醫(yī)學(xué)信息工程基礎(chǔ)

醫(yī)學(xué)信息工程基礎(chǔ)第一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第一章

醫(yī)學(xué)信息學(xué)基礎(chǔ)

第二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)信息學(xué)基礎(chǔ)第三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息（Information）的概念

香農(nóng)：信息是用來(lái)消除某種不確定性的東西維納：信息就是我們?cè)谶m應(yīng)外部世界，并且使這種適應(yīng)反作用于外部世界的過(guò)程中，同外部世界進(jìn)行相互交換的內(nèi)容的名稱。ISO：信息是對(duì)人有用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將可能影響到人們的行為與決策

第四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日《辭?！返亩x：“信息是指對(duì)消息接受者來(lái)說(shuō)預(yù)先不知道的報(bào)道。”舉例：一個(gè)家長(zhǎng)收到外出求學(xué)的孩子來(lái)信，信中有：“學(xué)校母天上果四小寸，白習(xí)五小時(shí)?！边@段文字中錯(cuò)別字不少，但是作為家長(zhǎng)一看就知道這里面有他需要的信息。 但是，這段文字若用計(jì)算機(jī)來(lái)處理，就很不簡(jiǎn)單，這是屬于目前醫(yī)學(xué)信息中很前沿的研究課題－－“自然語(yǔ)言處理”的范疇，也就是人工智能的范疇了。

第五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日數(shù)據(jù)的概念I(lǐng)SO：數(shù)據(jù)是對(duì)事實(shí)、概念或指令的一種特殊的表達(dá)形式，這種特殊的表達(dá)形式可以用人工的方式或者用自動(dòng)化的裝置進(jìn)行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或者進(jìn)行加工處理。第六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)是信息的素材，一種可供加工處理的特殊的表達(dá)形式。是“信息”的載體。信息是人們通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后所獲得的對(duì)人有用的數(shù)據(jù)

第七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息的特性

信息不是物質(zhì)，信息是可以共享的；信息沒(méi)有質(zhì)量，必須依附于某種載體；信息不是能量，不遵守守恒定律，可以暫時(shí)消失或永久消失的；信息可以處理，有“時(shí)效性”及“針對(duì)性”；信息可以通過(guò)不同的載體進(jìn)行傳輸或存儲(chǔ)。

第八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日AspectsofInformation

Itisimpossibletodefineexactlywhatinformationis.

Althoughwehavenotrueideaofwhatinformationis,weareneverthelessabletoinvestigatethestructureofinformation.(信

息

特

征)第九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日

InformationhasthreedifferentaspectsthataredirectlyrelatedtothethreestagesofhumanactivitydiscussedinChapter1,andparticularlytothethreestagesofthediagnostic-therapeuticcycle(observation,diagnosis,andtherapy):syntactic,semantic,andpragmaticaspects.（語(yǔ)法、語(yǔ)義和語(yǔ)用）第十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日1SyntacticAspectThesyntacticaspectofinformationconcernsthegrammarorsyntaxforthedescription,storage,ortransmissionofmessages.（信息的語(yǔ)法特征包括信息的語(yǔ)法、存儲(chǔ)和傳遞的描述。）

Thepurelysyntacticaspectofinformationcanbestbecalleddata.（純粹的信息語(yǔ)法特征其最好的稱呼是“數(shù)據(jù)”。）

（語(yǔ)法特征）第十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Thesemanticaspectofinformationpertainstothemeaningofthemessage.（信息的語(yǔ)義特征是指信息的含義）Whendealingwiththesemanticaspectwearenotinterestedinthewaythatwehavereceivedtheinformationorinthesyntaxassuch,butonlyinitssignificanceforinterpretationanddecisionmaking.（處理信息的語(yǔ)義特征時(shí)，我們并不關(guān)心接收信息的方式或者信息的語(yǔ)法特征，關(guān)心的只是信息的解釋意義或者由信息得出的結(jié)論。

