推選答案隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是微型計(jì)算機(jī)的普及,計(jì)算機(jī)技術(shù)已滲透到醫(yī)學(xué)及其管理的各個(gè)領(lǐng)域,可利用計(jì)算機(jī)獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理和利用醫(yī)學(xué)及醫(yī)學(xué)管理的各種信息。經(jīng)過(guò)30多年的實(shí)踐和發(fā)展,醫(yī)學(xué)信息處理學(xué)已成為一門(mén)新興的、醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展起著重要的作用。
電子計(jì)算機(jī)的組成部分 計(jì)算機(jī)分硬件和軟件兩大系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)指計(jì)算機(jī)的各種具體的電子和機(jī)械設(shè)備;而軟件系統(tǒng)則指各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和程序。
計(jì)算機(jī)硬件部分包括中央處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、接口電路、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等。通過(guò)總線(xiàn)連接,組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。人們通過(guò)輸入設(shè)備(常用的是鍵盤(pán))輸入命令、數(shù)據(jù)等,并可利用內(nèi)、外存儲(chǔ)器給予存儲(chǔ),還可命令中央處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行要求的運(yùn)算處理,最后還可將結(jié)果通過(guò)輸出設(shè)備(常用的有顯示器和打印機(jī))輸出。
計(jì)算機(jī)軟件部分包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。軟件有語(yǔ)言與程序之別。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是由可供人們用于編寫(xiě)程序的 有一定結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的各個(gè)命令(及指令組成)。所謂“高級(jí)語(yǔ)言”就是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的一種。程序就是人們用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言按一定順序排列編寫(xiě)的一系列語(yǔ)句,計(jì)算機(jī)將按順序一個(gè)語(yǔ)句接一個(gè)語(yǔ)句地執(zhí)行,以完成人們的某些要求。系統(tǒng)軟件包括計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)(一組程序,人們可以通過(guò)它方便地操作計(jì)算機(jī))、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理技術(shù))等;應(yīng)用軟件指人們?yōu)槟硞€(gè)特定要求而編寫(xiě)的程序。系統(tǒng)軟件由計(jì)算機(jī)廠(chǎng)商隨計(jì)算機(jī)硬件一起提供給用戶(hù),而應(yīng)用軟件則需由用戶(hù)根據(jù)自身工作需要進(jìn)行開(kāi)發(fā)(這就是所謂的“二次開(kāi)發(fā)”),或從軟件公司購(gòu)買(mǎi)。
計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用共有下列12個(gè)方面:
計(jì)算機(jī)輔助診斷和輔助決策系統(tǒng)(CAD&CMD) 可以幫助醫(yī)生縮短診斷時(shí)間;避免疏漏;減輕勞動(dòng)強(qiáng)度;提供其他專(zhuān)家診治意見(jiàn),以便盡快作出診斷,提出治療方案。診治的過(guò)程是醫(yī)生收集病人的信息(癥狀、體征、各種檢查結(jié)果、病史包括家族史以及治療效果等等),在此基礎(chǔ)上結(jié)合自己的醫(yī)學(xué)知識(shí)和臨床經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行綜合、分析、判斷,作出結(jié)論。計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)則是通過(guò)醫(yī)生和計(jì)算機(jī)工作者相結(jié)合,運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)以至人工智能技術(shù),在計(jì)算機(jī)上建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)病人的信息進(jìn)行處理,提出診斷意見(jiàn)和治療方案。這樣的信息處理過(guò)程,速度較快,考慮到的因素較全面,邏輯判斷也較嚴(yán)謹(jǐn)。
