第一章 醫(yī)學(xué)信息學(xué)概論-OK

1、醫(yī)學(xué)信息學(xué)概論學(xué)習(xí)目的和要求n教學(xué)目的教學(xué)目的: :通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握醫(yī)學(xué)信息通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握醫(yī)學(xué)信息學(xué)的基本原理，能用醫(yī)學(xué)信息學(xué)的方法和計算學(xué)的基本原理，能用醫(yī)學(xué)信息學(xué)的方法和計算機(jī)技術(shù)開展醫(yī)學(xué)研究。機(jī)技術(shù)開展醫(yī)學(xué)研究。 n完成醫(yī)學(xué)完成醫(yī)學(xué) 信息學(xué)課程設(shè)計信息學(xué)課程設(shè)計n撰寫一篇醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究領(lǐng)域的綜述報告撰寫一篇醫(yī)學(xué)信息學(xué)研究領(lǐng)域的綜述報告課程的內(nèi)容課程教學(xué)目的和要求2007-9-3中國中醫(yī)藥出版社克勞德艾爾伍德香農(nóng)習(xí)題中國中醫(yī)藥出版社數(shù)據(jù)、信息與知識之間的關(guān)系n數(shù)據(jù)是信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是信息的基礎(chǔ)n信息是對人們有用的數(shù)據(jù)信息是對人們有用的數(shù)據(jù)n知識是在信息的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提煉而成的關(guān)

2、知識是在信息的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提煉而成的關(guān)于自然和社會的認(rèn)識和經(jīng)驗的總和，指導(dǎo)人于自然和社會的認(rèn)識和經(jīng)驗的總和，指導(dǎo)人們從大量的數(shù)據(jù)中認(rèn)識信息的某種規(guī)律。們從大量的數(shù)據(jù)中認(rèn)識信息的某種規(guī)律。習(xí)題中國中醫(yī)藥出版社中國中醫(yī)藥出版社“信息信息” : :是人們通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后所獲是人們通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后所獲得的對人有用的數(shù)據(jù)。得的對人有用的數(shù)據(jù)。載體載體: :是承載信息的媒體。數(shù)據(jù)肩負(fù)著傳遞信息的是承載信息的媒體。數(shù)據(jù)肩負(fù)著傳遞信息的使命，所以叫載體。使命，所以叫載體。信息與載體的關(guān)系：載體是實體、是物質(zhì)，信息是信息與載體的關(guān)系：載體是實體、是物質(zhì)，信息是依附在實體的某些對象的屬性，它是抽象

3、的。信依附在實體的某些對象的屬性，它是抽象的。信息的傳遞要依賴物質(zhì)，信息是不可能脫離物質(zhì)而息的傳遞要依賴物質(zhì)，信息是不可能脫離物質(zhì)而獨立存在的。獨立存在的。例如，信息在人們的大腦里，是以大腦為載體。當(dāng)例如，信息在人們的大腦里，是以大腦為載體。當(dāng)人們把它說出來，它就以聲音為載體，把它寫在人們把它說出來，它就以聲音為載體，把它寫在紙上，它就以紙和文字為載體。若用電話傳遞，紙上，它就以紙和文字為載體。若用電話傳遞，則它就以聲音和電流為載體。則它就以聲音和電流為載體。習(xí)題中國學(xué)者的認(rèn)識n鐘信義信息科學(xué)原理n信息是事物運(yùn)動的狀態(tài)以及它的狀態(tài)改變的方式。n沒有約束條件的本體論層次n受主體約束的認(rèn)識論層次：

