醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)概論

1、計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)概論（下）,,提綱,,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)的必要性,,,A “Fundamental Theorem” of Biomedical Informatics,“A person working in partnership with an information resource is ‘better’ than that same person unassisted.”,Friedman, “Fundamental Theor

2、em” of Biomedical Informatics,醫(yī)療衛(wèi)生信息化,醫(yī)療衛(wèi)生信息化離不開信息化手段和工具醫(yī)院信息管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)醫(yī)療衛(wèi)生信息化引入新的概念電子病歷居民健康檔案醫(yī)療衛(wèi)生信息化帶來新的學(xué)科醫(yī)學(xué)信息學(xué)（medical informatics）生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)（biomedical informatics）健康信息學(xué)（health informatics）,醫(yī)學(xué)信息學(xué),醫(yī)學(xué)信息學(xué)（Medic

3、al Informatics）是研究如何通過現(xiàn)代信息技術(shù)來地有效收集、存儲(chǔ)、檢索、分析和更好地利用患者的醫(yī)療信息、臨床研究信息和醫(yī)學(xué)教育信息，從而提高醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的管理與決策水平、醫(yī)療質(zhì)量和醫(yī)學(xué)教育效果的一門學(xué)科。,臨床醫(yī)學(xué),現(xiàn)代信息學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué),醫(yī)院管理學(xué),醫(yī)學(xué)情報(bào)學(xué),,,醫(yī)學(xué)信息學(xué),醫(yī)學(xué)信息學(xué),醫(yī)學(xué)信息學(xué)的研究內(nèi)容,通過辨別、整合和使用知識(shí)來改善決策和行動(dòng),運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行搜集、加工、存儲(chǔ)和傳播。,遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)、遠(yuǎn)程放射學(xué),用計(jì)

4、算機(jī)來提高決策的效能,醫(yī)學(xué)信息學(xué),醫(yī)學(xué)信息學(xué)的目的提高醫(yī)療效果和醫(yī)護(hù)質(zhì)量降低醫(yī)療差錯(cuò)和加強(qiáng)患者安全提高醫(yī)護(hù)的成本效益增強(qiáng)健康服務(wù)的途徑,醫(yī)學(xué)信息學(xué),醫(yī)學(xué)信息學(xué)的亞學(xué)科生物信息學(xué)（bioinformatics）臨床醫(yī)學(xué)信息學(xué)（clinical informatics）消費(fèi)健康信息學(xué)（consumer health informatics）公共健康信息學(xué)（public health informatics）……,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué),

5、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)（Translational Medicine）的概念是在2003年由美國EA. Zerhouni在NIH路線圖計(jì)劃（NIH Roadmap）中提出的它試圖在基礎(chǔ)研究與臨床醫(yī)療之間建立更直接的聯(lián)系它的核心是要將醫(yī)學(xué)生物學(xué)基礎(chǔ)研究成果迅速有效的轉(zhuǎn)化為可在臨床實(shí)際應(yīng)用的理論、技術(shù)、方法和藥物，它要在實(shí)驗(yàn)室到病房（Bench To Bedside, 簡稱B2B）之間架起一條快速通道。,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué),轉(zhuǎn)換醫(yī)學(xué)倡導(dǎo)以患者為中心，從臨床

6、工作中發(fā)現(xiàn)和提出問題，由基礎(chǔ)研究人員進(jìn)行深入研究，然后再將基礎(chǔ)科研成果快速轉(zhuǎn)向臨床應(yīng)用，基礎(chǔ)與臨床科技工作者密切合作，以提高醫(yī)療總體水平。,,,基礎(chǔ),臨床,生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué),Sarkar Journal of Translational Medicine 2010, 8:22,循證醫(yī)學(xué),循證醫(yī)學(xué)（ evidence-based medicine ）指認(rèn)真、明確和明智地應(yīng)用現(xiàn)有的最好證據(jù)，同時(shí)結(jié)合醫(yī)生的個(gè)人專業(yè)技能和臨床經(jīng)驗(yàn)，考慮

