开放存取

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构建医院信息系统

构建医院信息系统 (草稿)

              阮奇桢

 

摘 要:

本文提供了一个构建中小型医院通用信息系统的解决方案。

一. 概述

1.      为什么要使用医院信息系统

医院信息系统将医院的管理思想、医院各部门的业务经验以及当今最新计算机技术的完美统一起来。运用医院信息系统将大大提高医院的整体效率,最大限度地发挥人力、物力资源,从而创造更大利润。医院的数据将全部保留,为临床循证管理决策提供科学数据。

对于管理者来说,医院信息系统将帮助他们快速、准确地掌握医院情况、从而消除管理漏洞、未经来做出准确决策和合理规划。

2.      通用信息系统组成

本文将要介绍的是一个较完整的面向中小型医院的通用信息系统。它覆盖了医院主要管理职能和病人在医院就诊的各主要环节。

该系统大致实现如下管理、运营等功能:

门诊部门的:收费、医生工作站、药房管理;

住院部门的:结算、药房划价、医生工作站、药房管理、病房医嘱管理;

医技工作站(放射、功能科等);

药库:物流管理、财务管理;

其它设备、物资、固定资产等的管理;

人事部门:人事管理、工资系统;

针对病人的:病案管理、收费管理;

查询系统,等。

3.      系统设计要求

一个较为完善的医院信息管理系统用应满足以下要求:

在功能方面,医院信息系统需要满足医院三类用户的需求,即医院的领导和管理人员、各类医务人员和保障系统运行的系统管理人员。还需要为公众提供所需的查询服务。

实用性要求:需要符合我国医院实际操作流程的习惯,界面友好、易学易用。

技术先进:能够不间断服务,且高速、便捷。

安全可靠:能够保证数据安全,不收病毒、黑客的攻击。

模块化设计,具有良好的可扩充性,更新、升级方便。

信息共享、准确及时交流信息。

维护方便。

查询功能强大:可以对每个系统的业务情况、统计报表,在任意时间内进行汇总、查询,同时对几种情况可以任意组合查询、统计;院领导通过查询系统,可及时了解业务情况、财务情况。

二. 硬件体系结构

1.      总体结构

本系统将采用以太网技术,将全院构建为统一的局域网。

 

网络拓扑采用经典的“三层层次模型”和二层设计相结合的设计方法。在医院网络的核心层一级骨干的主交换机采用采用全冗余无单点故障的千兆路由交换机;主要服务其余各部门之间连接均采千兆骨干光纤接口以及及核心交换机间的均衡链路连接;部门内工作站,才有百兆以太网连接。

2.      硬件最低要求

数据库服务器:数量:2CPUIntel Pentium 4  2.4GHz;内存:1 GB;硬盘:120 G SCSI  RAID 5

DICOM数据库服务器服务器:数量:1CPUIntel Pentium 4  2.4GHz;内存:1 GB;硬盘:400 G SCSI  RAID 5 配光盘塔;

web服务器:数量:10CPUIntel Pentium 4  2.4GHz;内存:1 GB;硬盘:40 G SCSI

客户端:数量:500CPUx86 兼容 500MHz;内存:256M;硬盘:40 G

三. 软件体系结构

1.      总体结构

采用的是比较流行的三层的Browse/Server结构。这种结构将整个应用划分为三层:用户界面层、商业逻辑层和数据库层。用户界面层负责处理用户的输入和向用户的输出,但并不负责解释其含义,但进行合法性验证;商业逻辑层是上下两层的纽带,它用来建立实际的数据库连接,根据用户的请求生成SQL语句检索或更新数据库,并把结果返回给客户端,这一层以动态链接库的形式实现;数据库层负责实际的数据存储和检索。请参阅下图。

 

 

 

                                     

存储过程

事务处理

数据维护

并发处理

……

建立连接

分析请求

分发请求

获取结果

……

 

 

发送处理请求

                                                                                  ……

返回结果

               

 

 

 

用户界面层             商业逻辑层                  数据库层

 

 

采用三层结构的优点是各逻辑层既相互独立又紧密联系,任何一层的改动都不会影响到其它逻辑层的工作,非常有利于系统的扩充。随着医疗改革的不断深入,医院的现行业务必然会有所改变,由于体系结构上的特点,本产品能够很方便、迅速的做出调整,适应这种变化。

其中服务和客户端采用web服务加浏览器模式。这种模式的好处是,客户端不需要另外安装软件,大大节省了系统安装、维护和生级的成本。

2.      数据库服务

操作系统Windows 2003 Server,数据库服务软件采用Microsoft SQL Server 2000

SQL Server 2000是一项全面完整的数据库与分析产品。从借助浏览器实现的数据库查询功能到内容丰富的扩展标记语言(XML)支持特性均可有力地证明,SQL Server 2000无谓为全面支持Web功能的数据库解决方案。与此同时,SQL Server 2000还在可伸缩性与可靠性方面保持着多项基准测试纪录,完全满足一个医院的数据库需求。

3.      web服务

商业逻辑层使用web服务完成。操作系统Windows 2000 Advance Serveweb服务软件采用Microsoft Internet Information Service 6.0

4.      客户端

操作系统Windows 9x 系列或NT系列,客户端软件Microsoft Internet Explorer 5.0 或以上。

四. 软件开发

具体开发过程仅实现了一个例子:门诊挂号功能

1.      开发工具

由于采用了web服务加浏览器模式,全部开发工作均在服务端完成。服务端按照部门分布在10台左右服务器上。任何一台服务器均可向全体用户提供服务,不同服务器之间数据交换通过数据库完成。服务程序采用.NET架构。

开发语言:asp .NET  C#

开发工具:Microsoft Visual Studio 7.1

2.      门诊系统工作流程

门诊挂号位于流程最前端,它需要完成以下几个功能:

1、门诊计划:

专家应诊计划配置:为选定科室的专家进行应诊时间配置,分别为某一天进行配置,和对全周进行配置。

2、挂号:选择挂号类别、挂号医生、挂号科室,根据系统初始定义自动生成挂号费单据。挂专家号时必须输入挂号医生。

3、改号:已经退号的病人是不能进行换号的。对已挂号的病人进行换号,选定要换号的病人,将挂号信息自动显示出来,并选择要进行新挂号的科室等信息,保存换号信息。也可以对选定的病人进行退号操作, 已退号的病人不能进行退号操作。

4、工作量统计:用户根据工作需要自己选择分类标准

3.      界面

以下是挂号服务界面:

考虑到不使病人等待太久,挂号服务应尽量简洁。比如如图所示界面,病人编号、姓名由病人所持社保卡或就医卡自动输入,挂号医生只需选择管好类型和科室。

其中,挂挂专家号时,页面自动跳到医生情况查询页面。查询所需科室专家的时间按状况,为病人选择合适的医生和时间。

号结束后,客户端打印机根据挂号信息、打印出收费单据,和就医时的排队编号。挂号信息由门诊部们服务器提交至数据库。需要提供医疗服务的科室的服务器发现数据更新,则向医师发出提示。

