Основы медицинской информатики

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ

И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ

ГОУВПО «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

И. П. КОРОЛЮК

 

 

ОСНОВЫ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАТИКИ

 

Учебник

 

 

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебника для студентов медицинских вузов

 

 

Самара, 2006

 

С о д е р ж а н и е

 

Введение ………………………………………………………….

 

Глава 1. Медико-биологические данные ……………………

1.1. Виды медико-биологических данных ……………………….

1.2. Оценка медико-биологических данных ……………………..

1.3. Этапы операций с медико-биологическими данными………

1.3.1. Сбор и первичная обработка медико-биологических

данных ………………………………………………………..

1.3.2. Оценка эффективности измерения данных …………..

1.3.3. Сохранение данных ……………………………………

1.3.4. Формализация и стандартизация данных ……………

1.3.5. Фильтрация и очищение данных …………………….

1.3.6. Кодировка данных …………………………………….

1.3.7. Сортировка и структурирование данных …………….

1.3.8. Преобразование данных ………………………………

1.3.9. Сжатие и архивация данных ………………………….

1.3.10. Защита данных ……………………………………….

1.3.11. Транспортировка медицинских данных ……………

 

Глава 2. Информация в медицине …………………………….

2.1. Понятие медицинской информации …………………………… 2.2. Объективность медицинской информации ……………………

2.3. Достоверность медицинской информации ……………………

2.4. Доступность медицинской информации ………………………

2.5. Актуальность медицинской информации ……………………..

2.6. Меры медицинской информации……………………………….

 

Глава 3. Информационные технологии в медицине ………...

3.1. Понятие информационной технологии……………………….

3.2. Информационные услуги в медицине......……………………

3.3. Технология обработки медицинской информации………….

3.4. Технологические уровни обработки медицинской

информации..................................................................................

3.5. Автоматизированное рабочее место (рабочая станция)………

3.6. Электронные медицинские документы…………………………

 

Глава 4. Введение в вычислительную технику ………………

4.1. Аппаратные средства вычислительной системы.……………..

4.2. Классификация компьютеров ………………………………….

4.3. Программное обеспечение компьютеров ……………………..

4.4. Аппаратно-компьютерные медицинские системы ……………

 

Глава 5. Информационные системы в медицине …………….

Глава 6. Компьютерные сети в медицине ……………………..

6.1. Понятие компьютерных сетей……………………………………

6.2. Локальные компьютерные сети …………………………………

6.3. Специальные медицинские компьютерные сети ……………….

6.4. Всемирная компьютерная сеть – Интернет ……………………

6.4.1. Электронная почта (E-Mail)…………………………….

6.4.2. Списки рассылки (Mail List)………………………….

6.4.3. Служба телеконференций (Usenet) ………………….

6.4.4. Служба пересылки файлов (FTP)……………………

6.4.5. Служба ICQ…………………………………………….

6.4.6. Всемирная паутина WWW……………………………

6.4.7. IP-телефония ………………………………………….

6.4.8. Телемедицина ………………………………………...

 

Глава 7. Компьютерная безопасность ……………………………

7.1. Защита информации от компьютерных вирусов …………….

7.2. Безопасность работы с компьютером …………………………

 

Глава 8. Текстовый редактор Microsoft Word XP ……………

Глава 9. Электронные таблицы Excel ………………………..

Глава 10. Информационные технологии в доказательной

медицине ……………………………………………..

10.1. Доказательная диагностика ………………………………….

10.2. ROC-анализ ……………………………………………………

10.3. Критерии диагностической эффективности ………………...

10.4. Доказательное лечение ………………………………………

10.5. Доказательная организация здравоохранения ……………..

10.6. Доказательный анализ медицинской литературы …………

Перечень дополнительной литературы …………………….

Предметный указатель …………………………………………..

