CIS(醫(yī)院信息系統(tǒng)掃盲)

1、2009 臨臨床信息系統(tǒng)床信息系統(tǒng) 5.1 5.1 臨床信息系統(tǒng)概述臨床信息系統(tǒng)概述 臨床信息系統(tǒng)定義 臨床信息系統(tǒng) （Clinical Information SystemClinical Information System，CISCIS）是指利用計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng) 絡(luò)通訊技術(shù)對病人信息進行采集、存貯、處理、傳輸，為臨床醫(yī)護和醫(yī)技 人員所利用，為提高醫(yī)療質(zhì)量服務(wù)的信息系統(tǒng)。 HISHIS與CISCIS的主要區(qū)別 HIS CISHIS CIS 系統(tǒng)中心 以醫(yī)院為中心 以病人為中心 主要數(shù)據(jù) 人流、物流、財流數(shù)據(jù) 病人醫(yī)療數(shù)據(jù) 主要目標 實現(xiàn)醫(yī)院信息化管理 提高醫(yī)療質(zhì)量 主要內(nèi)容 面向事務(wù)管

2、理 面向醫(yī)療過程 服務(wù)客戶 醫(yī)院各級管理人員 醫(yī)務(wù)人員 所需資源 較少 巨大 HISHIS與CISCIS的主要區(qū)別 HISHIS 以事務(wù)管理為主要內(nèi)容， 它的功能明確，數(shù)據(jù)易于結(jié)構(gòu)化 CISCIS 以醫(yī)療過程為主要內(nèi)容， 醫(yī)療過程是一個基于醫(yī)學(xué)知識和 醫(yī)療經(jīng)驗的推理、決策的智能化過程 面對的患者個體性強而重復(fù)性差， 數(shù)據(jù)不易結(jié)構(gòu)化 HISHIS與CISCIS的相互關(guān)系 CISCIS與HISHIS 相互區(qū)別 相互依存 相互關(guān)聯(lián) HISHIS是CISCIS的基礎(chǔ) CISCIS是HISHIS發(fā)展的必由之路 5. 2 5. 2 臨床信息系統(tǒng)的產(chǎn)生和應(yīng)用臨床信息系統(tǒng)的產(chǎn)生和應(yīng)用 5.2.1 5.2.1

3、政策變化是CISCIS產(chǎn)生的外因 美國早期HISHIS的應(yīng)用: : 支持醫(yī)保結(jié)算，處理龐大數(shù)據(jù)； 2020世紀8080年代保險政策變化： 支付金額取決于診斷相關(guān)組分類法； 醫(yī)院改變自己的運營理念 從限額中獲取盡可能大的盈利 將重點由管理信息轉(zhuǎn)向臨床信息。 例如一位病人診斷為支氣管哮喘，例如一位病人診斷為支氣管哮喘，DRGDRG編號為編號為097097，可支付，可支付45314531美元，而診斷為美元，而診斷為 哮喘合并慢性阻塞性肺氣腫，哮喘合并慢性阻塞性肺氣腫，DRGDRG編號為編號為088088，則可支付，則可支付74557455美元。美元。 而而DRGDRG又取決于病歷資料的綜合分析，這就

4、要求醫(yī)院信息系統(tǒng)中應(yīng)包括更多的又取決于病歷資料的綜合分析，這就要求醫(yī)院信息系統(tǒng)中應(yīng)包括更多的 病人臨床醫(yī)療信息。病人臨床醫(yī)療信息。 5.2.2 5.2.2 醫(yī)療服務(wù)是CISCIS產(chǎn)生的內(nèi)因 醫(yī)院的職能： 提供醫(yī)療服務(wù)，使病人恢復(fù)健康 醫(yī)院之間的競爭：主要是療效 醫(yī)療服務(wù)、提高療效： 必須對臨床信息進行最優(yōu)化的管理 5.2.3 5.2.3 發(fā)達國家臨床信息系統(tǒng)的應(yīng)用 2020世紀8080年代歐美開始應(yīng)用CISCIS Johns HopkinsJohns Hopkins大學(xué)Maria.J.Ball(Maria.J.Ball(前世界醫(yī)學(xué)信息學(xué)會 主席）的專題報告：臨床信息學(xué)：新世紀的指南 美國HIM

5、SS于2002年對4000多CIO的報告顯示： 醫(yī)院CIO最關(guān)心的問題，選擇“加強CIS的建設(shè)”達 42%，居第三； 醫(yī)院CIO認為目前最重要的應(yīng)用:選擇“CIS”達74%， 居第一。 5.2.4 5.2.4 我國臨床信息系統(tǒng)的啟動 2020世紀末我國 醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革的深入 醫(yī)院逐步向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌 城鎮(zhèn)職工醫(yī)療保險制度推行 新的醫(yī)療訴訟規(guī)定 促使了CISCIS在中國的啟動 我國近幾年來CIS的研究開發(fā)取得了一些成效，主要是 醫(yī)學(xué)圖象系統(tǒng)和實驗室信息系統(tǒng)。 我國CISCIS的研制和應(yīng)用尚在初級階段 5.3 5.3 臨床信息系統(tǒng)范疇臨床信息系統(tǒng)范疇 臨床信息系統(tǒng)范疇 包括了所有以臨床信息管理為核