）2SemanticAspect（語(yǔ)義特征）第十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Themeaningcanoftenbederivedonlyifweknowthecontextofthemessage.Thisisparticularlytruewhenwemustinterpretamessagecontainedinnaturallanguageorfreetext.Acliniciandealswiththesemanticaspectofinformationwhenmakingadiagnosis.Evenwhenthemessagehasbeentransmittedwithoutanydisturbanceandissyntacticallycorrect,theinterpretationisnotnecessarilyunambiguous,asweshallseeinChapter7.Inthecaseofnaturallanguagewecansometimesdeduceseveralmeanings,especiallywhenwedonotknowthecontext.通常只有了解了信息的內(nèi)容的“上下文”才能得出其含義，當(dāng)消息是以自然語(yǔ)言或純文本方式提供時(shí)，尤其是這樣。醫(yī)生在診斷時(shí)通常是分析信息的語(yǔ)義。即使消息在傳輸過(guò)程中沒(méi)有受到干擾并且語(yǔ)法上也是正確的，解釋也并不一定是惟一的、明確的（參閱第7章）。根據(jù)自然語(yǔ)言，有時(shí)可以得到幾種結(jié)論，尤其是缺乏背景資料時(shí)。

第十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日2.4.3PragmaticAspectAllinterpretationsultimatelyleadtosomeactivity;informationalsohasanintentionoragoaltobereached.Evenadecreaseinuncertaintywhenmakingadiagnosisortestingascientifichypothesisisaneffectofinformation.Werefertothislastaspectasthepragmaticaspect.Inhealthcare,thepragmaticaspectofinformationistheeffectonthetherapy.

（語(yǔ)用特征）醫(yī)學(xué)上所有信息的解釋最終都將導(dǎo)致采取某種措施，信息總是為一定的目的服務(wù)。信息減少了診斷或者科學(xué)假說(shuō)檢驗(yàn)中的不確定性，我們將信息的這一方面特征稱為語(yǔ)用特征。在醫(yī)療中信息的這種語(yǔ)用特征對(duì)治療可產(chǎn)生影響。

第十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Manyexamplesoftheuseofdataillustratingallthreeaspectsdescribedherecanbefoundinpatientrecords.Forinstance,inapatientrecordoneneverseesthevalue"8.2"assuch;rather,itisseentogetherwithafurtherexplanation,suchas"Hb8.2."

(在病歷記錄中可以找到很多有關(guān)信息三方面特征的例子。比如，在病歷中我們不可能只看到一個(gè)諸如“8.2”之類的數(shù)字，而一定是更清楚的描述，比如“Hb（血紅蛋白）8.2”。)第十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Thesyntacticrulesprescribethatavaluebeprecededorfollowedbyaunit.Themeaningofthatvalueforpatientcare(thesemanticaspect)dependsonwhetherthevalueisabnormal,giventhecontext(e.g.,theageofthepatientorthepatient'shistoryingeneral).Thepragmaticaspectdealswithactionsthatneedtobetaken,forinstance,givingabloodtransfusionorprescribingadietordrugs.Ineverydayhealthcare,thesemanticaspectmaybethemostdifficultonetodealwith.語(yǔ)法規(guī)則規(guī)定了一個(gè)數(shù)值必須有一個(gè)單位做其前綴或者后綴。治療病人時(shí)所涉及的數(shù)據(jù)的含義（也就是語(yǔ)義特征）依賴于數(shù)據(jù)是否異常，以及所涉及的病人背景（比如病人的年齡或者病史）。信息的語(yǔ)用特征決定如何采取一定的措施，比如輸血、飲食療法或者處方用藥等。日常的醫(yī)療中，最難處理的要數(shù)信息的語(yǔ)義特征。第十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日臨床數(shù)據(jù)與信息獲得方式中醫(yī)的望聞問(wèn)切的傳統(tǒng)方法問(wèn)診、測(cè)量體溫、血壓、血常規(guī)化驗(yàn)、肝功能化驗(yàn)CT、核磁、B超、心電圖、腦電圖等現(xiàn)代檢查手段通過(guò)運(yùn)用他的經(jīng)驗(yàn)或知識(shí)，進(jìn)行有目的地、選擇性地收集他所需的數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，最后獲得了與病人診斷結(jié)果相關(guān)的有用的數(shù)據(jù)――“信息”。這里，體溫、血壓、化驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖像、以及中醫(yī)的四診數(shù)據(jù)等均是患者當(dāng)時(shí)體征的反映，它們既不是物質(zhì)，也不是能量，而是醫(yī)生明確診斷信息所必需的數(shù)據(jù)。

