醫(yī)學數(shù)據(jù)挖掘計算機輔助醫(yī)學概論

1、計算機輔助醫(yī)學概論（下）,,提綱,,計算機輔助醫(yī)學的必要性,,,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科醫(yī)學信息學（medical informatics）生物醫(yī)學信息學（biomedical informatics）健康信息學（health informatics）,醫(yī)學信息學,醫(yī)學信息學（Medic

3、al Informatics）是研究如何通過現(xiàn)代信息技術來地有效收集、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)學教育信息，從而提高醫(yī)療衛(wèi)生機構的管理與決策水平、醫(yī)療質量和醫(yī)學教育效果的一門學科。,臨床醫(yī)學,現(xiàn)代信息學,計算機科學,醫(yī)院管理學,醫(yī)學情報學,,,醫(yī)學信息學,醫(yī)學信息學,醫(yī)學信息學的研究內(nèi)容,通過辨別、整合和使用知識來改善決策和行動,運用信息技術對信息進行搜集、加工、存儲和傳播。,遠程醫(yī)學、遠程放射學,用計

4、算機來提高決策的效能,醫(yī)學信息學,醫(yī)學信息學的目的提高醫(yī)療效果和醫(yī)護質量降低醫(yī)療差錯和加強患者安全提高醫(yī)護的成本效益增強健康服務的途徑,醫(yī)學信息學,醫(yī)學信息學的亞學科生物信息學（bioinformatics）臨床醫(yī)學信息學（clinical informatics）消費健康信息學（consumer health informatics）公共健康信息學（public health informatics）……,轉化醫(yī)學,

5、轉化醫(yī)學（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)學生物學基礎研究成果迅速有效的轉化為可在臨床實際應用的理論、技術、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。,轉化醫(yī)學,轉換醫(yī)學倡導以患者為中心，從臨床

6、工作中發(fā)現(xiàn)和提出問題，由基礎研究人員進行深入研究，然后再將基礎科研成果快速轉向臨床應用，基礎與臨床科技工作者密切合作，以提高醫(yī)療總體水平。,,,基礎,臨床,生物醫(yī)學信息學與轉化醫(yī)學,Sarkar Journal of Translational Medicine 2010, 8:22,循證醫(yī)學,循證醫(yī)學（ evidence-based medicine ）指認真、明確和明智地應用現(xiàn)有的最好證據(jù)，同時結合醫(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，都需要基于科學研究的依據(jù)”。,循證醫(yī)學,1987年，Cochrane 根據(jù)產(chǎn)科RCT結果，揭示了循證醫(yī)學的實質 。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)科學家David L. Sackett明確提出了循證醫(yī)學的定義。1999年，我國在華西醫(yī)科大學成立了中國循證醫(yī)學/Cochrane中心，王家良教授主編出版了中國第一部循證醫(yī)學專著。,循證醫(yī)學,循證醫(yī)學5S模型,循證醫(yī)學5S模型,循證醫(yī)學研究方法,計算機輔助醫(yī)學實例-醫(yī)學數(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,計算機輔助醫(yī)學實例-醫(yī)學數(shù)據(jù)挖掘,臨床數(shù)據(jù)挖掘的技術路線,結直腸癌同時肝轉移早期預測復旦大學附屬腫瘤醫(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CA199三個指標與結直腸癌并發(fā)肝轉移相關，并且確定了不同指標的風險區(qū)間，簡化了臨床決策的步驟。 對腫瘤醫(yī)院2006年收治的152例結直腸癌患者數(shù)據(jù)測使用該模型預測結果：靈敏度：62.5%特異性

10、：91.7%準確率：90.1%,醫(yī)學自然語言處理技術，是針對醫(yī)學領域中自然語言形式的信息進行規(guī)范化的一種技術，從而使其處理后的結果，可以被計算機所理解，并可以在此基礎上進行計算機輔助診斷、臨床決策支持等工作。,計算機輔助醫(yī)學實例—自然語言處理,為了滿足科研和醫(yī)院管理的需求，電子病歷的結構化一直是電子病歷的主流方向 使用自然語言處理，能夠將非結構化、半結構化數(shù)據(jù)結構化,計算機輔助醫(yī)學實例-自然語言處理,自然語言處理流程,計算機輔助醫(yī)學

