基于國(guó)際—疾病分類法的計(jì)算思維能力培養(yǎng)實(shí)踐醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)組織研究

崔金梅，劉 峰

（1.山西醫(yī)科大學(xué)汾陽(yáng)學(xué)院 計(jì)算機(jī)教研室，山西 汾陽(yáng) 032200；2.山西醫(yī)科大學(xué)汾陽(yáng)學(xué)院 臨床醫(yī)學(xué)系，山西 汾陽(yáng) 032200）

0 引 言

計(jì)算科學(xué)的發(fā)展推動(dòng)著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，醫(yī)療大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能正在改變醫(yī)生工作模式，計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)正幫助醫(yī)生做很多識(shí)別、認(rèn)知工作，并提供比較客觀、準(zhǔn)確的分析結(jié)果，進(jìn)而降低經(jīng)驗(yàn)判斷的風(fēng)險(xiǎn)。

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育以培養(yǎng)學(xué)生臨床思維和臨床診斷能力為目標(biāo)。臨床思維是指在臨床實(shí)踐中收集和評(píng)價(jià)資料以作出診斷或處理的推理過(guò)程，是對(duì)疾病現(xiàn)象進(jìn)行的調(diào)查研究。臨床思維方法是醫(yī)生認(rèn)識(shí)疾病、判斷疾病和治療疾病等臨床實(shí)踐過(guò)程中所采用的一種推理方法[1]。

在醫(yī)學(xué)教育新時(shí)代，開(kāi)放式信息資源獲取途徑促使知識(shí)的更新速度更加快捷，醫(yī)生可以通過(guò)各種智能化方式鏈接各類知識(shí)庫(kù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取醫(yī)學(xué)知識(shí)。醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)、虛擬訓(xùn)練、智能化電子病歷系統(tǒng)的應(yīng)用，在培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才教學(xué)中，計(jì)算思維能力的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用，計(jì)算思維正成為解決各類課程問(wèn)題的一種方法，尤其為掌握醫(yī)學(xué)信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。目前，由于醫(yī)學(xué)生計(jì)算思維能力培養(yǎng)不足，教學(xué)方式和思維習(xí)慣難適應(yīng)醫(yī)學(xué)信息化發(fā)展的節(jié)奏，教師教學(xué)費(fèi)勁，學(xué)生學(xué)習(xí)困難。

如何提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算科學(xué)的興趣？筆者經(jīng)過(guò)十多年的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)實(shí)踐，依托國(guó)際疾病分類，探索通過(guò)臨床疾病信息組織教學(xué)內(nèi)容，并采用項(xiàng)目情境教學(xué)法講授計(jì)算問(wèn)題，既掌握醫(yī)學(xué)信息標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)又有助于培養(yǎng)科學(xué)思維能力，更好地分析和應(yīng)用臨床信息，取得了較好的教學(xué)效果。

1 基于國(guó)際疾病分類法的醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容組織

通過(guò)融國(guó)際疾病分類法于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)，對(duì)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織與方法進(jìn)行探究，以培養(yǎng)臨床學(xué)生的計(jì)算思維意識(shí)、方法與能力為教學(xué)目標(biāo)，可以拓展學(xué)生診斷思路，實(shí)現(xiàn)依靠新型計(jì)算手段的疾病診斷與創(chuàng)新。

1.1 理解計(jì)算思維并培養(yǎng)計(jì)算思維意識(shí)

現(xiàn)實(shí)問(wèn)題能否用計(jì)算機(jī)來(lái)解決，關(guān)鍵看能否用計(jì)算機(jī)可接受的方式表達(dá)出來(lái)，如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中住院病歷主要診斷等醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)的計(jì)算機(jī)有效表達(dá)、數(shù)據(jù)表示、存儲(chǔ)與傳輸。啟發(fā)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)求解臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)問(wèn)題的獨(dú)特思維方式，導(dǎo)入課程的學(xué)習(xí)。