第十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息理論內(nèi)容也可從以下三個(gè)方面來(lái)考慮：（1）以編碼為中心的信息論，主要研究信息系統(tǒng)模型、信度的度量、信道的容量、信源統(tǒng)計(jì)特性、信源的編碼、位道編碼等，這些是引發(fā)信息論的核心問(wèn)題。（2）以信息作為主要研究對(duì)象，包括信號(hào)噪聲的統(tǒng)計(jì)分析、信號(hào)的檢測(cè)、濾波、估計(jì)和預(yù)測(cè)等理論。（3）以計(jì)算機(jī)為中心的信息處理的基本理論，包括語(yǔ)言，文字、圖像的模式識(shí)別，自動(dòng)翻譯等。第十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息的處理與度量

載體承載信息的媒體

信息系統(tǒng)由信源、信道及信宿三部分組成

第十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Sender,receiver,andtransmissionchannel.Thesendertransmitsthesignals,andinthetransmissionchannelthenoisenissuperimposedons,sothatatthereceiver'ssitethemixturem=s+nisreceived.Onthewayfromthesendertothereceiver,theinformationentropythereforetendstoincrease.Theonlywaytomaintainalowentropyisbykeepingthedisturbancelowandbyaddingintelligencetoboththesenderandthereceiver.Onewayofaddingintelligencetothecommunicationsystemisbyincorporatingfeedbackfromthereceivertothesender.第二十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日

ThedisturbancemaycomeformSender、

TransmissionchannelorReceiver.Usually,theparameters(m,s,n)arethesignalswhichchangewiththetime.第二十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日（一）theRelationBetweenSender、TransmissionchannelandReceiver1、S→R

2．S?R

3．S=R

4．S→

？

5．？→

R

第二十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日（二）theExampleofCommunicationBetweenSenderandReceiver

1．超聲波

2．成像

3．無(wú)線傳輸

4．自然語(yǔ)言的傳輸

5．生理信號(hào)

第二十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)該用什么信息度量既然信息是數(shù)據(jù)通過(guò)加工、處理后提煉而成的“有用的數(shù)據(jù)”，那么如何判斷數(shù)據(jù)中所包含的信息量的多少？第二十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)該用什么信息度量香農(nóng)的信息度量方法：信息量為該信息發(fā)生概率的負(fù)對(duì)數(shù)，即

I（x）=log1/P(x)=－logP(x)

這里，I（x）為事件x的信息量，P(x)為事件Ａ出現(xiàn)的概率。信息的單位有比特、奈特和哈特三種：比特I（x）=log21/P(x)奈特I（x）=loge1/P(x)哈特I（x）=log101/P(x)第二十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日拋一個(gè)硬幣的概率例如，我們拋一個(gè)硬幣，那么它落下后成為正面或反面的概率為0.5，其信息量應(yīng)為：比特I（x）=log2

1/0.5=log2

2=1奈特I（x）=loge

1/0.5=loge2=0.69哈特I（x）=log10

1/0.5=log10

2=0.3換算：1奈特=1.44比特，1哈特=3.32比特第二十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息量與其本身的概率成反比，與意外性和新穎性成正比。過(guò)去有人說(shuō)：“狗咬了人不算新聞，但人咬了狗就會(huì)成為新聞?！毙侣劸褪菆?bào)道人們不知道的事情，新聞當(dāng)然是信息。重大新聞可以理解為信息量大。平時(shí)“狗咬人”這種事誰(shuí)都認(rèn)為是不足為奇的，給大家講述世人皆知的事情自然算不上新聞。相反，“人咬了狗”這種事是不符合普通常識(shí)的。當(dāng)一旦發(fā)生這種突發(fā)事件時(shí)，這種信息就成了重大新聞，信息量也就增大了，也就是說(shuō)，“信息量與其本身的概率成反比，與意外性和新穎性成正比”。第二十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日信息熵在處理信息的過(guò)程中，針對(duì)信源整體的度量問(wèn)題，還有一個(gè)“信息熵”的概念，信息熵H（x）是測(cè)量信源不確定性程度的量，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：這里x是指信源的某一事件，該事件的結(jié)果有多種不確定的可能性，可以表示為x1x２，x３，……，xn，其中每種可能性出現(xiàn)的概率為Ｐ(x1)，Ｐ(x2)，Ｐ(x3)，……，P(xn)第二十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日交通信號(hào)燈的信息量例如：一組信號(hào)燈，共有三個(gè)信號(hào)燈，紅色１只，綠色１只及黃色１只，每個(gè)信號(hào)燈的信息量分別為：

