BIOINFORMATICĂ STRUCTURALĂ

Cursul 206-10-2010

Ş.l.dr.ing. Adriana ALBUadriana.albu@aut.upt.ro

www.aut.upt.ro/~adrianaa

2

Introducere în domeniul medical cuaccent pe noţiuni legate de

sisteme biologice (dobândirea unui limbajspecific domeniului medical)informatică biomedicală (evidenţiereaprincipiilor de organizare, prelucrare şiinterpretare a informaţiei medicale)

Influenţa noilor tehnologii asupraserviciilor de îngrijire a sănătăţii

Obiectivele cursului

3

SISTEME BIOLOGICE

4

Sistem biologic

Grup de organe ale corpului care lucreazăîmpreună în vederea îndeplinirii uneianumite funcţii (cardiovascular, osos,respirator, nervos, digestiv, muscular etc.)Mai multe astfel de sisteme biologiceformează un organism (ex. corpul uman)Multitudinea de sisteme aferente corpuluiuman → anatomie

5

Sistemul cardiovascular

Alcătuit din: sânge, inimă şi vase de sângeCuprinde două circuite:pulmonar

sângele este oxigenat de plămânisistemic

sângele oxigenat este transmis corpuluicuprinde şi circuitul coronarian – cel prinintermediul căruia este alimentat cu sânge însuşimiocardul (muşchiul inimii)

6

Sistemul cardiovascular

Inimapompează sângeoxigenat spre corp şisânge neoxigenat spreplămâniare patru camere

Sistemul cardiovascu-lar uman este închis –sângele nu părăseştereţeaua de vase

7

Sistemul cardiovascular

Tehnici de măsurareelectrocardiograma

interpretarea activităţii electrice a inimiitehnică neinvazivă

tensiometru şi stetoscopdetermină presiunea sângelui

pulsuldeterminarea tactilă a bătăilor inimiiapăsarea unei artere pe un os

8

Sistemul cardiovascular

Boliboli cardiovasculare

implică inima şi/sau vasele de sângede obicei sunt asociate cu arterioscleroza

defecte congenitaledefecte care sunt prezente la naşterecauze

geneticefactori de mediu prenatal

9

Sistemul nervos

Alcătuit din:creiermăduva spinăriinervi

Acţionează asuprainformaţiei:

colectareprocesaretransfer

10

Sistemul nervos

Responsabilităţicoordonează activitatea mușchilormonitorizează organeleprimește și prelucrează informațiile primiteprin organele de simținițiază acțiuni⇒ responsabil pentru menținerea echilibruluiintern al corpului

11

Sistemul nervos

Elementul principal al sistemului nervos estețesutul nervos, format din neuroniinterconectați prin axoni și dendriteActivitatea sistemului nervos se realizeazăprin actul reflex

procesul fiziologic de răspuns la un stimul careacționează asupra unui anumit câmp receptor

⇒ la stimulii sosiți din mediul extern sauintern, sistemul nervos dă un raspuns rapid șiadecvat

12

Sistemul muscular

Reprezintă totalitatea muşchilor dintr-unorganism, cu ajutorul cărora se realizeazălocomoția și alte funcții vitale (de exemplumuşchiul cardiac)Muşchii formează împreună cu oasele (decare sunt ataşaţi) aparatul locomotorÎn general muşchii sunt controlaţi de sistemulnervos (există şi excepţii – muşchiul cardiaceste complet autonom)

13

Alte sisteme biologice

Digestivdigestia alimentelor, procesarea mâncării şieliminarea materiilor nedigerateglande salivare, esofag, stomac, ficat, pancreas,intestine

Endocrincomunicarea în interiorul organismului prinintermediul hormonilor secretaţi de glandeleendocrine

Tegumentar – piele, păr, grăsime, unghii

14

Alte sisteme biologice

Respiratorresponsabil cu schimbul moleculelor de oxigen şidioxid de carbon care se realizează între mediulgazos extern şi sânge (schimb care are loc înplămâni)organele utilizate în respiraţie: faringe, laringe,trahee, bronhii, plămâni, diafragma

