計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用淺論

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用淺論隨著電子計(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。一、利用計(jì)算機(jī)處理醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)信息數(shù)值計(jì)算是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)，較早應(yīng)用于生物化學(xué)和分子生物學(xué)方面，統(tǒng)計(jì)分析各種臨床及生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)也是數(shù)值計(jì)算。由于生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床診斷都是從人體或生物體上取得信號(hào)，這些信號(hào)具有信號(hào)微弱、干擾大、信噪比低及遵循統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律的特點(diǎn)，因而疊加法、直方圖、頻譜分析

2、等各種統(tǒng)計(jì)分析的方法應(yīng)用較多。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，人體的許多生理信號(hào)，如心電波、腦電波、脈波、心音、呼吸頻率乃至一晝夜間正常人的體溫等等都是近似于周期性的，存在著相應(yīng)的頻譜。其中某些參數(shù)的頻譜分析在醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷中有實(shí)際意義。如果我們掌握了各種生理信息的頻譜，就可以通過計(jì)算機(jī)來模擬它們，這在教學(xué)、科研和臨床上都有實(shí)際意義。模擬標(biāo)準(zhǔn)的心電信號(hào)在計(jì)算機(jī)診斷和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中是十分重要的， 它是判別心電異常的依據(jù)。二、應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助診斷計(jì)算機(jī)輔助診斷實(shí)際上是把大量的醫(yī)學(xué)資料和醫(yī)生的豐富經(jīng)驗(yàn)， 以電子數(shù)據(jù)的形式匯總存貯，并隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展不斷更新完善。計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的精確、覆蓋面廣泛、無間斷性等特點(diǎn)使電子計(jì)

3、算機(jī)進(jìn)行輔助診斷具有重要意義。 例如體表標(biāo)測(cè)心電圖即采用體表多電極同時(shí)記錄體表各部位心臟激動(dòng)造成的電位差， 早在五十年代就有人進(jìn)行研究， 但最終因工作難度太大而中斷。近些年，電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集體表眾多部位的各瞬時(shí)電位變化，進(jìn)行分析處理， 繪制成等位標(biāo)測(cè)圖， 它能獲得比常規(guī)心電圖或心電向量圖更豐富的信息，有助于認(rèn)識(shí)心臟激動(dòng)的空間電位分布和體表電位分布的關(guān)系。在婦產(chǎn)科領(lǐng)域， 英國普利茅茨醫(yī)學(xué)院研究生院婦產(chǎn)科keith 開發(fā)了智能胎心率與宮縮描記圖（cardiotocography , CTG計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 它基于 400 多條具有專家水平的產(chǎn)時(shí)評(píng)估及處理規(guī)則，該

4、系統(tǒng)還可像醫(yī)生分析病情一樣，對(duì)所做出的處理建議進(jìn)行解釋。 由英國 16 家水平領(lǐng)先的婦產(chǎn)科中心的 17 位專家對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估，他們對(duì)從2400 份高位分娩病例中選出的 50 份病例資料，同時(shí)進(jìn)行人為分析和CTG系統(tǒng)分析，結(jié)果CTG系統(tǒng)與17位專家的意見基本一致，獲得了 令人滿意的效果。1989年德國的Spitzerk等人開發(fā)了名為MICROSTROKE 專家系統(tǒng)用于診斷不同的卒中類型， 該系統(tǒng)可以根據(jù)臨床信息來診斷卒中以及將卒中分類。使用者首先輸入患者的既往史、卒中發(fā)作的詳細(xì)信息、伴發(fā)癥狀以及相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)體征，然后系統(tǒng)總結(jié)這些數(shù)據(jù)項(xiàng)，推理演繹，給出該患者歸于不同卒中類型的概率。卒中的類型

