  Ba ck gro und .  This  sect i on   discu sses  about  the  e xisti ng   data  tra nsfo rm at ion   an d  proce ssin g  schem es  carried  out  towa rds  healt hcar e  sect or.  Stu dy  cons iderin g  the  E HR - base d  data   was  carrie d  out  by  Muslim   et   al .  [ 11 ]   fo c us i ng  towa r ds   redu ci ng  the  discr et ion   i n  the   e xisti ng  sta ndar ds   of  m edical  dat a .   Em ph asi s  towa rd s  a doptio n  of   E TL  (E xtra ct /Transfo rm /L oad)  to wards  proces sin g  the  heter og e ne ou s  data  is   al so   discusse d  by  Diouf   et   al .  [ 12 ]   w her e   the  a utho rs  c la i m ed  tha t  ex ist ing   tra nsfo r m at ion   schem e  sti ll   encou nters big ger  c halle nges  in fro m  o f pr e s ent stat e of com plex  data.  Wan g et  al. [1 3] h ave  d e velo pe d  a  dat a   sh ari ng   schem e  us in g  c onve ntion al   E TL  proces s  over  va ried  dataset   to   sh ow  th at   the ir  w ork  is  cap able  of  ini ti at ing   bette r  tra ns f or m at ion   process.     Dif fer e nt  w ork  ha s  bee n  ca rr ie d  ou t  t ow a r ds   m akin g  the   healt hcar e   syst e m   s m art   fo r  pr eci se   diagnosi ng   [14 - 17] .  The   wo r k  of  Ma g ari no   et   al .  [18]  has  presente d   a  prot otype - ba sed  m od el   f or  analy zi ng   t he  act ion   of  sle ep   sta te .  Existi ng   syst e m   has  al so   bein g  ca rr ie d  ou t   towa rd s le ver a ging the dia gn os is sy ste m  u si ng  m achine learn i ng  a ppr oach as w el l as fo c us in g  on  data pri vac y   as seen  in  t he work  of  Zh ong et  al.   [ 19]  and  Chen  et al .   [ 20 ] .    In c orp or at io n  of   t he  sm art  intel le ct ual  syst e m   us in g  big   data  ap proac h  was  ca rr ie d  out  by  Z ha ng     et   al .  [2 1]  f or   a ssist ing   ef fecti ve  dia gnos is.  S tud y  to wards  E HR  data  was  a lso  carrie d  out  by  Wu   et   al .  [22]  as   well   as  Viceco nti  et   al .  [2 3]  wh e re  bi g  data   appro ac h  has  been   us e d  for  m on it or in g  the   healt h - f act or   t ow a r ds   le ading   t o  an  eff ect ive  diag nosis  syst e m .  Stud y  towa r ds   existi ng   a ppr oa ches  of  bi g  da ta   analy ti cs  t ow a r ds   i m pr ovin g  the   healt hcar e  sy stem   is  carrie d  out  by  Sh a f qu at   et   al .  [24]  towa rd s  e volvin g  ou t  wit h  cost   eff ect ive  sc he m es  of   existi ng  tim es.  A  la ye r - ba sed  a ppr oach   was  car r ie d  out  by  C he n  et   al .  [25]  wh e re   a  sp eci fic  cas e  stud y  of  di abetes  has  be en  co ns ide re d  with  an  inte ntion   for  ev ol ving  up  with   highly  custom iz ed  treatm ent.  The  w ork  of   Gar at ti ni   et   al .  [26]  ha s  pr e sente d  dis c us sio n  of   sig nificat or  at trib ute  of   us in g  bi g  data   appro ac h  for   m anag in g  dia gnos ti c  analy s is  ov e r  le thal  disease.  Util izati on   of  H bas e  for   m edical   databa se  m anag e m ent  is  carried  out  by  Ch rim es  a nd   Zam ani  [2 7]   wh ere   bi g  da ta   analy ti cs  has  be e n  form ulate d  to wards  c ontrib ut ion   on  va ried   cl inica l  serv ic e s.  Ne arly ,  the   si m il ar  ty pes  of  the   ap proac h  we re   al so   discuss e d by the  Tawal be h  et  al.  [ 28 ] .    The  w ork  of   S ark a r  et   al .  [29 ]   has  pr ese nted   a  discuss io n  of  a  novel  sec uri ty   m od el   towar ds   m edical   dataset .  The  w or k  of  Zha ng   et   al .  [3 0]  have  discuss e d  ab ou t  the  sig nifi cance  of  m achine  le arn in g  to wards   sm art  clinical   serv ic es .  T he  work  of  S riniva san  a nd   A run asal a m   [3 1]  ha s  discu ssed  ab ou t  a  uniq ue  f or m   of   data  an al yt ic al   syst e m   toward s  em ph asi zi ng o ve r  t he  offer i ng  s ec ur in g  bi g  data  in   m edi cal   data. A   cl ose r  lo ok  into  the  e xisti ng   syst e m   towards  tra nsfo r m at ion   an d  an al yt ic al   based   appr oach   c ons iderin g  m edical   data  sh ows that it  has adopti on of  m achine learn i ng   or   big   data appr oach   wh e r e the idea is to f in d  an  el li te  s olu ti on  as  a  par t  of   t he   data  tran sf orm at ion   syst e m .  The  a ppr oac hes  are  cl aim e d  to  offer   bette r  outc om e  toward s   addressi ng   the   prob le m s  sta t ed  in  their  re s pecti ve  li te ratu re.  Th ey   existi ng   wor ks   are  associat ed  with  both  adv a ntage ous  f act s as w el l as   lim it i ng  f act ors  too.    The  w ork  of  Bhall a  and   Ba gg a  [ 32]   introdu ce s  a  m od el   known  as  op inion   m ining   f or   the  te xt   cat egorizat ion .   This  m od el   ha s  bee n  dev el op e d  by  us in g  RB - bayes  m od el .  T he  RB - Ba ye s  com pat at ion   i s   hav i ng   acc urac y  83 . 34.  T he  work   of  Aic h  et   al .  [33 ]   introdu ce s  a  m od el   cal le d  Neural - netw ork  to  cat egorize  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N: 20 88 - 8708       Framew or k  for  eff ic ie nt tran sf or m atio n  f or  c omplex  med ic al  d at a  fo r   im provi ng  analyti cal  ...   ( Ch andru  AS )   4855   the  we b - base d  te xt.  This  m odel   is  us ef ul  f or r esol ving  the re al - tim e  pr oble m   fo r  dif fer e nt   ty pes  of  te xt m ining  appr oach es .   T he  ne xt  sect io n  outl ines  the  pro blem   that  a re  extracte d  af te r  rev ie wing  an d  is  co ns i de red   as    the esse ntial  r e seach  pro blem s to be s olv e da nd is a ddresse d i n pro po se d st ud y.   The pr oble m s t hat are  yet  uns olv e d  in  leve ra ing  t he  a naly ti cal  p r ocessi ng  of m edical  d at a are:   a.   Existi ng  stu dies  are  s pecific  to  disease - ba s ed  a ppro ac h  w hich  narr ow s   dow n  the  s co pe   of   t he  e xisti ng  appr oach es  to wards  ge ner al i zed  diag nosis  ov e r  m edical  dat a.   b.   Ther e   is  no  wi de  range  of  co ns ide rati on  to  t he  fact  that  E HR  data   are  now   ge ne rated  i n  the   f or m   of  data   stream  w her e i t i s quit e chall eng i ng to  a pply  o nline   analy ti cs on t he  to p of  it .    c.   