第一章 医学信息学基础

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1、第一章医学信息学基础¢1医学信息学的由来与发展¢2医学信息学方法和主要应用领域¢3国外医学信息学的教育和培训1.医学信息学的由来与发展¢信息、数据与知识¢医学信息学的发展历史¢我国医学信息学的一些发展情况1.1.1信息的概念¢牛津字典指出：“信息，就是谈论的事情、新闻和知识”。¢韦氏字典指出：“信息，就是在观察或研究过程中获得的数据、新闻和知识”。¢现代汉语词典：“①信息就是消息②信息论中指用符号传送的报道，报道的内容是接收符号者预先不知道的”。1.1.1信息的概念¢信息论的创始人香农（C.E.Shanno

2、n）对“信息”作了如下的定义：“信息是用来消除某种不确定性的东西。”¢现代控制论创始人维纳认为：“信息就是信息，不是物质，也不是能量。”他同时指出：“信息就是我们在适应外部世界，并且使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行相互交换的内容的名称”。¢国际标准化组织（InternationalStandardsOrganizationISO）对“信息”下的定义是：“信息是对人有用的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与决策。”数据的定义¢ISO对“数据”下的定义是：“数据是对事实、概念或指令的一种特殊

3、的表达形式，这种特殊的表达形式可以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理。”¢根据这一定义通常意义下的数字、文字、图画、声音、动画、影象等都是数据，因为它们都能负载信息━━“有用的数据”，它们均可以通过人工的方式（例如计算机）进行处理。1.1.2信息、数据和知识的联系与区别¢数据是潜在的信息。¢知识是与用户的能力和经验相结合并用于解决问或产生新知识的信息。¢数据是信息的原料，信息是知识的原料。以下那些对信息与数据之间的关系的看法是错误的？A．信息就是数据B．信息是经过解释的数据C．

4、信息是对人们有用的数据D．信息包含数据临床数据与信息¢获得方式（临床数据）¾中医的望闻问切的传统方法¾问诊、测量体温、血压、血常规化验、肝功能化验¾CT、核磁、B超、心电图、脑电图等现代检查手段¢信息–归纳、推理得到与病人诊断结果相关的有用数据。信息理论内容也可从以下三个方面来考虑：（1）以编码为中心的信息论，主要研究信息系统模型、信度的度量、信道的容量、信源统计特性、信源的编码、位道编码等，这些是引发信息论的核心问题。（2）以信息作为主要研究对象，包括信号噪声的统计分析、信号的检测、滤波、估计和预测等理论

5、。（3）以计算机为中心的信息处理的基本理论，包括语言，文字、图像的模式识别，自动翻译等。1.1.3信息的处理与度量信息、数据与载体按照国际标准化组织（ISO）的定义，信息是对人们有用的数据，数据可以以数字、符号、文字、图画、声音、动画、影象等形式来表达，实际上数据就是蕴涵信息的某种载体，信息必须依附于某种载体而存在。1.1.3信息的处理与度量一般来讲，信息系统由信源、信道及信宿三个基本部分组成。信息通过信道，由载体传递到信宿，在传递过程中有可能由于遇到某些干扰，导致损失了部分数据，信宿可以通过信息反馈技术来

6、验证所传递的数据的完整性，以便再从信源处获取相关的数据来补充丢失的信息。1.1.3信息的处理与度量¢既然信息是数据通过加工、处理后提炼而成的“有用的数据”，那么如何判断数据中所包含的信息量的多少？¢应该用什么信息度量？信息度量香农的信息度量方法：信息量为该信息发生概率的负对数，即I（x）=log1/P(x)=－logP(x)这里，I（x）为事件x的信息量，P(x)为事件Ａ出现的概率。信息的单位有比特、奈特和哈特三种：比特I（x）=log1/P(x)2奈特I（x）=log1/P(x)e哈特I（x）=log1/

7、P(x)10举例：抛硬币信息度量!!信息量与其本身的概率成反比，与意外性和新颖性成正比。信息熵信息熵H（x）是测量信源不确定性程度的量，它的数学表达式为：nH(x)=−∑P(xi)Log2P(xi)i=1这里x是指信源的某一事件，该事件的结果有多种不确定的可能性，可以表示为x1，x２，x３，……，xn，其中每种可能性出现的概率为Ｐ(x1)，Ｐ(x2)，Ｐ(x3)，……，P(xn)。交通信号灯的信息量例如：一组信号灯，共有三个信号灯，红色１只，绿色１只及黄色１只，其中红色和绿色发生的概率各为40%，黄灯发生的

8、概率为20%，每个信号灯的信息量分别为多少？该组信号灯的信息熵是多少？¢举例，有一幅60个象素组成的灰度图像，灰度共有5级，分别用符号A、B、C、D和E表示，60个象素中各级灰度出现次数见下表：按照香农理论，这幅图像的熵为多少？符号ABCDE出现201051510次数1.2医学信息学的发展历史¢医学信息学名词及概念的由来¢医学信息学的定义1.2.1医学信息学概念¢“医学信息学”这一学术术语起始于20世纪70年代。