医学信息学知识点整理
基础
医学信息学 (Medical Informatics)
计算机技术在所有医学领域中的应用
医学信息学包括如下四个要素
- 处理对象
生物学: 医学或更广义的健康医疗数据、 ; - 处理过程
采集: 存储、 传输、 分析、 利用和展现等步骤、 ; - 处理方法
数学: 统计学、 计算机科学等学科的理论、 技术和方法、 以及移动互联网, 物联网、 云计算、 大数据、 人工智能等新一代信息技术、 ; - 最终目的
改进患者健康水平: 辅助决策、 解决医疗及卫生信息化过程中的实际问题、 。
医学信息学的四大核心分支如下
- 生物信息学
以细胞: 蛋白质、 基因、 分子等为对象、 ; - 医学影像信息学
以器官: 组织等为对象、 ; - 临床信息学
以患者个体为对象: ; - 公共卫生信息学
以社会群体为对象: 。
医学信息的处理过程包括信息获取
精准医学
生物信息学 (Bioinformatics)
利用计算机技术研究生物信息的存储
生物信息学的发展阶段如下
- 前基因组时代
; - 基因组时代
; - 后基因组时代
。
生物信息学的主要任务如下
- 收集和管理生物分子数据
; - 开发生物数据分析工具和相关应用软件
; - 在生物数据基础上进行数据分析和生物知识挖掘
。
序列比对 (Sequence Alignment)
又称序列连配
GenBank
具有生物注释和目录的核酸序列综合数据库
NCBI(National Center for Biotechnology Information)
即美国国家生物技术信息中心 。
基于
FASTA
格式是用于记录核酸序列或肽序列的文本格式 其中的核酸或氨基酸均以单个字母编码呈现 , 。
EMBL(European Molecular Biology Laboratory) 数据库
欧洲分子生物实验室核酸数据库
日本 DNA 数据库 (DDBJ; DNA Data Bank of Japan)
亚洲唯一核酸序列数据库
基因组注释 (Genome Annotation)
利用生物信息学方法和工具
基因本体 (GO; Gene Ontology) 数据库
由
基因集功能富集分析
基于
- 差异表达基因功能的功能预测
; - 蛋白质互作网络用于基因功能预测
; - 利用
。
KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)
京都基因与基因组百科全书
人类基因组计划 (HGP; Human Genome Project)
HGP
与曼哈顿原子弹计划 阿波罗计划并成为人类三大科学计划 、 。
HGP
- 遗传图谱
; - 物理图谱
; - 基因图谱
; - 序列图谱
。
基因芯片 (DNA Chip)
又称
通过基因芯片获取基因表达数据的整个过程被称为杂交
- 制备芯片
固定, ; - 从细胞或组织中提取
通过逆转录, 与芯片杂交, ; - 用激光显微镜或荧光显微镜检测杂交后的芯片
通过荧光强度分析并得到, 。
医学影像信息学 (MII; Medical Imaging Informatics)
利用医学成像设备通过非侵入方式获取人体组织和器官影像的学科
常见影像信息系统如下
- 放射
; - 超声
; - 内镜
; - 心电
; - 病理
。
PACS(Picture Archiving and Communication System)
医学影像存储和传输系统
PACS
CT 值/亨氏单位 (Hounsfield Scale)
The Hounsfield scale is a quantitative scale for describing radiodensity(放射密度).
