醫學信息學（第2版）

《醫學信息學（第2版）》是2022年清華大學出版社出版的圖書，作者是趙越、王之瓊。

基本介紹

• 書名：醫學信息學（第2版）
• 作者：趙越、王之瓊
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2022年11月1日
• 定價：89.80 元
• ISBN：9787302618645

內容簡介

醫學信息學是當前熱門的研究課題。本書結合了大量的實例，全面、系統地講解了醫學信息學的理論知識及在醫學領域的套用。主要內容包括生物醫學信息學概論、醫學信息標準化、資料庫與信息系統、醫院信息系統、醫學影像信息系統、實驗室信息系統、護理信息系統、醫學信息學、區域衛生信息平台、電子病歷、常用生物醫學信號處理方法、臨床決策支持系統、遠程醫療、生物信息學、醫學信息學的未來等。 在講解過程中，本書力求理論與實例結合，深入淺出，循序漸進，使讀者全面了解醫學信息學技術，提高分析問題、解決問題的能力。 本書可作為各大院校相關專業本科生和研究生的學習用書，也可作為廣大科研人員、學者的參考用書。

圖書目錄

第1篇 醫學信息學基礎

第1章 生物醫學信息學概論 ......................................................................3

1.1 信息科技與生物醫學深度融合 ..............................................................................3

1.2 信息技術不斷創新 ..................................................................................................6

1.3 醫學信息學發展迅猛 ..............................................................................................8

1.3.1 醫院信息系統 .............................................................................................8

1.3.2 醫學圖像信息系統 .....................................................................................9

1.3.3 實驗室信息系統 .......................................................................................10

1.3.4 護理信息系統 ...........................................................................................10

1.3.5 社區衛生信息系統 ...................................................................................11

1.3.6 區域衛生信息平台 ...................................................................................11

1.3.7 電子病歷及多種醫療系統的整合 ...........................................................13

1.4 生物組學研究的快速發展 ....................................................................................14

1.5 生物信息學是解決複雜生物學問題的鑰匙 ........................................................15

1.6 展望 ........................................................................................................................16

本章小結 .........................................................................................................................21

思考題 .............................................................................................................................21

第2章 醫學數據獲取與處理 ....................................................................22

2.1 生物醫學感測器基礎 ............................................................................................22

2.1.1 生物醫學感測器的定義與作用 ...............................................................22

2.1.2 生物醫學感測器的分類 ...........................................................................24

2.1.3 生物醫學感測器的特殊性與安全性 .......................................................25

2.1.4 生物醫學感測器的標定與校準 ...............................................................27

2.1.5 新型生物醫學感測器及系統 ...................................................................27

2.2 生物醫學信號的數據採集 ....................................................................................31

2.2.1 生物醫學數據採集系統 ...........................................................................31

2.2.2 嵌入式數據採集系統 ...............................................................................33

2.2.3 生物醫學無線感測器網路 .......................................................................34

2.3 常用生物醫學信號處理方法 ................................................................................38

2.3.1 時域分析方法 ...........................................................................................39

2.3.2 頻域分析方法 ...........................................................................................40

2.3.3 時頻聯合分析方法 ...................................................................................44

2.3.4 非線性分析方法 .......................................................................................47

本章小結 .........................................................................................................................50

思考題 .............................................................................................................................50

第3章 醫學信息標準化 ...........................................................................51

3.1 標準與標準化 ........................................................................................................51

3.1.1 標準 ...........................................................................................................51

3.1.2 標準化 .......................................................................................................52

3.1.3 標準化發展歷程 .......................................................................................54

3.1.4 信息標準化 ...............................................................................................54

3.2 分類與編碼 ............................................................................................................56

3.2.1 基本概念 ...................................................................................................56

3.2.2 分類與編碼的基本原則 ...........................................................................56

3.2.3 分類與編碼的方法 ...................................................................................57

3.3 醫學信息標準 ........................................................................................................58

3.3.1 制定醫學信息標準的艱巨性 ...................................................................58

3.3.2 醫學信息標準的類型 ...............................................................................59

3.4 醫學信息學常用標準 ............................................................................................60

3.4.1 國際疾病分類 ...........................................................................................60

3.4.2 系統醫學術語集 .......................................................................................61

3.4.3 疾病診斷相關組 .......................................................................................64

3.4.4 一體化醫學語言系統 ...............................................................................65

3.4.5 國際社區醫療分類 ...................................................................................66

3.4.6 Read臨床分類..........................................................................................67

3.4.7 觀測指標標識符邏輯命名與編碼系統 ...................................................67

3.4.8 醫學主題詞表 ...........................................................................................67

