UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “Victor Babeş” TIMIŞOARA

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “Victor Babeş” TIMIŞOARA

DISCIPLINA DEDISCIPLINA DE

INFORMATICĂ MEDICALĂINFORMATICĂ MEDICALĂ

2002009 / 20109 / 2010

www.medinfo.umft.ro/dimwww.medinfo.umft.ro/dim

http://moodle.umft.rohttp://moodle.umft.ro

Bibliografie:Bibliografie:1.1. D Lungeanu, G I Mihalas: Informatica Medicala, D Lungeanu, G I Mihalas: Informatica Medicala,

Eurobit Timisoara, 2008 (si editia 2005)Eurobit Timisoara, 2008 (si editia 2005)

2.2. J H van Bemmel, M A Musen: Medical Informatics, J H van Bemmel, M A Musen: Medical Informatics, Springer, Heidelberg, 1998Springer, Heidelberg, 1998

3. E Shortliffe, L E Perrault: Medical Informatics, 3. E Shortliffe, L E Perrault: Medical Informatics, Springer, Heidelberg, 2001Springer, Heidelberg, 2001

4. E Coiera: Guide to Medical Informatics, the Internet 4. E Coiera: Guide to Medical Informatics, the Internet and Telemedicine, Chapman & Hall Medical, and Telemedicine, Chapman & Hall Medical, London, 1997London, 1997

5. R G Knapp, M C Miller: Clinical Epidemiology and 5. R G Knapp, M C Miller: Clinical Epidemiology and Biostatistics, Williams & Wilkins, Baltimore, 1992 Biostatistics, Williams & Wilkins, Baltimore, 1992

1. INFORMATICA MEDICALA

INFORMATICA MEDICALA este o stiintã interdisciplinarã ce se ocupã cu:

- def. clasica: studiul aplicatiilor calculatoarelor în practica si cercetarea medicală

- def. moderna: studiul (generării,) achiziţiei, stocării, transmiterii, protecţiei, prelucrării şi utilizării informaţiei medicale

2. 2. TEORIA TEORIA INFORMATIINFORMATIEIEI

2.1. CONCEPT2.1. CONCEPTE E INTRODUCTINTRODUCTIVEIVE

• a) VARIABa) VARIABIILE LE

– deterministicdeterministicee• Valori bineValori bine defin definiteite• repetrepetaanndd m maasursurarile se obtin aceleasi valoriarile se obtin aceleasi valori

– aaleatoareleatoare (stochastic (stochastice, randome, random))• Iau valoriIau valori dif diferite chiar daca se mentin erite chiar daca se mentin

conditiileconditiile• ex: ex: aruncarea cu zarularuncarea cu zarul

• b) PRROBABILITb) PRROBABILITATEATE::– EVENEVENIMENIMENT = RET = REZZULTULTATULATUL UNUIUNUI EXPERIMENT EXPERIMENT– FREFRECVCVENENŢEŢE::

• ABSOLUTABSOLUTĂĂ - n - nii

• RELATIVRELATIVĂĂ - n - nii / N, / N, n nii = N = N

– CÂMP DE CÂMP DE EVENEVENIMENTEIMENTE::• EVENEVENIMENTEIMENTE XX11 X X22 . . . X . . . Xkk

• FRECV. FRECV. ABS. ABS. nn11 n n22 . . . n . . . nkk

– DEFINIŢIA DEFINIŢIA PROBABILITPROBABILITĂŢIIĂŢII::)/(lim Nnp i

Ni

EXEXEEMPLEMPLE

c) c) CÂMP DE CÂMP DE PROBABILIPROBABILITĂŢITĂŢI:: - EVEN- EVENIMENIMENTTEE XX11 X X22 . . . X . . . Xkk

- PROBAB- PROBABILITĂŢIILITĂŢI pp11 p p22 . . . p . . . pkk

TTIIPPURI DEURI DE EVEN EVENIMENIMENTTEE:: - - ev. sigurev. sigur - - - - - - - - p = 1p = 1

