第一章 医学信息学概论-OK

中国中医药出版社
医学信息学的构成和学科框架

除了包含医学、信息学外，还涉及到网 络通信技术、数据库技术、无线传感技 术、人工智能等计算机科学的多个领域 ，教学内容涵盖了信息处理技术、信息 标准化技术、医学图象处理与传输、医 院管理信息系统、临床信息系统等多个 研究领域。
医学信息学的构成和学科框架
基于本体论的分类体系

第I轴 方法 I.A. 信息与知识的表达 I.B. 信息与知识的处理 I.C. 经验型研究 第II轴 目标 II.1 建立卫生信息系统基础设施…… 第III轴 应用领域 III.1 医疗保健……
医学信息学的研究范畴（四个 结构层次）

原始健康数据：影像、生理数据
《医学信息学概论》学习目的和要求



教学目的:通过本课程的学习，掌握医学信息 学的基本原理，能用医学信息学的方法和计算 机技术开展医学研究。 完成医学 信息学课程设计 撰写一篇医学信息学研究领域的综述报告
课程的内容
医学信息学基础 临床各科信息学概述 医学信息标准化 医学信息决策支持 大数据与医学信息处理 云计算、 物联网与智慧医学 医学信息学处理前沿技术
公共卫生 公共卫生信息学 临床信息学 影像信息学 生物医学 信息学 生物信息学 计算机科学
个体 器官
组织 细胞 亚细胞 蛋白 基因 分子
临床医学
基础生物 医学科学 认知学 生物工程学
管理学
流行病学及 生物统计学
医学信息学学知识点分类 JAMIA2009
编号 1 1.1 1.2 学科知识点 基础知识 临床信息系统 健康系统 编号 3.3 3.4 3.5 学科知识点 健康信息系统及常用程序 临床数据标准 信息系统的生命周期

课题：数据采集和集成，实时生理信号分析、语音 识别、传感器采集、条形码扫描 课题：数据整合：数据仓库、数据模型、语义网络 课题：数据处理：存储、提取、可视化、计算模型

综合数据库：基因分类


知识库层次：词表、术语学、语义网等


知识结晶和理论：协议、临床实用手册

课题：知识获取：机器学习、文本解释、知识工程 、决策理论
习题

关于“知识”
汉语大词典：指人类的认识成果：来自社会实 践，其初级形态是经验知识，高级形态是系统 科学理论 获得方式可区分为直接知识和间接知识； 内容可分为自然科学知识、社会科学知识和 思维科学知识。
韦氏字典：知识是人类获得的关于真理和原理 的认识的总和。
数据、信息与知识之间的关系


数据是信息的基础 信息是对人们有用的数据 知识是在信息的基础上进一步提炼而成的关 于自然和社会的认识和经验的总和，指导人 们从大量的数据中认识信息的某种规律。


信息的收集与分析


收集信息是运用信息的前提，只有收集 到准确、全面、真正能反映事物内在特 性的信息，才能了解事物的内在联系， 揭示事物的本质。 信息收集必须明确目标。
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常用的收集信息的方法
⑼挖掘法：是指运用计算机信息处理技术， ⑹采集法：利用专职或兼职信息员去收集信息。 ⑻网络法：通过网络上的电子邮件、 ⑺购买法：向信息服务机构购买有关信息。 ⑸收听法：通过听广播，看电视， ⑴阅读法：阅读有关报纸、杂志、广告、简 ⑷观察法：带着问题亲自到现场观察 ⑵投书法：即给相关部门发信，请他们 ⑶询问法：向有关人员或部门询问 结合数学模型、数据库、网络技术及数据仓 例如，公交公司派专人收集某条线路、某段时 MSN 例如，购买专利、信息中介、房屋中介等。 、新闻组、网络搜索引擎、BBS讨 了解有关信息。 报、书籍、资料等，从中收集所需的信息。 了解，收集第一手获得的信息资料。 所需的某些信息 库技术等，通过对大量数据处理，从中挖掘 帮助收集有关信息。 间、某站的客流量，以便调度高峰车辆。 论组、网上数据库等方式收集信息。 出人们所希望的信息，这是目前最有效的一 种方法。
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施诚教授和国内专家