 

 

В В Е Д Е Н И Е

 

Современное общество можно охарактеризовать как информационное пространство, в котором сосредоточена общность людей с различными профессиональными и жизненными навыками, безотносительно к степени образованности, возраста, пола и расы. Начиная с раннего детского возраста, ребенок сталкивается с компьютером и быстро ассимилируется в информационную среду, состоящую первоначально из игровых приставок компьютерных игр. С возрастом у человека возникает все больше и больше потребностей и задач, которые он может разрешать с помощью компьютера. С развитием Интернета компьютер становится не только средством общения, но также источником всевозможных сведений, ранее порою недоступных и непонятных. Электронная почта становится обыденностью и постепенно вытесняет эпистолярный жанр. В Интернете образуются группы людей по интересам, осуществляется доступ к самым различным изданиям как общего, так и специального, в том числе медицинского назначения.

Годы обучения в средних и высших учебных заведениях закрепляют и развивают полученные ранее навыки общения с компьютером. Постепенно компьютерная грамотность становится неизбежным атрибутом современного культурного человека.

Значительный прогресс в компьютеризации общества был обусловлен созданием глобальной компьютерной сети, или Интернета, который связал незримыми нитями всю нашу планету, все уровни среды обитания человека: дома, на работе, в клубе, гостинице, в уличной толчее. Современные технологии так называемого беспроводного доступа в Интернет обеспечивают надежную связь человека со всем миром. По Интернету можно получить практически все интересующие Вас данные – о погоде, новых событиях дня, новинках литературы, войти и получить сведения в открытых базах данных по любому интересующему вопросу.

Значительный рост применения компьютерных технологий наблюдается в медицине и здравоохранении. Сейчас трудно представить себе современное лечебное учреждение без компьютеризованной регистратуры, аптечной сети, бухгалтерии, рабочих мест врачей и среднего медицинского персонала. Часто компьютерные технологии связываются в единую компьютерную сеть, которая включает в себя не только информационные средства, но и методы диагностики и лечения. Входит в практику обмен медицинскими данными между отдельными поликлиниками, больницами, университетскими центрами. Широкое распространение начинает получать новое направление оказания медицинских услуг – телемедицина. Она обеспечивает квалифицированную медицинскую помощь на удаленных от центра врачебных участках.

Мощным современным направлением компьютеризации общества, и в частности медицины, стали новые высокотехнологичные методы диагностики, такие как компьютерная и магнитно-резонансная томография, дистанционный мониторинг за состоянием больного в лечебном учреждении и на дому. Широко применяются цифровые методы при скрининге: цифровая флюорография для выявления туберкулеза легких, цифровая маммографии с целью обнаружения возможного рака молочных желез. Нарушения ритма сердца четко диагностируются компьютером при проведении суточного холтеровского мониторинга.

Количество компьютеров, ныне работающих в современном здравоохранении, трудно да и невозможно учесть, ибо их рост идет повсеместно и большими темпами. Подобная ситуация создает новый феномен – информационного медицинского общества, осуществляющего свои функциональные задачи в сложной и многоуровневой информационной среде.

Настоящее издание призвано познакомить читателя с основами медицинской информатики – своеобразного раздела информатики как науки, отличающегося, однако, некоторым своеобразием, исходящим из особенностей практической медицинской деятельности.

Медицинскую информатику, таким образом, можно определить как науку, изучающую приемы создания, обработки, хранения, защиты, передачи и представления данных в медицине и здравоохранении средствами компьютерной техники. Важным разделом медицинской информатики является также объективная оценка медицинских данных на основе теории принятия решений и доказательной медицины.

