1、七夕，古今诗人惯咏星月与悲情。吾生虽晚，世态炎凉却已看透矣。情也成空，且作“挥手袖底风” 罢。是夜，窗外风雨如晦，吾独坐陋室，听一曲尘缘，合成诗韵一首，觉放诸古今，亦独有风韵也。乃书于纸上。毕而卧。凄然入梦。乙酉年七月初七。-啸之记。 医学信息学是信息学和医药卫生学的交叉科学。 第一章1、 医学信息学的产生产生时间：产生于 70 年代初、中期:产生条件：。信息处理工具（计算机）的产生；。医学科学的发展对信息科学的需求和信息科学对医学科学的渗透；。理论基础（老三论）的问世2、医学信息学的一般含义 从学科构成形式上定义和理解：医学信息学是在医学科学和信息科学尤其是计算机科学等多学科的基础上，经过不
2、断的交叉和融合，逐步形成的一门多边缘交叉学科。3、 医学信息学的内在理解（1 ）它是一门交叉学科：即由医学科学和信息科学相互渗透、相互合作、共同研究而形成的一门新学科。（2 ）它是一门独立学科（3 ）它是一门复杂学科：生命信息系统的复杂性决定了医学信息学的复杂性。 。4.系统论与还原论相结合（一般地，科学方法论分三个层次： 第一个层次：各门学科中的具体方法； 第二个层次：适用于各门学科的一般方法； 第三个层次：适用于包括社会科学在内的哲学方法。显然，医学信息学的方法论只属于上述的第一和第二个层次。 第二章在科学界，信息论、控制论和系统论被称为“老三论” ；信息论的创始人：美国科学家申农 信息论
3、的代表作：通信中的数学理论 （在噪声中的通信控制论的创始人：美国科学家维纳 控制论的代表作：控制论，或关于在动物和机器中的控制和通信的科学 ，平稳时间序列的外推、内插和平滑化 【控制论是生命科学和信息科学的结晶。 】系统论的创始人：美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。系统论的代表作：1928 年发表阐述系统论思想的文章;1937 年在芝加哥大学一个哲学研讨会上正式提出了一般系统论的原理；1945 年在 德国哲学周刊上公开发表关于一般系统论新三论”系指： 耗散结构论 （普里高津，Ilya.p Synergetics rigogine, 1969,比利时） ； 协同论 （哈肯:Haken,1977,德国）
4、 ；突变论 （汤姆）以及混沌学 （Chaos）和分形学 （Fractal ）等。1、 什么是信息（1 ） 从事物运动的方式定义维纳： 在人有人的用处一书中说：“信息是人们适应外界并且使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行互相交换的内容的名称。 ” 北邮大钟义信信息科学原理：信息“是事物运动状态和存在方式的直接或间接的表达” 。（2 ） 从信息的内涵定义清华朱雪龙： a) 广义信息：这是一种泛指的信息；b) 技术信息：指一切符号、记号或信号等表达信息的形式或载体；c) 统计信息： 具有统计意义的信息北邮钟义信：借用词法学的概念把信息也分成三个层次：d) 语法信息：指信息的本来状态和方
5、式，不涉及它的含义和应用。e) 语义信息：指信息的基本含义，但不涉及信息的应用。f) 语用信息：指信息的效用。（1 ） 信息与消息信息与消息密切相关，但并不等同。信息包含在消息中，或者说消息是信息的一种载体。同一个消息可以包含不同的信息，或者同一个信息可以载荷在不同的消息中。（2 ） 信息与信号所谓信号是人们在通信中，将消息转换成能够适合某种传输介质进行时空传输的物理量。与消息类似，信息包含在信号之中，信号只是信息的一种运载工具。同一个信息可以用不同的信号运载，同一个信号也可以运载或表现不同的信息。 （3 ）信息与情报 情报“是人们对于某个特定对象所见、所闻、所理解而产生的知识” ，它具有很强
