计算机在医院中的应用

1、计算机在医院中的应用计算机在医院中的应用主讲人：杨瑞雪主讲人：杨瑞雪本次讲座的内容：本次讲座的内容：1计算机的发展历程计算机的发展历程234计算机在医院的应用概述计算机在医院的应用概述PACS数据库数据库 1946年年2月月14日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子数字计算日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子数字计算机机ENIAC诞生。由诞生。由电子计算机之父电子计算机之父”-冯冯诺依曼发明。诺依曼发明。 计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命

2、力的战略兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。产业。 计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的发展历程计算机的发展历程 电子管计算机电子管计算机(1946-1957) 晶体管计算机晶体管计算机(1958-1964) 中小规模集成电路计算机中小规模集成电路计算机(1965-1970) 大规模和超大规模集成电路计算机大规模和超大规模集成电路计算机(1970年以后）年以后） 具有人工智能的新一代计算机具有人工智

3、能的新一代计算机计算机发展的未来趋势计算机发展的未来趋势计算机的发展表现为四种趋向：巨型化、微型化、网络和智能化。计算机的发展表现为四种趋向：巨型化、微型化、网络和智能化。基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。但一些新的计算基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究，这些计算机是：超导计算机、纳米计算机正在跃跃欲试地加紧研究，这些计算机是：超导计算机、纳米计算机、光计算机、机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等。计算机和量子计算机等。谷歌的谷歌的D-wave量子计算机量子计算机人工智能人工智能（Artificial Intelligence）

4、，英文缩写为），英文缩写为AI。人工智能人工智能 ，人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。 人工人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。等。人工智能是一门极富挑战性的科学。人工智能研究的一个主要目标人工智能是一门极富挑战性的科学。人工

5、智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。 AlphaGo VS. 韩国职业九段围棋棋手李世石韩国职业九段围棋棋手李世石 Google旗下旗下DeepMind公司开发的公司开发的AlphaGo围棋人工智能围棋人工智能（Artificial Intelligence, AI）程序。）程序。 韩国乃至世界顶级围棋高手李世石韩国乃至世界顶级围棋高手李世石 AlphaGo就是一套针对围棋周密设计的深度学习引擎，采用多种机就是一套针对围棋周密设计的深度学习引擎，采用多种机器学习技术进行整合：增强学习（器学习技术进

6、行整合：增强学习（reinforcement learning），深度），深度神经网络（神经网络（deep neural network），走棋网络（），走棋网络（policy network）、）、快速走子（快速走子（fast rollout）、估值网络（）、估值网络（Value Network）和蒙特卡洛）和蒙特卡洛树搜索（树搜索（Monte Carlo tree search, MCTS），加上），加上Google强大的硬强大的硬件支撑和云计算资源，结合件支撑和云计算资源，结合CPU GPU，通过增强学习和自我博弈学，通过增强学习和自我博弈学习不断提高自身水平。习不断提高自身水平。计算机

7、在医院的应用：计算机在医院的应用： 计算机在医院的应用伴计算机在医院的应用伴随着医院的信息化建设。随着医院的信息化建设。伴随着医院信息化来的伴随着医院信息化来的是数字化医院的建设。是数字化医院的建设。以电子病历系统为核心的数字化医院主要由以下部分以电子病历系统为核心的数字化医院主要由以下部分构成：构成：1、数字化病区、数字化病区2、数字化门诊、数字化门诊3、数字化辅诊、数字化辅诊4、数字化区域医疗、数字化区域医疗5、数字化管理、数字化管理数字化病区：数字化病区：EMRS(Electronic Medical Record)HIS(Hospital Information System)LIS(

8、Laboratory Information System)PACS(Picture Archiving and Communication Systems) RIS(Radiology Information System)合理用药、移动护理、麻醉信息系统、输血管理系统等合理用药、移动护理、麻醉信息系统、输血管理系统等数字化门诊数字化门诊：以门诊以门诊“一卡通一卡通”为主线，贯穿于患者就医的各个环节为主线，贯穿于患者就医的各个环节如：预约挂号系统、挂号系统、门诊医生工作站、检验如：预约挂号系统、挂号系统、门诊医生工作站、检验报告自助打印系统等报告自助打印系统等数字化辅诊数字化辅诊包含包含PA

9、CS、LIS、RIS、合理用药系统、感染监、合理用药系统、感染监控、手麻系统、病案管理系统等。控、手麻系统、病案管理系统等。数字化区域医疗数字化区域医疗借助互联网和物联网技术，将数字化医院向外拓展。借助互联网和物联网技术，将数字化医院向外拓展。如掌上医疗、远程医疗服务（包括会诊服务、病理系统、医学影像如掌上医疗、远程医疗服务（包括会诊服务、病理系统、医学影像诊断中心、移动诊断中心、移动ICU 平台）等。平台）等。数字化管理数字化管理包括医疗业务管理、经济管理、办公管理、决策支持等。目前已质包括医疗业务管理、经济管理、办公管理、决策支持等。目前已质量管理和管理为导向，如医护质量管理、全面预算管理

