INFORMATIKA VS. VÝPOČETNÍ TECHNIKA VS ICT (NÁPLŇ OBORU)

- INFORMATIKA = vědní obor, který se zabývá strukturou, zpracováním a využitím informace

- aplikovaná matematická disciplína, která řeší jednak teoretické problémy a jednak praktické problémy v aplikační oblastí spojené s výpočetní techikou

- VÝPOČETNÍ TECHNIKA = přístroje a zařízení, které byly primárně vytvořené jako počítací stroje, dnes louží také ke sběru a zpracování informací

-ICT – INFORMAČNÍ A KOMUNIKAČNÍ TECHNOLOGIE - zahrnují veškeré informační technologie používané pro komunikaci a práci s informacemi; tento pojem vyl zavedený kvůli velkému prolínání informatiky a výpočetní techniky a tím nemožnosti stanovení hranic mezi nimi

Počítačová a informační gramotnost

-počítačová gramotnost je jedním z předpokladů informační gramotnosti, což je dnes bráno jako jedna z klíčových kompetencí vzdělaného jedince

-počítačová gramotnost:

- základní pojmy informačních a komunikačních technologií

-používání PC a správa souborů

-zpracování textu

-tabulkový procesor

-použití databází

-prezentace

-práce s internetem a komunikace

-informační gramotnost:

-počítačová gramotnost

- funkční gramotnost (nalezení informace v textu, porovnání rozporu a rozpoznání platnosti

podmínek, vyplnění dotazníku, vyhledávání ve více položkách, numerické operace, schopnost

dokonale používat alespoň mateřský jazyk,...)

Počítač

= elektronické zařízení, které zpracovává data pomocí předem vytvořeného programu

- současný počítač se skládá z hardware, které představuje fyzické části počítače (procesor, klávesnice, monitor atd.) a ze software (operační systém a programy)

- Počítač je zpravidla ovládán uživatelem, který poskytuje počítači data ke zpracování prostřednictvím jeho vstupních zařízení a počítač výsledky prezentuje pomocí výstupních zařízení

Turingův stroj

- teoretický model počítače popsaný matematikem Alanem Turingem. Skládá se z procesorové jednotky, tvořené konečným automatem, programu ve tvaru pravidel přechodové funkce a pravostraně nekonečné pásky pro zápis mezivýsledků. Využívá se pro modelování algoritmů v teorii vyčíslitelnosti.

Historie

- abakus (starověk, středověk) - starověká početní tabulka

- logaritmické tabulky, mechanické kalkulátory a počítací stroje, děrné štítky jako nosiče dat (17. – zač. 20. stol.)

- Babbageův analytický stroj, původně nedokončen, dnes funkční rekonstrukce v Britském muzeu (polovina 19. stol.)

- 4 generace digitálních (číslicových) počítačů (20. stol. – současnost)

- Při realizaci digitálních počítačů se postupně přešlo od mechanických, přes elektromechanické až k elektronickým součástkám. DNA počítače a kvantové počítače mají zatím rozpracované pouze teoretické koncepty, s největší pravděpodobností budou rovněž patřit do kategorie číslicových počítačů, zřejmě však nebudou sestaveny na elektronické bázi

Hardware

- veškeré hmotné vybavení počítače, veškeré fyzické zařízení
- procesor, pevný disk aj.
1) vlastní PC (součásti uvnitř skříně) = skříň se zdrojem, procesor (CPU), základní deska (Motherboard), operační paměť (RAM), grafická karta, síťová karta, pevný disk (HDD) (min.vše tohle aby to fungovalo), disketová mechanika (FDD), CD/DVD mechanika (CD/DVD ROM), modem, příp. TV karta, zvuková karta aj.
2) periferní zařízení = vstupní/výstupní zařízení = klávesnice, monitor, myš,tiskárna, skener, digitální fotoaparát, přenosná paměťová

zařízení, atd.

Software

- veškeré programové vybavení PC = programy a data, která jsou uloženy v binární formě (0 a 1) na paměťovém médiu (pevný disk, disketa, CD aj.) ve formě souboru
- není to žádné fyzické zařízení

Lze rozdělit (hlavní kategorie):
- operační systém a systémové programy
- uživatelské programy, aplikace
- programovací jazyky
- vlastní data

Procesor

• Jedna ze základních součástí počítače, velice výkonný čip
• Funguje na bázi polovodivosti
• Vyroben z křemíkových slitin
• Mohou být jednojaderné, nebo vícejaderné
• Lze přirovnat k lidskému mozku, řídí chod počítače, přiděluje práci, řeší úlohy
• Základní jednotkou výkonu procesoru je jeho taktovací frekvence uváděná v Mhz, nebo Ghz, dnes již neplatí, že čím větší hodnoty tím větší výkon. Maximální taktovací frekvence sériově vyráběného procesoru je cca 3,8 Ghz, technologicky dosaženo až 5 Ghz. V současné době se procesory začínají vyrábět na výrazně nižších frekvencích kolem 1,86 – 2,4 Ghz (vícejaderné procesory)
• Hlavními tahouny trhu jsou firmy AMD a Intel
• K procesoru je třeba mít odpovídající základní desku (respektive čipovou sadu)

Paměť

= hardwarová součást určená pro dočasné(nebo trvalé – je-li připojená na napájení) ukládání zpracovaných dat a programů, se kterými procesor pracuje

-tvořená maticí elementů, které mohou nabývat hodnot 0 nebo 1

Z hlediska možnosti čtení či zápisu dělíme paměť na:

RAM (Random Access Memory)

• operační paměť počítače, používá se pro čtení a zápis, informace jsou v ní uchovávány pouze při přívodu elektrického proudu (dočasné uložení), funguje jako dočasné úložiště dat před přesunem na trvalé místo a jako příprava dat pro procesor (hlavní pracovní paměť pro procesor). Jsou v ní uloženy spouštěcí programy. Výhodou je vysoká rychlost, nevýhodou její energetická závislost. Její velikost se obvykle udává v MB (nejčastěji 512 MB), dnes existují ale paměti s kapacitou kolem 2 GB na jednom modulu.
• CMOS (Configuration Memory Operating Systém) – paměť zabudovaná do základní desky. Informace o konfiguraci počítače. Paměť typu RAM napájena z baterie – uchovává informace i po vypnutí počítače

ROM (Read Only Memory)

• pro trvalé nebo téměř trvalé uložení dat
• paměť určená pouze pro čtení, tj. nelze do ní zapisovat, lze jí přepsat, ale pouze zvláštními technikami (například vypálením). Tento typ pamětí se používá tam, kde není nutné povolovat zápis, nebo kde to je přímo žádoucí. Vhodným příkladem je BIOS, nebo operační systémy u PDA. Obvyklá velikost ROM v kB až MB.

CACHE – vyrovnávací paměť, používá se pro odkládání dat při složitých výpočtech

PEVNÉ DISKY

= trvalé uložiště dat, používají magnetický způsob záznamu

-data jsou na disku zaznamenávána v kruhových soustředných kružnicích zvaných stopy

-stopa c číslem 0 je nejblíže okraji disku, stopa s max. Číslem pak u středu disku

- kapcita disku je několik stovek GB

- přístupová doba (doba, po kterou disk hledá požadovaná data) je kolem 8 ms

- průměrná rychlost přenosu dat se udává v MB/s

Disketa (FDD) a další vnější paměťová média

- FDD - magnetický způsob záznamu podobný záznamu na pevný disk, liší se několika rozdíly

-pokud je disketa vystavená prachu, může se povrch snadno poškodit poškrábáním a tudíž dojde i ke ztrátě

Informace

- Flash memory – paměťové moduly typu flash trvalé paměti RAM různé kapacity (až několik GB)

- jsou rychlé

- požití jako karty do digitálních fotoapárátů, MP3 přehrávačů a pod.

- Optické záznamy dat CD a DVD ROM

- založeny na optickém záznamu a čtení dat

- záznam: lisováním pokovené matrice, vypalováním, přepisem (pro disky RW)

- čtení je optické, paprsek se odrazí nebo pohltí podle informace v místě dopadu

- kapacita disku je pro CD-ROM až 700 MB, pro DVD 4,7 GB, pro dvouvrstvé DVD 9,4 GB

Vstupní a výstupní zařízení = Periférie

• Zařízení umožňující vkládání dat do počítače a jejich získávání z počítače
• Rozdělujeme na tři typy
• Vstupní
• Výstupní
• Vstupně výstupní

Vstupní zařízení

• Zařízení používaná pro vkládání dat do počítače ke zpracování
• Klávesnice – zadávání příkazů
• polohovací zařízení (myš, trackball, touchpad) – pohyb kurzorem po obrazovce
• dotykový display, tablet, světelné pero, skener, joystick, digitální kamera, fotoaparát, mikrofon
• Připojují se přes různá rozhraní (COM, PS/2, DIN, USB, IEE1394, Bluetooth, IRDa)
• Některá zařízení mohou být integrována do samotných počítačů (například u notebooků a PDAs)

Výstupní zařízení

• Zprostředkovávají uživateli výsledky poskytované počítačem a to různými formami
• Zobrazovací – monitor, dataprojektor, visualizer
• Tisková – Tiskárny, plottery
• Zvuková – reproduktory
• Monitory – typy
  • LCD – display z tekutých krystalů, dnes základní typ monitoru
  • CRT – klasická obrazovka katodového typu, nevýhodou velikost
  • Plasma – speciální zobrazovací technologie, používá se především ve spotřební elektronice
• Tiskárny
• Různé typy tiskáren dle technologie tisku
• Jehličkové – nejlevnější tisk, vysoký hluk, malá rychlost, dnes je pro zvláštní použití, princip podobný psacímu stroji
• Inkoustové – nejnižší pořizovací cena, vysoká kvalita tisku, relativně drahé tiskové náklady, menší rychlost
• Laserové – vysoká rychlost, velmi slušné tiskové náklady, vysoká cena, malý hluk, dnes barevné i černobílé
• Voskové – maximální kvalita, určeno pro tisk reklamních materiálů a prezentací, složitá údržba, drahé náplně, občas problémy s barevností
• Termotiskárny – použití především tam, kde je potřeba nejlevnější tisk ve větším množství, nevýhodou vyšší pořizovací cena, používá speciální termocitlivý papír, nevýhodou je dočasný tisk (po určité době vytištěný text mizí)
• Tiskárny lze připojovat různými způsoby (USB, IEE1394, Bluetooth, IRDa, LPT, COM, WIFI)

bit, byte = Měření kapacity pamětí

Bit (b) – základní jednotka informace, 1 bit prezentuje odpověď na otázku ANO/NE, binární číslice 0 a 1; slouží jako kódovací prostředek pro záznam a zpracování informací

Byte (B) – tvořena 8 bity

KB – 1024 bytes (v KB měříme např. kapacitu pamětí disketových jednotek, nebo pamětí typu ROM)

MB – 1024 KBytes (v MB měříme především paměti typu RAM, paměti typu Flash a některé paměti typu ROM)

GB – 1024 MBytes (v GB měříme kapacitu pamětí RAM, ale především kapacitu pevných disků – řádově stovky GB)

TB – 1024 GBytes (v TB měříme kapacitu především diskových polí)

Základní orientace u PC - ukázat, resp. pojmenovat hl. komponenty

• počítačová skříň – skříň z plechu (nebo jiných materiálů), může být též součástí monitoru (iMac)
  • základní deska – obsahuje většinu elektronických částí počítače
    • procesor – vykonává strojové instrukce, ze kterých jsou složeny programy
    • operační paměť – za běhu počítače uchovává programy a data (viz elektronická paměť)
    • sběrnice – propojuje vstupně-výstupní zařízení s procesorem, umožňuje připojení rozšiřujících karet
      • grafická karta – umožňuje vytvořit v paměti obraz, který zobrazí na monitoru
      • zvuková karta – vytváří signál, který se v reproduktoru mění na zvuk
      • síťová karta – zprostředkovává připojení k počítačové síti
      • a další rozšiřující zařízení
  • pevný disk – uchovává programy i data i po vypnutí počítače
  • elektrický zdroj – mění síťový střídavý proud na stejnosměrný proud o nižším napětí
• monitor – zobrazuje informace uživateli, je připojen ke grafické kartě
• počítačová klávesnice – zprostředkovává alfanumerický vstup od uživatele
• počítačová myš – umožňuje pohybovat kurzorem myši a vyvolávat události stiskem tlačítka
• a další vstupní-výstupní zařízení (počítačová tiskárna, scanner, …)

Operační systém

- základní programové vybavení počítače (tj. software), které je zavedeno do paměti počítače při jeho startu a zůstává v činnosti až do jeho vypnutí

- zprostředkovává komunikace s uživatelem a především umožňuje uživateli spouštět další programy

- skládá se z jádra (kernel) a pomocných systémových nástrojů

- hlavní program počítače

- „Oživuje“ počítač, bez něj jiné programy nepoběží

- Spouští jiné programy, řídí jejich průběh, přiděluje jim hardvérové prostředky (čas a místo v paměti a na procesoru, přístup k periferním zařízením, přístup k datovým souborům, atd.)

