醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)信息和知識

1、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和計量癥狀學(xué),醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù),醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)與信息,醫(yī)療數(shù)據(jù)的變異,醫(yī)療數(shù)據(jù)的解釋,計量癥狀學(xué),檢查的診斷價值,癥狀的情報價值,癥狀預(yù)測價值的評估方法,教學(xué)要求,通過本課學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠： 區(qū)分醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和信息 描述醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的變異來源 醫(yī)學(xué)信息的類型及其量的計算,數(shù)據(jù)（Data）：為分析所預(yù)備的單個條目。 一條數(shù)據(jù)( A datum)：在這里是指對病人的一項觀察。 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)(med

2、ical data)：有關(guān)一個病人的觀察的集合。信息（Information）：帶有某種解釋或者附加含義的成 組的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)中抽出的有意義或者有用的事實。簡稱之為解釋過 的數(shù)據(jù)(interpreted data)。知識（Knowledge）：一組用于從數(shù)據(jù)和信息中創(chuàng)造信息的 規(guī)則、公式或者探索方法。,醫(yī)療過程中 數(shù)據(jù)、信息與知識,信息,知識,治療,數(shù)據(jù),,小結(jié)： 三者的區(qū)別在

3、于加工與抽象的不同數(shù)據(jù) 信息 知識醫(yī)療過程的知識生產(chǎn)特點知識增量是目的,,,敘述(narrative)：由醫(yī)生紀(jì)錄。測量數(shù)值(numerical measurements)：血壓、體溫、 化驗值等。編碼數(shù)據(jù)（coded data）：文本數(shù)據(jù)(textual data)：某些以文本形式報告的結(jié)果。記錄的信號(recorded signals)：心電圖、腦電圖等等。圖像(

4、 image) ：X線等。,第二節(jié) 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的類型 （從表現(xiàn)形式劃分）,計量資料（measurement data）：對每個觀察對象的觀察指標(biāo)用定量的方法測定該指標(biāo)的數(shù)值大小所得的資料。一般用度量衡單位表示，如身高、體重、濃度等等。 計數(shù)資料(enumeration data)：先將觀察對象的觀察指標(biāo)按性質(zhì)或者類別進行分組，然后計數(shù)各組該觀察指標(biāo)的數(shù)目所得的資料。如人群的血型分布。 等級分組

5、資料：具有計數(shù)資料的性質(zhì)，同時又兼有半定量的性質(zhì)。如化驗結(jié)果的加號。 上述的資料可以轉(zhuǎn)化。,醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的類型（從分布角度劃分）,此外，還有一種類似的對變量（被觀察單位的特征或指標(biāo)）的分類方法：分類變量（categorical variable）：定性變量，有兩個或多個互不相容的類別或?qū)傩?。又進一步分為無序分類和有序分類。無序分類包括二項分類和多項分類。數(shù)值變量(numerical variable)：定量變量，也就是計量

6、資料。以連續(xù)形式存在的，如生理信號、ECG、EKG等。有時可以數(shù)值化的數(shù)據(jù)與一段自由文本存放在一起。在計算機病歷中往往存儲這種混合式的數(shù)據(jù)（文字和數(shù)據(jù)）。固定和活動圖像是另一類的混合數(shù)據(jù)，有時還附有自由文本式的文字評述。,醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的類型（變量分類）,,,,醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和變量的分布類型,每一條醫(yī)療數(shù)據(jù)至少應(yīng)當(dāng)包括4種元素：病人姓名（如韋小寶）問題的屬性或參數(shù)（如年齡）參數(shù)的值（如40）觀察的時間（如1999年9月5日

7、9：12）,醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的組成,醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的變異—變異的來源,變異(variation)同值個體同指標(biāo)之間的差異叫變異。,醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)變異程度的測量,醫(yī)療數(shù)據(jù)通常不能提供完全的信息。也不能用肯定程度來確認病人。一條數(shù)據(jù)可能因為不精確和或不準(zhǔn)確而偏離實際值。對其變異程度的測量可以有以下指標(biāo)： 精密度：同一對象反復(fù)測量值的一致性。 正確度：被測值與其“真值”的接近程度。 精確度：一致性以及與其“真值