比如图示的例子,内科服务器发现专家工作安排有变化,则下载最新的日程按排道专家的客户机,以供专家查阅。

4.      程序设计

使用Visual Studio .net 的可视化编成环境,可以使得程序编写变得非常简单。按照Visual Studio .net向导的提示,为服务创见一个工程。为每个服务创建一个aspx文件。例如如上所述的挂号服务。首先在aspx页面添加界面控件,简单程序可就在aspx文件内完成,否则可以添加新的C# 模块。如下图所示事例:

 

 


五. 费用估算

1.      服务器15 + 系统软件:¥1,000,000

2.      路由器交换机等:¥100,000

3.      客户机500+ 系统软件:¥3,000,000

4.      网络布线:¥200,000

5.      软件开发:10人,六个月,¥1,000,000

6.      合计约:¥6,000,000

 

 

参考资料:

[1].《现代远程医疗与医院信息系统(HIS)建设全书》,光明日报出版社

[2].《医院信息系统软件设计应注意的几个问题》,郭根栓,山西省职业病防治研究所

[3].《葫芦岛市中以医院计算机管理系统建设》,李筱筠,葫芦岛市中以医院信息中心

[4].《医院管理软件大世界》,http://www.chis.com.cn

 

 

  • 生物信息学的发展、现状与展望
  • 医用软件概述
  •  

     

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    医用软件概述

    医用软件概述

                   (未发表的草稿)

     

    摘 要:

    科技进步将人类带进了信息时代,计算机已经成为了各行各业在业务处理与管理工作中必不可少的辅助工具,并对各行各业的起到了越来越大的推动作用。计算机信息管理技术的应用,除了能在相当大程度上代替人工作业、减少人员工作量、减轻工作负担、减少工作失误外,更重要的是能够建立一个准确、畅通、简便的信息流通渠道,为工作提供所需要的准确的、即时的信息以帮助决策者作出正确而又及时的选择和决定,从而给采用这门技术的单位带来巨大的可见和不可见的利益和效益。
    为了充分利用计算机信息技术,促进我国医疗卫生事业的快速发展,国家早在1996年就开始了金卫工程的建设,目的是要建设全国医疗卫生系统的系统高速公路,实现各卫生机构的信息传递的网络化、信息化,伴随我国医疗卫生信息网的建设,医院也把建设自己的信息系统列入了工作日程。事实证明,建设一个适合、实用的医院信息系统对医院经济效益、社会效益、管理水平及医疗水平的提高都大有裨益。

     

    一、医院信息系统

    医院信息系统(Hospital Information System,HIS)在国际学术界已公认为新兴的医学信息学(Medical Informatics)的重要分支。美国该领域的著名教授Morris.Collen于1988年曾著文为医院信息系统下了如下定义:利用电子计算机和通讯设备,为医院所属各部门提供病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取和数据交换的能力,并满足所有授权用户的功能需求。

    一个完整的医院信息系统(Integrated Hospital Information System,IHIS) 应该包括医院管理信息系统与临床信息系统。医院管理信息系统 (Hospital Management Information System, HMIS) 的主要目标是支持医院的行政管理与事务处理业务,减轻事务处理人员的劳动强度,辅助医院管理,辅助高层领导决策,提高医院的工作效率,从而使医院能够以少的投入获得更好的社会效益与经济效益。财务系统、人事系统、住院病人管理系统、药品库存管理系统等就属于HMIS的范围。临床信息系统(Clinical Information System,CIS) 的主要目标是支持医院医护人员的临床活动,收集和处理病人的临床医疗信息,丰富和积累临床医学知识,并提供临床咨询、辅助诊疗、辅助临床决策,提高医护人员的工作效率,为病人提供更多、更快、更好的服务。医嘱处理系统、病人床边系统、医生工作站系统、实验室系统、药物咨询系统等就属于CIS范围。医院管理信息系统所需要的资源较少,比较起来所需要的磁盘容量、工作站数量、网络传输能力、显示器质量均远远低于CIS的需求。支持医院管理信息系统的计算机技术较为单纯和简单。由于医院管理信息系统以处理文字和数字类数据为主,较少涉及声音、图象、多媒体数据的动态传递等复杂需求,因此实现起来容易得多。临床信息系统在数据处理的实时性要求、响应速度、安全保密性等方面一般要比管理信息系统有更苛刻的要求。从投入与产出考虑,多数医院的决策者们均认为HMIS较之CIS,能够使医院更直接、更明显、更迅速地获得系统的回报。就是说,以较少的投入,获得较大的收益。当然,HMIS和CIS也不是截然分开的,HMIS中常常会涉及一些病人的临床信息,特别是它所收集的病人主索引、病案首页等信息往往是CIS以病人为中心的临床医疗信息的基础。而CIS一旦建立,也往往会使HMIS工作的更准确和更有效率。

     

    二、医院信息系统子系统的划分

    医院信息系统所包含的内容纷繁复杂,依其在一个医院的实现先后,大体可以分为以下三个阶段:

    1.管理信息系统

    管理信息系统一般包括:门、急诊挂号子系统,门、急诊病人管理及计价收费子系统,住院病人管理子系统,药库、药房管理子系统,病案管理子系统,医疗统计子系统,人事、工资管理子系统,财务管理与医院经济核算子系统,医院后勤物资供应子系统,固定资产、医疗设备管理子系统,院长办公综合查询与辅助决策支持系统。 

    2.临床信息系统

    临床信息系统可能包括的内容很多,甚至可能是专科、专病、专课题的信息处理系统,例如:住院病人医嘱处理子系统,护理信息系统,门诊医生工作站系统,临床实验室检查报告子系统,医学影像诊断报告处理系统,放射科信息管理系统,手术室管理子系统,功能检查科室信息管理子系统,病理卡片管理及病理科信息系统,血库管理子系统,营养与膳食计划管理子系统,临床用药咨询与控制子系统。 

    3.医院信息系统的高级应用

    这一阶段主要包括医学图象实时传输与查询、归档系统,病人床边信息系统,计算机化的病人病案系统,科研支持系统,教学支持系统,Internet医学情报系统,远程诊断与教学等。 

     

    三、开发医院信息系统的意义

    我国医院的信息处理基本上还停留在手工方式,劳动强度大且工作效率低,医师护士和管理人员的大量时间都消耗在事务性工作上,致使“人不能尽其才”;病人排队等候时间长,辗转过程多,影响医院的秩序;病案、临床检验、病理检查等许多宝贵的数据资料的检索十分费事甚至难以实现;对这些资料深入的统计分析手工方式无法进行,不能充分为医学科研利用;在经济管理上也因而存在漏、跑、错、费现象;医院物资管理由于信息不准确,家底不明,积压浪费,以致“物不能尽其用”。开发HIS是解决上述问题的有效途径。HIS系统的有效运行,将提高医院各项工作的效率和质量,促进医学科研、教学;减轻各类事务性工作的劳动强度,使他们腾出更多的精力和时间来服务于病人;改善经营管理,堵塞漏洞,保证病人和医院的经济利益;为医院创造经济效益。

