Aplicaciones informáticas médicas
La aplicación de las computadoras en medicina
Con el rápido desarrollo de la tecnología informática electrónica, especialmente la popularización de las microcomputadoras, la tecnología informática ha penetrado en diversos campos de la medicina y la gestión, y puede utilizar Computadoras para obtener, almacenar, transmitir, procesar y utilizar información diversa en medicina y gestión médica. Después de más de 30 años de práctica y desarrollo, el procesamiento de información médica se ha convertido en una disciplina de vanguardia emergente que combina la medicina y la tecnología informática, desempeñando un papel importante en el desarrollo de la medicina.
Los componentes de los ordenadores electrónicos. Los ordenadores se dividen en dos grandes sistemas: hardware y software. Los sistemas de hardware se refieren a diversos dispositivos electrónicos y mecánicos específicos de la computadora, mientras que los sistemas de software se refieren a varios tipos de lenguajes y programas informáticos.
La parte del hardware de la computadora incluye la unidad central de procesamiento, la memoria interna, la memoria externa, el circuito de interfaz, el dispositivo de entrada y el dispositivo de salida, etc. A través de la conexión de bus se forma un sistema informático completo. Las personas ingresan comandos, datos, etc. a través de dispositivos de entrada (teclados de uso común) y pueden usar memorias internas y externas para almacenarlos. También pueden indicar al procesador central que realice las operaciones requeridas con los datos y, finalmente, se pueden transmitir los resultados. A través de dispositivos de salida (comúnmente utilizados tiene un monitor y una impresora).
La parte de software informático incluye dos categorías principales: software de sistema y software de aplicación. El software se divide en lenguajes y programas. El lenguaje informático se compone de varios comandos (e instrucciones) que pueden ser reconocidos por computadoras con una determinada estructura que las personas pueden utilizar para escribir programas. El llamado "lenguaje de alto nivel" es un tipo de lenguaje informático. Un programa es una serie de declaraciones escritas por personas en un orden determinado utilizando un lenguaje informático. La computadora ejecutará declaraciones una tras otra para completar ciertos requisitos de las personas. El software del sistema incluye lenguajes informáticos, sistemas operativos (un conjunto de programas a través de los cuales las personas pueden operar computadoras cómodamente), sistemas de administración de bases de datos (una tecnología de administración de datos informáticos), etc., el software de aplicación se refiere a programas escritos por personas para un requisito específico. El software del sistema lo proporcionan los fabricantes de computadoras a los usuarios junto con el hardware de la computadora, mientras que el software de aplicación debe ser desarrollado por los usuarios de acuerdo con sus propias necesidades de trabajo (este es el llamado "desarrollo secundario") o comprado a compañías de software.
Aplicación de los ordenadores en la medicina La aplicación de los ordenadores en el campo de la medicina*** tiene los siguientes 12 aspectos:
Sistema de diagnóstico y toma de decisiones asistidas por ordenador (CAD&CMD) puede ayudar a los médicos a acortar el tiempo de diagnóstico; evitar omisiones; proporcionar otras opiniones de expertos sobre diagnóstico y tratamiento para hacer un diagnóstico y proponer un plan de tratamiento lo antes posible; El proceso de diagnóstico y tratamiento consiste en que el médico recopila la información del paciente (síntomas, signos, diversos resultados de exámenes, historial médico, incluidos los antecedentes familiares, efectos del tratamiento, etc.) y, sobre esta base, combina su propio conocimiento médico y experiencia clínica para realizar síntesis, análisis y juicio. Llegar a una conclusión. El sistema de diagnóstico asistido por computadora combina médicos y trabajadores informáticos, utilizando matemáticas difusas, estadísticas de probabilidad e incluso tecnología de inteligencia artificial para establecer modelos matemáticos en la computadora, procesar información del paciente y proponer opiniones de diagnóstico y planes de tratamiento. Este tipo de proceso de procesamiento de información es más rápido, tiene en cuenta factores más completos y emite juicios lógicos con mayor rigor.