- imposib- imposibiill - - - - - - p = 0p = 0

- - ev.ev.eechchiprobabiprobabiile ple pii = p = pjj

2.2. CONCEPT2.2. CONCEPTULUL DEDE INFORMATI INFORMATIEE

• a) Definitia) Definitiee: : categorcategorie filosoficăie filosofică ( (grgrad ridicat dead ridicat de generalitgeneralitateate) defin) definit prinit prin proprie proprietăţităţi::

Proprietatea fProprietatea fundamentalundamentalăă::

‘‘ÎÎNNLĂTURAREA UNEILĂTURAREA UNEI N NEEDETERMINDETERMINĂRIĂRI’ ’ ((iincertincertitudinitudini))

• b) Naturb) Naturaa informati informatieiei::– nu estenu este materi materiee (substan (substanţăţă))– nnuu este este energenergieie

• c) c) TTriadriada abordării completea abordării complete::– matermaterialăială (structur (structurăă))

– energenergeticăetică (suport) (suport)

– informationinformationalăală (functi (functiee))

• d) d) Valoarea utiValoarea utillă aă a informati informatieiei– ddepepiindende de de receptor receptor

– exampleexample

2.3. 2.3. CANTITATE DE CANTITATE DE INFORMATIINFORMATIEE

• a) a) PENTRU UPENTRU UN EVENN EVENIMENIMENT (Shannon)T (Shannon)

IIii = log = log22 (1/p (1/pii) = - log) = - log22 p pii

• b) UNITb) UNITATEATE: BIT (Binary digiT):: BIT (Binary digiT):

1 bit 1 bit înlătură o nedeterminare de înlătură o nedeterminare de 1/2 1/2

c) Alte unitc) Alte unităţi – multiplii bitului:ăţi – multiplii bitului:

- octet - octet = byte = succesiune de 8 bi= byte = succesiune de 8 biţiţi Ex: 01101101; total 2Ex: 01101101; total 288 = 256 valori= 256 valori (suficient pt litere mici, mari, cifre, (suficient pt litere mici, mari, cifre, operatori etc)operatori etc)

- - kilobytekilobyte (Kb) (Kb) = 2= 21010 bytes = 1024 bytes = 1024

- megabyte (Mb) = 2- megabyte (Mb) = 21010 Kb Kb

- gigabyte (Gb) = 2- gigabyte (Gb) = 21010 Mb Mb

- terrabyte (Tb) = 2- terrabyte (Tb) = 21010 Gb Gb

d) d) ENTROPIA ENTROPIA INFORMATIONALINFORMATIONALĂĂ

• INFORMATIINFORMATIA MEDIE PE EVENIMENTA MEDIE PE EVENIMENT

IImm = (n = (n11II1 1 + . . . + n+ . . . + nkkIIkk) / N) / N

IImm = H = = H = p piiIIii

H = - H = - p pi i loglog2 2 ppii

e) e) PT. EVENIMENTEPT. EVENIMENTE E ECHCHIPROBABIPROBABIILELE

ppii = 1 / k , H = H = 1 / k , H = Hmaxmax = log = log22 k k

f) Exf) Exeemple: mple: o secvenţăo secvenţă protei proteică că (100 (100 aminoaciaminoacizizi))

k = 20 aa , p = 1 / 20k = 20 aa , p = 1 / 20 H = -20 ( (1/20) logH = -20 ( (1/20) log22 (1/20) ) = 4,2 bit/aa (1/20) ) = 4,2 bit/aa IItottot = 100 x 4,2 = 420 bit = 100 x 4,2 = 420 bit

g) Relatig) Relatia cua cu ord ordinea şi entropiainea şi entropia termodtermodiinamicnamicăă ( (demonul lui Mdemonul lui Maxwellaxwell))