4、語法信息、語義信息、語用信息中國中醫(yī)藥出版社中國中醫(yī)藥出版社n收集信息是運(yùn)用信息的前提，只有收集收集信息是運(yùn)用信息的前提，只有收集到準(zhǔn)確、全面、真正能反映事物內(nèi)在特到準(zhǔn)確、全面、真正能反映事物內(nèi)在特性的信息，才能了解事物的內(nèi)在聯(lián)系，性的信息，才能了解事物的內(nèi)在聯(lián)系，揭示事物的本質(zhì)。揭示事物的本質(zhì)。n信息收集必須明確目標(biāo)。信息收集必須明確目標(biāo)。中國中醫(yī)藥出版社常用的收集信息的方法常用的收集信息的方法閱讀法閱讀法 投書法投書法 詢問法詢問法 觀察法觀察法 收聽法收聽法 采集法采集法 購買法購買法 網(wǎng)絡(luò)法網(wǎng)絡(luò)法 挖掘法：挖掘法：閱讀法：閱讀有關(guān)報紙、雜志、廣告、簡報、書籍、資料等，從中收集所需的信息

5、。 投書法：即給相關(guān)部門發(fā)信，請他們幫助收集有關(guān)信息。詢問法：向有關(guān)人員或部門詢問所需的某些信息 觀察法：帶著問題親自到現(xiàn)場觀察了解，收集第一手獲得的信息資料。收聽法：通過聽廣播，看電視，了解有關(guān)信息。采集法：利用專職或兼職信息員去收集信息。例如，公交公司派專人收集某條線路、某段時間、某站的客流量，以便調(diào)度高峰車輛。購買法：向信息服務(wù)機(jī)構(gòu)購買有關(guān)信息。例如，購買專利、信息中介、房屋中介等。網(wǎng)絡(luò)法：通過網(wǎng)絡(luò)上的電子郵件、MSN、新聞組、網(wǎng)絡(luò)搜索引擎、BBS討論組、網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫等方式收集信息。挖掘法：是指運(yùn)用計算機(jī)信息處理技術(shù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)等，通過對大量數(shù)據(jù)處理，從中

6、挖掘出人們所希望的信息，這是目前最有效的一種方法。中國中醫(yī)藥出版社信息分析原則信息分析原則在分析信息時，應(yīng)注意以下幾條原則。在分析信息時，應(yīng)注意以下幾條原則。 注意注意信息的時空性。信息的時空性。 注意信息的旁系性。注意信息的旁系性。 注注意信息的內(nèi)涵性注意信息的可拓展性。意信息的內(nèi)涵性注意信息的可拓展性。 注意信息的可組合性。注意信息的可組合性。 注意類比性。注意類比性。注意信息的時空性。例如，疾病的臨床信息注意信息的時空性。例如，疾病的臨床信息很多，隨著時間的推延，變化也很快，有些疾很多，隨著時間的推延，變化也很快，有些疾病很可能因為錯失了早期診斷信息的良機(jī)，而病很可能因為錯失了早期診斷信

7、息的良機(jī)，而造成不良的后果。造成不良的后果。注意信息的旁系性。對于社會系統(tǒng)、生物系統(tǒng)等動態(tài)系統(tǒng)來說，任何一條輸出信息注意信息的旁系性。對于社會系統(tǒng)、生物系統(tǒng)等動態(tài)系統(tǒng)來說，任何一條輸出信息一般都不會孤立地出現(xiàn)的，會有其他相關(guān)的信息結(jié)伴而來，只要人們仔細(xì)觀察，就一般都不會孤立地出現(xiàn)的，會有其他相關(guān)的信息結(jié)伴而來，只要人們仔細(xì)觀察，就可以獲得有利于分析的信息。例如，中醫(yī)通過望、問、聞、切仔細(xì)地觀察動態(tài)人體可以獲得有利于分析的信息。例如，中醫(yī)通過望、問、聞、切仔細(xì)地觀察動態(tài)人體的各項輸出數(shù)據(jù)，從中獲取有關(guān)人體表里、寒熱、虛實等的動態(tài)信息，然后，運(yùn)用的各項輸出數(shù)據(jù)，從中獲取有關(guān)人體表里、寒熱、虛實等的