The  gran uliat y  of   the  data  and   it s  internal   structur e  is  s om et hin g  wh ic h  is  sign ific an tl y  m issi ng   from   the ex ist in g  sy stem  that cause s d e gr a datio n  i n  the  accu racy  in the a naly ti cal  p r ocess .   d.   Ap a rt  f r om   fr eq ue ntly   us e d  ET L  sc he m e,  there  is   no  m uch   novelty   to ward s  le ver a ging  data  trans form ation   schem e tow ar ds faci li ta ti ng   be tt er knowled ge  ex tract io n p r ocess.   Ba sed  on  the  above  uns olv e d  pr oble m   fr om  existi ng   syst em ,   the  fr am ing  of   the  pro ble m   sta teme nt   can  be  as  fo ll ows  “ Devel opin g  a  c omp uta ti onally  c os t  ef fe ct iv e  da ta   tra nsf or m atio ns   sc he me  for   facil it ating  pr oc essin g  t he c omplex  med ic al data  for  b et t er an alyti cal oper ation. ”   The  Pro po se d  So luti on .  T he  pr im e  aim  of   t he  pro posed  s yst e m   is  to  evo lve  up  an  ef f ect ive  data  trans for m ation  schem e  that  i s  capa ble  of   r end e rin g  the  s uitabil it y  of   th e  com plex  m edical   data  in  orde r  to  op ti m iz e   the  st or a ge  as  well   as  le ver age  the   analy ti cal  pr oc essing  of   the  m edical   data.  The  pro posed  syst e m   adopts  an  ana ly ti cal  research   m e tho dolo gy   in  or de r  to  achieve  it s  a i m .  The  pictorial   rep rese nta ti on   of     the m et ho dolo gy ado pted  i n pr opos e d  s ol ution i n sh own  in  Fig ur e   1 .   The  pro pose d  syst e m   ta kes  the  input  of  the   un str uctu re d  m edical   data  wh ic h  le ads  to   gen e rati on   of   su it ably   struct ur e d  data  in  a  non - co nventio nal  m ann er  in  order   t o  m ai nt ai n  cost  ef fecti ven e ss  of  m edical   data  analy sis. Th e  pro posed  syst e m  co ns ide rs  El ect ronic Healt h R ecord ( E HR)  d at a whic h  c onsist s of both  c li nical  as  well   as  non - cl inica l  infor m at ion   about  the  patie nt.  As su m ing   that  a  hea lt hcar e  syst e m   ho sts  it s  stora ge  serv ic es   ove r  cl oud  as   well   as  ass um ing   that  healt hcar e   syst em   ado pt s  va rio us   ad va nced  te ch nolo gies  t o  captu red  aut onom ou s  esse ntial   EHR  i nfor m at ion   of  the   pa ti ent;  it   can  be   co ns ide re d  th at   al l  these  E H R  data   are  forw a r ded   to  the   datace nt er  in   the   f or m   of  data  stream   wh ic h  is  f ur th e r  s ubj ect e d  to   stora ge  fo ll ow ed  by   analy sis.  H ow ever,  diff e ren t  from   any  existi ng   syst em ,  the  pro posed   syst e m   con si der s   that  ra w  m edical   dat a   sh oul d  not  be  directl y  store d  in  cl oud  st or a ge   un it   a nd  in ste ad  a  pr ocessi ng   is  a ppli ed  on  the  to p  of   it   to  m ake  the  data  m or e  su it able  f or   st orage  a nd  analy sis.  In   t his  re ga rd s ,  the  pro posed  syst em   con str ucts  an  a na ly ti ca l   env i ronm ent  that  aggre gates  a ll   the  unstr uctu red  data  i n  a  ve ry  uniq ue  for m   wh ic h  is  f urt her  sub j ect ed  t o  next   par t  of pr ocess ing .     The  pr opos e d  s stem  ex tract s d at a chunk s  ( or   ind ivi du al   patie nt d at a as a ce ll  an d  in dex  it s  v al ues  a nd  al l  the  cor e   fiel ds   ( al so   know n  as  hea ders)  fol lowed  by  a  un iqu e  i nd e xing  op e rati on.  T his   ind e xing  oper at i on  assist s  in  c onne ct ing   al l  the   r especti ve  valu es  of  eac h  c ore  fiel ds  in  a   te m po rar y  bu ff e r  ov e r  cl oud  w hile  al l   the  sta ti c  header  inf or m at ion   are  store d  pe r m anen tl y  in  the  cl ou d  st or a ge   un it s.  T he  be nf ic ia l  facto r  of   this   process  is  to   r esi st  the  it erati ve  ide ntific at io n  of  c or e  fiel ds  an d  sto rin g  the  sam e  wh ic h  consi der a bly  saves    the  processi ng  effor t  an d  ti m e .  The  pro po se d  syst e m   al so   us es  a  virtu al   te m pla te   based   a ppr oach   i n  ord er  to   facil it at e the p r ocess o f  in de xin g an d data st r uctu rizat ion   usi ng  a   m at rix - ba sed o per at io n.     The  pro posed   syst e m   us es  a   synta ct ic al   pa rsing  wh e re  s e m antic - base d  ap proac h  is  a pp li ed   with  higher  de gree   of   custom iz at ion   over  the   values  of   th e  cor e  fiel ds .   The  un st ru ct ur e d  data  is  t her e by   trans form ed  to  sem i - structur e d  a nd  fi n al ly   to  str uctu re d  m edical   data  where  fi nally   sem antic s  are  a ppli ed  t o  extract  t he  c orrect  in fer e nce  of  the   m edical   data  in   the   f orm   of   kn ow le dge.   The   nex t  s ect ion   discu sse s  about  the im ple m ent at ion   of prop ose d  syst em  w it h  res pect to al go rithm  an d  it s r e sp ect ive e xec ution .       U n s t r u c t u r e d   D a t a V i r t u a l   T e m p l a t e S t r e a m   D a t a   C h u n k C o r e   F i e l d s v a l u e s D a t a   S t r u c t u r i z a t i o n S y n t a c t i c a l   P a r s i n g K n o w l e d g e   E x t r a c t i o n I n d e x i n g   M a t r i x - B a s e d     Figure  1 .   A dopt ed  m et ho dolo gy for  p r opos e d  tra nsfo rm at io n  a nd  a naly ti cal   s yst e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 53   -   48 62   4856   2.   SY STE M  I M PLE MENT A TION   The  pro po se d  syst e m   intro du ces  a  uniq ue  f or m   of   sm art  EHR  syst em   t hat  is  capa ble   of  sto rin g    the  m ined  in form ation   witi n  t he  cl oud  distri bu te d  st or a ge  s yst e m   insp it ed   of  st or in g  the  raw  m edical   data  in  it .  Hen ce   the  ta rg et   is  to   ob ta in  highe r  de gr ee   of  st or a ge   optim iz at ion   an d  assist in g  a  sm oo th  a na ly ti ca l   op e rati on  f or   the  EHR  da ta .  This  sect ion   discuss es  a bout  the  assum ption  and   de pe nden ci es  associat ed   wit h  the d e sig n  c onstructio n fo ll owed  b y i m plem entat ion  strat egy an d  e xec ut ion   flo w.     2.1 .     Assu m pt i on   and  de pende nc ie s   The  pr i ma ry  assu mp ti on   of  the  pro posed  sy stem   is  that  there  are  var i ous  nu m ber s  of  he at hcar e  unit s  wh ic h  has  a n  auto no m ou s  m echan ism   to  up loa d  the  EH R  data  wh ic h  are  fr ee  from   any  error s  or   a rtifact s .     