Informatica Medica - DEI

Classe delle lauree magistrali in:
Ingegneria Elettronica (LM-29)
Tipo di attività
Ambito disciplinare:
formativa:
Ingegneria Informatica
affine-integrativa
Titolo
dell’insegnamento:
Informatica Medica
Codice di Ateneo
dell’insegnamento:
2418
Corso di laurea in:
Ingegneria Elettronica
Settore scientifico
disciplinare: Sistemi di
Elaborazione delle
Informazioni (ING-INF/05)
Tipo di insegnamento:
obbligatorio per il curriculum
"Sistemi Elettronici per le
Biotecnologie"
Anno accademico:
2013 - 2014
CFU:
6
Anno:
primo
Semestre:
secondo
DOCENTE:
Prof. Giuseppe Mastronardi (PO)
ARTICOLAZIONE IN TIPOLOGIE DIDATTICHE:
40 ore di lezioni teoriche (5 CFU), 16 ore di esercitazioni e seminari specialistici (1 CFU).
PREREQUISITI:
Conoscenze di sistemi di calcolo e programmazione. Concetti di base di elaborazione di immagini.
OBIETTIVI FORMATIVI:
Scopo dell’insegnamento è quello di introdurre gli allievi all’uso di metodi e tecniche per la gestione delle basi
di dati in ambito sanitario nel rispetto del dato sensibile. Vengono altresì introdotti i metodi classici di
elaborazione di immagini e di data-mining per il DSS.
CONTENUTI:
PARTE PRIMA (40 ore)
1. Principi di Informatica (modelli, assunti, ciclo “definizione del modello - misurazione - gestione,
Gerarchia “dati - informazione - conoscenza”, Modelli computazionali e sistemi)
2. Sistema informativi basati su protocolli (Sistemi informativi formali ed informali, DBMS - Ordinamento
- Liste chiuse e aperte, Chiave primaria - Normalizzazione dei dati, Protocolli e EBM, Protocolli
diagnostici e terapeutici passivi e attivi)
3. Cartella clinica elettronica (anagrafica, accettazione, anamnesi familiare, anamnesi del paziente,
diario clinico giornaliero, somministrazione farmaci, richiesta accertamenti ed esami)
4. Sistemi Informativi Sanitari (Logica centralizzata e distribuita, information retrival, query di
accodamento, query di eliminazione, forme normali)
5. Classificazione Sistemi Informativi in Sanità (HIS, LIS, RIS, PACS, CUP, SDO, DRG)
6. Interoperabilità dei sistemi (Servizio Sanitario Nazionale e servizi di base ai cittadini, Sistemi
Centralizzati e Distribuiti, on-demand e routed, Standard HL7 e DICOM, Protezione del dato sensibile
e schemi crittografici simmetrici e asimmetrici, Smart-card, MAC, Firme digitali, PEC, Protocolli di
autenticazione)
7. Telemedicina (Canali, sistemi e servizi di comunicazione, Internet e World Wide Web, Servizi Sanitari
in rete e Teledidattica, Telediagnosi, Teleradiologia, Teleconsulto, Assistenza domiciliare e
Telemonitoraggio, Telepatologia, Telecardiologia, Identificazione automatica di personale,
attrezzature e materiale sanitario con RFID e QRCode, Autenticazione wireless e tecnologia RF-ID,
Sincronizzazione e algoritmi di anticollisione).
PARTE SECONDA (16 ore)
1. Sistemi esperti e intelligenza artificiale (forte e debole, generazioni, DSS, Soft-Computing e DataMining, interpretazione dei segnali)
2. Cenni di Bioinformatica (Biologia Computazionale e Dna Computing, Modello di Adleman e di Lipton,
Strumenti di bioinformatica, ricerca di sequenze simili, analisi delle strutture)
3. Diagnostica per immagini (Formazione e visualizzazione delle immagini radiografie, TC, ecografie,
PET, RMN, istogramma, LUT, trasformazioni geometriche, filtri digitali, Estrazione di features,
texture-analysis, matrici di co-occorrenza, Identificazione di formazioni tumorali)
METODI DI INSEGNAMENTO:
Lezioni ed esercitazioni in aula supportate da videoproiezioni e lavagna. Interventi seminariali esterni.
CONOSCENZE E ABILITÀ ATTESE:
Conoscenza delle tecnologie informatiche e degli standard impiegati in sanità.
Capacità di analizzare e sviluppare soluzioni utili alla diagnostica e alla gestione ospedaliera.
SUPPORTI ALLA DIDATTICA:
PC e videoproiettore.
CONTROLLO DELL’APPRENDIMENTO E MODALITÀ D’ESAME:
L’esame consiste in un prova orale (O), durante la quale è possibile discutere un approfondimento (non
obbligatorio) su una tematica di particolare interesse nel settore, presentando preferibilmente
l’implementazione di una applicazione.
