医学信息学课程复习提纲2016年12月第1章医学信息概述1、信息、知识的含义；信息的类型和特征;信息是对人们有用的数据,这些数据将可能影响到人们的行为与决策;知识是人们根据某种目的从客观世界收集得来的资料或数据中,经过大脑思维和整理、概括、提取而得到的有价值的信息;比如说,37是数据,37度是信息,37度体温是知识;信息的类型信息的运动状态分：连续信息和离散信息,或动态信息和静态信息信息产生的客体性质分：自然信息、生物信息和机器信息;医学信息从信息表现形式分：医学常规数据信息、医学生理信息、医学图像信息和医学知识信息信息的特征：普遍性、寄载性、传递性、表征性、可压缩性、增殖性2、信息、信号、数据与知识的关系;P4-5消息：是人们通过各种工具得到的文字、符号、图形、图像、语音;信号：是人们通过仪器设备和通信线路得到的电、光或磁的物理量;数据：是人们在观察某个事物或对某个对象进行的活动中所记录的事物状态大小、速度等的变化量信息：接收者通过感觉器官所理解得到相关消息、信号和数据的真实含义知识：是人们根据某种目的从客观世界收集得来的数据或资料中,经过大脑思维和整理、概括、提取而得到的有价值的信息;知识是由信息加工出来的产物,是一种具有普遍和概括性质的高层次的信息,因此它是信息的一个特殊的子集关系：同一个消息、信号或数据可以包含不同的信息；同一个信息也可以载荷在不同的消息、信号或数据之中3、医学信息的定义P5、表现形式分类;P28 信息系统设计定义：是指在医学研究、临床实践和医学管理等过程中所产生的、以及从各种载体中获取的各种形式的信息;这些信息包括文字、数据、表单、图形、影像和声音;按医学信息表现的形式如何分类：医学常规数据信息、医学生理信息、医学图像信息、医学知识信息4、医学信息学的主要任务5、简述医学信息学产生的理论基础 P8 “老三论”的名称是理论基础：“老三论”上,即信息论Informatics、控制论Cybernetics和系统论System Theory 老三论信息论;P9,香农系统论;P10,贝塔朗菲控制论; P10,维纳新三论耗散结构理论; P22,普利高津协同学; P22,哈肯突变论; P22,托姆第2章医学信息获取及利用6、如何理解医学信息获取 P26医学信息的获取必须包含2层含义：一是信息获取,二是信息表示1医学信息获取的传统理解借助某种换能器将医学实体的非电信号转换成医学模拟电信号,再由A/D转换器将模拟电信号转换成医学数字信号的过程定义为医学信息获取;2医学信息获取的广义理解凡能够采用某种方法得到所需医学信息的过程都称为医学信息获取7、医学信息表示的含义P26对于医学领域中各种类型的医学信息,由于获取的方式不同,或直接采集,或使用设备获取,或通过某种算法软件自动生成,因此得到的医学信息形式也各不相同8、医学信息获取的信息来源 P27实体型信息源,文献型信息源,电子型信息源,网络型信息源9、什么是医学常规数据信息 P28是指在进行医学临床、医学实验、医学教学、医学预防、医学管理等一般性的医学实践和科学试验中,所得到的各种常见的医学数据;10、医学常规数据信息的获取方法和利用途径 P29 P31获取方法：传统方法文档查阅法、实验研究法、现场调查法,网上搜索方法从光盘数据库系统获取、从门户网站上获取、利用搜索引擎获取、利用网络搜索软件获取利用途径：统计处理、数据库构建、科学计算、大数据利用大数据：指那些规模巨大到无法利用目前常用的数据处理技术和主流软件工具,在合理的时空中实现获取、存储、处理的海量数据及其技术;11、医学生理信息的含义 P32生命体在其生命活动过程中,无论是器官组织还是细微细胞都可能成为生理信息产生的信息源12、人体生理信号的类型 P33 表电信号：内源性信号、外源性信号非电信号：机械性质信号、化学性质信号13、医学生理信息获取的过程 P34 图14、医学图像信息编码方法; P41 哈夫曼编码15、常用医学图像计算机X线摄影CR、数字X线摄影DR、数字减影血管造影DSA、X线CT、磁共振成像系统MRI的成像原理和获取图像信息;PPT3116、医学知识信息的含义,医学知识信息获取的基本任务;P46医学知识信息,就是人们对医学科学和医学实践规律性认识的一种医学知识的信息表达;基本任务医学知识信息的获取是构造医学知识系统的前提和重要步骤;知识信息的收集：从知识源中把各种经过识别、理解、筛选、归纳、能为所用的信息抽取出来的过程;知识信息的表示：知识表示就是知识的机器表示；是一种自然语言的机器表示;知识表示是一种特殊的编码形式,是将获取的知识用一种方法构造成一个知识模型的过程;17、决策树Decision