医学信息学（Medical Informatics）是一门以医 学信息为主要研究对象，以医学信息的运动规律
及应用方法为主要研究内容，以现代计算机为主
要工具，以解决医药工作人员在处理医学信息过
程中的各种问题为主要研究目标的一门新兴学科
。它在优化医药、卫生和生物医学信息的获取、
数据、信息与载体
“信息” :是人们通过对数据进行加工处理后所获 得的对人有用的数据。 载体:是承载信息的媒体。数据肩负着传递信息的 使命，所以叫载体。 信息与载体的关系：载体是实体、是物质，信息是 依附在实体的某些对象的属性，它是抽象的。信 息的传递要依赖物质，信息是不可能脱离物质而 独立存在的。 例如，信息在人们的大脑里，是以大脑为载体。当 人们把它说出来，它就以声音为载体，把它写在 纸上，它就以纸和文字为载体。若用电话传递， 则它就以声音和电流为载体。
存储、检索和利用等方面具有重要意义。
医学信息学内涵和外延

指医学、医疗卫生和公众健康或药学、药物 为信息内容和应用领域的各种信息。


语义：以医学、医疗卫生和公众健康或药学、 药物为信息内容。 语用：以医学、医疗卫生和公众健康或药学、 药物为信息内容和应用领域的各种信息。

数据、信息、知识

医学知识与信息的关系示意
第一章 医学信息学概论
2007-9-3
信息、数据与知识定义

《牛津字典》指出：“信息，就是谈 论的事情、新闻和知识”。

信息论的创始人香农（C.E.Shannon）： 信息是用来消除随机不确定性的东西。

提出信息量和信息熵(information entropy)的概念

控制论创始人维纳认为：“信息就是 我们在适应外部世界，并且使这种适 应反作用于外部世界的过程中，同外 部世界进行相互交换的内容的名称。”
数据和知识的存储、检索和最佳利用的科学
领域。
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丁宝芬教授

我国医学信息权威丁宝芬教授指出：
现阶段对医学信息学的定义是：探讨生物学的、 医学的或者更广义的健康数据的采集、存储、交 互和展现的过程的科学；探讨如何利用信息科技 来优化这些过程的科学；以及探讨如何利用这些 数据实现信息和知识层次的各种应用科学。
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习题Fra Baidu bibliotek
中国学者的认识

钟信义《信息科学原理》 信息是事物运动的状态以及它的状态改 变的方式。

没有约束条件的本体论层次 受主体约束的认识论层次：语法信息、语义 信息、语用信息
临床诊断中的数据与信息

医生获得病人的疾病信息：中医：望、闻、问、切 的传统方法；西医采用问诊、测量体温、血压、血 常规化验、肝功能化验，运用CT、核磁、B超、心电 图、脑电图等多种手段来获取与患者的病症相关的 数据。 医生通过运用他的经验或知识，进行有目的地、选 择性地收集他所需的数据，然后对这些数据进行加 工处理，最后获得与病人诊断结果相关的数据 ──“信息”。 体温、血压、化验数据、图像，以及中医的四诊数 据等均是患者当时体征的反映，它们既不是物质， 也不是能量，而是医生明确诊断信息所必需的数据。 中国中医药出版社
医学信息的人机交互图谱
人类
分析决策执行 专业知识
机器
生物医学 知识 知识利用
学习
记忆的整理 长期的记忆 知识库
知识管理
知识获取 数据推理 工作的记忆 数据库 数据优化 感官的记忆
背诵和回忆
回想和椯摩 选择性注意 感官感觉知觉
生物的， 医学的， 健康的现象 数据采集
数据集成
2 2.1
2.2 2.3 3. 3.1 3.2
临床决策支持和医疗流程优化 临床决策支持
询证医学 临床工作的分科、流程再造和质控 健康信息系统 常用信息科技 人机工程学
4 4.1
4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
领导和管理革新 职能和流程建模
高效的跨学科团队 高效的沟通 项目管理 信息系统的战略和投资回 报管理 系统升级的管理
习题
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医学信息学的发展和定义

起源于20世纪50年代



医学计算机科学 生物医学计算 计算生物学 医学信息学 （20世纪90年代） 健康信息或保健信息 生物信息学 生物医学信息学

学术杂志“计算机和生物医学研究”改名为“生物 医学信息学”
J.H.Van Bemmel
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习题
计算机数据挖掘和知识发现技术