- Zavádí se do operační paměti hned po zapnutí počítače ze zvláštní oblasti pevného disku, Boot Sector-u, kde jsou fyzicky uloženy jeho soubory

- vyšší operační systémy: MS DOS, WINDOWS, LINUX, UNIX,…

Soubor

= formálně ucelená množina bitů, které k sobě významově patří a tvoří tak logický celek, uložená na vnějším paměťovém médiu

- základní organizační jednotka bitů v počítači

- každý soubor má svůj název (skládá se ze jména a přípony (3 znaky)-vystihuje typ souboru), délku a případně další atributy využívané operačním systémem

- obsahem souboru mohou být různá data (text, binární data obsahující strojový kód nějaké aplikace, obrázek atp.)

Datový soubor

- soubor (definice viz předchozí), který obsahuje nějakou zakódovanou informaci, údaj popisující určitý stav, vlastnosti objektů atd.

Systémové programy vs. Aplikace

SYTÉMOVÉ PROGRAMY – slouží k základnímu řízení běhu počítače (BIOS, OS, Programovací jazyky)

APLIKACE – programy, se kterými pracuje běžný uživatel

Lokalizace programu: překlad programu (ovládání, názvy položek v menu, nápověda) do jiného (lokálního) jazyka (např. z angličtiny do češtiny)

Program (aplikace)

- programový soubor obsahuje v zakódované binární podobě programové instrukce a příkazy, které jsou sdanou posloupností vykonávány počítačem; je spustitelný

-obvyklé přípony: .EXE, .COM, .BAT

- asociace přípon souboru s příslušnými aplikacemi = propojení dané přípony datového souboru s programem, který s daným souborem pracuje

Algoritmus

• Algoritmus = „podklad“ pro napsání programu v nějakém programovacím jazyce, obecná postupnost kroků a akcí

Algoritmus je přesně daná posloupnost kroků a akcí s nějakým vstupem (co bude zpracovávat) a výstupem (jaký bude výsledek)

- vlastnosti: má začátek a konec, v každém místě je jasné, co se má dělat dál

- příklady: přesný postup při první pomoci, algoritmus sběru údajů, algoritmy zpracování údajů, algoritmy rozhodovacích činností,

Algoritmy klinických výkonů

Složka (adresář)

• Adresář, složka (directory, folder) – slouží k logickému členění souborů na disku, ulehčuje jejich vyhledávání
• Na rozdíl od souboru není fyzicky uložen na disku, je zaznamenán ve formě tabulky ve FAT (File Allocation Table)
• Ve FAT jsou zaznamenány informace o tom, kde konkrétně na disku je soubor fyzicky uložený
• Pro každý adresář se ve FAT zaznamenává, jaké soubory (a podadresáře) obsahuje, a taky jejich vlastnosti, atributy (skrytý, jenom ke čtení, systémový)

Stromová struktura adresářů

• hierarchická struktura vnoření adresářů
• Pojem se týká taky souborů, které jednotlivé adresáře obsahují
• Grafické znázornění stromové struktury je možné např. v programu Průzkumník (Explorer) nebo tzv. souborovém manažeru (např. Total Commander)
• Tyto programy umožňují prozkoumávání obsahu disků a složek v počítači, vytváření nových adresářů, kopírování, přesouvání, přejmenování či mazání objektů, zjišťování velikosti (kapacity) objektů (v bytech) a dalších vlastností

Jméno souboru

• jedinečný název souboru (vzhledem k aktuálnímu adresáři)
• jeden z atributů souboru (další jsou velikost, typ, časové údaje, vlastník, přístupová oprávnění)

Přípona souboru

• správněji přípona názvu souboru (angl. file name extension) je část názvu souboru, zpravidla oddělená tečkou (.) od vlastního názvu souboru. Přípona názvu souboru má zpravidla délku 1 až 4 znaky. Její význam je v určení typu a obsahu souboru (viz formát souboru).
• V některých operačních systémech (například ve Windows) pomocí přípony souboru rozpozná příslušný systémový proces automaticky, o jaký typ souboru se jedná. Pomocí asociovaného programu k příponě souboru vyvolá operační systém příslušný program, kterým lze soubor spustit jako program (ve Windows přípona EXE a COM), prohlížet soubor nebo jej editovat, případně provádět jiné definované akce.

Databáze

=množina dat, které mají definovanou strukturu a jsou uloženy do záznamů v databázových tabulkách databázových souborů (např. datab. pacientů, léčiv)

- Pro práci s databází používáme databázové programy

• databázové programy dnes používají relační model databáze, to znamená, že mezi tabulkami je vztah. Mají tři fce: definice dat, manipulace s nimi (filtrace,řazení, seskupování záznamů,…) a jejich řízení.

Databázové programy: MS Excel ( pro databáze charakteru jednoduchého seznamu), MS Access (databáze do velikosti řádu GB), Oracle (pro velmi rozsáhlé databáze)

Tabulka: objekt, který definujeme a používáme pro ukládání dat, obsahuje informace o konkrétním subjektu; data jsou ukládaná do záznamů (řádků tabulky); informace o záznamech jsou uloženy do datových polí (sloupců), které obsahují různé typy dat, primární klíč = pole nebo kombinace polí, která má pro každý záznam jedinečnou hodnotu

Data

- data jsou materiál, ze kterého vyvozujeme závěr; fakta, z kterých vyvozujeme další fakta

- je to vše, co uživatel vytvořil = všechny informace v počítači uložené a zakódované v podobě posloupnosti bitů

- v rámci definice dat můžeme definovat, jaká data budou uložena v databázi, jakého jsou typu, jak budou ověřována a formátována a jaké mezi nimi budou vztahy

-můžeme je řadit, filtrovat, vybírat a seskupovat záznamy….

- organizační jednotka dat je soubor (= seskupení dat)

Komunikace

= proces sdělování a přenosu informací, zpráv, myšlenek, názorů a pocitů mezi živými bytostmi (lidmi, živočichy, ale i rostlinami aj.), obvykle prostřednictvím společné soustavy symbolů

-hlavním dorozumívacím prostředkem člověka je jazyk

Komunikační systém

1) zdroj informací – generuje informaci a předává ji vysílači

2) vysílač – proměnuje informaci do podoby signálu (= materiální nosič informace)

3) komunikační kanál – prostředí, ve kterém se uskutečňuje předávání a přenos signálu (el. Vodič, nervové vlákno)

4) přímač – dekóduje přijatý signál v informaci

5) příjemce – zužitkovatel informace

Signál, šum

SIGNÁL = fyzikální podoba určité zprávy (je nosičem, realizací informace), prezentované zpravidla změnami parametrů určité fyzikální/chemické veličiny v čase. Podle fyzikální podstaty pak hovoříme o signálu elektrickém, akustickém, vizuálním, aj.

- Zdrojem informací (signálů) může být libovolný jev, děj či objekt (technické zařízení i živý organismus), pokud jsou generátorem měřitelných fyzikálních/chemických veličin

ŠUM - ruší komunikaci a snižuje srozumitelnost a množství přenášené informace; může ovlivňovat kteroukoliv část komunikačního systému, nejvýrazněji však ovlivňuje komunikační kanál

• v reálném životě neexistuje bezporuchový přenos informace

Komunikace v medicíně

Cíl: získání informací pro účely diagnostického, terapeutického a prognostického rozhodování

- je důležitá podoba, v jaké komunikace probíhá

Klasifikace v medicíně

• Klasifikace – hierarchické uspořádání a utřídění termínů (často s přiřazením jednoznačně identifikujícího kódu pro daný termín)
  • Hierarchie je formalizace logických vztahů mezi termíny a jejich rozdělení do skupin (systému množin a podmnožin) na základě vzájemné podobnosti či souvislosti
    • Hledisko, podle kterého hodnotíme tyto vztahy a podle kterého je systém uspořádán, nazýváme dimenzí. Klasifikační systémy lze pak dělit podle toho, kolik dimenzí a v jaké kombinaci využívají.
  • Číselníky diagnostických a terapeutických procedur, klasifikace VZP, národní číselník laboratorních položek NČLP
  • Mezinárodní klasifikace nemocí a příčin smrti MKN-10 (ICD-10), patologická klasifikace nádorů TNM, psychiatrická nomenklatura DSM-III, ATC klasifikace léčiv, komplexní klasifikační systém SNOMED

Člověk jako zdroj informací

• Anamnestické údaje
• Fyzikální vyšetření - pohled, poklep, pohmat, poslech, per …
• Laboratorní vyšetření
• Bioinformatická data - genetika, imunologie, neurologie, …
• Biosignály
• Modulátor vnějších signálů - zobrazovací metody
• Biometriky
• Populační data

Klinické informace

Medicínská data a informace získané od pacienta, resp. o pacientovi, lze dělit z různých hledisek, často se používá např. následující:

• • Symptomy – kvalitativní informace, verbálním způsobem popisují těžkosti a projevy nemoci (subjektivní anamnestické zjišťování, ale i objektivní nálezy)
  • Údaje (data) – kvantitativní charakter, číselné výsledky měření u různých vyšetřovacích metod (objektivní nálezy či analytické metody)
  • Syndrom – souhrn určitých symptomů a údajů nemoci
  • Diagnóza – zahrnuje symptomy, údaje a syndromy v souvislosti s topografickou strukturou organismu (kde to je?), morfologickým obrazem (jak to vypadá?) a etiologií (příčina?) onemocnění, event. změněnou funkcí (jak se to projevuje oproti normálu?), včetně informací o použitých vyšetřovacích postupech
  • Terapie – léčebné a kontrolní vyšetřovací procedury vyplývající z projevů nemoci a potažmo diagnózy (symptomatická léčba nevyžaduje diagnostický závěr) v souvislosti s prognózou vývoje choroby a na základě poznatků o účincích léčiva či léčebné metody

Hodnocení online medicínské informace /kritéria HON/

Online informace – volně dostupné pro každého na webu, kde se každý může tvářit jako expert, z čehož plynou i problémy pro evaluaci

-Obecná kritéria na posouzení online informace neexistují, nicméně pro medicínskou online informaci je vhodné použít HON-kriteria:

-nejdůležitější dle HON je posoudit autorství, kompetentnost, spolehlivost, platnost

Datový standart

= předepsaný, obvykle mezinárodně domluvený formát dat (datových souborů), usnadňuje přenos dat a umožňuje práci s daným typem souborů v různých aplikacích i od jiných výrobců

-V medicíně značný význam, příkladem může být datový standard DICOM-3 (Digital Imaging and Communications in Medicine) k záznamu, uchování a přenosu obrazových dat v radiologii (např. v PACSu)

Variabilita dat

- dána přesností a správností měření (analytická variabilita), plus kolísáním hodnot u téže osoby v důsledku denní doby, zátěže, genetických vlivů, apod. (biologická variabilita)

KÓDOVÁNÍ

= záznam informace pomocí pevně stanoveného kódu, případně kódové tabulky

Informace

= poznatek, údaj, zpráva o okolním světě

- vzniká spojováním, porovnáváním a srovnáváním dat

= sdělení, které přináší nový poznatek a snižuje u příjemce stupeň nejistoty v dané oblasti

- informaci tvoří kódovaná data (protiklad šumu), která lze vysílat, přijímat, uchovávat a zpracovávat technickými prostředky

- Množství informace je rozdíl mezi neurčitostí (entropií) informace (nebo stavu) před a po zprávě. Nosičem informace je signál.