8、動態(tài)信息，然后，運(yùn)用中藥、針灸等進(jìn)行調(diào)控，診療疾病。中醫(yī)強(qiáng)調(diào)四診合參，認(rèn)為單純的一項脈象數(shù)據(jù)，中藥、針灸等進(jìn)行調(diào)控，診療疾病。中醫(yī)強(qiáng)調(diào)四診合參，認(rèn)為單純的一項脈象數(shù)據(jù)，或一項問診數(shù)據(jù)有時會造成誤診，這是由于針對動態(tài)多維空間，單純的一項數(shù)據(jù)就或一項問診數(shù)據(jù)有時會造成誤診，這是由于針對動態(tài)多維空間，單純的一項數(shù)據(jù)就相當(dāng)于在多維空間中的一條定向軸，一般是無法精確地定位的，只有通過多方面數(shù)相當(dāng)于在多維空間中的一條定向軸，一般是無法精確地定位的，只有通過多方面數(shù)據(jù)的綜合才能確定動態(tài)系統(tǒng)在多維空間中的確切位置。據(jù)的綜合才能確定動態(tài)系統(tǒng)在多維空間中的確切位置。 注意信息的內(nèi)涵性。善于從事物的表面現(xiàn)象中注意信

9、息的內(nèi)涵性。善于從事物的表面現(xiàn)象中分析出具有內(nèi)在價值的信息。例如，無論西醫(yī)分析出具有內(nèi)在價值的信息。例如，無論西醫(yī)還是中醫(yī)，他們都是通過分析病人所反映的一還是中醫(yī)，他們都是通過分析病人所反映的一些表象，從中推斷出疾病的有關(guān)信息。些表象，從中推斷出疾病的有關(guān)信息。 注意信息的可拓展性。善于從文獻(xiàn)、注意信息的可拓展性。善于從文獻(xiàn)、著作、新聞報道等數(shù)據(jù)中，延伸出對著作、新聞報道等數(shù)據(jù)中，延伸出對自己有用的信息。自己有用的信息。 注意信息的可組合性。善于從各種公開的數(shù)據(jù)及注意信息的可組合性。善于從各種公開的數(shù)據(jù)及信息中綜合分析出對自己有用的信息。例如：中信息中綜合分析出對自己有用的信息。例如：中醫(yī)臨床

10、的辨證結(jié)論就是以四診信息的組合為基礎(chǔ)醫(yī)臨床的辨證結(jié)論就是以四診信息的組合為基礎(chǔ)的。的。 注意類比性。例如，中醫(yī)通過對陰陽五行控制系注意類比性。例如，中醫(yī)通過對陰陽五行控制系統(tǒng)的類比來認(rèn)識人體動態(tài)信息系統(tǒng)；西醫(yī)通過動統(tǒng)的類比來認(rèn)識人體動態(tài)信息系統(tǒng)；西醫(yī)通過動物實驗這種方式，將藥物在動物體內(nèi)的效應(yīng)類比物實驗這種方式，將藥物在動物體內(nèi)的效應(yīng)類比到人體。到人體。 習(xí)題總之，在現(xiàn)代信息社會中，信息量十分豐富，很總之，在現(xiàn)代信息社會中，信息量十分豐富，很多信息表面上看來似乎與自己無關(guān)，但是只要我多信息表面上看來似乎與自己無關(guān)，但是只要我們善于觀察、分析，就可能從中獲得很有用的信們善于觀察、分析，就可能從中