    完整的HIS实现了信息的全过程追踪和动态管理,从而做到简化患者的诊疗过程,优化就诊环境,改变目前排队多、等候时间长、秩序混乱的局面。如目前多数医院就诊必须经过挂号、等候病历、划价、收费、取药或治疗一系列过程,一个患者少则排3次队,多则5、6次,用于过程性的时间最少在1个小时以上,若实施HIS以后,每个病人用于诊疗的中间过程性时间会大幅度减少;假定一家医院门诊人次为2000人次/天,年门诊250天,每人少花费半小时,则日节约1000小时,一年节约36万小时,其产生的社会效益和间接经济效益是明显的。同时HIS的实施也强化了医院内部管理,降低了医护人员的工作强度和时间,伪、冒、漏现象可以解决,也加速了资金周转和减少药品、器械等物资积压。据估计如果全国有2000家医院应用HIS,每年每所医院增收节支、加速资金回笼和周转、堵漏、减少物资积压的回收资金方面的效益按20万元估计的话(实际比这高),则年效益估计为40亿元,十分可观。但这往往不被人所认识。当然建立HIS更主要的还在于它对医院管理、医疗质量和医学研究的长期效应带来的综合效益。因此HIS的投资一般需做基础性投资,诚如任何机构的统计部门那样,它是花钱的部门,但其重要性是公认的,投资也是必须的。HIS的效益远远超出医院本身,因为完整的病人医学记录是医学研究的重要信息资源,这类资源在手工作业环境下,大部分被抛弃了。

     

    四、医院信息系统的特点

    医院信息系统属于迄今世界上现存的企业级信息系统中最复杂的一类。这是医院本身的目标、任务和性质决定的。它不仅要同其它所有管理系统(MIS)系统一样追踪管理伴随人流、财流、物流所产生的管理信息,从而提高整个医院的运作效率,而且还应该支持以病人医疗信息记录为中心的整个医疗、科学、科研活动。 

    广义地说,医院管理信息系统是MIS在医院环境的具体应用。它具有以下一些特性: 

    1、具有一个大规模、高效率的数据库管理系统,从而支持医院快速、动态增加的信息量;

    2、有很强的联机事务处理能力;

    3、典型的7天/24小时不间断系统,具有高安全性和高可靠性;

    4、易学易用的友善人机界面;

    5、可裁剪性和可伸缩性,适应不同医院的发展计划需求;

    6、模块化结构,可扩充性;

    7、实用性,符合我国医院实际;

    8、较强的开放性和可移植性,适应不同硬软件平台,适用于多种关系数据库和操作系统;

    9、采用先进的硬件技术支撑环境。

     

    五、医院信息系统的发展历史与现状

    发达国家医院信息系统的开发实现已有三十多年的历史,至今有了长足的进步。有许多举世公认的成功的系统在医院有效地运转着,像盐湖城LDS医院的HELP系统,麻省总医院 的COSTAR系统,退伍军人管理局的DHCP系统。 

    纵观美国的HIS发展历史,大约可疑分为三个阶段:第一个十年,集中在开发医院行政 管理的功能上,象财务收费管理、住院病人和门诊病人管理等。但到1972年Collen仍报告 美国迄今为止连一个成功的已完成的全面医院(管理)计算机系统都没有。第二个十年,在继续完成和实现医院管理信息的计算机化的同时,开发者的努力已进入医疗信息的处理领域,像病人医疗处理系统,实验室系统等。到1985年,美国全国医院数据处理工作调查表明,100张床位以上的医院80%实现了计算机财务收费管理、70%的医院可支持病人挂号登记 和行政事务管理, 25%的医院有了较完整的HIS。最后一个十年至今,研究者又把重点放在 了病人床边系统(Bidside Information System)、医学影像处理(Picture Archiving and Communication System,PACS)、病人计算机化病案(Computer Based Patient Record,CPR) 、统一的医学语言系统(Unified Medical Language System,UMLS)等方面。医院信息系统正在经历着小型化(DownSizing)、智能化(Intellegence)和集成化(Integration)的改造过程。

    我国医院信息系统的研发工作,从八十年代初期算起,至今也有十多年的历史,其中经历了单机单任务的阶段,多机多任务的阶段以及微机网络一体化的阶段,应该承认,这期间我们有了很大进步。HIS的应用已经涉及到许多方面,有些自系统的功能(例如财务帐 目管理、药品库存管理、住院病人管理等)也日趋完善。但是,正如卫生部陈敏章部长在九四年五月于武汉召开的第六届中国医药信息学大会上所指出的:“我国还没有在一家国家级的大型综合性医院真正实现了完整的医院管理信息系统。”医院对信息的需求永远是HIS发展的原动力。进入九十年代以来,我国一些先进的,运用计算机技术有了一些经验,或者成功地运行着某些部门级信息系统的医院,迫切地从国内、国际市场上寻求一种较为完整的适合中国国情的医院信息系统产品。医院信息系统的专家们也众口一声地呼吁国家卫生部及有关部门集中优势兵力,集中财力、人力、物力,下真功夫开发出一套适合我国市场的,有中国特色的医院信息系统,满足医院的迫切需求,并进而推动整个中国医药卫生信息产业的形成。 

    中国医院信息系统(CHISC/SV1.0)正是在这样的一种形势下诞生的。CHIS的开发成功及在试点医院的成功运行,使其成为我国医院信息系统研究、开发、应用的新的里程碑。它标志着我国医院计算机应用已进入了一个新阶段—-完整的医院信息系统(Integrated Hospital Information System)的应用与推广阶段。CHIS的研制成功和投入实际应用与推广,使我国医院计算机应用水平与国际先进水平的差距至少缩短了8–10年。 

    六、医院管理软件

    医院管理系统的广泛应用已为人们所熟悉,但随着信息技术的迅猛发展,其系统的缺陷和不足也渐露端倪,数字技术的进步和发展,为数字医院和数字医疗的建立和发展奠定了基础。

    1、  概念

    数字医院(Digital Hospital),是由数字医院管理(Digital Hospital Supervisal)和 数字医疗(Digital Treatment) 构成和建立的现代医院经营和管理模式,它包括现实世界的真实医院和网络虚拟医院,从应用角度看是基于现代数字技术和电脑信息处理技术产生的网络集成管理系统。数字医院和数字医疗是现代医院管理的一个发展方向,对医院来说数字医疗的重要性远胜于数字医院管理,而现在绝大多数的医院正处在HIS的发展阶段,忽视了数字医疗的发展。