6、的时间性和保密性 。 情报只能是一类特定的信息，而不是信息的全部，即信息包含情报，或者说情报仅仅是信息的一个子集。 （3 ） 信息与知识什么是知识？知识是人们根据某种目的，从客观世界收集得来的数据或资料中，经过大脑思维而整理、概括和提取而得到的有价值的信息。 信息与知识的关系是：信息包含知识，或者说知识包含在信息之中。第三章信息熵产生的基础 两个重要基础： 1877 年，奥地利物理学家玻尔兹曼（L.Boltzmann）从分子运动的角度，定义了宏观状态熵 S 与热力学系统中某一宏观状态包含的微观数目 W 的相互关系： S=KlnW（其中 K 为常数） ，从而定量的说明了 1864 年克劳修斯提出
7、的热力学第二定律的“熵增原理”； 1928 年哈特莱（Hartley,L.V.R）在信息传输中定义了发信者从 S 个符号中选取 N 个符号发出的信息量 H 为： H=logSN=NlogS （通常，在描述随机性时，一个普遍的方法就是采用概率。所以，概率值的大小是描述信息量大小的重要指标。 ）某个事件 xi 发生所包含的信息量实际上就是该由事件 xi 发生的先验概率 P(xi)转变成后验概率 P(xi+1)的一个不确定函数的改变量，即 f(P(xi)-f (P(xi+1)。如果用符号H(xi)表示，那么就称这个改变率为事件 x 发生后的自信息，或称自信息量函数：H(xi)= f(P(xi)-f
8、(P(xi+1)= -log P(xi) 自信息是针对某一个消息而言的，事实上一个事件一般有多个消息发生，不同的消息有不同的信息量，所以 H(xi)只是一个随机变量。 申农所定义的信息熵实际上就是自信息量的数学期望，即：EH(xi)=E-log P(xi)如果用 H(X)表示申农信息熵，则有： 当出现概率 p(xi)=0 时，则约定：0log0=0 底数为 e 时，其的单位是奈特（Nat 即 Natural Digit） 。 底数为 2 时，其单位是比特（ Bit 即 Binary Digit） 。 底数为 10 时，其的单位是迪特（Dit 即 Decimal Digit） 。 信息熵计算示例
9、 1： 例 3-1-3 设甲地天气预报为：晴、阴、雨、雾分别是 1/2、1/4、1/8 和 1/8；乙地天气预报为：晴、雨分别是 7/8 和 1/8，则甲乙两地天气预报各提供的信息量分别是： 甲地预报的信息熵为： H 甲 (X)= -p(xi)logp(xi) =-(1/2)log(1/2)-(1/4)log(1/4)-(1/8)log(1/8)-(1/8)log(1/8)=1.75(比特) 乙地的信息量为： H 乙 (X)= -p(xi)logp(xi) =-(7/8)log(7/8)-(1/8)log(1/8)=0.544(比特)信息熵计算示例 2： 例 3-1-4 对一个健康血浆中所含的
10、脂类（统称血脂）进行检验，得出他们的含量及相应的概率如表所示：表：健康人血脂系统中含量比表（单位：毫克%）磷脂 x1 胆固醇 x2 甘油一、二脂 x3 甘油三脂 x4 胆固醇脂x5 含量 98 125 75 112 335概率 0.13 0.17 0.10 0.15 0.45 由熵公式可得该健康人血脂所含信息量为：H(X)=- =-0.13log0.13-0.17log0.17-0.10log0.10-0.15log0.15-0.45log0.45ni iixpxXH1)(log)()(=0.3826+0.4346+0.3322+0.4105+0.5184=2.0783(比特/每项指标) 人体
11、发生病变，其信息熵值必将不断增大，而且病情越重，熵值也会越大。因此计算人体内的熵值大小，也可作为诊断疾病的一种新的辅助手段。 信息熵在生命信息科学中的应用，主要应用于那些具有相互对立性质的度量，例如混乱与秩序、散漫与组织、随机与确定、任意与规律、无知与了解等的度量。 凡是旨在研究如何减少事物发生的随机性、无序性、不确定性等过程，或者能导致事物发生的确定性、组织性、可辨别性等过程，都可以考虑用信息熵这个统一的标尺，给出数量方面的定量描述。条件熵可定义为：H(Y|X) 或者（PPT 上有关于条件熵的题目） 容易证明，条件熵等于联合熵与其中一个变元信息熵的差值，即：H(X|Y)=H(X,Y)-H(Y
