medizinische informatik 2. daten-information-wissen wintersemester 2010/11 dozent: univ.-prof. dr....

Medizinische Informatik 2. Daten-Information-Wissen

Wintersemester 2010/11Dozent: Univ.-Prof. Dr. med. Stefan Schulz

Aufnahme

Diagnostik

Therapie

Station

OP / Intensivbehandlung

Entlassung

Wo entstehen medizinische Daten?Was sind die Datenträger?Wer produziert die Daten?In welchem Format liegen die Daten vor?

Datenentstehung bei Patientenaufnahme (I)

• Demographische Daten: Name, Adresse, Geburtsdatum, Hausarzt, Versicherungsnummer

• Datenträger: eCard• Formate: Text, Datum, Codes (z.B.

Versicherungsnummer) • Alternativ: Eingabe durch Verwaltungskraft

• Überweisungsformular vom Hausarzt• Datenträger: Papier• Datentyp: Text• Alternativ: Online-Überweiserportale an

manchen Großklinika• Anamnese und Befund bei Aufnahme: meist

noch handschriftlich

Datenentstehung bei Patientenaufnahme (II)

Datenentstehung bei der Diagnostik: Labor

• Laborautomaten: generieren meist numerische Daten, die in das Klinikinformationssystem eingespeist werden

• Alternativ: Ausdruck auf Papier

Datenentstehung bei der Diagnostik: bildgebende Verfahren

• mittlerweile meist voll digitalisiert. Produzieren Datensätze in spezifischem Format (DICOM) für (unstrukturierte) Bild- und (strukturierte) Meta-Daten

• Befundende Ärzte erzeugen Befundberichte, die im Abteilungssystem gespeichert werden

• Alternativ: Röntgenbilder auf Film, Sonographie-Ausdrucke, Befunde ausgedruckt oder handschriftlich auf Papier

Datenentstehung bei der Therapie • Therapie auf Station, z.B. Medikamentengabe,

Physiotherapie, Diät, Pflegemaßnahmen: Eintrag in „Patientenkurve“ und Pflegedokumentation, meist noch handschriftlich

• Operationen: strukturierte Erfassung von Eckdaten (OP-Zeit), Erfassung von Materialien, Erstellung eines OP-Berichts – meist diktiert und im Abteilungs-System als Text gespeichert

Datenentstehung bei der Entlassung

• Entlass-Diagnosen und –Prozeduren: Codierte Information (z.B. ICD-10), in Klinikinformationssystem

• Erstellung eines Arztbriefs – meist diktiert und im Abteilungs-System als Text gespeichert und als Brief (Papier) der einweisenden Praxis / Klinik zugestellt

Datenentstehung bei der Weiterbehandlung

• Dokumentation im Praxisinformationssystem• Datenproduktion durch den Patienten selbst:

z.B: häusliche Messung von Blutdruck, Blutzucker, Patientenprotokolle

• Datenproduktion im häuslichen Umfeld, z.B. durch Bewegungs- und andere Sensoren bei pflegebedürftigen Patienten

• Dokumentation der Pflegemaßnahmen

Diff. BB: Deutliche Monozytose ,sonst o.B.

Daten und Information (I)

Ruhe-EKG altersent-sprechend unauffällig

Daten und Information (II)

Dünndarmileus

Daten und Information (III)

Maß für Daten

• 1 bit (binary digit): binäre Einheit („1“/„0“; „an“/aus“)• 1 Byte: 8bit (10011101). Was kann mit einem Byte

kodiert werden?• 1 Kilobyte (kB) = 210 Byte = 1024 Byte• 1 Megabyte (MB) = 1024 kB• 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB• 1 Terabyte (TB) = 1024 GB• 1 Petabyte (PB) = 1024 TB• 1 Exabyte (EB) = 1024 PB

Daten = Information?