    2、  构架

    数字医院主体框架由数字医院管理和数字医疗构成的,DHS和HIS相比较,前者由于增加了控制和数字医疗信息,所以两者之间存在一定的差异。

    3、  意义和作用

    数字医院和数字医疗系统的建立对于医院的管理和运作产生革命性的改变:
    (1)管理模式的改变,医院可实现计算机自动“驾驶”。
    (2)融入信息社会,为社会提供全方位的高效优质高速的医疗服务。
    (3)打破地域性限制,可将医疗服务扩展到全球任何一个地方。
    (4)充分高效利用医疗信息,提高医疗技术和质量,减少医疗差错。
    (5)极大地方便了病人,增加了临床医疗的安全性和可靠性。
    (6)利用“数字病人”(Digital Patient)技术,推动医疗技术的进步和发展。

    4、  实践和应用

    医院计算机辅助数字医疗系统(Hospital Computer Aided Digital treatment,HCADT)是完全基于数字医院和数字医疗理论的一项实践应用,它根据目前医院的临床实际情况,采用数字电子病历和CAC数字医疗技术,填补了HIS系统的盲区,使医院管理迈上一个新的台阶。
    (1)HCADT系统在DT核心上采用CAC计算机辅助治疗技术和提供开放的数字医疗接口,可以充分发挥计算机辅助诊断(Computer Aide Diagnosis)和专家系统的作用,并为数字病人技术的应用提供了一个支撑环境。
    (2)HCADT系统采用数字电子病历(Digital Electron History,DEH),可以非常方便地进行数据流控制,从而实现医疗管理的自动化过程和自动化控制。
    (3)病人挂号、收费、计价划价、取药、诊疗过程的计算机自动化处理,极大地提高了医院临床一线的工作效率,方便了患者。
    (4)HCADT系统的数字电子病历档案,对于医院的科研、临床和教学具有无可估量的价值。
    (5)HCADT系统为远程医疗、社区医疗、网络门诊、虚拟社区医院和网络医疗会诊等医疗服务,提供了最便捷的实现途径,从而提高医院的竞争能力。

      

    参考文献:

  • 生物信息学的发展、现状与展望
  • 构建医院信息系统
  • 1. “金卫工程” 的进展和展望 李本增 – 中国医院管理, 1998

    2. 金卫工程进展 高燕婕 – 中国医院统计, 1998

    3. 加强“金卫工程” 的全面建设推进卫生信息化进程 夏旭, 李健康 – 图书馆论坛, 1999

    4. 医院信息系统建设与应用 傅征, 任连仲… – 2002 – 北京: 人民军医出版社

    5. 医院信息系统与PACS 的融合  蒲卫, 李军 – 医疗设备信息, 2001

    6. 医院信息系统建立和应用中的教训 任连仲, 汪建华 – 中华医院管理杂志, 2002

    7.  医院信息系统建设的整体规划和分步实施方法  刘前进 – 中华医院管理杂志, 1999

    8. 医院信息系统建设的十大问题  金新政 – 中国医院管理, 2003

    9. 医学信息学  包含飞, 郑学侃 – 2002 – 上海: 上海科学技术出版社

    10. 医学信息学的现状与未来  董建成 – 中华医院管理杂志, 2004

    11. 实用医学信息学  丁宝芬 – 2003 – 南京: 东南大学出版社

    12. 医院管理信息系统  金新政, 徐德林 – 1998 – 北京

    13. 医院管理信息系统的建设与发展  雷鸣 – 中国医院管理, 2001

    14. 医院管理信息系统的设计和实现  朱战立, 刘天时 – 西安石油学院学报: 自科版, 2000

    15. 医院管理信息系统的管理  穆荔, 张小庄 – 中华医院管理杂志, 2000

    16. 临床信息系统的设计核心  丁宝芬 – 医学信息: 医学与计算机应用, 2000

    17. 医院信息系统与PACS 的融合  蒲卫, 李军 – 医疗设备信息, 2001

    18. PACS 与QA, QC 的探讨  申占文, 贾琳芝, 晁月甫 – 现代医用影像学, 2004

    19. 试论数字化医院的建设  施高瞻, 荆施展 – 中国现代医学杂志, 2003

    20. 如何选择医院信息管理软件  任连仲 – 中华医院管理杂志, 1999

    21. 医院信息管理系统在组网时应注意的几个问题  潘传迪 – 中国医院管理, 2001

    22. 中国医院信息系统发展前瞻性研究  黄剑, 胡东武 – 中华医院管理杂志, 1997

    23. 医院管理软件的开发 郑万松, 陈雪峰 – 中国现代医学杂志, 2002

    24. 我院信息化建设的总体规划与实施  陈金雄, 吴学贵 – 中华医院管理杂志, 2002

    25. 数字医院的建设与实践 王景明 – 中华现代医院管理杂志, 2003

    26. 未来的数字医院系统及其关键技术  王卫东 – 医疗设备信息, 2004

    27. 数字化医院现状研究与发展探讨 朱杏香 – 医学信息: 医学与计算机应用, 2001

    28. 数字化医院前景展望 薛冠华 – 中国病案, 2001

    29. 计算机辅助医学影像学诊断报告处理系统的开发与应用  高培毅, 林燕 – 中华放射学杂志, 199

    30. 计算机辅助护理诊断系统的研究  计虹, 曲维香 – 中华医院管理杂志, 1994

    31. 数字化医院建设成本效益分析  吴昊, 刘国祥, 李书章, 陈黎明 – 解放军医院管理杂志, 2004

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    生物信息学的发展、现状与展望

    生物信息学的发展、现状与展望 (草稿)
                    阮奇桢

    摘 要:
    生物信息学(Bioinformatics)是生物学与计算机科学以及应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。是计算机技术在命科学中的应用中的一个成功典范。本文着重介绍了在生物信息学中如何运用计算机科学的方法生物学数据进行收集、筛选、编辑、整理、管理和显示等等,从而达到研究生物学的目的。