Typy informace:

• údaje = konkrétní informace, mohou být kvantitativní, numerické, nebo kvalitativní či kategorické povahy; bývají zaznamenány do databází
• znalosti = abstraktní modely světa, vznikají zobecněním konkrétních údajů; lze je nabýt studiem
• interpretace = aplikace informace typu znalost na informaci typu údaj (např. Naměřená teplota 39°C u pacienta znamená, že má horečku)

Struktura databáze

• Data jsou organizovány v tabulkách
• Žádná informace by neměla být uložená v databázi víckrát
• Jedna databáze může obsahovat i více tabulek
• Každé pole v tabulce by mělo obsahovat jedinečný typ informace
• Každá tabulka musí mít jednoznačný identifikátor záznamů nazývaný primární klíč, který je vytvořený z jednoho nebo více polí tabulky
• Pro každou hodnotu primárního klíče se musí data v datových polích týkat subjektu tabulky a musí tento subjekt úplně popisovat
• Pole by měla být navzájem nezávislá
• Vztahy a vazby mezi tabulkami popisují tzv. relace
• Každá tabulka je tvořena jednotlivými záznamy (řádek tabulky)
• Každý záznam obsahuje určitá pole (sloupce tabulky, označují se též jako položky nebo atributy)
• Struktura tabulky = jaká pole tabulka obsahuje
• Struktura databáze = jaké tabulky (a vztahy mezi nimi) tvoří celou databázi

Záznam v databáze

• termín označující řádek v databázi

Datové pole

• konkrétní informace o subjektu (= atribut)
• pole tabulky nebo databáze s údaji datového typu = text, číslo, datum, logická hodnota ANO/NE, memo (=poznámka), objekt OLE (např. obrázek), hypertextový odkaz
• mají definovanou délku na počet znaků nebo míst u čísel, definován je i formát; u čísel: je-li vypočítané číslo delší, dojde k chybě
• lze definovat masku pole, tzn. jak mají zadávané hodnoty vypadat – např. rodné číslo
• může mít určeno omezení na zadávané hodnoty, tzv. ověřovací pravidlo
• předdefinovaná hodnota pole = default

Primární klíč

- dvě tabulky spojíme tak, že určíme v tabulkách pole (klíče), jejichž hodnoty se porovnávají. Při shodě hodnot klíčů budou tabulky brány jako související, jedním z klíčů je primární klíč, druhý cizí. Tato dvojice tvoří spojená pole (první tabulka je primární, druhá související)

- klíče musí být stejného datového typu

Relace

= vztahy mezi tabulkami (aby bylo možné z různých tabulek vybírat související data)

• trvalé nebo dočasné relace

typy:

1. 1:N – jednomu záznamu v první tabulce odpovídá více záznamů v druhé, ale jednomu záznamu v druhé tabulce odpovídá právě jeden v první
2. 1:1 – jednomu záznamu v první tabulce odpovídá jeden v druhé
3. M:N – jednomu záznamu v první tabulce odpovídá více záznamů v druhé a jednomu záznamu v druhé tabulce odpovídá více záznamů v první (nejde udělat přímo, ale přes dvě 1:N)

Filtrace

=výběr pouze těch záznamů, které vyhovují kritériím

- můžeme ji použít vícekrát na stejnou množinu záznamů

- filtrace podle výběru (hledáme záznamy o nějaké hodnotě), filtraci podle formuláře, rozšířený filtr (pro složitější filtraci)

Dotazy

= databázové objekty, které nám umožňují definovat uživatelský pohled na data

- zdrojem jsou tabulky a jiné dotazy

1. výběrové – selekce záznamů, skupin, výběr datových polí, řazení záznamů, skupin
2. akční – nejdřív vybereme množinu a pak akci danou typem akčního dotazu

typy: vytvářecí (vytvoří tabulku), přidávací (záznamy z jedné tabulky do druhé),

odstraňovací, aktualizační

1. speciální – sjednocovací, křížový

Užití databáze v medicínských aplikacích

-využití databází ve zdravotnictví: např. Databáze zdravonických zařízení, databáze léčiv, databáze pacientů,...

Databázové informační systémy:

-Nemocniční IS – NIS

-Národní zdravotnický informační systém – NZIS

-Informační systémy pojišťoven

-elektronické kartotéky pacientů

-informační systém lékáren

-internetový systém IZIP

-Studentský IS – SIS

Informační systém

- široký komplex lidí, informací, programového vybavení, technických prostředků a systém organizace práce uživatele v příslušné oblasti sloužící ke sběru, přenosu, aktualizaci, uchování a dalšímu zpracování dat za účelem tvorby a prezentace informací, které by měly zefektivnit rozhodování uživatelů

- téměř každý IS je založený na nějaké databázi a síťové architektuře

- obvykle klient-server architektura

- všechna data jsou uložená na serveru, operaci s daty provádí jenom server

Nemocniční informační systém

- IS vyzžívající intranetové síťové služby na síti typu LAN, navržen a implementován pro potřeby nemocnice

Globální architektura:

TPS – blok zaměřený na hlavní podporu činnosti (klinické systémy, laboratoře, lékárna, ...)

MIS – blok orientovaný na řízení podniku (ekonomika, obchod,...)

EIS-blok orientovaný na strategickéřízení (manažerský IS)

OIS – blok orientovaný na podporu kancelářských prací (MS Office, E-mail,...)

EDI – blok zajišťující komunikaci s okolím (banka, ZP,...)

Dílčí architektury (navazují na globální)

Funkční, procesní, datová, technologická

NZIS – Národní zdravotnický IS

= jednotný celostátní IS určený :

• ke zpracování údajů o zdravotním stavu obyvatelstva, o činnosti poskytovatelů a jejich ekonomice, o zdravotnických pracovnících a jiných odborných pracovnících ve zdravotnictví za účelem získání informací o rozsahu a kvalitě poskytovaných zdravotních služeb, pro řízení zdravotnictví a tvorbu zdravotní politiky,
• k vedení Národních zdravotních registrů a zpracování údajů v nich vedených,
• k vedení Národního registru poskytovatelů a Národního registru zdravotnických pracovníků a zpracování údajů v nich vedených,
• k realizaci a zpracování výběrových šetření o zdravotním stavu obyvatel, o determinantách zdraví, o potřebě a spotřebě zdravotních služeb a spokojenosti s nimi a o výdajích na zdravotní služby,
• pro potřeby vědy a výzkumu v oblasti zdravotnictví, a
• ke zpracování údajů uvedených v písmenech a) a d) pro statistické účely a k poskytování údajů a statistických informací v rozsahu určeném tímto nebo jinými právními předpisy, včetně poskytování informací pro mezinárodní instituce.

Balík kancelářských aplikací

= skupina kancelářského software prodávaná jako celek, která nabízí určitý stupeň propojení jednotlivých aplikací v balíku. Jeho součástí obvykle bývá textový procesor, tabulkový procesor, nástroj na tvorbu prezentací či databázový systém. Někdy se v balíku též objevují groupwarové nástroje či grafické editory.

• V současné době je nejrozšířenější balík Microsoft Office, který se stal de facto standardem. Proto se stala schopnost číst soubory Microsoft Office nutnou podmínkou pro kterýkoli kancelářský balík, jež mu chce konkurovat.
• V poslední době získává oblibu kancelářský balík OpenOffice.org, který je na rozdíl od Microsoft Office dostupný zdarma a pro řadu platforem. Často jsou mu však vytýkány vyšší hardwarové nároky. Dokáže číst, editovat a ukládat dokumenty vytvořené v MS Office.
• Další kancelářské balíky:
  • WordPerfect Office
  • Lotus SmartSuite
  • KOffice
  • GNOME Office
  • AppleWorks

Textový editor

- slouží k vytváření textových dokumentů, většina z nich umožńuje vkládat do textu pbráky, tabulky, hypertextové odkazy atd.

- nejznámnější je MS Word

- jednoduché čustě textové editory (většinou součástí OS): Pounímkový blok, Vim,Kwrite

- psaní jednoduchých textů bez obrázků či tabulek, či psaní “zdrojových kódů”, které mohou být dále zpracovávány dalšími programy

- ukládají soubory přímo v ASCII kódu (= tabulka, ve které je každému písmenu přiřazené číslo)

- přípona .txt (jedná se o čistý text)

- ne všechny podporují všechny způsoby kódování

- základní funkce:vyjmutí, kopírování, vložení, vyhledávání textu; formátování do odstavců pouze entrem; u některých možnost nastavení zalamování řádků podle aktuální velikosti okna

-Word,OpenOffice,T602... podporují optický návrh vzhledu dokumentu – to co vidíme na obrazovce , bude přesně stejně vytištěno

- ukádají informace o formátování textu binárně

- automatické zalamování řádků podle velikosti papíru a okrajů, enter ukončuje celý odstavec; odražení

pomoci tabulátoru (délka odskoků lze nastavit)

- většina zabraňuje vziku vdovy (krátký řádek na konci odstavce, který jediný je na další stránce) a sirotka (první řádek nového odstavce na konci stránky)

- lze upravovat vzhled písma (velikost, řez, front)

- vkládání objektů do textu

- tabulka: lze vytvořit přímo v textovém editoru, zadávají se rozměry tabulky, její vzhled lze poté různě upravovat, vkládat řádky a sloupce, slučovat buňky,...

- nástroje: kontrola pravopisu, automatické opravy, makra, ...

Prezentace, zásady správné prezentace

• Prezentací rozumíme:
  • výklad,
  • ukázku něčeho,
  • produkt vytvořený v počítačovém prezentačním programu (např. MS PowerPoint).
  • Způsob předávání nějakých informací posluchačům, slovní projev je doplněn vizuálním sdělením
• Prezentačním programem potom rozumíme specializovanou počítačovou aplikaci, která umožňuje vytvářet nebo předvádět elektronické prezentace, přičemž můžeme tyto programy rozdělit na: programy umožňující vytvoření prezentace, programy umožňující předvádění prezentace a kombinované (zajišťují obě funkce). Pokud je prezentace vytvářena pro výukové účely, hovoříme o výukové prezentaci. Při prezentování je uplatňována zásada názornosti.
• Prezentační program je počítačový program, který umožňuje vytvořit prezentaci, tj. sérii stránek s přehledně zobrazenými informacemi.
• Příklad: Microsoft PowerPoint
• Tvorba prezentace se typicky skládá z následujících kroků:
• výběr nebo tvorba pozadí (lze vybrat šablonu, nebo naopak vlastní vzhled stránky lze uložit jako šablonu)
• výběr nebo tvorba objektů, které má prezentace obsahovat (texty a obrázky) = tvorba vlastních snímků (lze vybrat předvolený)
• přiřazení dynamických prvků k objektům – možnost oživení prezentace zvukem nebo animací
• úprava kompozice (rozmístění prvků na obrazovce)
• prezentaci lze různě doladit: přechody snímků, časování, opakované spouštění prezentace, zvuky

ZÁSADY SPRÁVNÉ PREZENTACE:

- prezentace by se neměla číst

- přiměřené množství snímků

- zmínit členění prezentace na začátku, trčit cíl

- nezapomenout na diskusi po čas prezentace či na případné vysvětlivky

- na závěr shrnutí a poděkování

- snažit se mít na stránce max. 12 řádků

- nepřehánět to s animacemi a obrázky, které odvádějí pozornost posluchačů od důležitých věcí

- nastavení vhodného písma, velikost obrázků by měla být min. na půlku slidu

- prezentaci si vyzkoušet nanečisto

TABULKOVÝ PROCESOR

• systém pro organizaci a správu dat formou přehledných tabulek
• určeny pro zpracování dat převážně číselného charakteru
• data lze uspořádat podle různých kritérií

Využití tabulkových procesorů

• přehledná prezentace dat formou tabulek
• matematické, finanční a statistické operace s daty
• tvorba datových formulářů pro sběr a zpracování dat
• zpracování datových seznamů - výběr a třídění dat (ceníky, přehledy, evidence)
• prezentace dat formou grafů

- dnes jsou hojně integrovány do kancelářských balíků. Zprvu byl tabulkový procesor využíván zejména ve finančnictví, proto byly první verze vybaveny zejména funkcemi vhodnými na finanční výpočty, dnes ho však jde využít k širokému množství výpočtů a jiných zpracování dat.

- tabulka= souvislá ohraničená oblast dat

-prvek tabulky = buňka – její formát lze přizpůsobovat jejímu obsahu, obsah lze uvnitř zarovnávat, lze nastavit ohraničení, písmo, …

-možnost vypočítání obsahu buňky z obsahu jiné buňky – velké množství předdefinovaných funkcí

VKLÁDÁNÍ VZORCŮ- buď ručním vypsáním (v buňce začíná =) a nebo vybráním z nabídky

- nástroje: kontrola pravopisu, automatické opravy, možnost zamknutí listu, hledání závislosti mezi buňkami

GRAF = grafická reprezentace dat v tabulce

- bodový, sloupcový, výsečový, bublinový,…

- pro vykreslení grafu je potřeba vybrat oblast dat a dále které řádky či sloupce mají být vyneseny na kterých osách

- lze popisovat osy, zobrazit mřížku, měnit měřítko, zobrazit legendu a popisky

Používané tabulkové procesory: MS Excel, OpenOffice

ABSOLUTNÍ ADRESA BUŇKY

Absolutní zápis adresy neumožňuje změnu adresy při kopírování. Souřadnice, která se nemění, se označuje $A$2

• Vzorec v buňce B3 říká doslova:
  Vezmi hodnotu v buňce B4 a k ní přičti hodnotu z buňky C2. Vzorec v buňce D6 říká to samé, čili výsledek bude stejný.

RELATIVNÍ ADRESA BUŇKY

Zápis adresy umožňuje změnu adresy při kopírování.

• Vzorec v buňce B3 říká doslova:
  Vezmi hodnotu v buňce, která je o jeden řádek dole a k ní přičti hodnotu, která je v buňce o jeden sloupec vpravo a jeden řádek nahoře. Vzorec v buňce D6 říká to samé, ovšem výsledek bude asi poněkud jiný.

ABSOLUTNÍ X RELATIVNÍ ADRESA BUŇKY

Absolutní adresa je odkaz směřující stále na stejné buňky.

Relativní adresa je odkaz přizpůsobující se nové pozici.

Adresa (nebo její část - sloupec nebo řádek) se stane absolutní, jestliže před jeho označení přidáme znak $ (dolar).