首先，疾病名稱的存儲(chǔ)需要編碼，衛(wèi)生信息標(biāo)準(zhǔn)化中的國(guó)際疾病分類法ICD （International Classi fi cation of Disease，ICD）的講解[2]，為臨床信息標(biāo)準(zhǔn)編碼的深入研究奠定了基礎(chǔ)，ICD是電子病歷系統(tǒng)臨床信息表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)化的重要編碼。其次，編碼需要轉(zhuǎn)換為0、1碼，成為機(jī)器能接受的編碼存儲(chǔ)、表達(dá)和交換，引出疾病診斷的機(jī)內(nèi)碼表示。第三，通過(guò)實(shí)現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域的計(jì)算過(guò)程，掌握自然社會(huì)事物和現(xiàn)象計(jì)算機(jī)處理方法。數(shù)值型、字符型、漢字、圖形圖像、多媒體等信息，任何數(shù)值型和非數(shù)值型等語(yǔ)義信息可以表示為0、1符號(hào)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，理解信息編碼的廣泛意義[3]。

1.2 理解數(shù)據(jù)抽象與構(gòu)造，掌握計(jì)算思維方法

在臨床實(shí)踐中，60%～70%的病例通過(guò)可靠收集病史，認(rèn)真分析思考病人資料，經(jīng)過(guò)縝密的臨床思維后得出正確結(jié)論。通過(guò)對(duì)病歷資料的計(jì)算機(jī)處理，獲取病歷信息知識(shí)，前提是臨床數(shù)據(jù)抽象與建模，首先要抽取、概括、聚集所關(guān)心的各個(gè)疾病診斷，選擇主要診斷，利用ICD疾病分類方法，可以用人體組織系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系和疾病表現(xiàn)的信息特點(diǎn)歸類，將疾病的特性，用13個(gè)參數(shù)精確描述疾病實(shí)體[4]，既符合客觀事實(shí)，又適應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作。

在數(shù)據(jù)模型相關(guān)概念教學(xué)中，使抽象的概念具體化，通過(guò)醫(yī)生、病人、住院、診療、病歷、疾病診斷等實(shí)例引入，通過(guò)學(xué)生熟悉的疾病診斷性質(zhì)和特征（病因、病理，發(fā)生的解剖部位和臨床表現(xiàn)等）[4]，描述疾病實(shí)體屬性非常重要，用具有唯一標(biāo)識(shí)的ICD碼為疾病實(shí)體的主屬性（Key），解決疾病信息的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)。

從現(xiàn)實(shí)世界到信息世界再到計(jì)算機(jī)世界，經(jīng)過(guò)理解、區(qū)分、命名、表達(dá)并抽象為概念模型，將醫(yī)療文本映射到ICD標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)與編碼系統(tǒng)中，存儲(chǔ)為關(guān)系模型的表現(xiàn)形式，以便于對(duì)病歷數(shù)據(jù)庫(kù)中各類數(shù)據(jù)集的定義、操作和控制，方便計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、查詢和管理，并且通過(guò)收集、分析數(shù)據(jù)來(lái)理解和思考問(wèn)題，

1.3 編程構(gòu)造形成計(jì)算思維能力

程序是人與機(jī)器的對(duì)話，通過(guò)簡(jiǎn)單指令描述一個(gè)任務(wù)的計(jì)算，程序創(chuàng)作如同人生有始有終，選擇、循環(huán)、條件控制制約走向。具有編程思維的人能夠?qū)⒁粋€(gè)問(wèn)題清晰具體地描述出來(lái)，并將問(wèn)題的解決方案表示為一個(gè)信息處理的流程[5]。簡(jiǎn)單說(shuō)，培養(yǎng)學(xué)生編程思維就是培養(yǎng)理解問(wèn)題、找出解決問(wèn)題路徑的能力。具有程序思維時(shí)很容易理解醫(yī)院臨床路徑（Clinical Pathway or Clinical Paths，CP）管理，CP是程序化標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療模式，能使臨床診療實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。

編程時(shí)通常會(huì)把那些將會(huì)被重復(fù)使用的運(yùn)算過(guò)程先編寫(xiě)并儲(chǔ)存為函數(shù)，需要時(shí)直接調(diào)用，根據(jù)調(diào)用的場(chǎng)景、前提條件不同相應(yīng)地改動(dòng)輸入?yún)?shù)即可，不用每次都重新編寫(xiě)。醫(yī)生書(shū)寫(xiě)病歷時(shí)用的病歷模版，根據(jù)需要直接使用，方便快捷，這是函數(shù)化或模塊化思維的運(yùn)用。

