人体生物特征识别与常见病分类研究与应用 - picb shanghai.ppt

人体特征信号的识别与常见疾病分类 主 讲：曹桂涛 副教授 联系电话202 Email：gtcao@sei.ecnu.edu.cn 2009.7.22 1 背景 我国社会正在改变以大中医院为中心的医疗模式，将逐步实现： 以个人为中心 以家庭为单位 以社区为范围 集医疗、预防、保健于一体的卫生服务。 1.1 发展趋势 “无线化”、“便携式”、“网络化”。 如用于心、肺音的听诊，脑电、心电信号监护的无线便携式设备。 面向社区医疗的终端与系统具有非常好的应用前景和市场潜力。 1.2 国家计划 《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006~2020） 鼓励生命科学、信息科学、认知科学等的多学科的交融，并确立“城乡社区常见多发病防治”优先主题。 重点研究开发常见病和多发病的监控、预防、诊疗和康复技术，小型诊疗和移动式医疗服务装备，远程诊疗和技术服务系统。 还有“人口与健康”主题，是建设和谐社会、提高全民健康水平的必然要求。 上海中长期规划纲要 “数字化医疗装备与关键技术”。 1.3 政府设想（1/3） 胡锦涛同志在中共十七大的报告中指出： ……为群众提供安全、有效、方便、价廉的医疗卫生服务。……加强农村三级卫生服务网络和城市社区卫生服务体系建设，…… 1.3 政府设想（2/3） 2009年4月6日新华社发布的《中共中央、国务院关于深化医药卫生体制改革的意见》指出， “到2011年，……城乡基层医疗卫生服务体系进一步健全……” “到2020年，覆盖城乡居民的基本医疗卫生制度基本建立。” 1.3 政府设想（3/3） 2009年5月7日新华社发布的《国务院关于扶持和促进中医药事业发展的若干意见》指出，有条件的县以上综合医院和乡镇卫生院、社区卫生服务中心都要配备基本中医诊疗设备。 1.4 领域专家意见（1/3） 俞梦孙院士强调[1]： 第一 、社区医学的需求应该是我国医学信息技术（MIT）发展的主要市场。当前我国已处于社区医学必须发展的关键时期，也是发展我国MIT的关键机会。 第二 、重视以人为中心的MIT发展途径。我国2020年科技发展战略研究报告指出：只有“治未病”的医学才是供得起、因而可持续的医学。而“治未病”的核心技术从生物医学工程角度来看，一个重要方面是人体基本生命参数长期连续动态监测和健康状态辨识和调控。这既是社区MIT的源头，也是医学目的所在。 1.4 领域专家意见（2/3） 李国杰院士指出[2]： 在信息科学的指引下，21世纪的信息技术也将展现新特点，将会在重视技术作为生产力决定性因素的同时，更加重视信息科学的研究探索，特别是与纳米、生命、认知等科学的交叉研究；更加重视医学及与人类健康有关的信息科学技术；更加重视生态和环境影响，探索对有限自然资源和无限知识资源的分享、共享和可持续利用，重视信息技术与人文艺术的结合，以及信息技术伦理道德方面的研究和对信息技术社会作用的法制化管理与监督。 1.4 领域专家意见（3/3） 去年，中国工程院王威琪院士、中国科学院李衍达院士分别主持工程院和科学院咨询小组完成并向国务院提交了关于自主发展我国医疗装备的调研报告。国家自然科学基金委在2008年8月底公布了重大研究计划“视听觉信息的认知计算”项目指南，提出围绕国家重大需求，充分发挥信息科学、生命科学和数理科学的交叉优势，从人类的视听觉认知机理出发，研究并构建新的计算模型与计算方法，提高计算机对非结构化视听觉感知信息的理解能力和海量异构信息的处理效率。核心内容包括“感知特征提取、表达与整合”等。 3 关键问题 移动终端 特征识别、统计学习、专家系统 服务环境 4 主要研究工作 以常见疾病为分类对象，以领域专家的诊断思维过程为依据，结合有效的统计学习方法，研究常见疾病的分类方法。 4.1 融合心电图与脉象的心脏疾病诊断 具有传统文化特色和学科交叉的特点； 突出医学专家诊断思维过程的模拟； 强调形象思维在特征识别中的重要意义； 从实际问题和需求提炼科学问题； 是中西医结合的具体形式和有效途径。 心电图 心电图 什么是心电图：在整个心脏电激动的综合过程, 心肌细胞兴奋的产生、传导和恢复过程中产生生物电变化，用仪器在人体表面记录的这种电位变化波形叫心电图。 产生： 1903 年荷兰莱顿大学的生理学家 Einthoven发明弦线型心电流计； 1905 年这种弦线型心电流计正式推广并应用到临床； 心电图导联 ? 将两个电极置于人体表面上不同的两点，通过导线与心电图机相连，就可以描出一种心电图波形。描记心电图时的电极安放位置及导线与放大器的联接方式称为心电图导联。 临床诊断上，为便于统一和比较，对常用的导联做出了严格的规定。????? 心电图导联 现在广泛应用的是标准十二导联，分别记为I、Ⅱ、Ⅲ、a