医学资讯学.ppt

1、醫學資訊學簡介,林雪淳,探討主題,什麼是醫學資訊學 資訊科技 病患資料 病患集中資訊系統 醫學知識與決策支援 機構型資訊系統 資訊處理方法學 資訊系統方法學 醫學資訊專業,什麼是醫學資訊學,Medical Informatics or Health Informatics 醫學資訊學係指資訊科技(Information Science)於醫學(Medicine)、健康照護(Healthcare)、以及公共醫療(Public Health)方面的應用。 應用資訊技術及工具將健康生醫相關資訊(information in health and biomedicine)的收集(acquisition

2、)、儲存(storage)、擷取(retrieval)及使用(use)做最佳化處理。 目的在提供醫師及護理人員對於一般醫療行為之支援，包括直接支援病人醫療上的資訊科技應用。 醫學資訊系統在醫學資訊學中，我們運用科學研究所得到的知識去開發及評斷取得、處理以及介是病患資料的方法和系統。 .tw/slide/Computer_Med/computer_on_medicine.htm,資訊科技,資料(Data)與資訊(Information) 資訊為經過處理的資料 導入資訊技術將手動處理變成自動化 資訊與通訊(Communication) 傳遞資訊的技術DNA、生物訊號

3、、醫學影像等 資料處理將人為邏輯轉為適合電腦處理的資料 將醫檢數據(心電圖、血壓等)轉成數字(integer or real number) 將文字資料(疾病、藥物等)轉成代碼(code) 將描述資料(事件、病史、處方等)轉成自然語言(natural language),資料庫管理系統 以資料庫伺服器軟體儲存檔案資料與電子資料 關聯式資料庫資料表格的欄位具關聯性(例如病患資料表有疾病代碼欄位關聯到疾病資料表) 物件導向式資料庫具有階層式架構(例如病患資料庫下具有體檢資料、戶籍資料等子資料) 利用結構資料查詢(SQL)語言管理資料庫 結合網路程式設計主從式架構資料存取介面 主從式架構客戶端(Cl

4、ient Site)與伺服器端(Server Site)之間的資料存取 資訊整合 遠距通訊、網路架設與整合 電子資料交換(EDI) 健康第七層協定(HL-7)定義統一的訊息格式，每一段訊息包含訊息開頭、病人識別、觀察要求、觀察結果等段落，訊息接受端根據協定解譯訊息存入資料庫或呈現在使用介面上。 網際網路通訊協定透過Internet傳遞訊息,病患資料,編碼與分類 將疾病、器官、症狀、檢驗、診斷、處置、藥物等等各種醫藥相關的資料分類、排序 依據分類後的資料賦予唯一代碼加以編碼(code)建立命名系統(nomenclature) 國際疾病分類系統(ICD International Classifi

5、cation of Disease)，目前最常用的是ICD-9，最新版本為ICD-10。 基層照護國際分類系統(ICPC Intl Classification of Primary Care) 精神疾患診斷統計手冊(DSM Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders) 人類和獸醫學系統命名編碼系統(SNOMED Systematized Nomenclature of Human and Veterinary Medicine) 國際腫瘤學疾病分類系統(ICDO Intl Classification of Disease fo

6、r Oncology) 國際醫學處置分類(ICPM Intl Classification of Procedures in Medicine) 李德臨床分類系統(RCC Read Clinical Classification) 解剖治療化學碼(ATC Anatomic Therapeutic Chemical Code) 診斷關聯群(DRG Diagnosis Related Groups),病歷(Patient Record) 希波克拉提斯疾病描述(Hippocratess Disease Description) 時間導向式醫療紀錄(Time-Oriented Medical Reco

7、rd) 來源導向式醫療紀錄(Source-Oriented Medical Record) 問題導向式醫療紀錄(Problem-Oriented Medical Record) 電子病歷(Computer-based Patient Record, CPR) 資料輸入(Data Entry)自然語言輸入、結構式輸入、表單式輸入、動態結構式輸入、語音辨識(Speech Recognition) 病歷資料標準化提高資料可交換性 多媒體病歷(Multimedia Patient Record, MPR)加入影音訊號 生物訊號分析(Biological Signal) 訊號分類 決定型波型(Deter

8、ministic Waveform)週期性(Periodic)、類週期性(Quasi Periodic)、暫時性(Transient) 隨機型波型(Stochastic Waveform)靜止與非靜止，是否依時間而改變 類比數位轉換(Analog Digital Conversion, ADC) 所有的生物訊號都是類比訊號，有各種波形(wave shape)、頻率(frequency)與振幅(amplitude) 將類比訊號的振幅(amplitude)以等間距(equidistant interval)方式轉換成不連續式數位(discrete value)的值以二進位數字表示,醫學影像(Med

9、ical Imaging) 基於物理學中之電磁(electromagnetic, EM)原理，有機體、器官或其部份組織藉由輻射效應而具有電磁特性，因而形成影像。 超音波(Ultrasound)藉由壓電晶體(piezoelectric crystals)將電能轉變為聽覺能量產生210MHz頻率範圍之波(可聽波頻率最大值為20KHz)，這些脈衝被吸收、散射或由病人身體反射，可以傳回明顯的反應波。 放射醫學(Radiology)血管攝影(DSA)、X光造影、電腦斷層攝影(Computed Tomography, CT)、核磁共振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)