Ｈ（x1）＝－P(x1)log2P(x1)＝－0.33log20.33=0.528Ｈ（x2）＝－P(x2)log2P(x2)＝－0.33log20.33=0.528Ｈ（x3）＝－P(x3)log2P(x3)＝－0.33log20.33=0.528H(X)=－P(x1)log2P(x1)－P(x2)log2P(x2)－P(x3)log2P(x3)=1.584(比特)第二十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一個(gè)消息的信息量I在從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗降倪^(guò)程中永遠(yuǎn)不會(huì)增大。更精確地講：在一個(gè)封閉的信息系統(tǒng)中，信息量I永遠(yuǎn)不會(huì)增大。如果要增加信息量I，則只能借助其他有助于從混合信息中提取真實(shí)信息的外部信息或知識(shí)。熱力學(xué)定律和香農(nóng)信息熵公式之間的相似性與能量及信息處理過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特征有關(guān)，雖然能量和信息是不同的實(shí)體。這條定律意味著我們應(yīng)盡力保證發(fā)送方最大的信息量（最小的信息熵），而且應(yīng)盡可能地采取一切手段減少傳輸通道中可能帶來(lái)的干擾。

第三十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日

根據(jù)這一定律在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用中，可以采取以下幾種控制干擾（從而降低信息熵）的方法。

1．使用最佳的傳感器

保證信息在發(fā)送方（病人或器官）得到最佳記錄。同時(shí)確保在傳輸過(guò)程中不增加干擾。因而建議：①檢測(cè)心電圖時(shí)，使用無(wú)噪聲電極，如鍍銀-氯化銀的不銹鋼電極；②X線攝片時(shí)，使用高分辨率的膠片材料或光敏設(shè)備。

2．保持傳輸通道較短

使傳感器盡可能接近發(fā)送者，比如：①作血液化學(xué)分析，盡量在血液中直接測(cè)量pO2，而不通過(guò)皮膚；②檢測(cè)心內(nèi)傳導(dǎo)，用His束電記錄圖取代體表心電圖；③檢測(cè)胎兒心律，將電極直接放置在胎兒頭部而非母體的腹部。

3．降低傳輸通道干擾

確保信息在從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗綍r(shí)信息熵不增大。例如：①作腦電圖檢查時(shí)，屏蔽外部電磁場(chǎng)的干擾；②作心電圖（ECG）檢查時(shí)，減少因呼吸和肌肉活動(dòng)而導(dǎo)致的干擾。

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4．盡可能使用重復(fù)信息

如果一次單獨(dú)的生物過(guò)程的觀察包含過(guò)多的干擾信息，那么相繼的重復(fù)過(guò)程可能包含相對(duì)較少或者不同的干擾信息。比如：①記錄一組相似的ECG的合成信號(hào)，使用重復(fù)的信息單元會(huì)減少干擾（參閱第8章和第25章）；②使用相互獨(dú)立的方法觀察心臟活動(dòng)，比如使用心動(dòng)描記器、ECG和心內(nèi)導(dǎo)管，可以提供相互補(bǔ)充的信息。

5．盡可能用以前知識(shí)幫助進(jìn)行解釋

這是為了讓接收方根據(jù)有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)幫助理解信息。例如①病史：根據(jù)有關(guān)（臨床）知識(shí)獲得幫助診斷的信息，可能的話，給發(fā)送方反饋信息；②信號(hào)和圖象：使用關(guān)于信號(hào)和圖象特征的知識(shí)，如頻率分布、概率與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系等。第三十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)際上，信息的度量問(wèn)題始終是信息科學(xué)的重點(diǎn)，只有解決了信息的度量問(wèn)題才能對(duì)信息進(jìn)行定量及定性分析，才能透過(guò)現(xiàn)象探索信息運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。第三十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日2信息處理的關(guān)鍵“數(shù)字化”是進(jìn)行信息處理的關(guān)鍵之一。

舉例：在日常生活中，郵局要求寫(xiě)信人必須用阿拉伯?dāng)?shù)字填寫(xiě)“郵政編碼”，以便郵局的自動(dòng)分檢機(jī)通過(guò)識(shí)別數(shù)字進(jìn)行信函分檢，提高分檢信函的速度；超市商品上的“條形碼”，也是一種數(shù)字信號(hào)，以便工作人員手持條碼識(shí)別器對(duì)商品進(jìn)行識(shí)別，提高計(jì)費(fèi)速度； 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，所有的文字、符號(hào)、圖像等數(shù)據(jù)都必須轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，一切計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)都必須進(jìn)行“數(shù)字化”。第三十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)的“數(shù)字化”

