醫學資訊學 Medical Informatics第一章 醫學資訊學簡介l參考文獻l李友專等，簡明醫學資訊學，合記圖書， 2002lJ.H. van Bemmel and M.A. Musen (Editors), Handbook of Medical Informatics, Bohn Stafleu van Loghum, 1997.lhttp:/www.mieur.nl/mihandbook/r_3_2/handboo k/homepage_self.htmWhat is Medical Informatics?lMedical informatics or Health informaticsl It is the intersection of information science, medicine and health care. lIt deals with the resources, devices and methods required to optimize the acquisition, storage, retrieval and use of information in health and biomedicine.lHealth informatics tools include not only computers but also clinical guidelines, formal medical terminologies, and information and communication systems.http:/en.wikipedia.org/wiki/Medical_informaticsWhat is Medical Informatics?lSubdomains of (bio)medical or health care informaticslclinical informaticslnursing informaticslimaging informaticslconsumer health informaticslpublic health informaticsldental informaticslclinical research informaticslbioinformatics and pharmacy informatics. Aspects of Medical InformaticslArchitectures for electronic medical records and other health information systems used for billing, scheduling or research lDecision support systems (DSS) in healthcare lStandards (e.g. DICOM, HL7) and integration profiles (e.g. Integrating the Healthcare Enterprise) to facilitate the exchange of information between healthcare information systems - these specifically define the means to exchange data, not the content lControlled medical vocabularies (CMVs) such as the Standardized Nomenclature of Medicine, Clinical Terms (SNOMED-CT), Logical Observation Identifiers Names and Codes (LOINC), OpenGALEN Common Reference Model or the highly complex UMLS - used to allow a standard, accurate exchange of data content between systems and providers lUse of hand-held or portable devices to assist providers with data entry/retrieval or medical decision-making 醫學資訊學l醫學資訊學係指資訊科技於醫學、健康照護 、以及公共醫療方面的應用l目的在提供醫師及護理人員對於一般醫療行 為之支援，包括直接支援病人醫療上的資訊 科技應用l臨床資訊系統l臨床路徑支援系統l診斷支援系統1-1 簡介l人類在採取行動之前通常會先思考與推理。l這樣的原則不僅適用於日常生活，也適用於科 學活動。l推理對病患照顧與醫學研究都非常重要。l而推理思考則仰賴對向現實世界的觀察與專家 所提供的知識。l電腦可以儲存資料與知識，這是電腦可以協助 人類推理的原因。1-1 簡介l資訊在解讀資料與決策訂定 (decision making) 上扮演關鍵角色。l圖1.1顯示，藉由觀察病人或一些檢查，臨床醫 師 可以取得資料。l經由解讀與推理這些資料，可以產生資訊，而 這些資訊則是臨床醫師採取進一步行動的依據 。圖1.11-2 診斷治療循環l人類的大部分活動，都可以歸類為三個階段：l觀察（observation）l推理（ reasoning）l行動（ action）l這三個階段所扮演的角色，不僅見於日常生活 ，同時對病人照護處置與醫學研究也十分重要 。表1.1 人類活動三階斷1-2 診斷治療循環l在健康照護的領域中，這三個階段又可以稱為 診斷治療循環。