Tree概念,ID3学习算法;PPT51决策树Decision Tree系统是通过对训练示例的学习和训练最后得到的一个离散新知识的信息系统ID3算法核心思想:通过对给定的训练示例进行学习,从根节点开始,自顶向下对每个树节点进行划分成分支节点,并使其信息熵值不断减少直至熵为0,即到达叶节点而生成决策树;18、什么是数据库中知识发现知识发现的过程P52知识发现KDDKnowledge Discovery in Dadabase：是从数据集中识别出有效的、新颖的、潜在有用的以及最终可理解的模式的非平凡的过程;数据库中知识发现：将数据库中隐含的数据模式,以一种容易被人们理解的形式表现出来,以帮助人们从大量数据集合中获取有用的信息;19、简述医学知识系统的基本结构 P53 图第3章医学信息标准化20、标准、标准化的概念与区别,标准分类 P58标准Standard:为了在一定范围内获得最佳秩序,对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件,经协商一致后制定,并经一个公认机构批准颁布;标准化：是指对标准的制定、维护、发布和实施的过程;区别:标准”是对重复性事物或概念所做的统一规定；“标准化”则是制定标准、实施标准和修订标准的一个不断循环的活动过程;分类:根据标准的适用范围划分: 国际标准ISO、地区标准、国家标准GB、地方标准、部门标准如：WS和企业标准根据标准的主题划分: 基础标准、产品标准、方法标准根据标准履行的职责: 强制性标准、推荐使用标准21、数据元和元数据的概念22、医学信息标准的概念,医学信息标准分类,医学信息标准化概念P59医学信息标准是指在医学信息处理过程中,对信息采集、传输、交换和利用时所采用的统一的规则、概念、名词、术语、代码和技术;标准分类：框架分类,基础分类,操作分类医学信息标准化：是指围绕医学信息技术的开发、信息产品的研制和信息系统建设、运行与管理而开展的一系列标准化工作;23、信息分类的定义、分类目的、分类的要素和常用的分类方法;P62信息分类：是把某一领域内具有共同运动形式或存在方式的属性或特征的信息,按照其内部固有的次序归并在一起,以区别于其他形式的信息处理过程;目的：是为了更好地发掘数据内在的联系,以便进一步地进行医学研究要素：分类对象由若干个被分类的实体组成分类依据取决于分类对象的属性或特征常用方法：线分类法、面分类法和轴心分类法24、常用的医学信息编码方法,会用复合编码法举例;P64有序编码法、字母顺序编码法、层次编码法、特征组合编码法、复合编码法2525、简述ICD的主要分类方法 P66•ICD疾病分类是根据疾病的某些特征,按照一定的规则将疾病分门别类;例如A00-A09肠道传染病,A15-A19结核病等;•ICD是多轴心的分类系统：归纳为四大类,即病因、部位、临床表现包括症状、体征、分期、分型、性别、年龄、急慢性、发病时间等和病理;每一特征构成了一个分类标准,形成一个分类轴心;ICD的主要分类编码方式：•分三个层次,首先是类目,类目下分亚目,亚目下分细目;•双重分类星号和剑号分类系统•ICD索引排列方法26、系统医学命名法-临床术语SNOMED-CT的概念和应用领域 P67SNOMED-CT,是当前国际上广为使用的一种临床医学术语标准;它是一种多轴编码系统,每一个轴一般用于描述同一个诊断,例如肺解剖轴,肉芽肿形态学轴,发烧症状轴,结核分枝杆菌病因学轴均加到肺结核诊断轴诊断上;27、医学信息交换标准概念,医学信息交换协议HL7概念和应用领域医学信息交换:两个不同设备或不同地域的不同系统所产生的信息能够实现彼此交流和通信医学信息交换标准：在信息的底层研究各种不同类型医学信息的相互通信和相互交换的接口、方法和实现规则;HL7从医院信息系统Hospital Information System,HIS接口结构层面上定义了接口标准格式,并支持使用现行的各种编码标准28、医学影像与传输协议DICOM的概念和应用领域P71DICOM是Digital Imaging and Communications in Medicine的英文缩写,即医学数字影像和通信标准DICOM标准中涵盖了医学数字图像的采集、归档、通信、显示及查询等几乎所有信息交换的协议；第4章医学信息系统2929、医院信息系统定义;简述医院管理信息系统和临床信息系统的区别P88 