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，許多物理量都是模擬變量，例如心電信號(hào)、腦電信號(hào)、中醫(yī)的脈象數(shù)據(jù)，甚至于血壓、體溫等。為了便于計(jì)算機(jī)處理這些物理量，通常采用“采樣”的方法，運(yùn)用相應(yīng)的“傳感器”按照要求每秒采樣若干次，這一過(guò)程也就是連續(xù)數(shù)據(jù)的“離散化處理”，然后將采樣所得的這些物理量按一定的要求進(jìn)行“數(shù)值化”，用這些離散的數(shù)值數(shù)據(jù)近似地表示原先的連續(xù)變量。經(jīng)過(guò)這樣“離散化”、“數(shù)值化”處理過(guò)的數(shù)據(jù)便能使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。第三十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中數(shù)據(jù)的“規(guī)范化”

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，在處理醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的文字、符號(hào)、圖像、聲音等信息時(shí)，除了“數(shù)字化”之外，還將涉及到數(shù)據(jù)的‘規(guī)范化’問(wèn)題。例：臨床病歷的格式、用詞的習(xí)慣等必須規(guī)范化，不能一個(gè)醫(yī)生一個(gè)樣；中藥的名稱、穴位的名稱。第三十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日2DatainComputersasummaryofthedifferenttypesofcarriersthattransportinformation:（1）整數(shù)：分離數(shù)字（如單位時(shí)間的心臟早搏數(shù)，或在顯微鏡下觀察樣本的白細(xì)胞數(shù)）。（2）實(shí)數(shù)：可測(cè)變量（如體溫或血壓，也可以是生物信號(hào)和醫(yī)學(xué)圖象）。

（3）代碼：一個(gè)觀察資料（如疼痛或腫脹）。

（4）文本：自然語(yǔ)言（例如病史的文字記錄或者病人監(jiān)護(hù)中事件記錄的文件）。

注：*從整數(shù)到自然語(yǔ)言誤差率逐漸增大

第三十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Amostimportantissuerelatedtothedocumentationofdatainacomputeristhecompletenessandreliabilityofthefourdifferenttypesofdata.(計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)的一個(gè)重要問(wèn)題是四種不同類型數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。)Forinstance,isamanuallymeasuredbloodpressureasreliableasabloodpressuremeasuredbyatransducer?Willadiseasecodegivenbyoneclinicianbesimilartotheonegivenbyanother?第三十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日不完整的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)致不確定性。在病歷中，有時(shí)會(huì)弄不清數(shù)據(jù)的缺失究竟是因?yàn)獒t(yī)生認(rèn)為是無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)還是因?yàn)檫z漏記錄。在給病人治療的過(guò)程中，通常只有異常情況才被記錄。因而，如果病人記錄中沒(méi)有某些數(shù)據(jù)，則意味著沒(méi)有相關(guān)的異常情況或者無(wú)法采集相關(guān)數(shù)據(jù)。多數(shù)情況下，只有治療這些病人的醫(yī)生才能區(qū)分到底是這些數(shù)據(jù)不重要還是這些數(shù)據(jù)不完全。然而，收集在計(jì)算機(jī)中的病人記錄也可供那些非直接治療和負(fù)責(zé)病人的醫(yī)生使用，所以在這些記錄中必須注明哪些數(shù)據(jù)不相干，哪些數(shù)據(jù)確實(shí)沒(méi)有采集。第7章中將詳細(xì)討論如何在不過(guò)度增加醫(yī)生負(fù)擔(dān)的情況下獲得完整的數(shù)據(jù)。

2.1Completeness(完整性)第三十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日

準(zhǔn)確性是指處理過(guò)程中避免錯(cuò)誤的能力，或者一項(xiàng)測(cè)量對(duì)于某一標(biāo)準(zhǔn)或真值的一致程度（韋氏大詞典中的定義）。前者通常被稱為正確性（correctness），后者可稱為一致性（Conformity）。

2.2Accuracy(準(zhǔn)確性

)第四十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日

1．準(zhǔn)確性

準(zhǔn)確性是關(guān)于數(shù)據(jù)中錯(cuò)誤率的量度。最早的錯(cuò)誤來(lái)自數(shù)據(jù)采集，或來(lái)自觀察和測(cè)量。測(cè)量血壓時(shí)我們用千帕或毫米汞柱來(lái)表示，我們清楚這實(shí)際只是一種對(duì)真值的估計(jì)，顯然存在固有的不準(zhǔn)確性。觀測(cè)值也會(huì)因?yàn)樽x數(shù)或者測(cè)量的錯(cuò)誤而偏離真值。誤差可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。

