计算机在医学上的应用研究进展

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计算机在医学上的应用研究进展 实用科技研究方法 高坤泉 轮机工程 轮机1074 [email protected] 钟海楼03035 6-1 2010年5月10日

计算机在医学上的应用研究进展

高坤泉

航海学院 轮机工程1074班 [1**********]5

摘要：个性化、精确化、微创化与远程化是21世界医学发展的四大方向。为了达到这一目标，医学必须广泛地吸收现代科技领域出现的各种成果。而计算机上现代医学的重要组成部分，它必然随着现代医学的发展而发展。计算机技术对医学领域有着无可取代的重要地位，它在医学上有着许多的应用。

关键词： 计算机，医学，计算机的应用

一．计算机技术对医学领域的促进

1．1计算机辅助诊断和辅助决策系统计算机辅助诊断系统是通过医生和计算机工作者相结合，运用模糊数学、概率统计以至人工智能技术，在计算机上建立数学模型，对病人的信息进行处理，提出诊断意见和治疗方案[1]。这样的信息处理过程，速度较快，考虑到的因素较全面，逻辑判断也较严谨。

1.2利用人工智能技术编制的辅助诊治系统医疗专家系统是根据医生提供的知识，模拟医生诊治时的推理过程，为疾病等的诊治提供帮助。医疗专家系统的核心由知识库和推理机构成。由于在诊治中有许多不确定性，人工智能技术能够较好地解决这种不精确推理问题，使医疗专家系统更接近医生诊冶的思维过程，获得较好的结论。有的专家系统还具有自学功能，能在诊治疾病的过程中再获得知识，不断提高自身的诊治水平。

1.3医院信息系统一个完整的医院信息系统可以完成如F 征务：病人翳记、预约、病历管理、病房管理、临床监护、膳食管理、医院行政管理、健康检查登记、药房和药库管理、病人结帐和出院、医疗辅助诊断决策、医学图书资料检索、教育和训练、会诊和转院、统计分析、实验室自动化和接口。

1.4医学统计及流行学调查软件包在临床研究、实验研究及流行学调查研究中，需要处理大量信息。应用计算机可以准确快速地对这些数据进行运算和处理。为了这方面的需要，用各种计算机语言开发了不少软件包。

1.5卫生行政管理信息系统完整的卫生行政管理信息系统包括三部分：①数据自动处理系统，主要功能是收集与整理数据、汇总成各类统计报表与图表。②信息库，是指能使单位与其外部机构之间，以及单位内部各种职能之间相互共享信息资源的一种模式

[2]。③决策咨询模型，又称信息决策模型，可根据必要信息用它做出可行或优化方案，预测事业的发展。

1.6医学情报检索系统利用计算机的数据库技术和通讯网络技术对医学图书、期刊、各种医学资料进行管理。通过关键词等即可迅速查找出所需文献资料[3]。

1.7药物代谢动力学软件包通过适当的数学模型来描述和推断药物在体内各部分的浓度和运动特点。在药代动力学的研究中，最常用的数学方法有房室模型、生理模型、线性系统分析、统计矩和随机模型等[4-5]。

1.8疾病预测预报系统疾病在人群中流行的规律，与环境、社会、人群免疫等多方面因素有关，计算机可根据存贮的有关因素的信息并根据它建立的数学模型进行计算，做出人群中疾病流行情况的预测预报，供决策部门参考。

1.9计算机辅助教学可以帮助学生学习、掌握医学科学知识和提高解决问题的能力以及更好地利用医学知识库和检索医学文献[6]；教员可以利用它编写教材，并可通过电子邮件与同事和学生保持联系，讨论问题，改进学习和考察学习成绩；医务人员可根据各自的需要和进度，进行学习和补充新医学专门知识[7-8]。

1.10最佳放射治疗计划软件最佳放射治疗计划就是对病人制订治疗计划，包括确定照射源、放射野面积、放射源与体表的距离、入射角以及射野中心位置等，然后再由计

算机根据治疗机性能和各种计算公式，算出相应的剂量分布，在彩色监视器上形象地显示出来[9]。对同一个病人，经过反复改变照射条件，进行计算、分析和比较，就可以得出最理想的剂量分布，使放射线照射方向上伤害正常组织细胞最少，放疗疗效最佳，这就是最佳放射治疗计划。同时，可将此剂量分布图用绘图仪记录下来，存入病历，以供治疗时使用或长期保存。

