fundamente de sisteme biologice Şi informaticĂ medicalĂ bioinformatic Ă structuralĂ

Cursul 205-10-2011

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

www.aut.upt.ro/~adrianaa

FUNDAMENTE DE SISTEME BIOLOGICE ŞI

INFORMATICĂ MEDICALĂBIOINFORMATICĂ

STRUCTURALĂ

2

Introducere în domeniul medical cu accent pe noţiuni legate de sisteme biologice (dobândirea unui

limbaj specific domeniului medical) informatică medicală (evidenţierea

principiilor de organizare, prelucrare şi interpretare a informaţiei medicale)

Influenţa noilor tehnologii asupra serviciilor de îngrijire a sănătăţii

Obiectivele cursului

3

SISTEME BIOLOGICE

4

Sistem biologic

Grup de organe ale corpului care lucrează împreună în vederea îndeplinirii unei anumite funcţii (cardiovascular, osos, respirator, nervos, digestiv, muscular etc.)

Mai multe astfel de sisteme biologice formează un organism (ex. corpul uman)

Multitudinea de sisteme aferente corpului uman anatomie

5

Sistemele (în general)

În relaţia cu mediul pot fi: sisteme izolate – nu există schimbări de

energie şi materie cu mediul (astfel de sisteme nu există în natură)

sisteme închise – care au doar schimburi energetice cu mediul

sisteme deschise – au atât schimburi energetice cât şi de materie cu mediul

De multe ori sistemele reale sunt analizate considerând ipoteza simplificatoare că ele sunt sisteme izolate

6

Sisteme biologice - caracteristici sunt dinamice – datorită faptului că sunt

sisteme deschise (biosistemele fac permanent schimb de energie şi materie cu mediul)

au caracter informaţional – recepţionează, prelucrează şi transmit informaţie

sunt bine organizate structural şi funcţional – din acest motiv, parametrii fiziologici (temperatura corpului, presiunea sângelui) pot fi controlaţi

7

Sisteme biologice - caracteristici caracterul organizat structural-

funcţional –deşi sunt foarte complexe ele se caracterizează printr-o mare stabilitate dată de numărul mare de conexiuni inverse în procesul de autoreglare dacă atingem cu mâna un obiect fierbinte,

stimulul (temperatura) acţionează asupra dispozitivului de recepţie (senzorii de la nivelul pielii); informaţia este transmisă centrului de comandă (creierul), care comandă dispozitivul efector (muşchiul mâinii) determinând retragerea mâinii

8

Sistemul cardiovascular

Alcătuit din: sânge, inimă şi vase de sânge

Cuprinde două circuite: pulmonar

sângele este oxigenat de plămâni sistemic

sângele oxigenat este transmis corpului cuprinde şi circuitul coronarian – cel prin

intermediul căruia este alimentat cu sânge însuşi miocardul (muşchiul inimii)

9

Sistemul cardiovascular

Inima pompează sânge

oxigenat spre corp şi sânge neoxigenat spre plămâni

are patru camere Sistemul

cardiovascu-lar uman este închis – sângele nu părăseşte reţeaua de vase

10

Sistemul cardiovascular

Tehnici de măsurare electrocardiograma

interpretarea activităţii electrice a inimii tehnică neinvazivă

tensiometru şi stetoscop determină presiunea sângelui

pulsul determinarea tactilă a bătăilor inimii apăsarea unei artere pe un os

11

Sistemul cardiovascular

Boli boli cardiovasculare

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

defecte congenitale defecte care sunt prezente la naştere cauze

genetice factori de mediu prenatal

12

Sistemul nervos

Alcătuit din: creier măduva spinării nervi

Acţionează asupra informaţiei: colectare procesare transfer

13

Sistemul nervos

Responsabilităţi coordonează activitatea mușchilor monitorizează organele primește și prelucrează informațiile

primite prin organele de simț inițiază acțiuni responsabil pentru menținerea

echilibrului intern al corpului

14

Sistemul nervos

Elementul principal al sistemului nervos este țesutul nervos, format din neuroni interconectați prin axoni și dendrite

Activitatea sistemului nervos se realizează prin actul reflex procesul fiziologic de răspuns la un stimul

care acționează asupra unui anumit câmp receptor

la stimulii sosiți din mediul extern sau intern, sistemul nervos dă un răspuns rapid și adecvat

15

Sistemul muscular

Reprezintă totalitatea muşchilor dintr-un organism, cu ajutorul cărora se realizează locomoția și alte funcții vitale (de exemplu muşchiul cardiac)

Muşchii formează împreună cu oasele (de care sunt ataşaţi) aparatul locomotor

În general muşchii sunt controlaţi de sistemul nervos (există şi excepţii – muşchiul cardiac este complet autonom)

