醫學信息學研究論文

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信息技術在醫療機構正日益受到重視，并得到廣泛應用。如何利用信息技術更好地為醫院的醫療、科研和教學服務，已越來越為人們所關注。醫學信息學即在這種背景下應運而生，國際上將其定義為“一門涉及醫學實踐、教育、科研中信息加工和信息交流的學科”[1]，是醫學、計算機學、人工智能、決策學、統計學和信息管理學的新興交叉學科。本講座著重介紹醫學信息學研究的最新進展，包括電子病歷、醫院信息系統、決策支持系統、影像信息技術、遠程醫療與互聯網以及數據標準。

一、計算機化病歷

計算機化病歷是醫學信息學的一個重要研究方向。它是指存在一個系統中的電子病歷，這個系統可支持使用者獲得完整、準確的資料；提示和警示醫療人員；給予臨床決策服務；連接管理、書刊目錄、臨床基礎知識以及其他設備[2]。電子病歷的優點如下：完整的電子病歷存儲系統支持多個用戶同時查看，保證個人醫療信息的共享與交流。通過網絡，醫師可以在家中或在世界任何一個角落隨時獲得患者的電子病歷。同時可根據不同的用戶給予不同的資料查詢權限，從而保證了病歷的安全性。授權用戶在適當時間才能查看合適的病歷。

此外，電子病歷不再是一個被動的醫療記錄。論文通過與圖像信息的整合，可提供實時醫療監控，藥物劑量查詢等多種功能。電子病歷已成為新興信息技術和信息工具的基礎。

電子病歷目前可大致分為單機電子病歷和網上電子病歷兩種。網上電子病歷的優點是采用了ASP服務器提供全球性服務，安全性與數據完整性則由ASP供應商解決；缺點則是數據不在醫師所工作的計算機上。

雖然醫療界投入巨資，電子病歷仍存在許多問題亟待解決[3]。首先，病歷數據的輸入界面仍不夠簡單；其次，電子病歷需要統一的醫學用語標準。目前，美國國家醫學圖書館已制定出統一醫學用語系統(unifiedmedicallanguagesystem，UMLS)，這一系統包含了近一百萬個術語描述醫學概念。一旦該系統得以推廣，將極大地促進全球醫學用語的標準化。

二、醫學信息系統

醫學信息系統與其他工業系統有很大的不同。畢業論文不同的部門對信息的要求不同，這是對醫學信息系統最大的挑戰。例如，信息系統用戶可分為基本用戶和二級用戶，基本用戶包括醫師和其他護理人員；二級用戶則包括醫療保險公司、政府醫療保險機構等。不同用戶需要的信息不同，導致信息管理的復雜性。同時，如何有效地利用不同的信息系統解決不同的醫療管理也日益成為人們重視的課題。

信息系統包括實驗測試系統、醫療設備訂購與維護系統及影像圖片存儲與交換系統等，存儲于不同的計算機和不同的信息網絡中。對于特定的用戶來說，前端界面可能有所不同，但是后端數據必須是一體化和標準化的。

醫學信息系統包括企業資源規劃系統(ERP)、患者關系管理系統(patientrelationshipmanage—ment，PRM)、數據挖掘及決策支持系統等|4J。ERP技術在商業領域取得巨大成功，近年來，其在醫療機構中也得到廣泛應用。其特點是將企業信息整合為一體(整合的數據庫)，所以各系統都提供一致的數據。一次輸入，多次使用，有效地降低了輸入費用，并保證各系統得到完整、實時、一致的數據。其次，ERP系統可用來決策醫療設備訂購、管理和維護，例如通過一個整合的數據庫，根據病床的使用率，ERP系統可自動選擇最合適的時間對醫療設備進行維護。PRM是側重于患者需求的信息管理系統。PRM記錄患者生活習慣、個人病史、家庭病史以及過敏反應等，醫院從而可提供更加個性化的醫療服務。同時通過PRM，患者也可向醫院詢問醫療方案。數據挖掘技術在醫療管理上也日益重要，這種技術的主要優點是降低成本，為醫師提供最有價值的信息，從而提高醫療診斷的質量。Bresnahan[5]指出，上千種的服務、多種治療方案以及相互關系使信息系統越來越復雜，而這種復雜性推動了數據挖掘技術在醫療上的使用，已遠遠超過其在銀行業和零售業的應用范圍。