5、包括腦血栓形成，腦栓塞，腔隙性腦梗死，顱內(nèi)出血以及蛛網(wǎng)膜下腔出血。在德國的Hamburg卒中數(shù)據(jù)庫記錄的250例患者中MICROSTROKE統(tǒng)的診斷正確率為該研究者還開發(fā) 了 TOPSCOUT家系統(tǒng)用于卒中的定位和根據(jù)患者的癥狀、體征來確定相應(yīng) 的受損血管分布區(qū)。三、圖像處理技術(shù)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)在斷層技術(shù)中的應(yīng)用。圖象處理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的一個(gè)重要方面。計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)(CT)是斷層攝影與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，是圖象處理 技術(shù)最成功的例子之一。醫(yī)生可通過計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)(CT)精確地將心臟 多個(gè)斷層切面重建影象， 密度分辯率高， 圖象清晰， 并可獲得三維空間信息。在心臟病診斷中主要用于心腔內(nèi)腫瘤、心

6、腔內(nèi)血栓、室壁瘤的形成，夾層動(dòng)脈瘤、心肌梗塞以及冠狀動(dòng)脈旁路移植血管通暢情況的隨診觀察。在B 超圖像采集及病歷管理方面的應(yīng)用提高了檢查的效率及病人信息管理的準(zhǔn)確性。(1) 操作方便，以往醫(yī)生在給病人做檢查時(shí)必須先將圖像凍結(jié)，再點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵來采集圖像。而該系統(tǒng)采用腳踏開關(guān)，使醫(yī)生們隨時(shí)可以在不占用手的情況下完成圖像的保存。同時(shí)只要醫(yī)生將圖像凍結(jié)，該圖像就自動(dòng)采集到計(jì)算機(jī)內(nèi)。 (2) 友好的人機(jī)界面，系統(tǒng)采用智能醫(yī)學(xué)詞庫，詞庫內(nèi)的最常用的詞語在詞庫的最前面，醫(yī)生們只需利用鼠標(biāo)雙擊選中的詞語即可輸入。不同的醫(yī)生有自己獨(dú)立的診斷專家?guī)?，使書寫?bào)告更為快捷簡(jiǎn)單，從而避免了操作者在每次完成病歷報(bào)告時(shí)需手工

7、輸入大量漢字或進(jìn)行繁瑣的詞語調(diào)用。 (3)數(shù)據(jù)保存可靠。現(xiàn)有的工作站通常采用傳統(tǒng)的暫存技術(shù)，一旦遇到死機(jī)或意外停電，如果沒有保存圖像，則所采集的圖像會(huì)全部丟失。系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的軟件存儲(chǔ)技術(shù)，將采集的圖像即時(shí)存儲(chǔ)到相對(duì)應(yīng)的病人目錄下，使圖像數(shù)據(jù)安全可靠。 (4) 視頻信號(hào)隔離技術(shù)。通常B 超輸出信號(hào)直接用視頻線輸送到圖像采集卡，因?yàn)橛?jì)算機(jī)采用的電源都為開關(guān)電源，如果計(jì)算機(jī)與B超同地，B 超的圖像易受到干擾，我們采用專用的光電視頻信號(hào)隔離系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)與 B 超隔離，從而保證了 B 超圖像工作站采集圖像質(zhì)量。四、醫(yī)療信息系統(tǒng)醫(yī)療信息系統(tǒng)有兩種含義。從廣義上來說，它是指所有與醫(yī)學(xué)有關(guān)聯(lián)的信息系統(tǒng)的統(tǒng)稱

8、， 各類面向醫(yī)院管理的信息系統(tǒng)都屬于醫(yī)療信息系統(tǒng)的范疇從狹義上來說，它僅涉及純粹的醫(yī)療活動(dòng)，是對(duì)相關(guān)的臨床數(shù)據(jù)和知識(shí)進(jìn)行綜合管理和應(yīng)用的信息系統(tǒng)。 醫(yī)療數(shù)字化 是目前數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)重點(diǎn)。利用電子計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備， 為醫(yī)院所屬各部門提供對(duì)病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲(chǔ)、處理、提取及數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足所有授權(quán)用戶的功能需求。它包含臨床診療系統(tǒng)，電子病歷系統(tǒng)，手術(shù)室監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，藥品管理系統(tǒng)，檢驗(yàn)管理系統(tǒng)，醫(yī)學(xué)影響管理系統(tǒng)，病歷管理系統(tǒng)，門診管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等等模塊。醫(yī)院所有的臨床作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)了無紙化運(yùn)行，病人的門診和住院病歷、檢查結(jié)果等各類信息都完整地保存在醫(yī)院數(shù)據(jù)

