To nejlepší z lékařské informatiky. přehledová přednáška. Biomedicínské inženýrství (X33BMI)

Transkript

1 To nejlepší z lékařské informatiky přehledová přednáška Biomedicínské inženýrství (X33BMI)

2 Lékařská informatika Vědní obor: vlastnosti, zpracování a využívání lékařské informace Předmět zájmu: informace Metody práce: ukládání, přenos, ochrana, zpracování a vyhledávání informací Technické prostředky: počítače a počítačové sítě Kybernetika 1948 amer. N.Wiener, později podobory: Biokybernetika simulace, modelování, řízení lékařských přístrojů Vědecké lékařské informace dig.knihovny, aktuální poznatky, e-learning Lékařské informace data, znalosti, zpracování, rozhodování, metody odborné práce Statistika apl.matematika, pravděpodobnost deskriptivní s. výkaznictví; konfirmační s. klinický výzkum Informační systémy klinické IS, pacientská data, znalostní systémy Computer Science HW, SW Umělá inteligence matematika, logika, lingvistika, znalostní systémy Strojové vnímání zpracování obrazu, virtuální realita

3 Typy informace Data = konkrétní informace výsledky vyšetření biosignály v čase proměnné obrazová informace ukládána v různých klinických IS Znalosti = abstraktní modely světa zobecnění dat literatura rozvoj systémů pro zpracování znalostí vymezení znalostí, klasifikace, formální popis Interpretace modely lidského myšlení, logické odvozování, pravděpodobnostní rozhodování, systémy umělé inteligence Neurčitost!!!

4 Klinická úvaha Diagnostická úvaha předpoklad pro cílenou terapii Příznaky ke kterému onemocnění patří? Výuka: opačný postup jiný způsob úvahy! Klasická diagnostika: Které nemoci mohou mít tyto příznaky? Diferenciální diagnostika: Jak rozlišit diagnózy přicházející v úvahu? dodatečné ověření rozšiřujících příznaků Místo stanovení diagnózy lze léčebně ovlivňovat příznaky hlídej a čekej Diagnóza může vycházet z léčebného pokusu: identifikace poruchy na základě reakce na sp. terapii

5 Zdravotnické informační systémy NIS - nemocniční informační systémy včetně ambulancí (též součinnost s karetními systémy) IS samostatných ordinací praktických a odborných lékařů IS pro sběr a zpracování statistických dat (ÚZIS) IS jednotlivých zdravotních registrů a agend IS zdravotních pojišťoven IS hygienické služby IS pro řízení zdravotnictví (MZ a okresní úřady) IS knihoven a vědecké informatiky včetně expertních systémů IS outsourcing

6 Klasifikační systémy Hierarchie Vztahy souřadnost, nad/podřazenost, zjemnění,ortogonalita Hierarchie generická / partitivní Klasifikace v jené dimenzi / ve více dimenzích / složený kód (SNOMED) Systémy klasifikace diagnóz Mezinárodní klasifikace nemocí a příčin smrti (ICD) ICD-O, TNM, DSM III, Endoskopická nomenklatura Systémy klasifikace procedur Klasifikace ICPM Klasifikace VZP Národní číselník laboratorních položek Komplexní klasifikační systémy SNOMED, UMLS

7 Standardy a normy Pokyny, věstníky, čísleníky, zákony Národní Metodika Datový standard MZ ČR Národní číselník laboratorních položek ČSNI Evropské CEN/TC251 Mezinárodní HL7 DICOM Počítačová zpracovatelnost, interoperabilita systémů Jazyk XML Ontologie (RDF, OWL) Ochrana osobních údajů, úrovně zabezpečení

8 Formalizace problému Příklady prostředků množiny logická notace matematika a statistika Procedurální popis Algoritmizace Deklarativní popis Báze znalostí úplnost, nespornost, relativnost Znalostní pravidla Terapeutická, dávkování, diagnostická Reprezentace neurčitosti Nezbytný symptom, postačující symptom, přispívající symptom

9 Ontologie - Protégé

10 OWL: Web Ontology Language Delfín je savec žijící v moři nebo v Amazonii

11 Dotazování SPARQL (subject,p,o) je vzor - pattern toho, co hledáme p a o jsou neznámé SELECT?p?o WHERE {subject?p?o}

12 Počítačová komunikace v př.jaz. Redukovaný slovník Jedno ze synonym Standardní slovní spojení Různé druhy návodů Formální jazyky extenzionální logika Intenzionální logika Počítačová lingvistika Generativní gramatiky Pravidla (čeština ~ 500) Rekognoskativní gramatiky Analýza tvaroslovná Analýza syntakticko-sémantická Deduktivní vyvozování důsledků

13 Identifikace ve zdravotnictví Karty pojištěnců Karty lékařů Předpisy léků (recepty) Čipové karty Projekt VZP Mácha nyní evropské průkazy bez čipu do roku 2008 má být plošná implementace s čipem Moderní standard Java Card Projekt IZIP Identifikace položek ve zdravotnických zařízeních čarové kódy přenosné počítače a čtečky Využívání RFID

14 Výhody Dostupnost bez cestování Telemedicína Vzdělávání praktických lékařů bez nutné účasti Bariéry: chybí přímý kontakt, pojišťovny se zdráhají platit takovou péči Telefon malá šířka pásma Domácí péče, Tele-asistence (Home health) neustálé monitorování životních funkcí nebo umožnění péče o pacienta doma, místo spoléhání se pouze na péči při osobním kontaktu Telechirurgie vojenské a univerzitní aplikace řízení robotické paže na dálku

15 Robotické operace Firma Computer Motion AESOP slouží operatérovi jako asistencní nástroj k osvetlování místa zákroku a drobným zákrokům při laparoskopických výkonech AESOP rozšířen o hlasové ovládání systém Hermes AESOP zdokonalená kinematika robotického ramene na 7 stupňů volnosti od roku Chirurgická klinika, VFN Praha ZEUS plnohodnotný chirurgický robot, 3 robotická ramena, cena 1 milion USD Firma Intuitive Surgical (dnes obě firmy sloučeny v jednu) davinci plnohodnotný chirurgický robot, cena cca 1,2 milionu USD Nemocnice Na Homolce ÚVN Střešovice

16 Nanomedicína: výhled či SciFi? Nanochirirgické nástroje Skalpel tloušťky několika atomů Diagnostická zařízení Sondy schopné snímat 3D obraz lidského těla zevnitř Nanoboty Úprava imunitního systému, metabolických pochodů, struktury nukleových kyselin

17 Klinické studie Pozorování, experiment Diagnostika, epidemiologické studie Možná zlepšení dosavadní běžné (standardní) terapie vyhodnocení léčby pomocí léků, mohou však také zahrnovat například chirurgické postupy Fáze např: stanovení toxicity nových preparátů a jejich přijatelného dávkování prokazování účinnosti léčby porovnávání nového druhu léčby se standardně používanou Protokol Koordinátor Randomizace Sběr dat, zpracování, analýza Etické aspekty Publikace výsledků studií

18 El. informační zdroje (Medline)

19 Literatura Shortliffe et al.: Medical Informatics, Springer 2001 O`Carroll et al.: Public Health Informatics and Infiormation Systems, Springer 2003 Van de Velde, Degoulet: Clinical Information Systems, Springer 2003 Leiner et al.: Medical Data Management, Springer 2002 Beaver ed.: Healthcare Information Systems, Second Edition, Auerbach 2003 Grütter: Knowledge Media in Healthcare, Idea Group Publishing 2002 Kasal, Svačina: Lékařská informaika, Karolinum Praha 1998