12、) H(Y|X)=H(X,Y)-H(X) 当两个随机事件 X，Y 相互独立时 :H(X,Y)=H(X)+H(Y) H(X|Y)=H(X)H(Y|X)=H(Y) 当它们相互关联时 :H(X,Y)H(X)+H(Y) H(X|Y) H(X) H(Y|X) H(Y) 微分熵即连续随机变量的信息熵。关于连续随机变量的信息熵，申农仿照微积分中可把连续问题看成是某种函数和的极限的方法，直接将其定义为连续随机变量的信息熵，并称为微分熵，即：（PPT 上有关于微分熵的题目） 一个函数的标准差的大小，反映出具有各自概率的随机事件的偏离程度的大小。 按照信息论的观点，由于这个标准差引起的信息熵的变化，正是反映了某个
13、概率体系组织性的离散和聚合程度的变化。当信源发出的消息不是前面所说的单个符号，而是时间或空间上的一串符号时，就称这种信源为扩展信源。简单地说，当发出的信息是 n 个 2 进制数字信息，那么就称这个信源为 n 次扩展信源。根据信息熵的定义，很易得到 N 次扩展信源的信息熵为：N 次扩展信源的信息熵应等于：即：第四章所谓模型实际上是一个系统，它是对原型实体或者说原型信息系统的特征和规律的一种描述。换言之，模型是原型的一种代表，是对现实世界的一种抽象。一个模型必须满足三个条件：具有相似性， （类比性） ；具有代表性（在形态上或行为上或功能上） ；具有外推性 。 所谓模型化就是对研究对象（某个事物或某
14、个事件或某个过程）建立一种模拟模型，并借助于计算机对其进行加工处理的过程。 显然医学信息的模型化方法就是对医学领域特别是人体中的医学信息原型进行建模和模拟或仿真的过程。 医学信息模型化含义: 是指在医学研究中输入一定的确定的信息条件下，对必然产生一定结果的医学事件或医学过程规律的描述。 欲建立一个确定性信息模型，实际上就是要构建一个确定的数学等式。模型化的步骤:（1 ）构建模型：构建所研究对象即医学信息原型的模型。（2 ）分析模型或验证模型：对医学信息模型进行功能或行为进行研究。（3 ）应用模型或预测模型：应用所建模型推测新的医学信息原型并得出相应的结论。 nXiiN apapH)(log)(
15、)( Nkiiiiiap1., 21其 中 )(.)()()( XHXHX)()(N随机性信息模型的含义: 随机性信息模型亦称概率信息模型。它是以随机性信息为基础建立起来的并对其进行研究的一类信息模型，或者说是指在研究输入一定的随机信息的条件下，描述可能发生的事件和过程规律的模型。非线性模型实质上就是非线性系统。其特征是：从数学上看：量与量之间不存在正比关系；没有部分之和等于整体；不遵从叠加原理。 从物理现象看：不表现为时空中的平滑运动；在外界影响下系统中某些参量的极细小变化，可能引起系统在一些关键点（阀值）上运动形式的决定性改变，乃至促使系统的空间规则性结构的重新形成和维持，如旋涡、突变面的
16、形成和产生等。 。耗散结构理论认为，一个远离平衡态的非线性的开放系统(物理的、生物的乃至社会经济的)在与外界交换物质和能量过程中，当系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称之为“耗散结构”协同论认为，客观世界存在着各种各样的系统（社会的或自然的、有生命或无生命的、宏观的或微观的等） ，这些看起来属性完全不同的系统，却都具有深刻的相似性，存在着相互影响而又相互合作的协同关系。哈肯正是在研究这些系统从无序演变为有序的共