3.5 醫學信息交換標準 ................................................................................................68

3.5.1 HL7 ...........................................................................................................68

3.5.2 DICOM .....................................................................................................71

本章小結 .........................................................................................................................71

思考題 .............................................................................................................................71

目 錄

VII

第4章 醫學資料庫與信息系統 ................................................................72

4.1 資料庫與醫學資料庫 ............................................................................................72

4.1.1 資料庫的基本概念 ...................................................................................72

4.1.2 醫學資料庫的發展 ...................................................................................76

4.1.3 資料庫管理系統 .......................................................................................79

4.2 信息系統 ................................................................................................................79

4.2.1 信息系統的基本概念 ...............................................................................79

4.2.2 信息系統的分析與設計 ...........................................................................85

4.2.3 醫學信息系統的建設 ...............................................................................92

本章小結 .........................................................................................................................95

思考題 .............................................................................................................................95

第2篇 醫療信息系統

第5章 醫院信息系統 ..............................................................................99

5.1 醫院信息系統概述 ................................................................................................99

5.1.1 醫院信息系統的定義 .............................................................................100

5.1.2 醫院信息系統的現狀 .............................................................................101

5.2 醫院信息系統的功能與內容 ..............................................................................102

5.2.1 醫院信息系統的功能 .............................................................................102

5.2.2 醫院信息系統的內容 .............................................................................106

5.3 醫院信息系統的建設 ..........................................................................................108

5.3.1 醫院信息系統的建設策略 .....................................................................109

5.3.2 醫院信息系統的建設步驟 .....................................................................120

5.4 醫院信息系統的運行維護 ..................................................................................125

5.4.1 醫院信息系統運行維護的目的 .............................................................125

5.4.2 醫院信息系統運行維護的組織 .............................................................126

5.4.3 醫院信息系統運行維護的內容 .............................................................127

本章小結 .......................................................................................................................132

思考題 ...........................................................................................................................133

第6章 護理信息系統 ............................................................................134

6.1 護理信息系統的發展歷程 ..................................................................................134

6.1.1 護理學 .....................................................................................................135

6.1.2 護理管理學 .............................................................................................136

6.1.3 護理信息學 .............................................................................................138

6.2 護理信息系統 ......................................................................................................139

6.2.1 護理信息系統的定義 .............................................................................140

6.2.2 護理信息的特點 .....................................................................................140

6.2.3 傳統護理信息的處理方式 .....................................................................141

6.3 移動護理信息系統 ..............................................................................................141

6.3.1 移動護理信息系統的組成 .....................................................................142

6.3.2 移動護士工作站對護理工作的作用 .....................................................144

6.3.3 國內外移動護理信息系統的套用 .........................................................145

6.3.4 移動護理信息系統存在的不足 .............................................................146

6.4 移動護理信息系統的設計 ..................................................................................147

6.4.1 架構設計 .................................................................................................148

6.4.2 系統硬體設計 .........................................................................................148

6.4.3 系統功能及操作過程 .............................................................................149

6.5 案例 ......................................................................................................................151

6.5.1 案例一 .....................................................................................................151

6.5.2 案例二 .....................................................................................................152

本章小結 .......................................................................................................................153

思考題 ...........................................................................................................................153

第7章 醫學圖像信息系統 .....................................................................154

7.1 醫學圖像信息系統概述 ......................................................................................154

7.1.1 數字圖像的基本概念 .............................................................................154

7.1.2 醫學圖像成像原理與設備 .....................................................................155

7.1.3 醫學圖像的作用 .....................................................................................160

7.1.4 醫學圖像信息系統的發展歷程 .............................................................161

7.2 醫學圖像的管理與顯示 ......................................................................................161

7.2.1 醫學圖像標準 .........................................................................................161

7.2.2 醫學圖像採集 .........................................................................................163

7.2.3 醫學圖像存儲 .........................................................................................163

7.2.4 醫學圖像傳輸 .........................................................................................167

7.2.5 醫學圖像顯示 .........................................................................................168

7.2.6 醫學圖像處理 .........................................................................................169

7.3 醫學圖像信息系統的套用 ..................................................................................172

7.3.1 醫學圖像存儲與傳輸系統 .....................................................................173

7.3.2 放射信息系統 .........................................................................................174

7.3.3 信息系統整合 .........................................................................................176

7.4 案例：瀋陽某醫院的PACS系統 .......................................................................176

本章小結 .......................................................................................................................177