Un sistema auxiliar de diagnóstico y tratamiento compilado mediante tecnología de inteligencia artificial generalmente se denomina "sistema médico experto". La inteligencia artificial está a la vanguardia de las aplicaciones informáticas contemporáneas. El sistema experto médico simula el proceso de razonamiento de los médicos durante el diagnóstico y el tratamiento basándose en el conocimiento proporcionado por los médicos y brinda asistencia en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. El núcleo del sistema experto médico consta de una base de conocimientos y un motor de inferencia. La base de conocimientos incluye conocimientos de libros y experiencias personales específicas de los médicos. Representa conocimientos en forma de reglas, redes, marcos, etc., y se almacena en la computadora. El motor de inferencia es un mecanismo de control que, basándose en la información del paciente, decide qué conocimiento de la base de conocimientos utilizar, qué estrategia de razonamiento utilizar para el razonamiento y saca conclusiones. Dado que existen muchas incertidumbres en el diagnóstico y el tratamiento, la tecnología de inteligencia artificial puede resolver mejor este problema de razonamiento impreciso, acercando el sistema médico experto al proceso de pensamiento de diagnóstico y tratamiento del médico y obteniendo mejores conclusiones. Algunos sistemas expertos también tienen funciones de autoaprendizaje, que pueden adquirir conocimientos en el proceso de diagnóstico y tratamiento de enfermedades y mejorar continuamente sus propios niveles de diagnóstico y tratamiento.
Un mejor ejemplo de este tipo de sistema es el sistema MYCIN de la Universidad de Stanford en Estados Unidos, que puede identificar los tipos de bacterias que causan enfermedades y proponer fármacos antibacterianos adecuados. Un sistema similar en China es el Sistema Experto en Medicina Tradicional China, o "Sistema de Consulta de Expertos en MTC".
El Sistema de Información Hospitalaria (HIS) se utiliza para recopilar, procesar, analizar, almacenar y transmitir información médica y de gestión hospitalaria. Un sistema de información hospitalaria completo puede completar las siguientes tareas: registro de pacientes, citas, gestión de registros médicos, gestión de salas, seguimiento clínico, gestión de comidas, administración hospitalaria, registro de exámenes médicos, gestión de bibliotecas de medicamentos y farmacias, salida y alta de pacientes, asistencia médica Diagnóstico toma de decisiones, recuperación de información de bibliotecas médicas, educación y capacitación, consulta y transferencia, análisis estadístico, automatización e interfaces de laboratorio.
Los más famosos de estos sistemas son DHCP del Hospital de Veteranos de Estados Unidos; COSTAR desarrollado en lenguaje MUMPS por el Hospital General de Massachusetts, etc. Desde 1970, China ha desarrollado algunos sistemas de información hospitalaria y planificación y desarrollo unificados de estadísticas hospitalarias, registros médicos, personal, equipos, medicamentos y paquetes de software de gestión financiera.
Paquete de software de encuestas epidemiológicas y estadísticas biomédicas En la investigación clínica, la investigación experimental y la investigación de encuestas epidemiológicas, es necesario procesar una gran cantidad de información. Las computadoras de aplicación pueden calcular y procesar estos datos de manera precisa y rápida. Para satisfacer esta necesidad, se han desarrollado muchos paquetes de software en varios lenguajes informáticos. Los más famosos incluyen SAS, SPSS, SYSTAT y el RDAS de China.
