Медицинская информатика
 Скачать 2.58 Mb.
|
|
Министерство здравоохранения и социального развития РФ ГОУВПО «Ставропольская государственная медицинская академия» Кафедра общественного здоровья и здравоохранения МЕДИЦИНСКАЯ ИНФОРМАТИКА учебное пособие Ставрополь, 2007 УДК 681.3.06 Максименко Е.В., Максименко Л.Л. Медицинская информатика: учебное пособие. – Ставрополь: изд-во СтГМА. – 2007. – с.138 В пособии представлены два раздела. Первый содержит основ- ные сведения об аппаратном и программном обеспечении персональ- ных компьютеров, работе с программным средством Microsoft Word. Второй раздел посвящен медицинской информатике. Рассмотрены информационные системы, нашедшие применение в отечественном здравоохранении, медицинские приборно-компьютерные системы, статистическая обработка биомедицинских данных. Особое внимание уделено вопросам организации, функциям и принципам работы авто- матизированного рабочего места врача. Отражена роль компьютерных коммуникаций в медицине. В пособие включен словарь терминов и другая справочная информация, а также вопросы для самоконтроля. Задания к практическим работам составлены с учетом профес- сиональных интересов студентов-медиков. Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов медицинских вузов. Рецензент: проректор по учебной работе СтГМА, к.м.н., доцент Ю.А.Филимонов © Максименко Е.В., Максименко Л.Л., 2007 © Ставропольская государственная медицинская академия, 2007 3 ВВЕДЕНИЕ В настоящее время скорость и качество получения и обработки информации стали важнейшим условием существования и прогресса всех отраслей научного творчества и практической деятельности. Эта тенденция не обошла стороной и медицину. Каждый медицинский ра- ботник ежеминутно имеет дело с большим объемом информации представленной в численном, текстовом, графическом, звуковом и других видах. От эффективности ее сбора, хранения, передачи и ин- терпретации зависит качество и своевременность диагностических, лечебных, профилактических мероприятий и результативность работы системы здравоохранения в целом. Информационные процессы в медицине и здравоохранении рассматривает медицинская информатика. Это прикладная медико- техническая наука, занимающаяся исследованием процессов получе- ния, передачи, обработки, хранения, распространения и представления информации в медицине и здравоохранении. Ее предметом являются информационные процессы, сопряженные с медико-биологическими, клиническими и профилактическими проблемами, а объектом изуче- ния – информационные технологии – способы работы с информацией, реализуемые преимущественно с использованием компьютерных тех- нологий. Высшим уровнем компьютеризации медицинской деятельно- сти является автоматизация управления здравоохранением. Автомати- зированная система управления представляет собой средство сбора, обработки, накопления, хранения и передачи медицинской информа- ции, предназначенное для автоматизации, как собственно управленче- ского процесса, так и профессиональной деятельности каждого ра- ботника медицинской сферы. Процесс внедрения вычислительной техники в учреждения здравоохранения нашей страны имеет почти полувековую историю, однако до настоящего времени состояние этого вопроса оставляет же- лать лучшего. Одной из причин этого является недостаточная обеспе- ченность аппаратно-программными средствами. Другая причина, ве- роятно более значимая, видится в отсутствии у медицинских работни- ков знаний и навыков, необходимых для работы с современными пер- 4 сональными компьютерами. Восполнить этот пробел, призван курс «Медицинская информатика», включенный в программу подготовки студентов-медиков. Предлагаемое Вашему вниманию учебное пособие содержит краткие справки по основным теоретическим вопросам и рекоменда- ции, необходимые для подготовки к практическим занятиям по ука- занной дисциплине. Однако не следует забывать, что оно не может заменить материалы лекционного курса и монографии соответствую- щего содержания. Ваши замечания, предложения и вопросы просим направлять авторам по адресу katimax@yandex.ru. 5 РАЗДЕЛ 1 ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ИНФОРМАТИКИ Информатика (от франц. informacion – ―информация‖ и automatigue ―автоматика‖) – наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Предметом информатики являются: аппаратные средства вычислительной