11、獲得很有用的信息。反之，即使是很有用的信息，也會與我們無息。反之，即使是很有用的信息，也會與我們無緣。緣。n起源于20世紀(jì)50年代n醫(yī)學(xué)計算機(jī)科學(xué)n生物醫(yī)學(xué)計算n計算生物學(xué)n醫(yī)學(xué)信息學(xué) （20世紀(jì)90年代）n健康信息或保健信息n生物信息學(xué)n生物醫(yī)學(xué)信息學(xué) n學(xué)術(shù)雜志“計算機(jī)和生物醫(yī)學(xué)研究”改名為“生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)”Edward H.ShortliffeEdward H.Shortliffe中國中醫(yī)藥出版社中國中醫(yī)藥出版社醫(yī)學(xué)信息學(xué)內(nèi)涵和外延中國中醫(yī)藥出版社醫(yī)學(xué)信息學(xué)的構(gòu)成和學(xué)科框架n除了包含醫(yī)學(xué)、信息學(xué)外，還涉及到網(wǎng)除了包含醫(yī)學(xué)、信息學(xué)外，還涉及到網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、無線傳感技絡(luò)通信技術(shù)、

12、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、無線傳感技術(shù)、人工智能等計算機(jī)科學(xué)的多個領(lǐng)域術(shù)、人工智能等計算機(jī)科學(xué)的多個領(lǐng)域，教學(xué)內(nèi)容涵蓋了信息處理技術(shù)、信息，教學(xué)內(nèi)容涵蓋了信息處理技術(shù)、信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、醫(yī)學(xué)圖象處理與傳輸、醫(yī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、醫(yī)學(xué)圖象處理與傳輸、醫(yī)院管理信息系統(tǒng)、臨床信息系統(tǒng)等多個院管理信息系統(tǒng)、臨床信息系統(tǒng)等多個研究領(lǐng)域。研究領(lǐng)域。 醫(yī)學(xué)信息學(xué)的構(gòu)成和學(xué)科框架公共衛(wèi)生分子個體器官組織細(xì)胞亞細(xì)胞蛋白基因公共衛(wèi)生信息學(xué)臨床信息學(xué)影像信息學(xué)生物信息學(xué)生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)臨床醫(yī)學(xué)計算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)認(rèn)知學(xué)管理學(xué)生物工程學(xué)流行病學(xué)及生物統(tǒng)計學(xué)編號編號學(xué)科知識點學(xué)科知識點編號編號學(xué)科知識點學(xué)科知識點1基礎(chǔ)知識3.3健康信息系

13、統(tǒng)及常用程序1.1臨床信息系統(tǒng)3.4臨床數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)1.2健康系統(tǒng)3.5信息系統(tǒng)的生命周期2臨床決策支持和醫(yī)療流程優(yōu)化4領(lǐng)導(dǎo)和管理革新2.1臨床決策支持4.1職能和流程建模2.2詢證醫(yī)學(xué)4.2高效的跨學(xué)科團(tuán)隊2.3臨床工作的分科、流程再造和質(zhì)控4.3高效的溝通3.健康信息系統(tǒng)4.4項目管理3.1常用信息科技4.5信息系統(tǒng)的戰(zhàn)略和投資回報管理3.2人機(jī)工程學(xué)4.6系統(tǒng)升級的管理基于本體論的分類體系n第I軸 方法nI.A. 信息與知識的表達(dá)nI.B. 信息與知識的處理nI.C. 經(jīng)驗型研究n第II軸 目標(biāo)nII.1 建立衛(wèi)生信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施n第III軸 應(yīng)用領(lǐng)域nIII.1 醫(yī)療保健n原始健康數(shù)據(jù)：影