l觀察（observation）l診斷（ diagnosis）l治療（ therapy）l病人敘述他的病史，臨床醫師收集資料（包括 理學檢查、實驗室檢查與影像檢查的結果）， 作出診斷，而後開立處方或提供其他治療。圖1.2 診斷治療循環1-2 診斷治療循環l醫療照護與科學研究不同之處在於：l科學研究主要解決一般性的問題，而醫療照 護則對面對個體化的病人。l病人的問題通常無法完全依照一般性的原則 來處理。l臨床醫師在治療病人時，應盡可能根據科學 研究結果，但也必需留意每一個病人都可能 有其獨特的問題。l在醫療執業中，前敘人類活動的三個步驟會 週期性地循環執行。1-2.1觀察（Observation）l在觀察階段，首先要擷取資料，尤其是能夠提供 相關資訊的資料，有了資訊就可減低生病原因的 不確定性。l這種不確定性的減低可以來自病史（病歷分析） ，或是從病人身上收集來的生化、生理數據；如 理學檢查，血液分析，或生理訊號紀錄，如心電 圖（ECG），呼吸功能檢查 （spirograms）。l醫學資訊學上一個重要的挑戰就是協助醫師解讀 得自病人的資料。1-2.1觀察（Observation）l病人的資料經常得自不同的管道，它們通常具 有互補性且可以加強彼此的可信度，適於協助 醫師作出可信賴的診斷（如缺血性心臟病病人 的病史，運動心電圖、冠狀動脈攝影與心臟超 音波）。l有時候醫院提供了太多的資料，我們稱做資料 的重複性（Redundancy）。l在診斷治療的循環中，醫師在每一個週期都是 嘗試降低對疾病的不確定性，瞭解病人病程的 實際狀況。1-2.1觀察（Observation）l因此，第一步驟通常是取得病人的病史，然後 安排一些較低費用的檢查（如理學檢查或實驗 室檢查），如有需要再進一步安排較昂貴或侵 入性的檢查，如核磁共振掃描（MRI），或心導 管檢查（Cardiac catheterization）。l使用各種不同的方法獲取病人資料並加以分析 ，可以讓臨床醫師對病人的病情有概略的認識 。l醫學資訊學主要的目的是要讓臨床醫師取得必 需的資料並提供決策支援的方法，如此能夠讓 診斷治療的循環進行的更有效率，同時兼顧醫 療品質與減少病人的不方便。1-2.2診斷（ Diagnosis）l臨床醫師下診斷前須經過思考的程序，這正是電 腦可以協助醫師診斷的關鍵。l不過這只限於可以結構化並同時具有客觀性的診 斷流程；亦即這一部份需仰賴科學化，結構化的 方法。l臨床醫師通常並不察覺有那些東西是他不知道的 。l電腦表列的資料對臨床醫師沒有察覺的部分可能 產生提示作用。例如電腦可以協助臨床醫師自文 獻中找尋所需的資訊。1-2.2診斷（ Diagnosis）l臨床醫師對病人與其所下之診斷必須擔負任， 電腦永遠無法替代醫師在作出診斷時所擔負的 責任。l下診斷過程中客觀性、科學性部分，則可交由 電腦代勞。l個別性、特殊性的問題不能也不應給機器處理 。l在作出診斷的過程中永遠包含某種程度主觀的 部分，這些部分無法一般化交給電腦處理。1-2.3治療（ Therapy）l治療階段所需的臨床知識與經驗不同於診斷階段 。l治療通常是一實際之行動，它受決策的所影響大 於理論。l治療通常取決於診斷的結果，與決策分析（ Decision analysis）所預測之預後(prognosis)。l治療的準備工作與監測可以利用電腦來協助。例 如在投予藥物時，可利用電腦來計算用量，可能 的藥物交互作用（Drug-drug interaction）與給藥 禁忌（Contraindication） ，也可用電腦監測（ monitoring）重症病患或施行放射治療。1-2.3治療（ Therapy）l電腦也可用來分析得自眾多病人的資料以作出 某些結論（圖1.1）。l這類分析見於流行病學 （epidemiology） 、健 康服務研究、決策分析、或醫學研究，並稱為 資料挖掘（Data mining），此外電腦也用於評 估不同治療方式的結果，例如對照試驗 （ Controlled trials）。1-3 資訊處理1-3.1支援人類思考l臨床醫師也未必能全盤瞭解疾病的本質，以及 疾病的發生原因。l臨床醫師通常基於知識、經驗，以及在健康照 護領域下所建立的理論及模型來作出決策，雖 然他對這些基礎可能並非完全瞭解。l如果沒有這些經由醫學研究產生的理論及模型 ，現代醫學根本就無法存在。1-3.1支援人類思考l在醫學資訊學的領域哩，我們嘗試制定規則、 尋找定律，或建構模型使我們能夠更清楚資訊 處理的本質l這些模型是電腦可執行的，而其目的則是希望 能用來做病人照護。l使用研究結果來衡量真實世界事件(如醫療)， 必須了解該模型的可能性與限制。1-3.2在健康照護領域的發展l在醫療照護中引入電腦的同時，健康照護的花 費成長也過快，超過社會所能接受的程度。l如圖1.3，西方世界的國家在健康照護上的支出 已佔 6% 12% 的國民生產毛額（GDP）。l電腦被引入此一領域，以控制與穩定醫療支出 的成長。l其中有一項措施是藉由提供醫師與護士電腦， 來強化基層醫療的功能。圖1.31-3.2在健康照護領域的發展l以電腦為基礎的合作照護（ shared care ） 、病 人資料的電子交換、專家遠距會診系統、決策 支援系統、新的協定 （protocols）及計畫性醫 療 （managed care）都有助於合作的進行。l這些結果都會改變臨床醫師的責任與各種健康 照護提供者所扮演的角色。l它同時也改變了病人自身的責任。如果病人自 己有電腦的輔助，將能夠更適切地照顧自己。l電子病歷上的資料正逐漸被用於評估醫療照護 的提供狀況與品質。1-4 電腦應用之系統化分類l圖1.4將電腦在醫療照護的應用上分成六個層次 。l在圖中較低層次的應用，對人員參與的依賴性 較低，而一般化（generalization）的程度較高。l圖1.4中較高層代表複雜性較高的電腦應用，因 此較依賴人員參與。l第一層應用的主要功能是溝通（communication ）與通訊（telematics