17、同规律，并为此建立了一整套数学模型和解决方案。 突变论认为在自然界和社会活动中，除了渐变和连续变化的现象外，还存在着大量的突然变化和跃迁现象，如水的沸腾、岩石的破裂、桥梁的崩塌、地震、细胞的分裂、生物的变异、人的休克、情绪的波动、战争、市场变化、经济危机等等。汤姆正是试图用数学方程描述这种间断和跃迁过程的规律。 耗散结构论、协同论与突变论一起，在研究系统有序与无序的演变机制上，把系统的形成、结构和功能联系起来，为推动复杂性科学和非线性系统的研究提供了重要的理论支撑和全新的科学世界观和方法论。有人称，新三论的产生以及由此而产生的复杂性科学及其科学方法论被称为 20 世纪继相对论和量子力学之后的第
18、三次科学革命。非线性研究的基本原理:开放系统原理 ;远离平衡原理 ;协同作用原理 ;突变原理 ;涨落原理。对于中医的复杂性系统的研究，中国科学院院士、中国科技大学校长朱清时教授 2004 年在“新时期中医药发展战略和政策论坛” 上专门做了一个从复杂性科学的观点看中医学的科学性的报告。用非线性科学引领中医的发展： 中医最终应当也只能按照中医本身规律发展。中医和西医各有优劣。 中医优势主要体现在对生命的精神层面、整体层面、动态层面的总体认识以及功能调整上，而西医的优势则体现在生命的物质层面、个体层面、静态层面的具体分析以及实质治疗上。 第五章所谓信息分类实际上就是把某一领域内具有共同运动形式或存在
19、方式的属性或特征的信息，按照其内部固有的次序归并在一起，以区别于其它形式的信息的过程。分类主要完成的工作： 其一，设计一种分类方法；其二，根据分类方法所定义的原则或术语对分类对象进行归并、组合或描述。信息分类基础和依据是：学科分类的原则。信息分类的一般方法：（1 ）符号分类法（2 ）数字分类法信息编码的含义：所谓编码就是将经过分类的信息赋以易于计算机处理，且能使其占用尽可能少的存储空间的规律性的符号或代码的过程。编码主要完成工作： 其一，对需编码的信息进行分类描述； 其二，对经过分类的信息对象，选择适当的方法对其进行代码处理，使能够正确、高效地进行表达、传输和存储。 信息编码的基本方法：（1）
20、符号化编码法；（ 2）数字化编码方法平均码长：假设信源的概率空间为：（X,P）=x i, p(xi)|i=1,2,n且 Li 为信源第 i 个状态 xi 编码的长度，则该信源的平均码长 L 为：关于平均码长，还有一个重要的极限定理：设信源的概率空间为：（X,P） =xi, p(xi)|i=1,2,n，且 L 是对 X 编码的平均码长，则 L 将以该信息熵 H(X)为其最小极限值，即：所谓编码效率是指信源 X 的信息熵值与信源每个符号的平均码长 L 的比值，即： 在医学信息处理中，符号化编码法主要解决医学信息的标准化问题，以提高医学信息在存储传输过程中的可靠性和唯一性； 而数字化编码法则主要解决
21、信息的时空效率问题，以提高信息在传输中的速率和减少在存储中的空间。 哈夫曼编码法哈夫曼编码法算法描述 、首先统计信源各个信息符号的概率值，形成一个概率集合,并以每个概率作为构造二叉树的节点。 、将计算出来的概率节点值从小到大顺序（或从大到小）进行排序，对于等概的可任意颠倒排列。 、将最小的两个概率节点值相加，形成一棵二叉树，产生一个新节点，并将概率值小的一枝赋“0”或“1”，大的一枝赋“1”或“0”。到此，新产生的节点与尚未相加的概率节点又组成一个新的概率节点的集合。 、重复第和第步，直到最后两个概率节点值相加等于 1，即构成二叉树的树根为止。 、从二叉树的树根节点开始沿着树枝直到树叶节点，把
22、沿途经过的“1”和“0” 串起来，即可得到每个叶节点（信息符号）的所求编码。2） 哈夫曼编码法计算示例 设一幅医学图象中出现有 8 种灰度级别 s0,s1,s2,s7。 如果该幅图象的象素 s0, s1, s2,s7 分别出现的次数是：4，5，6 ，7 ，10 ，10，18，40，那么要用哈夫曼算法进行编码，将如何进行？解：不难看出 如果用等长编码方法，每种灰度级别至少需要 3 比特。用这种编码方法进行编码，总共需要 300 比特码子。 如果按照哈夫曼算法进行编码，只需 261 比特码字。 具体做法是： 第一步：计算信源的各个叶节点的概率集合：4/100=0.0440/100=0.4,即：0.