техники; программные средства вычислительной техники; средства взаимодействия пользователя с аппаратными и про- граммными средствами вычислительной техники. ТЕМА №1 Аппаратные и программные средства современного персонального компьютера Необходимо знать: определение компьютера; классификацию современных ЭВМ; состав и предназначение аппаратных средств современного персональ- ного компьютера; понятие программного обеспечения; классификацию про- граммных средств, их предназначение; механизм взаимодействия аппаратных и программных средств в единой системе – персональном компьютере; прин- ципы хранения информации в памяти компьютера; основные методы работы с операционной системой Windows. Необходимо уметь: показать основные аппаратные средства компьютера; включить и выключить персональный компьютер; управлять работой компь- ютера при помощи клавиатуры и мыши; выделять и перемещать объекты; пользоваться контекстным меню; открывать, закрывать, разворачивать, сво- рачивать, перемещать окно, изменять его размеры; просматривать содержи- мое окна, используя полосы прокрутки; работать с несколькими окнами; со- здавать, удалять и копировать объекты; использовать главное меню; приме- нять стандартные программы Windows. 6 Устройство современного персонального компьютера Компьютер - электронный прибор, предназначенный для ав- томатизации, создания, хранения, транспортировки и обработки дан- ных. Рассмотрим классификацию современных компьютеров. Од- ним из принципов классификации может быть назначение. В этом случае различают большие, мини- и микро- ЭВМ и персональные компьютеры. Большие ЭВМ – это самые мощные компьютеры. Их применя- ют для обслуживания очень крупных организаций и целых отраслей народного хозяйства (например для АЭС). Штат обслуживания Боль- шой ЭВМ составляет до многих десятков человек, поэтому на базе та- ких суперкомпьютеров создают вычислительные центры, включаю- щие в себя несколько отделов или групп. Мини–ЭВМ отличаются от больших уменьшенными размерами и соответственно меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями и научными учреждениями. Их часто применяют для управления производствен- ными процессами. Для организации работы с мини-ЭВМ требуется также вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ. Микро-ЭВМ доступны многим предприятиям. Для их обслу- живания обычно не создают вычислительные центры. Эту задачу мо- жет решать небольшая вычислительная лаборатория в составе не- скольких человек. Микро-ЭВМ могут применяться и в крупных вы- числительных центрах, где они выполняют вспомогательные функции, например, осуществляют предварительную подготовку данных. В настоящее время особо бурное развитие получила категория персональных компьютеров. Они предназначены для обслуживания одного рабочего места. Отличаются небольшими размерами и относи- тельно невысокой стоимостью. В тоже время современные рациональ- ные компьютеры обладают немалой производительностью. До последнего времени ПК разделяли на бытовые и професси- ональные. Однако сейчас такое разделение не актуально. С 1999 года в области ПК действует международный классификационный стандарт, 7 устанавливающий следующие их категории: массовые, деловые, пор- тативные, развлекательные ПК и рабочие станции. Большинство компьютеров, присутствующих в настоящее время на рынке попадают в категорию массовых. В них гармонично сочетаются средства для решения различных задач и работы с любыми типами данных. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данны- ми требований вообще не предъявляется. Для портативных ПК обяза- тельным является наличие средств компьютерной связи. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения дан- ных. Развлекательные компьютеры, пожалуй, самые мощные. К ним предъявляются высокие требования в отношении средств воспроизве- дения графики и звука. Наряду с рассмотренной классификацией по назначению су- ществует ряд других, например по уровню специализации. В этой классификации различают универсальные и специализированные ком- пьютеры. На базе первых можно собирать вычислительные системы произвольного состава, для решения широкого круга задач: работы с текстом, графикой, музыкой, видеоматериалами и т.