第第1010章章 医学信息系统基础医学信息系统基础10.1 现代信息技术基础现代信息技术基础10.2 医院信息系统医院信息系统10.3 医学影像信息处理系统医学影像信息处理系统10.4 公共卫生信息系统公共卫生信息系统10.1 现代信息技术基础现代信息技术基础10.1.1 信息系统的基本概念10.1.2 信息处理技术10.1.3 医学信息系统10.1.4 卫生信息化对培养医学生IT知识结构的要求10.1.1 信息系统的基本概念1. 信息与信息的特征信息与信息的特征（1）信息的定义信息是反映客观世界中各种事物的特征和变化并可以借助某种载体进行传递的有用的知识。（2）信息的特征1）普遍性和客观性2）寄载性3）共享性4）时效性5）可识别性6）可表征性信息系统的基本概念_续17）可处理性8）价值性9）信息的积累性10）信息的可再生性和可增值性（3）信息与数据信息是经过加工后的数据。数据与信息的关系如图10.1所示。数据是一组表示数量、行动和目标的可识别的非随机符号。数据是计算机化的信息，是信息的载体和表达式，而信息是数据表达的内涵或解释。数据是具体的物理形式，而信息则是抽象出来的逻辑意义。信息系统的基本概念_续22. 系统系统（1）系统的定义系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体（集合）（2）系统的特性1）整体性（Integrality）2）层次性（Hierarchy）3）目的性（Purpose）4）关联性（Relationship）5）动态性（Dynamic）6）环境适用性(Environment Applicability)7）相似性（Comparability信息系统的基本概念_续3（3）系统的分类1）按构成系统的根本内容区分，有物质系统和概念系统。2）按组成系统的要素性质来分，有自然系统和人造系统以及两者相结合的复合系统。3）按系统的构成或与环境的关系来分，可有封闭系统和开放系统。4）从系统的运动状态参数与时间的关系上来分，可有静态系统和动态系统。3. 信息系统信息系统（1）信息系统的定义及其特点信息系统的基本概念_续43. 信息系统信息系统（1）信息系统的定义及其特点信息系统是将信息从信息源传递给有关用户的职能系统。信息系统包含信息处理系统和信息传输系统两大部分。信息处理系统负责对数据进行加工处理，以得到人们预先期待的结果。信息传输系统负责把信息从一地传输到另外一地，传输的过程中不会改变信息本身的内容。信息系统具有的特点：1）信息系统是一种开放系统，它与外界环境始终保持着密切的联系。2）信息系统通常是用户所在系统中的子系统，其最优化目标就是充分满足用户所在系统的信息需求。3）信息系统是多目标的。4）信息系统内各要素之间是相互联系、相互作用的。5）信息系统的发展与信息处理技术的进步密切相关。信息系统的基本概念_续5（2）信息系统的类型按照信息处理的对象，信息系统可分为以下四大类型：1）作业信息系统（TPS）作业信息系统主要是处理企业内部的业务、控制生产过程、支持办公自动化、更新企业数据库等任务。2）管理信息系统（MIS）管理信息系统主要是对一个组织（单位、企事业、部门）进行全面管理的人和计算机相结合的系统。3）决策支持信息系统（DSS）运用分析决策模型并结合决策者的主观意愿，对信息进行数据挖掘、分析、判断和预测的系统。信息系统的基本概念_续64）专家系统（ES）模仿人工决策处理过程的基于计算机的信息系统。10.1.2 信息处理技术1. 医学信息系统的体系结构与计算机网络、数字通信技术（1）信息系统的体系结构与计算机网络结构选择1）集中式体系结构。2）分散式体系结构。3）分布式体系结构。（2）医学信息系统的通信、网络基础数据通信技术和计算机网络技术是构筑信息系统底层硬件平台和网络管理平台的技术基础。光纤宽带网成为医学信息系统的网络主干，数字交换技术是医学信息系统局域网的基础，卫星、无线通信是远程医疗的主要通信方式，移动通信技术则成为床前医生工作站的首选。信息处理技术_续12.