VKLÁDÁNÍ VZORCŮ

• 1.postup: přes Vložit – Funkce; tuto cestu lze zkrátit kliknutím na ikonku fₓ v panelu nástrojů
• 2.postup: přímo napsat výraz či formuli do Řádku vzorců (vhodné zejména u komplexnějších funkcí; vyžaduje dostatečnou znalost funkcí)
• argumentace funkce = přímo zadané číslo či jejich množina, nebo proměnná = adresa buňky (viz 43.) nebo blok buněk (např. A1:B6)
• možnost vnoření funkcí a výrazů (výsledek jedné fce slouží jako argument v jiné fci)

Graf

• grafická reprezentace dat z buněk (vizualizace, přehlednost, vzájemné vztahy,…)
• součásti grafu:

Obraz datového bodu (bod, sloupec, pruh, výseč,..) – reprezentuje hodnotu buňky z tabulky

Datové řady (související obrazy datových bodů), pouze výsečový graf může mít pouze jednu datovou řadu; Názvy datových řad a Legenda, Spojnice datových řad

Osy, i popisky a hodnoty; Značky na osách a mřížky v grafu

Názvy kategorií (často představují hodnoty osy x)

další texty v grafu – nadpis, popisky datových hodnot, textové pole atd.

- panel nástrojů – Průvodce grafu nebo Vložit – Graf

- typy grafů: sloupcový, spojnicový, koláčový (výsečový), prstencový, bodový XY, plošný → výchozí typy X vlastní typ

- úpravy grafu (změna typu grafu, umístění, možností grafu, datové řady, formátu datové řady, formátu osy atd.)

Textový soubor vs. Textový dokument

TEXTOVÝ SOUBOR – obsahuje pouze textové znaky a nic jiného

TEXTOVÝ DOKUMENT – je vytvořený nějakým vyšším textovým editorem ; obsahuje i formát (různá nastavení velikosti stránky, písma, ...)

Pravidla pro estetiku a typografickou úpravu textu

- na výběru písma závisí dojem z dokumentu

- naprosou smozřejmostí je dodržování gramatiky

- vzhled tiskovin závisí na tom, jestli má autor umělecké nadání a nebo alespoň estetické cítění, podle toho je daná tiskovyna buď uměleckým dílem a nebo alespoň hezká na pohled

- typografie = nauka o vytváření tiskovin

Pravidla:

• Vše nastavovat jako vlastnost odstavce, používat styly odstavců.
• V jednom dokumentu nekombinovat podle možnosti víc než 2 různá písma, a i v takovém případě použít výrazně odlišná písma.
• Vyznačovat pouze kurzívou, tučně pouze v učebních textech.
• Hlídání osamocených řádku na začátku či konci stran kontrolovat jako vlastnost odstavce.
• Na konci řádku by neměla zůstat jednopísmenová předložka či spojka. Tohle obvykle textový editor neumí, lze to však zařídit vložením tzv. tvrdé (nezlomitelné) mezery.
• Dělení slov ponechat vždy na editoru, nikdy dělítka nevkládat ručně.
• Závorky a uvozovky se neoddělují mezerou (od textu uvnitř).
• Zápis procent s mezerou nebo bez ní má různý význam: 10 % = deset procent, 10% = desetiprocentní.
• Fyzikální jednotky a označení měny od čísel oddělovat tvrdou mezerou. Když peněžitou sumu píšeme jako desetinnou, píše se značka před číslo, je-li suma celočíselná, pak za číslo.
• Telefonní čísla se píší v skupinách po 2-3 číslicích, předvolba do závorky.
• Dlouhé texty dnes lidé neradi čtou, text je lepší výrazně členit nadpisy.
• Za nadpisem se nepíše tečka. Pokud věta končí zkratkou (která má u sebe tečku), další tečka se již nepíše. (Pokud je v závorce celá věta, píše se tečka do závorky.) Pokud je v závorce jen část věty, píse se tečka (za závorku).
• Středník, dvojtečka, otazník, výkřičník se píší hned za slovo! Dvojtečka ve významu dělení se píše s mezerami (6 : 2 = 3), jako sportovní výsledek bez mezer (1:0).
• Pokud zarovnáváme několik řádku pod sebou na střed, musí být spodní řádek nejkratší.
• Pokud strana obsahuje jeden dominantní prvek (např. název diplomové práce), měl by být umístěn v optickém středu, který je kousek nad středem geometrickým.
• Pokud je v textu více obrázků, měli by jejich okraje být v lince.
• Popisky obrázků (grafům tabulek) se umisťují do textových polí pod ně, jsou menším písmem než základní text (někdy i kurzívou) a nekončí tečkou.
• Na začátku textu (referátu, článku, atd.) by měl být jeden odstavec odlišným písmem (obvykle kurzívou). Je v něm stručně uvedeno, co se vlastně čtenář v textu dozví.

Počítačová síť, síťová architektura, dělení sítí

- důvody pro vytvoření PC sítí: zvýšení spolehlivosti (někdy je třeba činnost počítače zálohovat dalším připojeným PC), sdílený přístup ke společným výpočetním kapacitám, dosažení ekonomických úspor

-vzájemně propojená soustava autonomních počítačů, které si mohou vyměňovat informace

• • Online – počítač je připojen do sítě (práce v síti)
  • Offline – počítač není připojen do sítě

(anglicky computer network) je souhrnné označení pro technické prostředky, které realizují spojení a výměnu informací mezi počítači. Umožňují tedy uživatelům komunikaci podle určitých pravidel, za účelem sdílení využívání společných zdrojů nebo výměny zpráv.

- Základem počítačové sítě je kabelový rozvod, dva typy

1) kabel vede od jednoho PC k druhému, od toho k dalšímu, atd. – nevýhodou je malá spolehlivost, při přesušení kabelu

v libovolném místě dojde k vyřazení všech PC připojených k tomuto segmentu

2) propojení PC strukturovanou kabeláží – ke každému PC vede zvláštní kroucená UTP nebo STP dvojlinka ukončená zásuvkou

RJ-45 – velká spolehlivost – při přerušení libovolné dvojlinky je odpojen od sítě jen jeden PC

Součásti sítě:

- server - obecně výkonný PC, zpravidla je nepřetržitě v provozu, poskytuje síťové služby několika

autorizovaným klientům

- pravidelně zálohován, bývá zálohováno i napájení

- klient -koncový prvek sítě, který vytváří požadavky na přenos dat pro okolní hardware

-HUB = rozbočovač – je do něj svedeno několik síťových zařízení včetně vstupního, nejjednodušší prvek sítě

- zpravidla jeden kabel je vstupní a ostatní vedou ke klientským stanicím

- rozesílá přijatá data od libovolného vstupu na všechny ostatní výstupy – okolním prvkům sítě poskytuje informace, které

Nevyžadují

- Switch = přepínač – monitoruje komunikaci a data posílá pouze tomu prvku, pro který je určená

- router = směrovač – slouží pro oddělení dvou sítí, ve kterých je použito různých adresních rozsahů

- umožňuje komunikovat PC v lokální síti s PC v internetu pomocí routování (směrování komunikace k cílovému prvku sítě)

- routování vychází z nedostatku IP adres pro všechny existující PC

SÍŤOVÁ ARCHITEKTURA:

= vnitřní struktura sítě, její funkční celky a jejich vzájemná spolupráce

-její složitost je ovlivněna objektivně existující rozmanitostí užitých technických prostředků

- z hlediska komunikačních programů je jedno, jestli se dva komunikující PC nalézají ve stejné místnosti nebo na opačných stranách země – nesmí záviset na typech PC či užitých prostředcích, způsobu přenosu informací ani na jiných okolnostech působících při přenosu

- nezávislosti na užitých prostředcích pře přenosu dat mezi komunikujícími procesy se dosahuje softwarovými i hardwarovými prostředky

- dat jsou rozložená do menších částí (paketů), postupně doplněná o další informace nutné pro bezchybné a přesné doručení a poslána jako řetězec bitů po hardwarovém základu sítě – tento proces se řídí přenosovými protokoly

- sítě jsou tvořené jako posloupnosti vrstev navazujících hierarchicky na sebe – při komunikaci dvou procesů v síti konverzuje vrstva n jednoho stroje s vrstvou n druhého stroje – konvence pro tento přenos se nazývá protokol vrstvy n

-přenos dat z jedné vrstvy n do odpovídající vrstvy n druhého stroje neprobíhá přímo

- síťovou architekturu představuje množina vrstev a příslušných protokolů

- ISO (Mezinárodní org. Pro normalizaci) stanovila základní model pro vytváření PC sítí def. Normou ISO 7498 nazývaný OSI

-systémy koncipovány v souladu s touto normou dovolují komunikaci rozdílných HW i SW

- model OSI je strukturován do 7vrstev – spodní 3 vrstvy tvoří komunikační strukturu, vrchní vrstvy využívají přenosových

zařízení síťové vrstvy

Dělení podle rozsahu a působnosti:

PAN – Personal area network – osobní síť – připojení mobilu, digitálního foťáku k jednomu PC

LAN – Local area network – místní, nebo lokální síť, jedná se o vnitřní sítě v rámci prostředí příslušných institucí. (například naše síť ve škola)

- Tvořena množstvím počítačů připojených k síti a jedním, nebo několika výkonnějšími PC - servery

WAN – Wide area network – rozsáhlá síť, nejčastěji veřejná, dobrý příkladem WAN sítě je Internet

-spojení mnoha Lan a MAN sítí

MAN – Metropolitan area network – městská síť, podobný koncept zavádí nyní například Mladá Boleslav

-několik LAN sítí je spojeno do většího celku

Dělení dle topologie:

= podle způsobu zapojení

- sběrnicová, kruhová, hvězdicovitá

Klient – server, Peer-to-peer

Peer-to-peer (doslova rovný s rovným), P2P nebo klient-klient je označení typu počítačových sítí, ve které spolu komunikují přímo jednotliví klienti(uživatelé). Opakem je klient-server, ve které jednotliví klienti komunikují vždy s centrálním serverem či servery, prostřednictvím kterého i komunikují s jinými klienty, pokud je to potřeba.

Komunikační protokol

-Norma komunikace mezi dvěma zařízeními

-vetšina protokulů je paketově orientována – přenos dat mezi zařízeními probíha pomocí paketů

-protokoly definují různé typy paketů: paket navozující spojení, paket řídící, paket datový, paket potvrzovací, ...

Intranet

-označení pro podnikovou síť

- služby:

- sílení dat

-sdílení tiskáren a dalších periferních zařízení

-sdílení hardwarových prostředků počítače

-síťová instalace a provoz počítačů

-archivace a zabezpečení dat

-dálková správa počítačů (a uživatelů)

-komunikace počítačů (a uživatelů)

-určení práv a oblastí působností uživatelů

-sdílení připojení k Internetu

Internet

= celosvětová počítačová síť

-propojuje servery lokálních sítí datovými spoji

Služby:

-zabezpečení komunikace na velké vzdálenosti

-dostupnost velkého množství informací

Připojení k internetu:

1) pevná datová služba

-3 skupiny:

- drátové – služby napojené na pevnou linku telefonního spojení

- optické – pomocí optického vlákna

- bezdrátové – fixní antény

2) mobilní datová služba

- 2 skupiny:

- sítě s celoplošným pokrytím – sítě mobilních operátorů

-sítě s místním pokrytím – WIFI

-zařízení pro připojení:

-síťové karty ( pro připojení do Lan sítí)

- modemy (používané pro většinu datových přenosů, jejich úlohou je přeměna digitalních sígnálů na analogové a naopak)

-kritéria kvality připojeni:

-rychlost připojení v b/s

-samostatná chybovost linky – BER

- připojení k počítačové síti může být anonymní nebo zabezpečení (použití hesla)

Firewall

=bezpečnostní zařízení, teré je umístěno zpravidla na vstupně výstupní bráně sítě

-hlídá a monituruje síťové komunikace

-povoluje zpravidla navázání komunikace při požadavku směrem od klienta ven ze sítě – opačným směrem komunikaci blokuje kvůli bezpečnosti

Adresa počítače v síti:

MAC adresa – základní, je dána každému adapteru při výrobě, nazývá se fyzickou adresou adaptéru

-je dána 16ti hexadecimálními čísly

-neměly by existovat dva adaptéry se stejnou MAC adresou, v součastné době jsou používané i adresy starých adaptéru

IP adresa je v informatice číslo, které jednoznačně identifikuje síťové rozhraní v počítačové síti, která používá IP (internetový protokol). V současné době je nejrozšířenější verze IPv4, která používá 32bitové adresy zapsané dekadicky po jednotlivých oktetech (osmicích bitů), například 192.168.0.1. Z důvodu nedostatku IP adres bude nahrazen protokolem IPv6, který používá 128bitové IP adresy.