В системе образовательного процесса в медицине, как в средних, так и высших учебных заведениях, можно условно выделить несколько разделов, в частности такие как:

· медицинская информация и медицинские данные,

· системы представления медицинских данных, базирующихся на компьютерной технологии,

· аппаратное обеспечение медицинской информатики,

· программное обеспечение медицинской информатики, включающее в себя программы как общего назначения (например, офисные, бухгалтерские, статистические и др.), так и программы чисто медицинского характера (например, предназначенные для обработки параметров сердечной деятельности, функции почек, мониторинга за состоянием пациента и др.). Отдельную группу составляют программы, призванные обеспечить жизнедеятельность компьютера и всей вычислительной системы в целом (операционные системы, утилиты, коммуникационные программы, драйверы, антивирусные программы и др.),

· коммуникация в медицине и здравоохранении,

· оценка информативности медицинских исследований.

Каждый из вышеперечисленных разделов включает в себя обширный перечень вопросов, в той или иной степени близких непосредственно к медицине, либо представляющих собою частное приложение к общей информатике как отдельной области знаний.

Попутно отметим, что термин информатика – французского происхождения, образовавшееся в результате слияния терминов Informacion – информация и Automatique – автоматика. Им пользуются во Франции, некоторых странах Восточной Европы и России. В то же время в большинстве стран Европы, Азии и Америке (и заметим, в Интернете) более распространен термин Computer Science – наука о вычислительной технике. Данную особенность терминологии необходимо учитывать при международном общении и поиске необходимой информации в Интернете и периодической печати.

 

 

Глава 1

Медико-биологические данные

 

Сохранение данных

 

Сохранение данных осуществляется на носителях. Среди носителей самым распространенным является бумага. Ее преимущества хорошо известны – простота использования, доступность, низкая стоимость. Недостатком бумажных носителей являются сложность обработки и накопления данных, выполнение различных операций с данными. В медицинской практике, несмотря на постоянно растущее влияние компьютерных технологий, бумажные носители по-прежнему являются основными. Это – истории болезни, амбулаторные карты пациентов, многочисленные статистические отчеты, журналы записи назначений и др. Некоторые из них стандартизованы по специальным формам, утвержденным Минздравом и соцразвития РФ.

Более совершенными устройствами внешней памяти компьютера являются магнитные носители – ленты, диски. Гибкие диски, или дискеты, имеют обычно двойную плотность записи (HD FD - High Density Floppy Disc – мягкий диск высокой плотности). Их емкость составляет 1,44 Мбайт. Оптические, или лазерные, диски – CD-RОM (Compact Disc Read Only Memory – компакт-диск только для чтения) в зависимости от диаметра имеют емкость 128 или 650 Мбайт.

Записываемые оптические диски CD+R и CD-R (Compact Disc Recordable – записываемый компакт-диск) и перезаписываемые магнитно-оптические диски - CD-RW (Compact Disc ReWritable – перезаписываемый компакт-диск) представляют большое удобство при работе с компьютером, так как позволяют сохранять на внешней памяти большое количество информации – 650-700 Мбайт. Для записи информации на диски CD+R создана специальная компьютерная программа Nero Burning ROM6.

Недавно возник новый формат оптических дисков – DVD (Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск). Они обладают большей емкостью хранения информации - 4,7 Гбайт. Также как и компакт-диски, они могут быть записываемыми (DVD-R) и иметь максимальную емкость 3,9 Гбайт. Аналогичные, но перезаписываемые диски (DVD-RAM) имеют емкость несколько меньшую – 2,6 Гбайт.

Появились диски c повышенным объемом хранения информации за счет создания двухслойности записи – двухслойные диски (DVD-DL – Double Layer) и двухсторонние диски (DVD-DS - Double Sides). И двухслойные и двухсторонне DVD-диски имеют большую емкость памяти – до 7–8 Гбайт. Емкость двухсторонних и одновременно двухслойных дисков доходит до 17 Гбайт. Недавно появился новые форматы дисков: HD DVD (High Definition DVD – диски высокого разрешения), их емкость достигает 45 Гбайт и диски формата Blu-ray, которые позволяют хранить до 150 Гбайт информации.

В последнее время появился новый класс внешних твердотельных устройств памяти – энергонезависимые микросхемы – flash-карты. Их емкость составляет от 276 Мбайт 3,3 Гбайт. Они имеют вид автомобильного брелка и вставляются в разъем USB любого компьютера. На экране дисплея flash-карты распознаются как съемный диск.