思考題 ...........................................................................................................................177

第8章 實驗室信息系統 .........................................................................178

8.1 實驗室信息系統概述 ..........................................................................................178

8.1.1 定義 .........................................................................................................178

8.1.2 建立實驗室信息系統的目的 .................................................................179

8.2 實驗室信息系統的主要技術 ..............................................................................179

8.2.1 模式識別技術 .........................................................................................179

8.2.2 條碼技術套用 .........................................................................................180

8.2.3 自動控制技術 .........................................................................................181

8.3 實驗室信息系統的功能 ......................................................................................183

8.3.1 LIS的用戶許可權管理 ..............................................................................183

8.3.2 基礎數據維護 .........................................................................................183

8.3.3 標本管理 .................................................................................................184

8.3.4 檢驗管理 .................................................................................................184

8.3.5 質量管理 .................................................................................................186

8.3.6 綜合查詢統計 .........................................................................................186

8.3.7 實驗室管理 .............................................................................................187

8.4 實驗室信息系統質量管理體系 ..........................................................................188

8.4.1 LIS認證體系的重要組成部分 ..............................................................188

8.4.2 LIS促進質量管理體系建立 ..................................................................188

8.5 檢驗業務基本流程 ..............................................................................................189

8.5.1 門、急診檢驗流程 .................................................................................189

8.5.2 住院部檢驗流程 .....................................................................................190

本章小結 .......................................................................................................................191

思考題 ...........................................................................................................................191

第9章 社區衛生信息系統 .....................................................................193

9.1 社區衛生信息系統概述 ......................................................................................193

9.1.1 社區衛生信息系統的定義 .....................................................................194

9.1.2 社區衛生信息系統的目標 .....................................................................194

9.2 社區衛生信息系統模型 ......................................................................................195

9.2.1 社區衛生信息系統的結構模型 .............................................................195

9.2.2 社區衛生信息系統的數據模型 .............................................................195

9.2.3 系統總體組成 .........................................................................................196

9.3 社區衛生信息系統 ..............................................................................................196

9.3.1 社區醫療管理子系統 .............................................................................196

9.3.2 社區醫院行政管理子系統 .....................................................................197

9.3.3 社區衛生服務管理子系統 .....................................................................197

9.4 社區衛生信息系統的設計與實現 ......................................................................200

9.4.1 突發公共衛生事件應急指揮信息系統概述 .........................................200

9.4.2 總體業務/信息流程——指揮控制閉環系統 ......................................202

9.4.3 套用架構 .................................................................................................202

9.4.4 套用系統設計 .........................................................................................203

9.5 案例：北京市社區衛生信息系統 .......................................................................206

9.6 案例： 東軟集團股份有限公司助力完善常州市社區衛生

信息系統 ...................................................................................................208

本章小結 .......................................................................................................................209

思考題 ...........................................................................................................................210

第10章 區域衛生信息平台 ...................................................................211

10.1 區域衛生信息平台概述 .................................................................................211

10.1.1 背景與意義 .....................................................................................211

10.1.2 區域衛生平台相關概念 .................................................................213

10.2 區域衛生信息平台的整體架構 .....................................................................215

10.2.1 整體架構分布 .................................................................................215

10.2.2 功能與服務類型 .............................................................................216

10.3 區域衛生信息平台的設計與實現 .................................................................218

10.3.1 設計理念 .........................................................................................218

10.3.2 實現方案 .........................................................................................219

10.4 區域衛生信息平台的具體實例 .....................................................................221

10.4.1 基於健康檔案的區域衛生信息化共享平台 .................................221

10.4.2 基於社區衛生服務的區域衛生信息交換平台 .............................222

10.4.3 大數據智慧型化區域衛生服務平台 .................................................225

本章小結 ....................................................................................................................227

思考題 ........................................................................................................................227

第3篇 生物信息學基礎

第11章 生物分子結構分析 ...................................................................231

11.1 基因結構及序列比對分析 .............................................................................231

11.1.1 基因結構 ..........................................................................................231

11.1.2 序列比對分析 ..................................................................................232

11.2 蛋白質結構預測 .............................................................................................233

11.2.1 蛋白質結構 ......................................................................................233

11.2.2 蛋白質結構預測 ..............................................................................234

11.3 常用的資料庫、軟體和資源 .........................................................................235

11.3.1 核酸資料庫 ......................................................................................236

11.3.2 蛋白質資料庫 ..................................................................................238

11.3.3 生物信息學線上分析工具 ..............................................................241

11.3.4 基因組瀏覽器 ..................................................................................245

