医学信息学的构成和知识框架

1.2　医学信息学的构成和知识框架

根据Shortliffe教授生物医学信息学的知识框架，如图1－1所示:左侧表示医学信息学研究对象的层次，可以从分子水平逐级上升到基因水平、蛋白质水平、亚细胞水平、细胞水平、组织水平、器官水平、个体水平，再上升到公共卫生水平；右侧表示该学科相关或采用的科学技术，包括计算机科学、临床医学、基础生物医学科学、认知学、生物工程学、管理学、流行病学及生物统计学等，两者的交叉从而衍生出生物医学信息学的若干亚学科，比如生物信息学、影像信息学、临床信息学、公共卫生信息学等，统称为生物医学信息学。考虑我国的传统和惯例，本书书名仍沿用“医学信息学”。

图1－1　生物医学信息学的知识框架

基于上述的知识框架，2009年4月美国医药信息学会在JAMIA（Journal of American Medical Informatics Association，美国医药信息学会杂志）上提出了该学科的知识点分类，如表1－1。

表1－1　医学信息学的知识点分类

美国医药信息学会还有一个更为详细的对医学信息学进行分类的本体论系统。这个系统有三大独立的轴，分别是方法、目标和应用领域。这样，医学信息学所有的基础研究或应用研究项目都可以从本体论角度分析为:应用某一个（或几个）“方法”，针对某一个“目标”在某一个“应用领域”进行研究或应用。下面就是这个分类系统。

第Ⅰ轴:方法

Ⅰ.A.信息与知识的表達

　　　　Ⅰ.A.1.受控术语、语汇、系统分类、知识库

　　　　Ⅰ.A.2.数据模型与知识表示

　　　　Ⅰ.A.3.知识获取与知识管理

　　　　Ⅰ.A.4.过程建模与建立假设

Ⅰ.B.信息与知识处理

　　　　Ⅰ.B.1.信息的存储与检索（文字和图像）

　　　　Ⅰ.B.2.自然语言处理，信息提取、文字生成

　　　　Ⅰ.B.3.复杂系统的模似（各层次:从分子水平、工作小组到整个机构）

　　　　Ⅰ.B.4.人机交互，人本计算，可用工程

　　　　Ⅰ.B.5.不确定因素推理，时间推理，决策理论

　　　　Ⅰ.B.6.大型数据组的统计分析

　　　　Ⅰ.B.7.自动化学习、发现、数据挖掘方法

　　　　Ⅰ.B.8.软件工程:组织结构、代理、分布式系统

　　　　Ⅰ.B.9.密码系统、数据库安全、匿名技术

　　　　Ⅰ.B.10.图像表示、处理与分析

　　　　Ⅰ.B.11.高级算法，语言，计算方法

　　　　Ⅰ.B.12.数据与知识的可视化

　　　　Ⅰ.B.13.高性能与大规模计算

　　　　Ⅰ.B.14.高性能网络与高级电信（手持设备）

　　　　Ⅰ.B.15.机器人（包括感觉道）

　　　　Ⅰ.B.16.虚拟现实

　　　　Ⅰ.B.17.生物传感器

　　　　Ⅰ.B.18.语言识别

　　　　Ⅰ.B.19.智能辅导与个性化信息表示

　　　　Ⅰ.B.20.异源信息的整合

　　　　Ⅰ.B.21.协作技术

Ⅰ.C.经验性研究

　　　　Ⅰ.C.1.认识（包括各种实验，主要指口语分析/可用性）

　　　　Ⅰ.C.2.经典实验与准实验（实验室与现场研究）

　　　　Ⅰ.C.3.质量/人种学现场研究

　　　　Ⅰ.C.4.法律、政策、历史、伦理研究

　　　　Ⅰ.C.5.调查与需求分析

　　　　Ⅰ.C.6.社会/机构研究

第Ⅱ轴:目标

Ⅱ.1.建立卫生信息基础设施:电子健康记录数据标准和企业数据之间的交换

Ⅱ.2.确立信息系统的安全性和个人隐私

Ⅱ.3.设计在生物医学企业中可以普遍使用的可用（有响应的）信息源和系统

Ⅱ.4.促进卫生相关企业的整合

Ⅱ.5.改进卫生保健的效果

Ⅱ.6.提高患者安全，降低医疗事故

Ⅱ.7.探查疾病爆发与生物战争

Ⅱ.8.用实例证明给IT业投资的回报

Ⅱ.9.提供生物医学文献及其他卫生信息的易于操作的获取方法

Ⅱ.10.保证医务工作者的竞争力

Ⅱ.11.提高卫生相关机构的效率

Ⅱ.12.建立更完善的有关个人健康与公众健康的信息系统

Ⅱ.13.鉴别基因组结构与功能

Ⅱ.14.鉴别蛋白质结构与功能

Ⅱ.15.建立基因型与表型的关系

Ⅱ.16.监视人群健康状况

Ⅱ.17.提取并链接不同种类的原始信息源的生物医学数据与知识

Ⅱ.18.加强基础生物研究

Ⅱ.19.加强临床试验与临床研究

Ⅱ.20.建设数字化图书馆

Ⅱ.21.建立个人健康记录

Ⅱ.22.支持诊断和个体行医者的决策

Ⅱ.23.支持远程诊断

Ⅱ.24.表现与模型化生物结构

Ⅱ.25.实验室信息管理

Ⅱ.26.建立从分子变化到临床表征的疾病模型

Ⅱ.27.以整合的数据为基准制订卫生政策

Ⅱ.28.建设专项EHR组件（处方、审阅结果、决策支持）

第Ⅲ轴:应用领域

Ⅲ.1.医疗保健（强调个人保健）

Ⅲ.2.公共卫生（强调人群健康）

Ⅲ.3.生物医学研究（基础研究和临床研究）

Ⅲ.4.卫生工作者及消费者的教育

Ⅲ.5.卫生机构管理/行政管理

Ⅲ.6.卫生图书馆与图书馆员

从这个广阔而精深的分类系统中，我们能体会到医学信息学正在成为科学中的一门独立的学科，它有自己明确的研究应用目标和对象，有自己特殊的研究方法，有自己独特的应用领域。医学信息学的典型基础研究包括编程以外的方法学上的创新，并把这些创新应用于医学信息的各个领域。另外，医学信息学为计算机专家和生物医学研究人员及其他工作人员提供合作机会与交流平台。总之，医学信息学是一门新兴的、快速发展的综合性、边缘性、交叉性学科。它的发展前途将是巨大的。