6、心的系統(tǒng) 電子病歷、護理信息系統(tǒng)、 醫(yī)學(xué)圖象存檔及通信系統(tǒng)、 放射信息系統(tǒng)、實驗室信息系統(tǒng)、 臨床監(jiān)護信息系統(tǒng)、 手術(shù)麻醉信息系統(tǒng)、 專家決策支持信息系統(tǒng)、 臨床診療指導(dǎo)、臨床診療路徑 5.3.1 5.3.1 電子病歷和醫(yī)生工作站系統(tǒng) 電子病歷（Electronic Patient Record, EPRElectronic Patient Record, EPR）是指用 計算機信息技術(shù)，以電子信息為載體，記錄病人發(fā)病 情況、病情變化和診療情況的病案。 電子病歷不僅包含了紙質(zhì)病歷的所有信息，更重要是， 它能將紙質(zhì)病歷中各種類型的信息都變?yōu)橛嬎銠C能識 別和理解的格式化數(shù)據(jù)予以輸入、存儲、處理、查

7、詢。 一 電子病歷 EPR EPR與HISHIS是相互關(guān)聯(lián) EPR EPR可借助醫(yī)療決策支持系統(tǒng)，提高醫(yī)療質(zhì)量 可借助于廣域網(wǎng)，實現(xiàn)信息共享 EPREPR是臨床信息系統(tǒng)的真正體現(xiàn) 具體見第七章 二 醫(yī)生工作站系統(tǒng) 定義：協(xié)助醫(yī)生完成日常醫(yī)療工作的計算機 應(yīng)用程序 衛(wèi)生部20022002年將其歸類于臨床信息系統(tǒng) 是臨床信息系統(tǒng)初級階段 功能：支持EPREPR的實現(xiàn)； 提供臨床決策支持功能，如即時查詢 ； 含有的各種智能化的知識庫，如用藥指南 作用：成為HISHIS和EPREPR之間的一座橋梁 智能化醫(yī)生工作站 5.3.2 護理信息系統(tǒng)和護士工作站系統(tǒng)一 護理信息系統(tǒng) NISNIS：是指利用計算機

8、、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幫助護士對病 人信息進行采集、管理，為病人提供全方位 護理服務(wù)的信息系統(tǒng)。 NIS NIS 和HISHIS是相互關(guān)聯(lián)的 是臨床信息系統(tǒng)的真正體現(xiàn) 具體見第七章 5.3.2 護理信息系統(tǒng)和護士工作站系統(tǒng)-護士工作站系統(tǒng) 定義：協(xié)助護士對患者完成日常的護理工作 的計算機應(yīng)用程序 衛(wèi)生部20022002年將其歸類于臨床信息系統(tǒng) 是臨床信息系統(tǒng)初級階段 功能：對醫(yī)囑核對、處理、執(zhí)行情況進行管理 協(xié)助護士完成護理及病區(qū)日常管理工作 作用：是NISNIS和HISHIS間的一座橋梁 5.3.3 5.3.3 實驗室信息系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)圖象存檔及通信系統(tǒng) 實驗室信息系統(tǒng)（LISLIS）： 針對臨床實驗室信

9、息處理，并提供分析、 診斷支持的信息系統(tǒng)。 20 20世紀7070年代已在發(fā)達國家推廣應(yīng)用 將在第9 9章予以詳細介紹 醫(yī)學(xué)圖象存檔及通信系統(tǒng)（PACSPACS） 針對醫(yī)學(xué)圖處理和應(yīng)用的綜合信息系統(tǒng) PACS PACS產(chǎn)生于2020世紀8080年代 將在第8 8章詳細介紹 5.3.4 5.3.4 放射學(xué)信息系統(tǒng) （Radiology Information System，RIS） 5.3.4.1RIS概念 5.3.4.2RIS研制開發(fā)基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù) 5.3.4.3RIS各模塊介紹 5.3.4.4RIS與HIS的聯(lián)接與關(guān)系 5.3.4.5RIS的系統(tǒng)環(huán)境 5.3.4.1RIS概念 放射學(xué)信息系統(tǒng)

10、（Radiology Information SystemRadiology Information System，RISRIS），是 指利用計算機技術(shù)，對放射學(xué)科室數(shù)據(jù)信息，包括圖片影像 信息，完成輸入、處理、傳輸、輸出自動化的計算機軟件系 統(tǒng)。 信息處理特點： 一般數(shù)據(jù)信息：包括受檢者（病人或體檢者）信息、檢查申 請信息、檢查結(jié)果及結(jié)論信息，以及科室運作、管理的其它 輔助信息； 特殊數(shù)據(jù)信息：圖像信息處理，如各種形式和來源的圖像或 動態(tài)影像數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲，以及圖像顯示的處理。 RISRIS一般具有預(yù)約、登記、影像處理、報告、信息查 詢統(tǒng)計等功能。 隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，醫(yī)院開始設(shè)立