It  will   m ean  that  there  are   no   pro blem s   within  the  EHR  data  from   the  local   so ur ce  of  ori gina ti on .     The  sec ondar y  as s umptio n   of   t he  pr opose d  s yst em   is  t hat  al l  these  healt hcar e  c ha ins  are  c onne ct ed  to     cl oud - base d  a   serv ic e  w hic h  extracts  the   div ersi fied  E HR  data  from   m ulti ple  so urces  and   respo sit   it  in  distrib uted  ord er  in  the  cl ou d  cl us te rs .  Th e  te rti ar y  as sumptio n   of  the   propose d  syst e m   is  th at   there  are   div e rse  f or m s  of   E HR d at a  be ing   c ollec te d  and  when   t he  pro blem s  agg re gated  or   a rtifac ts  are  intr oduc ed  ove r  a  cl ou d  respos it ion   process .  Ther e f or e,  th e  go al   of  the  pr opos e d  syst em   will   be  to  address  this  pro bl e m   by   introd ucin g  a  te chn i qu e  t hat   can  recti fy  this   data  integrati on  pro blem   in  c loud  in  ord er  to  re du ce  t he  adv e rs e   eff ect  of unstr uc ture d  data. T he   core d e pende ncies   of  t he  pr opos e d  syst em   is al l  the EH R data i s in  the form at  of  te xt  a nd  co uld   be  res posi te d  in  any  fo r m at ;   ho we ve r,  fo r  ea sines s  in  com pu ti ng,  the  pro posed  s yst e m   consi ders the  text is i n plai n t ext form at .     2.2 .     Implem ent ati on   s tr at e gy   It  shou l d  be  no te d  that  pr opos e d  syst em   is  a  co m pu ta ti on al   m odel   that  ta rg et s   to  optim iz e     the  distrib uted  stora ge  syst e m   fo r  healt hcar e   un it   in  order   t o  facil it at e  s mart  analy ti cal   o per at io ns .  T he  stud y   of   t he  pro pose d  syst em   de m ands  a  stream   of   i nco m ing   data  from   the  so urce  of   t he  EHR  data;   howev e r,    su c h  m echan ism   is  qu it e  a  com plex  Ther ef ore ,  the  pro po se d  syst em   con structs  a n  analy ti cal   data  aggre gatio n  m od el   as  the  pr im ary  i m p leme ntati on   strat egy  so   that  ne ar - ti m e   traff ic   flo w  of   te xt ual  EHR  data  cou ld  be   m app ed  i n  pro po s ed  syst em .  Af te r  t he  proce ss  of   data  ag gregati on is  a naly ti cal ly  design,   the  ne xt  proces s  wil l   be  to  pe rfo rm   transfo rm ation   operati on  f r om   un struct ured  data  to  se m i - structur e d  data  so   that  a naly ti cal  op e rati on  ca n  be  act ually   car ried  out  on  the   to p  of  it .  T he  nex t   pa rt  of  th e  stu dy  im ple m ents  a  c on te xt - base d  m echan ism   whic h  ex t racts  the   m ined  in form at ion   on  the  ba sis  of  the  c orre la te d  data  ob ta ined  from   se m antic s  of   t he  te xt  extr act ed.   F or  this  pur po se ,  the   pr opos e d  syst em   perf or m s  init i al   cl assifi cat ion   of   t he  te xt  da ta   int o  two  ty pes   viz.   i)  sta ti c  data  and  ii )  dy nam i c  us e r  d at a .  F or   faster  proce ssing,  the  pro pose d  syst em   e xtracts     the  sta ti c  data   and   re posit   over  the  cl ou d  stora ge  unit s  wh il e  f or   m ain intai ning  non - re dundant  dat a  ov e r     the  distri bute d  cl oud  st or a ge  s yst e m ,  the  pro po s ed   syst em   e xtracts  t he  dynam ic   data,  in de x  i t  a nd  the n  re po sit   ov e r  t he  te m po ra ry  bu ff e r.   The  pro posed   al gorithm   is  t hen  ap plied   to   this  te m po rary   buff e r  i n  order  t o  facil it at e  data  trans form ation  op e rati on   fo ll ow e d  by  e xtra ct ion   of  m ining   ap proac h.   I n  the  entire  pro cess,    the  pro posed  s yst e m   of fer s   si gn i ficant  am ou nt  of  cost  e ff e ct ive  analy ti cal   op e rati on   ov er  the  m edical  data.   The  e xec ution  process  is as s how n  i n nex t  sub - sect io n.     2.3 .    Executi on   flo w   The  fi rst  ste p  of  the  e xecu ti on  flo w  is  to  pro cess  the  in put  stream   of   te xt  data.  H owev er,   it   is  pr io rly   discusse d  t hat  extracti on  of   s tream s  of   te xt  data  is  chall en ging  a nd   nee ds  an  acce s s  to   the  bu ff e r  of  cl oud  stora ge  points  wh ic h  m ai ntain s  an  a da ptive  qu e ue  syst em .  Howe ver,  the  pro po se d  syst e m   at tem pts  to  reali ze  this p roblem  b y const ru ct in g i ts o w n b uffer   of stream  d at a d s   ov e r  a  sam pl ed peri od of ti m e  t s,   see  Fig ur e  2 .       - - a 1 a 2 - - a 1 a 2 - - a 1 a 2 d i 1 ( d s 1 ) d i 2 ( d s 2 ) d i n ( d s n ) t s d a d m e m   Fi gure  2 .   Str uc ture of  inc om i ng d at a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N: 20 88 - 8708       Framew or k  for  eff ic ie nt tran sf or m atio n  f or  c omplex  med ic al  d at a  fo r   im provi ng  analyti cal  ...   ( Ch andru  AS )   4857   Ther e f or e,   the   first  ste p  of  th e  pro pose d  e xe cution  is  t o  c onstr uct  a  synth et ic   un st ru ct ured  data  ov e r   the  pro posed  buf fer   syst em .  The  al gorithm   tak es  the  in put  of  data  stream   ds   ov e r  a  def init e  sam pled  per iod   of   tim e ts wh ic h  a fter  processi ng yi el ds  tem _ m a trix ( te m po ra ry  m a tris of u ns tr uctu red data ).     Algorithm for Synthetic Unstructured Data Construction   Inpu t : d s   (data stream)   Output : tem_matrix (temporary matris of unstructured data)   Start   1.  For   i=1:t s   2.     d i ex tr ac t( d s )   3.     d a ag g( d i )   4.     d mem r ep os it (d a )   5.      For   j=1: a   6.           extract d stat ( h , p o )   7.           reposit d stat cloud_templ ate   8.           extract d dyn   9.           reposit d dyn tem_matrix   10.    End   11.  End   End     The  discuss i on s  of   ste ps   of   t he  al gorithm   are  as  f ollo ws:  The  al go rithm   consi ders  that   there  is  a n  ind ivi du al   data   d i   f or   eac h  res pecti ve  stream   of   data  d s   ( Line - 1).  T he  syst e m   than  ag gr e gates  al l  the  sam pled  incom ing   strea m   d s   and   sto r e  it   in  an  aggreg at e d  m at rix   d a   (Line - 2) .  All  these  data   are  the  cum ulati vely   aggre gated  fo ll ow e d  by  re po s it ing   da  i n  ord er  to  f orm   a  sa m pled  bu f fer   d m e m   (Line - 4).  