利用人工智能技術(shù)編制的輔助診治系統(tǒng),一般稱(chēng)為“醫(yī)療專(zhuān)家系統(tǒng)”。人工智能是當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的前沿。醫(yī)療專(zhuān)家系統(tǒng)是根據(jù)醫(yī)生提供的知識(shí),模擬醫(yī)生診治時(shí)的推理過(guò)程,為疾病等的診治提供幫助。醫(yī)療專(zhuān)家系統(tǒng)的核心由知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)構(gòu)成。知識(shí)庫(kù)包括書(shū)本知識(shí)和醫(yī)生個(gè)人的具體經(jīng)驗(yàn),以規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)、框架等形式表示知識(shí),存貯于計(jì)算機(jī)中。推理機(jī)是一個(gè)控制機(jī)構(gòu),根據(jù)病人的信息,決定采用知識(shí)庫(kù)中的什么知識(shí),采用何種推理策略進(jìn)行推理,得出結(jié)論。由于在診治中有許多不確定性,人工智能技術(shù)能夠較好地解決這種不精確推理問(wèn)題,使醫(yī)療專(zhuān)家系統(tǒng)更接近醫(yī)生診治的思維過(guò)程,獲得較好的結(jié)論。有的專(zhuān)家系統(tǒng)還具有自學(xué)功能,能在診治疾病的過(guò)程中再獲得知識(shí),不斷提高自身的診治水平。
這類(lèi)系統(tǒng)較好的實(shí)例如美國(guó)斯坦福大學(xué)的 MYCIN系統(tǒng),它能識(shí)別出引起疾病的細(xì)菌種類(lèi),提出適當(dāng)?shù)目咕幬?。在中?guó)類(lèi)似的系統(tǒng)有中醫(yī)專(zhuān)家系統(tǒng),或稱(chēng)“中醫(yī)專(zhuān)家咨詢(xún)系統(tǒng)”。
醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS) 用以收集、處理、分析、儲(chǔ)存和傳遞醫(yī)療信息、醫(yī)院管理信息。一個(gè)完整的醫(yī)院信息系統(tǒng)可以完成如下任務(wù):病人登記、預(yù)約、病歷管理、病房管理、臨床監(jiān)護(hù)、膳食管理、醫(yī)院行政管理、健康檢查登記、藥房和藥庫(kù)管理、病人結(jié)帳和出院、醫(yī)療輔助診斷決策、醫(yī)學(xué)圖書(shū)資料檢索、教育和訓(xùn)練、會(huì)診和轉(zhuǎn)院、統(tǒng)計(jì)分析、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化和接口。
這些系統(tǒng)中較著名的如美國(guó)復(fù)員軍人醫(yī)院的DHCP;馬薩諸塞綜合醫(yī)院用 MUMPS語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的COSTAR等。中國(guó)從1970年起,就開(kāi)發(fā)了一些醫(yī)院信息系統(tǒng),并統(tǒng)一規(guī)劃開(kāi)發(fā)了醫(yī)院統(tǒng)計(jì)、病案、人事、器材、藥品、財(cái)務(wù)管理軟件包。
生物-醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)及流行學(xué)調(diào)查軟件包 在臨床研究、實(shí)驗(yàn)研究及流行學(xué)調(diào)查研究中,需要處理大量信息。應(yīng)用計(jì)算機(jī)可以準(zhǔn)確快速地對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理。為了這方面的需要,用各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了不少軟件包。較著名的有SAS、SPSS、SYSTAT及中國(guó)的RDAS等。
