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医学信息学前沿进展

发布时间:2024-06-27 15:42:57 来源: 点击量:

医学信息学作为医学和信息学科交叉融合的产物,正日益成为推动医疗领域革新的核心力量。它以生物医学信息、数据和知识为研究对象,借助信息科学和计算机技术的强大能力,整合多学科知识与方法,致力于解决卫生管理、临床决策和生命健康等关键问题。

在高性能计算、语义网络、人工智能、区块链、物联网和数据科学的共同推动下,医疗信息资源的记录、管理和利用达到了前所未有的高度。医学信息学在疾病诊断、药物研发、电子病历和远程医疗等领域取得了突破性进展。

健康医疗大数据的崛起,在临床诊疗、可穿戴设备、医学影像、临床试验结果等过程中产生了大量数据,这些多样化的数据类型,包括数据、文字、图像、语言及视频资料等,正在成为疾病诊断和治疗的宝贵资源。在疾病诊断方面,机器学习技术辅助PET成像已成为诊断帕金森病的一种工具,基于可解释的图信号处理图卷积网络(GSP-GCN)模型,与静息态脑电图相结合可提高帕金森病的诊断准确度。药物研发领域,基于深度学习的模型D3EGRdb可以预测EGFR突变驱动的非小细胞肺癌药物的药物敏感性。为提高药物推荐的准确率,Distance-wise and Graph Contrastive Learning (DGCL) 框架提出了一种图对比学习方法,联合训练DDI知识图和电子记录图,从而有效控制推荐用药的DDI水平。采用具有嵌入式人类专业知识的加权决斗双深度Q网络(WD3QNE)联合随机森林算法进行特征选择,协助临床医生提供可靠治疗脓毒症决策。

电子病历记录(EHR)的应用可以有效满足患者病历信息存储以及EMR数据共享的需求,同时电子病历数据在共享过程中的安全与隐私保护也尤为重要。研究显示名为ENR-M-GAN的生成对抗网络能够捕获患者轨迹中的多维、异构和相关的时间动态,合成混合类型时间序列的HER数据。边缘计算下联邦学习的隐私保护方案(PPFLEC),将有效避免患者数据传输到服务器产生的安全和隐私问题。物联网间的数据共享,有研究通过引入基于区块链的授权机制和基于属性的加密(ABE),提出了一种使用云服务器的代理重加密技术的可信授权方案,实现了在授权服务器中医疗数据隐私保护与数据安全共享。

远程医疗的发展,正在改变医疗服务的提供方式,在优化医疗资源配置、带动基层医疗机构发展、降低换着医疗成本、提升患者就医体验方面发挥了巨大优势,从远程病理诊断到监护和会诊,远程医疗的服务项目日益丰富。在真实场景中采用变分模式分离(VMS)算法,实现了对呼吸率和心律的连续远程监测。基于物联网的远程医疗系统,引用深度卷积神经网络分类器,为阿尔兹海默病的早期诊断和治疗提供了精准的预测和监控。利用可穿戴设备,对可用性量表(SUS)数据和患者半结构访谈数据进行收集、处理、分析,为中风患者提供了上肢远程康复干预。针对全匿名数据共享方案,引入去中心化联盟链的可跟踪匿名远程医疗数据存储和共享。

医学信息学作为推动智慧医疗的重要力量,正在不断改变现代医疗的模式。其跨学科特性和数据驱动的特点,使其在提高医疗效率、提升患者护理质量、促进医学研究等方面发挥着重要作用。未来,随着信息技术的不断进步,医学信息学将继续拓展其应用边界,为实现精准医疗、智慧医疗和可持续的医疗系统提供强有力的支持。


作者:中国医学科学院医学信息研究所  侯丽


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