- Aby mohl počítač v síti komunikovat, musí být nějako označen, tj. mít adresu

- je vyplňována ručně

Je základní, propojená s MAC adresou

- Číselná IP adresa počítače v síti

- 32-bitové (4-bajtové číslo), resp. 4 jednobajtová čísla v rozsahu <0..255> oddělena tečkami (např. 194.0.1.10)

- Jmenná adresa využívající tzv. domény

-Domény slouží k „rozčlenění“ počítačů v síti, jsou rovněž odděleny tečkami

-Jméno počítače je na začátku, uprostřed je hierarchie domén a subdomén, na konci je doména nejvyšší úrovně (kód státu
či instituce)

- WWW.LF1.CUNI.CZ WWW.NHL.COM, WWW.NASA.GOV

- Praktičtější než číselná, snadněji se zapamatuje

Síťové služby

HTTP – Hypertext transfer protocol, slouží k zprostředkování stránek WWW (World Wide Web). Zobrazování stránek umožňují díky speciálnímu kódu(html) tzv. webové (internetové) prohlížeče

HTTPS – šifrovaná varianta HTTP

FTP – File transfer protocol – základní protokol pro přenos souborů v rámci internetu

SMTP – služba sloužící k přenosu emailových zpráv

POP3 – služba sloužící k přenosu emailových zpráv (obvykle jen k příjmu)

WWW, email, SMS brány, E-Banking, E-Shopy, přehrávání audia a videa, P2P (stahování souborů), sociální sítě

E-mail,E-mailová adresa, netiketa

-e-mail = elektronická pošta, díky možnosti šifrování lze zasílat i důvěrné informace

-k emailu lze přikládat různé soubor

-přístup k poštovní schránce je možné provádět buď přímo přes webové rozhraní neb pomocí tzv. poštovních klientů (Outlook,LotusNotes,…) přes různé komunikační protokoly

- struktura emailu: záhlaví, vlastní text a připojené soubory

- lze připojit elektronický podpis (ověření identity)

Adresa:

• Vychází z doménových jmen sítí
• identifikuje elektronickou poštovní schránku uživatele e-mailu. Schránka je fyzicky umístěna na nějakém internetovém serveru (Gmail, Seznam, Centrum, Yahoo,…
• Příklad adresy: franta.skocdopole@seznam.cz
• místní část adresy doména
• (název schránky,určuje uživatele) (název serveru)

@ = at; když vznikl e-mail, tak se tenhle znak k ničemu nepoužíval, proto byl vybrán

NETIKETA – určuje zásady slušnosti při komunikaci v síti (pravidla a zásady slušného chování v internetovém světě)

WWW (World Wide Web, zkráceně web)

je označení pro aplikace internetového protokolu HTTP. Je tím myšlena soustava propojených hypertextových dokumentů.

Pozor: nezaměňovat INTERNET a WWW!

Internet = systém propojující počítače po celém světě.

WWW = aplikace, která na internetu funguje (stránky, dokumenty a jiné soubory propojené hypertextovými odkazy)

• Zkratka pro WWW (World Wide Web) – obrovské množství informačních zdrojů fyzicky uložených v souborech na různých serverech a přístup k nim
  • Takovýto server se obvykle označuje jako webserver, ke komunikaci využívá protokol HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
  • Laická veřejnost pod pojmem Internet rozumí obvykle pouze tuto 1 službu
• Informační zdroj se nazývá webovská (internetová, www) stránka
• Uložení souboru s informačním zdrojem na disk se nazývá download (stahování)
• Odeslání a uložení souboru s informačním zdrojem na webserver, odkud bude k dispozici pro čtení ostatním uživatelů, se nazývá upload

Tvorba www stránek: - programovací jazyk HTML, lze i v textovém editoru

- složitější stránky pomocí jazyka PHP, JavaScript

- vkládání textu, obrázků, hypertext. Odkazů

INTERNETOVÝ PORTAL – webový server, který slouží jako brána do světa internetu

HYPERTEXT = obecně odkaz na jinou stránku nebo na jinou část stávající stránky, možný přechod kliknutím (pod textem je „zavěšen“ nějaký odkaz – link)

Vyhledávání na internetu: google.com, yahoo.com, seznam.cz,…

Webový prohlížeč (též browser)

-počítačový program, který slouží k prohlížení World Wide Webu (WWW).

- umožňuje komunikaci s HTTP serverem a zpracování přijatého kódu (HTML, XHTML, XML apod.), který podle daných standardů zformátuje a zobrazí webovou stránku

-textové prohlížeče zobrazují stránky jako text, obvykle velmi jednoduše formátovaný, Grafické prohlížeče umožňují složitější formátování stránky včetně zobrazení obrázků

-pro zobrazení některých zvláštních součástí stránky, jako jsou Flash animace nebo Java applety, je třeba prohlížeč doplnit o specializované zásuvné moduly

-nejznámější webové prohlížeče patří grafické (seřazeny podle počtu uživatelů) Windows Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Google Chrome, Opera a textové Links a Lynx.

URL

celým názvem Uniform Resource Locator („jednotný lokátor zdrojů“) je řetězec znaků s definovanou strukturou, který slouží k přesné specifikaci umístění zdrojů informací (ve smyslu dokument nebo služba) na Internetu.

Sociální sítě

= propojení lidí, kteří se navzájem ovlivňují

-stávají se novým komunikačním kanálem, pomoci nich se přes internet sdružují lidí

-velký rozvoj

-některé slouží ke sdílení informací a zábavě, jiné pomáhají hledat práci,..

-rizikem je neuvážené zveřejňování svého soukromí (informace, fotky)

Bezpečnost počítače

-uživatelé musí být opatrní a chránit svá data především proti poškození, ztrátě, odcizení a zneužití

-nejbezečnější je ten počítač, který není zapojený do sítě a má vypnutá všechna bezdrátová rozhraní, určená pro připojení

Bezpečnostní rizika

1)vnější:

- komunikace vpočítačové síti

- přírodní živel, katastrofa

- infiltrace škodlivým softwarem

-neoprávněný přístup, útok(přímý nebo z počítačové sítě)

2)vnitřní:

-poškození hardwaru – třeba výpadkem el. Proudu

-programové chyby

- chyba uživatele – smazání dat apod.

3)speciální:

-neoprávněná manipulace zevnitř organizace – úmyslné chyby v aplikacích

Bezpečnostní funkce

Vyjádření bezpečnostních požadavků

• • Identifikace a autentifikace – deklarování identity (Kdo jsem?) a ověření identity (Jsem to opravdu já?)
  • Kontrola přístupu, autorizace – uživatelské role s danou úrovní oprávnění (manipulace s daty, úprava dat, atd.)
  • Účtovatelnost a audit – záznamy aktivit uživatelů (Kdo smazal daná data? Kdy? Co jiného ještě udělal?)
  • Též znovupoužitelnost, přesnost, autenticita, atd.

Bezpečnostní mechanismy

Způsoby hardwarové a/nebo softwarové realizace bezpečnostních funkcí

Podle oblasti „zájmu“ je lze rozdělit:

• • Ochrana fyzického přístupu k nosičů dat
  • Ochrana logického přístupu k datům
  • Ochrana dat před neoprávněným čtením
  • Ochrana dat přenášených počítačovou sítí
  • Ochrana dat před zničením

Digitální podpis

• připojení elektronických identifikačních údajů autora (odesilatele) k elektronickému dokumentu; zabezpečuje (podle zákona a vyhlášky o elektronickém podpisu):
  • Integritu dat – data se od okamžiku podpisu nezměnili (soubor není úmyslně či neúmyslně poškozen)
  • Autenticitu – identifikace podpisující osoby/subjektu (komu podpis patří)
  • Nepopiratelnost – autor nemůže tvrdit, že podepsaný elektronický dokument nevytvořil (např. nemůže se zříct vytvoření a odeslání výhružného dopisu)

Vir

Druhy:

1)klasické viry - schopnost sebereplikace = množení za přítomnosti hostitele k němuž je připojen

-hostitelem můžou být spustitelné soubory – jakmile je hostitel spuštěn, provede se rovněž kód

viru, během vykonávání se snaží virus množit

2)červy – mohou se v sítí šířit autonomně

3)trojské koně- nejsou schopné sebereplikace, většinou se vyskytují ve formě spustitelného souboru, který

se do počítače dostal s poštou, nebo byl omylem stažen, po spuštění provádí různé škodlivé úkony

4)zadní vrátka – otevírají přístup do PC pro útočníky

Antivirové programy

-ochrana před viry

-NOD32, Norton AntiVirsu,AVG,..

-sledování podezřelého chování programů, zjišťování „infikovaných“ souborů, kontrola pošty, …

Adware a Spyware

-programy, které po internetu posílají data bez vědomí uživatele – odcizována převážně statistická data

ADWARE

-bývá instalován spolu s nějakým programem

-program zobrazující reklamy

SPYWARE

- se do PC dostává bez vědomí uživatele

- špionážní programy

Ochrana: antispywareové programy (MS Windows defender)

Banner

-reklama na webových stránkách

-jedna z nejčastějších forem reklamy na internetu

-z pravidla to bývá obdélníkovýobrázek či animace, případně interaktivní grafika zobrazena nejčastěji u okraje obrazovky

Spam

= nevyžádaná elektronická pošta

-buď obsahuje reklamu, nebo nesmyslný text, přílohou mohou být viry

Hoax

-poplašná zpráva varující před vymyšleným nebezpečím, řetězové dopisy, prosby o pomoc

-kategorie SPAMU

Phising

-sběr dat o uživatelých – zpravidla to jsou emaily, které se podvodným způsobem snaží vylákat z uživatele nějaké osobní údaje

Pharming

-pokročilejší forma phisingu – jmenná adresa, na kterou odkazuje je správná, ale IP adresa je jiná

Útoky na PC

-Útoky s cílem odposlechu a zneužití informace

• • Kompromitace, modifikace
  • Útoky na šifry
    • Brute force, znalost otevřeného či šifrovaného textu, korupce, selháni lidského faktoru, metody sociálního inženýrství
  • Útoky na nezabezpečený text

-Útoky s cílem získání kontroly nad počítačem

• • Přes „bezpečnostní díry“ v programech a OS (nutno stahovat a instalovat service packy, aktualizace a záplaty), využití trojských koní a jiného malware či metod sociálního inženýrství
  • Riziko ztráty dat (úmyslné smazání)

-Útoky s cílem odepření služby (Denial of Service / DoS)

• • Např. „zahlcení“ webserveru „požadavkami“ útočníka může způsobit nedostupnost webstránek pro jiné uživatele

-Útoky na hesla, sabotáže, a mnoho dalších…

Sociální inženýrství

-Cílem těchto technik je využití a zneužití slabých stránek oběti (např. na základě psychologického profilování), důvěřivosti, naivního chování či podvědomých zvyků oběti, nebo selhání lidského faktoru, za účelem získaní důvěrných či tajných informací, hesel, šifer, atp

Ochrana a zálohování dat

-duplikace: zápis dat na 2 či více datových nosičů současně

-zálohování: kopie pro obnovení (v případě poškození dat)

-způsobyy zálohování

-zkopírování, zálohování dat aplikačními programy, zálohování pomoci spec. Zálohovacích

Programů, archivace s komprimací dat s možností zašifrování (RAR, ZIP)

- Archiv – zálohovaná data, cílem archivace je zvýšení výkonu provozního systému, který

díky archivaci může zpracovávat menší množství dat

-komprimace – zabalení archyvu, převod souboru do archivní podoby, v niž see změní jeho

Velikost

Hlavní bezpečnostní zásady

1/ Používejte hesla k přístupu na počítač, resp. ke čtení a modifikaci důležitých datových souboru (délka hesla, nestandardní znaky, více hesel pro různé aplikace, neprozrazovat jiným, pravidelně měnit, nepsat jej bez rozmyslu do různých formulářů)

2/ Zapnutý počítač nenechávejte bez dozoru, zabezpečte jej před fyzickým přístupem cizích osob, event. obnovu obrazovky zaheslujte

3/ Opatrně pracujte s přílohami v e-mailech (i s těmi od kamarádů!), neotvírejte a nespouštějte bez rozmyslu z Internetu stažené programy

4/ Chraňte se před spamem a phishingem

5/ Důležité věci si zálohujte

6/ Tajná data šifrujte

7/ Používejte firewall

8/ Chraňte se před viry pomocí antivirových programů, pravidelně aktualizujte virové DB, pravidelně spouštějte kontrolu, při práci online mějte zapnutý rezidentní štít a kontrolu pošty

9/ Používejte antispyware

10/ Nastavte si automatické stahování a instalaci systémových aktualizací a Service Packů (Windows)

11/ Pravidelně záplatujte a aktualizujte i nainstalované programy (zejména ty, které využívají přístup na Internet)

12/ V internetovém prohlížeči nastavte vyšší stupeň zabezpečení a zakažte otevírání vyskakovacích oken (Pop-Up) a spouštění Active-X komponentů na webstránkách

13/ Při „citlivé“ e-mailové korespondenci (obchodní jednání, smlouvy) používejte digitální podpis

14/ Data, o které se nechcete dělit s ostatními uživateli, kteří pracují na vašem počítači, umístěte do soukromé složky (Windows XP pro každého uživatele zavádí soukromou složku v Documents & Settings), zřiďte jiným uživatelům vlastní účty

15/ Při přihlašování (login) do webových aplikací či informačních systémů používejte zabezpečený protokol HTTPS, kontrolujte správnost adresy v URL, po skončení práce se vždy řádně odhlašte (logout), hesla neukládejte bez důkladného uvážení

16/ Uvědomte si, že při přístupu do informačních systémů (a vlastně při práci v počítačové síti obecně) jste "stále" pod kontrolou, vaše aktivity se zaznamenávají do log souborů z důvodu auditu (prohlížení „nebezpečných“ webstránek, podezřelé e-maily, pokus o nepovolený přístup, nesprávně zadané heslo, atd.)