 

Кодировка данных

 

Суть этапа кодировки данных состоит в приведении полученных параметров к единой форме, которая удобна и необходима для их обработки на компьютере. Чаще всего применяется двоичное кодирование, заключающееся в том, что все данные представляются в виде последовательности всего двух знаков – 0 и 1. Каждый из этих знаков называется битом (от англ. bit – binary digital). Совокупность таких цифр, составленная в определенной последовательности, позволяет отобразить любой объем данных. Так, например, двумя битами можно кодировать 4 значения данных: 00 11 01 10, тремя битами – уже 8 значений: 000 111 100 011 010 101 110 001. Каждый раз, увеличивая разрядность кодирования на одну единицу, мы в два раза увеличиваем количество данных, подлежащих кодированию. Подобным образом кодируются все целые и действительные числа, а также все алфавиты – русский и иностранные (в основном английский). Современная международная 16-разрядная система кодирования UNICODE позволяет кодировать 65 536 различных символов, что достаточно для размещения в компьютере всех существующих на планете языков.

Кодирование графических данных, в частности медицинских изображений – рентгенограмм, ультразвуковых сканограмм, анатомических препаратов, графиков, диаграмм, иллюстраций может выполняться в черно-белом и цветном вариантах. Обычно черно-белые изображения кодируются в 256 уровнях серой шкалы (от абсолютно черного до белого цвета). Цветные изображения кодируются более сложно. Чаще всего применяется принцип декомпозиции цвета на три основных цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, G) и синий (Blue, B). Такая система (восьмиразрядная) позволяет кодировать с приемлемым качеством все оттенки цветного изображения. По первым буквам основных цветов она обозначается RGB.

Более совершенной, но и более сложной является система 16- разрядного кодирования (режим High Color). Еще более совершенной является система 24-разрядного кодирования, которая приближается к чувствительности человеческого глаза. Количество оттенков цвета здесь достигает 16,5 млн. Такое изображение называется полноцветным (True Color). При выборе системы кодирования графических изображений следует учесть, что чем большеразрядной она является, тем больше поглощает она аппаратных и программных ресурсов компьютера. Следовательно, при обработке медико-биологиечских данных и выборе метода кодирования нужно придерживаться принципа разумного и достаточного.

 

 

Сжатие и архивация данных

 

Общеизвестна достаточно высокая стоимость хранения данных на магнитных носителях и особенно передачи их по линиям связи, поэтому существует необходимость, по-возможности, уменьшать их объем, разумеется, не жертвуя при этом их качеством.

В принципе любая сумма данных, циркулирующих в медицине, является в той или иной степени избыточной (и очень редко недостаточной). Степень этой избыточности зависит от вида данных. Так, видеофильм, получаемый, например, при рентгеноконтрастном исследовании сердца, или аускультативный звуковой ряд имеют степень избыточности в несколько раз большую, чем графические данные (рентгенограмма контрастированного сердца при том же исследовании). В свою очередь, избыточность графических данных значительно превышает таковую у текстовых данных. Интересен тот факт, что русский текст более избыточен, чем, например, английский или немецкий.

В медицинской практике избыточность данных используется для повышения качества информации. На этом принципе строятся многие статистические выкладки. Увеличение количества данных улучшает качество восприятия их человеком: видеофильмы, звук. Одна при хранении и передаче данных по каналам связи величина их объема приобретает критическое значение. Поэтому в информационных технологиях широкое распространение получили методы сжатия данных. Близкий по содержанию к нему термин – архивация данных. Осуществляют эти операции с данными с помощью программ, называемых архиваторами.

 

Выделяют два варианта сжатия (архивации):

1. Сжатие (архивация) файлов и папок, которое применяется при подготовке данных к хранению, особенно на переносных магнитных носителях, и транспортировке их по электронным каналам связи.