T her e fore,  t he  buf fe r   dm e m  can  be  con si der e d  to posses  al l t he  agg re gated  strea m s  o f  sa m pled  data d a , which c an  be  no w  subj ect e d  to  further   pro cessi ng.  The  pro po se d  syst em   con siders  t hat  each  ind i vi du al   data  di  consi sts  of   in div id ual  patie nt  E HR  r ecords  a ,  w he re  the  va riabl e  a   will   nu m ber   of  uni qu e   EHR  recor d  of   i nd i vidual  patie nt.    Ther e  a re  good   po s sibil it ie s  that  nu m ber   of  a   in  one  in div id ual  data  d 1   c ou ld  dif fer   i n  an ot her   in div i du al   d 2   as  well  as they c ould als o be sa m e, it al l dep e nd s  up on the  densit y of t he  te x t data i n  t he  tr aff ic .    Ther e f or e,   co nsi der in g  al l  t he   value s o f  a   (Li ne - 5),  the   al go rithm   extracts  sta ti c  data  d stat   with r espect   to  the   hea de rs   he ad   a nd  poi nters   p o   (Line - 6).  Ba sic al ly ,   hea ders  a re  t he  pr im e  at tribu te   of  t he  fiel d  that  represe nts  the  com plete   colum n  of   te xt  data  with  resp ect   t o  it s  ty pe  w hil e  pointer  c onne ct s  al l  the  hea der   wit h  it s  resp ect ive  value  d d y n .  It  will   m ean  that  pro po se d  syst e m   m ake  us e  of   a  te m plate   base d  data  reposit io n  te chn iq ue  w he re  ds ta t  repres ents  sta ti c  data   ov er  the  te m plate   wh il e  d d y n   represe nts  patie nt  EHR  data  fed   by   the  per s onel   of  the  healt hcare   sect or .  It  interp rets  that  d d y n   is  a   direct  value  to  represen t  ind ivid ual  he aders     (h 1 ,  h 2 ,  … )  w her e  pointers  s egr e gates  header  with  i nd i vid ual  value  of  EHR  (Li ne - 7  and   Lin e - 8).  F inall y,    al l  the  ds ta t  data  are  respos it ed  ov e r  cl oud - te m plate   storag e  wh il e  use r  EHR  data  i.e.  d d y n   is  s tored   in     a  tem po ra ry  m at rix  te m_m atrix   (Li ne - 9)  w hich  has  al l  the  unstr uct ur e d  data.  T he   co ns trib utio n  of   t his  al gorithm   is t hat it  of fe rs  a sa ndboxi ng  m ec han ism  to  con s truct a  m e m or y sy stem wh ere  the u nst ru ct ur e d  data   can  be  sto re d  in  order   t o  facil it at e  u pco m ing  processi ng  of  data.  Fi g ure  3  pictorial ly   repr esents  the   proc essin g  of the  data stre a m  an d f ollowe d by re posit ing  it .       - - a 1 a 2 - - a 1 a 2 - - a 1 a 2 d i 1 ( d s 1 ) d i 2 ( d s 2 ) d i n ( d s n ) t s d a d m e m d s t a t d d y n S t o r e d   i n   c l o u d S t o r e d   i n   t e m _ m a t r i x i n d e x i n g     Figure  3 .   Me ch anism  o f  r e pos it ing  d at a   s trea m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 53   -   48 62   4858   The  ne xt p a rt of the  im ple m entat ion  is asso ci at ed  with the e xtracti ng know le dg e f r om   the d at a stor e d  in  tem po ra ry  m at rix.   The  al gorithm   ta kes  the  input  of  h   ( hea der s )  an d  d d y n   (d yna m ic   data)  w hich   after   processi ng yi el ds  a nd  ou tc ome  of  d sem _str uc   (se m i - structured   data) a nd term k now ( m ined  data ).       Algorithm for Mined Data Extraction using Semantic   Input :  h   (headers), d dyn   (dynamic data)   Output : d sem_struc   (semi - structured data), term know (mined data)   1.  For   h=1:max   2.    t1 ad d  <  a nd  >  t ag s  to   h   and d dyn   3.    reposit in d sem_struc   4.    [term loc] se ma nt i c( t1 )   5.    extract term know te rm   6.  End     The  disc us sio ns  of   ste ps   of   t he  al gorithm   a re  as  fo ll ows:  In   order   to  perfo m ing   m ining  op e rati on,     it   is  necessary  for  the  al gorithm   fo r  e ns ure  pro per   c onfirm at ion   of  the   use r  EHR  rec ord s.  As  t her e  a re   al so   po s sibil it ie s  of  re dundant  dat a  ( wh ic h  m ay   aff ect   t he  fu t ure  pa rt  of  a naly ti cal   op erati on),   t her e   is  a  ne ed  t o  perform   a  pro per  in dex i ng  op erati on.   F or  this  purpose ,  t he  al gorithm   first  acce sses   the  te m po ra ry  m at rix  wh ic h  has  al l  the  us e r - fed   E HR  recor ds   of  the  data;   howe ver,  there  is  no   sta ti c  data  in  the  tem po ra ry  m at rix.   Ther e f or e,  t he   al go rithm   will   need   to  c hec k  the  in de xes  of   the  eac h  h e ader s  pr e sent  i n  the  va riable  a   an d   const ru ct   a nd   ind e x.   T he  const ru ct io n  of  the  in de x  is   carrie d  out  on   t he  basis  of   t he  te rm   us ed  in    the in div id ual  head e rs wit h re sp ect  to  it s in div id ual locati on .    The  pr opos e d  syst e m   cal cula te s  the  nu m ber  of   e ntries  f or   each  in div id ua l  sa m pled  data   stream s  in  order  to  init ia ll y  con fi rm   the   owne rsh i p  of  respec t  ddyn   for  the  res pe ct ive  ind i vidu al   head e rs  h .  Fo r   a n  exam ple,  consi der   t hat  the re  are  th ree  headers,  i n  s uc h  c a se,  h 1(loc1) d d y n1 ,  h 2(loc2) d d y n 2 ,  an d  h 3(loc3) d d y n 3   with  resp ect   t o  three   dif fer e nt   locat ions  loc 1 ,   loc 2 ,  a nd  loc 3   resp ect ively .  T his  in de x  of   t he   res pecti ve  he ader s   and   l ocati on s  are  store d  in  c loud  unit   and   is  resp ect ively   ind e xed   with  the  res pect ive  us er  fed   E HR  data.    The  al gorithm   init ia ll y  con sid ers  al l  the  m axi m u m   max   hea der s  pr ese nt  in   data  stream s,  fo ll owe d  by  ad ding   sta rt  ta g  <  an d  end   ta g  />   (Li ne - 2).    T his  operati on  is  car ried  ou t  for  he ader   h   a nd   us e r  fe d  E HR  dat a  d d y n ,  wh ic h  res ults  in  sem i - structure  data  stored   i n  m a trix  d sem _st ruc   fr om   un struc ture d  data  (Li ne - 3).  It  shou l d  be  no te d  that  t his  op e rati on  is  ca rr ie d  out  wtho ut  us i ng  a ny  e xisti ng  to ols  of   any  distrib uted  f ram ewo r k  a nd  ye t  they  are q uite f ast er and  e ff ic i ent in t heir usa ge.     The  nex t  par t   of   t he  pr opose d  syst em   is   about  usi ng  the  sem antic   op erati on  in  or der   t o  obta in     the  co rr ect e d  m eaning   a nd  c on te xt  of  the   m edical   EHR  data  (Li ne - 4).  