計算機技術在醫學中的應用淺論 隨著電子計算機技術的迅速發展，特別是微型計算機的普及，計算機技術已滲透到醫學及其管理的各個領域，可利用計算機獲取、存儲、傳輸、處理和利用醫學及醫學管理的各種信息。經過30多年的實踐和發展，醫學信息處理學已成為一門新興的、醫學與計算機技術相結合的邊緣學科，對醫學的發展起著重要的作用。 一、利用計算機處理醫學實驗信息數值計算是計算機應用的基礎，較早應用于生物化學和分子生物學方面，統計分析各種臨床及生物醫學數據也是數值計算。由于生物醫學基礎實驗和臨床診斷都是從人體或生物體上取得信號，這些信號具有信號微弱、干擾大、信噪比低及遵循統計學規律的特點，因而疊加法、直方圖、頻譜分析等各種統計分析的方法應用較多。在醫學領域中，人體的許多生理信號，如心電波、腦電波、脈波、心音、呼吸頻率乃至一晝夜間正常人的體溫等等都是近似于周期性的，存在著相應的頻譜。其中某些參數的頻譜分析在醫學研究和臨床診斷中有實際意義。如果我們掌握了各種生理信息的頻譜，就可以通過計算機來模擬它們，這在教學、科研和臨床上都有實際意義。模擬標準的心電信號在計算機診斷和監護系統中是十分重要的，它是判別心電異常的依據。二、應用計算機進行輔助診斷計算機輔助診斷實際上是把大量的醫學資料和醫生的豐富經驗，以電子數據的形式匯總存貯，并隨著醫學的發展不斷更新完善。計算機處理數據的精確、覆蓋面廣泛、無間斷性等特點使電子計算機進行輔助診斷具有重要意義。例如體表標測心電圖即采用體表多電極同時記錄體表各部位心臟激動造成的電位差，早在五十年代就有人進行研究，但最終因工作難度太大而中斷。近些年，電子計算機自動采集體表眾多部位的各瞬時電位變化，進行分析處理，繪制成等位標測圖，它能獲得比常規心電圖或心電向量圖更豐富的信息，有助于認識心臟激動的空間電位分布和體表電位分布的關系。在婦產科領域，英國普利茅茨醫學院研究生院婦產科keith開發了智能胎心率與宮縮描記圖(cardiotocography，CTG)計算機輔助分析系統。該系統采用了人工神經網絡技術，它基于400多條具有專家水平的產時評估及處理規則，該系統還可像醫生分析病情一樣，對所做出的處理建議進行解釋。由英國16家水平領先的婦產科中心的17位專家對該系統進行了評估，他們對從2400份高位分娩病例中選出的50份病例資料，同時進行人為分析和CTG系統分析，結果CTG系統與17位專家的意見基本一致，獲得了令人滿意的效果。1989年德國的Spitzerk等人開發了名為MICROSTROKE的專家系統用于診斷不同的卒中類型，該系統可以根據臨床信息來診斷卒中以及將卒中分類。使用者首先輸入患者的既往史、卒中發作的詳細信息、伴發癥狀以及相關的神經系統體征，然后系統總結這些數據項，推理演繹，給出該患者歸于不同卒中類型的概率。卒中的類型包括腦血栓形成，腦栓塞，腔隙性腦梗死，顱內出血以及蛛網膜下腔出血。在德國的Hamburg卒中數據庫記錄的250例患者中MICROSTROKE系統的診斷正確率為72.8%。該研究者還開發了TOPSCOUT專家系統用于卒中的定位和根據患者的癥狀、體征來確定相應的受損血管分布區。三、圖像處理技術的應用計算機在斷層技術中的應用。圖象處理是計算機應用中的一個重要方面。計算機斷層掃描系統(CT)是斷層攝影與計算機技術的結合，是圖象處理技術最成功的例子之一。醫生可通過計算機斷層掃描系統(CT)精確地將心臟多個斷層切面重建影象，密度分辯率高，圖象清晰，并可獲得三維空間信息。在心臟病診斷中主要用于心腔內腫瘤、心腔內血栓、室壁瘤的形成，夾層動脈瘤、心肌梗塞以及冠狀動脈旁路移植血管通暢情況的隨診觀察。在B超圖像采集及病歷管理方面的應用提高了檢查的效率及病人信息管理的準確性。(1)操作方便，以往醫生在給病人做檢查時必須先將圖像凍結，再點擊鼠標右鍵來采集圖像。而該系統采用腳踏開關，使醫生們隨時可以在不占用手的情況下完成圖像的保存。同時只要醫生將圖像凍結，該圖像就自動采集到計算機內。(2)友好的人機界面，系統采用智能醫學詞庫，詞庫內的最常用的詞語在詞庫的最前面，醫生們只需利用鼠標雙擊選中的詞語即可輸入。