9、庫中 ; 醫(yī)生們?nèi)拥袅思埡凸P，不管是開具處方，還是各類檢查檢驗(yàn)、圖像采集、傳輸，一切都在電腦前進(jìn)行，在網(wǎng)絡(luò)中傳遞; 護(hù)士們每天測(cè)量完病人的體溫、 脈搏、 血壓等， 都錄入電腦， 在電腦上自動(dòng)形成曲線，并按時(shí)段圖形顯示，病人的生命體征一目了然。下面對(duì)一些主要的子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要說明：(1) 電子病歷并不是簡(jiǎn)單地將傳統(tǒng)的紙張病歷進(jìn)行電子化，而是反映了患者整個(gè)的醫(yī)療過程，儲(chǔ)存了患者全部的醫(yī)療信息，包括病史、各種檢驗(yàn)檢查結(jié)果和影像資料，是對(duì)個(gè)人醫(yī)療信息及其相關(guān)處理過程綜合化的體現(xiàn)。它的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)患者一生的全電子病歷， 這需要全社會(huì)各醫(yī)療機(jī)構(gòu)間的信息互連。(2)影像信息系統(tǒng)即廣義上的PAC繇統(tǒng)，與狹義上

10、的PAC繇統(tǒng)只負(fù)責(zé)影像數(shù)據(jù)的采集、歸檔和通訊不同，它涵蓋了狹義PAC繇統(tǒng)和RIS系統(tǒng)的所有內(nèi)容，并且突破了傳統(tǒng)上PACS/RIS僅局限于放射科的范疇，面向醫(yī)院內(nèi)的所有影像科室，連接各種成像設(shè)備( 包括CR、 DR、 CT、 MRI 等放射成像設(shè)備，以及超聲、內(nèi)窺鏡等非放射成像設(shè)備) ，實(shí)現(xiàn)全院范圍內(nèi)的影像檢查工作流管理、影像數(shù)字采集、數(shù)據(jù)歸檔管理、影像診斷報(bào)告、信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等功能。檢驗(yàn)信息系統(tǒng)(LabInformalionSystem ， LIS) 以醫(yī)院檢驗(yàn)科的業(yè)務(wù)數(shù)字化為目標(biāo)，通過連接檢驗(yàn)儀器、收集檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)申請(qǐng)、檢驗(yàn)、報(bào)告的自動(dòng)化數(shù)字工作流。相比其它醫(yī)療信息系統(tǒng)，檢驗(yàn)信息系統(tǒng)在國內(nèi)的

11、發(fā)展最早，目前國內(nèi)已有很多醫(yī)院建設(shè)了檢驗(yàn)信息系統(tǒng)。大多數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)與檢驗(yàn)儀器和 HIS 系統(tǒng)互連，完成基本的數(shù)字化工作流程。監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)護(hù)地點(diǎn)的不同，可分為重癥監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)、手術(shù)監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)、急救監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)和普通監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)，它往往和各類床邊監(jiān)護(hù)儀、麻醉機(jī)、呼吸機(jī)等設(shè)備連接，收集各類實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)信息，或利用掌上電腦等一些手段進(jìn)行體溫等監(jiān)護(hù)信息的錄入， 并通過對(duì)所有監(jiān)護(hù)信息的儲(chǔ)存、顯示、發(fā)布以及對(duì)各相應(yīng)科室的業(yè)務(wù)數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)病人監(jiān)護(hù)的數(shù)字化管理。隨著越來越多醫(yī)院信息系統(tǒng)的開通，醫(yī)療環(huán)境將更加愜意。到所有大醫(yī)院看病不用再帶病歷，醫(yī)生開藥也不用寫處方了。初次門診時(shí)可獲得一張含有用戶名和密碼的智能卡， 在數(shù)據(jù)庫中建立起一份個(gè)人綜合健康檔案。再次求醫(yī)只需持這張卡，通過電腦查詢到自己需要的醫(yī)生，根據(jù); 在醫(yī)院做完檢查后不需在醫(yī)院等待結(jié)果，通過以及依據(jù)病情及個(gè)人經(jīng)濟(jì)狀況擬定的治療方案。住院患者對(duì)治療