7、患者的愿望，對(duì)患者作出醫(yī)療決策。其核心思想是“任何臨床醫(yī)療決策的制定，都需要基于科學(xué)研究的依據(jù)”。,循證醫(yī)學(xué),1987年，Cochrane 根據(jù)產(chǎn)科RCT結(jié)果，揭示了循證醫(yī)學(xué)的實(shí)質(zhì) 。1992年，英國成立了英國Cochrane中心；并提出了Evidence-Based Medicine。1992年《JAMA》上首次發(fā)表文章：“Evidence-based medicine. A new approach to teaching

8、the practice of medicine”，1993年，成立了國際Cochrane協(xié)作網(wǎng)1996年，國際著名內(nèi)科學(xué)家David L. Sackett明確提出了循證醫(yī)學(xué)的定義。1999年，我國在華西醫(yī)科大學(xué)成立了中國循證醫(yī)學(xué)/Cochrane中心，王家良教授主編出版了中國第一部循證醫(yī)學(xué)專著。,循證醫(yī)學(xué),循證醫(yī)學(xué)5S模型,循證醫(yī)學(xué)5S模型,循證醫(yī)學(xué)研究方法,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘,數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）是

9、從海量數(shù)據(jù)中挖掘有用的、未知的、有趣的知識(shí)的過程,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘,臨床數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)路線,結(jié)直腸癌同時(shí)肝轉(zhuǎn)移早期預(yù)測(cè)復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院2000年至2005年6月收治的大腸癌患者信息本研究發(fā)現(xiàn)了CEA、CA50和CA199三個(gè)指標(biāo)與結(jié)直腸癌并發(fā)肝轉(zhuǎn)移相關(guān)，并且確定了不同指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，簡化了臨床決策的步驟。 對(duì)腫瘤醫(yī)院2006年收治的152例結(jié)直腸癌患者數(shù)據(jù)測(cè)使用該模型預(yù)測(cè)結(jié)果：靈敏度：62.5%特異性

10、：91.7%準(zhǔn)確率：90.1%,醫(yī)學(xué)自然語言處理技術(shù)，是針對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中自然語言形式的信息進(jìn)行規(guī)范化的一種技術(shù)，從而使其處理后的結(jié)果，可以被計(jì)算機(jī)所理解，并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助診斷、臨床決策支持等工作。,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例—自然語言處理,為了滿足科研和醫(yī)院管理的需求，電子病歷的結(jié)構(gòu)化一直是電子病歷的主流方向 使用自然語言處理，能夠?qū)⒎墙Y(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-自然語言處理,自然語言處理流程,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)

11、實(shí)例-自然語言處理,對(duì)復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院82份肝癌病人手術(shù)記錄使用自然語言處理進(jìn)行信息抽提，結(jié)果如下：,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-自然語言處理,將自然語言處理模塊整合到科研病歷系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,醫(yī)學(xué)知識(shí)種類繁多醫(yī)學(xué)知識(shí)更新速度快,,,,,信息化手段,醫(yī)學(xué)文獻(xiàn) 臨床實(shí)踐指南 臨床路徑 用藥指南 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)知識(shí) 數(shù)字人體模型,醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,結(jié)構(gòu)化,隨需而得,及時(shí)更新,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,MD Consult是

12、一個(gè)集成醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)、圖書、臨床指南、藥物等的綜合性醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,一、First Consult二、參考書籍（Books）三、醫(yī)學(xué)期刊（Journals）四、北美臨床雜志（The Clinics）五、病人教育（Patient Education）,六、藥物庫（Drugs）七、診療指南（Guidelines）八、醫(yī)學(xué)圖片（Images）九、醫(yī)學(xué)新聞（News）十、繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育（CME）,,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,MD Con

13、sult是一個(gè)集成醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)、圖書、臨床指南、藥物等的綜合性醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,,Keywords：colorectal cancer,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,問答系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,問答系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識(shí)庫,基于知識(shí)庫的臨床決策支持系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-電子化臨床路徑系統(tǒng),臨床路徑（clinical pathway）是指針對(duì)某一疾病建立一套標(biāo)準(zhǔn)化治療模式與治療程序自2009年衛(wèi)生部啟動(dòng)臨床路徑試點(diǎn)工作以來，