图医院信息系统是指利用计算机软硬件技术、网络通讯技术等现代化手段,对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理,对在医疗活动各阶段中产生的数据进行采集、存贮、处理、提取、传输、汇总、加工生成各种信息,从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理及各种服务的信息系统;医院管理信息系统Hospital Management Information System,HMIS 是面向医院人、财、物的管理,是以提高医院管理效益为目的,其中,事务处理的特点是以重复性的内容为主,服务对象以医院各级管理人员为主;临床医疗信息系统 Clinic Information System,CIS 是面向临床医疗管理的,是以提高医疗质量、实现医院效益最大化为目的,是以病人为中心,事务处理的特点是以医疗过程为主,服务对象为医院的医、教、研人员;CIS与HMIS之间既相互区别,又相互关联,例如住院登记属于HMIS,但它所采集的病人一般信息是CIS的信息基础；处方用药属于CIS,但是处方划价收费却又属于HMIS;30、卫生部医院信息系统基本功能规范根据医院数据流量、流向及处理过程把医院信息系统分成哪五类临床诊疗部分、药品管理部分、经济管理部分、综合管理与统计分析部分、外部接口部分31、临床诊疗部分主要包括那些分系统 P89门诊医生工作站、住院医生工作站、临床检验系统LIS、医学影像系统PACS、手术室麻醉系统、电子病历系统EMR32、药品管理部分的主要任务药品管理部分主要分成哪些分系统P89主要任务：药品的管理与临床使用基本物流管理、临床、药价监控管理33、财务管理部分主要包括哪些功能 P89门急诊挂号,门急诊划价收费,住院病人入、出、转,卫生材料、物资及设备,科室核算以及财务核算34、外部接口部分主要提供哪些接口 P90提供医疗保险系统、社区医疗系统、远程医疗系统、上级卫生主管部门的接口35、根据门诊挂号流程,画出挂号流程示意图;图 P9036、根据医生诊病流程,画出医生接诊流程示意图;图37、解释名词：LIS、NIS、RIS、CDSS,并简述其主要功能临床检验系统LIS、放射科信息系统RIS Radiology Information System是管理放射科内所有患者资料和科室日常工作的综合管理信息系统;P1103838、简述病历SOAP框架的含义SSubjective为主观部分,病人主诉和症状的描述;OObjective为客观部分,医护人员的临床发现;AAssessment为评估部分,实验室检查结果与结论;PPlan为计划部分,治疗计划或处理措施;39、电子病历不同名称及其比较不同名称：计算机化的病人记录Computer-based Patient Record,CPR 电子医疗记录Electronic Medical Record,EMR电子病人记录Electronic Patient Record,EPR电子健康记录Electronic Health Record,EHR几种电子病历术语的差异a. 时间长度EMR 和 EPR : 历次就诊或治疗信息接近于ICU记录EHR：一生接近于健康档案b. 应用范围EMR: 基于医疗活动EHR：基于个人的终身电子保健档案;40、电子病历和电子病历系统的定义 P93 P94电子病历是指医务人员在医疗活动过程中,使用医疗机构信息系统生成的文字、符号、图表、图形、数据、影像等数字化信息,并能实现存储、管理、传输和重现的医疗记录,是病历的一种记录形式电子病历系统是指医院内部支持电子病历信息的采集、存储、访问和在线帮助,并围绕提高医疗质量、保障医疗安全、提高医疗效率而提供信息处理和智能化服务功能的计算机信息系统;41、HIMSS含义HIMSS电子病历发展阶段评估等级中关键能力42、43、我国电子病历系统应用水平分级评价方法及标准P940级：未形成电子病历系统;1级：部门内初步数据采集;2级：部门内数据交换;3级：部门间数据交换,初级医疗决策支持;4级：全院信息共享,中级医疗决策支持;5级：统一数据管理,各部门系统数据集成,基本建立以电子病历为基础的医院信息平台;6级：全流程医疗数据闭环管理,高级医疗决策支持;7级：完整电子病历系统,区域医疗信息共享;4344、简述电子病历系统的组成与功能 P94 