不同的醫生有自己獨立的診斷專家庫，使書寫報告更為快捷簡單，從而避免了操作者在每次完成病歷報告時需手工輸入大量漢字或進行繁瑣的詞語調用。(3)數據保存可靠。現有的工作站通常采用傳統的暫存技術，一旦遇到死機或意外停電，如果沒有保存圖像，則所采集的圖像會全部丟失。系統應用先進的軟件存儲技術，將采集的圖像即時存儲到相對應的病人目錄下，使圖像數據安全可靠。(4)視頻信號隔離技術。通常B超輸出信號直接用視頻線輸送到圖像采集卡，因為計算機采用的電源都為開關電源，如果計算機與B超同地，B超的圖像易受到干擾，我們采用專用的光電視頻信號隔離系統，將計算機與B超隔離，從而保證了B超圖像工作站采集圖像質量。 四、醫療信息系統醫療信息系統有兩種含義。從廣義上來說，它是指所有與醫學有關聯的信息系統的統稱，各類面向醫院管理的信息系統都屬于醫療信息系統的范疇;從狹義上來說，它僅涉及純粹的醫療活動，是對相關的臨床數據和知識進行綜合管理和應用的信息系統。醫療數字化是目前數字化醫院的建設重點。利用電子計算機和通訊設備，為醫院所屬各部門提供對病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取及數據交換的能力，并滿足所有授權用戶的功能需求。它包含臨床診療系統，電子病歷系統，手術室監護系統，藥品管理系統，檢驗管理系統，醫學影響管理系統，病歷管理系統，門診管理系統、財務管理系統、辦公自動化系統等等模塊。醫院所有的臨床作業全部實現了無紙化運行，病人的門診和住院病歷、檢查結果等各類信息都完整地保存在醫院數據庫中;醫生們扔掉了紙和筆，不管是開具處方，還是各類檢查檢驗、圖像采集、傳輸，一切都在電腦前進行，在網絡中傳遞;護士們每天測量完病人的體溫、脈搏、血壓等，都錄入電腦，在電腦上自動形成曲線，并按時段圖形顯示，病人的生命體征一目了然。下面對一些主要的子系統進行簡要說明：(1)電子病歷并不是簡單地將傳統的紙張病歷進行電子化，而是反映了患者整個的醫療過程，儲存了患者全部的醫療信息，包括病史、各種檢驗檢查結果和影像資料，是對個人醫療信息及其相關處理過程綜合化的體現。它的發展方向是實現患者一生的全電子病歷，這需要全社會各醫療機構間的信息互連。(2)影像信息系統即廣義上的PACS系統，與狹義上的PACS系統只負責影像數據的采集、歸檔和通訊不同，它涵蓋了狹義PACS系統和RIS系統的所有內容，并且突破了傳統上PACS/RIS僅局限于放射科的范疇，面向醫院內的所有影像科室，連接各種成像設備(包括CR、DR、CT、MRI等放射成像設備，以及超聲、內窺鏡等非放射成像設備)，實現全院范圍內的影像檢查工作流管理、影像數字采集、數據歸檔管理、影像診斷報告、信息網絡發布等功能。(3)檢驗信息系統(LabInformalionSystem，LIS)以醫院檢驗科的業務數字化為目標，通過連接檢驗儀器、收集檢驗數據，實現申請、檢驗、報告的自動化數字工作流。相比其它醫療信息系統，檢驗信息系統在國內的發展最早，目前國內已有很多醫院建設了檢驗信息系統。大多數能夠實現與檢驗儀器和HIS系統互連，完成基本的數字化工作流程。(4)監護信息系統根據監護地點的不同，可分為重癥監護信息系統、手術監護信息系統、急救監護信息系統和普通監護信息系統，它往往和各類床邊監護儀、麻醉機、呼吸機等設備連接，收集各類實時監護信息，或利用掌上電腦等一些手段進行體溫等監護信息的錄入，并通過對所有監護信息的儲存、顯示、發布以及對各相應科室的業務數字化，實現病人監護的數字化管理。隨著越來越多醫院信息系統的開通，醫療環境將更加愜意。到所有大醫院看病不用再帶病歷，醫生開藥也不用寫處方了。初次門診時可獲得一張含有用戶名和密碼的智能卡，在數據庫中建立起一份個人綜合健康檔案。再次求醫只需持這張卡，通過電腦查詢到自己需要的醫生，根據電腦的指示到相應診室看病;在醫院做完檢查后不需在醫院等待結果，通過網絡就能得到診治醫生發送的檢查結果，以及依據病情及個人經濟狀況擬定的治療方案。住院患者對