[科普中國]-信息醫(yī)學

信息醫(yī)學（Biomedite -- Biomedical science based on Information technology）是近年出現(xiàn)的一個新學科，其核心目標是在信息科學與生物醫(yī)學交叉的基礎上，強調(diào)用信息科學與技術(shù)促進生物醫(yī)學的發(fā)展，同時通過借鑒生命過程中的信息原理，為信息科技的發(fā)展尋找新動力。信息醫(yī)學不同于醫(yī)學信息，前者的落腳點在醫(yī)學，后者在信息。該學科是一個高度交叉的學科，需要既熟悉信息科學又熟悉生物醫(yī)學的高端復合人才的參與。信息醫(yī)學包含兩方面的內(nèi)容：醫(yī)學中的信息過程與針對醫(yī)學的信息科技。

針對醫(yī)學的信息科技（1）先進信息技術(shù)促進醫(yī)療模式變革在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以前，醫(yī)療模式是以家庭為中心的，隨著大型醫(yī)療設備的出現(xiàn)醫(yī)療模式逐步變成以醫(yī)院為中心，當今的醫(yī)療儀器不管是大型高端的MRI、CT、PET還是小型的檢驗分析儀器、超聲等，都極大的依賴信息技術(shù)的發(fā)展。信息技術(shù)的發(fā)展推動了醫(yī)療儀器的進步。特別是近年來的信息技術(shù)中模式識別、人工智能的領(lǐng)域的發(fā)展推動了自動診斷治療類的醫(yī)療儀器的進步。

現(xiàn)今，隨著當今人類社會發(fā)展的需求和對醫(yī)學模式認識上的轉(zhuǎn)變，以醫(yī)院為中心的模式必然會再次回歸到以預防為主，以社區(qū)(家庭)醫(yī)療為中心，“以人為本”，的醫(yī)學模式上來。無論國內(nèi)國外都將是21世紀醫(yī)學發(fā)展的大趨勢。而這種醫(yī)療模式的變革也必將極大的依賴信息技術(shù)，特別是低成本便攜的家庭診斷治療設備、高速穩(wěn)定的信息網(wǎng)絡、基于人工智能的分析診斷治療系統(tǒng)。

（2）大數(shù)據(jù)技術(shù)與醫(yī)學信息的整合大數(shù)據(jù)是指由于容量太大和過于復雜，無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)軟件對其內(nèi)容進行抓取、管理、存儲、檢索、共享、傳輸和分析的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)計算是現(xiàn)在信息科學的研究熱門，而醫(yī)學中的數(shù)據(jù)完全符合大數(shù)據(jù)的定義，所以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以開展以下研究：

①開展組學研究及不同組學間的關(guān)聯(lián)研究。利用大數(shù)據(jù)將各種組學進行綜合及整合，既能為疾病發(fā)生、預防和治療提供全面、全新的認識，也有利于開展個體化醫(yī)學，即通過整合系統(tǒng)生物學與臨床數(shù)據(jù)，可以更準確地預測個體患病風險和預后，有針對性地實施預防和治療。

②快速識別生物標志物和研發(fā)藥物。利用某種疾病患者人群的組學數(shù)據(jù)，可以快速識別有關(guān)疾病發(fā)生、預后或治療效果的生物標志物。在藥物研發(fā)方面，大數(shù)據(jù)使得人們對病因和疾病發(fā)生機制的理解更加深入，從而有助于識別生物靶點和研發(fā)藥物；同時，充分利用海量組學數(shù)據(jù)、已有藥物的研究數(shù)據(jù)和高通量藥物篩選，能加速藥物篩選過程。

③快速篩檢未知病原和發(fā)現(xiàn)可疑致病微生物。通過采集未知病原樣本，對病原進行測序，并將未知病原與已知病原的基因序列進行比對，從而判斷其為已知病原或與其最接近的病原類型，據(jù)此推測其來源和傳播路線、開展藥物篩選和相應的疾病防治。

④實時開展生物監(jiān)測與公共衛(wèi)生監(jiān)測。公共衛(wèi)生監(jiān)測包括傳染病監(jiān)測、慢性非傳染性疾病及相關(guān)危險因素監(jiān)測、健康相關(guān)監(jiān)測（如出生缺陷監(jiān)測、食品安全風險監(jiān)測等）。此外，還可以通過覆蓋全國的患者電子病歷數(shù)據(jù)庫進行疫情監(jiān)測”，通過監(jiān)測社交媒體或頻繁檢索的詞條來預測某些傳染病的流行。

醫(yī)學中的信息當今的信息科學在信息高速、精確處理方面已經(jīng)得到了極大的發(fā)展，而對復雜、模糊的信息還顯得力不從心。因此利用仿生學原理，借鑒人體特別是人腦的信息處理原理構(gòu)建的信息處理系統(tǒng)將是信息科學未來發(fā)展的一個十分重要的方向。

（1） 在復雜信息處理方面人體是一個極為復雜的系統(tǒng)，其中不僅包含了物理中聲、光、電、磁、熱等信息，還包含了各種各樣的化學信息，這些信息能夠被人體有效的加以識別并被利用，可見人體的信息處理的復雜性。如果能夠在醫(yī)學研究中揭示這些信息處理的原理，并加以借鑒將極大的推動人造信息處理系統(tǒng)處理復雜信息的能力。

（2） 在模糊信息處理方面現(xiàn)有的信息處理技術(shù)的一個十分顯著的短板就是處理模糊信息的能力。而這個能力恰恰就是人體特別是人腦信息處理的優(yōu)勢。兩個簡單的例子：①如果看一個人十幾年前的照片，人腦很容易的就能識別出照片中的人和現(xiàn)在的人為同一個人。而如果將這個任務交給計算機處理那么算法將極為復雜且識別率不高。②人眼在不同光照條件下看物體的顏色都是一樣的，即顏色恒常，而用相機拍攝的照片的顏色將受到光線的影響。如果將人眼的信息處理原理引入相機的圖像處理系統(tǒng)，將極大的提升相機的性能。

信息醫(yī)學是一個剛剛起步的新學科，期待更多學者的參與和發(fā)展。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

劉鐵軍 - 副教授 - 電子科技大學生命科學與技術(shù)學院 堯德中 - 教授 - 電子科技大學生命科學與技術(shù)學院