TESTO DI RIFERIMENTO PRINCIPALE:
 G. Mastronardi “Informatica Medica”, testo in .pdf
 G. Mastronardi “Informatica Medica”, presentazioni in .ppt
ULTERIORI TESTI SUGGERITI:
 Teti, Festa “Sistemi Informativi per la Sanità - ECDL Health”, Ed. Apogeo
 Di Resta, Ferraris di Celle “La Sicurezza nei Sistemi Informativi Sanitari”, Ed. Edisef
ALTRE INFORMAZIONI:
Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell'Informazione (DEI), Politecnico di Bari (http://dee.poliba.it).
Stanza docente 3° piano del DEI, tel. 080.596.3252-3439 (ufficio) 080.596.3530 (Laboratorio di Informatica
Industriale), e-mail: [email protected].
Master Degree class:
Electronic Engineering (LM-29)
Type of formative
activity:
integrative
Title of the course:
Medical Informatics
Disciplinary area:
Informatics Engineering
Course University
code:
2418
Second level (two years)
degree:
Electronic Engineering
Scientific Discipline Sector:
Information Processing
Systems (ING-INF/05)
Type of course:
compulsory for curriculum
"Electronic Systems for
Biotechnologies"
Academic year:
2013 - 2014
ECTS Credits:
6
Year:
first
Semester:
second
LECTURER:
Prof. Giuseppe Mastronardi (full professor)
HOURS OF INSTRUCTION:
40 hours of theory (5 ETCS), 16 hours of examples and specialized seminars (1 ETCS).
PREREQUISITES:
Knowledge of computer systems and programming. Basic concepts of image processing.
AIMS:
The aim of this course is to introduce students to the use of methods and techniques for the management of
databases in health care in respect of sensitive data. They are also introduced to the classical methods of
image processing and data-mining for the DSS.
CONTENTS:
First part (40 hours):
1. Principles of Computer Science (models, assumptions, cycle "model definition - measurement management hierarchy", data - information - knowledge, Computational models and systems)
2. Based information system protocols (formal and informal information systems, database
management systems - ordering - open and closed lists, primary key - standardization of data, and
EBM protocols, passive and active diagnostic and therapeutic protocols)
3. Electronic patient card (anagrafic, acceptance, family history, patient history, clinical diary daily,
medical administration, request inspections and examinations)
4. Health Information Systems (Logic centralized and distributed information retrieval, append query,
delete query, normal forms)
5. Classification in Health Information Systems (HIS, LIS, RIS, PACS, CUP, SDO, DRG)
6. Interoperability of systems (National Health Service and basic services to citizens, Centralized and
Distributed Systems, on-demand and routed, HL7 and DICOM Standard, Protection of sensitive data
and symmetric and asymmetric cryptographic schemes, Smart-card, MAC, Digital Signatures, PEC,
authentication Protocols)
7. Telehealth (Channels, systems and services for communication, the Internet and World Wide Web,
Network and Health Services in Remote, Remote diagnostics, Teleradiology, Teleconsulting, Home
Health Care and Telemonitoring, Telepathology, Telecardiology, Automatic identification of
personnel, equipment and medical supplies with RFID and QRCode, wireless Authentication and RFID technology, Synchronization and anti-collision algorithms).
The second part (16 hours):
1. Expert systems and artificial intelligence (strong and weak, generations, DSS, Soft-Computing and
Data-Mining, interpretation of signals)
2. Introduction to Bioinformatics (Computational Biology and DNA Computing, Model of Adleman and
Lipton, bioinformatics tools, search for similar sequences, analysis of structures)
3. Diagnostic imaging (Training and image viewing x-rays, CT scanning, ultrasounds, PET, MRI,
histogram, LUT, geometric transformations, digital filters, extraction of features, texture-analysis, cooccurrence matrices, tumor formation identification)
TEACHING METHODS:
Lectures and exercises in classroom, supported by video projections and blackboard.
EXPECTED OUTCOME AND SKILLS:
Knowledge of information technologies and standards used in health care.
Ability to analyze and develop useful solutions into hospital management and diagnostic processes.
TEACHING AIDS:
PC and videoprojector.
EXAMINATION METHOD:
The examination consists in an oral proof (O), during which it is possible to discuss a deepening (not
obligatory) on a topic of particular interest in the field, preferably having the implementation of an application.
BIBLIOGRAPHY:
 G. Mastronardi “Informatica Medica”, lecture notes in .pdf
 G. Mastronardi “Informatica Medica”, presentations in .ppt
FURTHER BIBLIOGRAPHY:
 Teti, Festa “Sistemi Informativi per la Sanità - ECDL Health”, Ed. Apogeo
 Di Resta, Ferraris di Celle “La Sicurezza nei Sistemi Informativi Sanitari”, Ed. Edisef
FURTHER INFORMATIONS:
Department of Electrical and Information Engineering (DEI), Politecnico di Bari (http://dee.poliba.it)
Lecturer room at 3th floor of DEI, phone 080.596.3252-3439 (office), 080.596.3530 (Industrial Informatics
Laboratory), e-mail: [email protected].