图功能包含了患者医疗信息的采集、存储、展现、处理等方面组成：功能找不到45、临床路径的概念、组成要素和实施目标临床路径是指针对某一疾病建立一套标准化治疗模式与治疗程序,是一个有关临床治疗的综合模式,该模式罗列了计划提供的治疗项目、相应的治疗结果以及完成这些工作的进度表;组成要素：患者类型,常用的医疗方案和实施时间顺序,多学科临床医疗、护理,其他专科医师、辅助科室人员,偏离路径的差异问题,连续性评估和改进实施目标：发展一套兼具品质与成本效益的临床路径模式；改善与确保医疗品质；减少不必要的医疗护理差异；缩短住院天数、减少合并症、感染率、再入院率与死亡率；控制医疗成本支出；促进医疗行政团队的合作,强调持续性医疗照护；提升患者的满意度；预防医疗纠纷 ;46、PACS系统概念、分类;医学图像存储与传输系统PACS Picture Archiving and Communication System,PACS ：是指应用数字成像技术、计算机技术和网络技术,对医学图像进行获取、显示、存储、传送和管理的综合信息系统分类：全规模PACSfull-service PACS:院内集成PACSHi-PACS,Hospital integrated PACS即指包括了模块化结构、开放性架构、DICOM标准、整合医院信息系统/放射信息系统HIS/RIS等特征的full-service PACS范畴;数字化PACSdigital PACS小型PACSmini-PACS:局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内4647、简述PACS 系统的组成和各部分的主要功能 P107PACS系统主要包括有图像采集、传输存储、处理、显示以及打印的功能1．图像的采集子系统⏹图像采集设备是PACS系统的前级设备,采集的图像质量决定了PACS系统实际使用的价值;⏹临床采集的图像：静态图像、动态图像2．影像传输存储管理系统⏹将采集到的图像按一定的格式、一定的组织原则存贮到物理存储介质上,然后按需求通过网络传输到各影像工作站或其它用户系统;⏹图像必须采用无失真压缩, JPEG、及MPEG⏹存储介质：硬磁盘、光盘存储器、流磁带库3．影像工作站⏹影像工作站主要完成的功能有：病案准备、病案选择、图像的处理、文件编制、病案介绍;⏹影像诊断工作站、影像后处理工作站和影像浏览工作站⏹显示分辨率：1024×1024的1KB视窗或4096×4096的4KB视窗;⏹图像后处理：图像放大缩小、灰度增强、锐度调整、开窗以及漫游等,图像面积、周长、灰度等的测量4．影像拷贝输出系统⏹影像拷贝输出系统主要是生成规范的、包括图像的诊断报告单；医学图像文件通过DICOM网络打印输出到医用胶片或医用打印纸第5章医学信息分析与决策支持与大数据处理48、决策支持概念和不同发展阶段的特征决策支持是指使用各种逻辑规则和数据处理方法,通过对低层次的数据事实关联关系的分析与合并,将其转换成高层次的、数量少的、体现系统根本特征和发展方向的知识,以辅助决策者进行决策;第一阶段：计算机辅助信息分析Computer Aided Information Analysis,CAIA;人的主观能动性仍是信息分析工作的主导第二阶段：各种类型的决策支持系统第三阶段：新型的临床决策支持系统CDSS49、不确定性决策分析中乐观决策准则、悲观决策准则折中决策准则、后悔决策准则和等概率决策准则及其应用;P13950、关联规则的概念和使用关联规则的目的;P143关联规则主要反映了事物之间的关联性;在大量的看似没有任何关系的数据中,发现数据中存在的关联关系,分析事物之间的关联性;51、数据仓库概念和体系结构数据仓库是一个面向主题的,集成的,相对稳定的,反映历史变化的数据集合,用于支持管理中的决策支持;5152、简述数据仓库的四大特点 PPT26-27●数据仓库是面向主题的;数据库的数据组织面向事务处理任务,而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织;主题是指用户使用数据仓库进行决策时所关心的重点方面,一个主题通常与多个操作型信息系统相关;●数据仓库是集成的;数据仓库的数据有来自于分散的操作型数据,将所需数据从原来的数据中抽取出来,进行加工与集成,转换统一与综合之后才能进入数据仓库；●数据仓库是随时间而变化的;不断跟踪事务处理系统中,数据仓库会把业务系统数据库中变化数据追加进去;传统的关系数据库系统比较适合处理格式化的数据,能够较好的满足商业商务处理的需求;稳定的数据以只读格式保存,且不随时间改变;数据仓库是稳定的非易失性的;其数据以物理分离的方式存储,决策人员只进行数据查询,而不进行数据修改;数据仓库只需要两类操作：数据的初始化装入和数据访问53、数据挖掘与知识发现的概念和基本步骤 