10、核子醫學(Nuclear Medicine)放射性治療、Gamma攝影，利用放射性藥物中同位素射出的放射線部份在病人體內吸收，攝影找到剩餘物質的劑量。 影像處理及分析 視覺化(Visualization)、自動化(Automation)、數量化(Quantification) 影像取樣、灰階量值、影像還原、影像增強、輪廓偵測、影像分割、影像測量、影像壓縮、定位標記、影像保存 影像轉換(Image Transformation)利用濾波程序，以傅立葉轉換做訊號處理，濾掉干擾頻率，對影像之整體或局部進行偵測。,病患集中資訊系統Patient-Centered Information System,

11、基層照護(Primary Care) 由醫師提供整合性(Integrated)及方便性(Accessible)的健康照護服務，可充分了解服務對象之個人健康照護需求。 系統功能需求基本資料模組、醫療模組、藥物模組、排程模組、財務模組、通訊模組、研究模組 臨床部門系統(Clinical Department System) 支援臨床部門之病患照顧(資料收集)、決策支援(行政管理、決策)及學術研究(監視、報告、評估、研究)。 臨床醫學 內科(Internal Medicine)腫瘤學(Oncology)、腎臟學(Nephrology)、內分泌學(Endocrinology)、血液學(Hematolo

12、gy)、腸內視鏡(Intestinal Endoscopy)、器官移植(Organ Transplants) 心臟學(Cardiology)電氣生理學(Electrocardiography)、冠狀血管造影(Coronary Angiography)、心臟造影(Cardiac Scintigraphy)、心臟超音波(Echocardiaography)、臨床電子病歷(CPR) 其他神經學(Neurology)、小兒科(Pediatrics)、產科(Obstetrics)、外科(Surgery)、精神科學(Psychiatry)、急症醫療(Critical Care)、放射治療(Radiothe

13、rapy),臨床支援系統(Clinical Support System) 放射學資訊系統(Radiology Information System) 功能性實驗室(Function Lab)心電圖學(Electrocardiography, ECG)、呼吸運動描記法(Spirography)、腦波圖(Electoencephalography, EEG) 病理學實驗室(Pathology Lab) 臨床化學和血液學處理請求、樣本前處理、前置分析、程序化分析、報告、資訊管理、臨床檢驗電子報告 醫院藥局藥物管理、處方支援、分級藥物配置、開放式通訊(給藥文件) 護理資訊系統(Nursing Inf

14、ormation System) 提供分析(Analyzing)、模型化(Modeling)、正式化(Formalizing)機制協助護理人員收集整理資料、擷取資訊知識、建立具知識基礎之決策。 調查(Assessment)、診斷(Diagnosis)、計畫(Planning)、措施(Intervention)、評估(Evaluation) 護理資料管理整合護理最小資料集(NMDS)、護理術語、護理臨床推論與判斷(Nurses Clinical Reasoning and Judgment) 護理決策支援 護理語彙分類,醫學知識與決策支援,決策支援方法(Decision Support Algo

15、rithm) 醫療知識庫(Medical Knowledge Bank)文獻知識與經驗知識之建立作為疾病徵候的識別(Recognition)與歸納(Induction)的基礎。 人機學習建立特徵(Feature) 並導入學習演算演算以建立決策模型 決策支援模型(Decision Support Model) 定量決策支援方法單一決策門檻、接收者操作特徵、決策模組效能、成本風險分析、貝式定理(Bayes Theory)、多重特徵辨識、複合性疾病診斷 定性決策支援方法決策表(真值表)、流程圖(決策樹)、規則導向推論(Rule-based Reasoning)、知識導向系統 決策支援準則資料獲取(A

16、cquisition)、資料歸納或簡化(Reduction)、資料驗證(Validation) 臨床決策支援系統(Clinical Decision Support System) 使用二或多項病患資料來產生依病例而有所不同建議的主動式知識系統 電腦輔助劑量、電腦輔助診斷、預防照護提醒、電腦輔助品管,醫學知識獲取策略 醫學知識分類臨床演算法、臨床資料庫分析、數學化病理模式、特徵辨識、貝氏統計系統、符號推理 知識擷取醫療準則(Practice Guidelines)、綜合分析、品質過濾、知識基礎編輯器 發展趨勢 策略原則建立專家系統(Expert System)、以高階型態呈現資料、使用者友善介

17、面(User Friendly Interface)、使用自然語言 可重複性(Reproducibility) 文字來源線上全文醫學資料庫 電子期刊 非控文字分析繪製概念圖 預存式參考書目搜尋邏輯 知識庫維護 臨床決策支援的預測工具(Predictive Tools) 統計分析方法選擇變數、迴歸係數、模型執行、統計模型,機構型資訊系統Institutional Information Systems,健康照護資訊系統(Health Care Information System) 公共衛生(Public Health)與公衛概念模型 健康照護預防疾病、早期發現追蹤、治療、照顧及緩和病症 發展模