2. Сжатие (архивация) жестких дисков используется в целях повышения применения их рабочего пространства.

Обе эти процедуры могут выполняться двумя способами: 1) с частичной потерей данных при последующем разархивировании папок и файлов, 2) с полным восстановлением содержания данных при разархивировании. Первый способ позволяет сжать исходную совокупность данных в десятки раз. Он применяется при работе с данными, для которых потеря их части существенно не отражается на их использовании и восприятии: медицинские изображения, рисунки, мультимедийные комплексы, звукозапись. Следует, однако, отметить, что сжатие медицинских изображений (рентгенограмм, томограмм и др.) более чем в 5 раз приводит к некоторым искажениям, которые нужно учитывать в практической работе медицинского учреждения. Второй способ более щадящий: совокупность данных сжимается всего в несколько раз, иногда всего в 1,5–2 раза. Это сжатие применяется для тех данных, при разархивировании которых утрата даже небольшой их доли существенно отражается на их содержании. К таким данным относятся все текстовые документы, базы данных, программы.

Основными программами для сжатия данных с потерей являются: для графических данных – .JPG, для видеофильмов – .MPG, для звукозаписи – .MP3. Характерными программами (точнее форматами) для сжатия данных без их потери при разархивировании являются: для графических данных – GIF, TIF,.PCX, для видеофильмов - .AVI, для любых типов данных – .ARJ,.ZIP,.RAR. При разархивировании (распаковке) данных применяют программы .PKUNZIP.EXE,.UNRAR.EXE и некоторые другие.

Следует учесть, что если сжатые данные передаются другому лицу – по каналам связи или на магнитных носителях, у него обязательно должна быть программа по адекватному их разархивированию. Если таковой у получателя нет, отправляющий должен прикрепить к отправляемому архиву короткий специальный программный модуль. Такие архивы данных носят названия самораспаковывающихся. Их наименование заканчивается расширением .EXE.

Необходимо отметить, что современное программное обеспечение позволяет не только осуществлять архивацию и разархивацию файлов и папок, но помогает также выполнять ряд дополнительных функций. С его помощью можно осуществлять тестирование архивов, восстановление поврежденных архивов, извлечение одного или нескольких требующихся файлов из архива и добавление в него новых, создание распределенных архивов на нескольких переносных носителях или на жестком диске (например, программы .WINZIP,.WINRAR). Такие программные средства носят название диспетчеров архивов.

Защита данных

 

При хранении медицинских данных на магнитных носителях, особенно когда они циркулируют по локальным внутрибольничным сетям и уж тем более, когда они передаются по Интернету, возникает необходимость защиты данных от несанкционированного доступа. Нежелательность подобного постороннего доступа к больничным документам очевидна. Это не только медицинская проблема сохранения врачебной тайны, но в значительной степени проблема юридическая и финансовая.

Наиболее просто защита данных в архивах осуществляется с помощью паролей (password), запрашиваемых при попытке запустить требуемый файл. Иногда дополнительно запрашивается имя пользователя (login) для авторизации доступа к искомым данным. Следует учесть, что в принципе любой пароль может быть вскрыт путем перебора. Поэтому защита паролем применяется к данным, не имеющим особой важности. И, тем не менее, он достаточно широко распространен в медицинских компьютерных технологиях. Нелишне отметить, что стойкость пароля возрастает: во-первых, с увеличением количества знаков, составляющих пароль, во-вторых, с введением в него знаков препинания или специальных символов, и, в-третьих, при использовании русского алфавита.

Более серьезный способ уберечь данные от несанкционированного доступа – использовать метод шифрования (т.е. применить к документу ключ). Существует специальная наука о шифровании информации – криптография. При использовании ключа данные уже не могут быть восстановлены с помощью стандартных программных средств. Лишь человек, владеющий ключом, может прочесть нужный ему документ. При передаче данных по корпоративным сетям или через Интернет получатель документа, оба пользователя на обоих концах цепочки – и отправитель, и получатель, естественно, должны иметь эти ключи.

