《卫生信息管理》胡西厚---第二版第04章-卫生信息管理技术

1、第四章 卫生信息管理技术,1,卫生信息管理学,学习目标,掌握 信息技术的定义与内涵，清晰国内外对信息产业的结构分类，及计算机网络、数据库技术的特点，能运用工具开展数据库系统的概念设计。 熟悉 卫生信息网络类型，通过常用多媒体信息处理软件能编辑多媒体文本、音频、图形与图像。 了解 虚拟现实的研究现状与发展，知晓虚拟现实技术的医学应用；了解智能信息技术的特征及智能信息技术在卫生信息处理中的应用。,2,卫生信息管理学,主要内容,3,卫生信息管理学,第一节 信息技术概述,4,卫生信息管理学,主要内容,一、信息技术内涵,卫生信息管理学,5,（一）信息技术的发展历史 信息技术（information te

2、chnology）的发展历史悠久,迄今为止，人类社会已经发生过四次信息技术革命。,一、信息技术内涵,卫生信息管理学,6,（一）信息技术的发展历史,1642年,1890年,1946年,1959年,赫尔曼霍尔瑞斯用穿孔卡片存储数据和程序,出现了被称为第一代计算机的ENIAC,联合国教科文组织在巴黎主办了第一届国际计算机会议,法国数学家帕斯卡用齿轮式加法器制成第一台机械计算机,1975年,比尔盖茨和保罗艾伦创办了Microsoft公司,一、信息技术内涵,卫生信息管理学,7,（二）信息技术的定义 信息技术就是人类开发和利用信息资源的所有手段的总和。信息技术既包括有关信息的产生、收集、表示、检测、处理和

3、存储等方面的技术，也包括有关信息的传递、变换、显示、识别、提取、控制和利用等方面的技术。,一、信息技术内涵,卫生信息管理学,8,（三）信息技术的特征 1一般特征 人机共生性；能动发展性。 2发展特征 发展支撑性；经济联结性；投入风险性。,二、信息技术产业化,（一）国内外信息产业的结构分类 信息产业（information industry）是一个行业多、领域宽、涉及面广的大产业。不同的国家在不同的时间段基于不同的角度对信息产业的结构划分也有较大分歧。下面是几种比较有代表性的信息产业结构的划分方法。 1美国的信息产业分类 2欧盟的信息产业分类 3日本的信息产业分类 4中国的信息产业分类,卫生信息

4、管理学,9,二、信息技术产业化,（二）信息技术的核心 科学家们把现代传感、通信、计算机、自动控制、网络等技术手段，形象地比作人的眼、耳、鼻、舌、身、神经、大脑等信息器官的延长和加强，极大地增强了人们获取、传递、存储、加工和利用信息的能力。 现代信息技术的核心主要是: 1网络技术 2数据库技术 3多媒体技术,卫生信息管理学,10,二、信息技术产业化,（三）当前信息技术的新发展及其在我国的应用前景 新一代信息技术分为六个方面，分别是下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和以云计算为代表的高端软件。 1纳米微电子技术 2CPU多核技术 3平板显示技术 4半导体照明技术 5.

5、下一代互联网技术,卫生信息管理学,11,第二节 计算机网络技术,主要内容,12,卫生信息管理学,一、计算机网络传输与交换技术,（一）计算机网络的分类 了解网络的分类方法和类型特征，熟悉每种网络名称的特殊含义，是网络技术的重要基础之一。 1按地理有效范围分类 2按传输技术分类 3按网络传输介质分类 4按网络的拓扑结构分类,卫生信息管理学,13,一、计算机网络传输与交换技术,（二）数据交换技术 数据交换是网络实现数据交换的重要技术。数据在从源节点传送到目的节点的过程中，节点不关心数据的内容，只关心的是数据的准确传输。 1电路交换 2报文交换 3分组交换,卫生信息管理学,14,一、计算机网络传输与交

6、换技术,（三）数据交换的技术指标 数据的成功传输主要依赖于两个主要的因素：传输信号的质量和传输媒体的性能。数据交换的主要技术指标是衡量数据传输的有效性和可靠性的参数。 1传输速率 2调制速率 3误码率 4带宽,卫生信息管理学,15,一、计算机网络传输与交换技术,（四）计算机网络组成 网络系统由计算机、网络接口卡等网络硬件及网络操作系统等网络软件构成。 1网络硬件 常见的网络硬件有计算机、网络接口卡、通信介质以及各种网络互连设备等。网络中的计算机又分为服务器和网络工作站两类。 2网络软件 包括网络操作系统、网络协议软件、网络应用软件。,卫生信息管理学,16,一、计算机网络传输与交换技术,（五）计