Osossuport structural şi de protecţieoase, cartilagii, ligamente şi tendoane

15

Conectat la sistemele biologice

Analizatorii corpului umansisteme care au rolul de a recepționa, conduce șitransforma în senzații specifice excitațiile primitedin mediul extern sau interncontribuie la

realizarea integrării organismului în mediucoordonarea funcțiilor organismului

legaţi de simţurivăz, gust, miros, auz, tactil, echilibru

16

Conectat la sistemele biologice

Memoriaproces psihic care constă în întipărirea,recunoașterea și reproducerea senzațiilor,sentimentelor, mișcărilor, cunoștințelor etc. dintrecutlipsa memoriei

situaţii mereu noilipsa experienţeilipsa procedeelor de abordare şi rezolvare

17

INFORMATICĂ MEDICALĂ

18

Informatica biomedicală

Studiul, crearea şi implementarea structurilorşi algoritmilor utili în transmiterea,înţelegerea şi organizarea informaţiilor îndomeniul biomedicalUtilizarea sistemelor informaţionale, atehnicii de calcul şi a telecomunicaţiilor înscopul îmbunătăţirii

serviciilor medicalecercetării biomedicaleeducaţiei în domeniu

19

Informatica biomedicală

Combină aspectele ştiinţifice din domeniulmedical cu tehnologii informaticeOferă metodologii prin care se poate ajunge lao mai bună utilizare a bazei de cunoştinţemedicale

resurse, instrumente şi metode utilizate pentruoptimizarea achiziţiei, stocării, procesării şiutilizării informaţiei

Are ca rezultat o îmbunătăţire a actuluimedical

20

Informatica biomedicală

Aspecte legate de acest domeniu:arhitectura fişei electronice a pacientuluisisteme suport pentru decizii în îngrijireasănătăţii (inclusiv diagnoză asistată)standarde utilizate în schimbul de date întresistemele informatice din domeniulbiomedicalvocabular adecvat domeniului

21

Organizaţii

Atât pe plan naţional, cât şi pe planinternaţional există organizaţii care au caobiectiv activităţi legate de informaticamedicală:

IMIA – International Medical InformaticsAssociationEFMI – European Federation of MedicalInformaticsSRIM – Societatea Română de InformaticăMedicală

22

Conexiuni

Un sistem informaticdezvoltat pentrudomeniul medicalare conexiuni cu:

Sisteminformatic

medical

Informatician

informaticianulmediculpacientul

Trebuie privite dincele trei perspective

23

Facilităţi oferite de sistemele informatice

achiziţia datelorstocarea lor în baze de date (evidenţa pacienţilor,medicamentelor, medicilor etc.)accesul rapid la informaţiiorganizarea şi prelucrarea datelor (inclusiv aimaginilor medicale)transformarea datelor în informaţii şi cunoştinţeanaliză decizională, diagnoză asistatăsisteme distribuiteeducaţieetc.

24

Date→informaţii→cunoştinţe

1 – Date – materialul brut(temperatura unui pacient: 40°)

2 – Informaţii – data procesată(temperatura corporală standard este de 37°,

deci pacientul are o temperatură cu 3°mai mare decât cea standard)

3 – Cunoştinţe – informaţii cu oanumită semnificaţie (informaţiiinterpretate)

(dacă temperatura pacientului este cu douăsau mai multe grade mai mare decât ceastandard, atunci pacientul este înpericol)

3

2

1

25

Aplicaţii în medicina veterinară

Nu doar medicina umană face obiectulinformaticii medicaleÎn discuţie intră şi medicina veterinară

game variate de “pacienţi”păsăripeştimamifere

cunoştinţe legate de fiecare specie – manipularedificilă a informaţiilorcantităţi mari de date (îngrijirea unor populaţiimari – turme)

26

Dificultăţi

Problemele din domeniul informaticiimedicale au o dinamică extraordinarădatorită evoluţiei

cunoştinţelor medicalea tehnicii de calcul, programelor, dispozitivelorutilizate

De multe ori lucrurile nu pot fi definite atâtde simplu cum se defineşte un algoritmmatematicE nevoie de: comunicare, vocabular comun, standarde

27

Exemple de sisteme informatice

Sistemele informatice utilizate acum înRomânea cuprind programe pentru:

medici de familiecabinete stomatologiceasistarea activităţilor administrative în spitale şi îninstituţii care asigură suport pentru sistemulsanitar (casa de asigurări etc.)asistarea activităţilor clinice (inclusiv pentruimagistică şi diagnoză)prelucrarea probelor de laboratordispecerizarea în staţiile de ambulanţă

28

Bibliografie

1. Lăcrămioara STOICU-TIVADAR: “Sistemeinformatice aplicate în servicii de sănătate”,Editura Politehnica, 2005

2. Wikipedia:http://en.wikipedia.org/wiki/Biological_systemhttp://en.wikipedia.org/wiki/Circulatory_systemhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Sistem_nervos

29

Vă mulţumesc pentru atenţie