二. 计算机在医学上的应用

2.1医学计算机仿真和药物的测定

机能学实验室融合了药理、病理生理、生理学三门学科，做到资源共享，节约大量的仪器购置，但医学同时也是一门动手能力强的学科，需要培养学生的基本操作能力。人体机能学实验室所承担的实验都是有关动物的实验，每次都需要消耗大量的动物，但近年来由于培养费用的不断提高，学生动手的机会越来越少[10-11]，为了培养学生专业的系统化、特色化，保持实验教学生命力，我们实验室利用计算机电子信息技术构建一套专业课程实验系统，也就是说将实验分为仿真实验和实战实验。仿真实验就是在计算机上虚拟模仿本实验的全部过程，实际操作时学生就可以减少盲目性，少浪费动物和时间，既让学生学习了整个实验过程，又可节约经费，一举两得[12]。这样既能提高学生的能力，又可以减少教学费用的支出。国家食品药品监督管理局规定[13]：一种药物上市，必须经过层层把关，其中毒性试验是必不可少的，急性毒性实验主要是探求药物的致死量，评估药物对人类的可能毒害。评价药物毒性一般以整体动物为准，即以实验动物为研究对象，最终向药物毒害主体——人类推进。急性毒性试验的方法很多，有近似致死剂量法、最大给药量法、固定剂量法，上下法(阶梯法、序贯法) 、累积剂量设计法(金字塔法) 、半数致死量法等。

2.2计算机辅助诊断在医学影像学领域的应用

近2O 多年来，计算机断层摄像技术CT(Computerized Tomo-graphy)使医学影像已经成为医学技术中发展最快的领域之一，其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰，确诊率也更高[14]。由于三维医学图像含有丰富的信息和逼真的视觉效果，可直接应用于诊断放射学(diagnosticmdiology)、矫形学(orthopedics)、放射肿瘤学(radiationoneology)、心脏病学(cardiolog)r)和外科上。同时在计算机辅助治疗方案的制定上，利用三维系统可以进行预演手术，并可以提供全方位方式观察更细小的部位，可以使治疗更加安全可靠[15]。总之，综合处理应用各种先进的医学成像设备所得的信以获得新的有助于临床诊断的信息，利用可视化软件，对含有要诊断信息的部位进行合理分割，对多种模拟图像进行图像合，可以准确地确定病变特的空间位置大小，几何形状，以及它周围生物组织之间的空间关系，甚至可以实现时间上的匹配。实践应用意义上来说，实现对医学图像的分割，配准，融合，图数据转换，相关，乃至图像数据库和数据理解的研究，都是非常关键的技术

2.3计算机在远程医疗的应用

远程医疗是指应用通信和信息处理技术，跨越空间的限制，远距离地传递声音、数据、文件、图片的医疗系统，形成了集医疗、保健、教学、科研、信息一体化的网络体系。远程医疗一般包括远程会诊、远程教育、远程医学信息服务、远程护理、医疗保健咨询、预约服务等项目。在远程医疗系统中，为了能更好的为远地对象提供医疗信息服务，必须要有较为理想的通信网络。如果网络的传输速率太低，会造成数据传输过程中的通信阻塞、网络中断等瓶颈问题，只有加快信息高速公路的建设，才能提高信息传输的质量和安全性，提高远程医疗的质量。综上所述，计算机网络技术在医学信息上的应用是广泛的，而网络技术的迅猛发展，对医学信息的发展起了一定的推进作用，使我们能在较短的时间里，将临床信息系统、医学影像存储与传输系统、远程医疗系统、医院

管理信息系统相结合，在网上提供面向社会的远程医学信息服务，促进医学信息事业健康、有序、持续和稳定的发展。

2.4医学图像存储与传输系统(PACS)

医学图像存储与传输系统(Picture Archivingand Com-munication SystemPAcs) 是临床医学、医学影像学、数字化图像技术与计算机技术、网络通信技术相结合的产物。它将医学影像资料转化为计算机能识别处理的数字形式，通过计算机及网络通信设备，完成对医学影像信息及其相应信息的采集、存储、处理及传输等功能，使医学信息资源共享，并得到充分的利用。早期的PACS 是一种低速、窄带远程放射学信息系统。只能提供CT 、MR 、静态超声图像以及个别体位的x 光相片的中低分辨率的医学图像存储与传输。它是在公用电话网基础上，使用MODEM 相连接，以多媒体PC 机为工作平台的一种处理医学图像存储与传输的系统。随着信息技术与网络技术的发展，中高速、宽带远程放射信息系统被越来越，ATM 、卫，供实时动态医学影像会诊在内的涉及远程医学应用所有领域的远程信息服务

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