При передачи данных по коммуникационным сетям используют два вида шифрования: симметричный и асимметричный. В первом случае оба пользователя применяют для криптографического процесса один и тот же ключ. Неудобство такого метода очевидно: отправитель должен каким-то образом передать шифровальный ключ, что представляет собою трудную проблему.

При асимметричном шифровании используют два разных ключа: открытый (public – публичный) и закрытый (private – личный). Ключи устроены таким образом, что документ, зашифрованный одним ключом, можно расшифровать только другим ключом. Каждый участник обмена данными имеет в своем распоряжении одну пару ключей – открытый и закрытый. Идея такого подхода состоит в том, что обменивающиеся данными люди широко распространяют свой открытый ключ (например, публикуя его на сервере), но надежно сохраняют свой личный ключ. Криптостойкость ключей определяется их размерами (в битах). Чем больше бит содержит ключ, тем труднее он поддается взлому. Современные ключи имеют размерность 64–128 бит и выше. Вместе с тем более длинные ключи имеют более сложные алгоритмы дешифровки и требуют больших аппаратных ресурсов. Например, отправитель данных (первый пользователь) шифрует свое сообщение открытым ключом получателя (второго пользователя). Второй пользователь дешифрует полученное сообщение своим личным ключом. Обратное сообщение второй пользователь шифрует своим закрытым ключом, которое первый пользователь дешифрует открытым ключом второго пользователя. Таким образом, первый пользователь абсолютно уверен в том, что его послание получено нужным адресатом и никем иным. Асимметричное шифрование получило особенно широкое распространение в телемедицине, банковском деле, при обмене данными между коммерческими организациями.

При обмене медицинскими документами, имеющими важное юридическое значение, актуальным вопросом становятся авторизация отправителя и удостоверение в подлинности полученного документа. Осуществляется это путем электронной подписи, положение о которой регламентируется Законом РФ «Об электронной цифровой подписи» от 10.01.2002 №1-ФЗ. Цифровая подпись основана на асимметричной процедуре шифрования и, следовательно, она обеспечивается такой же парой ключей – открытым (публичным) и личным (закрытым) ключами. Так, например, если лечебное учреждение отправляет банку поручение на работу со своим счетом, оно кодируется публичным ключом банка, а личная подпись – личным ключом руководителя учреждения. Банк расшифровывает поручение своим закрытым ключом, а подпись руководителя – его публичным ключом. Применительно в телемедицинской проблеме передачи данных через Всемирную глобальную сеть или внутри корпоративной закрытой медицинской сети процедура работы с зашифрованными документами выглядит следующим образом (рис.1.4).

Все ключи пользователей подлежат обязательной сертификации. Осуществляет это специальное подразделение лечебного учреждения, которое состоит из электронного реестра сертификатов (база данных с открытыми ключами пользователей), бюро регистрации сотрудников и, наконец, удостоверяющий центр, в котором выполняется авторизация пользователей. В физическом плане электронный ключ представляет собою машинный магнитный носитель (дискета, флэш-карта), который содержит в себе программы чтения-записи и генерации ключей, шифрования и цифровой подписи документа.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие виды данных встречаются в медицине?

2. В чем заключается различие между признаком и параметром?

3. Какие виды шкал наиболее распространены в медицине?

4. Какие этапы имеет операция с медико-биологическими данными?

5. Какие виды кодировки данных существуют в медицине?

6. Какие виды сжатия и архивации данных наиболее распространены в медицине?

7. В чем заключается различие систематических и рандомизированных ошибок?

8. В каких показателях выражается оценка измерения данных?

9. На каких носителях сохраняются медицинские данные?

10. В чем состоит различие стандартизации и формализации данных?

11. Какие виды структурирования данных применяются в медицине?

12. Какие существуют виды преобразования медицинских данных?