数据库技术（1）数据仓库数据仓库是由软、硬件技术组成的环境，它把各种数据库（源数据库）集成为一个统一的数据仓库（目标数据库），并且把各种数据转换成面向主题的格式，能从异构的数据源中定期抽取、转换和集成所需的数据，便于最终用户访问并能从历史的角度进行分析，最后做出决策。（2）数据挖掘 数据挖掘是从大型数据库或数据仓库中发现并提取隐藏在其中的信息的一种技术。（3）数据库联机事务分析联机分析处理技术以超大规模数据库或数据仓库为基础对数据进行多维化处理和预测综合分析，构建面向分析的多维数据模型，再使用多维分析方法从多个不同的角度对多维数据进行分析、比较，找出它们之间的内在联系。信息处理技术_续23. 医学信息系统的安全性和保密性计算机安全为：为数据处理系统建立和采取的技术和管理的安全保护。计算机网络系统安全是：保护计算机网络系统中的硬件、软件及其数据不受偶然或者恶意原因而遭到破坏、更改、泄露，保障系统连续可靠地正常运行，网络服务不中断。计算机安全的内容应包括两方面，即物理安全和逻辑安全。以下四点是系统安全的基础：防火墙、防病毒和门户管理；电源保护、静电防护和防雷系统；数据库备份与数据恢复；建立信息网络安全管理制度。信息处理技术_续34. 医学信息分析处理技术医学信息处理的目的医学工作者通过各种方法手段获取生命体信号的语法特征；对得到的各类医学数据，从定性和定量的角度进行比较分析，提取用于诊断和制定治疗方案的信息语义特征，从而为认知阶段形成知识积累语用特征。来自生命体的信号是由各种仪器收集的生理和生化指标、图形、图像和医护人员观察的描述记录等。对各类生理生化测量参数通常先将其数字化和指标化，然后用数据描述性统计、参数估计和假设检验、多变量数值分析等一些基本生物统计方法来描述和分析，进行设计实验性研究和观察性研究；提取用于疾病诊断分类参数。信息处理技术_续4对医学图形图像信号可以进行时域和频域分析计算。时域分析时，通常是测量信号的某些绝对量（如波幅、均值、均方值、方根值、平均幅值、面积、各种间期和时限等），相对量（波形指标、峰值指标、脉冲指标、锐度指标、面积比等）和进行波形的形态分析。频域分析，用采样序列自相关函数Rxx(m)的傅立叶变换，将时域信号转换到频域中分析，了解信号的频率成分和分布情况；用时域自相关函数的傅立叶变换或周期图法计算信号的功率谱。对非平稳随机信号（诸如心音、肠鸣音、呼吸肌肌电信号），可采用基于短时傅立叶变换或 AR建模的时频分析方法、基于小波变换理论的时间-尺度能量分布的时频分析方法、基于WignerVille分布的时频分析方法和基于Gabor变换的时频分析方法来进行特征分析。10.1.3 医学信息系统1. 医学信息系统医学信息系统就是进行与医学相关的业务的信息系统。从广义上来讲， 医学信息系统应该包含公共卫生、医疗服务和卫生管理三大类信息系统，而每大类系统在其应用领域内又可分为若干相关子信息系统，如图10.2所示。2. 医学信息系统的特点医学信息的数量大，复杂性高；医学信息的应用面广，影响大；医学信息的标准化程度低；医学信息的处理难度大；医学信息的私密性强，涉及个人、家庭、民族、地方甚至国家的相关信息；医学信息的连续性、时效性显著；医学信息系统的市场化、商品化产品少；医学信息系统的开发技术难度大、周期长、投入多、维护难。10.1.4 卫生信息化对培养医学生IT知识结构的要求医学生既熟悉医药环境，又能深入理解信息工程对医药业的意义。未来的数字化医院和社会的公共卫生事业需要医学类的专业人才具备的医学信息化素质和知识结构：了解医院信息系统（或其它卫生信息系统）支持下的医院、社区卫生信息管理模式与特点。了解以病人为中心的临床信息的采集、处理、流通的基本原则和常用界面；并具有学习、操作这些界面的能力。了解医院信息系统与医学统计、医保控制、疾病控制、医学知识的获取的关系；并具有学习、操作这些功能的能力。了解医院管理存在的问题。10.2 医院信息系统医院信息系统10.2.1 医院信息系统概述10.2.2 医院信息系统的组成10.2.3 远程医疗10.2.4 医院信息系统的开发10.2.1 医院信息系统概述1医院信息系统的定义和特征医院信息系统是指利用计算机软硬件技术和网络通信技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段产生的数据进行采集、存储、处理、提取、传输、汇总，加工成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的自动化的管理及各种服务的信息系统。