This  op e rati on   al lows   t he  propose d  syst e m   to  cons truct  c us tom ized   nu m ber   of  s e m antic s  on  th e   basis  of  the  pro blem s  in  diagnosis  a nd  hence  this   op e rati on  with   m ino r  finet un i ng   in  t he  sem a ntics  can  res ult  in  highly   i m p rove  sco pe  of   autom at ed  diagnosis   and  kn ow le dg e   extracti on  pro cess .  T he  pro pose d  syst em   ca n  c on st ru ct s  se m antic s  on   t he  basis  of   t he   na m e  of   the  prom inent  disease  or   t he  hi gh ly   sig nificant  re vie w  of  the  dis ease  m ade  by   certai n  ph y sic ia n.     The  c on st ru ct e d  sem antic s  are  app li ed  over   the  te rm s  t 1   fr om   Line - 2  w hich  c onnects  bo t h  sem i - structur e d  head e rs  a nd   use r  fe d  val ue  of  EHR r ec ord of i nd ivi du al   patie nt w it h resp ec t t o  it s ter m s a nd  l ocati on   (Li ne - 4) .   Finall y,  the  e xr act e d  te rm   is  co ns ide red  to  be  fi nal  out com e  of   the  pro posed   al gori thm   in  the  for m   of   knowle dge.  Th e  F ig ur e  4 intr oduces  the c om ple te  p r ocess  of  propose d  sy stem .       1 1 1 2 3 4 5 6 7 s 1 s 2 s 3 s n c 1 c 2 c i c j c k c z . . . ( i + j + k + … . + m ) = n U n s t r u c t _ d a t a U n s t r u c t _ d a t a U n s t r u c t _ d a t a E H R _ S e r v 1 E H R _ S e r v 2 E H R _ S e r v 3 E H R _ c l o u d A l g o r i t h m E H R _ c l o u d _ c l u s t e r < S t r u c t _ d a t a > a n a l y s t     Figure  4 .   Com plete   p ro ces s  of  p r opos e d  s yst e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N: 20 88 - 8708       Framew or k  for  eff ic ie nt tran sf or m atio n  f or  c omplex  med ic al  d at a  fo r   im provi ng  analyti cal  ...   ( Ch andru  AS )   4859   3.   RESU LT   A N ALYSIS   In   orde r  to  ca r ry  out  analy sis  of   t he  propose d  syst em ,  the  chall eng i ng  ste p  is  the  pri m ary   process  of   ta kin g  a  pr eci s e  input  of  E HR   data.    This  is  because   a  c omplex  form   of   E HR  data  is  re quire d  f or  this  pur pose  wh e re  the  dat a  is  la rg er  i n  dim ension   as  well   as  there  are  va rio us   form s  of   heter ogene uity   in  th e  data.   Ther e f or e,   the   pro posed  syst e m   rev ie we d  so m e  of   the   publica ll y  av ai la ble  dataset   [34 - 37]   in  orde r  t o  visu a li ze  the  pa tt ern s  of  poss ible  m edical   data  in  the  big  data.  He nce,  the  first  pr oce ss  is  to  ens ur e   that   pro po se d  syst e m   a lso  co ns id er  E HR  da ta   wh ic h  is  sim ilar  to   the  patte r n  of   bi g  da ta .  The  st ud y  c on sidere d    the  EHR  data  from   the  existi ng   sta nda rd   da ta set   of   [36 ,   37]   wh e re  each  file s  are  of   siz e  of   m egab yt es  with  diff e re nt  acce ssible  form at s  t hat  are  wi dely   su pp or te d  on   any  m achine.   Howev e r,   s uc h  avail able  da ta set   do e sn’t  ha ve  consi ste ncies  and   he nce,  t he re  is  a  nee d  to  co ns tr uct  an  arti fici al   E HR  data  a nd  hen ce ,     the p r opos e d  s yst e m  co ns truc ts a syntheti c E HR d at a whic h con sist s of m ulti ple h eaders wit h  al l head er s w it h  diff e re nt  val ue s  in  orde r  to   a ssess  the   ef fec ti ven ess  of  m i ning  a ppr oach.   The   pr opos e d  dataset   c onsist s  of  discrete  inf orm at ion   about  the  patie nts  as  well   as  it   a lso  has  va rio us   cl inica l  infer e nce s   fr om   the  ph ysi cal   of    the  res pecti ve  patie nt.  T he  pur pose  of  the   a naly sis  will   be   to  obta in  a nal yt ic al   info rm ation   a bout  the   disease   crit ic al ity of  t he  r es pecti ve pa ti ent.      3.1.    Assessme nt  en vironm ent   The  sc riptin g  of  the   pro po sed  syst em   has  bee n  ca rr ie d  ou t  i n  M A TLAB  c onsid erin g  norm al  windows  e nv ir on m ent  with  cor e - i3  m achine.  Ado ption   of   MATLAB  off ers  va rio us   be nef it s  of  carryi ng   out   trans form ation  op erati on   usi ng   the  m at rix - base d  m echan ism   in  or de r   t o  assess  the  pr op os e d  syst e m .     The  c om plete   i nput  data  is  spl it te d  into  sm aller  ve rsions  to  gen e rate  in div i du al   data  d i   w her e  t he  siz e  of  one   ind ivi du al  d at a   m ay  diff er from  each  oth er. The idea is also to  assess the o ve rall  d at a p r ocessin g  tim e t o  see if  diff e re nt  file   s iz e  has  a ny  ef fect  over   the  t hro ughput  of  a naly ti cal   op era ti on .  The  anal ysi s  of   t he  pro po s ed   stud y i s ca rr ie d o ut consi der in g  ti m e fo r data   structu rizat ion  and m e m or y sat ur at io n  sta te .     3.2.     Results   obt ain ed   The  asse ssm ent  of   pro po s ed  s yst e m   is  carried  out  for  ove rvi ewing  the  in di vidual  outc om e  as  well   as   com par at ive  outc om e.  The  com pu ta ti on   of  the  tim e  fo r   data  struct ur i zat ion   is  carri ed  out  by  obt ai ning     the  di ff e ren ce   betwee n  the   ti m es   for  pr e vious  recor d  with  the  cu rr e nt  dat a  struct ur iz at io n  record .  T he  a naly sis  is  carried  out  ov e r  10  e xp e ri m ental   tria ls,  wh e re  the  al lo cat ion   of  in put  datast ream   is  increase d  ra nd om l y  in  order t o  m ap  w it h  the  near - rea l world  d at a st r ea m ing  pr oces s over t he netw ork.   The  outc om e  i n  Fig ur e  5  sho ws  that  data  str uctu rizat ion   ti m e  increase  wi th  increase  in  e xp e rim ental   tria ls,  w hich  is   ver y  m uch   natur al   in   orde r.   It   is  beca us e  e ve ry  ex per im ental s  tria ls  hav e  va ryi ng   al lo cat ion   of  siz e  of   data  strea m s  with  10 - 20%  def i niti ve  increm ent  an d  rest  80 - 90 %   al locat ion   of   data  is  carried   ou t  i n  rand om   fash io n.   