    一. 生命科学简介
    生命科学是当代世界科学发展的一个重要领域,有人称生命科学是21世纪的科学。千百年来,人类一直在对自身生命的奥秘进行探索。19世纪细胞学说的创立,把生命的研究层次带到了细胞水平。如何从更高的层次来了解生命的秘密、掌握生命的本质、最后达到控制生老病死的目标,这是人类长期以来的愿望。
    随着2000年人类基因组测序的初步完成,以及水稻、牛、羊等其他生物基因组计划的全面实施,人类对生命的认识发展到分子阶段。这样生命科学从定性描述性的研究向定量确定性的方向迈进了一大步。当代生命科学研究的模式与传统的生物学研究模式有很大的区别,要求借助新的技术来研究分子水平的各种生命现象。基于计算机科学的信息技术,与生命科学相结合,在基因、制药、临床医疗等方面的研究取得了明显的进展,说明计算机与生命科学紧密相关。
    生物信息学(Bioinformatics)是生物学与计算机科学以及应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。它通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析,进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的。由于当前生物信息学发展的主要推动力来自分子生物学,生物信息学的研究主要集中于核苷酸和氨基酸序列的存储、分类、检索和分析等方面,所以目前生物信息学可以狭义地定义为:将计算机科学和数学应用于生物大分子信息的获取、加工、存储、分类、检索与分析,以达到理解这些生物大分子信息的生物学意义的交叉学科。生物信息学最终是一门研究生物系统中信息现象的学科,但目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术(尤其是因特网技术)的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据,其研究工具是网上的各种计算机,研究方法包括对生物学数据的搜索(收集和筛选)、处理(编辑、整理、管理和显示)及利用(计算、模拟)。
    生物信息学不仅仅是一门科学学科,它更是一种重要的研究开发工具。 从科学的角度来讲,它是一门研究生物和生物相关系统中信息内容物和信息流向的综合系统科学,只有通过生物信息学的计算处理,我们才能从众多分散的生物学观测数据中获得对生命运行机制的详细和系统的理解。 从工具的角度来讲,它是今后几乎进行所有生物医药研究开发所必需的舵手和动力机,只有基于生物信息学通过对大量已有数据资料的分析处理所提供的理论指导和分析,我们才能选择正确的研发方向,同样,只有选择正确的生物信息学分析方法和手段,我们才能正确处理和评价新的观测数据并得到准确的结论。
    可见生物信息学在今后的无论是生物医药科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值;而且,由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科,使其具有非常强的专业性,这就使得专业的生物医药科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务,残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势,使得专业的生物医药开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求,学术界内的生物科研机构也是如此,而这种需求,仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见,在生命科学的新世纪,生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。
    二. 生物信息学诞生的历史必然性
    生物信息学就其萌生而言,是一门相当古老的学科,因为早在计算机初创期的1956年就已经在美国田纳西州的Gatlinburg召开过首次“生物学中的信息理论讨论会”;而就其发展而言,却是一门相当年轻的学科,因为继20余年的沉默之后,只有伴随着八九十年代计算机技术的迅猛发展,它才同时得以获得自身的大发展。无论从理论上来讲还是从现实情况来看,生物信息学的实质就是利用计算机科学和网络技术来解决生物学问题。它的诞生和发展是应时所需,是历史的必然,已经悄然渗透到生物科学的每一个角落,以至人们在意识到它的存在之前就已经离不开它了。
    二十世纪尤其是末期,生物科学技术的迅猛发展,无论从数量上还是从质量上,都极大地丰富了生物科学的数据资源,数据资源的急剧膨胀首先迫使我们不得不考虑寻求一种强有力的工具去组织他们,以利于对已知生物学知识的储存和进一步加工利用。大量多样化的生物学数据资源中必然蕴含着大量重要的生物学规律,这些规律是我们解决许多生命之谜的关键所在,然而继续沿用传统手段以人脑来分析如此庞杂的数据实在是太勉为其难了,人们同样需要寻求一种强有力的工具去协助人脑完成这些分析工作。可以说,伴随着二十一世纪的到来,生物科学的重点和潜在的突破点已经由二十世纪的实验分析和数据积累转移到数据分析及其指导下的实验验证上来,生物科学也正在经历着一个从分析还原思维到系统整合思维的转变。
    那么,我们所寻求的那种强有力的数据处理分析工具就成为未来生物科学的关键所在。似乎是上帝的恩赐,伴随着生物科学这一需求的加剧,以数据处理分析为本质的计算机科学技术和网络技术同样获得了突飞猛进的进展,自然就成为生物科学家的必然选择。计算机科学技术和网络技术日益渗透到生物科学的方方面面,一门崭新的、正是如火如荼的、拥有巨大发展潜力的生物信息学也就悄然而坚定地发展和成熟起来了。可以说,历史必然性的选择了生物信息学——生物科学与计算科学的融合体——作为下一代生物科学研究的重要工具。
    三. 生物信息学的研究内容
    纵观当今生物信息学界的现状可以发现,大部分人都把注意力集中在基因组、蛋白质组、蛋白质结构以及与之相结合的药物设计上,其研究内容大致包括以下几个方面: 
    1. 生物信息的收集、存储、管理与提供。包括建立国际基本生物信息库和生物信息传输的国际联网系统;建立生物信息数据质量的评估与检测系统;生物信息的在线服务;生物信息可视化和专家系统。
    1.1 生物信息数据库。建立数据库是生物信息学的重要内容,当前在Internet上可找到的各种数据库几乎覆盖了生命科学的各个领域,核酸序列数据库有GenBank、EMBL、DDBJ等,蛋白质序列数据库有SWISS-PROT、PIR、OWL、NRL3D、TrEMBL等,三维结构数据库有PDB、NDB、BioMagResBank、CCSD等,与蛋白质结构相关的数据库还有SCOP、CATH、FSSP、3D-ALI、DSSP等,与基因组有关的数据库有ESTdb、OMIM、GDB、GSDB等,文献数据库有Medline、Uncover等,此外还有其他数据库数百种。另外一些公司还开发了商业数据库如MDL等。
    1.2 生物信息数据库发展现状。数据库内容的爆炸性增长是生物信息学数据库的重要特征,这种趋势主要是因为基因组等计划的实施。除了在数量上的增长,数据库的复杂程度在不断增加,它包括了大量注释、参考文献及软件,并通过指针将相关内容连接到其它数据库。数据库结构层次的加深客观上要求管理的进步,当今面象对象数据库管理方法正在逐步取代旧的模式。在基因组相关数据库的发展中,以下几个方面特别引起人们的重视:建立基因组信息的评估与检测系统;数据标准化;进行基因组信息的可视化和专家系统的研究;发展次级与专业数据库。用户与数据库间迅速、有效地传递信息是基因组信息的收集、管理与使用一个要素,目前与基因组信息相关的数据库都有了自己的Internet地址和主页,同时在网上还出现了很多相关的在线服务器。
