生物医学情報学の定理
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平成30年度 市民講座 第6回 :「計算の理論と現実 -難しいはずの計算が実はいとも?簡単に-」 岩田 陽一 - 国立情報学研究所 (十一月 2024)
生物医学情報学(BMI)の理論的根拠に基づく定義は長い間欠けていた。この科学分野に焦点を当てるために、Charles Friedman博士は、生物医学情報学の基本定理を提案した。フリードマンの定理は実際には公式の数学的定理ではなく(控除に基づいており、真実として受け入れられている)、むしろ蒸留であると述べている。 BMIの本質
この定理は、生物医学情報学者が情報資源がどのように人々を助けることができる(できない)かに関心があることを意味しています。彼の定理の中の「人」に言及するとき、フリードマンはこれが個人(患者、臨床医、科学者、管理者)、人々のグループ、あるいは組織でさえあるかもしれないと示唆します。
さらに、提案されている定理には、情報科学をよりよく定義するのに役立つ3つの結論があります。
- 情報学はテクノロジーよりも人々についてのものです。これは、人々の利益のために資源が構築されるべきであることを意味します。
- 情報資源は、人がまだ知らない何かを含まなければなりません。これは、リソースが正確かつ有益である必要があることを示唆しています。
- 人とリソースの間の相互作用は、定理が成り立つかどうかを決定します。この推論は、私たちがその人だけで、あるいはリソースだけで知っていることが必ずしも結果を予測できるとは限らないことを認識しています。
フリードマンの貢献は、BMIをシンプルでわかりやすい方法で定義していると認識されています。しかしながら、他の著者は彼の定理に別の観点と追加を示唆している。たとえば、プリンストン大学のStuart Hunter教授は、データを扱うときの科学的方法の役割を強調しました。テキサス大学の科学者グループはまた、BMIの定義は情報学における情報が「データと意味」であるという概念を含むべきであると主張しました。他の学術機関は、BMIの学際的な性質を認識し、生物医学の文脈におけるデータ、情報、および知識に焦点を当てた精巧な定義を提供した。
フリードマンの基本定理の表現
情報資源を使用する人々または組織の観点から定理の表現を検討することは有用である。与えられたシナリオで定理が成り立つかどうかは、ランダム化比較試験や他の研究で実証的に検証することができます。
以下は、さまざまなユーザーの観点から、フリードマンの定理を現在のヘルスケアの文脈でどのように適用できるかの例です。
患者ユーザー
- 投薬リマインダーアプリを使用している患者は、アプリを使用していない同じ患者よりも、彼女の投薬計画に忠実になります。
- スマートフォンアプリでダイエットやエクササイズを追跡する体重を減らそうとする患者は、アプリを持たない同じ患者よりも体重が減ります。
- 患者ポータルを使用して医師と連絡を取る患者は、ポータルのない同じ患者よりも自分の医療に従事していると感じるでしょう。
- 検査結果を見るために患者ポータルを使用する患者は、ポータルのない同じ患者より彼女のケアに高い満足度を示すでしょう。
- 関節リウマチのオンラインフォーラムに参加している患者は、フォーラムのない同じ患者よりも彼女の病気にもっと効果的に対処するでしょう。
臨床医のユーザー
- 予防接種の注意喚起を伴う電子健康記録(EHR)を使用している小児科医は、注意喚起のない同じ医師よりもタイムリーな予防接種を注文する可能性が高いでしょう。
- 地域医療情報交換(HIE)にアクセスできる緊急医療提供者は、HIEを持たない同じ提供者よりも少ない重複検査を注文することになります。
- バイタルサインを直接EHRに送信するために無線システムを使用する看護師は、無線システムを持たない同じ看護師よりも文書化ミスを少なくするでしょう。
- 患者登録簿を使用している症例管理者は、登録簿を持たない同じ症例管理者よりも多くの無制御高血圧患者を特定することになる。
- 安全チェックリストを使用している手術チームは、チェックリストがない同じ手術チームよりも手術部位感染が少なくなります。 ( チェックリストは、コンピュータ化する必要がない情報リソースの一例です。
- 抗生物質投与のために臨床決定支援(CDS)ツールを使用している医師は、CDSツールを使用していない同じ医師よりも適切な抗生物質用量を処方する可能性が高いです。
医療機関のユーザー
- EHRでコンピューター化深部静脈血栓症(DVT)リスクアセスメントプログラムを実施している病院は、プログラムを導入していない同じ病院よりもDVTが少なくなります。
- モバイルコンピュータ化医師注文入力(CPOE)プラットフォームを有する病院は、モバイルCPOEを有さない同じ病院よりも電話注文が少ない。
- 退院サマリーをプライマリケア提供者に送信するためにHIEを使用する病院は、HIEがない同じ病院よりも再入院が少なくなります。
- センサー技術を使用している老人ホームは、センサーがない同じ老人ホームよりも患者の転倒率が低くなります。
- テキストメッセージリマインダを送信する学生健康診療所は、テキストメッセージシステムを持たない診療所よりも高いヒトパピローマウイルス(HPV)予防接種率を達成するでしょう。
- 遠隔医療を使用していない同じ診療所と比較して、専門家との仮想相談のために遠隔医療を使用している農村部の診療所は、より少ない患者を緊急治療室に送ります。
- 品質改善ダッシュボードを使用した医療行為は、ダッシュボードを使用しない場合と比べて、医療提供のギャップをより迅速に特定できます。
生物医学情報学の最新情報
生物医学情報学は時々捕獲するのが難しいかもしれない複雑な問題を研究します。この分野は、組織の評価からゲノムデータセット分析(例えば癌研究)までの幅広い研究を含む。また、電子健康記録(EHR)によってサポートされている臨床予測モデルを開発するためにも使用できます。現在、ピッツバーグ大学のGregory CooperとShyam Visweswaranの2人の研究者が、人工知能(AI)、機械学習(ML)、およびベイジアンモデリングを使用してデータから臨床予測モデルを設計しています。彼らの研究は患者特有のモデルの開発に貢献するかもしれません。現代医学において現在重要になりつつあるモデル。