測(cè)量血壓時(shí)用綁帶將傳感器綁在胳膊上，所以實(shí)際測(cè)量的壓力是綁帶的壓力而非動(dòng)脈的真正壓力。綁帶中測(cè)定的壓力只能是動(dòng)脈壓力的一種近似，實(shí)際的血壓通常要比綁帶中的壓力小，這種偏離稱為系統(tǒng)誤差。如果血壓計(jì)的刻度不準(zhǔn)也會(huì)造成系統(tǒng)誤差。

血壓的變化以及讀數(shù)的變化意味著兩次相繼的測(cè)量不可能給出完全相同的結(jié)果。這種誤差稱為隨機(jī)誤差。

一種特別的誤差是讀數(shù)誤差，比如讀取血壓計(jì)汞柱高度的誤差。這既可以是系統(tǒng)誤差，也可以是統(tǒng)計(jì)誤差。

第四十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日2．一致性

一致性是指數(shù)據(jù)記錄是否遵照標(biāo)準(zhǔn)或分類體系（classificationsystem）。當(dāng)對(duì)記錄病人數(shù)據(jù)使用分類和編碼系統(tǒng)時(shí)，必須根據(jù)分類體系的規(guī)則及定義來(lái)選擇編號(hào)。比如，將一個(gè)病人的精神狀態(tài)僅僅按照松弛、正常和緊張三個(gè)檔次的分類系統(tǒng)來(lái)劃分，很可能將該病人劃入錯(cuò)誤的類別而造成誤差。因?yàn)椴∪说木駹顟B(tài)也許并不匹配這一類別。換句話說(shuō)，醫(yī)生并沒(méi)有按照系統(tǒng)分類的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)病人進(jìn)行劃分。第四十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日2.3Coding(編碼)在給數(shù)據(jù)編碼時(shí)，通常是先對(duì)數(shù)據(jù)作出解釋，然后再給數(shù)據(jù)指定一個(gè)代碼。解釋上的誤差是編碼所固有的誤差。一方面數(shù)據(jù)的編碼限制了自由表達(dá)，但另一方面則強(qiáng)制規(guī)定了術(shù)語(yǔ)的規(guī)范性，這對(duì)不直接接觸病人的醫(yī)生分析數(shù)據(jù)是極端重要的。對(duì)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼時(shí)，醫(yī)生會(huì)經(jīng)常感到有限表達(dá)類別的束縛。但對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)分過(guò)細(xì)也會(huì)令人困擾，對(duì)正確性形成錯(cuò)誤印象。如果編碼的區(qū)分對(duì)于使用目標(biāo)來(lái)說(shuō)過(guò)于詳細(xì)，也會(huì)引起誤導(dǎo)。應(yīng)避免不必要的繁瑣第四十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日2.4FreeText（自由文本）

自由文本（即自然語(yǔ)言）可以讓人充分自由地描述細(xì)節(jié)。但自由語(yǔ)言實(shí)質(zhì)上是非標(biāo)準(zhǔn)化的，因此計(jì)算機(jī)處理非常困難。自由文本可以看作是觀測(cè)者對(duì)所觀測(cè)現(xiàn)象的個(gè)人解釋，如果其他人需要使用這些自由文本數(shù)據(jù)，就必須閱讀這些文字，作出解釋，然后根據(jù)自己的解釋在頭腦中重構(gòu)這些醫(yī)學(xué)對(duì)象。因而，從語(yǔ)義上講，自由文本因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化不夠，往往可以有多種解釋。這類解釋上的誤差是不能用計(jì)算機(jī)處理的方式予以消除的

第四十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日Conclusions

Inconclusion,severalimportantrulescanbephrased,partlybasedontheinformationpresentedabove,forthedocumentationofpatientdataincomputers:

(根據(jù)前面的討論，這里強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)用計(jì)算機(jī)記錄病人數(shù)據(jù)的重要準(zhǔn)則。)

