Nature Inspired Technology G r o u p
Lékařská informatika
MICHAL HUPTYCH
Úvod do biomedicínské informatiky
11. 12. 2012
Nature Inspired Technology G r o u p
Lékařská informatika
Vědní obor: vlastnosti, zpracování a využívání lékařské informace
Předmět zájmu: informace
Metody práce: ukládání, přenos, ochrana, zpracování a vyhledávání informací
Technické prostředky: počítače a počítačové sítě
Kybernetika 1948 amer. N.Wiener, později podobory:
Biokybernetika simulace, modelování, řízení lékařských přístrojů Vědecké lékařské informace dig.knihovny, aktuální poznatky, e-
learning Lékařské informace data, znalosti, zpracování, rozhodování, metody
odborné práce Statistika apl.matematika, pravděpodobnost
deskriptivní s. výkaznictví; konfirmační s. klinický výzkum Informační systémy klinické IS, pacientská data, znalostní systémy Computer Science HW, SW Umělá inteligence matematika, logika, lingvistika, znalostní systémy Strojové vnímání zpracování obrazu, virtuální realita
Nature Inspired Technology G r o u p
Typy informace
Data = konkrétní informace
výsledky vyšetření biosignály – v čase proměnné obrazová informace ukládána v různých klinických IS
Znalosti = abstraktní modely světa
zobecnění dat literatura rozvoj systémů pro zpracování znalostí
vymezení znalostí, klasifikace, formální popis
Interpretace
modely lidského myšlení, logické odvozování, pravděpodobnostní rozhodování, systémy umělé inteligence
Neurčitost!!!
Nature Inspired Technology G r o u p
Klinická úvaha
Diagnostická úvaha – předpoklad pro cílenou terapii
Příznaky – ke kterému onemocnění patří?
Výuka: opačný postup – jiný způsob úvahy!
Klasická diagnostika: „Které nemoci mohou mít tyto příznaky?“
Diferenciální diagnostika: „Jak rozlišit diagnózy přicházející v úvahu?“ – dodatečné ověření rozšiřujících příznaků
Místo stanovení diagnózy lze léčebně ovlivňovat příznaky „hlídej a čekej“
Diagnóza může vycházet z léčebného pokusu: identifikace poruchy na základě reakce na sp. terapii
Nature Inspired Technology G r o u p
Slovníček
Standard – požadavek na chování nebo vlastnosti věci, člověka, situace apod., který se buď závazně vyžaduje nebo podle něhož se hodnotí jejich přijatelnost nebo obvyklost.
Klasifikace – doslovně třídění, zařazování objektů do tříd
Nomenklatura – systém pojmenování a zařazování určitých objektů jakožto prvků dané kategorie – tedy klasifikátor.
Tezaurus – slovník, který uživateli nabízí seznam synonym, někdy i antonym.
Řízený slovník deskriptorů, mezi nimiž jsou určeny vztahy nadřazenosti a podřazenosti, termíny synonymní a jiné související.
V odborné literatuře popsán jako řízený a měnitelný slovník deskriptorového a selekčního jazyka uspořádaný tak, že explicitně zachycuje apriorní vztahy mezi lexikálními jednotkami.
Vyjadřuje pojmy, které jsou v přirozeném jazyce těžko postižitelné a pomocí složených termínů a dalších nástrojů překonává problémy s jazykem umělým.
Nature Inspired Technology G r o u p
Zdravotnické informační systémy
NIS - nemocniční informační systémy včetně ambulancí (též součinnost s karetními systémy)
IS samostatných ordinací praktických a odborných lékařů
IS pro sběr a zpracování statistických dat (ÚZIS)
IS jednotlivých zdravotních registrů a agend
IS zdravotních pojišťoven
IS hygienické služb
IS pro řízení zdravotnictví (MZ a okresní úřady)
IS knihoven a vědecké informatiky včetně expertních systém
IS outsourcing
Nature Inspired Technology G r o u p
Nemocniční informační systém
NIS
Personální, ekonomické
a správní agendy Řízení Marketing
Účetnictví
Pojišťovna
Komplement
- biochemie
- hematologie
- mikrobiologie
- serologie
- histologie
- patologie
- RTG
- EKG, EEG, EMG
- atd.
Kliniky
- interní
- chirurgická
- lůžkové oddělení
- operační sály
- atd.
Ambulance
- ambulance
- praktičtí lékaři
Lékárna Stravovací
provoz Skladové hospodářství,
zásobování, evidence Doprava
Výzkum a výuka
Správa systému
Nature Inspired Technology G r o u p
Od papírového záznamu k elektronickému
paper records automated paper
records (‘electronic
page turner’)
•CC: 62 yo AAM is
admitted to the hospital with
SOB for three days.