10、、成本管理、量管理和管理为导向，如医护质量管理、全面预算管理、成本管理、人力资源管理、绩效管理等。人力资源管理、绩效管理等。 应用于医学诊断，用计算机进行分析，可以使图像数字化应用于医学诊断，用计算机进行分析，可以使图像数字化。现在广现在广泛应用热点是医院的泛应用热点是医院的PACS, PACS已成为了构建数字化医院的一个必已成为了构建数字化医院的一个必备要素和基本现代化医院象征之一。备要素和基本现代化医院象征之一。PACS目前已成为医院医学影像目前已成为医院医学影像科科(如放射科、超声影像科、核医学科等如放射科、超声影像科、核医学科等)建设中的重点建设中的重点.而而PACS系统系统又是医院各

11、系统又是医院各系统(HIS、CIS等等)中的核心中的核心,也是医院数字化中医学影像实也是医院数字化中医学影像实施存储与传输的基础施存储与传输的基础,更重要的是医院各系统实现全面医学信息无缝融更重要的是医院各系统实现全面医学信息无缝融合的先决条件合的先决条件.关于关于PACS PACS是医学影像存档与通信系统，其组成为计算机、网络是医学影像存档与通信系统，其组成为计算机、网络设备、存储器及软件，它是一个涉及放射医学、影像医学、数字设备、存储器及软件，它是一个涉及放射医学、影像医学、数字图像技术图像技术(采集和处理采集和处理)、计算机与通讯、计算机与通讯、C/S体系结构的多媒体体系结构的多媒体DB

12、MS系统，涉及软件工程、图形图像的综合及后处理等多种技系统，涉及软件工程、图形图像的综合及后处理等多种技术，是一个技术含量高、实践性强的高技术复杂系统。术，是一个技术含量高、实践性强的高技术复杂系统。它包含以下五个方面：它包含以下五个方面： 医学影像的采集和数字化医学影像的采集和数字化 图像的存储和管理图像的存储和管理 数字化医学图像的高速传输数字化医学图像的高速传输 图像的数字化处理和重现图像的数字化处理和重现 图像信息与其它信息的集成图像信息与其它信息的集成依照规模的大小，图像存档与传输系统依照规模的大小，图像存档与传输系统(PACS)可分为四大可分为四大类：科室内；院内图像发布系统；整个

13、医院的类：科室内；院内图像发布系统；整个医院的PACS系统；系统；基于全院基于全院PACS的远程放射医学系统。的远程放射医学系统。PACS系统由成像采集设备、远近程显示设备、储存设备和远近程系统由成像采集设备、远近程显示设备、储存设备和远近程通信设备等四部分组成。通信设备等四部分组成。PACS的优势在于以下几点的优势在于以下几点1）减少物料成本：引入）减少物料成本：引入PACS系统后，图像均采用数字化存系统后，图像均采用数字化存储，节省了大量的介质（纸张，胶片等）。储，节省了大量的介质（纸张，胶片等）。2）减少管理成本：数字化存储带来的另外一个好处就是不失）减少管理成本：数字化存储带来的另外一

14、个好处就是不失真，同时占地小，节省了大量的介质管理费用。真，同时占地小，节省了大量的介质管理费用。3）提高工作效率：数字化使得在任何有网络的地方调阅影像）提高工作效率：数字化使得在任何有网络的地方调阅影像成为可能，比如借片和调阅病人以往病历等原来需要很长周成为可能，比如借片和调阅病人以往病历等原来需要很长周期和大量人力参与的事情现在只需轻松点击即可实现，大大期和大量人力参与的事情现在只需轻松点击即可实现，大大提高了医生的工作效率。医生工作效率的提高就意味着每天提高了医生的工作效率。医生工作效率的提高就意味着每天能接待的病人数增加，给医院带来效益。能接待的病人数增加，给医院带来效益。4）提高医院

15、的医疗水平：通过数字化，可以大大简化医生的）提高医院的医疗水平：通过数字化，可以大大简化医生的工作流程，把更多的时间和精力放在诊断上，有助于提高医院工作流程，把更多的时间和精力放在诊断上，有助于提高医院的诊断水平。同时各种图像处理技术的引进使得以往难以察觉的诊断水平。同时各种图像处理技术的引进使得以往难以察觉的病变变得清晰可见。方便的以往病历的调阅还使得医生能够的病变变得清晰可见。方便的以往病历的调阅还使得医生能够参考借鉴以前的经验作出更准确的诊断。数字化存储还使得远参考借鉴以前的经验作出更准确的诊断。数字化存储还使得远程医疗成为可能。程医疗成为可能。5）为医院提供资源积累：对于一个医院而言，