11、影像科，把依靠醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進行診斷、 治療的科室進行統(tǒng)一管理，因為這些科室的醫(yī)療業(yè)務(wù)過程是類似的。與之相 適用，原應(yīng)用于放射科的RISRIS應(yīng)用也得到擴展。 因此，目前的RISRIS已包含核磁共振（MRIMRI）、超聲診斷、內(nèi)窺鏡等醫(yī)學(xué)影像科室 的信息系統(tǒng)，或者說，把這些科室的信息系統(tǒng)也歸為RISRIS。 5.3.4.2RIS研制開發(fā)基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù) 1 1、系統(tǒng)構(gòu)架技術(shù)、系統(tǒng)構(gòu)架技術(shù) 良好的系統(tǒng)架構(gòu)將有利于構(gòu)建一個功能組合靈活、權(quán)限控制方便、運行安全穩(wěn)良好的系統(tǒng)架構(gòu)將有利于構(gòu)建一個功能組合靈活、權(quán)限控制方便、運行安全穩(wěn) 定的定的RISRIS。 早期的早期的RISRIS大多是某一平臺、單一的可執(zhí)

12、行文件。由于大多是某一平臺、單一的可執(zhí)行文件。由于RISRIS涉及的圖像涉及的圖像 領(lǐng)域多樣化、領(lǐng)域多樣化、RISRIS用戶科室配置的個性化，單一的用戶科室配置的個性化，單一的RISRIS界面難以滿足應(yīng)用需界面難以滿足應(yīng)用需 求。采用統(tǒng)一框架、配以豐富可選功能模塊，使用戶可以靈活配置系統(tǒng)功求。采用統(tǒng)一框架、配以豐富可選功能模塊，使用戶可以靈活配置系統(tǒng)功 能和界面，是能和界面，是RISRIS構(gòu)架技術(shù)的發(fā)展方向。構(gòu)架技術(shù)的發(fā)展方向。 2、報告模板構(gòu)建技術(shù) RISRIS的基本工作流程和要求在各醫(yī)學(xué)影像科室是比較一致 的，如申請登記、預(yù)約安排、統(tǒng)計查詢等。 各科室差異最大的是檢查報告內(nèi)容、業(yè)務(wù)邏輯、報

13、告格 式。 因此，熟悉各科室的業(yè)務(wù)邏輯、為其開發(fā)相應(yīng)的報告模 板框架是RISRIS開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。 要求框架能表達、容納相應(yīng)專業(yè)的各種業(yè)務(wù)邏輯，并使 用戶能方便地不斷地豐富報告模板。 3、圖像處理技術(shù) 圖像信息是RISRIS要處理的一類特殊信息。由于不同科室有不同形式的靜態(tài)圖像 和動態(tài)影像，RISRIS必須對其進行有效的獲取，必要的格式轉(zhuǎn)換和顯示處理。 圖像處理能力的強弱是RISRIS技術(shù)水平的重要指標。要進行RISRIS開發(fā)，必須掌握一 定的圖像處理技術(shù)。 4、圖像存儲傳輸技術(shù) 由于RISRIS涉及各種圖像、影像數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量巨大，而且 圖像存儲格式又多種多樣，因此，RISRIS設(shè)計中，存儲

14、技 術(shù)的選定和存儲方案的制定也是關(guān)鍵技術(shù)之一。 目前，在這方面，RISRIS有和專門處理圖像存儲傳輸問題的 PACSPACS（圖像歸檔和傳輸系統(tǒng)）集成的趨勢。即使作獨 立產(chǎn)品，也趨于直接采用或移植PACSPACS的有關(guān)技術(shù)。 5、程序升級技術(shù) 由于計算機技術(shù)的發(fā)展和RISRIS應(yīng)用需求的變化，以及不可 避免的程序BugsBugs，RISRIS常需要不斷升級更新。對于客戶有 限的小公司，這問題的解決相對簡單。但對擁有眾多用 戶的大公司，程序升級成為一個重要技術(shù)問題。最新趨 勢是基于良好的模塊化系統(tǒng)構(gòu)架，采用智能升級解決方 案。 現(xiàn)有程序包含足夠的版本狀態(tài)信息，升級程序檢測現(xiàn)有程 序版本及和升級組