1995年，在加拿大蒙特利尔召开了第一届知识
发现和数据挖掘国际学术会议，1997年创刊了
该领域的第一本学术刊物《Knowledge
Discovery in Database》。

知识发现与数据挖掘的研究工作逐步成为数据
处理领域的一个热点。
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⑴阅读法 ⑷观察法 ⑺购买法
⑵投书法 ⑶询问法 ⑸收听法 ⑹采集法 ⑻网络法 ⑼挖掘法：
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信息分析原则
注意信息的旁系性。对于社会系统、生物系统等动态系统来说，任何一条输出信息 总之，在现代信息社会中，信息量十分丰富，很 ⑴注意信息的时空性。例如，疾病的临床信息 注意信息的内涵性。善于从事物的表面现象中 一般都不会孤立地出现的，会有其他相关的信息结伴而来，只要人们仔细观察，就 注意信息的可组合性。善于从各种公开的数据及 注意类比性。例如，中医通过对阴阳五行控制系 注意信息的可拓展性。善于从文献、 可以获得有利于分析的信息。例如，中医通过望、问、闻、切仔细地观察动态人体 多信息表面上看来似乎与自己无关，但是只要我 很多，随着时间的推延，变化也很快，有些疾 分析出具有内在价值的信息。例如，无论西医 信息中综合分析出对自己有用的信息。例如：中 统的类比来认识人体动态信息系统；西医通过动 的各项输出数据，从中获取有关人体表里、寒热、虚实等的动态信息，然后，运用 们善于观察、分析，就可能从中获得很有用的信 病很可能因为错失了早期诊断信息的良机，而 中药、针灸等进行调控，诊疗疾病。中医强调四诊合参，认为单纯的一项脉象数据， 著作、新闻报道等数据中，延伸出对 还是中医，他们都是通过分析病人所反映的一 医临床的辨证结论就是以四诊信息的组合为基础 物实验这种方式，将药物在动物体内的效应类比 或一项问诊数据有时会造成误诊，这是由于针对动态多维空间，单纯的一项数据就 造成不良的后果。 息。反之，即使是很有用的信息，也会与我们无 相当于在多维空间中的一条定向轴，一般是无法精确地定位的，只有通过多方面数 些表象，从中推断出疾病的有关信息。 自己有用的信息。 的。 到人体。 据的综合才能确定动态系统在多维空间中的确切位置。 缘。 在分析信息时，应注意以下几条原则。 ⑴注意 信息的时空性。 ⑵注意信息的旁系性。 ⑶注 意信息的内涵性⑷注意信息的可拓展性。 ⑸ 注意信息的可组合性。 ⑹注意类比性。
克劳德·艾尔伍德·香农
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ISO对“信息”下的定义：

信息是对人有用的数据，这些数据将可能 影响到人们的行为与决策。 ISO对“数据”下的定义是： “数据是对 事实、概念或指令的一种特殊的表达形式， 这种特殊的表达形式可以用人工的方式或 者用自动化的装置进行通信、翻译转换或 者进行加工处理。”

课程教学目的和要求

教学方法:

理论课 讨论课 课程设计 课外阅读 医学信息学领域研究综述论文 20% 课程设计：医学信息学专题课程设计20％ 教学参与情况（讨论课、上课参与）10％ 考试50%

考核办法

教材和参考书目






Edward H.Shortliff 主编，罗述谦主译《生物医学 信息学》，科学出版社，2011年 丁宝芬主编,《医学信息学》，东南大学出版社》， 2009年 埃里克.托普著《颠覆医疗-大数据时代的个人健康 革命》，电子工业出版社，2014年 周怡主编，《医学信息决策与支持系统》，人民卫 生出版社，2009年 唐雄燕等，《基于物联网的智慧医疗技术及其应 用》，电子工业出版社，2013年 施诚主编，《医院信息系统分析与设计》，电子工 业出版社，2014年

国际医学信息学权威J.H.Van Bemmel指出：
“医学信息学由信息处理和通信理论及应用两 个方面组成，而这两个方面的处理对象是医疗
卫生过程中获得的知识和经验” 。
Edward H.Shortliffe

国际医学信息学权威Edward H.Shortliffe将
生物医学信息学定义为研究生物医学信息、