• Aus Daten wird Information erzeugt durch ihre Interpretation in einem Bedeutungszusammenhang

• Informationsmenge << Datenmenge– Datenaustausch zwischen Systemen

erfordert hohe Bandbreite– Informationsaustausch zwischen

Systemen erfordert geringe Bandbreite

• Information ist eine Eigenschaft von Nachrichten

Erzeugung von Information

Maß für Information• Informationsgehalt proportional zur

– Reduktion von Ungewissheit– ja / nein - Fragen, die durch sie

beantwortet werden (gewichtet durch a-prioriWahrscheinlichkeiten)

• Beispiel: Zeichenkette in deutschem Text:„es“ hat geringeren Informationsgehalt als „yq“

• Begriff der Entropie in der Informationstheorie: Maß für den mittleren Informationsgehalt pro Informationseinheit:Information = beseitigte Unsicherheit

• Vertiefung: http://www.techfak.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_5/advanced/t5_3_2.html

http://www.techfak.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_5/advanced/t5_3_2.html

http://www.techfak.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_5/advanced/t5_3_2.html

• Datenmengen im Krankenhaus wachsen nach wie vor exponentiellNeben digitaler Radiologie zunehmend digitale Pathologie und andere bild- und biosignalgebende Verfahren.

• Beispiel PACS-Systeme: 1992: 500 Gigabyte pro Jahr

4.400.000.000.000 Bit2008: 1 Petabyte

9 000 000 000 000 000 Bit• Informationen durch Menschen nur in beschränkter

Bandbreite zu verarbeiten • Medizinische Entscheider benötigen Information

– zum geeigneten Zeitpunkt, am notwendigen Ort– in der geeigneten Form, d.h. in einer angemessenen

Abstraktionsstufe (z.B. Hausarzt muss nicht den OP-Bericht lesen)

Maschinelles und menschliches Maß

Informationsaustausch ohne kognitive Überlastung

Operationsbericht

Makroskopie: "Resektat nach Whipple": Ein noch nicht eröffnetes Resektat, bestehend aus einem distalen Magen mit einer kleinen Kurvaturlänge von 9,5 cm und einer großen Kurvaturlänge von 13,5 cm, sowei einem duodenalen Anteil von 14 cm Länge. 2 cm aboral des Pylorus zeigt die Dünndarmwandung eine sanduhrartige Stenose. Im Lumen sowohl des Magens als auch des Duodenums reichlich zähflüssiger Schleim, sangoinolent; die Schleimhaut ist insgesamt livide. Anhängend ein 7,5 x 4 x 1,5 cm großes Pankreaskopfsegment sowie ein 4 cm langer derber und bis 2,5 cm durchmessender knotiger Gewebsstrang, der an seinem Ende eine Fadenmarkierung aufweist. Hier auf lamellierenden Schnitten zähfestes weißliches, teilweise nodulär konfiguriertes Gewebe, ohne das Gallengänge manifest werden. Der distale Anteil des Ductus pankreaticus ist leicht erweitert und von der Papilla vateri aus 4,5 cm weit sondierbar, wobei er hier in einer peripankreatischen Narbenzone abbricht. Die Mündung eines Gallenganges läßt sich makroskopisch nicht abgrenzen. Die berichtete Stenose im Duodenum liegt 2,5 cm oral der Papilla vateri und steht mit der beschriebenen Narbenzone in direktem Zusammenhang. Teilweise ist die Dünndarmschleimhaut im Stenosebereich polypoid vorgewölbt. Der kleinen Kurvatur anhängend ein bis 4 cm durchmessendes Fettgewebe. Darin einzelne knotige Indurationen von bis zu 1 cm größe. 1. Oraler Resektionsrand Magenkorpus. 2. Magenantrum. 3. Bulbus duodeni. 4. Stenosezone mit angrenzendem Pankreas und tuschemarkierten äußeren Resektionsrändern und einem Lymphknoten. 5. Papilla vateri - Mündung des Ductus pankreaticus. 6. Distales Ende des Ductus pankreaticus im Narbengebiet. 7. Intraparenchymaler Absetzungsrand Pankreas. 8. Peripankreatisches Gewebe. 9. bis 12. Fadenmarkierter Fortsatz an der Arteria hepatica communis von