Substance | HU |
---|---|
Bone | +400 to +1000 |
Soft Tissue | +40 to +80 |
Water | 0 |
Fat | -60 to -100 |
Lung | -400 to -600 |
Air | -1000 |
利用
窗宽 (Window Width)
窗口的
窗宽内不同的的放射密度对应到
检查脑组织宜选用窄的窗宽
。
窗位指窗宽范围内均值或中心值
X 射线 (X-Ray)
又称伦琴射线
常规
血管造影 (Angiography)
介入检测法
数字 X 射线摄影 (DR; Digital Radiography)
非晶硅平板探测器把穿透人体的
计算机体层摄影 (CT; Computer Tomography)
比常规
核磁共振成像 (MRI; Magnetic Resonance Imaging)
利用核磁能量跃迁的弛豫过程进行成像
不能用于体内有金属的患者
幽闭恐惧症患者 、 小儿 、 。
增强核磁共振 (MRI with Contrast)
通过静脉注射显影剂提升图像清晰度
超声波 (Ultrasound)
只透过具有弹性与惯性介质
超声波诊断的两个特点如下
- 无放射性
意味着高安全性: ; - 实时图像
不需要等待胶片冲洗或数位成像的时间: 。
超声检查一般分为
然而超声波诊断的图像不如
X 射线清晰 且不适用于骨骼内部或含气体的组织 , (如肺部) 的诊断 。
临床信息学 (CI; Clinical Informatics)
关注患者个体
医院需从
以管理为中心 「 转变到 」 以患者为中心 「 以业务人员为主体 , 」 。
临床信息系统 (CIS; Clinical Information System)
处理医疗活动各阶段数据
医院信息系统 (HIS; Hospital Information System)
为医院整体运行提供全面的
医院信息平台实现如下基本目标
- 以患者为中心的信息资源整合与利用
; - 以电子病历为核心的医院数据中心建设
; - 以临床路径和知识库为基础的临床决策支持
; - 以医疗与人
财、 物运营为内容的管理决策支持、 ; - 以信息交换与共享为支撑的区域医疗协同
。
电子病历系统 (EMR System)
包括创建电子病历
电子病历系统应当支持的接口如下
- 药事管理
; - 检查检验
; - 医疗设备管理
; - 收费管理
。
电子病历 (EMR; Electronic Medical Record)
由医务人员在医疗活动中生成
电子病历贯穿整个医疗过程
- 病历概要
患者基本信息: 健康信息, 卫生事件摘要, 医疗费用记录等, ; - 门诊诊疗记录
病历: 处方, 处置, 护理和检验记录、 知情告知信息等, ; - 住院诊疗记录
住院志: 病程记录, 医嘱, 治疗, 护理、 检验和出院记录、 知情告知信息等, ; - 健康体检记录
; - 转诊记录
; - 法定医学证明及报告
; - 医疗机构信息
。
电子病历数据标准如下
- 电子病历数据结构
; - 电子病历临床文档信息模型
; - 电子临床文档数据组与数据元标准
; - 电子病历临床文档基础模板与数据集标准
。
电子病历的数据结构如下
- 临床文档
特定医疗活动或卫生事件产生的数据集合: 是电子病历中业务活动记录的基本形式, ; - 文档头
临床文档的各类标志信息: ; - 文档体
临床文档的具体记录内容: 包含临床语境, 。
- 文档头
- 文档段
将临床文档按逻辑拆分: 并提供临床语境, ; - 数据组
构成临床文档的基本单元: 由若干数据元组成, ; - 数据元
电子病历数据标准化的最小单元: 。
电子病历文档的数据描述形式可分为结构化
非结构化 、 多媒体或这三种形式的混合体 、 。
基于电子病历的医院信息平台安全保护等级整体上不低于第二级
医嘱 (Medical Order/Advice)
医生在医疗活动中下达的医学指令
医嘱可做如下分类
- 长期医嘱
执行两次以上的定期医嘱: ; - 临时医嘱
一次完成的医嘱: 。
医嘱管理包括如下方面
- 医嘱录入
; - 医嘱处理与执行
; - 医嘱模板管理
。
实验室/检验科信息系统 (LIS; Laboratory Information System)
智能辅助功能来处理大信息量的检验工作
医学上检查和检验的区别如下
- 检查
物理检查: 体格检查、 实验室检查等、 ; - 检验
实验室检查的另一说法: 。
临床知识库 (Clinical Knowledge Base)
为医师开具医嘱
临床知识库应该包括临床路径知识库
临床路径 (Clinical Pathway)
某一疾病的标准化治疗程序
合理用药 (Rational Use of Drugs)
安全有效地使用药物
医疗质量管理 (Clinical Quality Management)
医疗质量管理与控制包括如下方面
- 病历质量管理与控制
; - 合理用药监控
; - 医院感染监测
; - 医疗费用监控
。
公共卫生信息学 (PHI; Public Health Informatics)
以大众健康为目标
公共卫生 (Public Health)
防治疾病