7、算机网络体系结构 计算机的网络结构可以从网络体系结构、网络组织和网络配置三个方面来描述。 网络体系结构是从功能上来描述计算机网络结构； 网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述计算机网络； 网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局、硬件、软件和和通信线路来描述计算机网络。,卫生信息管理学,17,一、计算机网络传输与交换技术,（五）计算机网络体系结构 ISO的OSI七层参考模型 国际标准化组织ISO提出的开放式系统互联（open system interconnection，OSI）参考模型（reference model，RM）。它将数据从一个站点到达另一个站点的工作按层分割成

8、七个不同的任务。,卫生信息管理学,18,一、计算机网络传输与交换技术,（五）计算机网络体系结构 TCP/IP 参考模型：由网络接口层、互连层、传输层、应用层四层组成。,卫生信息管理学,19,二、计算机网络安全技术,（一）网络安全定义及常见安全问题 网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。 1运行系统安全 2网络上系统信息的安全 3网络上信息传播的安全 4网络上信息内容的安全,卫生信息管理学,20,二、计算机网络安全技术,（二）安全技术 网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护

9、，不因偶然或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。 物理安全 是指在物理介质层次上对存储和传输的信息的安全保护。 操作系统的安全控制 （1）隔离控制：物理隔离、时间隔离、加密隔离和逻辑隔离。（2）访问控制：确定谁能访问系统，能访问系统的何种资源，以及在何种程度上使用这些资源。,卫生信息管理学,21,二、计算机网络安全技术,（三）网络安全的管理策略 良好的网络管理有助于增强系统的安全性，能及时发现系统安全的漏洞；审查系统安全体系；加强对使用人员的安全知识教育；建立完善的系统管理制度。 内部安全管理 网络安全管理 应用安全管理,卫生信息管理学,22,第三节 数

10、据库技术,主要内容,23,卫生信息管理学,一、数据库技术相关概念,20世纪60年代末以来，数据量急剧增长，促进数据管理手段的发展，数据库技术应运而生，出现了专门统一管理数据的软件系统即数据库管理系统。 1数据库 2数据库系统 3数据库管理系统,卫生信息管理学,24,二、数据库管理系统的组成与功能,（一）数据库系统的三级模式结构 在数据库三级模式结构中，模式是数据库的核心与关键，外模式通常是模式的子集。数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在硬盘上，而模式介于外、内模式之间，即不涉及外部的访问，也不涉及内部的存储，从而起到隔离作用，有利于保持数据的独立性。 外模式（external s

11、chema） 模式（schema） 内模式（internal schema）,卫生信息管理学,25,二、数据库管理系统的组成与功能,（二）数据库系统的二层映像功能 为了实现三个抽象级别的联系和转换，数据库管理系统在三级模式结构之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像。 外模式/模式映像 把描述局部逻辑结构的外模式与描述全局逻辑结构的模式联系起来。 模式/内模式映像 把描述全局逻辑结构的模式与描述物理结构的内模式联系起来。,卫生信息管理学,26,二、数据库管理系统的组成与功能,（二）数据库系统的二层映像功能,卫生信息管理学,27,二、数据库管理系统的组成与功能,（三）数据库系统的体

12、系结构 数据库系统的体系结构，是指数据库系统的存储层、应用层、用户界面层以及网络通信之间的布局和分布关系。 单用户数据库系统 主从式结构的数据库系统 分布式结构的数据库系统 客户/服务器结构的数据库系统,卫生信息管理学,28,（四）数据库系统的组成 数据库系统是指安装和使用了数据库技术的计算机系统，数据库系统由硬件平台、软件平台及数据库用户组成。 1硬件平台 数据库系统对内存、外存、数据通道能力的需求。 2软件平台 主要包括：为数据库的建立、使用和维护所配置的软件系统DBMS；支持DBMS和数据库运行的操作系统；相关数据库接口的高级语言和编译系统；以DBMS为核心的应用开发工具；为特定应用环境

13、开发的数据库应用系统。 3数据库用户 主要包括：数据库管理员、系统分析员和数据库设计人员、应用程序和最终用户。,卫生信息管理学,29,二、数据库管理系统的组成与功能,三、数据库概念设计,（一）数据库设计概述 数据库系统生存期，是数据库应用系统从规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代的整个时期。,卫生信息管理学,30,三、数据库概念设计,（二）数据库设计,卫生信息管理学,31,三、数据库概念设计,（二）数据库设计 概念结构设计是整个数据库设计的关键，通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型，可以用E-R图表示。 设计概念结构的四类方法。 自顶向下 自底向上 逐