衛(wèi)生行政管理信息系統(tǒng) (MIS) 利用計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)的“衛(wèi)生行政管理信息系統(tǒng)”,又稱(chēng)“衛(wèi)生管理信息/決策系統(tǒng)”,能根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)資料給衛(wèi)生行政決策部門(mén)提供信息和決策咨詢(xún)。一個(gè)完整的衛(wèi)生行政管理信息系統(tǒng)包括三部分:①數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)(ADP),主要功能是收集與整理數(shù)據(jù)、匯總成各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表與圖表。②信息庫(kù),是指能使單位與其外部機(jī)構(gòu)之間,以及單位內(nèi)部各種職能之間相互共享信息資源的一種模式。信息來(lái)源有法定的和非法定的(一次性調(diào)查),還有來(lái)自計(jì)算機(jī)日常收集到的各種活動(dòng)所產(chǎn)生的信息流。設(shè)立信息庫(kù)的主要目的是溝通各項(xiàng)活動(dòng)和修正工作人員的行動(dòng)。③決策咨詢(xún)模型,又稱(chēng)信息決策模型,可根據(jù)必要信息用它作出可行或優(yōu)化方案,預(yù)測(cè)事業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的方法(即非信息/決策系統(tǒng))主要依賴(lài)過(guò)去的資料,考慮當(dāng)前決策,或估計(jì)今后的發(fā)展,它不能產(chǎn)生比較有效而且迅速的應(yīng)變措施,信息/決策的數(shù)學(xué)模型,若建立的數(shù)學(xué)模型比較合理,便可以及時(shí)由當(dāng)前活動(dòng)中,指出即將發(fā)生的偏差,預(yù)見(jiàn)未來(lái),以支持管理決策反應(yīng)不斷改變。
醫(yī)學(xué)情報(bào)檢索系統(tǒng) 利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)圖書(shū)、期刊、各種醫(yī)學(xué)資料進(jìn)行管理。通過(guò)關(guān)鍵詞等即可迅速查找出所需文獻(xiàn)資料。
計(jì)算機(jī)情報(bào)檢索工作可分為三個(gè)部分:①情報(bào)的標(biāo)引處理;②情報(bào)的存貯與檢索;③提供多種情報(bào)服務(wù),可向用戶(hù)提供實(shí)時(shí)檢索,進(jìn)行定期專(zhuān)題服務(wù),以及自動(dòng)編制書(shū)本式索引。
美國(guó)國(guó)立醫(yī)學(xué)圖書(shū)館編制的“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)分析與檢索系統(tǒng)”(MEDLARS)是國(guó)際上較著名的軟件系統(tǒng),這是一個(gè)比較完善的實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)檢索的網(wǎng)絡(luò)檢索系統(tǒng)。通過(guò)該館的IBM3081計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能提供聯(lián)機(jī)檢索和定題檢索服務(wù),通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通訊或數(shù)據(jù)庫(kù)磁帶的方法,在16個(gè)國(guó)家和地區(qū)中形成世界性計(jì)算機(jī)檢索網(wǎng)絡(luò)。其他著名的系統(tǒng)如IBM4361,MEDLARS等。中國(guó)開(kāi)發(fā)了一些專(zhuān)題的醫(yī)學(xué)情報(bào)資料檢索系統(tǒng),如中醫(yī)藥文獻(xiàn)、典籍的檢索系統(tǒng)。
藥物代謝動(dòng)力學(xué)軟件包 藥物代謝動(dòng)力學(xué)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方法定量地研究藥物的吸收、分布、轉(zhuǎn)化和排泄等動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律性。人體組織中的藥物濃度不可能也不容易直接測(cè)定,因此常用血尿等樣品進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來(lái)描述和推斷藥物在體內(nèi)各部分的濃度和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。在藥代動(dòng)力學(xué)的研究中,最常用的數(shù)學(xué)方法有房室模型、生理模型、線(xiàn)性系統(tǒng)分析、統(tǒng)計(jì)矩和隨機(jī)模型等。這些新技術(shù)新方法的發(fā)展與應(yīng)用,都與計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分不開(kāi)。已開(kāi)發(fā)了不少的藥代動(dòng)力學(xué)專(zhuān)用軟件包,其中較著名的有NONLIN程序(一種非線(xiàn)性最小二乘法程序)。