д. Специализиро- ванные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К ним относятся, например, бортовые компьютеры автомоби- лей, судов, самолетов, космических аппаратов. Специализированные компьютеры широко используются и для управления различными ме- дицинскими приборами, например, электронные кардиографы, рео- графы, спирографы, в которые встроены микропроцессоры, реализу- ющие функции ЭВМ. Другая классификация основана на размерах. Различают настольные, портативные (notebook) и карманные модели(palmtop). Первые распространены наиболее широко. Они являются принадлеж- ностью рабочего места. Портативные компьютеры удобны для транс- портировки. Благодаря портативности ноутбуки используют для со- здания мобильных медицинских приборно-компьютерных систем, удобных, например, для выезда на дом к пациенту. Карманные модели выполняют функции интеллектуальных записных книжек. Они спо- собны выполнять ограниченный круг задач: в них можно набрать 8 текст, создать простую электронную таблицу, подготовить и отпра- вить электронную почту и т.д. Еще одна классификация основана на совместимости. Разли- чают несколько видов совместимости. Важнейшей из них является аппаратная. Исходя из нее, различают аппаратные платформы. В обла- сти ПК сегодня наиболее широко распространенны две из них: IBM PC и Apple Macintosh. Абсолютное большинство имеющихся в России компьютеров построено на платформе IBM, их называют IBM- совместимыми компьютерами. «Макинтоши» в России используются в основном в полиграфической промышленности для подготовки пол- ноцветных иллюстраций и дизайна. В любой ЭВМ принято рассматривать две части, работающие в непосредственной связи и непрерывном взаимодействии: аппаратные и программные средства. К первым относятся устройства и приборы, входящие в состав вычислительной системы, ко вторым - программы, обеспечивающие ее функционирование. В состав компьютера обычно входят следующие устройства: 1. внутренние устройства (объединены в системный блок): 1.1. процессор – «мозг» компьютера, основная микросхема, в ко- торой производятся все вычисления, выполняются большин- ство логических и математических операций (Современный процессор представляет собой выращенный по особой тех- нологии кристалл кремния площадью всего 4-6 см 2 , несущий на себе многие миллионы элементов. Основной харак- теристикой процессора является скорость работы, ведь чем она выше, тем мощнее и совершеннее компьютер.); 1.2. оперативная память – набор микросхем, предназначенных для временного хранения информации и обмена ею с процес- сором; 1.3. постоянное запоминающее устройство – микросхема для хранения базовой системы ввода-вывода (BIOS); 1.4. энергонезависимое запоминающее устройство – микросхема, питающаяся от собственного аккумулятора, предназначенная для хранения некоторой системной информации, в то время, 9 когда компьютер выключен (например, на базе этого устрой- ства работают системные часы); 1.5. жесткий диск - устройство для долговременного хранения больших объемов информации: 1.6. устройства для работы с внешними носителями информации: 1.6.1. дисковод для дискет 3,5 дюйма; 1.6.2. дисковод для компакт-дисков (CD-ROM), DVD-ROM; 1.7. приспособления для подключения внешних устройств (например, видеоадаптер, звуковая карта, порты и т.д); 1.8. материнская плата – устройство для соединения всех выше- названных компонентов и обеспечения их работы; 1.9. блок питания; 2. внешние устройства (большинство из них имеют собственные корпуса, но некоторые могут входить в системный блок): 2.1. устройства вывода: 2.1.1. монитор – устройство визуального представления ин- формации; 2.1.2. принтер – прибор для получения копии документов на бумаге или других подобных носителях; 2.1.3. аудио колонки – устройство вывода звуковой информа- ции; 2.2. устройства ввода: 2.2.1. клавиатура для ввода алфавитно-цифровых данных и ко- манд; 2.2.2. мышь – устройство управления манипуляторного типа; 2.2.3. сканер – прибор для ввода информации с бумажного или подобного носителя; 2.2.4. микрофон – устройство ввода звуковой информации; 2.2.5. приспособления для захвата видеоизображения; 10 2.3. устройства ввода-вывода: 2.3.1. модем – прибор для обмена информацией между удален- ными компьютерами по каналам связи; 2.3.2. сетевая плата – приспособление для обмена информацией между компьютерами по локальной сети. В последние годы все большую популярность приобретают цифровые фото и видео камеры. Они позволяют получать соответ- ствующую информацию сразу же в цифровом виде. Ее непосредствен- ный перенос в компьютер не представляет сложности. Надо отметить, что цифровая фотокамера для врача является незаменимым инстру- ментом, так как позволяет фотографировать пациентов при внешних проявлениях заболеваний, ход различных процедур, например опера- тивных вмешательств, рентгенограммы и т.