A n  inte resti ng  obse rv at i on  to  see   in   this  par t  of  a naly sis  are   tw o  f olds   viz.   i)  t he  pro po s ed   syst e m   of fer s  a  gr a dual   incr ease  in  tim e,  wh ic h  is  quit e  determ inist ic   in  orde r  an d  s hows  that  it   offe rs     a  sta bili zed  da t a  processin g  c apab il it y,  an d  ii )  irres pecti ve   of   fluct uating  siz e  of   data  st ream s,  the  pro po s ed   syst e m   of fer s  bette r  tran sf orm at ion   perfor m ance  wh e re  abno rm al   traff ic   increase  do e sn ’t  hav e  a  si gnific an t   eff ect  to wa rd s   the p e rfo rm ing  of  perform ing  an al yt ic a l op er at ion .            Figure  5 .   O utc om e o f  d at a  s tr uctu rizat ion   t i m e       The  ne xt  pa rt  of   the  a naly sis  is  check   f or  the  tim e  con sum pt ion   f or   t he   cor e  a naly ti cal   pr oce ss  as   well   as  data  s tructu rizat ion   process .  Ba sci cal ly ,  an  eff e ct ive  data  str uc turizat ion   al ways  le ad  to   highe r   accuracy  of  th e  m ined  data;   howe ver,  high er  value  o f  the   know le dg e  e xt racti on   tim e  c an  be  ex pecte d.  It  is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 53   -   48 62   4860   because   after  the  data  struct uri zat ion   is  carr ie d  ou t  tha n  the  syst e m   will  be  al ways  require d  to  cro ss  chec k  with  the  ind e xes  from   the   cl ou d  res our ces  in  or de r  to  co nf irm   the  po sit ion   a nd  te r m   ob ta ined   from     the  dynam ic   data.  This  co ul d  possi bly  increase  the  knowle dge  extr act ion   ti m e  to  som e  extent.  Fig ure   6  highli gh ts  t he  sam e  fact  wh ere  it   is  sh ow n  that  knowle dge   extracti on  tim e  is  sli gh tl y  m or e  t han   t he  ti m e  for   daa str uctu rizat ion .           Figure  6 .   An al ysi s o f  o ver al l  c om pu ta ti on al   t i m e       Ap a rt  f ro m   t his,  the  pro pose d  syst em   has  been   c om par ed  with  the  existi ng  ETL  sch em e   (Ex t ract/ Transf or m /Load)   w hi ch  is  the  f re qu e ntly   us e d  data  trans f or m at ion   sc hem e  in  existi ng  syst e m     (e. g.   [11 - 13] ).  The   com parat ive  analy sis   is  car ried  out  with   re sp e ct   to  re spo n s e  tim e  and   m e m or y  consum ption  a s sho wn in  Fig ur e   7 .          (a)     ( b )     Figure  7 .   Com par at ive   a naly s is ,  (a ) An al ysi s  of  r e spo ns e  t im e ,   (b) Analy s is of  m e m or y  c on s um ption       A  cl os er  lo ok  into  the  outc o m e  of   the  com par at ive  analy sis  in  Fig ure  7   s hows  th at   propo sed  syst em   offer s  sig nifica ntly  b et te r per f or m ance as c om par ed  to t he e xisti ng syst em   in term s o f  r esp on se  tim e  as sho wn   in  Fig ur e  7(a )   and   m e m or y  consum ption   t i m e  as  sh own   in  Fig ur e  7(b ).   T he  pri m e  r easo n  be hind  t his  is    ETL  sc hem e  i s  shro uded   wit h  a  pro blem   of   pa rsing  with   the  s ource  da ta   especial ly   of  the  data  is  m assive    and   heter og e ne ous  in  it sel f.   Howev e r,   propose d  syst em   of fe rs  a  ve ry  li gh twei ght  schem e  witho ut   any   dep e ndencies   of   t hir d  par ty   app li cat io ns   or  plugin s  as  w el l  as  us es   a  s i m plifie d  sem antic s  f or  extr act ing    the  knowle dge .  The  outc om e  of   m e m or y  con su m ption   al s o  sho ws  that  pro ps e d  syst e m   occupies  a  ve r y  low   a m ou nt   of  m e m or y.  The  c ore  reas on b ehi nd  this   is  that p r opos e d  syst em   us es  a   sa ndboxi ng   m echan ism   w here   a  tem po rar y  buff e r  is  co ns tr uc te d  w hich  ca n  sign ific a ntly   save  the  c onsu m ption   of  the  m e m or y.  He nce,   there   is  no   rec ord   of  the  unde rly ing   process  w hich  m akes  the  analy ti cal   op erati on  faste r   as  well   as  m e m or y  eff ic ie nt.  Th e r efore, t he pr op os e d  syse m  o ffers a c os t e ff ec ti ve  data tra nsf or m at ion  proc e ss for EHR  d at a.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g   IS S N: 20 88 - 8708       Framew or k  for  eff ic ie nt tran sf or m atio n  f or  c omplex  med ic al  d at a  fo r   im provi ng  analyti cal  ...   ( Ch andru  AS )   4861   4.   CONCL US I O N   T he   pa pe r   p r e s e nt s   a   un i qu e   a pp r oa c h  o f   t r a ns f o r m at i on   w he r e   t he   c om pl e x  un s t r uc t ur e d  s t r e am   of   m e di c al   da t e  i s  c on ve r t e d  t o  h i gh l y   s t r uc t ur e d  da t a   i n  di f f e r e nt   m ec ha ni sm   t ha t   i s   f r e e   f r om   a ny   de pe nd e nc i e s .  T he   c o nt r i bu t i on   of   t he   pr o p os e d  s y s t em   a r e   a s   f ol l o w :   i )   t he   p r o po s e d  s y s t em   r e du c e d  t he   s t or a ge   c om pl e xi t y   a s   w e l l   a s   i nc r e a s e s   f a s t e r   pr oc e s s i ng   t im e ,   i i )   t he   pr op os e d  s y s t em   i nt r od uc e s   a   no ve l   m e c ha ni sm   t o  i de nt i f y   s t a ti c   a nd   dy na m i c   da t a   w he r e   t he   s t a t i c   da t a   i s   s t or e d  i n   c l ou d  a nd   dy na m ic   da t a   i s   s t or e d   i n  t e m po r a r y   bu f f e r   us i ng   t e m pl at e   ba s e d  a p pr oa c h,   i i i )   t he   pr o p os e d  s y s t em   do e s n’ t   s t or e   a ny   r a w   da t a   o ve r   c l ou d  bu t   s t or e s   on l y   t he  m i ne d  da t a   w hi c h  r e du c e s   hi gh e r   de g r e e   of   c om pl e xi t y  a nd   i nc r e a s e s   e nr i c hn e s s   of   da t a .       REFERE NCE S   [1]   L.  P a l l a v i ,   e t   a l .,   “ E R MO ²   a l g o r i t h m :   a n   e n e r g y   e f f i c i e n t   m o b i l i t y  m a n a g e m e n t   i n   m o b i l e   c l o u d   c o m p u t i n g   s y s t e m   f o r   5 G  h e t e r o g e n e o u s   n e t wo r k s ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f  E l e c t r i c a l   a n d   C o m pu t e r   E n g i n e e r i ng   ( I J E C E ) ,   v o l .   9 ,     n o .   3 ,   p p .   1 9 57 - 1 9 6 7 ,   2019 .   [2]   C .   D o b r e   a n d   F .   X h a f a ,   “ P e r va s i v e   C o m pu t i n g :   N e x t   G e n e r a t i o n   P l a t f o r m s   fo r   I n t e l l i g e n t   D a t a   C o l l e c t i o n , ”   A c a d e m i c   P r e s s ,   2 0 1 6 .   [3]   T.  F r a n c i s   a n d   M .   