•PMH:
CHF, HTN
Physical examination:
Thin man visibly SOB
BP 75/40
HEENT: + JVD
Heart: distant S1S2
Chest: CTA (B)
Abdomen: benign
Extremities: no c/c/e
EMR
physical barrier semantic barrier
scanning,
transcription information
encoding
R. Kleinsorge, J. Willis, S. Emrick: UMLS® Overview
Nature Inspired Technology G r o u p
Od papírového záznamu k elektronickému
paper records automated paper
records (‘electronic
page turner’)
•CC: 62 yo AAM is
admitted to the hospital with
SOB for three days.
•PMH:
CHF, HTN
Physical examination:
Thin man visibly SOB
BP 75/40
HEENT: + JVD
Heart: distant S1S2
Chest: CTA (B)
Abdomen: benign
Extremities: no c/c/e
EMR
physical barrier semantic barrier
scanning,
transcription information
encoding
Terminologies
R. Kleinsorge, J. Willis, S. Emrick: UMLS® Overview
Nature Inspired Technology G r o u p
EHR Definice
Elektronicky zdravotní záznam
�Různá označení, varianty - EHR (Electronic Health Record), EHCR (Electronic Health Care Record), EPR (Electronic Patient Record), CPR (Computerized Patient Record), EMR (Electronic Medical Record).
� Jedna mezinárodně uznávaná definice neexistuje
� Příklady různých, ale podobných definic
Elektronicky zdravotní záznam je technologicky prostředek pro dokumentaci léčebného procesu. (ENV 13606:1999)
Repozitář informací, souvisejících se zdravotní m stavem subjektu zdravotní péče, v počítačově zpracovatelné podobě (ISO TR 20514:2004)
Nature Inspired Technology G r o u p
EHR Definice 2/2
Strukturovaný elektronický zdravotní záznam
elektronický zdravotní záznam, reprezentující informaci jako soubor definic konceptů a jejich hodnot s dostatečnou úrovní granularity
Interoperabilita (funkční)
"interoperability" - "styková provozuschopnost" (Anglicko-český výkladový slovník výpočetní techniky, SNTL Praha, 1990)
schopnost vzájemně si rozumět, vzájemně spolupracovat, dosáhnout vzájemné součinnosti
Sémantická interoperabilita
schopnost správně pracovat i s významem přenášené informace, rozumět jí na úrovni formálně definovaných doménových konceptů (ISO TR 20514)
Je nezbytná pro možnost automatického zpracování dat
Nature Inspired Technology G r o u p
zachovat „kontext“ informace (extrém: donutit stroj porozumět papírové
dokumentaci)
X
zachovat obecnost (extrém: vybírat ze seznamu veškerých možných
podob zprávy, všechny kombinace)
Problém standardů
Nature Inspired Technology G r o u p
Formalizace problému
Příklady prostředků
množiny
logická notace
matematika a statistika
Procedurální popis
Algoritmizace
Deklarativní popis
Báze znalostí – úplnost, nespornost, relativnost
Znalostní pravidla
Terapeutická, „dávkování“, diagnostická
Reprezentace neurčitosti
Nezbytný symptom, postačující symptom, přispívající symptom
Nature Inspired Technology G r o u p
Klasifikační systémy
Hierarchie
Vztahy souřadnost, nad/podřazenost, zjemnění,ortogonalita
Hierarchie generická / partitivní
Klasifikace v jené dimenzi / ve více dimenzích / složený kód (SNOMED)
Systémy klasifikace diagnóz
Mezinárodní klasifikace nemocí a příčin smrti (ICD)
ICD-O, TNM, DSM III, Endoskopická nomenklatura
Systémy klasifikace procedur
Klasifikace ICPM
Klasifikace VZP
Národní číselník laboratorních položek
Komplexní klasifikační systémy
SNOMED, UMLS
Nature Inspired Technology G r o u p
Příklady
ICD - International Classification of Diseases
ICF - International Classification of Functioning, Disability and Health
ICHI - International Classification of Health Interventions
LOINC® - Logical Observation Identifiers Names and Codes
MESH - Medical Subject Headings
SNOMED CT - Systematized Nomenclature of Medicine – Clinical Terms
UMLS - Unified Medical Language System
Nature Inspired Technology G r o u p
Seznam příkladů klasifikačních nomenklatur
Přečková Petra: Využití mezinárodních nomenklatur ve sdílené zdravotnické péči v ČR, AV ČR, 2005
Nature Inspired Technology G r o u p
SNOMED CT
Systematized Nomenclature of Medicine – Clinical Terms
Vytvořen v roce 2002 spojením systémů SNOMED RT (Reference Terminology) a Clinical Terms
Vychází jak z primární tak ze speciální péče.