疾病預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng) 疾病在人群中流行的規(guī)律,與環(huán)境、社會(huì)、人群免疫等多方面因素有關(guān),計(jì)算機(jī)可根據(jù)存貯的有關(guān)因素的信息并根據(jù)它建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算,作出人群中疾病流行情況的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),供決策部門(mén)參考。荷蘭、挪威等國(guó)還建立了職業(yè)病事故信息庫(kù),因此能有效地控制和預(yù)測(cè)職業(yè)危害的影響。中國(guó)上海、遼寧等地衛(wèi)生防疫部門(mén),對(duì)氣象因素與氣管炎、某些地方病、流行?。ㄈ缫倚湍X炎、流行性腦膜炎等)的關(guān)系作了大量分析,并建立了數(shù)學(xué)模型,用這些模型在微型機(jī)上可成功地作出這些疾病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI) 可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握醫(yī)學(xué)科學(xué)知識(shí)和提高解決問(wèn)題的能力以及更好地利用醫(yī)學(xué)知識(shí)庫(kù)和檢索醫(yī)學(xué)文獻(xiàn);教員可以利用它編寫(xiě)教材,并可通過(guò)電子郵件與同事和學(xué)生保持聯(lián)系,討論問(wèn)題,改進(jìn)學(xué)習(xí)和考察學(xué)習(xí)成績(jī);醫(yī)務(wù)人員可根據(jù)各自的需要和進(jìn)度,進(jìn)行學(xué)習(xí)和補(bǔ)充新醫(yī)學(xué)專(zhuān)門(mén)知識(shí)。目前在一些醫(yī)學(xué)研究和教學(xué)單位里已建立了可由遠(yuǎn)程終端通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)的各種 CAI醫(yī)學(xué)課程。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行醫(yī)學(xué)教育的另一種重要途徑是采用計(jì)算機(jī)模擬的方法,即用計(jì)算機(jī)模擬人體或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物,為學(xué)生提供有效的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和手段,使學(xué)生能更方便地觀(guān)察人體或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物,在條件參數(shù)改變下的各種狀態(tài),其中有些狀態(tài)在一般動(dòng)物實(shí)驗(yàn)條件下往往是難于觀(guān)察到的。由于光盤(pán)技術(shù)、語(yǔ)言識(shí)別、觸摸式屏幕顯示等新技術(shù)的發(fā)展,教學(xué)用的計(jì)算機(jī)模擬病例光盤(pán)等已試制成功,并作為商品在市場(chǎng)上供應(yīng),利用這種光盤(pán)可方便地顯示手術(shù)室等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圖景和情況,或有關(guān)教科書(shū)和文獻(xiàn)資料,供學(xué)生學(xué)習(xí)。
最佳放射治療計(jì)劃軟件 計(jì)算機(jī)在放療中的應(yīng)用,主要是計(jì)算劑量分布和制訂放療計(jì)劃。以往用手工計(jì)算,由于計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,所以要花費(fèi)許多時(shí)間。因而,在手工計(jì)算的情況下,通常只能選擇幾個(gè)代表點(diǎn)來(lái)計(jì)算劑量值。利用計(jì)算機(jī),則只要花很短時(shí)間,而且誤差不超過(guò)5%,這樣,對(duì)同一個(gè)病人在不同的條件下進(jìn)行幾次計(jì)算,從中選擇一個(gè)最佳的放射治療計(jì)劃就成為可能。所謂最佳放射治療計(jì)劃就是對(duì)病人制訂治療計(jì)劃,包括確定照射源、放射野面積、放射源與體表的距離、入射角以及射野中心位置等,然后再由計(jì)算機(jī)根據(jù)治療機(jī)性能和各種計(jì)算公式,算出相應(yīng)的劑量分布,在彩色監(jiān)視器上形象地顯示出來(lái)。對(duì)同一個(gè)病人,經(jīng)過(guò)反復(fù)改變照射條件,進(jìn)行計(jì)算、分析和比較,就可以得出最理想的劑量分布,使放射線(xiàn)照射方向上傷害正常組織細(xì)胞最少,放療療效最佳,這就是最佳放射治療計(jì)劃。同時(shí),可將此劑量分布圖用繪圖儀記錄下來(lái),存入病歷,以供治療時(shí)使用或長(zhǎng)期保存。