PPT34-36概念：•数据挖掘DM从数据中发现知识：从大量的数据中正规地发现有效的、新颖的、潜在有用的,最终可被读懂的模式的过程,简单的说就是从大量数据中提取或“挖掘”知识;•医学数据挖掘：是针对医学方面的数据仓库进行挖掘•知识发现：知识发现KDD包括数据清理、数据集成、数据选择、数据变换、数据挖掘、模式评估、知识表示等步骤有人把数据挖掘视为数据中的知识发现或KDD同义词,另一些人将其视为知识发现的一个基本步骤;基本步骤：•选择：根据某种标准选择数据•处理：包括清除和充实•转换：删除丢失重要内容的记录,将数据分类、格式变换等•数据挖掘：运用工具或算法,在数据中发现模式和规律•解释评价：将发现的模式解释为可用于决策的知识5354、简述大数据概念和基本特征;大数据：无法在一定时间内用传统的数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合;基本特征：•数据量巨大Volume：PB级以上•数据类型多Variety：日志、音频、视频•数据流动快Velocity：实时分析获取信息•数据潜在价值大Value：55、数据大小的量级表示;56、大数据处理主流架构Hadoop MapReduce 架构和优势;架构:•HDFS 大数据存储框架：分布式文件系统;运行在廉价的计算机组成的大规模集群之上;采用元数据集中管理和数据块分散存储相结合模式;•Hbase大数据调度框架:基于列存储的开源非关系型数据库;提供非常大数据集的实时读取和写入的随机存取;•MapReduce大数据处理框架:分布式并行计算框架,Map 任务分解,Reduce综合结果;是一个JAVA 函数;•Mahout大数据分析和展示框架: 分布式机器学习和数据挖掘库;•R语言：用于统计分析、绘图的语言和操作环境•Hive:Facebook提供的数据仓库工具,分析结构化数据的中间件;Hive类SQL查询语言可以查询分析存储在Hadoop中的大规模数据;•Pig:基于Hadoop的并行计算高级语言,把类SQL的数据分析转换为MapReduce运算;•Sqoop:开源工具,Hadoop与传统的数据库间进行数据传递;数据从关系源导入HDFS,以及从HDFS导出到关系数据库;•Flume:Cloudera提供的日志收集系统;•ZooKeeper:分布式应用程序集中配置管理器优势：•易于扩充的分布式架构;采用大量计算节点横向扩充Scale-out实现;关系型数据库只能纵向扩充Scale-up ,即通过增加CPU、内存扩充单个节点,有瓶颈;•善于处理非结构化数据;是ETL的进化;•自动化的并行处理机制;数据分布在并行节点上,每个节点只处理一部分数据,所有节点同时并行处理;•高可靠性、容错强;自动保存数据多个副本;自动将失败的任务重新分配;数据丢失的概率小;•计算靠近存储;计算与存储一体;•低成本计算和存储5657、MapReduce中Map与Reduce 主要功能;每个MapReduce任务都被初始化为一个作业Job,一个作业由若干个任务Task组成;Job又分为Map和Reduce来表示;map函数接收一个原始输入Input分解为<key,value>键值对,MapReduce框架会将所有的具有相同key 值的value集合在一起,发送给reduce 函数,reduce对value集合进行处理,产生Output第6章数字化虚拟人体研究58、数字化虚拟人体研究的三个阶段 P173•第一个阶段：是“虚拟可视人”–通过对真人尸体获取连续切片的图像,再经过计算机3D重建技术,形成可视的虚拟人体结构图像;称为“虚拟解剖人”•第二个阶段是“虚拟物理人”–将人体各种不同结构的功能特性,赋加到虚拟解剖人框架,使其具有某些物理特性,例如骨骼遭受暴力会断裂,肌肉切割会向两端回缩等;•第三个阶段是“虚拟生物人”;–将生命科学研究的成果赋加到虚拟解剖人或虚拟物理人框架,具有新陈代谢、生老病死等生理学功能,进一步将人的思维活动的高级认知功能也赋加到虚拟人框架上,这种虚拟人就成了具有巨大存储容量和并行运算的虚拟智能人;–把“虚拟生物人”分成“虚拟生理人”和“虚拟智能人”59、数字化虚拟人数据采集的基本方法 P178-180标本的选择,CT、MRI扫描,标本预处理,切片并记录图像数据第8章医学信息处理新技术60、简述你对云计算概念的理解云计算：一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算。