13. Что такое криптография и каково ее назначение в медицине?

14. Как осуществляется защита данных в медицине?

15. Какие виды транспортировки данных наиболее распространены в медицине?

Тестовые задания

Первый уровень

1. Медико-биологические данные:

а – электрический импульс;

б – зарегистрированные сигналы;

в – физическое воздействие на ткань;

г – магнитный импульс;

2. Статические картины органов человека:

 

а – рентгенограмма;

б – сцинтиграмма;

в – ультразвуковая картина;

г – ангиорграмма;

3. Качественная характеристика медико-биологических данных:

а – признак;

б – параметр;

в – показатель артериального давления крови;

г – концентрация глюкозы;

4. Количественные признаки медико-биологических данных:

а – желтуха;

б – лихорадка;

в – концентрация билирубина в крови;

г – артериальная гипертензия;

5. Оценка медико-биологических данных:

а – фильтрация данных;

б – кодировка данных;

в – интервальная шкала;

г – архивация данных;

 

6. Основные протоколы при работе с медицинскими изображениями:

а – DICOM;

б – HL7;

в – WAP;

г – Wi-Fi;

7. Сохранение данных в компьютере:

а – оперативная память;

б – ПЗУ;

в – жесткий диск;

г – кэш-пямять;

 

Второй уровень

1. Сжатие файла данных нужно для …

2. Шкала порядка предназначения для характеристики …

3. Цифровая подпись – это …

4. Модемы предназначены для …

5. Сканер нужен в медицинском офисе для …

6. Асимметричный вид шифрования медицинских данных применяется для …

7. Емкость компакт-диска составляет …

8. Фильтрация и очищение данных предназначены для …

9. Сходимость измерений данных – это …

10. Воспроизводимость данных необходима в медицине для..

11. Емкость DVD-диска составляет …

 

Третий уровень

1. Перечислите критерии эффективности измерения данных.

2. Какие магнитные носители используются для хранения данных.

3. В чем заключается сущность формализации и стандартизации данных?

4. Какие существуют способы преобразования медицинских данных?

5. Какие способы существуют для транспортировки данных?

6. Какими программами осуществляется организация и распаковывание архивов данных.

7. Дайте характеристику основных типов структурирования данных.

8. Укажите способы получения электронного медицинского документа.

9. Опишите виды коммуникационных связей для передачи медицинских данных.

10. Опишите этапы обработки медицинской информации.

 

Г л а в а 2

Информация в медицине

Меры медицинской информации

 

Основу информации составляет объект, в качестве которого могут выступать процессы, предметы или явления. Свойства объекта определяются информационными параметрами, которые носят название реквизитов. Реквизит – это логически неделимый информационный элемент, описывающий определенные свойства объекта, процесса или явления.

Выделяют три основные меры информации, которые в равной степени могут быть отнесены также и к медицинской информации: синтаксическая, семантическая и прагматическая.

Синтаксическая мера количества информации измеряется ее объемом, выраженным в единицах системы счисления (чаще двоичной) – битах или байтах и их производных – Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах, Тбайтах. Однако синтаксическая мера информации, особенно медицинской, носит весьма условный характер. Главным индикатором синтаксической меры информации является не столько ее общий объем, сколько ее свойство уменьшать неопределенность наших знаний о какой-либо системе, предмете или явлении, например, о больном или его заболевании.

Неопределенность наших знаний о каком-либо предметы или явлении обозначают термином энтропии системы. Чем выше энтропия системы, тем меньше наши знаний о ней (о больном, диагнозе заболевания и др.). Получая информацию о заболевании, мы тем самым снижаем энтропию, в принципе в некоторых случаях сводя ее к нулю, т. е получаем так называемого «золотой стандарт» диагностики.