15、件的相容性，自動決定升級更新相應(yīng) 組件，從而支持網(wǎng)絡(luò)遠程升級，使升級方便、快捷、安 全、自動化。 5.3.4.3RIS各模塊介紹 1 1、一般事務(wù)和系統(tǒng)配置 2 2、檢查預(yù)約模塊 3 3、檢查登記模塊 4 4、圖像采集模塊 5 5、檢查報告模塊 6 6、報告查詢模塊 7 7、統(tǒng)計報表模塊 1、一般事務(wù)和系統(tǒng)配置 無論包括多少子模塊，RISRIS應(yīng)具備下列一些基本功能。 （1 1）用戶管理和登錄 （2 2）用戶權(quán)限管理 （3 3）常用字典維護 （4 4）醫(yī)技號規(guī)則設(shè)置 （1）用戶管理和登錄 由于醫(yī)療工作要求絕對的安全性，無論單機或網(wǎng)絡(luò)RISRIS，必須有用戶管理和登 錄控制。 所有系統(tǒng)的合法用戶

16、必須先注冊登記（一般由主任或主任授權(quán)完成）。 用戶使用系統(tǒng)前必須輸入用戶名和口令進行登錄（身份驗證）。 （2）用戶權(quán)限管理 對合法用戶，仍然需要根據(jù)其工作崗位和職責的不同，對其使用系統(tǒng)功能的權(quán) 限進行分配。 一般先定義一定權(quán)限的權(quán)限組或“角色”或“崗位”，然后把具體工作人員歸 到各“角色”。 可以在“角色”權(quán)限基礎(chǔ)上增加或去除某人的某權(quán)限。 （3）常用字典維護 系統(tǒng)需要對其用到的字典及有關(guān)參數(shù)選項提供維護和設(shè)置界面。 如科室設(shè)置、報告類型、設(shè)備登記、預(yù)約排班、報告項目、注意事項等字典。 系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計不同各不相同。 （4）醫(yī)技號規(guī)則設(shè)置 影像科等醫(yī)技科室檢查登記時都應(yīng)該給予影象圖片標識號

17、，如放射科的“X X光 號”、CTCT室的“CTCT號”。 不同的醫(yī)院、科室可能采用不同的編號策略。因此，系統(tǒng)能夠通過“醫(yī)技號生 成器”進行設(shè)置，以適應(yīng)不同的需求，又不致產(chǎn)生錯誤，這是RISRIS必有的一 種設(shè)置。 2、檢查預(yù)約模塊 很多影像檢查由于檢查資源限制或檢查準備要求，需要進行檢查預(yù)約，因此， RISRIS應(yīng)提供檢查預(yù)約功能。 預(yù)約資源的定義、組織是預(yù)約工作的基礎(chǔ)，要有較好的資源描述結(jié)構(gòu)，適應(yīng) 靈活、自動的預(yù)約。 3 3、檢查登記模塊 檢查之前必須對檢查申請的有關(guān)信息進行登記、包括病人身份信息、住院或門 診信息、申請人、檢查要求等。 若和HISHIS聯(lián)接，應(yīng)可通過住院號或病人卡號獲取病

18、人信息。具有醫(yī)生工作站的， 還可獲得住院病人的醫(yī)囑信息和收費信息。 4 4、圖像采集模塊 圖像采集是圖像處理的基礎(chǔ)。圖像采集模塊一般以圖像 來源的不同形式而分別對待。 影像科室的圖像來源一般有數(shù)值圖像（CTCT、MRIMRI、DSADSA、 IUVSIUVS）、模擬圖像（X X線胃腸機、超聲儀、電子內(nèi)窺 鏡）、光學(xué)圖像（X X片、照片、顯微鏡圖像等）等幾大 類。 RISRIS針對不同圖像類別采用不同的圖像采集技術(shù)，要求該 模塊能靈活支持上述多種圖像采集方式。 5 5、檢查報告模塊 檢查報告模塊，關(guān)鍵是報告模板的建立和應(yīng)用。 報告的內(nèi)容、格式各專業(yè)各不相同，通過相應(yīng)模板的使用，能簡化、方便報告

19、內(nèi)容的輸入、提高工作效率。 6 6、報告查詢模塊 系統(tǒng)應(yīng)對已完成的檢查和報告提供查詢手段。一般能對 檢查登記的各項數(shù)據(jù)進行單獨或組合統(tǒng)計查詢，且查 詢結(jié)果能方便地進入報告瀏覽或修改界面。 支持根據(jù)某項或某些指標的結(jié)果進行大樣本的瞬時查詢， 則更具有實用性，特別對醫(yī)務(wù)人員進行專業(yè)總結(jié)和學(xué) 術(shù)研究提供方便。 7、統(tǒng)計報表模塊 對RISRIS有關(guān)工作量、費用、報告、預(yù)約情況 進行統(tǒng)計報表。 這類統(tǒng)計報表一般應(yīng)能根據(jù)用戶需求進行定 制，因不同醫(yī)院在管理、核算模式上可能 有區(qū)別。 5.3.4.4RIS與HIS的聯(lián)接與關(guān)系 1 1、RISRIS與HISHIS的一般聯(lián)系方式 RISRIS和HISHIS是密切