16、典型的病历图）为医院提供资源积累：对于一个医院而言，典型的病历图像和报告是非常宝贵的资源，而无失真的数字化存储和在专家像和报告是非常宝贵的资源，而无失真的数字化存储和在专家系统下做出的规范的报告是医院的宝贵的技术积累。系统下做出的规范的报告是医院的宝贵的技术积累。6）充分利用本院资源和其他医院资源：通过远程医疗，可以）充分利用本院资源和其他医院资源：通过远程医疗，可以促进医院之间的技术交流，同时互补互惠互利，促进双方发展。促进医院之间的技术交流，同时互补互惠互利，促进双方发展。数据库数据库数据库的地位数据库的地位数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机数据库技术产生于六十年代

17、末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支科学的重要分支数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透机应用向各行各业的渗透数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志个国家信息化程度的重要标志 这些年随着大数据、云计算概念的提出、发展、应这些年随着大数据、云计算概念的提出、发展、应用，数据库又进一步凸显出其重要的地位。用，数据库又进一步凸显出其重要的地位。数据库是医院信息系统的基础，是医院各个应用系

18、统稳定运行的数据库是医院信息系统的基础，是医院各个应用系统稳定运行的保证。保证。数据（数据（Data）数据库（数据库（ Database ）数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)数据库系统数据库系统(DBS)数据（数据（Data）是描述事物的符号记录，是数据库系统研究和处理）是描述事物的符号记录，是数据库系统研究和处理的对象。的对象。数据的特点：文字、图形、图像、声音、学生档案记录等数据的特点：文字、图形、图像、声音、学生档案记录等数据的种类：文字、图形、图像、声音等。数据的种类：文字、图形、图像、声音等。数据的特点：收集、存储、加工和传播数据的特点：收集、存储、加工和传播数据库的定义数据库

19、的定义数据库数据库(Database,简称简称DB)是长期储存在计算机内、有组是长期储存在计算机内、有组 织的、织的、可共享的大量数据集合可共享的大量数据集合数据库的特征数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存数据按一定的数据模型组织、描述和储存可为各种用户共享可为各种用户共享冗余度较小冗余度较小数据独立性较高数据独立性较高易扩展易扩展数据库管理系统：数据库管理系统： 数据库管理系统数据库管理系统（ DataBase Management System,简称简称DBMS）是一类位于用户与操作系统之间，帮助用户有效地组织和）是一类位于用户与操作系统之间，帮助用户有效地组织和存储数据、高效

20、获取有用信息的一层计算机系统软件。存储数据、高效获取有用信息的一层计算机系统软件。主要功能：主要功能： 数据定义数据定义 数据操纵数据操纵 数据控制数据控制 数据查询数据查询数据库系统（数据库系统（DataBase System,简称简称DBS）是指在引入数据库后）是指在引入数据库后的计算机系统。的计算机系统。用户用户用户应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员 数据库系统（DBS）什么是数据管理什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护是数据处理的中心问题是数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程数据管理技术的发

21、展过程人工管理阶段人工管理阶段(40年代中年代中-50年代中年代中)文件系统阶段文件系统阶段(50年代末年代末-60年代中年代中)数据库系统阶段数据库系统阶段(60年代末年代末-现在现在)数据管理技术的发展动力数据管理技术的发展动力应用需求的推动应用需求的推动计算机硬件的发展计算机硬件的发展计算机软件的发展计算机软件的发展应用程序DBMS数据库标准SQL标准SQL标准SQL服务器数据库数据库管理系统应用程序1应用程序2应用程序n数据库管理系统可以提供以下几个方面的数据控制功能数据库管理系统可以提供以下几个方面的数据控制功能1、安全性即为了保证数据库的数据安全可靠，防止不合法、安全性即为了保证数

22、据库的数据安全可靠，防止不合法的使用造成数据泄漏和破坏，即避免数据被人偷看、篡改或的使用造成数据泄漏和破坏，即避免数据被人偷看、篡改或搞坏搞坏2、完整性指为了保证数据库中数据的正确、有效和相容，、完整性指为了保证数据库中数据的正确、有效和相容，以防止不合语义的错误数据被输入或输出。以防止不合语义的错误数据被输入或输出。3、并发控制。在数据库中，由于可以同时有多个操作在进、并发控制。在数据库中，由于可以同时有多个操作在进行（并行）行（并行） 为了实现数据的一致性，为了实现数据的一致性， 采用了并发控制技术采用了并发控制技术4、数据恢复。通过技术手段，将保存在数据库中丢失的电、数据恢复。通过技术手段，将保存在数据库中丢失的电子数据进行抢救和恢复的技术。子数据进行抢救和恢复的技术。 Google、Baidu搜索引擎并