д. Полученные фотографии можно использовать для проведения заочных консультаций, в учебной и научно-исследовательской деятельности. Рассмотрим программное обеспечение. Программа - это за- пись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд на языке, понятном для компьютера. Конечной целью любой компьютер- ной программы является управление аппаратными средствами. Приня- то различать четыре иерархических уровня: базовый, системный, слу- жебный и прикладной. Базовые программные средства обеспечивают взаимодей- ствие с основными аппаратными средствами и являются неотъемле- мой составной частью последних. К ним относится базовая система ввода-вывода (BIOS). Программы системного уровня обеспечивают связь про- граммного обеспечения более высокого уровня с базовым и непосред- ственно с аппаратными средствами, осуществляя управление всем комплексом устройств, из которых состоит компьютер. Кроме того, программное обеспечение системного уровня включает так называе- мые средства обеспечения пользовательского интерфейса, осуществ- ляющие взаимодействие компьютера с пользователем. Обычно про- граммное обеспечение этого уровня объединено в операционную си- стему компьютера. В настоящее время в России наибольшее распро- странение получили операционные системы семейства Microsoft Win- dows. 11 Основное назначение программ служебного уровня (утилит) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке ком- пьютерной системы, выполнении различных вспомогательных функ- ций. К утилитам относятся диспетчеры файлов, средства контроля и диагностики, сжатия данных, просмотра и воспроизведения и ряд дру- гих программ. Прикладное программное обеспечение непосредственно слу- жит для работы пользователя с различной информацией: создания тек- стовых и графических документов, выполнения математических рас- четов, автоматизации производственной и офисной деятельности и т.д. Из прикладных программ широко распространены текстовые и графи- ческие редакторы, настольные издательские системы, базы данных, электронные таблицы, системы автоматического проектирования, бух- галтерские системы, средства для видеомонтажа и создания музыки и многие другие. Существуют специальные медицинские прикладные программы: экспертные и справочные системы, средства обработки медицинских изображений и т.д. К прикладным программам относятся и разнообразные компьютерные игры. Принципы хранения информации в памяти компьютера Наряду с программным обеспечением в памяти компьютера хранится различная информация. Единицей ее хранения является файл. Это совокупность данных одного типа (текст, изображение, ви- деофильм и т.д.) произвольного размера, обладающая уникальным собственным именем. Имя может состоять из букв русского или ла- тинского алфавита, содержать цифры, пробелы и некоторые другие символы. Кроме того, в имя файла входит расширение, отделенное точкой и состоящее из трех букв латинского алфавита. В большинстве случаев расширение присваивается автоматически программой, в ко- торой создан файл и обозначает тип данных в нем содержащихся. Например, article.doc, реферат по хирургии.doc, рис_15.jpg. Для удоб- ства поиска файлы можно объединять в папки, которые в свою оче- редь могут быть вложены в папки более высокого уровня. Папкам присваиваются имена по тем же правилам, что и файлам, но без рас- ширений. Совокупность папок и файлов образует файловую систему. 12 ЗАДАНИЕ №1 Ознакомьтесь с аппаратными средствами персонального компьютера. Порядок выполнения задания 1. Убедитесь в том, что компьютер обесточен. 2. Познакомьтесь с внутренним устройством системного блока: - найдите материнскую плату, - установите местоположение на ней процессора, оперативной памяти, постоянного запоминающего устройства, - обратите внимание на видеоадаптер, звуковую карту и другие устройства, установленные в разъемах материнской платы, - найдите жесткий диск, CD-ROM, дисковод для дискет 3,5 дюйма. - найдите блок питания. 