20、相關(guān)、互相聯(lián)系的。 RISRIS在病人管理和收費管理對HISHIS存在依賴性，而RISRIS的結(jié)果又可借 HISHIS傳輸?shù)礁鱾€臨床工作站直接為臨床服務(wù)，RISRIS和HISHIS隨時交換數(shù)據(jù)信 息，實現(xiàn)信息共享。 當RISRIS和HISHIS為同一軟件開發(fā)商提供時，它們?nèi)菀讓崿F(xiàn)無縫聯(lián)結(jié)，保持數(shù)據(jù) 一致和系統(tǒng)穩(wěn)定。當不為同一開發(fā)商時，往往需要額外開發(fā)接口程序。 接口一般為動態(tài)鏈接庫形式，供雙方程序調(diào)用。一般RISRIS需要從HISHIS獲取病 人基本信息、申請（醫(yī)囑）信息、收費狀態(tài)信息，向HISHIS發(fā)布報告狀態(tài)、 發(fā)布檢查結(jié)果、確認收費等。 互操作功能和權(quán)限要有適當設(shè)置和控制。 2、從HIS

21、獲取有關(guān)信息 （1 1）獲取病人信息 HISHIS系統(tǒng)一般都采用一種或多種病人標識號或標 識卡，因此，最簡單的病人信息獲取方法就是用和 HISHIS一致的病人標識號或卡（如住院號、門診號、醫(yī) ?？ā⒉∪丝ǖ龋腍ISHIS讀取信息。對住院病人，也 可調(diào)出按科室、病區(qū)組織的病人清單供選擇。 （2）獲取申請信息 RISRIS可從HISHIS中的醫(yī)囑獲取檢查申請信息，但需要定義 一個醫(yī)囑項目和檢查項目的對應(yīng)轉(zhuǎn)換表。RISRIS進入 申請登記界面，按相應(yīng)功能按鈕即可獲得有關(guān)檢查 申請清單，并確認、補充登記有關(guān)申請信息。根據(jù) HISHIS的約定，應(yīng)只讀取已審核確認的醫(yī)囑。 對以上醫(yī)生工作站的HISHIS

22、系統(tǒng)，可在工作站上進行更 詳細的檢查申請，通過接口直接在RISRIS數(shù)據(jù)庫中生 成RISRIS申請登記。進入RISRIS即可直接看到，就象是在 RISRIS中登記的一樣。 3、向HIS提交發(fā)布信息 發(fā)布報告信息發(fā)布報告信息 當和當和HISHIS聯(lián)接時，聯(lián)接時，RISRIS在完成檢查、報告、審核通過后，應(yīng)向在完成檢查、報告、審核通過后，應(yīng)向HISHIS發(fā)布報告。發(fā)布報告。 發(fā)布后的報告不得修改。發(fā)布的錯誤報告可以收回和重發(fā)，但不能刪除，發(fā)布后的報告不得修改。發(fā)布的錯誤報告可以收回和重發(fā)，但不能刪除， 有可跟蹤記錄。發(fā)布的報告和有可跟蹤記錄。發(fā)布的報告和RISRIS內(nèi)部報告完全一致，可以在內(nèi)部報告

23、完全一致，可以在HISHIS其它部分其它部分 打印。打印。 5.3.4.5RIS的系統(tǒng)環(huán)境 這里主要介紹RISRIS網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)配置原則。為 了保證RISRIS網(wǎng)絡(luò)的快速、穩(wěn)定運行，可遵 循以下原則進行RISRIS系統(tǒng)環(huán)境配置。 1 1、網(wǎng)絡(luò)相對獨立 2 2、服務(wù)器專用 3 3、工作站硬件配置適當高配 1、網(wǎng)絡(luò)相對獨立 網(wǎng)絡(luò)相對獨立的含義是，RISRIS系統(tǒng)的服務(wù)器、工作站盡量集中在1 1個交換機上， 或2 2個堆疊或直接級聯(lián)的交換機上。 由于RISRIS圖像數(shù)據(jù)量大，對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較高，所以網(wǎng)絡(luò)骨干速度應(yīng)采用1G1G或 以上，100M100M到桌面。交換機性能要好。 2、服務(wù)器專用 服務(wù)器是R

24、ISRIS網(wǎng)絡(luò)的核心，其性能和穩(wěn)定性影響整個RISRIS網(wǎng)絡(luò)，因此一般主張 RISRIS服務(wù)器專用，也方便管理。 對C/SC/S結(jié)構(gòu)的RISRIS系統(tǒng)，服務(wù)器指數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和圖像存儲服務(wù)器。 3、工作站硬件配置適當高配 由于RISRIS工作站需要進行圖像處理，要快速 運行系統(tǒng)，對系統(tǒng)硬件配置要求較高，特 別是顯示設(shè)備、內(nèi)存和CPUCPU。 若需配圖像采集卡，要確保其顯卡和采集卡 相容。 5.3.5人工智能與臨床決策支持系統(tǒng) 5.3.5.1人工智能概念 5.3.5.2知識的表達 5.3.5.3知識推理技術(shù) 5.3.5.4知識獲取 5.3.5.5臨床支持決策系統(tǒng) 5.3.5.1人工智能概念 1、人