Sistema de Información de Administración de Salud (MIS) El "Sistema de Información de Administración de Salud" desarrollado utilizando computadoras, también conocido como "Sistema de Información/Toma de Decisiones de Gestión de Salud", puede proporcionar información a los departamentos de toma de decisiones administrativas de salud. basado en una gran cantidad de datos estadísticos. Información y asesoramiento para la toma de decisiones. Un sistema completo de información de administración de salud consta de tres partes: ① Sistema de procesamiento automático de datos (ADP), cuya función principal es recopilar y organizar datos y resumirlos en varios informes y cuadros estadísticos. ②La base de datos de información se refiere a un modelo que permite el intercambio mutuo de recursos de información entre una unidad y sus agencias externas, así como entre varias funciones dentro de la unidad. Las fuentes de información incluyen legales y no legales (investigaciones únicas), así como flujos de información generados a partir de diversas actividades que las computadoras recopilan a diario. El objetivo principal de establecer una base de información es comunicar actividades y modificar las acciones del personal. ③El modelo de consultoría para la toma de decisiones, también conocido como modelo de toma de decisiones de información, se puede utilizar para hacer planes viables u optimizados basados en la información necesaria y predecir el desarrollo del negocio. El método tradicional (es decir, el sistema de no información/toma de decisiones) se basa principalmente en datos pasados, considera las decisiones actuales o estima el desarrollo futuro. No puede producir medidas de respuesta más efectivas y rápidas, si es matemático. Se establece el modelo Si es más razonable, podemos señalar desviaciones inminentes de las actividades actuales de manera oportuna y prever el futuro para apoyar la toma de decisiones de la gestión y responder a los cambios continuos.
El sistema de recuperación de información médica utiliza tecnología de base de datos informática y tecnología de red de comunicación para gestionar libros, revistas y diversos materiales médicos. Puede encontrar rápidamente la literatura requerida por palabras clave, etc.
El trabajo de recuperación de información informática se puede dividir en tres partes: ① procesamiento de indexación de información; ② almacenamiento y recuperación de información; ③ proporcionar una variedad de servicios de información, que pueden proporcionar a los usuarios recuperación y conducta en tiempo real; servicios regulares de temas especiales e indexación automática estilo libro.
El "Sistema de recuperación y análisis de literatura médica" (MEDLARS) compilado por la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. es un sistema de software muy conocido en el mundo. Es un sistema de recuperación de red en tiempo real relativamente completo. recuperación en línea. El sistema informático IBM3081 de la biblioteca puede proporcionar servicios de recuperación de temas y en línea, formando una red mundial de recuperación de computadoras en 16 países y regiones a través de redes de comunicación, comunicaciones por satélite o cintas de bases de datos. Otros sistemas famosos como IBM4361, MEDLARS, etc. China ha desarrollado algunos sistemas especiales de recuperación de datos de información médica, como sistemas de recuperación de documentos y clásicos de la medicina tradicional china.
Paquete de software de farmacocinética La farmacocinética utiliza modelos y métodos matemáticos para estudiar cuantitativamente la regularidad de los cambios dinámicos en la absorción, distribución, transformación y excreción de fármacos. Es imposible y no fácil medir directamente la concentración del fármaco en tejidos humanos. Por lo tanto, a menudo se utilizan hematuria y otras muestras para medir, y se utilizan modelos matemáticos apropiados para describir e inferir las características de concentración y movimiento del fármaco en varias partes del tejido. el cuerpo. En el estudio de la farmacocinética, los métodos matemáticos más utilizados incluyen modelos compartimentales, modelos fisiológicos, análisis de sistemas lineales, momentos estadísticos y modelos estocásticos. El desarrollo y la aplicación de estas nuevas tecnologías y métodos son inseparables de la aplicación de la tecnología informática. Se han desarrollado muchos paquetes de software específicos de farmacocinética, el más famoso de los cuales es el programa NONLIN (un programa de mínimos cuadrados no lineal).
Sistema de predicción y pronóstico de enfermedades La prevalencia de enfermedades entre la población está relacionada con muchos factores, como el medio ambiente, la sociedad y la inmunidad de la población. La computadora puede realizar predicciones basadas en la información almacenada sobre los factores y la matemática. modelo que establece. Calcular y realizar previsiones de prevalencia de enfermedades entre la población para referencia de los departamentos de toma de decisiones. Los Países Bajos, Noruega y otros países también han creado bases de datos de información sobre accidentes de enfermedades profesionales, para poder controlar y predecir eficazmente el impacto de los riesgos laborales. Los departamentos de salud y prevención de epidemias de Shanghai, Liaoning y otros lugares de China han realizado análisis exhaustivos sobre la relación entre los factores meteorológicos y la traqueítis, ciertas enfermedades endémicas y enfermedades epidémicas (como la encefalitis japonesa, la meningitis meningocócica, etc.), y han establecido El uso de modelos matemáticos Estos modelos pueden realizar con éxito predicciones predictivas de estas enfermedades en una microcomputadora.