2.4. RED2.4. REDOONDANNDANŢĂŢĂ

• a) DEFINITIa) DEFINITIEE::

- RED. - RED. ABSOLUTABSOLUTĂĂ

R = HR = HMAXMAX - H - HREALREAL

- RED. - RED. RELATIVRELATIVĂĂ

RRrr = R / H = R / HMAXMAX • b) UTILITb) UTILITATEATE: reduc: reducerea efectelorerea efectelor

perturbaperturbaţiilorţiilor în cursul în cursul transfertransferului ului informatiinformatieiei

2.5. 2.5. SSIISTEM DESTEM DE COMUNICACOMUNICAŢIEŢIE

• a) DEFINITIa) DEFINITIII::

MESAMESAJJ = informati = informatia ce urmează a fia ce urmează a fi transmitransmisăsă

SSEMEMNAL = suportNAL = suportul fizicul fizic ppeentru ntru tranportultranportul mesa mesajuluijului

b) b) SCHEMA UNUI SISTEM DE SCHEMA UNUI SISTEM DE COMCOMUNICAŢIE UNICAŢIE

S = surS = sursasa (e (emiţătomiţător)r)R = destinatR = destinatarar (receptor) (receptor)C = C = canalul de canalul de comunicatiecomunicatieN = perturbatiN = perturbatiii ( (zgomotzgomote)e)

c) TRADUCc) TRADUCTOTORRII = = schimbareaschimbarea suport suportului fizicului fizicd) MODEMS = MOdulad) MODEMS = MOdularere / DEModula / DEModulareree) CODIe) CODIFICAREFICARE = = traducerea dintraducerea din al alffabetabetul ul emiţătorului în cel al receptoruluiemiţătorului în cel al receptoruluif) f) CAPACITATEACAPACITATEACANCANAALLULUIULUI = bit = bitii/sec/secuundndăă (bps,baud)(bps,baud)

2.6. TRANSFER2.6. TRANSFERUL UL INFORMATIINFORMATIEEII IN IN SISTEMELE SISTEMELE BIOLOGICBIOLOGICEE

a) a) CODIFICAREA CODIFICAREA GENETICGENETICĂĂ: :

ADN, 4 baADN, 4 bazze (A - T / U, C - G)e (A - T / U, C - G)

REPLICAREPLICARERE, CODON, CODONII

b) b) CODIFICAREA ÎN SISTEMUL CODIFICAREA ÎN SISTEMUL NERVOS NERVOS - - ÎN ÎN FREFRECVCVENENŢĂŢĂ - - PE PE AXONAXONII - - ÎN ÎN AMPLITUDAMPLITUDININE - DENDRITE, SE - DENDRITE, SIINAPSENAPSE

c) INFORMATIc) INFORMATIA A EXTERNA - organEXTERNA - organe de simţe de simţ

d) INFORMATId) INFORMATIA IA INTERNA - interoceptorNTERNA - interoceptorii

3.3. INFORMATIINFORMATIA A MEDICALAMEDICALA

3.1. INFORMA3.1. INFORMAŢŢIA MEDICALIA MEDICALĂĂ• RELARELAŢŢIA PACIENT – MEDIC IA PACIENT – MEDIC • CICLUL ELEMENTAR AL ACTIVITCICLUL ELEMENTAR AL ACTIVITĂŢĂŢII II

MEDICALEMEDICALE• INFORMAINFORMAŢŢIA MEDICALIA MEDICALĂĂ UTILIZAT UTILIZATĂĂ IN IN

ACTIVITATEA MEDICALACTIVITATEA MEDICALĂĂ::– DATE – caracter individualDATE – caracter individual - fapte - fapte– CUNOSTINTE – caracter generalCUNOSTINTE – caracter general – concepte – concepte

• EXTEXTRRAGEREA CUNOŞTINŢELORAGEREA CUNOŞTINŢELOR– CERCETARE ŞTIINŢIFICĂCERCETARE ŞTIINŢIFICĂ – M.C.S. – M.C.S.