23、04，0.05，0.06 ，0.07，0.10，0.10 ，0.18，0.40 第二步：对概率节点集合按升序形式进行排序： 0.04，0.05，0.06，0.07，0.10，0.10 ， 0.18，0.40 第三步：将最小两个概率节点相加形成新节点和二叉树并重新排序： 重新排序：0.06，0.07，0.09，0.10，0.10，0.18 ，0.40 第四步：重复第二和第三步，直到形成整棵二叉树为止（如下图） 。0.04 0.05 0.06 0.07 0.10 0.10 0.18 0.400.091 00.19100.370 111 00.130 10.2300011 100010 0101 0
24、100 0000 011 001 原始状态：0.04，0.05，0.06，0.07，0.10，0.10 ，0.18，0.40S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 编码过程：0.06，0.07，0.09，0.10，0.10，0.18 ，0.400.9，0.10 ，0.1，0.13 ，0.18，0.40.10，0.13，0.18，0.19，0.400.18，0.19，0.23，0.400.23，0.37，0.400.4，0.61 第五步：写出编码，即写出 8 个灰度级别 s0,s1,s2,s7 所对应的编码是：s0 s1 s2 s3 00011 00010 0101 0100s4 s5
25、s6 s7 0000 011 001 1哈夫曼编码法效率分析 信息熵为： H(S)= - =2.55(bit) 平均码长是：L= =2.61 (bit) 编码效率是： = 自然语言的信息编码：1、谓词逻辑编码法2、产生式规则编码法3、中医药语言的信息编码 谓词逻辑编码法：是一种利用命题、谓词和谓词连接符进行演算的形式来描述事实，并能根据这些事实推出新的事实的方法。 产生式规则编码法：基本形式：if then 或者：if then 第六章 1、信息获取的狭义定义： 借助换能器将非电信号模拟电信号并经 A/D 转换器将其转换成数字信号的过程。这个过程通常叫数据采集。 2、信息获取的广义含义： 凡采
26、用一定方法得到所需信息的过程。 医学常规数据信息获取的基本方法： （1）临床试验法 （2）实验研究法 （3）现场调查法 （4）分类归档法医学常规数据信息获取中应注意的几个问题： 数据的正确性 数据的统一性 数据的可操作性 人体生理模拟信号获取的基本工具：（1）医学传感器(医学换能器 )；（2）A/D 与 D/A 转换器 医学图象信息是一般的图象信息的一个重要分支。 一般地，图象信息分：符号信息、景物信息和情感信息三类，医学图象信息应属于景物信息之列。对计算机而有言，其图象主要有两类：位图（Bitmap） 、矢量图（Vector） 。传感器常规设备：CCD 、CMOS。医学图象信息获取的基本方法
27、： 对于医学图象获取，目前常见的方法主要有： （1）X 线胶片的数字化方法 （2）直接从检测设备获取数字化图象信息的方法 （3）计算机断层扫描获取方法数字化虚拟人不是真人，它是将人体尸体切片并数字化，然后通过计算机技术，在电脑屏幕上实现可视的、而且能够调控的虚拟的人体三维结构。医学知识信息获取的基本方法：（1）知识的人工获取；（ 2）知识的自动获取知识的自动获取：其一，利用智能编辑器（程序）或文本解释程序，从医学专家那里直接获取。其二，使系统具有自我学习的功能，比如可以构造一个系统，让计算机具有记忆功能。 第七章 对于信息系统集成（Integration）： 从结构形式上看：有硬件系统的集成和
28、软件系统的集成； 从功能形式上看，有一个信息系统的集成和多个系统的集成。 本文只介绍一个信息系统的软件集成概念。什么是信息系统的集成？ 指在获取信息的基础上，采用一定的方法和手段，对信息进行分析、转接、存储，加工处理等，并构成计算机系统的过程。系统集成的基本目的：就是使其具有或模拟医学某个领域或人体内某个系统的基本功能，籍此来达到探讨医学领域各种信息的发生、传播、变换、存储和驱动的基本规律。 2、医学信息系统集成的基本原则：医学信息系统的集成必须遵循：整体性原则；开放性原则；最优化原则；生命性原则 。2、 医学信息系统集成的基本类型： 常见的医学信息处理系统集成 医学图象信息处理系统的集成 医