公共卫生信息系统 (PHIS; Public Health Information System)
对医疗行政机构
公共卫生信息系统涉及如下内容
- 疾病监测
传染病: 疾病监测点和报告系统、 实验室网络等、 ; - 公共卫生监测
放射环境危险因素: 食品卫生等、 ; - 医疗救治
院前急救系统: 患者转运、 医疗活动人力资源系统、 药品等物资储备等、 ; - 指挥决策
突发事件评估及预案: 趋势预测、 指挥调度、 部门协调等、 。
疾病控制中心
其中传染病自动预警分为
单病例自动预警 「 和 」 移动百分位数法自动预警 「 两类 」 。
区域卫生 (Regional Health) 信息系统
以电子健康档案为核心
区域卫生信息系统面向居民个人
- 居民电子健康档案
; - 区域卫生信息平台
; - 区域卫生信息平台相关业务系统
; - 统一的信息标准和规范
。
区域卫生信息系统的研发实现方式包括如下三个方面
- 以面向服务的架构为基础
; - 以企业服务总线为核心
; - 以医疗行业规范为标准
。
区域卫生信息平台安全保护等级建议定为第三级
电子健康档案 (EHR; Electronic Health Record)
关于医疗保健对象健康状况的信息资源库
即居民健康管理
与电子病历不同
电子健康档案是对居民整体健康状况的报告 , 由更高级的公共卫生中心管理 , 。
电子健康档案信息量大
- 生命阶段
; - 健康和疾病问题
; - 卫生服务活动
。
电子健康档案的数据标准如下
- 卫生服务基本数据集标准
; - 公用数据元标准
; - 数据元分类代码标准
。
移动医疗 (Mobile Health)
将移动计算
移动医疗可分为如下两类
- 面向医院医生的
; - 直接面向用户或者患者的
。
远程医疗 (Telemedicine)
基于远程通信技术进行的远程医疗服务活动
远程医疗信息系统 (Telemedicine Information System)
采用现代通信
- 远程会诊
; - 远程心电诊断
影像诊断、 病理诊断、 ; - 远程手术示教
医学教育、 ; - 远程重症监护
; - 远程双向转诊
。
医学信息标准
医学信息表达标准
国际疾病分类 (ICD; International Classification of Diseases)
采用以病因为主
层次 | 编码位数 | 示例 |
---|---|---|
类目 | 3 | S82(小腿骨折) |
亚目 | 4 | S82.0(髌骨骨折) |
细目 | 5 | S82.01(髌骨开放性骨折) |
ICD
- 剑号
疾病原因: ; - 星号
疾病的临床表现: 。
SNOMED(Systematized Nomenclature of Human and Veterinary Medicine)
即人类与兽类医学系统术语
医学主题词 (MeSH; Medical Subject Headings)
用于标引期刊文献和书籍
诊断相关组 (DRG; Diagnosis Related Group)
专用于美国医保预付款制度的分类编码标准
统一医学语言系统 (UMLS; Unified Medical Language System)
美国的重要医学信息标准化项目
医学信息交换标准
健康第七层 (HL7; Health Level Seven)
因位于
HL7
- 触发事件
现实世界的事件产生了系统间数据流动的需求: ; - 消息
系统间传输数据的最小单位: ; - 段
数据字段的逻辑组合: ; - 字段
段的组成的最小单位: 。
医学数字化影像和通信标准 (DICOM; Digital Imaging and Communication in Medicine)
DICOM is international standard to transmit, store, retrieve, print, process, and display medical imaging information, which is developed by American College of Radiology(北美放射线学会) and National Electrical Manufacturers Association(美国国家电器工业会).
- 1983
The standard committee was formed: ; - 1985
ACR/NEMA 300: ; - 1988
ACR/NEMA V2.0: ; - 1993
DICOM 3.0: 。
Header
- Preamble(128 bytes)
; - Prefix(4 bytes = DICM)
。
Data Element
- Tag(4 bytes)
; - Group Number(2 bytes)
; - Element Number(2 bytes)
;
- Group Number(2 bytes)
- Value Representation(2 bytes)
; - Len(2 or 4 bytes)
; - Value Field(Len bytes)
。
医疗企业集成方案 (IHE; Integrating Healthcare Enterprise)
基于现有成熟标准