14、步扩张 混合策略,卫生信息管理学,32,四、常见数据库管理系统,（一）Visual FoxPro数据库管理系统 Visual FoxPro是一个比较有特色的数据库管理系统，它将非过程化的数据库操作语言和过程化的高级语言融为一体，支持面向对象程序设计方法，支持与其他应用程序共享数据、交换数据，支持与大多数后台数据库的客户机/服务器应用程序相连，使32位的开放数据库连接驱动程序连接多种数据库系统的数据。,卫生信息管理学,33,四、常见数据库管理系统,（二）ACCESS数据库管理系统 Access数据库是Microsoft office套件的成员之一，也是一种关系数据库管理系统。它可以管理从简单的文

15、本、数字字符到复杂的图片、动画、音频等各种类型的数据。它提供了大量的工具和向导，即使没有任何编程经验，也可以通过可视化的操作来完成大部分的数据库管理和开发任务。而对于数据库开发人员，Access提供了VBA（visual basic application）编程语言，可用于开发高性能、高质量的桌面数据库系统。,卫生信息管理学,34,四、常见数据库管理系统,（三）MS-SQL Server数据库管理系统 Microsoft SQL Server是基于客户端/服务器模式的新一代大型关系数据库管理系统。它在电子商务、数据仓库和数据库解决方案等应用中起着重要的核心作用，为企业的数据库管理提供强大的支持

16、，对数据库中的数据提供有效的管理，并采用有效的措施实现数据的完整性和安全性。 SQL Server采用C/S体系结构把所有的工作负荷分解为服务器上的任务和客户端上的任务。客户端应用程序负责商业逻辑和向用户提供数据，服务器负责对数据库数据进行操作和管理。,卫生信息管理学,35,四、常见数据库管理系统,（四）Oracle数据库管理系统 ORACLE数据库系统是美国ORACLE公司（甲骨文）提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)或B/S体系结构的数据库之一。 ORACLE数据库自第5版起就提供了分布式处理能力，一个ORACLE分布式数据库由

17、RDBMS、SQL*Net、SQL*CONNECT和其他非ORACLE的关系型产品构成。,卫生信息管理学,36,四、常见数据库管理系统,（五）MySQL数据库管理系统 MySQL由瑞典MySQL AB公司开发，目前属Oracle公司。 MySQL软件采用了双授权政策，它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择MySQL作为网站数据库，搭配PHP和Apache可组成良好的开发环境。,卫生信息管理学,37,第四节 多媒体技术,主要内容,38,卫生信息管理学,一、多媒体及多媒体技术,（一）媒体种类与多媒体技术定义 媒体是传递信息的中

18、介物，包括表现信息的载体和存储传递信息的实体。根据国际电信联盟（International Telecom United，ITU）的定义，媒体分为5种类型： （1）感觉媒体 （2）表示媒体 （3）显示媒体 （4）存储媒体 （5）传输媒体,卫生信息管理学,39,一、多媒体及多媒体技术,（一）媒体种类与多媒体技术定义 对于“多媒体”这个术语，从不同的角度有着不同的定义，目前对它的定义主要有两种类型。一种是从媒体的角度来定义的，另外一种是从技术角度来定义的。 多媒体技术是指把文字、图形、图象、视频图象、动画和声音等表现信息的媒体结合在一起，并通过计算机进行综合处理，将多种媒体信息进行有机集成，在计算

19、机的控制下完成一系列随即性交互式操作的信息技术。,卫生信息管理学,40,一、多媒体及多媒体技术,（二）多媒体的特性 多维化：信息表达的方式、方法不再局限于文字与数字，而广泛采用图像、图形、视频、音频等信息形式。 集成性：将多种不同的媒体有机集成为完整的统一体，包括信息媒体的集成，和处理这些信息的媒体设备、软件的集成。 交互性：用户可以与包括计算机在内的多媒体信息进行交互式操作，以便能更有效地控制和使用多媒体信息。,卫生信息管理学,41,二、多媒体关键技术,（一）数据压缩编码技术 数字化时代，数据的存储容量相当庞大，给存储器、通信干道以及处理速度带来了极大的压力，对多媒体数据进行压缩编码是解决存

20、储和传输的有效途径。 1静态图像压缩标准 2视频压缩标准 3音频压缩标准,卫生信息管理学,42,二、多媒体关键技术,（二）多媒体信息的存储技术 多媒体对象一般都非常大，具有并发性和实时性，对它们的检索也有专门要求。所以，既要考虑存储介质，又要考虑存储策略。 医学数字化图像不允许使用有损压缩算法，且数字化图像数量多、增量大。 为了保证数据的安全，并能在必要时进行有效的数据恢复，采用三级数据存储的方案： 在线存储 近线存储 离线存储,卫生信息管理学,43,二、多媒体关键技术,（三）多媒体数据库技术 目前，很多数据库管理系统（如SQL Server、Oracle、Sybase）围绕MDBMS管理多媒