La instrucción asistida por computadora (CAI) puede ayudar a los estudiantes a aprender, dominar el conocimiento de las ciencias médicas, mejorar las habilidades de resolución de problemas y utilizar mejor las bases de conocimiento médico y buscar literatura médica. Los maestros pueden usarla para escribir materiales didácticos y; Manténgase en contacto con colegas y estudiantes por correo electrónico para discutir temas, mejorar el aprendizaje y revisar el desempeño académico. El personal médico puede aprender y complementar nuevos conocimientos médicos de acuerdo con sus propias necesidades y progreso. Actualmente, en algunas unidades de investigación y enseñanza médica se han establecido diversos cursos de medicina CAI a los que se puede acceder mediante terminales remotos a través de redes telefónicas. Otra forma importante de utilizar las computadoras para la educación médica es utilizar métodos de simulación por computadora, es decir, usar computadoras para simular el cuerpo humano o animales de experimentación para proporcionar a los estudiantes un entorno experimental eficaz y medios para que los estudiantes puedan observar más convenientemente el cuerpo humano o animales de experimentación Varios estados bajo parámetros de condición cambiantes, algunos de los cuales a menudo son difíciles de observar en condiciones generales de experimentación con animales. Debido al desarrollo de nuevas tecnologías, como la tecnología de discos ópticos, el reconocimiento de idiomas y la visualización en pantalla táctil, se han producido con éxito discos de estuche simulados por computadora para la enseñanza y se han suministrado como productos básicos en el mercado. Dichos discos se pueden utilizar para mostrar convenientemente datos reales. situaciones en el lugar, como quirófanos, imágenes y situaciones, o libros de texto y literatura relevantes para que los estudiantes estudien.
El mejor software de planificación de radioterapia La aplicación de los ordenadores en radioterapia es principalmente para calcular la distribución de dosis y formular planes de radioterapia. En el pasado, los cálculos manuales requerían mucho tiempo debido a la complejidad del proceso de cálculo. Por lo tanto, en el caso del cálculo manual, normalmente sólo se pueden seleccionar unos pocos puntos representativos para calcular el valor de la dosis. Usando una computadora, toma poco tiempo y el error no supera el 5%. De esta manera, es posible realizar varios cálculos para el mismo paciente en diferentes condiciones y seleccionar un plan de tratamiento de radiación óptimo. El llamado plan de radioterapia óptimo consiste en formular un plan de tratamiento para el paciente, que incluye la determinación de la fuente de radiación, el área del campo de radiación, la distancia entre la fuente de radiación y la superficie del cuerpo, el ángulo de incidencia y la posición central del campo de radiación, etc. ., y luego la computadora determinará el plan de tratamiento de acuerdo con el rendimiento de la máquina de tratamiento y varios La fórmula de cálculo calcula la distribución de dosis correspondiente y la muestra vívidamente en el monitor a color. Para el mismo paciente, después de cambiar repetidamente las condiciones de irradiación, calcular, analizar y comparar, se puede obtener la distribución de dosis más ideal, de modo que las células del tejido normal se dañen menos en la dirección de la exposición a la radiación y el efecto de la radioterapia sea óptimo. es el plan de radioterapia óptimo. Al mismo tiempo, este mapa de distribución de dosis se puede registrar con un trazador y almacenar en el registro médico para su uso durante el tratamiento o el almacenamiento a largo plazo.