    1.3 生物信息学网络上的数据库服务进展。生物信息学各个领域中的软件数目庞大,并行算法、遗传算法、面向对象算法、并行虚拟机技术等已被应用到最新的程序中。生物信息学数据库覆盖面广,分布分散且格式不统一,因此一些生物计算中心将多个数据库整合在一起提供综合服务,提供了数据库的一体化和集成环境,生物信息网格中的数据库服务广泛采用服务器一客户式结构,这些服务器包括为数众多的数据库搜索和序列对比服务器以及各专业领域的服务器,甚至有服务器将各搜索算法硬件化,实行并行计算和先进的内存管理,令搜索速度大幅度提高。我国在基因组信息的收集与提供方面有了一定的工作:北京大学物理化学研究所建立了PDB数据库中国节点;北京大学生命科学院建立了EMBL数据库的中国节点;中国科学院生物物理所与日本JIPID的合作,收集了我国科学家测定的DNA和蛋白质序列并与国际相应数据库进行交流;中国医学科学院肿瘤研究所建立的NEE-HOW服务器等。相信这一领域在我国会迅速发展。
    2. 基因组序列信息的提取和分析。包括基因的发现与鉴定,如利用国际EST(Expressed Sequence Tags)数据库 (dbEST) 和各自实验室测定的相应数据,经过大规模并行计算发现新基因和新SNPs以及各种功能位点;基因组中非编码区的信息结构分析,提出理论模型,阐明该区域的重要生物学功能;进行模式生物完整基因组的信息结构分析和比较研究;利用生物信息研究遗传密码起源、基因组结构的演化、基因组空间结构与DNA折叠的关系以及基因组信息与生物进化关系等生物学的重大问题。
    2.1 新基因的发现。包括通过计算分析从EST序列库中拼接出完整的新基因编码区,也就是通俗所说的“电子克隆”;通过计算分析从基因组DNA序列中确定新基因编码区,经过多年的积累,已经形成许多分析方法,如根据编码区具有的独特序列特征、根据编码区与非编码区在碱基组成上的差异、根据高维分布的统计方法、根据神经网络方法、根据分形方法和根据密码学方法等。
    2.2 非蛋白编码区生物学意义的分析。非蛋白编码区约占人类基因组的95%,其生物学意义目前尚不是很清楚,但从演化观点来看,其中必然蕴含着重要的生物学功能;由于它们并不编码蛋白,一般认为,它们的生物学功能可能体现在对基因表达的时空调控上。对非蛋白编码区进行生物学意义分析的策略有两种,一种是基于已有的已经为实验证实的所有功能已知的DNA元件的序列特征,预测非蛋白编码区中可能含有的功能已知的DNA元件,从而预测其可能的生物学功能,并通过实验进行验证;另一种则是通过数理理论直接探索非蛋白编码区的新的未知的序列特征,并从理论上预测其可能的信息含义,最后同样通过实验验证。
    3. 功能基因组相关信息分析。包括与大规模基因表达谱分析相关的算法、软件研究,基因表达调控网络的研究;与基因组信息相关的核酸、蛋白质空间结构的预测和模拟,以及蛋白质功能预测的研究。
    3.1 基因组整体功能及其调节网络的系统把握。把握生命的本质,仅仅掌握基因组中部分基因的表达调控是远远不够的,因为生命现象是基因组中所有功能单元相互作用共同制造出来的。基因芯片技术由于可以监测基因组在各种时间断面上的整体转录表达状况,因此成为该领域中一项非常重要和关键的实验技术,对该技术所产生的大量实验数据进行高效分析,从中获得基因组运转以及调控的整体系统的机制或者是网络机制,便成了生物信息学在该领域中首先要解决的问题。
    3.2 基因组演化与物种演化。尽管已经在分子演化方面取得了许多重要的成就,但仅仅依靠某些基因或者分子的演化现象,就想阐明物种整体的演化历史似乎不太可靠。例如,人与黑猩猩之间有98%-99%的结构基因和蛋白质是相同的,然而表型上却具有如此巨大的差异,这就不能不使我们联想到形形色色千差万别的建筑楼群,它们的外观如此不同,但基础的部件组成却是几乎一样的,差别就在于这些基础部件的组织方式不同,这就提示我们基因组整体组织方式而不仅仅是个别基因在研究物种演化历史中的重要作用。由于基因组是物种所有遗传信息的储藏库,从根本上决定着物种个体的发育和生理,因此,从基因组整体结构组织和整体功能调节网络方面,结合相应的生理表征现象,进行基因组整体的演化研究,将是揭示物种真实演化历史的最佳途径。
    4. 蛋白质组学研究。基因组对生命体的整体控制必须通过它所表达的全部蛋白质来执行,由于基因芯片技术只能反映从基因组到RNA的转录水平上的表达情况,由于从RNA到蛋白质还有许多中间环节的影响,因此仅凭基因芯片技术我们还不能最终掌握生物功能具体执行者——蛋白质的整体表达状况;因此,近几年在发展基因芯片的同时,人们也发展了一套研究基因组所有蛋白质产物表达情况——蛋白质组学技术,从技术上来讲包括二维凝胶电泳技术和质谱测序技术。通过二维凝胶电泳技术可以获得某一时间截面上蛋白质组的表达情况,通过质谱测序技术就可以得到所有这些蛋白质的序列组成。这些都是技术实现问题,最重要的就是如何运用生物信息学理论方法去分析所得到的巨量数据,从中还原出生命运转和调控的整体系统的分子机制。  
    5. 蛋白质结构和功能的预测。结构基因组和蛋白质组研究的迅猛发展,使许多新的蛋白序列涌现出来,然而要想了解它们的功能,只有氨基酸序列是远远不够的,因为蛋白质的功能是通过其三维结构来实现的,而且蛋白质三维结构也不一定是静态的,在行使功能的过程中其结构也会相应的有所改变。因此,得到这些新蛋白的完整、精确和动态的三维结构就成为摆在我们面前的紧迫任务。目前除了通过诸如X射线衍射晶体结构分析、多维核磁共振(NMR)波谱分析和电子显微镜二维晶体三维重构(电子晶体学,EC)等物理方法得到蛋白质三维结构之外,另外一种广泛使用的方法就是通过计算机辅助预测的方法。目前,一般认为蛋白质的折叠类型只有数百到数千种,远远小于蛋白质所具有的自由度数目,而且蛋白质的折叠类型与其氨基酸序列具有相关性,这样就有可能直接从蛋白质的氨基酸序列通过计算机辅助方法预测出蛋白质的三维结构。
    6. 生物大分子结构模拟和药物设计。包括RNA的结构模拟和反义RNA的分子设计;蛋白质空间结构模拟和分子设计;具有不同功能域的复合蛋白质以及连接肽的设计;生物活性分子的电子结构计算和设计;纳米生物材料的模拟与设计;基于酶和功能蛋白质结构、细胞表面受体结构的药物设计;基于DNA结构的药物设计等。近年来随着结构生物学的发展,相当数量的蛋白质以及一些核酸、多糖的三维结构获得精确测定,基于生物大分子结构知识的药物设计成为当前的热点。生物信息学的研究不仅可提供生物大分子空间结构的信息,还能提供电子结构的信息,如能级、表面电荷分布、分子轨道相互作用等以及动力学行为的信息,如生物化学反应中的能量变化、电荷转移、构象变化等。理论模拟还可研究包括生物分子及其周围环境的复杂体系和生物分子的量子效应。
    7. 生物信息分析的技术与方法研究。包括发展有效的能支持大规模作图与测序需要的软件、数据库以及若干数据库工具,诸如电子网络等远程通讯工具;改进现有的理论分析方法,如统计方法、模式识别方法、隐马尔科夫过程方法、分维方法、神经网络方法、复杂性分析方法、密码学方法、多序列比较方法等;创建一切适用于基因组信息分析的新方法、新技术。包括引入复杂系统分析技术、信息系统分析技术等;建立严格的多序列比较方法;发展与应用密码学方法以及其他算法和分析技术,用于解释基因组的信息,探索DNA序列及其空间结构信息的新表征;发展研究基因组完整信息结构和信息网络的研究方法等;发展生物大分子空间结构模拟、电子结构模拟和药物设计的新方法与新技术。
    8. 应用与发展研究。汇集与疾病相关的人类基因信息,发展患者样品序列信息检测技术和基于序列信息选择表达载体、引物的技术,建立与动植物良种繁育相关的数据库以及与大分子设计和药物设计相关的数据库。
    其实生物信息学的任务远不止于此。在以上工作的基础上,最重要的是如何运用数理理论成果对生物体进行完整系统的数理模型描述,使得人类能够从一个更加明确的角度和一个更加易于操作的途径来认识和控制自身以及其他的生命体。
    四. 生物信息学发展的现状
    随着基因组计划的不断进展,我们拥有的海量数据必须通过生物信息学的手段进行收集、分析和整理后,才能成为有用的信息和知识,也就是说,只有经过生物信息学手段的分析处理,我们才能获得对基因组的正确理解,因此可以说是人类基因组计划为生物信息学提供了兴盛的契机,创造了施展身手的巨大空间。生物信息学已然深入到了生命科学的方方面面。