21、体数据的要求进行扩充。 常用做法是将大二进制对象作为新的数据类型，看作二进制和自由格式文本进行管理。但实际上只包括大二进制对象的位置信息，而多媒体数据实际存放在数据库外部独立的服务器中。,卫生信息管理学,44,二、多媒体关键技术,（四）多媒体网络通信技术 对于多媒体通信网络有着特殊的要求：支持综合业务；具备较强的实时数据传输能力；能够完成多媒体同步；支持多种通信模式。 基于IPv6的网络通信技术，是保证远程医疗系统能够正常运行的关键技术。,卫生信息管理学,45,三、多媒体信息处理技术,（一）多媒体信息的主要元素,卫生信息管理学,46,三、多媒体信息处理技术,（二）常用多媒体技术简介 音频的采集

22、与处理技术及常用软件,卫生信息管理学,47,三、多媒体信息处理技术,（二）常用多媒体技术简介 平面图形与图像处理技术及常用软件,卫生信息管理学,48,三、多媒体信息处理技术,（二）常用多媒体技术简介 视频的采集与处理技术及常用软件,卫生信息管理学,49,三、多媒体信息处理技术,（二）常用多媒体技术简介 动画技术及常用软件,卫生信息管理学,50,三、多媒体信息处理技术,（二）常用多媒体技术简介 网页技术及及常用软件,卫生信息管理学,51,第五节 虚拟现实技术,主要内容,52,卫生信息管理学,一、虚拟现实的发展历程与特征,（一）虚拟现实的发展历程与研究现状 20世纪，由于把人的想象力与电子学结合在

23、一起，为虚拟现实（virtual reality，简称VR）的飞速发展建立了牢固的基础。换言之，电子学支持了电话、视频技术以及计算机的发展，而今天，计算机又把这些技术组合在虚拟现实的环境中。现在，市场上已经出现了许多虚拟现实终端产品，既有以个人计算机为平台的低档系统，也有以并行和分布式结构为基础的高性能系统。,卫生信息管理学,53,一、虚拟现实的发展历程与特征,（二）虚拟现实系统的特征,54,二、虚拟现实系统的组成,（一）虚拟现实的输入系统 虚拟现实系统通过输入系统接收来自用户的信息。用户基本输入信号包括用户的头、手位置及方向、声音等。其输入设备主要有： （1）数据手套 （2）三维球 （3）自

24、由度鼠标 （4）生物传感器 （5）头部跟踪,卫生信息管理学,55,二、虚拟现实系统的组成,（二）虚拟现实的输出系统,卫生信息管理学,56,输出系统,1,2,3,4,三维图像生成与显示 利用图形处理器、立体图像显示设备、高性能计算机系统将计算机数字信号变成三维图像。,三维声音处理 通过有关的声音设备使电子信号变成立体声，并提供识别立体声源和判定其空间方位的功能。,触觉、力觉反馈 提供手握物体时获得的丰富感觉信息，包括分辨表面材质及温度、湿度、厚度、张力等。,生物传感器 由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）与适当的理化换能器（如氧电极、光敏

25、管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。,二、虚拟现实系统的组成,（三）虚拟环境数据库 虚拟环境数据库存放的是整个虚拟环境中所有物体的各方面信息。虚拟环境数据库的管理由实时软件自动进行，以保证活跃数据库部分一直保持最小，只加载用户可能看见的部分，其余的留在库中，需要时再导入。 在数据库中利用开放格式来描述虚拟物体及其属性，如约束、物理性质、行为、几何、材质及物体间的层次关系等，对于不同用户共享虚拟环境是很重要的。,卫生信息管理学,57,二、虚拟现实系统的组成,（四）虚拟现实软件 虚拟现实软件的主要任务是设计参与者在一种虚拟境界中会遇到的景和物，具有以下功能： 能接受和识

26、别各种高性能传感器送来的信息，如手势信息、头盔跟踪信息等，用于对虚拟空间景物施加影响与变换。 能实时生成三维的虚拟空间场景、声音以及触觉和力感的反馈。 能通过调用和互联把各种数据库（如地形地貌数据库、物体形状数据库）和各种CAD软件包集成一个虚拟现实的开发和运行环境。,卫生信息管理学,58,二、虚拟现实系统的组成,（五）虚拟现实技术在医学中的应用范围,卫生信息管理学,59,第六节 智能信息技术,主要内容,60,卫生信息管理学,一、智能理论概述,（一）智能概念定义 人类的智能实际上可以反映到两个方面，一是关于信息和知识的描述与存储，即智能的记忆能力；二是关于信息和知识的处理与更新，即智能的思维能力、学习能力和适应能力等。人工智能就是试图在机器上来实现知识表示与知识运用的能力。 智能理论的研究也分为两个方面，一方面是对智能的产生、形成和工作机制的研究；另一方面是研究如何用人工的方法模拟、延伸和扩展智能。,卫生信息管理学,61,一、智能理论概述,（二）人