Histologisches Gutachten

Makroskopie: "Resektat nach Whipple": Ein noch nicht eröffnetes Resektat, bestehend aus einem distalen Magen mit einer kleinen Kurvaturlänge von 9,5 cm und einer großen Kurvaturlänge von 13,5 cm, sowei einem duodenalen Anteil von 14 cm Länge. 2 cm aboral des Pylorus zeigt die Dünndarmwandung eine sanduhrartige Stenose. Im Lumen sowohl des Magens als auch des Duodenums reichlich zähflüssiger Schleim, sangoinolent; die Schleimhaut ist insgesamt livide. Anhängend ein 7,5 x 4 x 1,5 cm großes Pankreaskopfsegment sowie ein 4 cm langer derber und bis 2,5 cm durchmessender knotiger Gewebsstrang, der an seinem Ende eine Fadenmarkierung aufweist. Hier auf lamellierenden Schnitten zähfestes weißliches, teilweise nodulär konfiguriertes Gewebe, ohne das Gallengänge manifest werden. Der distale Anteil des Ductus pankreaticus ist leicht erweitert und von der Papilla vateri aus 4,5 cm weit sondierbar, wobei er hier in einer peripankreatischen Narbenzone abbricht. Die Mündung eines Gallenganges läßt sich makroskopisch nicht abgrenzen. Die berichtete Stenose im Duodenum liegt 2,5 cm oral der Papilla vateri und steht mit der beschriebenen Narbenzone in direktem Zusammenhang. Teilweise ist die Dünndarmschleimhaut im Stenosebereich polypoid vorgewölbt. Der kleinen Kurvatur anhängend ein bis 4 cm durchmessendes Fettgewebe. Darin einzelne knotige Indurationen von bis zu 1 cm größe. 1. Oraler Resektionsrand Magenkorpus. 2. Magenantrum. 3. Bulbus duodeni. 4. Stenosezone mit angrenzendem Pankreas und tuschemarkierten äußeren Resektionsrändern und einem Lymphknoten. 5. Papilla vateri - Mündung des Ductus pankreaticus. 6. Distales Ende des Ductus pankreaticus im Narbengebiet. 7. Intraparenchymaler Absetzungsrand Pankreas. 8. Peripankreatisches Gewebe. 9. bis 12. Fadenmarkierter Fortsatz an der Arteria hepatica communis von

nach Duodenopankreatektomie Pankreaskopfkarzinom, Tumorstadium pT2,pN1,Mx.

ICD-10: C25.0OPS: 5-524.1

Stufenweise Abstraktion von Information

Welche Beteiligten brauchen wann welche Information in welcher Granularität, um weder kognitiv überfordert noch unterinformiert zu sein?

MedizinischeForschung

Hypothesen-generierung


Hypothesen-validierung

ErzeugungwissenschaftlicherEvidenz

patientenbezogene Information

populationsbezogene Information

Aggregation

Informationsflüsse

kanonisches Wissen

Aggregation






Informationsflüsse



Was ist kanonisches Wissen?

• in einem Kontext als gültig angenommene wahre, gerechtfertigte, verlässliche Meinung„Aspirin wirkt gegen Kopfschmerz“„Ein Mensch hat normalerweise 32 Zähne“

• Kanonisches Wissen in der Medizin ist das Ergebnis wissenschaftlicher Forschung

• Zu dem Begriff des Wissens s.a. http://de.wikipedia.org/wiki/Wissen http://pantheon.yale.edu/~kd47/What-Is-Epistemology.htm

(nicht prüfungsrelevant)

http://de.wikipedia.org/wiki/Wissen

http://pantheon.yale.edu/~kd47/What-Is-Epistemology.htm

http://pantheon.yale.edu/~kd47/What-Is-Epistemology.htm

kanonisches Wissen

Aggregation






KlinischeEntscheidungs-unterstützung

Entscheidungs-unterstützungPublic Health

Informationsflüsse



kanonisches Wissen

Aggregation






KlinischeEntscheidungs-unterstützung

Entscheidungs-unterstützungPublic Health

Informationsflüsse



Unterstützung der Interpretation von Daten zur Erzeugung von Information

Zusammenführung von Information aus unterschiedlichen Quellen

Zeit- und ortsgerechte Bereitstellung von Information in benutzeradäquatem Abstraktionsgrad

Unterstützung der Generierung wissenschaftlicher Hypothesen

Automatisierte Entscheidungs-unterstützung

Interoperabilität von

Information und

Wissen durch

semantische und

terminologische

Standards

Wissensmanagement

Testfrage

• Welche Aussage ist falsch?– Populationsbezogene Information entsteht aus der

Aggregation von Information über Einzelpersonen – Kanonisches Wissen in der Medizin kann direkt aus

Einzelbeobachtungen gewonnen werden– Aus populationsbezogener Information lassen sich

wissenschaftliche Hypothesen ableiten– Zur Hypothesenvalidierung können nicht dieselben

Daten wie zur Hypothesengenerierung verwendet werden.

medizinische informatik 2. daten-information-wissen wintersemester 2010/11 dozent: univ.-prof. dr....

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