1.4 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的醫(yī)學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)

臨床診斷本身是根據(jù)一個(gè)人的身體狀況和生理狀況，通過(guò)大數(shù)據(jù)作判斷，然后在數(shù)據(jù)與某種疾病特征之間建立聯(lián)系的醫(yī)學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程。例如，隨著生活水平的提高，通過(guò)數(shù)據(jù)分析提高醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)后，可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)人的很多健康指標(biāo)，如高血壓的閾值，125毫米汞柱是過(guò)去的限值，現(xiàn)在國(guó)際上已經(jīng)調(diào)節(jié)到135毫米汞柱，由此可見(jiàn)，計(jì)算科學(xué)使醫(yī)生對(duì)疾病與健康有了更客觀的認(rèn)識(shí)，計(jì)算思維對(duì)醫(yī)生的幫助不容置疑。

國(guó)際疾病分類是臨床信息分析與應(yīng)用的基礎(chǔ)，圍繞疾病診斷的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類編碼，是通過(guò)計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)對(duì)臨床醫(yī)療所涉及領(lǐng)域的疾病信息的標(biāo)準(zhǔn)化處理，進(jìn)而形成對(duì)臨床醫(yī)療過(guò)程所產(chǎn)生的臨床數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的采集、加工、交換、分析應(yīng)用[6]與研究的醫(yī)療信息生產(chǎn)鏈，醫(yī)院也因此具有以電子病歷為核心的臨床數(shù)據(jù)庫(kù)，即電子病歷臨床數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心自帶前瞻性、回顧性的實(shí)驗(yàn)研究和統(tǒng)計(jì)分析功能，典型病例分析、疑難病例討論等臨床信息分析與知識(shí)發(fā)現(xiàn)為實(shí)施最佳診療方案提供了依據(jù)。

2 基于臨床信息的項(xiàng)目情境教學(xué)法教學(xué)實(shí)踐

在教學(xué)中筆者采用項(xiàng)目情境驅(qū)動(dòng)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)，圍繞教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)醫(yī)學(xué)問(wèn)題情境，寓教學(xué)內(nèi)容于問(wèn)題情境中，通過(guò)“病案信息管理系統(tǒng)”“疾病代碼庫(kù)”與“病例診療信息系統(tǒng)”等軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，在解決醫(yī)療事務(wù)問(wèn)題的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，教師擬定選題，需要考慮特定條件下有限資源的構(gòu)造，引導(dǎo)學(xué)生理解醫(yī)學(xué)人體的個(gè)體局限性。比如，人體疾病存在主要矛盾和關(guān)鍵層次，需要具體問(wèn)題具體分析疾病與健康動(dòng)態(tài)、安全、整體觀念。疾病診治過(guò)程首先進(jìn)行鑒別診斷，計(jì)算思維幫助醫(yī)生解釋癥狀與現(xiàn)象。計(jì)算思維融于臨床診斷，學(xué)生擁有了深刻理解疾病特征的一種新的思維方法。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生分組選題討論、協(xié)作實(shí)踐，做中學(xué)、學(xué)中做，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)，體驗(yàn)計(jì)算之美，收到意想不到的教學(xué)效果：學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及主動(dòng)運(yùn)用計(jì)算思維的意識(shí)明顯增強(qiáng)，提高了使用計(jì)算機(jī)的技能；通過(guò)小組協(xié)作實(shí)踐，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；在情景中醫(yī)學(xué)生積極探討計(jì)算知識(shí)，發(fā)掘和激發(fā)潛能，鍛煉了創(chuàng)造性思維；理解數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成要素，掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、開(kāi)發(fā)方法與使用方法，創(chuàng)作完成作業(yè)；理解系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)，協(xié)作與評(píng)估培養(yǎng)了學(xué)生高屋建瓴統(tǒng)籌規(guī)劃全局的科學(xué)思維能力。