1.Datashouldbeacquiredasclosetothesourceofthedataaspossible.(采集數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)盡可能地接近數(shù)據(jù)源)2.Datashouldberecordedbyobeyingstrictrulesofstandardization.(數(shù)據(jù)記錄應(yīng)嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則)3.Theoriginaldatashouldbestored,andifpossible,humaninterpretationsshouldbestoredonlyiftherawdatatheyarebasedonarealsostored.(應(yīng)盡可能保存原始數(shù)據(jù)，保存人為解釋必須同時(shí)保存原始數(shù)據(jù))

第四十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日4.Codingofdatashouldbedoneonlyifthereisnootherwaytopresentthedata,anditshouldpreferablybedonebythepersonmakingtheobservation.(只有在沒(méi)有其他表達(dá)途徑的情況下，才選擇對(duì)數(shù)據(jù)的編碼。編碼最好由數(shù)據(jù)的直接觀測(cè)者提供。)5.Foralldataentered,thereshouldpreferablybeanon-linefeedbacktotheusertosignalpossibledeviationsfromwhatshouldbeexpected.(對(duì)于所有錄入的數(shù)據(jù)，最好向用戶發(fā)送在線反饋以確認(rèn)是否存在與原含義的偏離)第四十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日6.Personswhoenterthedatashouldideallybenefitfromthisdataentry,eitherbecausetheywillusethedatalateronorbecauseitwillimprovethequalityoftheirwork.(數(shù)據(jù)的錄入者是錄入數(shù)據(jù)的最大受益者，因?yàn)樗麄儾粌H可以在以后應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，而且可以改善他們的工作)7.Authentication(addingthecoder'snameandsignature)andtimestampingofdataimprovesthedataquality.(身份認(rèn)證（保留數(shù)據(jù)錄入者的姓名和簽字）和時(shí)間戳的使用有助于保證數(shù)據(jù)質(zhì)量)第四十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)

醫(yī)學(xué)信息工程基礎(chǔ)

第四十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)

Engineeringofmedicalinformatics

以醫(yī)學(xué)信息為研究對(duì)象，

以醫(yī)學(xué)信息運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用方法為研究?jī)?nèi)容，

以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)為主要工具，

以解決醫(yī)學(xué)信息各種問(wèn)題為研究目標(biāo)一門(mén)新興學(xué)科、交叉學(xué)科第四十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)

供體學(xué)科——計(jì)算機(jī)科學(xué)受體學(xué)科——醫(yī)學(xué)科學(xué)

研究范圍——覆蓋了醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的所有對(duì)象

醫(yī)學(xué)信息學(xué)的一個(gè)重要組成部分第五十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)信息學(xué)“醫(yī)學(xué)”是一門(mén)以保護(hù)和增進(jìn)人類健康、預(yù)防和治療疾病為研究?jī)?nèi)容的學(xué)科?！靶畔W(xué)”是一門(mén)以對(duì)人類有用的數(shù)據(jù)——信息作為研究對(duì)象，以信息的本質(zhì)特性和信息運(yùn)動(dòng)的規(guī)律作為研究?jī)?nèi)容，以揭示信息及其信息運(yùn)動(dòng)的特性和規(guī)律為目標(biāo)的一門(mén)學(xué)科?！靶畔W(xué)”本身就是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科，它是哲學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、控制論、系統(tǒng)論、人工智能以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域互相滲透互相結(jié)合的產(chǎn)物。第五十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)信息學(xué)“醫(yī)學(xué)信息學(xué)”（medicalinformatics）是一門(mén)應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)處理與人類健康密切相關(guān)的醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中所產(chǎn)生的和不斷變化的信息的學(xué)科。具體定義：“醫(yī)學(xué)信息學(xué)”是一門(mén)以醫(yī)學(xué)信息為主要研究對(duì)象，以醫(yī)學(xué)信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用方法為主要研究?jī)?nèi)容，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)為主要工具，以解決醫(yī)藥工作人員在處理信息過(guò)程中的各種問(wèn)題為主要研究目標(biāo)的一門(mén)新興的邊緣交叉學(xué)科。簡(jiǎn)而言之，醫(yī)學(xué)信息學(xué)是一門(mén)介于醫(yī)學(xué)與信息學(xué)之間的交叉學(xué)科。第五十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日“醫(yī)學(xué)信息學(xué)”的功能“醫(yī)學(xué)信息學(xué)”，它的供體學(xué)科是計(jì)算機(jī)科學(xué)，它的受體學(xué)科是醫(yī)學(xué)科學(xué)。延伸醫(yī)藥工作