本章小結 ....................................................................................................................246

思考題 ........................................................................................................................246

第12章 基因表達與網路調控分析 ........................................................247

12.1 基因表達與非編碼RNA分析 .......................................................................247

12.2 表觀遺傳學及其分析 .....................................................................................248

12.2.1 表觀遺傳學 .....................................................................................248

12.2.2 表觀遺傳學分析 .............................................................................249

12.3 轉錄組學及其研究方法 .................................................................................250

12.4 生物分子網路與通路分析 .............................................................................252

12.5 藥物生物信息學 .............................................................................................253

12.6 代謝通路資料庫 .............................................................................................254

本章小結 ....................................................................................................................255

思考題 ........................................................................................................................256

第4篇 醫學信息學前沿

第13章 基於5G的遠程醫療 ................................................................259

13.1 遠程醫療系統的概念 .....................................................................................259

13.1.1 遠程醫療的定義 .............................................................................259

13.1.2 遠程醫療的內涵 .............................................................................261

13.1.3 遠程醫療的目的 .............................................................................262

13.1.4 遠程醫療的發展歷程 .....................................................................262

13.2 遠程醫療系統的組成與功能 .........................................................................263

13.2.1 遠程醫療系統的組成 .....................................................................263

13.2.2 遠程醫療信息系統的功能 .............................................................264

13.3 遠程醫療的組織管理 .....................................................................................270

13.3.1 遠程醫療機構管理 .........................................................................270

13.3.2 遠程醫療專家管理 .........................................................................270

13.3.3 遠程醫療會診流程管理 .................................................................270

13.3.4 遠程醫療的隱私保護 .....................................................................271

13.4 遠程醫療套用 .................................................................................................271

13.4.1 遠程醫學診斷 .................................................................................271

13.4.2 遠程醫學治療 .................................................................................272

13.4.3 遠程監護 .........................................................................................272

13.5 遠程醫療發展趨勢 .........................................................................................273

13.6 案例：遠程醫療助力抗擊新冠肺炎疫情 ......................................................273

本章小結 ....................................................................................................................274

思考題 ........................................................................................................................274

第14章 電子病歷智慧型分析 ...................................................................275

14.1 電子病歷概述 .................................................................................................275

14.1.1 病歷的概念 .....................................................................................275

14.1.2 電子病歷 .........................................................................................277

14.1.3 中醫電子病歷 .................................................................................280

14.2 電子病歷的功能與集成 .................................................................................282

14.2.1 電子病歷的功能 .............................................................................282

14.2.2 電子病歷的集成 .............................................................................283

14.3 電子病歷的設計與實現 .................................................................................284

14.3.1 錄入功能 .........................................................................................284

14.3.2 顯示功能 .........................................................................................286

14.3.3 存儲與查詢功能 .............................................................................287

14.3.4 安全管理功能 .................................................................................290

14.3.5 案例：某醫院電子病歷系統 ..........................................................293

14.4 自然語言處理 .................................................................................................294

14.4.1 自然語言處理的基本概念 .............................................................294

14.4.2 自然語言處理的研究內容 .............................................................295

14.4.3 自然語言處理的研究方法 .............................................................297

14.4.4 自然語言處理的核心技術 .............................................................297

14.5 基於自然語言處理的電子病歷智慧型分析 .....................................................301

14.5.1 基本概念 .........................................................................................302

14.5.2 案例分析 .........................................................................................303

本章小結 ....................................................................................................................310

思考題 ........................................................................................................................310

第15章 多組學與精準醫學 ...................................................................311

15.1 精準醫學概述 .................................................................................................311

15.1.1 精準醫學的基本概念 .....................................................................311

15.1.2 精準醫學的興起與發展 .................................................................312

15.2 基因組學與精準醫學 .....................................................................................313

15.2.1 基因組學簡介 .................................................................................313

15.2.2 基因組信息學在精準醫學中的套用 .............................................314

15.2.3 藥物基因組學在精準醫學中的套用 .............................................315

15.2.4 宏基因組學在精準醫學中的套用 .................................................316

15.3 轉錄組學及表觀遺傳組學與精準醫學 .........................................................317

15.3.1 轉錄組學在惡性腫瘤精準診療中的套用 .....................................317

15.3.2 轉錄組學與藥物研發和臨床用藥指導 .........................................318

15.3.3 DNA甲基化在精準醫學中的套用 ................................................319

15.3.4 三維基因組學在精準醫學中的套用 .............................................321

15.3.5 表觀遺傳藥物與疾病精準治療 .....................................................322

15.4 案例：融合多組學數據的疾病樣本分類 ......................................................324

本章小結 ....................................................................................................................325