3 討 論

3.1 分析與應(yīng)用臨床信息具有重要的現(xiàn)實(shí)意義

電子病歷臨床數(shù)據(jù)中心的建立，會(huì)給醫(yī)生提供更好的佐證，有的病例或普通的疾病存在共性，臨床數(shù)據(jù)中心可以幫助醫(yī)生細(xì)分病種，提供可考慮的診斷建議，快速實(shí)現(xiàn)早期預(yù)防、及時(shí)診斷并修正診斷，將診斷思維納入優(yōu)化循環(huán)過(guò)程，提高臨床治療準(zhǔn)確率，醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)也能實(shí)現(xiàn)診斷個(gè)性化，根據(jù)個(gè)人體質(zhì)，確定個(gè)人治療方案[2]。

3.2 臨床思維與計(jì)算思維的關(guān)系

臨床思維是在事實(shí)資料尚不系統(tǒng)、不完善的情況下，在比較、判斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行疾病診斷，針對(duì)復(fù)雜人體系統(tǒng)與生命健康的緊迫性作診斷決策。臨床思維要求臨床醫(yī)生具有較高的綜合素質(zhì)與知識(shí)經(jīng)驗(yàn)以及診斷的基本功。

臨床醫(yī)生對(duì)患者進(jìn)行診療時(shí)需要獲得與患者疾病診斷相關(guān)信息，通過(guò)中西醫(yī)方式以及以往的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)行有目的、有選擇地收集所需要的信息，獲取與病人病癥有關(guān)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和分析，最后獲得與病人診斷結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)，并從中得到醫(yī)學(xué)知識(shí)的解釋，進(jìn)行診斷決策。

在臨床推理中，計(jì)算思維可以提高收集病史的技巧，新的數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的廣泛使用，在充分利用各種醫(yī)技與實(shí)驗(yàn)室檢查的合理解釋和綜合理解，使診斷更加客觀與量化，調(diào)動(dòng)了醫(yī)生的全能分析思考作出鑒別診斷，運(yùn)用計(jì)算思維立足病人實(shí)際進(jìn)行的疾病診斷分析會(huì)更準(zhǔn)確更科學(xué)，可見(jiàn)，計(jì)算思維對(duì)臨床思維具有重要促進(jìn)作用。

3.3 計(jì)算思維是新時(shí)代醫(yī)學(xué)生必備的素質(zhì)和技能[7]

以電子病歷為核心臨床數(shù)據(jù)中心的建立，實(shí)現(xiàn)歷史病案數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理，成為循證醫(yī)學(xué)證據(jù)基礎(chǔ)，即形成以病人為中心的信息組織和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過(guò)國(guó)際疾病分類法統(tǒng)一瀏覽手段、數(shù)據(jù)處理、知識(shí)管理，引用最有效的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲得有價(jià)值的臨床信息。

通過(guò)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘疾病規(guī)律，在數(shù)據(jù)中找到真相，增加手術(shù)的自信的同時(shí)，將得到新的知識(shí)加入到知識(shí)庫(kù)中，這些知識(shí)又可作為解釋其他數(shù)據(jù)的根據(jù)。用數(shù)據(jù)支持有臨床經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生，通過(guò)信息收集、整理、組織、提煉、分析與應(yīng)用拓展臨床思維能力，獲得科學(xué)臨床研究結(jié)果，能夠更好地提高自身的臨床決策能力和科研能力。

隨著電子病歷的應(yīng)用，計(jì)算思維正改變醫(yī)生的思考方式，推動(dòng)醫(yī)療模式的轉(zhuǎn)變，不僅使醫(yī)療流程最優(yōu)化、醫(yī)療質(zhì)量最佳化、工作效率最高化、績(jī)效評(píng)價(jià)自動(dòng)化、決策方法科學(xué)化，而且為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和智慧化醫(yī)療提供了保證。

4 結(jié) 語(yǔ)

面對(duì)醫(yī)療信息化快速發(fā)展要求，醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，把握計(jì)算機(jī)與醫(yī)學(xué)的深度融合趨勢(shì)，實(shí)施課程整合，依托臨床信息和疾病特征，組織醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維方式，將疾病分類知識(shí)融入科學(xué)思維培養(yǎng)的教學(xué)，醫(yī)學(xué)生成為新世紀(jì)具備競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才，將在學(xué)生就業(yè)和專業(yè)發(fā)展上具有重要意義。