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

1、計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)概論（下）,,提綱,,計算機(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)實驗室信息管理系統(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、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),計算機(jī)科學(xué),醫(yī)院管理學(xué),醫(yī)學(xué)情報學(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、整合和使用知識來改善決策和行動,運用信息技術(shù)對信息進(jìn)行搜集、加工、存儲和傳播。,遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)、遠(yuǎn)程放射學(xué),用計

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)化為可在臨床實際應(yīng)用的理論、技術(shù)、方法和藥物，它要在實驗室到病房（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)，同時結(jié)合醫(yī)生的個人專業(yè)技能和臨床經(jīng)驗，考慮

7、患者的愿望，對患者作出醫(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,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-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、有趣的知識的過程,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-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)直腸癌同時肝轉(zhuǎn)移早期預(yù)測復(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)險區(qū)間，簡化了臨床決策的步驟。 對腫瘤醫(yī)院2006年收治的152例結(jié)直腸癌患者數(shù)據(jù)測使用該模型預(yù)測結(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，可以被計算機(jī)所理解，并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計算機(jī)輔助診斷、臨床決策支持等工作。,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例—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,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-自然語言處理,自然語言處理流程,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)

11、實例-自然語言處理,對復(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：,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-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,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識庫,醫(yī)學(xué)知識種類繁多醫(yī)學(xué)知識更新速度快,,,,,信息化手段,醫(yī)學(xué)文獻(xiàn) 臨床實踐指南 臨床路徑 用藥指南 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)知識 數(shù)字人體模型,醫(yī)學(xué)知識庫,結(jié)構(gòu)化,隨需而得,及時更新,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識庫,MD Consult是

12、一個集成醫(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）,,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識庫,MD Con

13、sult是一個集成醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)、圖書、臨床指南、藥物等的綜合性醫(yī)學(xué)知識庫,,Keywords：colorectal cancer,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識庫,問答系統(tǒng),計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識庫,問答系統(tǒng),計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)知識庫,基于知識庫的臨床決策支持系統(tǒng),計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-電子化臨床路徑系統(tǒng),臨床路徑（clinical pathway）是指針對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)生部啟動臨床路徑試點工作以來，

14、目前已下發(fā)112個病種的臨床路徑，全國已經(jīng)開展臨床路徑試點工作的醫(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)和住院費用。,基于關(guān)鍵事件的標(biāo)準(zhǔn)化臨床路徑,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-電子化臨床路徑系統(tǒng),臨床路徑系統(tǒng)實例,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-電子化臨床路徑系統(tǒng),計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-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)知識和針對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算機(jī)系統(tǒng)。臨床決策支持系統(tǒng)的特點是確保知識課數(shù)據(jù)安全、高質(zhì)量和成本效益知識庫（knowledge base）數(shù)據(jù)庫（database）功能和用途（functionality and usability）管理（organization）,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-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、,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-臨床決策支持系統(tǒng),Real Q HIV CDSS,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-個性化醫(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)代計算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)）模式轉(zhuǎn)變。醫(yī)療實踐以循證醫(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，對疾病進(jìn)行預(yù)防、診斷和治療，目標(biāo)是向特異性診斷、個體化治療發(fā)展。遺傳信息在臨床環(huán)境下

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

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,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-生理系統(tǒng)建模與仿真,生理系統(tǒng)建模與仿真,07級學(xué)生使用SCIRUN構(gòu)建的心肌缺血模型,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-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、物質(zhì)模型、力學(xué)模型、數(shù)學(xué)模 型、信息模型和計算機(jī)模型，并將其集成;同時，以高新人體觀測和網(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)。,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-數(shù)字人體,中國數(shù)字人男1號,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-個人健康管理,個人健康檔案記錄每個人健康相關(guān)的資料，如疾病的發(fā)生、發(fā)展、治療和轉(zhuǎn)歸的過程。,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-個人健康管理,高血壓個人管理系統(tǒng),,,計算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)實例-合理用藥,根據(jù)患者的個性化差異，選擇有效的藥物和治療