17/ V případě, že se vaše PC chová divně, proveďte antivirovou a antispywarovou kontrolu, aktualizujte záplaty, odinstalujte programy, po instalaci kterých začal váš počítač „blbnout“, změňte svoje hesla, v případě, že problémy přetrvávají, obraťte se na odborníky

18/ Při dial-up připojování k Internetu dejte pozor na dialery (kontrolujte, na jaké číslo se připoju-jete, nebo použijte programy od telekomunikační společnosti na kontrolu připojení) → dnes již naštěstí neaktuální hrozba ☺

19/ Věnujte čas údržbě OS a starostlivosti o hardware počítače (dostatek prostoru kolem počítače kvůli větrání a chlazení, nedávat počítač na vlhká a prašná místa, atd.)

20/ Při přenášení počítače na jiné místo se vyvarujte prudkých pohybů, pádů počítačové vybavení na zem, apod.

Počítačová kriminalita

-hacking (pronikání do systémů) – carding a skimming (zneužívání kreditních a platebních karet) – krádeže a ničení dat – zneužití osobních údajů – machinace a manipulace – sabotáže a konání proti informačnímu systému – úmyslné chyby v programech

= protiprávní chování proti PC

PROTIPRÁVNÍ JEDNÁNÍ S VYUŽITÍM PC:

Tradiční:

• • podvody – letadla – zpronevěry – padělání veřejných listin – penězokazectví – útoky na čest a pověst – zneužití webstránek – pomluvy – elektronická msta – cyberbullying (elektronická šikana) – cybermobbing (šikana na pracovišti) – cyberbossing (šikana od nadřízeného) – cyberstalking (sledování) – cyberharrasement (obtěžování) – vydírání – elektronické výpalné – šíření pornografie – ohrožení mravní výchovy – sexuální zneužití – extrémismus – hoaxes & urban legends (šíření poplašných zpráv) – phishing & pharming (podvodné zneužití informací)

Nová:

• • spamming (zasílání nevyžádaných e-mailů) – warez (počítačové pirátství a nelegální software porušující autorská práva) – phreaking (zneužívání telekomunikačních služeb) – cracking (prolamování ochrany systémů) – sniffing (neoprávněné monitorování elektronické komunikace) – cybersquatting (doménové pirátství) – krádež či zneužití identity

ACTA

=mezinárodní obchodní dohoda proti padělání mezi vyspělými státy, která pod záminkou boje proti počítačovému pirátství obchází základní lidská práva a svobody (zákaz cenzury, svobodný přístup k informacím, atd.) v principu bude regulovat Internet a jeho služby

• kdo podepsal: USA, Kanada, Austrálie, z EU nepodepsalo 5 států, ...

Kybernetická válka

-nejslavnější je útok ruských hackerů na estonské vládní a finanční instituce v květnu 2007 jako odveta za odstranění sovětského památníku z centra Tallinu

-útoky skupiny Anonymous začátkem roku 2012 na stránky různých institucí (hlavně v USA a EU, ale i v ČR a SR) na protest proti přijetí dohody ACTA státy Evropské unie

Počítačová bezpečnost ve zdravotnictví

• Porucha či zhroucení NIS může znamenat nedostupnost informací, omezit fungování celé organizace a významně ohrozit poskytování zdravotnické péče pacientům (např. jaký lek a v jaké dávce pacientovi podat?)
• Možnost infiltrace ovládacích programů přístrojové techniky a dalších vyšetřovacích a terapeutických pomůcek škodlivým softwarem s následnou poruchou a event. ohrožením zdraví nebo dokonce života pacientů
• Nutná ochrana a zabezpečení zdravotnické dokumentace vedené v počítači, zamezení neoprávněnému přístupu, manipulaci a modifikaci záznamů

Cracking

= metoda odstraňování ochraných prvků z programů za pomoci techniky disassemblování

Biometrie

-ověřování identity pomocí otisku prstu, sítnice, krve, ...

e-Health

- elektronické zdravotnictní

-využívá informačních a komunikačních technologií, které ovlivňují zdraví a zdravotnictví a zahrnuje v sobě řadu služeb a systémů pro podporu léčebné preventivní péče, diagnostiku, zdravotnickou správu

- vyhledávání informací

-telemedicínské aplikace

-přenos informací ze zdravotní dokumentace

- přístup do online databází, ...

Consumer Health Informatics

-Informace pro pacienty

-informační zdroje o zdraví a nemocech

Telemedicína

=medicína na dálku – pomůcky(zprostředkovatelé):internet, TV, mobily, ...

- Malé vzdálenosti – v rozsáhlých nemocnicích, komunikace s lékařem z domova,..

-velké vzdálenosti – v Austálii – přechod od lítacích doktorů k virtuálním

- odpověď může být ihned (mobil) a nebo zpožděná (přes internet)

- významný vztah mezi kapacitou přenosu a kvalitou obrazové/video/audio informace

Využití:

Komunikace na dálku

Triage – třídění pacientů podle naléhavosti případu

Teleradiologie

...

IZIP

- internetový přístup ke zdravotním informacím pacienta (tzv. Internetová zdravotní knížka)

-medicínský přínos: rychlé předávání informací, pacient se neptá furt dokola na to samé, odstranění zbytečných opakovaných vyšetření, snížení zátěže pacienta kombinací nevhodných léků

-pacient může nahlížet do své zdravotnické dokumentace

e-Learning

Vzdělávací proces, využívající informační a komunikační technologie k tvorbě kursů, k distribuci studijního obsahu, komunikaci mezi studenty a pedagogy a k řízení studia

e-Inclusion

Prostředky informačních a komunikačních technologií, politika a aktivity k dosažení plně funkční informační společnosti v EU a zahrnutí do ní všech skupin obyvatelstva, tedy i takových, které by jinak byly znevýhodněny kvůli vzdělání (e-Competences), postižení (e-Accessability), věku (e-Age), pohlaví, etnické příslušnosti či geografické vzdálenosti/ /nedostupnosti, atd.

Modelování

= vytváření abstraktních modelů, metoda zkoumání struktury a chování určitého objektu (originálu) na objektu jiném (modelu)

Simulace

= napodobení reálné situace či děje pomocí modelu

Bioinformatika

-mezioborová disciplína, patří do širšího kontextu odvětví výpočetní bilogie, využití IT v oblasti molekulární biologie→ informatika nad biologiickými daty

- nástroje: statistická analýza, databáze, datakopecctví,...

- hlavní oblati zájmu: porovnávání sekvencí, hledáí genů, modelování struktury proteinů a odhad jejich funkce,...

Neuroinformatika

- vědní obor, zabývající se zpracováním a analýzou dat z oblasti neurověd za pomoci prostředků informatiky. Aplikací analytických a výpočetních metod jsou z dat získávány nové poznatky o funkci nervového systému, mechanizmech neurologických onemocnění atd.

Prolínání výzkumu v oblasti neurověd a informatiky je oboustranně přínosné, neboť jedné straně přináší nové - jinak obtížně získatelné - poznatky o fungování mozku, na straně druhé pak rozvoj a vývoj výpočetních metod pro analýzy a modelování.

Umělá inteligence

-obor informatiky zabývající se tvorbou strojů vykazujících známky inteligentního chování. Definice pojmu „inteligentní chování“ je stále předmětem diskuse, nejčastěji se jako etalon inteligence užívá lidský rozum. S tímto pojmem poprvé přišel John McCarthy v roce 1955.

MOŽNOSTI UPLATNĚNÍ UI V MEDICÍNĚ:

-automatická interpretace a diagnostika obrázků srdce pořízených za účelem zjištění perfúze

-nápomoc při simulovaných situacích s diferenciální diagnostikou

-doporučování antibiotické terapie u pacientů s pneumonií

-nápomoc při antibiotické terapii u pacientů na JIP

-diagnostika onemocnění srdce

Turingů test

Předpokládejme, že komunikujeme v někým/něčím přes terminál počítače (abychom se vyhnuli předsudkům, nevíme předem, s kým komunikujeme). Za inteligentní můžeme stroj prohlásit, nerozeznáme-li na terminálu jeho lingvistický výstup od lingvistického výstupu člověka.

Argument čínského pokoje

= myšlenkový experiment, jehož cílem je ukázat, že samotná schopnost smysluplně odpovídat na položené otázky (hlavní princip Turingova testu) není dostatečnou pro prokázání schopnosti porozumění, což je to nejdůležitější, co očekáváme od tzv. silné umělé inteligence.

Schématický algoritmus zpracování biosignálu

• Snímání signálu – pomocí čidel a dalších vstupních zařízení
• Digitalizace signálu – analogově-digitální (A/D) převodníky
  • Problémem je volba vzorkovací frekvence → alespoň dvojnásobek nejvyšší frekvence přítomné v signálu
    • Fourierova analýza, Shannon-Kotělnikovův teorém
• Předzpracování a filtrace signálu – úprava dat s cílem v dalších krocích zpracovávat pouze to, co má pro daný účel význam
• Identifikace objektů zájmu a šumu – rozeznání objektů, které z hlediska dalšího zpracování zaujímají
• Proměření – výpočet matematických charakteristik rozeznaných objektů (délky trvání, amplitudy, četnosti, perioda)
• Klinická interpretace – začlenění popsaných objektů do kategorií, které odpovídají odborným lékařským znalostem

Biomedicínská statistika = biostatistika

-Zabívá se hromadnými daty (ne jednotlivcem ale populací) a jejich zpracováním:

Popisná statistika -shromažďování, uspořádání a popis dat, přehledná sumarizace informací

Induktivní statistika – na základě zjištění o vzorku se odvodí obesná tvrzení o celku

-základní rozdělení statistických dat:

Kategorická (kvalitativní) data – nominální, ordinální – k reprezentaci je vhodný sloupcový či

koláčový graf

numerická (kvantitativní) data – diskrétní, spojitá, intervalová – k reprezentaci je vhodný sloupcový,

krabicový, čárový či bodový graf

Korelace a regrese

Regrese = výpočet regresivní křivky složitými metodami numerické matematiky a statistiky, tato křivka je vyjádřením funkční závislosti naměřených dat

Korelace – jsou používány jednodužší výpočty; slouí k zjišťování, zda mezi naměřenými daty lze pozorovat nějakou závislost

Tabulková reprezentace dat

- záznam naměřených dat:

-prostá tabulka dat

-tabulka datových záznamů – komplexnější

-sumarizace statistických dat

-četnost

-kontingenční tabulky – křížová klasifikace 2 kategorických proměnných

Četnost

• Absolutní četnosti = číselné vyjádření počtu pozorování v jednotlivých kategoriích (např. kolik pacientů na oddělení má krevní skupinu A)
• Relativní četnosti = zlomek (či procento) absolutní četnosti k celkového počtu všech pozorování
• Kumulativní četnosti = četnost pozorování, které patří do daného intervalu, plus všech pozorování, která jsou menší (např. nárůst incidence určitého onemocnění s věkem /dle věkových intervalů/) - lze ji vyjádřit absolutně a/nebo relativně
• Marginálními četnosti = součty jednotlivých řádků (resp. sloupců) v kontingenční tabulce

→ Histogram = frekvenční rozdělení numerických dat ve statistickém souboru; grafické znázornění četností jednotlivých diskrétních hodnot (či spojitých hodnot v intervalech) v tabulce dat

• • Např. u histogramu barev obrázku jsou na ose X jednotlivé hodnoty jasu pixelu a na ose Y četnost pixelů v obrázku pro tyto jasové hodnoty

Základní popisné statistické veličiny:

- míry střední polohy – kolem jakého čísla se data nacházejí

-průměr, medián, modus

-míry variability – charakterizují rozptylenost dat

-rozpětí

-rozptyl

-směrodatná odchylka

- variační koeficient,

-kvantily

-míry tvaru rozdělení – jaká je podoba distribuce dat

Medián

- Me nebo = hodnota, jež dělí řadu podle velikosti seřazených výsledků na dvě stejně
početné poloviny = nejméně 50 % hodnot je menších nebo rovných a nejméně 50 % hodnot
je větších nebo rovných mediánu
- pro nalezení mediánu daného souboru stačí hodnoty seřadit podle velikosti a vzít hodnotu,
která se nalézá uprostřed seznamu; pokud má soubor sudý počet prvků, obvykle se za medián
označuje aritmetický průměr hodnot na místech n/2 a n/2+1.

Modus

= Modus náhodné veličiny X (označováno jako  nebo ) je hodnota, která se v daném statistickém souboru vyskytuje nejčastěji (je to hodnota znaku s největší relativní četností).