基于医院业务和管理的特殊性，医院信息系统又分为“医院管理信息系统”和“临床信息系统”。（1）医院管理信息系统（2）临床信息系统医院信息系统概述_续12. 医院信息系统的数据流与特点以计算机网络为基础的HIS把医院业务流程和管理产生的信息，以数据的方式提炼集中到计算机系统之中，真正实现信息的共享和实时性。（1）医院信息层次结构的双塔模型（2）医院信息系统的特点1）计算机网络技术是HIS的硬件支撑；网络管理系统、数据库技术与数据库系统是HIS的软件环境。2）支持联机事务处理。3）支持管理部门的信息汇总与分析。4）医疗信息极其复杂性，必须标准化。5）信息需要严密的安全性与保密性。6）HIS具有生命性10.2.2 医院信息系统的组成2. 医院信息系统的数据流与特点医院信息系统整体一般可以划分五大部分的分系统，每一分系统又可分成若干子系统，子系统还可划分成若干功能模块。各子系统间、模块间随时进行频繁的数据传输和处理，共同支持HIS的功能实现，HIS的总体结构如图10.5所示。1. 临床诊疗部分2. 药品管理部分3. 经济管理部分4. 综合管理与统计分析部分5. 外部接口部分10.2.3 远程医疗1. 远程医疗系统的组成远程医疗是指医疗机构内采用计算机技术、网络技术和远程通讯技术为异地医疗对象提供医疗服务的系统，它是一种医疗行为。在远程医疗过程中，医疗申请方和服务方分别位于两地，通过远程通讯系统进行诊断、监护、检查、咨询和教育等信息交流。一般远程医疗结构如图10.10所示。远程医疗传输的数据有：病历资料、表格数据，属于静止信息大容量图像数据的X光片、CT图像、MR图像等远程医疗_续12. 远程医疗系统的功能（1）远程监护（2）远程诊治（3）图像存档传输系统（PACS）（4）远程医学教育3远程信息服务远程信息服务是指通过远程医疗网络提供医疗信息共享服务，如电子图书馆的文献检索或网上数据浏览等。10.2.4 医院信息系统的开发1. 建设医院信息系统的流程（1）准备项目计划书（2）选择软硬件的集成商、供应商和合作伙伴（3）需求分析（4）系统设计与软件客户化（5）数据准备与装入（6）系统测试（7）用户培训2. 门诊管理系统设计实例10.3 医学影像信息处理系统10.3.1 医学影像系统概述10.3.2 PACS系统的组成10.3.3 放射信息系统的作用与建立10.3.4 PACS的相关标准10.3.1 医学影像系统概述按规模和应用功能PACS系统可分为以下三类：(1)全规模PACS（full-service PACS）：涵盖全放射科或医学影像学科范围，包括所有医学成像设备、有独立的影像存储及管理子系统、足够量的图像显示和硬胶片拷贝输出设备，以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。(2)数字化PACS（digital PACS）：包括常规X-线影像以外的所有数字影像设备（如CT、MRI、DSA等），常规X线影像可经胶片数字化仪（film digitizer）进入PACS。具备独立的影像存储及管理子系统和必要的软、硬拷贝输出设备。(3)小型PACS（mini-PACS）：局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内，在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和图像显示功能。10.3.2 PACS系统的组成一个PACS系统主要包括有图像采集、传输存储、处理、显示以及打印的功能。其硬件主要有接口设备、存储设备、主机、网络设备和显示系统。软件的功能包括通讯、数据库管理、存储管理、任务调度、错误处理和网络监控等，如图10.14所示。1. 图像的采集子系统（1）X线摄像系统（2）核磁共振摄像系统（3）超声成像设备（4）正电子发射计算机断层成像设备2. 影像传输存储管理系统3. 影像工作站4. 