思考題 ........................................................................................................................325

第16章 智慧型臨床決策 ..........................................................................326

16.1 臨床決策支持系統概述 .................................................................................326

16.1.1 專家系統與智慧型決策支持系統 .....................................................327

16.1.2 知識的表示與推理 .........................................................................329

16.1.3 臨床決策支持系統的意義與種類 .................................................333

16.2 臨床決策支持系統的系統結構與主要特徵 .................................................334

16.2.1 臨床決策支持系統的系統結構 .....................................................334

16.2.2 臨床決策支持系統的主要特徵 .....................................................335

16.3 臨床決策支持方法 .........................................................................................336

16.3.1 醫學實驗結果分類 .........................................................................336

16.3.2 基於貝葉斯定理的預測 .................................................................338

16.3.3 基於期望的預測 .............................................................................339

16.3.4 基於深度學習的預測 .....................................................................342

16.4 臨床決策支持系統的設計 .............................................................................347

16.4.1 患者數據的獲取與驗證 .................................................................347

16.4.2 醫學知識的建模 .............................................................................347

16.4.3 醫學知識的導出 .............................................................................347

16.4.4 醫學知識的表示和推理 .................................................................347

16.4.5 系統性能的驗證 .............................................................................347

16.5 案例：中國首例AI+5G心臟手術 .................................................................348

本章小結 ....................................................................................................................348

思考題 ........................................................................................................................348

第17章 醫療知識圖譜 ..........................................................................350

17.1 醫療知識圖譜概述 .........................................................................................350

17.1.1 醫療知識圖譜的定義 .....................................................................351

17.1.2 醫療知識圖譜的相關產品 .............................................................351

17.2 醫療知識圖譜的構建 .....................................................................................352

17.2.1 醫療知識圖譜數據採集 .................................................................352

17.2.2 醫療知識圖譜的本體庫構建 .........................................................354

17.2.3 醫療知識圖譜的命名實體識別 .....................................................355

17.2.4 醫療知識圖譜的實體關係抽取 .....................................................356

17.2.5 醫療知識圖譜的實體對齊 .............................................................357

17.3 醫療知識圖譜的存儲及補全 .........................................................................359

17.3.1 醫療知識圖譜的存儲 .....................................................................359

17.3.2 醫療知識圖譜的補全 .....................................................................361

17.4 醫療知識圖譜的套用 .....................................................................................363

17.4.1 醫療信息搜尋引擎 .........................................................................363

17.4.2 醫療決策支持系統 .........................................................................364

17.4.3 醫療問答系統 .................................................................................365

本章小結 ....................................................................................................................365

思考題 ........................................................................................................................366

第5篇 展 望

第18章 醫學信息學展望 .......................................................................369

18.1 醫學信息學的現狀及挑戰 .............................................................................369

18.1.1 醫學信息學的研究熱點 .................................................................370

18.1.2 醫學信息學面臨的挑戰 .................................................................373

18.2 醫學信息學研究的目標、機遇與未來 .........................................................378

18.2.1 醫學信息學研究的目標 .................................................................378

18.2.2 醫學信息學研究的機遇與未來 .....................................................379

本章小結 ....................................................................................................................379

思考題 ........................................................................................................................380

習題答案 ..................................................................................................381

第1章 生物醫學信息學概論 ................................................................................381

第2章 醫學數據獲取與處理 ................................................................................381

第3章 醫學信息標準化 ........................................................................................383

第4章 醫學資料庫與信息系統 ............................................................................385

第5章 醫院信息系統 ............................................................................................388

第6章 護理信息系統 ............................................................................................389

第7章 醫學圖像信息系統 ....................................................................................390

第8章 實驗室信息系統 ........................................................................................392

第9章 社區衛生信息系統 ....................................................................................394

第10章 區域衛生信息平台 ..................................................................................395

第11章 生物分子結構分析 ..................................................................................397

第12章 基因表達與網路調控分析 ......................................................................397

第13章 基於5G的遠程醫療 ...............................................................................398

第14章 電子病歷智慧型分析 ..................................................................................399

第15章 多組學與精準醫學 ..................................................................................404

第16章 智慧型臨床決策 ..........................................................................................405

第17章 醫療知識圖譜 ..........................................................................................407

第18章 醫學信息學展望 ......................................................................................409

參考文獻 ..................................................................................................411

中英文辭彙對照表 ....................................................................................415