14、像、生理數(shù)據(jù)n課題：數(shù)據(jù)采集和集成，實時生理信號分析、語音識別、傳感器采集、條形碼掃描n綜合數(shù)據(jù)庫：基因分類n課題：數(shù)據(jù)整合：數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)模型、語義網(wǎng)絡(luò)n知識庫層次：詞表、術(shù)語學(xué)、語義網(wǎng)等n課題：數(shù)據(jù)處理：存儲、提取、可視化、計算模型n知識結(jié)晶和理論：協(xié)議、臨床實用手冊n課題：知識獲?。簷C(jī)器學(xué)習(xí)、文本解釋、知識工程、決策理論學(xué)習(xí)記憶的整理背誦和回憶回想和椯摩選擇性注意感官感覺知覺分析決策執(zhí)行專業(yè)知識長期的記憶工作的記憶感官的記憶知識利用知識管理知識獲取數(shù)據(jù)推理數(shù)據(jù)優(yōu)化數(shù)據(jù)集成數(shù)據(jù)采集生物醫(yī)學(xué)知識知識庫數(shù)據(jù)庫生物的，醫(yī)學(xué)的，健康的現(xiàn)象人類機(jī)器信息的數(shù)字化信息的數(shù)字化“數(shù)字化數(shù)字化”是進(jìn)行信息處

15、理的關(guān)鍵之一。在是進(jìn)行信息處理的關(guān)鍵之一。在計算機(jī)內(nèi)部，所有的文字、符號、圖像計算機(jī)內(nèi)部，所有的文字、符號、圖像等數(shù)據(jù)都必須轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，也就等數(shù)據(jù)都必須轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，也就是說，一切進(jìn)入計算機(jī)的數(shù)據(jù)都必須進(jìn)是說，一切進(jìn)入計算機(jī)的數(shù)據(jù)都必須進(jìn)行行“數(shù)字化數(shù)字化”。 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的數(shù)字化數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的數(shù)字化數(shù)據(jù)n離散型的數(shù)據(jù)：常見的有心率、體溫、血壓、紅離散型的數(shù)據(jù)：常見的有心率、體溫、血壓、紅細(xì)胞的數(shù)量、白細(xì)胞的數(shù)量等均是數(shù)據(jù)。細(xì)胞的數(shù)量、白細(xì)胞的數(shù)量等均是數(shù)據(jù)。n連續(xù)型的數(shù)據(jù)：心電及腦電信號、中醫(yī)的脈象圖連續(xù)型的數(shù)據(jù)：心電及腦電信號、中醫(yī)的脈象圖等。等。n計算機(jī)處理這些物理量，采用計算

16、機(jī)處理這些物理量，采用“自動采樣自動采樣”的方的方法法n用用 “傳感器傳感器”按照要求每秒采樣若干次，連續(xù)數(shù)據(jù)的按照要求每秒采樣若干次，連續(xù)數(shù)據(jù)的“離散化處理離散化處理”n將采樣所得的這些物理量按一定的要求進(jìn)行將采樣所得的這些物理量按一定的要求進(jìn)行“數(shù)值數(shù)值化化”，用這些離散的數(shù)值數(shù)據(jù)近似地表示原先的連續(xù)，用這些離散的數(shù)值數(shù)據(jù)近似地表示原先的連續(xù)變量。變量。n經(jīng)過這樣經(jīng)過這樣“離散化離散化”、“數(shù)值化數(shù)值化”處理過的數(shù)據(jù)在進(jìn)處理過的數(shù)據(jù)在進(jìn)入計算機(jī)時都已經(jīng)數(shù)字化了。入計算機(jī)時都已經(jīng)數(shù)字化了。中醫(yī)信息學(xué)特點中醫(yī)的診療實踐過程作為一個信息處理過程來進(jìn)行研究，那中醫(yī)的診療實踐過程作為一個信息處理過程

17、來進(jìn)行研究，那么在這一信息處理過程就是一個臨床中醫(yī)信息系統(tǒng)。么在這一信息處理過程就是一個臨床中醫(yī)信息系統(tǒng)。n臨床上中醫(yī)通過望、聞、問、切收集患者的數(shù)據(jù)臨床上中醫(yī)通過望、聞、問、切收集患者的數(shù)據(jù)n運(yùn)用中醫(yī)理論、結(jié)合前人的經(jīng)驗及自己的經(jīng)驗對所得的數(shù)運(yùn)用中醫(yī)理論、結(jié)合前人的經(jīng)驗及自己的經(jīng)驗對所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，通過鑒別、分析、綜合評判，即對數(shù)據(jù)進(jìn)行據(jù)進(jìn)行整理，通過鑒別、分析、綜合評判，即對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后；加工處理后；n最后獲取有用信息，即辨證結(jié)論，在這基礎(chǔ)上制定治療對最后獲取有用信息，即辨證結(jié)論，在這基礎(chǔ)上制定治療對策，即運(yùn)用中藥、針灸、推拿等治療措施對患者進(jìn)行治療。策，即運(yùn)用中藥、針灸、推拿等