計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)圖像處理與圖像識(shí)別 醫(yī)學(xué)研究與臨床診斷中許多重要信息都是以圖像形式出現(xiàn),醫(yī)學(xué)對(duì)圖像信息的依賴(lài)是十分緊密的。醫(yī)學(xué)圖像一般分為二類(lèi):一是信息隨時(shí)間變化的一維圖像,多數(shù)醫(yī)學(xué)信號(hào)均屬此一類(lèi),如心電圖、腦電圖等;另一是信息在空間分布的多維圖像,如X射線(xiàn)照片、組織切片、細(xì)胞立體圖像等等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有大量的圖像需要處理和識(shí)別,以往都是采用人工方式,其優(yōu)點(diǎn)是可以由有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生對(duì)臨床醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行綜合分析,但分析速度慢,正確率隨醫(yī)生而異。計(jì)算機(jī)高速度、高精度、大容量的特點(diǎn),可彌補(bǔ)上述不足。特別是有一些醫(yī)學(xué)圖像,如腦電圖的分析,憑人工觀(guān)察,只能提取少量信息,大量有用信息白白浪費(fèi)。而利用計(jì)算機(jī)可作復(fù)雜的計(jì)算,能提取其中許多有價(jià)值的信息。另外進(jìn)行腫瘤普查時(shí),往往要在顯微鏡下觀(guān)看數(shù)以萬(wàn)計(jì)的組織切片;日?;?yàn)或研究工作中常需要作某種細(xì)胞的計(jì)數(shù)。這些工作既費(fèi)力又費(fèi)時(shí),若使用計(jì)算機(jī),就將節(jié)省大量人力并縮短時(shí)間。利用計(jì)算機(jī)處理、識(shí)別醫(yī)學(xué)圖像,在有的情況下,可以做人工做不到的工作。如心血管造影,當(dāng)用手工測(cè)量容積,導(dǎo)出血壓容積曲線(xiàn)時(shí),只能分析出心臟收縮和舒張的特點(diǎn)。若利用計(jì)算機(jī)計(jì)算,每張片子只需一秒鐘,并可以得到瞬時(shí)速度、加速度、面積和容積等有用的參數(shù)。此外,不管上述那一類(lèi)工作中,計(jì)算機(jī)還能完成人工不能完成的另一類(lèi)工作即圖像的增強(qiáng)和復(fù)原。1970年代醫(yī)學(xué)圖像處理在計(jì)算機(jī)體層攝影成像術(shù)(CT)方面的突出成就,和磁共振成像儀、數(shù)字減影心血管造影儀等新裝置的相繼出現(xiàn),以及超聲等其他醫(yī)學(xué)成像儀器的進(jìn)一步完善,使人們對(duì)放射和核醫(yī)學(xué)圖像的處理及模式識(shí)別研究的興趣更為濃厚。顯微圖像在醫(yī)學(xué)診斷和醫(yī)學(xué)研究中一直起著重要作用。計(jì)算機(jī)圖像處理與分析方法已用于檢測(cè)顯微圖像中的重要特征,人們已能用圖像處理技術(shù)和體視學(xué)方法半定量與定量地研究細(xì)胞學(xué)圖像以至組織學(xué)圖像。計(jì)算機(jī)三維動(dòng)態(tài)圖像技術(shù)已使心臟動(dòng)態(tài)功能的定量分析成為可能。
生物化學(xué)指標(biāo)、生理信息的自動(dòng)分析和醫(yī)療設(shè)備智能化 醫(yī)療設(shè)備智能化是指現(xiàn)代醫(yī)療儀器與計(jì)算機(jī)技術(shù)及其各種軟件結(jié)合的應(yīng)用,它使這些設(shè)備具有自動(dòng)采樣、自動(dòng)分析、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理等功能,并可進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,它是醫(yī)療儀器發(fā)展的一個(gè)方向。
計(jì)算機(jī)在護(hù)理工作中的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)在護(hù)理工作中的應(yīng)用,主要分為三個(gè)方面:①護(hù)理,包括護(hù)理記錄、護(hù)理檢查、病人監(jiān)護(hù)、藥物管理等。②護(hù)士教育,包括護(hù)理 CAI教育、護(hù)士教學(xué)計(jì)劃與學(xué)習(xí)成績(jī)記錄管理。③護(hù)士管理,包括護(hù)士服務(wù)計(jì)劃調(diào)度、人力資源管理、護(hù)士工作質(zhì)量的檢查或評(píng)比等。