25、工智能定義 人工智能（Artificial Intelligence, AIArtificial Intelligence, AI）是一門探索和模擬人的感覺 和思維過程的規(guī)律，并設(shè)計出類似人某些智能的智能機器的科學(xué)。通常 是指利用計算機模擬人（主要指專家）的思維和推理的一門科學(xué)。 人工智能是由計算機科學(xué)、控制論、信息論、生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、心理學(xué)、 語言學(xué)、數(shù)學(xué)和哲學(xué)等多種學(xué)科相互滲透而形成的一門綜合性新興學(xué)科。 它試圖去了解人類是如何去學(xué)習(xí)、認知、思想、表達的，并根據(jù)人類的 這些天然職能行為去設(shè)計一些職能機器，它們具有近似人的職能，能夠 運用知識，認識問題和解決問題。 2、人工智能研究范疇 人工

26、智能研究范疇很廣，有專家系統(tǒng)（人工智能研究范疇很廣，有專家系統(tǒng)（Expert SystemExpert System）、自然語言處理）、自然語言處理 （Natural Language ProcessingNatural Language Processing）、機器人學(xué)（）、機器人學(xué)（RoboticsRobotics）、自動程序）、自動程序 設(shè)計（設(shè)計（Automatic ProgrammingAutomatic Programming）、學(xué)習(xí)理論（）、學(xué)習(xí)理論（LearningLearning）、問題解決）、問題解決 （Problem SolvingProblem Solving）、歸納及

27、理論證實（）、歸納及理論證實（Deduction Theorem ProvingDeduction Theorem Proving） 等。等。 3、人工智能原理 智能的高低是以知識擁有程度和有效運用知識能力為主要評估標準，因此人工 智能的工作原理包括知識的表達、知識的獲取、知識推理、系統(tǒng)構(gòu)成技術(shù)等 方面內(nèi)容。 5.3.5.2知識的表達 知識的表達( (Knowledge RepresentationKnowledge Representation），指知識的形式化 或模式化。所謂知識是指一些事實、概念、規(guī)則、規(guī)律、方法、技術(shù)以 及應(yīng)用它們能力的綜合體。 醫(yī)學(xué)知識可以概括為二大類，第一類是科學(xué)知

28、識，例如醫(yī)學(xué)書籍、文獻， 第二類是經(jīng)驗知識，例如醫(yī)學(xué)專家長期積累提煉的治療原則和方法。 所謂表達是指描述這些事物的一組約定，是上述知識的符號化過程。 知識表達技術(shù)就是利用計算機對系統(tǒng)中所需的各種知識進行組織，設(shè)計各種數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)，即知識表示方法。使得人工智能程序能有效的利用這些知識進行推 理和做出決策。 知識表達的方法知識表達的方法: : 語義網(wǎng)表示法語義網(wǎng)表示法; ; 謂詞邏輯表示法謂詞邏輯表示法; ; 框架表示法框架表示法; ; 產(chǎn)生式表示法。產(chǎn)生式表示法。 目前醫(yī)學(xué)人工智能多用到語義網(wǎng)（目前醫(yī)學(xué)人工智能多用到語義網(wǎng)（Semantic Semantic NetworkNetwork）表示法。

29、）表示法?！罢Z義語義”主要是指語言結(jié)構(gòu)主要是指語言結(jié)構(gòu) （如詞、短語、句子、段落等）及其意義上的聯(lián)（如詞、短語、句子、段落等）及其意義上的聯(lián) 系。系。 語義網(wǎng)是一種基于廣義圖的表示法，由結(jié)點和弧所語義網(wǎng)是一種基于廣義圖的表示法，由結(jié)點和弧所 組成，其中結(jié)點表示事實、概念和事件等，而弧組成，其中結(jié)點表示事實、概念和事件等，而弧 表示它們之間相互關(guān)系。語義網(wǎng)是我們研制開發(fā)表示它們之間相互關(guān)系。語義網(wǎng)是我們研制開發(fā) 醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)和電子病歷常用方法。醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)和電子病歷常用方法。 UMLSUMLS是美國國家圖書館資助開發(fā)的醫(yī)學(xué)描述性語言，可使用語義網(wǎng)方法描述 醫(yī)學(xué)術(shù)語。一部分學(xué)者認為XML(eXte

30、nsible Stylesheet Language,XML(eXtensible Stylesheet Language,可 延伸標示語言) )較UMLSUMLS更為先進，能更好的支持基于InternetInternet多層結(jié)構(gòu)的 系統(tǒng)。 5.3.5.3知識推理技術(shù) 知識推理（Knowledge InferenceKnowledge Inference）是指利用計算機技術(shù)，在知識表達基礎(chǔ)上 使用形式化的知識模型，進行機器思維，求解問題，從而實現(xiàn)知識推理的智 能操作過程。 知識推理過程就是問題求解過程，其技術(shù)就是使問題從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到目標狀態(tài) 的方法和途徑，例如搜索路線、演算步驟、符號串、語句