8、”的接近程度。 從測量誤差的角度來說，精確度是測得值的隨機誤差和系統(tǒng)誤差的綜合反映。,第三節(jié) 醫(yī)學(xué)信息,有關(guān)信息的定義至今多達百余種。從信息論的角度出發(fā)，目前大多數(shù)學(xué)者接受的定義是：“信息具有物質(zhì)屬性，是物質(zhì)的存在方式及運動的規(guī)律和特點的表征，是事物及其現(xiàn)象的內(nèi)外特征、相互聯(lián)系及作用的反映?！睆牟煌嵌瓤傻贸霾煌亩x。我們介紹幾種具有代表性的觀點。,R.V.L. Hartley. Transmission of Info

9、rmation. Bell System Technical Journal, 7(4):535--563, 1928.,1928《信息傳輸》:“信息” 是符號。發(fā)信者所發(fā)出的信息，就是從通信符號表中選擇符號的具體方式。不管符號所代表的意義是什么，只要選擇的符號數(shù)目一定，發(fā)信者發(fā)出的信息的數(shù)量也就確定了。 信息是指有新內(nèi)容、新知識的消息。,首次從通信的角度,哈特萊,香農(nóng),《通信的數(shù)學(xué)理論》——信息論誕生的標(biāo)志信息是通信的內(nèi)容，是

10、“用來消除未來的某種不確定性的東西”，信息的多少反映了消除了的不確定性的大小，即信息是二次不定性之差。不定性就是對事物認識不清楚，不知道。信息就是消除人們認識上的不定性。 不確定性：對客觀事物的不了解、不肯定。通信的直接目的就是要消除接受端（信宿）對于發(fā)出端（信源）可能會發(fā)出哪些消息的不確定性。,1916--2001,A Mathematical Theory of Communication in the Bell System T

11、echnical Journal (1948).,維納,Norbert Wiener (1894-1964),《人有人的用處—控制論與社會》1950維納（N.Wiener）將人與外部環(huán)境交換信息的過程看成是一種廣義的通信過程，認為信息是人們在適應(yīng)客觀世界的過程中與客觀世界進行交換的內(nèi)容的名稱，是人與外部世界的中介。如果沒有信息作為中介，人就會同外部世界隔絕，就不能認識世界和改造世界。信息既不是物質(zhì)又不是能量，信息就是信息。,鐘義信,

12、信息是事物存在方式或運動狀態(tài)，以及這種方式/狀態(tài)的直接的或間接的表述。從本質(zhì)上講，信息是事物自身顯示其存在方式和運動狀態(tài)的屬性，是客觀存在的事物現(xiàn)象。 信息與認知主體有著密切的聯(lián)系，信息必須通過主體的主觀認知才能被反映和揭示。,信息的性質(zhì)（９個）： 信息的內(nèi)涵及特性很多，一般可以從以下九個方面描述其信息的性質(zhì)與內(nèi)涵。,（1） 信息的相對性： 一方面對于同一事物，不同的觀察者獲得的信息量是不同的。

13、另一方面，不同的用戶對信息的認識和需求也是不同的。因此，對信息系統(tǒng)的開發(fā)既要考慮共性的應(yīng)用，也要考慮個性化需求。 （2） 信息的事實性： 事實性是信息最基本的屬性。如果在信息系統(tǒng)中收集的信息不符合事實，則信息毫無價值。（3） 信息的轉(zhuǎn)移性： 信息在時間上或空間上可以從一點轉(zhuǎn)移到另一點。時間上的轉(zhuǎn)移稱之為儲存，而空間上的轉(zhuǎn)移稱之為通信。,（4） 信息的變換性：