影像拷贝输出系统10.3.3 放射信息系统作用与建立放射科信息系统(Radiology Information System，RIS)是管理放射科内所有患者资料和科室日常工作的综合管理信息系统。1. 放射科的工作流程与RIS系统的作用放射科的医疗诊断工作过程分为拍片获得图像和通过医生读片并做出诊断的两个阶段。放射科室RIS系统的主要作用就是帮助放射科的技术人员和医生处理在医疗诊断的两个阶段中需要的大量的信息，以提高检查的工作效率、减少差错、方便医生获得信息。2. RIS的组成与功能简介（1）申请预约与登记子系统（2）检查报告处理子系统10.3.4 PACS的相关标准1. 医学数字图像通讯（DICOM）标准（1）DICOM标准的发展简介（2）DICOM标准文件内容概要DICOM标准文件包括14项内容。第一部分：引言与概述，简要介绍了DICOM的概念及其组成。第二部分：兼容性，精确地定义了声明DICOM要求制造商精确地描述其产品的DICOM兼容性第三部分：利用面向对象的方法，定义了两类信息对象类第四部分：服务类第五部分：数据结构及语意第六部分：数据字典第七部分：消息交换第八部分：消息交换的网络通讯支持第九部分：消息交换的点对点通讯支持第十部分：用于介质交换的介质存储和文件格式第十一部分：介质存储应用卷宗，第十二部分：用于介质交换的物理介质和介质格式。第十三部分：点对点通信支持的打印管理。第十四部分：说明了灰度图像的标准显示功能PACS的相关标准_续12. HL7标准HL7是人类（包括兽类）健康信息基于网络开放系统互连模型(Open System Interconnect Reference Model, OSI)第7层协议上的医学信息交换标准。应用领域是医疗卫生服务及其相关领域的数据信息交换，是实现医学信息共享的网络通信标准。HL7 通讯协议(Protocol)汇集了不同厂商用来设计应用软件间接口的标准格式，它允许各个医疗机构不同的应用系统间，进行一些重要资料的沟通。10.4 公共卫生信息系10.4.1 公共卫生信息系统概述10.4.2 公共卫生信息系统的结构10.4.3 公共卫生与医疗保障体系10.4.4 公共卫生与社区卫生服务系统10.4.1 公共卫生信息系统概述公共卫生是组织社会共同努力改善环境卫生条件，控制传染病和其它疾病流行，培养良好的卫生习惯和文明的生活方式，提供医疗卫生服务，达到预防疾病、促进人民身体健康的一门科学。中国公共卫生系统主要由各级医疗行政部门、医院、疾病预防与控制机构、卫生监督机构组成。国家公共卫生信息系统主要实现对这些机构所涉及到的各种信息进行规划和管理。我国公共卫生信息系统的层次管理特征必然是面向社会的以国家、省地市、县医疗卫生行政部门系统逐级归属为主纵向脉络，各级横向包括疾病监测、卫生监督、医疗救治3大主要子系统。10.4.2公共卫生信息系统的结构1. 国家公共卫生信息系统的总体架构根据国家公共卫生信息系统建设的总目标，国家公共卫生信息系统纵向网络建设是形成 “五级网络、三级平台”。五级网络就是依托国家公用数据网，综合运用计算机技术、网络技术和通讯技术，建立连接乡镇、县（区）、地（市）、省、国家五级卫生行政部门和医疗卫生机构的双向信息传输网络，形成国家公共卫生信息虚拟专网；三级平台就是在地（市）、省、国家建立三级公共卫生信息网络平台实现纵向到底。其总体架构如图10.20所示。公共卫生信息系统的结构_续12. 一般公共卫生信息系统的结构公共卫生信息包括的内容如图10.21所示，它囊括了疾病监测的信息、卫生监督的信息，以及响应事件产生的相关决策控制及处理信息。（1）公共卫生资源管理系统。公共卫生资源管理系统的主要目标是：采集区内各种卫生资源的信息，并形成动态维护机制，建立公共卫生资源信息库，为公共卫生管理和突发事件应急处置提供基础数据。（2）数据中心管理平台系统。建立一个统一的数据管理平台来完成公共卫生数据的采集、交换、存储、加工。把分散在各基层医疗机构应用系统里的数据，按需集中到区卫生局，对其进行统一的数据处理、信息整合和管理。（3） 公共卫生信息发布系统。 （4）公共卫生决策分析系统。10.4.3公共卫生与医疗保障体系1. 