29、学数据库系统的集成 医学信息决策支持系统的集成 医学信息智能系统的集成 医学信息分布式网络系统的集成 生物信息处理系统的集成二、 医学信息系统集成的基本方法和过程：1、信息系统集成的基本方法2、信息系统设计的基本过程基本方法：（1）结构化方法：结构化方法（ Structure）是产生于 70 年代中期，而且是借用结构化程序设计思想而产生的一种面向数据流的系统集成方法。结构化程序设计思想是 1964 年波姆（Bohn）和雅科比尼（G.Jacopini）等提出的一种程序设计的理论。结构化程序设计理论的基本思想是： 任何一个系统可以分解成若干个模块，且各个模块由顶向下，逐步求精。 系统中每一个模块或
30、子模块的程序都由顺序结构、选择结构和循环结构三种基本形式组成。 （2 ）原型化法：原型化方法（Prototyping ）是 80 年代提出的一种系统集成模式。它的基本思想是：用最小的时间和最小的经济开销，迅速开发出一个可实际运行的、并能体现目标系统基本功能的系统原型，并投入运行和提供原型的有关文档。然后在此基础上逐步投入人力、物力和财力对系统进行扩充、修改和完善；或者根据原型的功能和特征重新构建目标系统。（3 ）面向对象方法：面向对象法（OOA：Object Oriented Analyses）是从编程领域向分析领域发展和延伸的产物，即由面向对象程序设计（OOP ：Object Oriente
31、d Programming）发展起来的一种系统集成方法。3、 关于模式的关系运算：关系运算基本有三种：a) 投影运算（Projection）：在列方向进行；b) 选择运算（Select）：在行方向进行；c) 连接运算（Connect）：在行方向进行；什么是 ODBC？ODBC（ Open DataBase Connective,开放数据库互连）其实是一个数据库引擎，或者说它是数据库管理的驱动程序。由于不同的数据库系统的运行方式和存取方法各不相同，为了实现用户用同样的方法对不同的数据库的存取操作，为了适应这种要求，Microsoft 公司就开发了这种 ODBC 技术。因此，也可以说它是用户应用程
32、序和数据库之间的接口。ASP （Active Server Pages）是一种运行于 Web 服务器端的具有交互功能的服务器应用程序。 ASP 是一种由微软公司推出的动态网页开发技术，ASP 文件的后缀名是.asp。 ASP 不是一种语言，Microsoft 公司是把它定义为一个脚本语言执行的环境。ASP 的运行环境： ASP 必须运行在 Web 服务器上，而 IIS（ Internet Information Serve ）/PWS（ Personal Web Server ）就是 Microsoft 公司推出的典型的 Web 服务器。 因此，要使 ASP 能够正常运行，就必须安装 IIS/
33、PWS 这个 Web 服务器，以创建其工作环境。安装 IIS 方法： 对于 Windows 2000 以上使用者，要使用 ASP，就必须安装 IIS。 安装方法：可通过“控制面板/ 添加/删除程序/ 添加/删除 Windows 组件” 选择”Internet 信息服务(IIS)”即可。ASP 文件的创建方法：ASP 文件的创建，可以用任何一种文本编辑器进行。通常的方法是： 通过“记事本”实现后，存放到相应的站点文件夹下。 借助网页制作软件如 FrontPage 或 Dreamwerver 进行编辑。 也可以将已经存在的.htm 或.html 文件重新命名为.asp 文件。要使 ASP 能够正常
34、运行，就必须安装 IIS/PWS 这个 Web 服务器，以创建其工作环境。 ASP 内置对象是 Web 服务器自动生成，并已经将能实现某种特定功能封装起来的部件。使用中只需调用它即可完成某种功能。常见的内置对象有： Response Request Server Application 等。 第八章 所谓推理（Inference）就是指按照某种策略或机制从已知的条件（事实）或假设出发，推出某个或某些目标或事实的过程。 （1 ） 按推理的方向分类：正向推理：从初始事实推出结论；从一组表示事实初始信息的谓词或命题出发，正向使用推理规则的推理方式，以证明目标信息的谓词公式或命题是否成立的方法。 反向
35、推理：从结论开始逐步寻找支持结论的事实。即从表示目标信息的谓词或命题出发，使用一组规则信息证明一组表示初始信息的事实谓词或命题成立 的方法。 双向混合推理：从两个方向同时进行（2 ） 按推理的逻辑基础分类归纳推理：从若干判断到结论，即从个别到一般。常见方法：枚举法和类比法。演绎推理：从全称判断到特称判断，即从一般到个别。常见方法：大前提、小前提到结论的三段论。缺省推理：在知识不完全情况下假设有些条件已经具备的推理。 3）按推理过程的单调性分类： 单调推理：在推理中随着推理的向前推进和新知识的加入，推出的结论呈单调增加的趋势，即越来越接近最终目标。 非单调推理：在推理中随着推理的向前推进和新知识