14、 信息是可以變換的,它可以由不同的載體和不同的方法來載荷。信息的變換性可以根據(jù)不同用戶的不同需求，采用不同的信息表現(xiàn)方式和方法來加工處理。例如，可以采用數(shù)據(jù)二維表的結(jié)構(gòu)方式表達，也可以采用直方圖等直觀方式來表達。 （5） 信息的有序性： 信息的有序性，一方面信息可以用來消除系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)的有序性；另一方面信息本身也可根據(jù)一定的規(guī)則進行編碼。編碼質(zhì)量的好壞，直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整體 質(zhì)量。 （6）

15、 信息的動態(tài)性： 信息是隨事物變化而改變的客觀反映。這種變化大多數(shù)表現(xiàn)為信息本身內(nèi)容的變化，對于信息系統(tǒng)來講，就是增加記錄、修改記錄或者刪除記錄。進而要求整個信息系統(tǒng)也要做相應(yīng)的調(diào)整和對信息進行加工處理。,（7） 信息的時效性： 信息是有壽命的。脫離了事物源的信息，因為不再能夠反映變化了的事物的新的狀態(tài)和本質(zhì)，它的效用就會逐漸減低，直至信息效用完全喪失。在開發(fā)信息系統(tǒng)時，要充分注意信息系統(tǒng)的響應(yīng)速度，以保

16、證處理信息的同步，確保信息的真實有效性。例如，天氣預(yù)報信息就必須保證提前獲知，才會產(chǎn)生社會的和經(jīng)濟的價值。 （8） 信息的共享性： 信息可以被無限制的復(fù)制、傳播或分配給眾多用戶，為大家而共享?；谶@一特點，就要求信息的錄入、加工、傳輸、存儲、復(fù)制等所有的處理環(huán)節(jié)確保信息的準(zhǔn)確性，又要求信息系統(tǒng)處理的高效率。這樣真實有效的信息才能夠為更多的用戶共享。 （9） 信息的可轉(zhuǎn)化性： 信息在一定的條件下，可以轉(zhuǎn)化為物質(zhì)、能

17、量、時間或其他，其中最主要的條件是被人們合理而有效的利用，達到知而獲智。信息的利用才能產(chǎn)生知識的積累，才能轉(zhuǎn)化成為知識經(jīng)濟。,為了更好地掌握信息的內(nèi)涵，我們需要引進一個概念－－全信息：即同時考慮到事物存在方式和運動狀態(tài)的外在形式、內(nèi)在含義和效用價值的認識論層次上的信息。僅考慮形式因素的信息——語法信息僅考慮內(nèi)容因素的信息——語義信息僅考慮效用因素的信息——語用信息,包括兩種基本的類型： 病人信息（patient-sp

18、ecific）：信息來自于病人治療。如數(shù)值、文本、圖像。 知識信息（knowledge-based）：有關(guān)于醫(yī)療保健的科學(xué)文獻。即以研究和實踐為基礎(chǔ)的科學(xué)知識紀(jì)錄。,一、醫(yī)學(xué)信息的類型,2024/1/18,21,二、信息量的計算,根據(jù)香農(nóng)的定義，一條消息的信息含量的計算公式　　　　　I=log(I/p)=-logP 0≤P≤I I是一條消息的信息含量, 以比特（bit)方式表示 P表示的是一條信息發(fā)生的概

19、率,三個概念,比特（bit）：英語Binary digit（二進制數(shù)）位的縮寫，是 數(shù)學(xué)家John Wilder Tukey提議的術(shù)語。這個術(shù)語第一次被正式使用，是在香農(nóng)著名的《信息論》，即《通信的數(shù)學(xué)理論》(A Mathematical Theory of Communication)論文之第1頁中。比特串：比特串就是信息按照ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)編碼）編碼后轉(zhuǎn)化為二進制存儲。比如說10000101011110 這個就叫比特串,一、