14、目前已下發(fā)112個(gè)病種的臨床路徑，全國已經(jīng)開展臨床路徑試點(diǎn)工作的醫(yī)院已超過200余家。臨床路徑的應(yīng)用顯著提高了診療的規(guī)范化，降低了患者住院天數(shù)和住院費(fèi)用。,基于關(guān)鍵事件的標(biāo)準(zhǔn)化臨床路徑,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-電子化臨床路徑系統(tǒng),臨床路徑系統(tǒng)實(shí)例,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-電子化臨床路徑系統(tǒng),計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-臨床決策支持系統(tǒng),臨床決策支持系統(tǒng)（clinical decision support system，CDSS）是幫助醫(yī)生利用患者信

15、息、醫(yī)學(xué)知識(shí)和針對(duì)具體病例的臨床指南、建議以及解決半結(jié)構(gòu)化、無結(jié)構(gòu)化問題的用戶界面的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。臨床決策支持系統(tǒng)的特點(diǎn)是確保知識(shí)課數(shù)據(jù)安全、高質(zhì)量和成本效益知識(shí)庫（knowledge base）數(shù)據(jù)庫（database）功能和用途（functionality and usability）管理（organization）,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-臨床決策支持系統(tǒng),臨床決策支持系統(tǒng)發(fā)展,Wright A et al, 2008

16、,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-臨床決策支持系統(tǒng),Real Q HIV CDSS,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-個(gè)性化醫(yī)療,21世紀(jì)醫(yī)學(xué)模式將發(fā)生革命性變化：從19世紀(jì)末、20 世紀(jì)初以細(xì)胞病理學(xué)為基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)模式，向分子醫(yī)學(xué)（以分子生物學(xué)、分子細(xì)胞學(xué)、分子藥理學(xué)以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)）模式轉(zhuǎn)變。醫(yī)療實(shí)踐以循證醫(yī)學(xué)為主，從基因、蛋白質(zhì)等大分子水平研究疾病的發(fā)病機(jī)理，對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)防、診斷和治療，目標(biāo)是向特異性診斷、個(gè)體化治療發(fā)展。遺傳信息在臨床環(huán)境下

17、的集成必將導(dǎo)致個(gè)性化醫(yī)療在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用，個(gè)性化醫(yī)療是疾病治療的發(fā)展方向。,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-個(gè)性化醫(yī)療,結(jié)直腸癌個(gè)性化診療流程圖,,,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-個(gè)性化醫(yī)療,the Oncotype DX— Colon Cancer Assay,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-生理系統(tǒng)建模與仿真,動(dòng)物模型往往與人體差異較大由于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存在個(gè)體差異受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)條件和實(shí)驗(yàn)手段的限制臨床實(shí)驗(yàn)受倫理道德的限制，許多實(shí)驗(yàn)不能直接在人體上進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)的局限性

18、,,數(shù)學(xué)模型物理模型,建模,仿真,數(shù)學(xué)仿真物理仿真,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-生理系統(tǒng)建模與仿真,生理系統(tǒng)建模與仿真,07級(jí)學(xué)生使用SCIRUN構(gòu)建的心肌缺血模型,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-數(shù)字人體,數(shù)字人體是信息化、數(shù)字化的虛擬人體以人體系統(tǒng)為原型，以人體坐標(biāo)為參考系，以醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)和計(jì)算科學(xué)為理論基礎(chǔ)，建立一系列不同層次的原型、系統(tǒng)場(chǎng)、物質(zhì)模型、力學(xué)模型、數(shù)學(xué)模 型、信息模型和計(jì)算機(jī)模型，并將其集成;同時(shí)，以高新人體觀測(cè)和網(wǎng)絡(luò)

19、技術(shù)為支撐，建立具有多分辨率、海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合，并可用多媒體和仿真技術(shù)進(jìn) 行多維表達(dá)，具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng)。,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-數(shù)字人體,中國數(shù)字人男1號(hào),計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-個(gè)人健康管理,個(gè)人健康檔案記錄每個(gè)人健康相關(guān)的資料，如疾病的發(fā)生、發(fā)展、治療和轉(zhuǎn)歸的過程。,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-個(gè)人健康管理,高血壓個(gè)人管理系統(tǒng),,,計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實(shí)例-合理用藥,根據(jù)患者的個(gè)性化差異，選擇有效的藥物和治療