18、治療措施對患者進(jìn)行治療。專家系統(tǒng)軟件模擬一位名中醫(yī)的處理病人數(shù)據(jù)的全過程，那專家系統(tǒng)軟件模擬一位名中醫(yī)的處理病人數(shù)據(jù)的全過程，那么這個軟件就是這位名中醫(yī)的專家系統(tǒng)。么這個軟件就是這位名中醫(yī)的專家系統(tǒng)。中國中醫(yī)藥出版社從中醫(yī)信息學(xué)的角度看中醫(yī)的從中醫(yī)信息學(xué)的角度看中醫(yī)的臨床實踐過程臨床實踐過程n中醫(yī)的臨床實踐過程，它的核心內(nèi)容是中醫(yī)的臨床實踐過程，它的核心內(nèi)容是臨床數(shù)據(jù)的獲取及處理。臨床數(shù)據(jù)的獲取及處理。n從中醫(yī)信息學(xué)的角度來分析，這屬于該從中醫(yī)信息學(xué)的角度來分析，這屬于該學(xué)術(shù)領(lǐng)域中的傳感器技術(shù)及專家決策支學(xué)術(shù)領(lǐng)域中的傳感器技術(shù)及專家決策支持系統(tǒng)的研究范圍。這二方面的研究都持系統(tǒng)的研究范圍。這二

19、方面的研究都離不開現(xiàn)代的電子計算機(jī)信息處理技術(shù)。離不開現(xiàn)代的電子計算機(jī)信息處理技術(shù)。n 中醫(yī)與患者人體系統(tǒng)是一個超大型的信息調(diào)控系統(tǒng)人體系統(tǒng)是一個超大型的信息調(diào)控系統(tǒng)中醫(yī)、患者與計算機(jī)患者的機(jī)體可以看作類似于由多臺具有平行處理能患者的機(jī)體可以看作類似于由多臺具有平行處理能力的極高級計算機(jī)控制的極精密的自動信息處理力的極高級計算機(jī)控制的極精密的自動信息處理系統(tǒng)。人們在實踐中了解到該系統(tǒng)內(nèi)部不正常的系統(tǒng)。人們在實踐中了解到該系統(tǒng)內(nèi)部不正常的情況（病理數(shù)據(jù)）往往可以通過各種途徑反映到情況（病理數(shù)據(jù)）往往可以通過各種途徑反映到體表的狀態(tài)上來，也可以通過患者的主訴來了解。體表的狀態(tài)上來，也可以通過患者的主訴來了解。醫(yī)生可以收集這些病理數(shù)據(jù)。這反映在中醫(yī)診斷學(xué)醫(yī)生可以收集這些病理數(shù)據(jù)。這反映在中醫(yī)診斷學(xué)上，即通過望、聞、問、切的手段來收集患者的上，即通過望、聞、問、切的手段來收集患者的病理數(shù)據(jù)。然后，通過像計算機(jī)一樣的頭腦來分病理數(shù)據(jù)。然后，通過像計算機(jī)一樣的頭腦來分析這些數(shù)據(jù)，作出中醫(yī)診斷。析這些數(shù)據(jù)，作出中醫(yī)診斷?！氨孀C論治辨證論治”實際上，中醫(yī)所獲取的信息不僅體現(xiàn)了機(jī)體細(xì)實際上，中