36、的加入，推出的结论不是呈单调增加的趋势，有时还会出现否定的现象，使得推理回退到前面的推理步骤。4）按推理知识信息的确定性来分类： 确定性推理：推理中所用知识都是确定的，推出的结论也是确定的。 非确定性推理：推理中所用知识都是不确定的，因此推出的结论也是不确定的。什么是冲突？ 在推理中，系统要不断地到数据库中去寻找事实和知识库中的规则（知识信息）进行匹配，当同时有多条规则的条件部分与数据库中的事实匹配，这就意味着同时有多条规则（知识信息）能够推出同一个结论。这种现象就是冲突。如何消解冲突？ 含义： 是指当推理过程中如何从多条同时可用的知识信息（规则）中选择出一条最佳的知识信息（规则） 。 策略：
37、 是将所有可用的知识（规则）进行排序，然后按照一定的优先原则选择用于当前推理的规则。 消解冲突策略的排序原则： 特殊知识优先原则 新鲜知识优先原则 领域特点优先原则 差异性大者优先原则 可信度大者优先原则 医学信息专家系统： 所谓医学信息专家系统（Medical Expert System）是在医学领域模拟医护人员的思维进行医学实践，并且具有专家水平的一类智能系统。 专家系统有解释型、诊断型、预测型、设计型、控制型等 10 种类型。医学专家系统的产生： 产生于 20 世纪 70 年代初期的美国。 例如： 20 世纪 70 年代初匹兹堡大学首先研制了用于内科疾病诊治的医学专家系统 INTERNI
38、ST， 70 年代中期斯坦福大学等又相继开发了用于诊治感染疾病的 MYCIN 系统、用于诊治青光眼疾病的 CASNET 系统和用于测试肺功能的 PUFF 系统等。我国的医学专家系统： 我国医学专家系统的研究始于 80 年初期，最早出现的医学专家系统是北京中医研究院的关幼波肝病诊断系统。 此后相继在各个医学领域开发了许多具有一定价值的医学专家系统，其中尤以中医方面的专家系统最多，而且在一定程度上处于世界领先水平。4、 医学专家系统的特征：最基本和最关键的是： 其一、具有医学专家的专家水平。 其二、具有人脑推理的功能。二、医学信息专家系统的基本构成： 1、基本结构 2、主要技术1、基本结构 （1）
39、知识库（Knowledge Base） （2） 推理机（Inference engine） （3）综合数据库（Global database） （4） 解释机制（Explain mechanism） （5） 知识获取机制（ Knowledge gain） （6）人机接口（Human-computer interface）结构示意图用 户 领域专家 知识库 人 机 接 口 解释机制 知识获取 综合数据库 推理机5、 主要技术 医学知识信息的获取 (第 6 章) 医学知识信息的形式化描述 (第 5 章) 对知识信息进行搜索策略的选择 为了求解问题而对知识信息的推理机制的确定等。十二章HIS 系统设
40、计的基本形式1）自我开发，亦称系统集成法（System Integration） ；2）合作开发，亦称量身定做法（Requirement Specification and Contracting） 3）直接购买，亦称交钥匙法（Turnkey ）HIS 系统中的基本技术（1）网络技术（Network）（2）服务器技术（Server）（3）操作系统（OS）（4）关系数据库系统（BDBMS）（5）应用软件（Application Software） 设计 HIS 系统的基本步骤与系统集成的方法步骤是相同的，即： 系统总体规划（需求分析） 系统逻辑结构分析 系统物理结构设计 系统的详细设计 系统的组
41、装、运行和维护 系统的商品化处理 电子病历定义： CPR 是以电子化方式管理的有关个人终生健康状态和医疗保健行为的信息，它可在医疗中作为主要的信息源取代纸张病历，提供超越纸张病历的服务，满足所有的医疗、法律和管理需求。 电子病历依靠电子病历系统提供服务，电子病历系统是包括支持病历信息采集、存储、处理、传递、保密和表现服务的所有元素构成的系统。电子病历的结构化描述 要开发一个电子病历，首先要解决它的结构化问题。一般必须包括两个方面： （1）系统模型的结构化 病历系统模型的结构化主要体现在通科和专科或专病两大类型上： 通科病历的结构化 对于通科病历的结构化，各国的病历书写规范中都有严格的结构形式和