三、醫療決策系統

醫學實踐最重要的是作出正確的醫療診斷，因此醫學信息學將研究重點也放在決策系統上。碩士論文決策系統不僅需要先進的信息科學技術和工具，而且需要理解醫師如何利用推理知識作出醫療判斷。

當前決策系統主要基于兩種方法論：著重于統計分析的定量分析法，以及側重于邏輯推理的專家系統法。定量分析法產生于上世紀50和60年代，主要用于解決心臟疾病和異常疼痛等臨床問題。早期系統以概率決策理論為解決問題的依據。最新的此類系統以美國Stanford大學PANDA項目最為著名[6]。PANDA項目使用了決策分析技術，主要應用于胎兒期診斷，根據概率分析方法對胎兒期中的問題作出最有利于患者的選擇。專家系統法以邏輯推理為解決問題的核心。最著名的第一代專家系統是MYCIN系統[7]。此系統主要用于對多種傳染病的診斷和治療，其中的醫學知識不是包含于工具中，而是存儲在規則中。第二代專家系統則以Asgaard系統最為成功[8]。系統大大擴展了MYCIN的功能，并補充了一系列的推理方法，其中包含了所有相關領域中的復雜知識。通過與數據庫的連接，系統可自動提取帶有時間標志的數據，而這種功能則使系統可針對某個患者作出特定階段最適合的治療方式。另外通過反溯法可比較不同的醫療護理，并作出相應的質量報告。

四、影像信息學技術

自上世紀70年代中期，以計算機為基礎的醫學影像學隨著數學、生物物理學和工程模型學蓬勃發展起來。但是由于各類學術會議側重于影像，而忽視了信息學，導致醫學影像信息學科發展緩慢。

直到近年，界面友好的醫學影像數據庫與二維、三維結構及可視化的結合將醫學影像信息學帶入了一個嶄新的時代。開始于1990年的“可視人”項目提供了大量的人體模擬圖像，這一技術的廣泛應用帶動了各類解剖學教育軟件的開發，更為重要的是引發了關于模型、摸擬及大型數字化圖像搜索等一系列的信息學問題。同一時間開始的“人類大腦”項目則直接導致了大量關于大腦數據圖譜登記、分ShanghaiMedJ，2004，VoI27，No9區等課題的開展。新的信息學、生物計量學、計算圖像學的結合，使人們重新認識到影像信息與模擬學的重要性。

現代影像信息學研究的重點包括圖像傳遞標準、傳遞規則、醫學術語、信息壓縮、圖像數據庫索引及圖像病例傳遞安全等。從“虛擬細胞”[9]到“虛擬人”[10]，當前影像信息學從分子水平、細胞水平、組織水平到個體都得到廣泛的應用。然而，醫學信息學面臨著更多亟待解決的現實問題。影像信息的完整化需要更深層的科學、技術和醫療實踐的結合，包括對二維和三維圖像自動分區與注冊的新技術；數據抽象與概括；圖像數據庫中生物多樣性來解釋群體圖像數據和表現型與基因型之間的關系；開發醫學信息數據注釋語言整合高級圖像系統和醫院信息系統等。

五、遠程醫療與互聯網

隨著寬帶網進入千家萬戶，遠距離傳遞診斷和患者管理信息成為可能，遠程醫療成為新的研究熱點。通過網絡電視和無線技術，使醫師及患者能隨時傳遞相應的醫學相關信息，從而為遠程醫療開創了更為廣闊的應用前景。然而遠程醫療昂貴的醫療費用使其現階段只限于特定的人群。

互聯網的出現提供了圖片和文字傳輸的介質，而且為醫療機構提供了海量的信息數據。英語論文在互聯網的幫助下，醫師不僅可以全球共享醫學資源，而且可以針對某一特殊病例進行廣泛的交流。例如，美國國家醫學圖書館提供醫藥在線(MEDLINE)數據庫，其成員可查看、打印各類文獻資料；醫學網(CLINICWEB)則提供所有臨床信息的索引，是醫學界常用的搜索引擎。同時互聯網的發展為一些身患相同病癥人群的相互交流提供了可能，此類患者交流組織的形成有利于自我尋找最合適的治療。