M a d h i a j a g a n ,   “ A   C om p a r i s on   o f   C l o u d  E x e c u t i o n   M e c h a n i sm s :   F o g ,   E d g e   a n d   C l o n e   C l o ud  C o m pu t i n g , ”   P r o c e e d i n g   o f   t h e   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   C o m p u t e r  S c i e n c e   a n d   I n f o r m a t i c s ,   v o l .   4 ,   p p .   446 - 450 ,  2017 .   [4]   F .   M .   G r o om   a n d   S .   S .   J o n e s ,   “ En t e r p r i s e   C l o u d   C o m pu t i n g   f o r   No n - E n g i n e e r s , ”   C R C   P r e s s ,   2 0 18 .   [5]   K .   L .   J a c k s o n   a n d   S .   Go e s s l i ng ,  “ A r c h i t e c t i n g  C l o u d   Co m p u tin g   S o l u t i o ns :   B u i l d   c l o u d   s t ra t e g i e s   t h a t   a l i g n   t e c h n o l o g y   a n d   e c o n o m i c s   w h i l e   e f f e c t i v e l y  m a n a g i n g   r i s k , ”   P a c k t   P u b l i s h i n g   L t d ,   2 0 1 8 .   [6]   A .   R g h i o u i   a n d   A .   O u m n a d ,   “ C ha l l e n g e s   a n d   o p p o r t u n i t i e s   o f   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   i n   h e a l t h c a r e ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r na l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i ne e r i n g   ( I J E C E) ,   v o l .   8 ,   n o .   5 , p p .   2753 - 2761 ,  2018 .   [7]   B .   R i s t e v s k i   a n d  M .   C h e n ,   “ B i g   D a t a   A n a l y t i c s   i n   M e d i c i n e   a n d   H e a l t h c a r e , ”   J o u r n a l   o f   I n t e gr a t ive   B i o i n f o r m a t i c s ,  vo l .   1 5 ,   n o .   3 ,   2 0 1 8 .   [8]   K .   A b ou e l m e h di ,   e t   a l . ,  “ B i g   h e a l t h c a r e   d a t a :   p r e s e r v i n g   s e cu r i t y   a n d   p r i v a c y, ”   J o u r n a l   o f   B i g   D a t a ,  vol .  5 ,     n o.   1 ,   2 0 1 8 .   [9]   Z .   A .   M d a g h r i ,   e t   a l . ,  “ S t u d y  a n d   a n a l y s i s   o f   d a t a   m i n i n g   f o r   h e a l t h c a r e , ”   2 0 1 6   4 t h   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o l l o q u i u m  o n   I n f o r m a t i o n   Sc i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   ( C i S t) ,   T a n g i e r ,   p p .   7 7 - 82 ,  2016 .   [ 1 0]   Z .   K a r a k a ya ,   “ So f t w a r e   e n g i n e e r i n g   i s s u es   i n   b i g  d a t a   a p p l i c a t i o n   d e v e l o p m e n t , ”   2 0 1 7   I n t e r n a t i o na l   C o n f e r e n c e   o n  C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g   ( U B MK) ,   A n t a l y a ,   p p .   8 5 1 - 855 ,  2017 .   [ 1 1]   A .   M u s l im ,   e t   a l . ,  “ W e b   s e r v ice s   o f   t r a n s f o rm a t i o n   d a t a   b a s e d   o n   O p e n E HR   i n t o   H e a l t h   L e v e l   S e v e n   ( H L 7 )  s t a n d a r d s , ”   2 0 1 7  S e c o n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o r m a t i c s   an d   C o m p u t i n g   ( IC I C) ,   J a y a p u r a ,   p p .   1 - 4 ,  2017 .   [ 1 2]   P .   S .   D i o uf ,   e t   a l . ,  “ V a r i e t y   o f   d a t a   i n   t h e   E T L   p r o c e s s e s   i n  t h e   c l o u d :   S t a t e   o f   t h e   a r t , ”   2 0 1 8   I E E E   I n t e r n a t i o n a l  C o n f e r e n c e   o n   I n n o v a t i v e   R e s e a r c h   a n d   D e v e l o p m e n t   ( I C I RD) ,   B a n g k o k ,   p p .   1 - 5 ,  2018 .   [ 1 3]   Q .   W a n g ,   e t   a l . ,   “ R e s e a r c h   o f   E TL  o n   u n i v e r s i t y   d a t a   e x c h a n g e   p l a t f o r m , ”   2 0 1 1   IE E E   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i um   on   I T   i n   M e d i c i n e   a n d   E d u c a t i o n ,   C u a n g z h o u ,   p p .   2 8 5 - 288 ,  2011 .   [ 1 4]   Y .   W a n g ,   e t   a l .,   “ B i g   d a t a   a n a l y t i c s :   U n d e r s t a n d i n g   i t s   c a p a b i l i t i e s   a n d   p o t e n t i a l   b e n e f i t s   f o r   h e a l t h c a r e   o r g a n i z a t i o n s ,”   T e c h n o l o g i c a l   F o r e c a s t i n g   a n d   S oc i a l   C h a n g e ,   v o l .   126 ,   p p .   3 - 13 ,  2 0 1 8 .   [ 1 5]   J .   A .  P e r e z ,   e t   a l . ,  “ B i g   D a t a   f o r  H e a l t h , ”   in   I E E E   J o u r n a l   o f   B i o m e d i c a l   a n d   He a l t h   I n f o r m a t i cs ,   v o l .   1 9 ,   n o .   4 ,     p p .   1 1 9 3 - 1 2 0 8 ,   Ju l .   2015 .   [ 1 6]   S .   T .   P r a s a d ,   e t   al . ,  “ D i a b e t i c   d a t a   a n a l ys i s   i n   b i g   d a t a   w i t h   p r e d i c t i v e   m e t h o d , ”   2 0 1 7   I n t e r n a t i o na l   C o n f e r e n c e   o n   Alg o r i t h m s ,   M e t h o d o l o g y ,   M o d e l s   &   Ap p l i c a t i o n s  i n   E m e r g i n g   T e c h n o l o g i e s   ( IC A M M A E T) ,   C h e n n a i ,   p p .   1 - 4 ,  2017 .   [ 1 7]   N .   D a s ,   e t   a l .,   “ B i g   D a t a   A n a lyti c s   f o r   M e d i c a l   A p p l i c a t i o n s ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   M o de r n   E d u c a t i o n   an d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   10 ,   n o .   2,   p p.   35 ,  2018 .   [ 1 8]   I .   G .  M a g a r i ñ o ,   e t   a l . ,  “ A g e n t - B a s e d   S im u l a t i on   o f   S m a r t   B e d s   W i t h   I n t e r n e t - of - T h i n g s   fo r   Ex p l o r i n g   B i g   D ata   A n a l y t i c s , ”   in   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   6 ,   p p .   366 - 3 7 9 ,   2 0 1 8 .   [ 1 9]   H .   Z h o n g   a n d   J .   X i a o ,   “ E n h a n c i n g   h e a l t h   r i s k   p re d i c t i o n   w i t h   d e e p   l e a r n i n g   o n   bi g   d a t a   a n d   r e v i s e d   f u s i on   n o d e  p a r a d i g m ,”   S c i e n t i f i c   P r o g r a m m in g ,   2017 .   [ 2 0]   M .   C h e n ,   e t   a l . ,  “ D is e a s e   P r e d i c t i o n   b y   M a c h i n e   L e a r n i n g   O v e r   B i g   D a t a   F r om   He a l t h c a r e   C o m m u n i t i e s , ”  in   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   5 ,   p p .   8 8 6 9 - 8 8 7 9 ,   2 01 7 .   [ 2 1]   Y .   