31、集等，以便從問題 初始狀態(tài)，沿著最優(yōu)化最經(jīng)濟的路徑，有效的轉(zhuǎn)移到所要求的目標狀態(tài)。 例如醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)的臨床診斷，問題的初始 狀態(tài)是病人的癥狀、體征、化驗結(jié)果等， 在診斷知識庫等基礎(chǔ)上，經(jīng)過人機對話形 式的知識推理過程，一步一步，最后轉(zhuǎn)移 到目標狀態(tài)疾病診斷和醫(yī)療方案。 5.3.5.4知識獲取 知識獲?。↘nowledge AcquisitionKnowledge Acquisition），是指從知識源發(fā)現(xiàn)、吸 取、構(gòu)造和組織知識，使之形成系統(tǒng)知識庫的過程。 知識表達、知識獲取和知識推理三者關(guān)系: : 通過知識表達，將獲取的知識進行構(gòu)造和組織，存儲在知識庫中，然后 利用其中知識進行機器推理，求解

32、問題，因此知識表達和知識獲取是知 識推理的前提，而知識推理是利用知識表達和知識獲取的求解過程。 知識獲取的主要方式: : 人工移植：通常通過人工智能設(shè)計師、計算機工程師與醫(yī)學(xué)專家對話交流，將 其醫(yī)學(xué)知識（理論知識和實踐經(jīng)驗）通過人機交互移植到知識庫中。 機器學(xué)習(xí)：即在人工智能系統(tǒng)中，機器通過學(xué)習(xí)，獲取知識，對知識庫進行增 加、刪除、修改、更新。這種學(xué)習(xí)可以在人工示教監(jiān)督之下進行，也可以由系 統(tǒng)指導(dǎo)監(jiān)督下自學(xué)。 機器感知：即人工智能系統(tǒng)在調(diào)試運行過程中，通過機器視覺（例如文字、圖 像識別）、機器聽覺（例如語音識別）、機器觸覺（例如溫度識別）等途徑， 直接感知外部世界，輸入自然信息，獲得知識。 機

33、器感知最富于挑戰(zhàn)性的是如何識別和理解自然語言，可采用的方式有問答系 統(tǒng)、語音識別系統(tǒng)、手書文字識別系統(tǒng)等。一旦這個問題解決，人們將可以 方便準確的使用自己的語言、文字與計算機交流，而不必學(xué)習(xí)專門的程序設(shè) 計語言，不必進行費時費工的輸入操作。 5.3.5.5臨床支持決策系統(tǒng) 臨床決策支持系統(tǒng)（ClinicalDecisionSupportSystem, , CDSS）的定義: : 用人工智能技術(shù)對臨床醫(yī)療工作予以輔助支持的信息系統(tǒng)， 它可以根據(jù)收集到的病人資料，做出整合型的診斷和醫(yī)療意見， 提供給臨床醫(yī)務(wù)人員參考。 WyattWyatt和SpiegelhaltevSpiegelhaltev的定義

34、： 根據(jù)兩項或兩項以上的病人數(shù)據(jù)，主動生成針對具體病例 的建議的知識系統(tǒng)。這個定義說明了CDSSCDSS組成的三要素：醫(yī)學(xué) 知識（包括知識的表達和知識的獲?。?、病人數(shù)據(jù)以及針對具 體病例的建議（根據(jù)病人數(shù)據(jù)所做的知識推理）。 醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能 目前開發(fā)應(yīng)用的CDSSCDSS主要是醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)。 醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)是基于醫(yī)學(xué)知識庫的知識利用系統(tǒng)，是一 種求解問題的計算機程序系統(tǒng)。它可以像具有某一醫(yī) 學(xué)領(lǐng)域或?qū)W科知識、能力、經(jīng)驗的專家一樣分析和判 斷復(fù)雜的臨床問題，并利用專家推理方法來求解這些 問題。 專家系統(tǒng)不同于一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它所存儲的不是醫(yī)學(xué) 問題答案，而是用于推理知識的知識和能力。

35、 醫(yī)學(xué)知識庫：該庫存放被系統(tǒng)化組織的某一醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 的書本知識、常識以及專家經(jīng)驗，可通過計算機以電 子方式訪問和解釋，以供系統(tǒng)推理判斷。知識庫具有 存儲、檢索、刪除、修改、擴充功能一般包括標準詞 庫和詞庫中各個術(shù)語間的關(guān)系。 推理機：它能利用醫(yī)學(xué)知識庫，依照推理方法去求解 所遇到的臨床問題。 咨詢解釋器：即人機接口，它能將用戶提出問題，提 供的臨床信息轉(zhuǎn)換成推理機可以理解的信息，并將推 理結(jié)論如診斷、治療方案轉(zhuǎn)達給用戶。 知識獲取，即專家系統(tǒng)與真實專家之間的界面，即通 過人工移植或機器學(xué)習(xí)的方法將專家知識輸入到醫(yī)學(xué) 知識庫中。 例如，一個冠心病專家系統(tǒng)開發(fā)過程大致如下： 首先要和心臟病專家進行一