11、實例-自然語言處理,對復旦大學附屬中山醫(yī)院82份肝癌病人手術記錄使用自然語言處理進行信息抽提，結果如下：,計算機輔助醫(yī)學實例-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,計算機輔助醫(yī)學—醫(yī)學知識庫,醫(yī)學知識種類繁多醫(yī)學知識更新速度快,,,,,信息化手段,醫(yī)學文獻 臨床實踐指南 臨床路徑 用藥指南 轉化醫(yī)學知識 數(shù)字人體模型,醫(yī)學知識庫,結構化,隨需而得,及時更新,計算機輔助醫(yī)學—醫(yī)學知識庫,MD Consult是

12、一個集成醫(yī)學文獻、圖書、臨床指南、藥物等的綜合性醫(yī)學知識庫,一、First Consult二、參考書籍（Books）三、醫(yī)學期刊（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)學圖片（Images）九、醫(yī)學新聞（News）十、繼續(xù)醫(yī)學教育（CME）,,計算機輔助醫(yī)學—醫(yī)學知識庫,MD Con

13、sult是一個集成醫(yī)學文獻、圖書、臨床指南、藥物等的綜合性醫(yī)學知識庫,,Keywords：colorectal cancer,計算機輔助醫(yī)學—醫(yī)學知識庫,問答系統(tǒng),計算機輔助醫(yī)學—醫(yī)學知識庫,問答系統(tǒng),計算機輔助醫(yī)學—醫(yī)學知識庫,基于知識庫的臨床決策支持系統(tǒng),計算機輔助醫(yī)學實例-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準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。,基于關鍵事件的標準化臨床路徑,計算機輔助醫(yī)學實例-電子化臨床路徑系統(tǒng),臨床路徑系統(tǒng)實例,計算機輔助醫(yī)學實例-電子化臨床路徑系統(tǒng),計算機輔助醫(yī)學實例-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)學知識和針對具體病例的臨床指南、建議以及解決半結構化、無結構化問題的用戶界面的交互式計算機系統(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）,計算機輔助醫(yī)學實例-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、,計算機輔助醫(yī)學實例-臨床決策支持系統(tǒng),Real Q HIV CDSS,計算機輔助醫(yī)學實例-個性化醫(yī)療,21世紀醫(yī)學模式將發(fā)生革命性變化：從19世紀末、20 世紀初以細胞病理學為基礎的醫(yī)學模式，向分子醫(yī)學（以分子生物學、分子細胞學、分子藥理學以及現(xiàn)代計算機技術等為基礎）模式轉變。醫(yī)療實踐以循證醫(yī)學為主，從基因、蛋白質等大分子水平研究疾病的發(fā)病機理，對疾病進行預防、診斷和治療，目標是向特異性診斷、個體化治療發(fā)展。遺傳信息在臨床環(huán)境下

17、的集成必將導致個性化醫(yī)療在臨床實踐中的應用，個性化醫(yī)療是疾病治療的發(fā)展方向。,計算機輔助醫(yī)學實例-個性化醫(yī)療,結直腸癌個性化診療流程圖,,,計算機輔助醫(yī)學實例-個性化醫(yī)療,the Oncotype DX— Colon Cancer Assay,計算機輔助醫(yī)學實例-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行,實驗的局限性

18、,,數(shù)學模型物理模型,建模,仿真,數(shù)學仿真物理仿真,計算機輔助醫(yī)學實例-生理系統(tǒng)建模與仿真,生理系統(tǒng)建模與仿真,07級學生使用SCIRUN構建的心肌缺血模型,計算機輔助醫(yī)學實例-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，以人體坐標為參考系，以醫(yī)學科學技術、信息科學和計算科學為理論基礎，建立一系列不同層次的原型、系統(tǒng)場、物質模型、力學模型、數(shù)學模 型、信息模型和計算機模型，并將其集成;同時，以高新人體觀測和網(wǎng)絡

19、技術為支撐，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進 行多維表達，具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和可視化的技術系統(tǒng)。,計算機輔助醫(yī)學實例-數(shù)字人體,中國數(shù)字人男1號,計算機輔助醫(yī)學實例-個人健康管理,個人健康檔案記錄每個人健康相關的資料，如疾病的發(fā)生、發(fā)展、治療和轉歸的過程。,計算機輔助醫(yī)學實例-個人健康管理,高血壓個人管理系統(tǒng),,,計算機輔助醫(yī)學實例-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