六、數據標準的重要性

電子病歷和病案的大量應用、醫療設備和儀器的數字化，使得醫院數據庫的信息容量不斷地膨脹。然而簡單存儲信息只是數據庫的低端操作，數據的集成和分析以及醫學決策和知識的自動獲取才是信息學研究的重點。要對數據進行加工和分析，數據必須以特定的結構方式來存儲。數據結構允許計算機輕易地傳遞符號和像素，并大大提高信息處理的速度。然而，這種數據結構不是僅由輸入來決定的，醫護人員必須有一約定俗成的數據標準，并為社會所公認。這一數據標準明確了數據庫中存儲的特殊符號所具有的涵義。其作用正如字典一樣，起到咨詢和定義的功能。數據標準又可分為文字標準和信息標準。

文字標準是指標準必須以文字形式表示，而不能以圖像形式表達，國際上稱為醫療數據系統，它包括一系列有特定涵義的單詞。意識到標準的重要性，越來越多的醫學和信息組織參與到此標準的制訂中來。其中最著名的為美國病理協會制訂的人類與獸類醫學系統術語標準SNOMED和英國健康中心制訂的醫學系統術語標準ReadCodes。

信息標準則同時定義文字和圖像數據。當今最通用的信息標準稱為HL7(HealthLevelSeven)，也可稱為標準衛生信息傳輸協議，其中又包括醫學數字化圖像和傳遞標準(DICOM)。HL7標準確定了數據庫系統中信息傳遞的順序和格式，涵蓋了實驗測試術語、藥品設備采購術語、收費術語、出院轉院術語及電子監護術語等，并提供了一種類似于數據庫的結構，利于患者信息在電子病歷系統、實驗室系統等多種數據系統中傳遞。

DICOM可明確圖像在數據流傳遞過程中壓縮和加密的格式，并確定CT圖像或B超圖像在數據庫中存儲的方式。

七、結語

醫學信息學是計算機技術、生物物理學、統計學等與現代醫療結合的新興學科，也是提高醫療服務質量、醫院管理水平和降低成本的必然結果。這一學科需要多領域科研人員和醫務工作者的大力合作。可以預見，不久的將來醫學信息學將在醫院管理、教學和科研、疾病的預防、診斷和治療等方面發揮巨大和不可替代的作用，并將帶動整個醫學界的革新。

參考文獻

1GreenesRA．ShortliffeEH．Medicalinformatics：anemerginga-cademicdisciplineandinstitutionalpriority．JAMA，1990，263：1114—1120．

2SteadWW．HalrlmondWE．Computer-basedmedicalrecords：thecenterpieceofTMRMDComput，1988，5：48—62．

3McDonaldCJThebarrierstoelectronicmedicalrecordsystemsandhowtoovercomethemJAmMedInformAssoc，1997，4：213—221．

4SiauK．Healthcareinformatics．IEEETransInfTechnolBiome-di．2003．7：1-7．

5BresnahanJ．Dataminging：adelicateoperationCIOMag(on-line)．1997．

6OwensDK，ShachterRD，NeaseRF．Representationandanaly-sisofmedicaldecisionproblemswithinfluencediagrams．MedDecisiMaking，1997．17：241—262．

7YuVL，FaganLM，WraithSM，eta1．Antimicrobialselectionbyacomputer：Ablindedevaluationbyinfectiousdiseaseexperts．JAMA，1979，242：1279—1282．

8ShaharY，MikschS，JohnsonP．TheAsgaardproject：ataskspecificframeworkfortheapplicationandcritiquingoftime-on-entedclinicalguidelines．ArtifIntellMed．1998．14：29—51．

9LoewLM．SchaffJCTheVirtualCell：asoftwareenvironmentforcomputationalcellbiology．TrendsBiotechnol，2001，19：401—406．

10PandyMG．Computermodelingandsimulationofhumanmove-ment．AnnuRevBiomedEng．2001．3：245．273．