    国外一直非常重视生物信息学的发展,各种专业研究机构和公司如雨后春笋般涌现出来,生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。但由于对生物信息学的需求是如此迅猛,即使是象美国这样的发达国家也面临着供不应求、人才匮乏的局面。近来,英国鉴于国内对生物信息学专业人才日益迫切的需求,所有主要的研究资助机构[医学研究委员会(MRC,Medical Reasearch Council)、生物技术和生物科学研究委员会、工程学和物理科学研究委员会(EPSRC,Engineering and Physical Sciences Research Council)、粒子物理和天文学研究委员会(PPARC,Particle and Astronomy Research Council)和Wellcome Trust]不仅已经达成共识,认为应该高度优先地满足对生物信息学技术的需求,而且已经实现了对生物信息学人才培养的大力资助。
    事实上,欧美等发达国家在生物信息方面已有较长时间的积累。从数据库的角度来讲,早在60年代,美国就建立了手工搜集数据的蛋白质数据库。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室1979年就已经建立起GenBank数据库,欧洲分子生物学实验室1982年就已经提供核酸序列数据库EMBL的服务,日本也于1984年着手建立国家级的核酸序列数据库DDBJ并于1987年开始提供服务。从专业机构的角度来讲,美国于1988年在国会的支持下成立了国家生物技术信息中心(NCBI),其目的是进行计算分子生物学的基础研究,构建和散布分子生物学数据库;欧洲于1993年3月就着手建立欧洲生物信息学研究所(EBI),日本也于1995年4月组建了自己的信息生物学中心(CIB)。从数据分析技术的角度来讲,早在1962年,Zuckerkandl和Pauling就将序列变异分析与其演化关系联系起来,从而开辟了分子演化的崭新研究领域;1964年,Davies开创了蛋白质结构预测的研究;1970年,Needleman和Wunsch发表了广受重视的两序列比较算法;1974年,Ratner首先运用理论方法对分子遗传调控系统进行处理分析;1975年,Pipas和McMahon首先提出运用计算机技术预测RNA二级结构;随着1976年之后大量生物学数据分析技术的涌现,Science于1980年第209卷就已经发表了关于计算分子生物学的综述;正如我们现在所看到的那样,在八九十年代,生物学数据分析技术在国外更是获得了突飞猛进的发展。从专业出版业来看,由于没有专业领域专门的期刊,起初的专业文献都散落在各种其他领域的期刊中;到了1970年,出现了Computer Methods and Programs in Biomedicine这本相关期刊;到1985年4月,就有了第一种生物信息学专业期刊——Computer Application in the Biosciences;现在,我们可以看到的专业期刊已经很多了,包括书面期刊和网上期刊两种,如Bioinformatics (formerly Computer Applications in the Biosciences) 、Acta Biotheoretica、Bio Informatics Technology & Systems 、Bioinform Newsletter 、Briefings in Bioinformatics 以及Journal of Computational Biology 等。从网络资源来看,国外互联网上的生物信息学网点非常繁多,大到代表国家级研究机构的、小到代表专业实验室的都有,大型机构的网点一般提供相关新闻、数据库服务和软件在线服务,小型科研机构一般是介绍自己的研究成果,有的还提供自己设计的算法的在线服务,总体而言,基本都是面向生物信息学专业人士,各种分析方法虽然很全面,但却分散在不同的网点,分析结果也需专业人士来解读。
    目前,绝大部分的核酸和蛋白质数据库由美国、欧洲和日本的3家数据库系统产生;他们共同组成了DDBJ/EMBL/GenBank国际核酸序列数据库,每天交换数据,同步更新。其他一些国家,如德国、法国、意大利、瑞士、澳大利亚、丹麦和以色列等,在分享网络共享资源的同时,也分别建有自己的生物信息学机构、二级或更高级的具有各自特色的专业数据库以及自己的分析技术,服务于本国生物医学研究和开发,有些服务也开放于全世界。
    国内对生物信息学领域也越来越重视,自北京大学物理化学研究所于1996年建立了国内第一家生物信息学网络服务器以来,我国生物信息学也蓬勃发展了起来,国内近年来开展生物信息学研究的单位主要有:北京大学、清华大学、中国科学院生物物理所、军事医学科学院、上海生命科学研究院、中国科学院微生物所、中国科学院遗传所人类基因组中心、中国医学科学院、天津大学、复旦大学、南开大学、中国科技大学、东南大学、内蒙古大学等。北京大学于1997年3月成立了生物信息学中心,中科院上海生命科学研究院也于2000年3月成立了生物信息学中心,分别维护着国内两个专业水平相对较高的生物信息学网站,但从全国总体上来看与国际水平差距很大。一方面,国内生物(医药)科学研究与开发对生物信息学研究和服务的需求市场非常广阔,另一方面,真正开展生物信息学具体研究和服务的机构或公司却相对较少,仅有的几家科研机构主要开展生物信息学理论研究,声称提供生物信息学服务的公司所提供的服务也仅局限于简单的计算机辅助分子生物学实验设计,而且服务体系并不完善;目前国内互联网上已经有了几家生物信息学网站,但大部分偏于所有生物(医)学领域的新闻报道,生物信息学专业技术服务的含量太少,研究力量薄弱,这就与国外有了较大差距。
    五. 生物信息学的发展展望
    生物信息学是适应人类基因组信息分析的需要而出现的一门与信息科学、数学、计算机科学等交叉的新兴学科,生物信息学已经成为基因组研究中强有力的必不可少的研究手段,被广泛地用来加快新基因的寻找过程,以达到将"有用"新基因抢先注册专利的目的。在这场世界范围内的竞争中,中国科学家以及科研资金投向的决策部门如何结合我国科研水平的现状、优势领域等客观情况将有限的投资投入以求获得最大可能的科学研究以及商业回报,是一个无法回避的新课题。 面对挑战,生物信息学在21世纪的发展进程中,应该考虑到它的历史使命。在今后的工作中,应该做好以下几个方面的工作:
    1. 理论研究。任何学科的发展都离不开基础理论的研究,生物信息学也不例外。它对许多学科都提出了巨大的挑战。今后科学家在理论研究方面要做好几个主要工作:人类基因组信息结构复杂性研究;序列(特别是非编码区)信息分析;基因组结构与遗传语言;语法和词法分析;大规模基因表达谱分析,相关算法、软件研究;基因表达调控网络研究;基因组信息相关的蛋白质功能分析。
    2. 软件开发。现在虽然已经开发出大量的软件工具,但是大多数软件缺乏技术细节的描述,使得新软件编制时不能很好的利用已有的软件资源,造成各种软件都有自己的输入输出格式,相互之间互不通用。同时,大量软件的出现带来一个新问题,即生物学家面对数量众多的软件无从选择。这两个问题的解决需要对各种软件的功能特性和技术细节进行详尽的介绍,并进行比较。
    3. 集成数据库。公共数据库与因特网相连,为世界各地的科学家提供快速高效的服务,因而成为获取生物学数据的最佳媒介。目前,国际上著名的公共数据库有Genbank、EMBL、DDBJ、Swiss-Port、PIR、PDB等。
    4. 生物数据的质量监控。监控已有的生物数据究竟具有多大的可信度,对于物理图谱的构建工作有十分重大的意义。
    5. 学科交叉。长期以来,生物学家、计算机科学家、数学家这三类科学家都是埋头于各自的研究领域,而不关心其它学科的发展和要求。这种状况在我国尤为突出。生物信息学的发展要求三者之间加强沟通,其意义不仅在于推动生物信息学自身的发展,而且将成为促进整个生物学发展的强大动力。
    生物信息学是一门对已有数据进行研究和理解的学科。根据统计学原理,在一定程度上,统计结果的显著性与数据量的对数成正比。因此,随着数据库中数据量的飞速增长基于数据库的研究工作必将有所突破。可以相信,随着人类基因组计划的即将完成以及蛋白质组研究的逐步开展,生物信息学在揭示生命的奥秘中会更加成熟和完善,生物信息学科也将随之得到巨大发展。相信在人类基因组计划和即将开始的中国人基因组研究计划中,生物信息学将发挥越来越大的作用,并推动生物学进入一个全新的境界。