Procesamiento y reconocimiento de imágenes médicas por computadora Mucha información importante en la investigación médica y el diagnóstico clínico aparece en forma de imágenes, y la medicina depende en gran medida de la información de las imágenes. Las imágenes médicas generalmente se dividen en dos categorías: una son imágenes unidimensionales en las que la información cambia con el tiempo, y la mayoría de las señales médicas entran en esta categoría, como electrocardiogramas, electroencefalogramas, etc., la otra son imágenes multidimensionales en las que se incluye información; se distribuye en el espacio, como fotografías de rayos X, secciones de tejido, imágenes tridimensionales de células, etc. Hay una gran cantidad de imágenes que deben procesarse y reconocerse en el campo médico. En el pasado, se utilizaban métodos manuales. La ventaja es que los médicos experimentados pueden realizar análisis completos de imágenes médicas clínicas. y la precisión varía según el médico. Las características de las computadoras, como alta velocidad, alta precisión y gran capacidad, pueden compensar las deficiencias anteriores. Especialmente para algunas imágenes médicas, como el análisis de electroencefalograma, solo se puede extraer una pequeña cantidad de información mediante observación manual y se desperdicia una gran cantidad de información útil. Las computadoras se pueden utilizar para realizar cálculos complejos y extraer mucha información valiosa. Además, cuando se realiza un censo de tumores, a menudo se examinan decenas de miles de secciones de tejido bajo un microscopio; a menudo se requieren ciertos recuentos de células en las pruebas o trabajos de investigación diarios. Estas tareas son laboriosas y requieren mucho tiempo. Si utiliza computadoras, ahorrará mucha mano de obra y acortará su tiempo. El uso de computadoras para procesar y reconocer imágenes médicas puede, en algunos casos, realizar un trabajo que no se puede realizar manualmente.
Por ejemplo, en la angiografía cardiovascular, cuando el volumen se mide manualmente y se deriva la curva de volumen de la presión arterial, solo se pueden analizar las características de la sístole y la diástole cardíacas. Si se utilizan cálculos por computadora, cada imagen solo toma un segundo y se pueden obtener parámetros útiles como velocidad instantánea, aceleración, área y volumen. Además, independientemente de los tipos de trabajo mencionados anteriormente, las computadoras también pueden realizar otro tipo de trabajo que no se puede completar manualmente, a saber, la mejora y restauración de imágenes. En la década de 1970, el procesamiento de imágenes médicas logró logros sobresalientes en la tomografía computarizada (TC), y aparecieron uno tras otro nuevos dispositivos como las máquinas de imágenes por resonancia magnética y las máquinas de imágenes cardiovasculares de sustracción digital, así como otros instrumentos de imágenes médicas como el ultrasonido. La mejora del sistema ha hecho que la gente se interese más en el procesamiento de imágenes radiológicas y de medicina nuclear y en la investigación de reconocimiento de patrones. Las imágenes microscópicas siempre han jugado un papel importante en el diagnóstico médico y la investigación médica. Se han utilizado métodos de análisis y procesamiento de imágenes por computadora para detectar características importantes en imágenes microscópicas. Las personas han podido utilizar tecnología de procesamiento de imágenes y métodos de estereología para estudiar semicuantitativamente y cuantitativamente imágenes citológicas e incluso imágenes histológicas. La tecnología de imágenes dinámicas tridimensionales por computadora ha hecho posible analizar cuantitativamente la función dinámica del corazón.
Análisis automático de indicadores bioquímicos, información fisiológica y equipos médicos inteligentes Los equipos médicos inteligentes se refieren a la aplicación de instrumentos médicos modernos combinados con tecnología informática y diversos programas informáticos, que permiten que estos equipos tengan muestreo automático, análisis automático, El procesamiento automático de datos y otras funciones, así como el control en tiempo real, son una de las direcciones para el desarrollo de instrumentos médicos.
La aplicación de las computadoras en el trabajo de enfermería La aplicación de las computadoras en el trabajo de enfermería se divide principalmente en tres aspectos: ①Enfermería, incluidos registros de enfermería, exámenes de enfermería, seguimiento de pacientes, gestión de medicamentos, etc. ②Educación de enfermería, incluida la educación CAI de enfermería, el plan de enseñanza de enfermería y la gestión de registros de rendimiento académico. ③Gestión de enfermería, incluida la planificación y programación de servicios de enfermería, gestión de recursos humanos, inspección o evaluación de la calidad del trabajo de enfermería, etc.