医疗保障体系与社会医疗保险社会医疗保险(social medical insurance)是指根据法律、法规向法定范围内的劳动者及其供养的亲属提供预防和治疗疾病的全部或部分费用,保障其基本医疗需求的社会保险项目。我国目前的医疗保障制度架构是以城镇职工基本医疗保险制度模式为社会医疗保险的主体，同时针对基本医疗保险的制度缺陷，发展了各种形式的补充医疗保险和商业医疗保险，并针对弱势群体建立了相应的医疗救助制度。公共卫生与医疗保障体系_续12医疗保险信息管理系统医疗保险信息管理系统（Management Information System of Medical Insurance, MIMIS）是指利用计算机、网络通信技术对医疗保险信息进行采集、传输、存储、处理，从而为医疗保险提供全面的、自动化管理的信息系统。医疗保险信息管理系统主要由单位申报子系统、医保业务子系统、医保结算子系统、医保财务子系统、统计监测子系统、用户查询子系统、定点医院管理子系统、定点药店管理子系统组成。公共卫生与医疗保障体系_续2医疗保险信息管理系统的基本功能： （1）单位申报子系统。（2）医保业务子系统。（3）医保结算管理子系统。（4）医保财务管理子系统。（5）定点医院及药店管理子系统格。（6）统计监测子系统。（7）用户查询子系统。10.4.4公共卫生与社区卫生服务系统1. 社区卫生服务的有关概念社区是指若干社会群体（家庭、氏族，community）或社会组织（机关、团体）聚集在某一地域里所形成的、生活上相互关联的大集体。社区卫生的定义是：为病人提供整合的便利的医疗保健服务；医生的责任是满足绝大部分个人的医疗需求，与病人保持长久的关系，在家庭和社区的具体背景下工作。社区卫生医疗服务具有“预防、保健、医疗；康复、健康教育、计划生育”六位一体的功能。公共卫生与社区卫生服务系统_续12. 社区卫生服务需考虑的问题（1）建立并维护如下分类档案（2）为了促进社区卫生服务事业的发展，首先应当大力培养全科医生队伍，使其成为社区医疗服务的主力军；第二，鼓励医生或医生团体在社区开办诊所； 第三，支持民间资本进入社区医疗服务领域。（3）建立社区卫生服务信息系统，为医疗服务与公共卫生服务的信息共享提供基础信息源。公共卫生与社区卫生服务系统_续13社区卫生信息系统（1）社区卫生信息系统(Community Health Information System , CHIS)是以计算机、网络技术、医学和公共卫生学知识为基础，以居民为中心，对社区医疗、保健信息进行采集、加工、存储、共享，并提出决策支持的管理系统。（2）社区卫生服务内容概括为预防、保健、医疗、康复、健康教育和计划生育指导的“六位一体”业务，因而也是实现建立居民“电子健康记录”的起点。（3）社区卫生服务信息系统要注意的问题：社区卫生服务信息系统要突出“以人为本”，以居民健康档案为重点，要涵盖公民基础健康档案以及预防免疫、就诊记录、健康检查记录、计划生育等方面的健康档案信息，逐步实现“多档合一”，体现预防为主的方针，实现健康档案与临床信息的一体化。社区卫生服务信息系统建设要突出网络化，以城市为单位统一规划、分步实施、集中管理。社区卫生服务信息系统软件设计开发中，要作好与防疫、妇幼、计划生育等主管部门的协调，使用符合各项业务功能需要的统一软件。 公共卫生与社区卫生服务系统_续24. 社区卫生信息系统组成和实现功能（1）健康档案基础信息模块功能。（2）健康专项档案信息管理模块功能。（3）儿童保健信息管理模块功能。（4）孕产妇系统信息管理模块功能。（5）预防信息管理模块功能。（6）康复模块功能。（7）全科诊疗模块功能。（8）药品药局管理模块功能。（9）数据传输模块功能。（10）数据报表管理模块功能。（11）系统用户信息管理模块功能。公共卫生与社区卫生服务系统_续35社区医疗信息的特点（1）社区医疗和医院临床医疗相类似，它的信息系统所包含的医疗信息类型与中心医院和专科医院相似，但种类单纯、数量减少、技术层面低。（2）由于社区医疗的患者随时存在与中心医院和专科医院的双向转诊问题，所以对患者的医疗信息流通需求更迫切,对区域性的社区卫生信息网需求更迫切。 （3）由于社区医疗主要面向常见病、多发病,治疗内容较为简单、规范,更容易实现和推广电子病历。