3. Осмотрите переднюю стенку системного блока: - найдите кнопки «Power» и «Reset», - найдите индикаторы «Power» и «H.D.D.», - обратите внимание на передние панели устройств, для рабо- ты со съемными носителями информации, и расположенные на них кнопки и индикаторы. 4. Осмотрите заднюю стенку системного блока, обратите внима- ние на то, как подключены различные внешние устройства. 5. Установите, какие внешние устройства подключены к компью- теру: - обратите внимание на клавиатуру, познакомьтесь с распо- ложением на ней клавиш и индикаторов (см. приложение 1.), - осмотрите мышь, найдите ее органы управления, - обратите внимание на устройства вывода информации, их органы управления и индикаторы. 13 ЗАДАНИЕ №2 Ознакомьтесь с операционной системой Windows XP и освойте основные приемы работы в ней. Порядок выполнения задания 1. Включите компьютер. Операционная система Windows запускается автоматически после включения компьютера. После загрузки появляется стартовый экран, называемый Рабочим столом. В его нижней части находится Панель задач. Она содержит кнопку Пуск, которая предназначена для активизации Главного меню системы. На поле Рабочего стола рас- полагаются значки (объекты Windows): Мой компьютер, Мои доку- менты, Корзина и ярлыки (указатели на различные объекты: про- граммы, документы, диски). Отличительной чертой ярлыка является стрелка в нижнем левом углу. Основным средством управления в Windows является мышь, отображаемая на экране указателем в виде стрелки или определенной пиктограммы в зависимости от состояния системы и выполняемого действия (например, в виде песочных часов во время ожидания вы- полнения операции). К основным приемам работы мышью относятся: - наведение указателя на объект; - щелчок – нажатие и быстрое отпускание левой кнопки; - двойной щелчок – два щелчка, выполненные с коротким интерва- лом; - перетаскивание – перемещение мыши при нажатой левой кнопке; - щелчок правой кнопкой; - зависание – наведение указателя на значок объекта с задержкой на нем на некоторое время. 2. Освойте технику выделения и перемещения объектов. Выделите любой из значков или ярлыков на Рабочем столе щелчком мыши. Затем уберите выделение, щелкнув мышью на сво- бодном месте рабочего стола. Выделите несколько объектов для чего, поместив указатель мыши около одного из них, нажмите левую кноп- ку и, удерживая ее, выделите появившейся рамочкой необходимое ко- личество объектов. Поместив мышь на выделение, перетащите выде- ленные объекты по полю Рабочего стола. Снимите выделение. 14 3. Восстановите правильный порядок объектов на Рабочем столе. Щелкните правой кнопкой на свободном месте Рабочего сто- ла. Щелчок правой кнопкой мыши здесь и в иных местах вызывает контекстное меню, соответствующее обстоятельствам. Наведите ука- затель мыши на команду Упорядочить значки. В раскрывшемся под- меню выберите вариант По имени и щелкните на нем. 4. Откройте папку Мой компьютер. Воспользуйтесь двойным щелчком на соответствующем знач- ке.Любая папка в Windows открывается в рабочем окне. Оно содер- жит строку заголовка с названием папки, за эту строку его можно пе- ретаскивать на рабочем столе. В правой стороне строки заголовка рас- положены кнопки управления размером окна. Левая предназначена для сворачивания окна в кнопку на Панели задач (щелчок на этой кнопке разворачивает окно до прежнего размера). Средняя кнопка мо- жет находиться в двух состояниях: в одном она растягивает окно на весь экран – «разворачивает» его, в другом - восстанавливает прежние размеры – «сворачивает в окно». Правая кнопка служит для заверше- ния работы с окном. Окно окружено рамкой. При наведении на нее указателя мыши он принимает вид двусторонней стрелки. При этом можно перетягивать сторону или угол окна, изменяя его размеры (если окно растянуто, этот прием невозможен). - увеличить размеры окна до размеров экрана (развернуть), - вернуть окну размеры, которые оно имело до максимизации (вос- становить), - свернуть окно до размеров кнопки на панели задач, - закрыть окно. Под заголовком располагается Строка меню, а под ней Па- нель инструментов. Если содержимое окна превышает его размеры, справа и внизу появляются Полосы прокрутки, каждая из которых содержит движок и две концевые кнопки. С их помощью просматри- вают все содержимое окна. 5. Сверните окно и вновь разверните его. Измените размеры окна, перемещая стороны и углы. Растяните его с помощью соответству- ющей кнопки. 