18、型 確定目標及分析主題、過程模型及執行、需求分析、設計、開發、導入及教育訓練 商用模型、臨床實務模型、公共衛生監控模型、健康照護參考模型 醫院資訊系統(Hospital Information System) 臨床應用(Clinical Application) 住院和出院(Admission and Discharge) 報告檢視(Results Review) 獨立應用系統(Stand-alone Applications) 儲存設備(Storage Facilities) 系統介面資料呈現、知識查詢、通訊功能、警示提醒與建議,科技整合 目標有效運用資源、提升服務品質、支持研究、支援教學

19、系統架構隔離式、整體式、漸進式、組合式 系統整合 制訂訊息交換標準語法(syntax)與語意(semantics) EDIFACT應用於組織外系統訊息交換 HL-7應用在組織內系統通信標準 DICOM醫學數位影像通訊 ASTM、EUCLIDES實驗室指令和報告 ASN/1摘要語法訊息 整合製造商 系統維護資料存取、保護及管理控制 健康資訊資源 系統特徵基本紀錄含少量資料但紀錄量很大。 資料處理從源頭取得(條碼、晶片卡、電子系統等)、紀錄連結、資料複製、遺失數據等處理 結合地理資訊 建立資料倉儲 發展管理系統居家照護、篩選和預防、職業健康管理、資料登錄、健康偵測和警戒、器官組織和血庫,資訊處理方

20、法學Information Processing,邏輯運算 真值表、布林代數、卡諾圖、二進位數值計算 生物統計方法(Biological Statistics) 資料描述與圖表、參數估計和假說檢定、多變量分析、臨床試驗 生物訊號處理方法 振幅密度分布分析、頻譜分析和濾波、雜訊處理、訊號偵測 影像處理方法 二度及三度空間醫學影像特徵抽取、邊界偵測、影像過濾、模型建立、影像壓縮、影像解讀、3D重組、影像轉換、差異驗證(ROC曲線)等 診斷輔助 整合醫學影像與電子病歷 影像傳輸 即時造影 造影軟體PACS 影像編碼,型態辨識(Pattern Recognition) 語法型態辨識(Syntactic

21、 PR) 統計型態辨識(Statistical PR) 指導式(Supervised PR)貝式定理、單一最鄰近分類(1-Nearest-neighbor rule)、q最鄰近分類(q-Nearest-neighbor rule) 非指導式(Unsupervised PR)物件叢集距離(object-cluster distances)、叢集間距離(cluster-cluster-distances) 決策支援模式化 規則導向系統 摘錄敘述方式超越規則導向 知識假設推論 知識獲取及設計結構學說(Knowledge Acquisition and Design Structuring, KADS

22、) 可重複應用以問題解決為依歸的方法論(Reusable Problem-Solving Methods, PSM) 可重複應用的本體論(Reusable Ontology),建構電子病歷 架構 建構電子病歷資料事件(Event)、關聯(Relationship)、看法(View)、信賴度(Reliability) 電子病歷資料呈現模式 資料輸入自然語言處理、結構化資料輸入、病人導向資料輸入 電子病歷系統實作 基層照護系統開業醫師、教育訓練、健康照護結構、以群體為基礎之照護(Population-based Care) 醫院中的病歷系統電子病歷平台、臨床電子病歷結構 電子病歷應用決策支援、品質

23、調查、臨床責任 臨床資訊系統評估 定義問題 定義系統 選擇或發展具信效度之方法(Reliability and Validity) 示範性研究設計 執行研究 結果分析,資訊系統方法學,醫療照護之人機互動介面 互動形式(Interaction Style)群組化、重點化、圖形化、清晰化、簡單化 資料輸入(Data Entry)自由格式、半結構式、編碼式 標準化(Standardization)資料交換統一格式 客製化(Customization)依使用者需求特性設計 新興技術多媒體、超媒體、觸控式介面、語音辨識介面、虛擬實境、無線感測網路(U化照護) 資訊系統的成本與利潤 成本分析硬體、耗材、軟

24、體、人事、建物、經常門 利潤評估非量化利潤(如素質口碑)、貨幣型可量化(如物料盈收)、非貨幣型可量化(如時間效益) 系統評估 醫學資訊安全 病患隱私、醫療資料與軟體品質、資料與功能可用性 機密性(Confidentiality)、整合性(Integrity)、可用性(Availability),歐洲之健康照護資訊學標準 CEN Comite Europeen de Normalisation 醫學資訊標準詞彙、健康照護資訊架構、電子健康照護記錄架構、健康照護資訊系統標準架構、分類與編碼、標準、資料互換、影像、生物訊號、資訊安全 專案管理 電子資料處理專案角色 管理者、專案經理、資訊分析系統設計及系統分析師、程式設計師、操作員 專案流程 原則規劃與實施、監督專案開發、專案實作、系統導入 面臨問題 設計、時效、費用,醫學資訊專業,教育訓練(參考Stanford大學MI碩博士課程) 醫學資