- Představuje jakousi typickou hodnotu sledovaného souboru a jeho určení předpokládá roztřídění souboru podle obměn znaku.

- U zcela symetrických četností aritmetický průměr, medián a modus jsou si rovny. Čím bude rozdělení četností asymetričtější, tím více se budou tyto tři střední hodnoty od sebe odlišovat.

- Výhodou modu je, že ho lze snadno použít i pro nečíselná data, kde např. aritmetický průměr použít nelze. Např. modus souboru { jablko, pomeranč, hruška, pomeranč, jablko, jablko, hruška } je jablko.

Průměr

aritmetický

• statistická veličina, která vyjadřuje „typickou hodnotu“ popisující soubor mnoha hodnot
• značí se obvykle vodorovným pruhem nad názvem proměnné, popř. řeckým písmenem μ.
• = součet všech hodnot vydělený jejich počtem

Průměr geometrický

- n-tá odmocnina ze součinu hodnot, kde n je počet hodnot; používá se v případě, kdy
úhrnná hodnota je charakterizovaná součinem (např. u koeficientů růstu)
- číslo 6 je g.p. čísel 4 a 9, číslo 30 g.p. čísel 25, 27, 40
- používá se na koeficienty, např. pro výpočet průměrného růstu: pokud růst cen byl postupně 20 %, 10 %, poté 15 % pokles a 10 % růst, pak průměrný růst je roven (1,20 · 1,10 · 0,85 · 1,10) na 1/4 = (zavorka) ve druhé odmocnině= 1,054, tzn. průměrný růst je přibližně 5,4 %; toto číslo vyjadřuje, že výsledná cena by taková byla i v případě, že by růst byl konstantní, každý rok 5,4 % (neboť 1,0544 = 1,2 · 1,1 · 0,85 · 1,1)

- jediná hodnota, která se velice výrazně odlišuje od ostatních, může ovlivnit hodnotu aritmetického průměru tak, že vyjadřuje jen zcela iluzorní údaje. Např. aritmetickým průměrem souboru { 1, 2, 2, 2, 3, 9 } je přibližně 3,2, přestože pět ze šesti hodnot tohoto souboru je menších. V obdobných případech je mnohem vhodnější použít pro vyjádření typické hodnoty medián (=2)

Rozptyl, Směrodatná odchylka

Rozptyl: průměr čtverců odchylek naměřených veličen od jejich aritmetického průměru

Směrodatná odchylka – druhá odmocnina z rozptylu

Kvartily

-rozdělení hodnot po 25 %

-1. kvartil (dolní kvartil, 25% kvantil) = hodnota, od které je 25 % hodnot znaku menších nebo rovných

-2. kvartil = medián, rozděluje hodnoty na 2 poloviny

-3. kvartil (horní kvartil, 75% kvantil) = hodnota, od které je 75 % hodnot znaku menších nebo rovných

-0. kvartil = minimum; 4. kvartil = maximum

-Kvartilové rozpětí = rozdíl mezi 3. a 1. kvartilem

-Vhodná reprezentace krabicovým grafem (Excel jej nenabízí, dá se však sestrojit → přes skládaný sloupcový graf s několika pomocnými výpočty)

Percentil

- Percentil dělí statistický soubor na setiny. Jako k-tý percentil označujeme Q_{k / 100}

- relativní umístění vzhledem k ostatním posuzovaným na stupnici do hodnoty 100, přičemž 100 je nejvyšší umístění

Základy pravděpodobnosti

- populace = určitá skupina prvků, které mají něco společného, jsou definovány podle určitého kritéria, nebo taxativně vyjmenovány

-náhodný jev = nevíme určit, jestli jev v určité situaci nastane nebo ne, můžeme však stanovit relativní četnost, s jakou se jev vyskytne, když se výchozí situace mnohokrát nezávisle opakuje

-náhodný výběr = výběr reprezentativní podmnožiny (vzorku) z původní populace

-náhodná proměnná = veličina, kterou sledujeme na náhodně vybraných subjektech

Např. TK u těhotných žen, počet pacientů s DM na oddělení, …

-realizace náhodné proměnné = jednotlivé pozorované hodnoty náhodné veličiny, mají jisté rozložení (distribuci) pravděpodobnosti:

• • Na ose X jsou možné realizace (hodnoty) náhodné veličiny, na ose Y pravděpodobnost, že náhodně vybraný prvek ze zkoumaného souboru bude mít právě tuto hodnotu

- Rozdělení pravděpodobnosti

-Diskrétní rozdělení pravděpodobnosti → realizace nabývají pouze celočíselných hodnot

• • Rovnoměrné – např. doba čekání pacienta v minutách, když sestra vychází z ordinace pravidelně každých N minut
  • Binomické – události s dichotomickým výsledkem, např. rozdělení pravděpodobností, že rodina s N dětmi bude mít právě K kluků
  • Alternativní – speciální případ binomického rozdělení (pro N = 1)
  • Poissonovo – pro výskyt vzácných událostí, např. počty pacientů trpících vzácnou chorobou

-Spojité rozdělení pravděpodobnosti → realizace mohou být i spojitého charakteru

• • Normální /Gaussovo/ – nejznámější a nejčastěji používané, křivka tvaru zvonu
    • normální v tomto případě neznamená běžný či obyčejný, ale vztahuje se na starší pojetí „řídící se zákonem nebo modelem“
    • zcela typické pro náhodné chyby měření
    • sledovat lze např. výšku jedinců, TK, IQ, hladinu albuminu, …
    • Že náhodná veličina X má normální rozložení pravděpodobnosti se střední hodnotou μ a rozptylem σ², se zapisuje X ~ N(μ,σ²) :

Jelikož jde o symetrické rozdělení, představuje střední hodnota μ zároveň

aritmetický průměr, modus i medián

• • Exponenciální – např. pro pravděpodobnost rozpadu radioaktivních jader, či vylučování metabolitů z organismu

Statistické odhady a testování hypotéz

INTERVALY SPOLEHLIVOSTI

• Většina medicínských rozhodnutí a odhadů populačních charakteristik je založena spíše na průměrných hodnotách více měření

INTERVALOVÝ ODHAD PRŮMĚRU:

-místo jednoduchého bodového odhadu dáváme přednost intervalu určeného pomocí výběrového průměru x_a (počet jedinců ve výběru je n), uvnitř kterého skutečná hodnota populačního průměru s vysokou pravděpodobností (→ koeficient spolehlivosti P z intervalu <0; 1>, obvykle blízký hodnotě 1) leží

• • Typicky pro vybranou skupinu z mnohem větší populace pacientů zjistíme nějaký průměrný efekt (např. průměrný pokles TK po užívání léku) a chceme odhadnout, jaký by byl průměrný efekt u celé populace.

INTERVALOVÝ ODHAD POPULAČNÍ PRAVDĚPODOBNOSTI

– pro zjištěné procento π lidí s jistou vlastností, přičemž zkoumaná skupina má alespoň n > 100 členů

-studium vitální kapacity plic

PRINCIP TESTOVÁNÍ HYPOTÉZ:

• V případě, že vyžadujeme porovnání různých způsobů léčby, metod, či skupin případů, nám nestačí použití intervalů spolehlivosti, lze však využít statistické testování hypotéz
• Krok 1) Stanovíme nulovou H₀ a alternativní H₁ hypotézu
  • Typicky nás zajímá nějaký efekt léčby – H₀ hovoří, že tento efekt je nulový, čili v zásadě ji volíme opačně, než je dokazované tvrzení
• Krok 2) Stanovíme hladinu významnosti α
  • Typicky 5% pro významný výsledek, 1% pro velmi významný výsledek, či dokonce 0,1%
    • α = 0,05 znamená, že ze 100 situací nezjistíme pouze v 5 případech statisticky významný rozdíl i když tam bude; jinak řečeno pravděpodobnost, že by daný rozdíl vzniknul náhodně při platnosti H₀ je 5%
• Krok 3) Nasbíráme data
• Krok 4) Vybereme vhodný statistický test
• Krok 5) Spočítáme tzv. testovou statistiku (též testové kritérium)
• Krok 6) Pro příslušný test (s nějakým rozdělením pravděpodobnosti) a zvolenou hladinu významnosti α najdeme v tabulkách odpovídající kritickou hodnotu (jde vlastně o kvantil příslušného rozdělení pro dané α)
  • Někdy je potřeba zohlednit i tzv. stupně volnosti, např. pro Studentovo či χ² (chí-kvadrát) rozdělení
• Krok 7) Porovnáme testovou statistiku se zjištěnou kritickou hodnotou

Základní epidemiologiscké pojmy

Natalita (porodnost) – ukazatel udávající podíl narozených z určité skupiny za určité časové období, uvádí se v promilech (‰), tedy v přepočtu na 1000 jedinců

Prevalence – ukazatel nemocnosti (morbidity), poměr počtu všech případů daného onemocnění k počtu jedinců v sledované populaci k určitému časovému okamihu

Incidence – ukazatel nemocnosti, poměr nově vzniklých onemocnění v sledovaném časovém období k počtu jedinců populace

Mortalita (úmrtnost) – poměr počtu zemřelých na dané onemocnění (i obecně, jako např. při natalitě) k celkovému počtu jedinců v dané populaci

Letalita (smrtnost) – poměr počtu zemřelých na dané onemocnění k celkovému počtu onemocnělých danou nemocí, udává se v procentech

Elektronický zdravotní záznam, hlavní zákony a právní aspekty týkající se práce s el. Zdravotním záznamem

- Povinnost vést zdravotnickou dokumentaci je uložená etnickými a morálními kodexy a jednak různými zákonnými normami a předpisy:

• • Mezinárodní listina základních lidských práv a svobod
  • Evropská úmluva o lidských právech a biomedicíně
  • Ústava ČR
  • Zákon 372/2011 Sb., o zdravotních službách
  • Vyhláška 98/2012 Sb., o zdravotnické dokumentaci – předpisuje, jak má dokumentace vypadat, co má všechno obsahovat, komu je přístupná a kdy, jak ji uchovávat,…

-obsahem zdrav. Dokumentace jsou hlavně informace o zdrav. Stavu pacienta a poskytnuté zdrav. Péči

- hlavní zásady pro vedení dokumentace: pravdivost, pravidelnost, úplnost

-nosič dat je majetkem toho, kdo dokumentaci vede

-informace v dokumentaci jsou majetkem pacienta

- zdravotník je zavázán povinnou mlčenlivostí ohledně všeho kolem pacientova zdrav. Stavu

- o každém nahlédnutí do dokumentace se musí pořídit záznam

Odborná část zdravotnické dokumentace:

-základní součásti: ambulance (záznam o zdraví, záznam o dispenzarizaci), hospitalizace (chorobopis, teplotní lístek,…)

-další součásti: množství ne/standardizovaných dokumentů, obrázková dokumentace, laboratorní výsledky

-speciální součásti: žádanky na vyšetření, recepty,…

-informace o pacientovi

-informace o zdravotním stavu pacienta v chorobopisu a dekurzu

- …

-Dle vyhlášky může být zdravotní dokumentace v papírové a/nebo elektronické podobě

• • ! POZOR: Dle platných právních norem v ČR při absenci digitálního podpisu není možné mít zdravotní dokumentaci pouze v elektronické formě, ale musí být rovněž vytištěna na papír a podepsána!

BIOMEDICÍNSKÁ INFORMATIKA

- vědní obor, který je na rozhraní informační vědy (dříve též jako informatiky) a medicíny. Náplní oboru je především:

• návrh a vytváření databází medicínských informací
• konstrukce expertních systémů využívajících databází medicínských informací
• analýza podstaty medicínských znalostí a jejich významu pro klinické aktivity
• studium vlastností přirozeného jazyka v medicínském kontextu a metody zpracování textové informace

-zabývá se zpracováním medicínské informace za účelem diagnostického a následně léčebného procesu

Využití PC v medicíně

• kancelářské využití informačních technologií (komunikace, emaily, zpracování dat,...)
• multimediální výukové aplikace a trenažéry
• automatizace zpracování laboratorních vyšetření
• záznam, zpracování a analýza biosignálů –EKG,EEG,...
• e-Healt – viz výše
• biokybernetika, modelování a simulování
• bioinformatika
• neuroinformatika
• zdravotnické pomůcky, bionika a protetika – kardiostimulátory, implantáty, umělé orgány, ...
• speciální diagnostické a monitorovací přístroje – kardiologie, neurologie
• databázové a informační systémy – bioinformatické databáze, databáze léčiv, kartotéky pacientl, NIS,...
• podpora klinického rozhodování – secifita/senzitivita vyšetření
• zobrazovací informatika – záznam a zpracování obrazu, zobrazovací metody – fotografie z mikroskopu, pitvy, audio/video záznam vyšetření,...
• automatizované systémy řízení lékařských přístrojů – řízení umělé plisní ventilace, mimotělní oběh,..
• řízení a navigace stereotaktických přístrojů – neurochirurgiká operace
• kybernetická zařízení a robotické manipulátory

Dopady práce s PC na zdraví

- práce s PC je sedavé zaměstnání → zvýšené namáhání krční páteře a zad, zvýšená zátěž rukou a očí

- nedostatek pohybu vedek nadváze/obezitě, to pak vede k cukrovce, vyskému tlaku, ateroskleróze,...