Формульное выражение получаемой синтаксической меры медицинской информации может быть представлено следующим образом: при первоначальном знакомстве с предметом (явлением или пациентом) мы получили предварительные сведения (информацию) в объеме А. В таком случае мерой неопределенности наших знаний, т.е. энтропией, является выражение, или точнее, функция Н(А). После получения дополнительнх сведений В, например, после выполнения ряда диагностических исследований, неопределенность наших знаний о пациенте, или энтропия, снизилась до показателя Н_В(А). Тогда объем полученной при этом информации можно выразить как I_B(A).

В общем виде процесс информатизации, в том числе медицинской, будет выглядеть следующим образом:

 

I_B(A) = H(A) - H_B(A),

 

где Н(А) – исходная информация о системе (пациенте, ситуации и пр.),

Н_В(А) – конечная информация,

I_В(А) – объем полученной информации (синтаксическая мера информации).

Нетрудно предвидеть, что если мы полностью познаем объект исследования (пациента, болезнь, ситуацию), т.е. снимаем энтропию, то Н_В(А) превращается в 0 (в медицинской диагностике это – «золотой стандарт»), и I_В(А) становится равной Н(А). Другими словами, мы запускаем информационную систему с «0» – «с чистого листа». Это обстоятельство нужно всегда учитывать при работе с медицинскими информационными компьютерными технологиями. Более подробно этими вопросами занимается специальная наука – теория принятия решений, составляющая ядро современного подхода в медицине и организации здравоохранения – «доказательной медицины».

Семантическая мера отражает свойство пользователя (в конкретном случае медицинского работника) понимать поступившее сообщение, т.е. ассимилировать поступившую информацию. Это связано напрямую с совокупностью сведений (знаний) о каком-либо объекте или явлении, которым располагает пользователь или система в целом. Подобная совокупность сведений носит название тезаурус. Чем больше тезаурус, тем выше компетенция пользователя или информационная емкость компьютерной системы.

 

I

Т_о Т_опт Т

Рис. 2. 2. Соотношение семантической меры информации (I) и тезауруса (Т)

 

На рис. 2.2. показано соотношение семантической информации (I) и тезауруса (Т) пользователя. Из анализа рисунка видно, что при нулевом тезаурусе (Т_о) (пользователь абсолютно ничего не знает об интересующем его объекте) сообщаемая ему информация равна нулю. Также она становится незначимой, т.е. равной нулю, если ему все досконально известно об интересующем его объекте (Т): подобная информация ему просто не нужна. Оптимум передачи информации (Т_опт) наблюдается при максимальном согласовании тезауруса пользователя и смыслового содержания переданного ему сообщения. Следовательно, объем информации, полученной пользователем (или всей компьютерной системой в целом), является величиной относительной. Она в значительной степени зависит от степени их подготовленности (компетенции) к приему получаемых сообщений или данных. Косвенным показателем семантической меры информации служит коэффициент содержательности C, определяемый по следующей формуле:

,

где Ic- количество семантической информации, Vd- общий объем информации.

 

Прагматическая мера информации определяется ее полезностью для достижения поставленной перед пользователем или компьютерной системой цели. Эта мера в первую очередь определяется тем, насколько велика цена информации в каждом конкретном случае. Хорошо известно, что даже одно исследование, выполненное эффективно и результативно может однозначно решить судьбу больного. Также велика цена своевременно полученной информации экономического характера или сведений о состоянии ряда внешних и внутренних факторов функционирования лечебного учреждения.

 

Контрольные термины и понятия для

самостоятельной проверки знаний

 

Понятие информации:

· Понятие медицинской информации.

· Преобразование биосигнала в информацию.

Объективность информации:

· Объективная информация.

· Субъективная информация.

· Понятие о «золотом стандарте».

Достоверность медицинской информации:

· Три способа получения достоверной информации.

Доступность информации:

· Составляющие доступности медицинской информации

Актуальность медицинской информации:

· немедленного применения;

· среднесрочной актуальности;

· долгосрочного значения;

Меры медицинской информации:

· Реквизит.

· Синтаксическая мера.