16

Alte sisteme biologice

Digestiv digestia alimentelor, procesarea mâncării şi

eliminarea materiilor nedigerate glande salivare, esofag, stomac, ficat,

pancreas, intestine Endocrin

comunicarea în interiorul organismului prin intermediul hormonilor secretaţi de glandele endocrine

Tegumentar – piele, păr, grăsime, unghii

17

Alte sisteme biologice

Respirator responsabil cu schimbul moleculelor de

oxigen şi dioxid de carbon care se realizează între mediul gazos extern şi sânge (schimb care are loc în plămâni)

organele utilizate în respiraţie: faringe, laringe, trahee, bronhii, plămâni, diafragma

Osos suport structural şi de protecţie oase, cartilagii, ligamente şi tendoane

18

Conectat la sistemele biologice Analizatorii corpului uman

sisteme care au rolul de a recepționa, conduce și transforma în senzații specifice excitațiile primite din mediul extern sau intern

contribuie la realizarea integrării organismului în mediu coordonarea funcțiilor organismului

legaţi de simţuri văz, gust, miros, auz, tactil, echilibru

19

Conectat la sistemele biologice Memoria

proces psihic care constă în întipărirea, recunoașterea și reproducerea senzațiilor, sentimentelor, mișcărilor, cunoștințelor etc. din trecut

lipsa memoriei situaţii mereu noi lipsa experienţei lipsa procedeelor de abordare şi rezolvare

20

INFORMATICĂ MEDICALĂ

21

Informatica medicală

Studiul, crearea şi implementarea structurilor şi algoritmilor utili în transmiterea, înţelegerea şi organizarea informaţiilor în domeniul medical

Utilizarea sistemelor informaţionale, a tehnicii de calcul şi a telecomunicaţiilor în scopul îmbunătăţirii serviciilor medicale cercetării educaţiei

22

Informatica medicală

Combină aspectele ştiinţifice din domeniul medical cu tehnologii informatice

Oferă metodologii prin care se poate ajunge la o mai bună utilizare a bazei de cunoştinţe medicale

Are ca rezultat o îmbunătăţire a actului medical

23

Organizaţii

Atât pe plan naţional, cât şi pe plan internaţional există organizaţii care au ca obiectiv activităţi legate de informatica medicală: IMIA – International Medical Informatics

Association EFMI – European Federation of Medical

Informatics SRIM – Societatea Română de Informatică

Medicală

24

Conexiuni

Un sistem informatic dezvoltat pentru domeniul medical are conexiuni cu:

Sisteminformati

cmedical

Medic

Pacie

nt

Informatician

informaticianul medicul pacientul

Trebuie privite din cele trei perspective

25

Facilităţi oferite de sistemele informatice achiziţia datelor stocarea lor în baze de date (evidenţa

pacienţilor, medicamentelor, medicilor etc.) accesul rapid la informaţii organizarea şi prelucrarea datelor (inclusiv a

imaginilor medicale) transformarea datelor în informaţii şi

cunoştinţe analiză decizională, diagnoză asistată sisteme distribuite educaţie etc.

26

Dateinformaţiicunoştinţe

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 o anumită semnificaţie (informaţii interpretate)

(dacă temperatura pacientului este cu două sau mai multe grade mai mare decât cea standard, atunci pacientul este în pericol)

3

2

1

27

Aplicaţii în medicina veterinară Nu doar medicina umană face obiectul

informaticii medicale În discuţie intră şi medicina veterinară

game variate de “pacienţi” păsări peşti mamifere

cunoştinţe legate de fiecare specie – manipulare dificilă a informaţiilor

cantităţi mari de date (îngrijirea unor populaţii mari – turme)

28

Dificultăţi

Problemele din domeniul informaticii medicale au o dinamică extraordinară datorită evoluţiei

cunoştinţelor medicale a tehnicii de calcul, programelor,

dispozitivelor utilizate De multe ori lucrurile nu pot fi definite

atât de simplu cum se defineşte un algoritm matematic

E nevoie de: comunicare, vocabular comun, standarde

29

Exemple de sisteme informatice Sistemele informatice utilizate acum în

Românea cuprind programe pentru: medici de familie cabinete stomatologice asistarea activităţilor administrative în

spitale şi în instituţii care asigură suport pentru sistemul sanitar (casa de asigurări etc.)

asistarea activităţilor clinice (inclusiv pentru imagistică şi diagnoză)

prelucrarea probelor de laborator dispecerizarea în staţiile de ambulanţă

30

Bibliografie

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

2. Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Biological_system http://en.wikipedia.org/wiki/Circulatory_syste

m http://ro.wikipedia.org/wiki/Sistem_nervos

31

Vă mulţumesc pentru atenţie