3.3. CICLUL ELEMENTAR AL 3.3. CICLUL ELEMENTAR AL ACTIVITATII MEDICALEACTIVITATII MEDICALE

3.2. CLASIFICAREA INFORMATIEI MEDICALE 3.2. CLASIFICAREA INFORMATIEI MEDICALE PE NIVELE STRUCTURALEPE NIVELE STRUCTURALE

Nivelele Nivelele informatiei informatiei medicalemedicale

Nivel Nivel structuralstructural

Studiate de:Studiate de: DomeniuDomeniu Capitolul Capitolul corespunzator corespunzator

din IMdin IM

Nivel infra-

individual

Molecular / Molecular / subcelularsubcelular

Biologie moleculara si Biologie moleculara si geneticagenetica

  

Stiintele Stiintele vietiivietii

BioinformaticaBioinformatica

Celula / tesutCelula / tesut Biologie celularaBiologie celulara

Organ Organ SistemSistem

FiziologieFiziologieNeuro Neuro --

informaticainformaticaTeoria activitatilor Teoria activitatilor

cerebralecerebrale

Stiinte Stiinte cognitivecognitive

Nivel individual

IndividIndivid(‘pacient’)(‘pacient’)

Discipline paraclinice Discipline paraclinice (investigatii)(investigatii)

Discipline clinice Discipline clinice (diagnostic, tratament)(diagnostic, tratament)

  

Stiinte Stiinte medicalmedicalee

Informatica Informatica clinicclinicăă

Nivel supra-

individual

Nivel de Nivel de comunitatecomunitate

Sanatate publicaSanatate publica  

Stiinte ale Stiinte ale sanatatiisanatatii

  Informatica in Informatica in

sanatatesanatateActivitatea de Activitatea de

ocrotire a ocrotire a sanatatiisanatatii

Managementul in sanatateManagementul in sanatate

3.4. TIPURI DE DATE3.4. TIPURI DE DATE

• CALITATIVE – Anamneza (descriptive)CALITATIVE – Anamneza (descriptive)

• NUMERICE – Investigatii laboratorNUMERICE – Investigatii laborator

• GRAFICE – Biosemnale (ECG, EEG…)GRAFICE – Biosemnale (ECG, EEG…)

• SUNETE: FonocardiogramaSUNETE: Fonocardiograma

• IMAGINI STATICE: Radiografii, RMNIMAGINI STATICE: Radiografii, RMN

• IMAGINI DINAMICE – filmIMAGINI DINAMICE – film

3.5. 3.5. Operaţii cu informaţiiOperaţii cu informaţii

- GenerareGenerare

- Achiziţie – Achiziţie – dep. de natura informaţieidep. de natura informaţiei

- Stocare – Stocare – baze de date, baze de cunoştinţebaze de date, baze de cunoştinţe

- Prelucrare – Prelucrare – în vederea interpretăriiîn vederea interpretării

- TransmitereTransmitere

- ProtecţieProtecţie

- UtilizareUtilizare

4.4. CAPITOLELE CAPITOLELE INFORMATIINFORMATICII MEDICALECII MEDICALE

(Structura cursului)(Structura cursului)

• Partea I: Date medicalePartea I: Date medicale– Stocare: Baze de dateStocare: Baze de date

– Prelucrare:Prelucrare:• BiostatisticaBiostatistica• Prelucrarea biosemnalelorPrelucrarea biosemnalelor• Imagistica medicalaImagistica medicala

• Partea II: Cunostinte medicalePartea II: Cunostinte medicale– Decizia medicala asistata de calculatorDecizia medicala asistata de calculator

• Partea III: Nivel supraindividualPartea III: Nivel supraindividual– Sisteme informaticeSisteme informatice

Profesiuni atasate domeniului medicalProfesiuni atasate domeniului medical

PAUZAPAUZA