Zastosowania informatyki w medycynie
(Applications of Informatics in Medicine)

(Przedmiot obieralny w ramach grupy
przedmiotów Zastosowania Informatyki)
Semestr 6, wykład 2 godz., laboratorium 2 godz.
Punktacja ETC - 4 pkt.

Prowadzacy obecnie odpowiedzialny za przedmiot: dr hab. inż. Krzysztof Krawiec

Jednostka : Instytut Informatyki Politechniki Poznańskiej, ul. Piotrowo 2,

Ponizszy program obejmuje pierwsze edycje tego przedmiotu prowadzone przez: dr hab. inż. Jerzy Stefanowskiego

Zajrzyj także na następujące strony WWW:
Materialy do cwiczen laboratoryjnych.
Opis wybranych zagadnień Informatyki Medycznej oraz inne informacje nt. tego przedmiotu,
Strona studencka dotyczącej tego przedmiotu - różne materiały uzupełniające.
Strona studencka dotyczącej zagadnien telemedycznych.

Cel przedmiotu:

Zadaniem przedmiotu jest zaznajomienie studentów z możliwościami zastosowań szeroko rozumianej informatyki w medycynie i naukach biomedycznych. Celami praktycznymi przedmiotu są : przekazanie podstawowych informacji o typach danych medycznych, sposobach ich pozyskiwania, kodowania i elektronicznego przechowywania; nabycie podstawowej wiedzy w zakresie przetwarzania i analizy danych medycznych zarówno metodami statystycznymi jak i pochodzącymi z dziedziny sztucznej inteligencji; pokazanie możliwości zastosowania technik wspomagania decyzji w systemach medycznych; demonstracja zastosowań technik multimedialnych i Internetu w naukach biomedycznych; przekazanie podstawowych informacji o organizacji jednostek opieki medycznej, przepływie informacji wewnątrz nich.

Zakres przedmiotu:

Proponowany program wykładów skupiać się będzie wokół następujących grup zagadnień:

Wprowadzenie: Informatyka medyczna (ang. Medical Informatics). Specyfika medycznych systemów informacyjnych, zwłaszcza w zakresie systemów opieki klinicznej i diagnostyki. Podstawowe informacje o innych zastosowaniach np., w inżynierii biomedycznej, biocybernetyce i biologii molekularnej. Interdyscyplinarny charakter biomedycznych zastosowań informatyki (związki ze statystyką matematyczną, metrologią, przetwarzaniem sygnałów, itp.)

Modele informacyjne jednostek opieki medycznej: Pojęcia podstawowe. Modele organizacji jednostek sluzby zdrowia. Proces opieki medycznej nad pacjentem. Przepływ informacji w jednostkach opieki medycznej na przykładzie szpitala.

Dane medyczne: Typy danych, np. wyrażone w języku naturalnym, kodowane, dane laboratoryjne, dane pochodzące z urządzeń monitorujących i diagnostycznych (w szczególności przebiegi czasowe i dane obrazowe). Pojęcia podstwowe z zakresu kodowania danych medycznych i ich klasyfikacji - zalecenia Światowej Organziacji Zdrowia. Metody zapisu i elektronicznego przechowywania danych medycznych.

Akwizycja danych medycznych: Pozyskiwanie danych z wywiadu chorobowego i przetwarzanie danych wyrażonych w języku naturalnym. Pozyskiwanie danych pomiarowych. Przegląd wybranych urządzeń pomiarowych i diagnostycznych, ze szczególnym uwzględnieniem metod ultradźwiękowych i akustycznych (USG), monitorowania sygnałów bioelektrycznych (EKG, EEG), radiacyjnych (RTG, tomograf rentgenowski transmisyjny) oraz metod magnetycznych (tomograf NMR). Wykorzystanie mikroskopii optycznej i elektronowej.

Przetwarzanie danych obrazowych: Rodzaje, specyfika i metody akwizycji danych obrazowych w zastosowaniach biomedycznych. Przetwarzanie obrazów medycznych w konkretnych zastosowaniach. Analiza ilościowa i jakościowa obrazów. Wnioskowanie z danych obrazowych. Elementy wizualizacji.