42、书写要求。 我国卫生部 2002 年发布的“病历书写暂行规定” ，医生只需遵照执行即可。 专科或专病病历的结构化 由于专科病历在内容和形式上都有较大差别，因此无法构建统一的病历格式。 （2）系统数据的结构化 系统数据的结构化 时间数据的结构化时间数据的结构化其实就是如何在电子病历中表达时间数据。一般地，有以下两个问题：时间表达的方法、 、时间表达的精度 从物理构成来说，一个 PACS 系统一般由下面 5 大部分组成： 医学图像成像系统 医学图像采集计算机系统 PACS 控制系统 图像显示工作站HIS/RIS 系统接口等。PACS 控制系统 PACS 控制系统是整个 PACS 系统的核心，它的基
43、本作用是负责接受和处理来自图像采集计算机系统和 HIS 系统或 RIS 系统的数据信息，一般它包括两大部分： 数据库服务器系统 存档管理服务器系统 数据库服务器是用来存储和管理病人基本信息的主要部件。它的基本功能是通过数据库管理系统，实现放射科挂号登记；存档文件报告；接受图像采集计算机和 HIS 系统的信息等各项操作。 存档管理服务器系统具有很多功能，但最基本的是： 接收图像 保存图像 发送图像检索图像 PACS 存储影象信息完全是在 PACS 服务器控制系统控制下进行的。其存储过程通常是按下面三个层次进行存储： 在线存储 近线存储离线存储在线存储（On-Line）是指将“现时” 的图象，存储
44、在 PACS 服务器本地盘上。 在 PACS 系统中，通常将采集的图象按照使用的时间分成“现时” 和“历史”两类。 所谓“现时”的图象，是指那些在现在时间需要经常使用的图象，例如正在住院病人的图象； 所谓“历史”的图象，是指那些在“现时”时间内不再使用而在“现时”时间之外的近期内可能使用的图象。 在线存储的磁盘通常采用目前最成熟的数据安全存储设备之一的磁盘阵列 RAID，其存储数量可达几十个 GB 到几百个 GB 以上。 在线存储的最大优点是方便用户快速调阅各种图象。近线存储（Near-Line）是指将“历史”的图象存储到专用的存储设备上。 近线存储的存储设备常用： 光盘库、磁带库、SCSI
45、磁盘、网络直接连接存储 NAS 和存储区域网络SAN。近线存储的数量一般可达几十个 TB 以上离线存储（Off-Line）是指将那些近期不再使用而要从存储设备中删除、但这些信息又需要永久保存的图象，保存（刻录）到光盘或磁带上。其实在近线存储设备盘满而被更换出来旧盘上的图象信息也就成了离线图象。 离线存储的存储容量，在理论上讲显然是海量的，或者说是无限的。 关于医院服务质量的理解： 服务质量同有形产品的质量在内涵上有很大的不同，二者的区别在于： 服务质量较有形产品的质量更难被消费者所评价； 顾客对服务质量的认识取决于他们预期同实际所感受到的服务水平的对比； 顾客对服务质量的评价不仅要考虑服务的结
46、果，而且涉及服务的过程。 有两种理解： 美国 OTA(Office of technology assessment) 1988 年提出:“医疗服务质量是指利用医学即知识和技术.在现有条件下，医疗服务过程增加病人期望结果和诚少非期望结果的程度”。 Dunalredian 在 1988 年提出:“医疗服务质量是指利用合理的方法实现期望目标恢复病人身心健康和令人满意的能力”。 医疗服务质量的内涵应包括以下内容： 患者的感知； 既要有客观方法加以制定和衡量，更多地要按患者主观的认识加以衡量和检验； 发生在服务生产和交易过程之中； 在医院与患者交易的真实瞬间实现的； 内部形成的有效管理和支持系统。 美
47、国 Marion.J.Ball 在对医疗服务质量体系的描述中，曾提出下列公式：（服务+质量） /消费=价值 (Service+Quality)/Cost=Value) 数字化医院，是指通过融合技术将数字化医疗设备、数字化医学影像系统和数字化医疗信息系统等全部临床和非临床作业过程纳入到数字化网络中，从而实现整个临床和管理工作的完全数字化和自动化运行的医院。 实质上说，数字化医院其实是一个将医院各种资源和系统整合在一起的大型综合系统。运行这个系统，能够最大限度地在数字水平上实现医院资源整合、流程优化，降低成本，提高服务质量和管理水平。 数字化医院在形式上，其基本特征是： 无纸张 无胶片 无线网络 数字化医院整个系统应包括三大系统： 医院业务信息系统 数字化医疗设备处理系统 计算机无线网络系统