15 Одновременно можно открыть любое количество окон. При этом активным будет лишь одно. Любое из открытых окон можно ак- тивировать щелчком мыши на нем или на соответствующей ему кноп- ке на Панели задач. 6. Откройте папку Мои документы. Разместите оба окна на экране. Папка Мой компьютер является системной и содержит значки устройств, входящих в состав компьютера: диск А (дисковод 3,5), диск D (CD-ROM), диск С (жесткий диск). Возможно наличие и других устройств, а также иные их буквенные обозначения. Папка Мои до- кументы предназначена для хранения информации пользователя. 7. Закройте папку Мой компьютер. 8. В папке Мои документы откройте папку Студент и создайте в ней папку. В качестве имени папки введите номер группы и фамилию. Выберете в Строке меню команду Файл, в выпадающем ме- ню – Создать, а в развернувшемся списке – Папку. Введите имя пап- ки с клавиатуры. Большинство действий в Windows можно выполнить различ- ными способами. Например, создать папку можно щелкнув правой кнопкой мыши на свободном месте в рабочем поле папки или на Ра- бочем столе и выбрав в контекстном меню команды Создать>Папку. 9. Откройте созданную Вами папку и создайте в ней новую папку с именем Учебная. 10. Удалите ее. Выделите папку и нажмите клавишу Delete. На вопрос в диа- логовом окне ответьте Да. Существует еще несколько способов удале- ния объектов. Команда Удалить имеется в контекстном меню, вызы- ваемом щелчком правой кнопки мыши на удаляемом объекте. Также можно перетащить ненужный объект на значок Корзина. 11. Откройте папку Задания в папке Студент. Для возврата к папке Студент щелкните на кнопке Вверх, рас- положенной на Панели инструментов. 12. Скопируйте файл Занятие1 в свою папку. 16 Выберите файл Занятие1 и щелкните на команде Копировать на Панели инструментов или в контекстном меню. Вернитесь в со- зданную Вами папку (можно воспользоваться кнопкой Назад на Па- нели инструментов), щелкните на кнопке Вставить. Убедитесь в по- явлении скопированного файла в папке. Наряду с копированием возможно перемещение объектов из папки в папку путем перетаскивания значка. Важно отметить, что при удалении, копировании и перемеще- нии ярлыка никаких изменений с файлом, с которым он связан, не происходит. 13. Откройте файл Занятие1. Дважды щелкните на соответствующем значке. Так как файл Занятие1 содержит графическую информацию, он открывается при помощи специальной программы Просмотр изображений. 14. Закройте все окна и щелкните на кнопке Пуск. Ознакомьтесь с открывшимся Главным меню. С его помощью могут быть реализованы все возможности операционной системы Windows. В частности оно используется для запуска приложений. Список программ, установленных на компьютере, открывается при щелчке на пункте Все программы. Выбор пункта Завершение рабо- ты позволяет корректно завершить работу с операционной системой: выключить компьютер, перезагрузить или переключить в ждущий ре- жим. 15. Выберите в главном меню пункт Програм- мы>Стандартные>Микрокалькулятор. Познакомьтесь с его рабо- той, вводя значения и символы математических операций с клавиа- туры с помощью мыши. Закройте окно программы. 17 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 1. Расскажите об отличии больших, мини-, микро-ЭВМ и персональ- ных компьютеров. 2. Как можно классифицировать современные персональные компь- ютеры. 3. В чем Вы видите диалектический характер связи между аппарат- ными и программными средствами. 4. Перечислите внутренние устройства современного компьютера. 5. Поясните предназначение основных внутренних устройств ком- пьютера. 6. Назовите устройства вывода информации. 7. Назовите устройства ввода информации. 8. Поясните предназначение манипулятора «мышь». 9. Назовите устройства, необходимые для сетевой работы компьюте- ра, чем они различаются. 10. Перечислите четыре уровня программного обеспечения. Каков по- рядок их взаимодействия. 11. К какому классу относятся программные средства, встроенные в электронный термометр, современный электрокардиограф, авто- матический тонометр. 12. Укажите предназначение операционной системы. 13. Для чего используются программы служебного уровня. 14. Перечислите известные Вам прикладные программы. 15. Какие Вы знаете медицинские прикладные программы. 16. Что такое файл, папка, файловая система. 17. По каким правилам файлу присваивается имя. 18 |