Medyczne systemy doradcze: Wybrane elementy statystycznych metod analizy danych, w szczególności wnioskowanie statystyczne, wielowymiarowa analiza wariancji, analiza dyskryminacyjna. Elementy analizy skupień. Przykłady zastosowań. Metody analizy danych oparte na technikach sztucznej inteligencji: w szczgólności zastosowanie algorytmów uczenia maszynowego i systemów odkrywania wiedzy w bazach danych. Systemy eksperckie w medycnie: Możliwości zastosowania systemów regułowych, w szczególności omówienie przykładu systemu MYCIN. Systemy oparte o wnioskowanie na wcześniej zapamiętanych przypadkach (CBR). Wspomaganie procesu nauczania w medycynie.

Zastosowanie sieci komputerowych w medycynie: Telemedycyna z wykorzystaniem interenetu i innych mediów komunikacyjnych. Systemy edukacyjne. Techniki multimedialne. Systemy udostepniania, wyszukiwania informacji medycznej. Systemy bibliograficzne.

Medyczne systemy informacyjne. Struktura organizacyjna Służby Zdrowia i jej jednostek. Medyczne systemy informacyjne i ich specyfika . Róznice pomiędzy systemami administracyjnymi i klinicznymi. Problemy integracji istniejących zróżnicowanych rozwiązań.Propozycje standaryzacji. Stan obecny i perspektywy informatyzacji Służby Zdrowia.

Proponuje się, aby zajęcia laboratoryjne obejmowały następujące zaganienia:

·Prezentacja i zapoznanie się z profesjonalnym pakietem statystycznej analizy danych. Ćwiczenia z zakresu analizy danych dotyczących realnych problemów biomedycznych. Problematyka wyboru właściwego modelu analizy danych, testowanie hipotez statystycznych, modele regresji, selekcja najbardziej istotnych atrybutów, zadanie analizy dyskryminacyjnej, grupowanie i tworzenie kalsyfikacji danych.
·Demonstracje i ćwiczenia z zakresu przetwarzania obrazów medycznych. Prezentacja pełnego procesu wnioskowania z danych obrazowych (histopatologia). Samodzielna parametryzacja procesu przetwarzania i analizy obrazów. Elementy wizualizacji.
·Zapoznanie się z analizą danych medycznych technikami wywodzącymi się ze sztucznej inteligencji, np. uczenia maszynowego i teorii zbiorów przybliżonych. Pokaz systemów doradczych w zakresie diagnostyki wybranych schorzeń opartych na techikach uczenia się na zapamiętanych wcześniej przypadkach.
· Realizacja projektów studenckich w grupach.
·W ramach możliwości - wizyty w ośrodkach medycznych.
 
Metoda oceny: Na podstawie ćwiczeń laboratoryjnych.

Literatura

Tadeusiewicz, R., Wajs ,W. (red):  Informatyka Medyczana, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1999.

Nałęcz, M. (red.): Problemy biocybernetyki i inżynierii biomedycznej. Tom 1: Biosystemy. Tom 2: Biopomiary. Tom 3: Sztuczne narządy. Tom 4: Biomateriały. Tom 5: Biomechanika. Tom 6: Informatyka medyczna. WKiŁ, Warszawa 1991.

Shortlife, .H.E., Perreault L.E., Wiederhold G., Fagan L. (red.): Medical Informatics. Computer Applications in Health care., Addison Wesley, 1990.

Oktaba, W.: Metody statystyki matematycznej w doświadczalnictwie. PWN, Warszawa 1996.

Jajuga, K.: Statystyczna analiza wielowymiarowa. PWN 1993.

Tadeusiewicz, R.: Problemy biocybernetyki. PWN 1991.

Ostrowski, M. (red): Informacja obrazowa. WNT, Warszawa1992.
 

Strona opracowana przez J.Stefanowski; ostatnie zmiany 22 lutego 2002.