36、系列討論，獲取有關(guān)冠心病的醫(yī) 學(xué)知識及相關(guān)的其他醫(yī)學(xué)知識和常識，還有專家的診斷治療 經(jīng)驗，并確認要解決的問題。 第二步對上述知識、經(jīng)驗進行概括、抽象，形成概念并建立 各種關(guān)系。 第三步將這些知識形式化，形成專門的醫(yī)學(xué)知識庫。 第四步選擇某種方式建立問題求解的推理機制，建成原型系統(tǒng)。 第五步通過多次測試評析，進行改進以完成系統(tǒng)。 這個系統(tǒng)可以像心臟病專家一樣，對疾病信息進行分析推理，診斷是否患 有冠心病，以及制定治療方案。而整個專家系統(tǒng)應(yīng)該是一個不斷循環(huán)反復(fù)的改 進、擴充和完善的過程。 早在早在19591959年美國的年美國的LedleyLedley等首次將布爾代數(shù)和等首次將布爾代數(shù)和Bayes

37、Bayes定理作為計算機診斷的定理作為計算機診斷的 數(shù)學(xué)模型，并以此診斷了一組肺癌病例，形成專家系統(tǒng)雛形。數(shù)學(xué)模型，并以此診斷了一組肺癌病例，形成專家系統(tǒng)雛形。 19761976年，美國斯坦福大學(xué)的年，美國斯坦福大學(xué)的ShortliffeShortliffe等研制成功用于鑒別細菌傳染及治等研制成功用于鑒別細菌傳染及治 療的著名醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)療的著名醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)-MYCIN-MYCIN，并建立了一整套專家系統(tǒng)的開發(fā)理論。，并建立了一整套專家系統(tǒng)的開發(fā)理論。 19821982年，美國匹茲堡大學(xué)的年，美國匹茲堡大學(xué)的MillerMiller等發(fā)表了著名的等發(fā)表了著名的 InternistInterni

38、stI I內(nèi)科計算機輔助診斷系統(tǒng)，其知識庫中內(nèi)科計算機輔助診斷系統(tǒng)，其知識庫中 包含了包含了572572種疾病，約種疾病，約45004500種癥狀。種癥狀。19911991年美國哈佛年美國哈佛 醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)院BarnettBarnett等開發(fā)的等開發(fā)的“解釋解釋”軟件，包含有軟件，包含有22002200 種疾病和種疾病和50005000種癥狀。種癥狀。 哈佛醫(yī)學(xué)院哈佛醫(yī)學(xué)院DreiseitlDreiseitl在在9999年年AMIAAMIA撰文，為了評價心撰文，為了評價心 肌梗塞的診斷，選擇了肌梗塞的診斷，選擇了4343個變量，使用了個變量，使用了LogostocLogostoc回回 歸、逆?zhèn)鞑?/p>

39、神經(jīng)網(wǎng)、貝葉司神經(jīng)網(wǎng)等多種方法，以尋歸、逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)、貝葉司神經(jīng)網(wǎng)等多種方法，以尋 求哪些方法具有更好的一致性，哪些變量對診斷更有求哪些方法具有更好的一致性，哪些變量對診斷更有 價值。以探索該學(xué)科人工智能的應(yīng)用。價值。以探索該學(xué)科人工智能的應(yīng)用。 5.3.6 其他應(yīng)用類型 臨床信息系統(tǒng)還有許多的應(yīng)用類型，例如：重癥監(jiān)護臨床信息系統(tǒng)還有許多的應(yīng)用類型，例如：重癥監(jiān)護 信息系統(tǒng)和手術(shù)麻醉信息系統(tǒng)。在重癥監(jiān)護和手術(shù)期信息系統(tǒng)和手術(shù)麻醉信息系統(tǒng)。在重癥監(jiān)護和手術(shù)期 間，病人生成的信息容量大、變化快，醫(yī)護人員對信間，病人生成的信息容量大、變化快，醫(yī)護人員對信 息處理要快速、準確、果斷，其處理的準確及時直接息處理要快速、準確、果斷，其處理的準確及時直接 關(guān)系到患者的瞬間存亡，因此這二個信息系統(tǒng)尤為重關(guān)系到患者的瞬間存亡，因此這二個信息系統(tǒng)尤為重 要。要。 由于重癥監(jiān)護病房和手術(shù)室的儀器設(shè)備大都為智能化由于重癥監(jiān)護病房和手術(shù)室的儀器設(shè)備大都為智能化 的數(shù)字設(shè)備，其產(chǎn)生信息可通過集成直接為系統(tǒng)所利的數(shù)字設(shè)備，其產(chǎn)生信息可通過集成直接為系統(tǒng)所利 用。不同公司生產(chǎn)的不同設(shè)備，通過接口互相連接，用。不同公司生產(chǎn)的不同設(shè)備，通過接口互相連