    参考资料:

  • 医用软件概述
  • 构建医院信息系统
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    [17]. 跨学科时代的基因工程研究  司徒琳莉, 于敦亮 – 牡丹江师范学院学报: 自然科学版, 1997
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    Edelweiss

        I think most of us still remembered this song from movie “Sound of Music”.  “Edelweiss, edelweiss, bless my homeland forever.”  Yes, my topic is the edelweiss, a kind of alpine flower.
        The most striking geographic feature on the Europe Continent is the Alps Mountain Range, commonly called the Alps.  The Alps covers most of the Austria and Switzerland as well as significant areas of Germany, France and Italy.  The story in the “Sound of Music” was happened in Austria.
        If you visit the Alps during its relatively brief spring through fall, that is, between June and September, you will find that the hills are all covered with tiny, multicolored petals.  With luck, it is still possible to find the rare edelweiss growing on the mountain slope.
        “Edelweiss”, the word originated from two German words, the “EDEL”, which means noble, elegance, and the “WEISS”, which means white.  Edelweiss is a kind of perennial herb, with sage green leaves.  From July to August in each year, is its blooming season.  The flower of edelweiss has a yellow center and five white star-like petals surrounded. It has become a symbol of Alps, as well as the national flower of Austria and Switzerland.
        Inhabitant lived in the Alps usually call this flower as “Cloud Flowers”, “Blossoms of Snow” or  “queen of the mountain flowers”.  They believed that only the elite could reach the edelweiss.  So, there are always some brave boys that climbed on the cliff to pick up the edelweiss for their girls.  In their mind, only edelweiss could prove their strength and courage.  But lots of the boys sacrificed their lives for the love.
        Actually, there is not enough edelweiss for the collectors.  Edelweiss once was in a severe danger of extinct.  Now the governments of the Alpine countries have enacted laws to protect them.  So, if you happened found an edelweiss, don’t touch it, or you will be fined.
        Although edelweiss is a symbol of the Alps, it was transplanted from middle Asia a several centuries ago.  We can still find its cousins in the mountain areas in our country.  Now, the edelweiss has also been brought to the new worlds, that is the Aramaic, Australia and New Zealand.
        Let me end my speech with a verse of the song, “Edelweiss, may you bloom and grow forever.”

    免费的 Windows XP 兼容操作系统

     
        React是指 "反抗、抗拒" 的意思。这个 ReactOS 操作系统就是为了反抗 Windows 而诞生的。
        ReactOS 项目的宗旨就是为所有人提供一款免费的、开源的并且在执行代码级别与 Windows XP 完全兼容的操作系统。这意味着,任何一款运行在 Windows XP 上的软件,不需要任何改动就可以直接运行于 ReactOS。下图就是在 ReactOS 上安装 Visual Studio 2005 时的屏幕截图。
     
        ReactOS 不仅为穷人带来了福音,对于希望深入学习 Windows 操作系统的人更是一个惊喜。由于 Windows 的源代码是保密的,我们很难了解其内幕。而与 Windows XP 完全兼容的 ReactOS 的源代码却是公开的。通过他的代码,我们就可以清晰地了解 Windows 工作原理。
     
        ReactOS 目前的最新版本是0.2.9。它的安装包、VMware镜像、源代码均可从 ReactOS 的主页下载,地址是:http://www.reactos.org
     
     

    ReactOS 系统截屏

     


    OpenOffice 1.1.4

    Abi Word

     
    MS Office 2003 Setup

     
    ReactOS Internet Browser

      
    Mozilla Firefox


    Mozilla SeaMonkey

     
    K-Meleon

      
    Flash Player


    mIRC


    Unreal Tournament

    Deus Ex

    OpenTTD

    Adobe Photoshop 3

    Paint Shop Pro 4

    MS PowerPoint 7

    ReactOS Internet Browser

    Solitaire

    PhotoFiltre

    Process Explorer

    MS Visual Basic 6

    MS Visual Studio 2005 Setup

     
    PuTTY

     
    ReactOS in QEmu in ReactOS

     
    XEmacs


    DOSBox Shell

    DOSBox – DOOM

    Day of the Tentacle

     
    7-zip

     
    WinRAR

     
    Microsoft Help Image Editor

     
    IrfanView

     
    McAfee Stinger tool

     
    TuxPaint


    Fraps

     

     

     
    ReactOS in german language

     
    ReactOS in spanish language

     
    ReactOS in swedish language