Z h a n g ,   e t   a l . ,  “ H e a l t h - C PS :  H e a l t h c a r e   C yb e r - P h y s i c a l   S ys t e m   A ss i s t e d   by  C l o u d   a n d   B ig   D a t a , ”   in   I E E E   S y s t e m s   J o u r na l ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   8 8 - 9 5 ,   M a r .   2 0 1 7 .   [ 2 2]   P .   W u ,   e t   a l . ,  “ Om i c   a n d   E l ect r o n i c   H e a l t h   R e c o r d   B i g   D ata   A n a l y t i c s   f o r   P r e c i s i o n   M e di c i n e , ”   in   I E E E   T r a ns a c t i o n s   o n   B i o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   6 4 ,   n o .   2 ,   p p .   2 6 3 - 2 7 3 ,   F e b .   2017.   [ 2 3]   M .   V i c e c o n t i ,   e t   a l . ,  “ B i g   D a t a ,   B i g   K n o w l e d g e :   B i g   D a t a   f o r   P e r s o n a l i z e d   H e a l t h c a r e , ”   in   I E E E   J o u r n a l   of   B i o m e d i c a l   a n d   H e a l t h   I n f o r m a t ics ,   v o l .   1 9 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 0 9 - 1 2 1 5 ,   J u l .   2015 .   [ 2 4]   S .   S h a f q a t ,   e t   a l .,   “ B i g   d a t a   a n a l y t i c s   e n h a n c e d   h e a l t h c a r e   s y s t e m s :   a   r e v i e w ,”   T h e   J o u r n a l   o f   S u p e r c o m p u t i n g ,    p p .   1 - 46 ,  2018 .   [ 2 5]   M .   C h e n ,   e t   a l . ,  “ 5G - Sm a r t   D i a be t e s :   T o w a r d   P e r s o n a l i z e d   D i a b e t e s   D i a g n o s i s   w ith   H e a l t h c a r e   B i g   D a t a   C l o u d s , ”     in   I E E E   C o m m u n i c a t i o n s   M a g a zi n e ,   v o l .   5 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 6 - 2 3 ,   A pr .   2018.   [ 2 6]   C.   G a r a t t i n i ,   e t   a l .,   “ B i g   D a t a   A n a l yt i c s ,   I n f e c t i o u s   D i s e a s es   a n d   A ss o c i a t e d   E t h i c a l   I m p a c t s .”   P h i l o s o p hy  &   T e c h n o l o g y ,   v o l .   3 2 ,   p p .   6 9 - 85 ,  2 0 1 7 .   [ 2 7]   D .   C h r i m e s   a n d  H .   Z a m a n i ,   “ U s i n g   D i s t r i b u t e d  D a t a   o v e r   H B a s e   i n   B i g   D a t a   A n a l y t i c s   P l a t f o r m   f o r   C l i n i c a l   S e r v i c e s ,”   C o m pu t a t i o n a l   a n d   M a t h e m a t i c a l   M e t h o d s   i n   M e d i c i n e ,  v o l .   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 1 6 ,   2017 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 53   -   48 62   4862   [ 2 8]   L .   A .   T a w a l b e h ,   e t   a l . ,  “ M o b i l e   C l o u d   C o m p u t in g   M o d e l   a n d   B i g   D a t a   A n a l ys i s   f o r   H e a l t h c a r e   A p p l i c a t i o n s , ”     in   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   4 ,   p p .   6 1 7 1 - 6 1 8 0 ,   2 0 1 6 .   [ 2 9]   B .   K .   S a r k a r ,   “ Bi g   d a t a   f o r   s e c u r e   h e a l t h c a r e   s y s t e m :   a   c o n c e p t u a l   d e s i g n ,”   C o m p l e x   &   In t e l l i g e n t   S y s t e m s ,   v o l .   3 ,  n o .   2 ,   p p .   133 - 151 ,  2017 .   [ 3 0]   Y .   Z h a n g ,   e t   a l . ,  “ I EEE   A c c e s s   S p e c i a l   S e c t i o n   E d i t o r i a l :   B i g   D a t a   A n a l yt i c s   f o r   S m a r t   a n d   C o n n e c t e d   H e a l t h , ”   in   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   4 ,   p p .   9 9 0 6 - 9 9 0 9 ,   2 0 1 6 .   [ 3 1]   U .   S r i n i v as a n   a nd   B .   Ar u n a s a l a m ,   “ L e v e r a g i n g   B ig   D a t a   An a l y t i c s   t o   R e d u c e   H e a l t h c a r e   C o s t s , ”   in   I T   P ro f e s s i o na l ,  v o l .   1 5 ,   n o .   6 ,   p p .   2 1 - 2 8 ,   2 0 1 3 .   [ 3 2]   R .   B h a l l a   a n d   A .   B a g g a ,“ O p i ni o n   m i n i n g  f r am e w o rk   u s i ng   p r o p o s e d   r b - b a ye s   m o d e l   f o r   t ex t   c l a s s i f i c a t i o n ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r  E n g i n e e r i n g   ( I JEC E ) ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   4 7 7 - 4 8 5 ,   2019 .   [ 3 3]   S .   A i c h ,   e t   a l .,   “ C o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k - b a s e d   m o d e l   f o r   we b - b a s e d   t e x t   c l a s s i f i c a t i o n ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n al   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i ne e r i n g   ( I J E C E) ,   v o l .   9 ,  n o .   6 ,   p p .   5 1 8 5 - 51 9 1 ,   2019 .   [ 3 4]   “ C e n su s   D a t a , ”  U n i t e d   S t a t e   C e n s u s ,   [ O n l i n e] .   A va i l a b l e :   h t t p : / / w w w . c e n s us . g o v / da t a . h t m l .   [ R e t r i e v e d   11 - 04 - 2020 ].   [ 3 5]   “ P h y s i o n e t , ”   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / w w w . p h y s i o n e t . o r g / p h y s i o b a n k / d a t a b a s e / .   [ R e t r i e v e d   o n   1 1 - 04 - 2020 ]   [ 3 6]   “ R e g i s t r y   o f   O p e n   D a t a   o n   A W S , ”   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / r e g i s t r y . o p e n d a t a . a w s / ,  [ R e t r i e v e d   o n   1 1 - 04 - 2 0 20 ].   [ 3 7]   “ NH S  C o n t i n u i ng   H e a l t h c a r e   A c t i v i t y , ”  d a t a . g o v . u k .   [ O n l i n e] .   A va i l a b l e :   h t t p s : / / d a t a . g o v . u k / d a t a s e t / f 2 5 9 a 7 b 7 - 6 c 9 7 - 4632 - 93d0 - 3 8 b 93 a f b 3 2 4 f / n h s - c on t i n u i n g - h e a l t h c a r e - a c t i v i t y ,  R e t r i e v e d   o n   1 1 - 04 - 2020       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS          Chandr u  A  S ,   Assistant  P rof essor,  De pa rtm ent  of  I nfor m ation   Scie nce  &   En gin eeri ng ,  NI E  Insti tute  of   Tec hnol og y ,  My su r u,   I nd ia .  He  is  purs uing  his  P hD   from   VTU ,  Be la gav i,  I nd i a.  His   area   of   interest   is   Bi g  data  a naly tics.  He  has  8  ye ars  of  w ork   exp e rience .        S e e t h ar am   K e s h av ar a o,   Pro f essor,  Dep a rtm ent  of  Com pu t er  Scie nce   &  En gin eeri ng ,  Jn a nav i kas  In s ti tute  of   Tech no l og y,   Bi da di,  Be ngal uru ,  I nd ia .   He   ha s  c om plete d  his   PhD  f ro m   II T  Bom bay.  His  area  of  interest   was  arti fici al   intel li gen ce.  H e  has  ar ound  34 yea rs o f work  experie nce.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.