Zpravuje organizace IHTSDO
International Health Terminology Standards Development Organization
Vytvořena v roce 2007 v Dánsku
Získala vlastnictví systému SNOMED CT od Kolegia amerických patologů (College of American Pathologists)
Kent Spackman: SNOMED CT as a tool to support interoperation of
clinical and research data
Nature Inspired Technology G r o u p
SNOMED CT – kódy pro
Nemoci (> 63,000)
nejkomplexnější nomenklatura nemocí na světě
Klinické výsledky (> 32,000)
včetně výsledků testů
zkoušek
nálezy
zobrazovací diagnostika
patologické výsledky
atd.
Postupy (> 45,000)
Pozorovatelné subjekty - otázky, testy (> 7,000)
Kent Spackman: SNOMED CT as a tool to support interoperation of
clinical and research data
Nature Inspired Technology G r o u p
SNOMED CT
Kent Spackman: SNOMED CT as a tool to support interoperation of
clinical and research data
Nature Inspired Technology G r o u p
Standardy a normy
Pokyny, věstníky, čísleníky, zákony
Národní Metodika
Datový standard MZ ČR
Národní číselník laboratorních položek
ČSNI
Evropské CEN/TC251
Mezinárodní HL7
DICOM
Počítačová zpracovatelnost, interoperabilita systémů
Jazyk XML
Ontologie (RDF, OWL)
Ochrana osobních údajů, úrovně zabezpečení
Nature Inspired Technology G r o u p
DASTA číselníky
Datový standard Ministerstva zdravotnictví ČR
http://ciselniky.dasta.mzcr.cz/
Datový standard MZ ČR je používán od roku 1997.
Poslední verze DS 04.05 z 1. 6. 2010
V oblasti pacientských dat umožňuje předávat:
Obecné informace datové zprávy
Identifikátory
Základní administrativní informace o pacientovi
Platební vztahy, pojišťovny
Základní fyziologické údaje (hmotnost, výška)
Urgentní klinické informace – diagnózy, alergie, krevní skupina
Anamnéza
Léky
Očkování
Diagnózy trvalé a aktuální
Léky vydané lékárnou
Žádanky a objednávky na vyšetření, včetně žádanek laboratorních
Dokumentace vyšetření pacienta (výsledky, zprávy - formalizované, textové, obrazové)
Provedené výkony vykazované pojišťovně nebo fakturované jinému plátci
Další datové bloky.
Nature Inspired Technology G r o u p
DASTA číselníky
Seznam číselníků NČLP (Národní číselník laboratorních položek)
Seznam číselníků DS (Datového standardu)
Seznam číselníků UZIS (Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR)
Nejzajímavější jsou číselníky UZIS např:
MKN10 Mezinárodní statistická klasifikace nemocí
SPESKU Specifikace skupiny zdravotnických zařízení
POHLAV Pohlaví
PODAPE Potřeba další zdravotnické péče po propuštění
NUMRTI Příčina úmrtí
NNEM Vybrané nemoci a komplikace
NLECODD Léčba na oddělení
KLINIC Léčebné výsledky – klinicky
KATEG Specializace k oboru
Nature Inspired Technology G r o u p
DASTA číselníky
Náhled do XML MKN10 Mezinárodní statistická klasifikace nemocí
Nature Inspired Technology G r o u p
Reprezentace znalostí
Reprezentace znalostí pomocí pravidel
Reprezentace znalostí pomocí rámců
Reprezentace znalostí pomocí klasifikátoru (neuronová síť, bayes)
Reprezentace znalostí pomocí logik – výroková, predikátová, deskripční
Reprezentace znalostí pomocí sémantické sítě
Reprezentace znalostí pomocí ontologie
Nature Inspired Technology G r o u p
•Delfín je savec žijící v moři nebo v Amazonii
OWL: Web Ontology Language
Nature Inspired Technology G r o u p
Telemedicína
Výhody
Dostupnost bez cestování
Vzdělávání praktických lékařů bez nutné účasti
Bariéry: chybí přímý kontakt, pojišťovny se zdráhají platit takovou péči
Telefon – malá šířka pásma
Domácí péče, Tele-asistence (Home health)
neustálé monitorování životních funkcí
nebo umožnění péče o pacienta doma,
místo spoléhání se pouze na péči při osobním kontaktu
Telechirurgie
vojenské a univerzitní aplikace
řízení robotické paže na dálku
Nature Inspired Technology G r o u p
Literatura
Shortliffe et al.: Medical Informatics, Springer 2001
O`Carroll et al.: Public Health Informatics and Infiormation Systems , Springer 2003
Van de Velde, Degoulet: Clinical Information Systems, Springer 2003
Leiner et al.: Medical Data Management, Springer 2002
Beaver ed.: Healthcare Information Systems, Second Edition, Auerbach 2003
Grütter: Knowledge Media in Healthcare, Idea Group Publishing 2002
Kasal, Svačina: Lékařská informaika, Karolinum Praha 1998