-otoky DKK mohou vést k varixům, tromboflebitídě, hemeroidům,...

-bolest zad a krční páteře řeší kvalitní židle, i výška stolu musí být akorát

- pohled na monitor má směřovat mírně dolů

-schopnost psaní všemi deseti šetří očí – oči nemusí kontrolovat prsty a nekmitají tak mezi klávesnicí a monitorem → zmenšení bolesti hlavy

- nekvalitní monitor vede ke zvýšené únavě očí a namáhání mozku – to vede k bolestem hlavy a psychickým obtížím

- při delší práci s PC by se měla po 2 hod dělat přestávka

-ohrožení normálního vývoje a mravního cítění, narušení intimního života, ztráta schopnosti empatie, neschopnost nrmálních vztahů v osob. Životě,...

- nebezpečí omezení schopnosti komunikace v běžném životě

- nebezpečí číhající na internetu

-neschopnost odlišit normální život od virtuální reality

-závislost

Asistivní technologie

• Zdravotně postižení občané i problém se stárnutím populace:
  • V následujících desetiletích bude přibývat počet seniorů (jednoznačný trend v celé EU, žádný prognostický model nepočítá s jejich úbytkem) → z toho plyne i narůstání počtu lidí s nějakým handicapem
  • Změna trendů sociálního soužití (vyšší rozvodovost, postupné opouštění modelu vícegeneračních domovů) → stoupání počtu osamělých lidí
  • Vyšší nehodovost v dopravě, adrenalinové sporty → těžké úrazy s trvalými následky
  • Objektivní zhoršování lidského genomu v populacích západní kultury ↔ nárůst alergií, nedonošených dětí, léčených dětí s dědičnými metabolickými nemocemi, …
  • Civilizační nemoci – infarkty, ikty, nádory, cukrovka, …
  • Plus lepší možnosti diagnostiky…
• ═►nápor na zdravotnické systémy a poskytovatele zdravotní péče, který nebude možné od jistého bodu kapacitně zvládnout co se týče personálního zabezpečení

- z toho plyne logická snaha udržet pacienta co nejdéle doma (využití telemedicíny)

- kompenzační a rehabilitační nástroje pomůcky pro handicapované lidi

Medicína založená na dukazech

Evidence Based Medicine (EBM) = vědomé a uvážlivé využití výsledků klinických studií a dalších seriózních zdrojů informací, a to jednak k tvorbě vědecky podložených doporučených postupů (Evidence Based Guidelines / EBG), a jednak k individuálnímu rozhodování lékaře při poskytování zdravotní péče.

-ke správnému uplatnění EBM je nutné rozumět alespoň základům statistiky, klinických studií a zásadám hodnocení diagnostických testů a metod

Klinické studie

-slouží k ověření bezpečnosti a efektivity nových vyšetřovacích a léčebných postupů

Bias = systematická chyba ve sběru nebo při hodnocení dat

Hierarchie důkazů EBM

- systém hodnocení důkazů nemá jednoznačnou a definitivní podobu

-např. Hierarchie dle Greenhalgha

Metaanalýza = dodatečný rozbor výsledků získaných v několika různých studiích zabývajících se stejným problémem (např. pro různé věkové skupiny); výhodou je vyšší objektivita, nevýhodou obtížná srovnatelnost výsledků z různě koncipovaných studií

- limity využití EBM:

- v mnoha situacích nejsou k dispozici vhodné studie, které by bylo možné využít (z etických důvodů,

kvůli nízkému počtu pacientů, z technických či organizačních příčin)

- zamlčování negativních studií kvůli zisku

- některé studie jsou více či méně zatížené biasem

- podvádění a falšování výsledků experimentů

Nanotechnologie

- technický obor, který se zabývá tvorbou a využíváním technologií v měřítku řádově nanometrů (obvykle cca 1–100 nm), tzn. 10⁻⁹ m (miliardtiny metru), což je přibližně tisícina tloušťky lidského vlasu. Jedná se rovněž o studium možnosti manipulace se hmotou v atomárním a molekulárním měřítku

Počítače v lékařském rozhodování

- počítačová podpora rozhodování slouží např. K návrhu možných diagnóz, vyhodnocení přínosu vyšetření pro upřesnění diagnózy či léčebné modality pro pacienta, apod.

- především výpočetní a statistické zpracování při hodnocení kvality testů a účinnosti terapie

- v klinické medicíně se používají některé diagnostické klasifikační systémy (MKN-10, TNM klasifikace,SNOMED,...)

Zlatý standart

- referenční vyšetřovací mtoda pro danou diagnózu

-Ideální vyšetření, které jednoznačně rozdělí populaci na nemocných (pozitivní Dg.+) a zdravých (negativní Dg.-) → senzitivita i specificita 100 % (viz. dále)

-V přeneseném slova smyslu v klinické praxi chápán jako nejlepší dostupná metoda vyšetření/terapie

vc praxi nejde mnohdy použít (Obvykle invazivní vyšetření s poškozením pacienta (biopsie a histopatologický rozbor), nebo naopak velmi drahé vyšetření, či situace, kdy je toto vyšetření nedostupné z jiných důvodů (dlouhé čekání v pořadníku, kontraindikace, atd.)

4-polní rozhodovací tabulka pro výsledky testu a diagnózu (specificita, senzitivita, PPV, NPV)

Specifita a senzitiva má co dočinění s provedením a pravdivostí provedených diagnostických testů. Výsledky testů z určité skupiny nemocných se uspořádávají do tzv. čtyřpolní tabulky

- a, b, c, d – četnosti zjištěné testem

V tabulce jsou čtyři druhy hodnot: - a = správná diagnóza, je to četnost správně pozitivních jedinců, tzn. test potvrdil předpokládanou diagnózu

- b = falešná pozitivita, je to četnost falešně pozitivních jedinců, tzn. test nám řekl, že pacient nemoc má, ale on je zdravý

- c = falešná negativita, je to četnost falešně pozitivních jedinců, tzn. test námi stanovenou diagnózu vyvrátil,ale pacient je nemocen

- d = správná negativita, je to četnost správně negativních = test vyvrátil dg.,pacient zdráv

SENZITIVITA:

-definována jako a/a+c

-Vyjadřuje pravděpodobnost, že pozitivní výsledek testu vyjadřuje skutečně pozitivní (pravděpodobnost výskytu příznaku) diagnózu. Metody s nízkou falešnou negativitou c jsou vysoce senzitivní a dobře slouží pro screening = záchyt nemocných i za cenu zahrnutí části zdravé populace (vyšší falešná pozitivita b).

- vyšší hodnota naznačuje, že tento příznak se vykytuje u této diagnózy často (1=vždy)

Tyto testy se užívají tam, kde jde o vážnou léčitelnou chorobu, jejíž diagnostika by neměla selhat (epidemie, oční vady novorozenců).

Příklad:

Kdyby měl mamografický screening nádorů prsu 100% senzitivitu, znamenalo by to, že u všech žen, které měly nádor prsu, byl nádor opravdu odhalen („žádná nemocná sítem neproklouzla“).

Máme skupinu 4 žen – Petru, Pavlu, Janu a Lenku. Petra má nádor prsu. Všechny ženy podstoupí mamografický screening, ten označí Petru a Pavlu za nemocné s nádorem prsu. Petra je skutečně pozitivní. Pavla je falešně pozitivní. Jana a Lenka jsou skutečně negativní. Nikdo není falešně negativní. Když doplníme do vzorce výše, zjistíme, že test vykázal 100% senzitivitu (senzitivita = 1).

SPECIFITA:

-vyjadřuje míru pravděpodobnosti správné identifikace každého neonemocnělého jedince.

- definována jako poměr d/b+d.

Vyjadřuje pravděpodobnost, negativní výsledek testu ukazuje skutečně Negativní diagnózu (= pravděpodobnost, že se příznak neobjeví, nemá-li testovaná osoba pšísl. Chorobu). Metody vysoce specifické s nízkou falešnou pozitivitou se užívají na specializovaných pracovištích

ke stanovení konečné diagnózy, v kombinaci s dalšími testy. Vysoká specifita je potřebná pro diagnózu závažných chorob a operací (mozkové nádory, odebrání ledviny), protože v těchto případech by falešná pozitivita (b) měla katastrofální důsledky – psychologická traumata, zbytečné operace.

- hodnota 1 = pozitivní výsledek testu se velmi málo vyskytuje u osob bez této nemoci

Příklad:

• Kdyby měl mamografický screening nádorů prsu 100% specificitu, znamenalo by to, že všechny ženy bez nádoru prsu prošly screeningem jako negativní.
• Máme skupinu 4 žen – Petru, Pavlu, Janu a Lenku. Petra má nádor prsu. Všechny ženy podstoupí mamografický screening, ten označí Petru a Pavlu za nemocné s nádorem prsu. Petra je skutečně pozitivní. Pavla je falešně pozitivní. Jana a Lenka jsou skutečně negativní. Nikdo není falešně negativní. Když doplníme do vzorce výše, zjistíme, že test vykázal cca 67% specificitu (specifita = 0,67). Jedna žena bez nádoru byla označena jako pozitivní (máme jednu ženu falešně pozitivní).

PPV:

= pozitivní prediktivní hodnota, je definována jako a/a+b, vyjadřuje skutečnost, že testovaný danou nemoc skutečně má

- podíl skutečně nemocných (s příslušnou diagnózou) mezi pozitivně testovanými

- míra schopnosti testu potvrdit pozitivním výsledkem příslušnou diagnózu

NPV :

= negativní prediktivní hodnota, je definována jako d/c+d, je to pravděpodobnost, že negativně testovaný nemoc opravdu nemá (tedy schopnost testu vyloučit negativním výsledkem diagnózu)

- podíl osob bez dané diagnózy mezi negativně testovanými

Správnost testu

- a,d – četnosti správných výsledků testu

- b,c – četnosti chybných výsledků

(a+d)/(a+b+c+d) – správnost testu, podíl správně diagnostikovaných ze všech testovaných – nemá zvláštní přínos, neříká o testu nic podstatného pro diagnostiku

Skríningové vs. Konfirmační testy

- vyšetření s vysokou senzitivitou (citlivostí) jsou vhodná ke skríningu různých onemocnění = tzv. Vyhledávací testy

-situace, kdy není vhodné, aby nějaký nemocný nevyl léčen

-při pozitivním výsledku testu je nutné další vyšetření vysoce specifickými metodami

-při negativním výsledku lze u pacienta diagnózu, pro kterou je dané vyšetření vysoce senzitivní,

prakticky vyloučit (hodně malá frakce nesprávně negativních)

-testy s vysokou specificitou (specifičností) je vhodné použít v různých kombinacích pro určení konečné diagnózy – tzv. konfirmační testy

-Situace, kdy není vhodné, aby nějaký nemocný byl stresován nejistotou a nevhodně léčen, např. v

onkologii (radikální terapie je často hodně mutilující)

-Při negativním výsledku specifického testu jsou nutná další vyšetření jinými vysoce specifickými

metodami (možná je velká frakce neprávně negativních výsledků, jestli vyšetření není také vysoce

senzitivní)

-Pozitivní výsledek u pacienta téměř s jistotou potvrzuje diagnózu, pro kterou je dané vyšetření

vysoce specifické (hodně malá frakce nesprávně pozitivních)

-Při volbě vhodného senzitivního skríningového testu je potřeba zvážit i jeho specificitu a prediktivní hodnoty, včetně negativních důsledků špatného rozhodnutí! To samé platí recipročně i o specifickém testu!

ROC křivka

- znázornění závisloti frakce správné pozitivity (semzitivita) a frakce falešné pozitivity (platí vztah specifita = 1 – FP) u jednotlivých testů

-důležitá zejména při hledání dělícího diskriminačního bodu, abychom docílili vhodné rovnováhy mezi nesprávně pozitivními a nesprávně negativními závěry

Proměr šancí

OR = hodnocení asociace mezi 2 jevy

• Např. vyjádření šance mít karcinom současně s diabetem oproti stavu, že pacient diabetes nemá

OR = (A*D)/(B*C)

Relativní riziko

- RR = poměr mezi incidencí u exponovaných osob a incidencí u neexponovaných

• Např. poměr rizika vzniku nádoru u diabetika a u nediabetika

Histogram

- dává představu o rozdělení jasových hodnot a jejich zastoupení (četnosti) v digitálním obrazu

- lze také chápat jako odhad (rozložení pravděpodobnosti), že pixel bude mít určitý jas

- každý obraz má svůj histogram

- osy: x – jas pixelu, y – četnost pixelů

Analogový a digitální signál

- Analogový signál je dán spojitou (nebo po částech spojitou) funkcí spojitého času. Tím se liší od signálu diskrétního, který je dán funkcí definovanou pouze v diskrétních časových okamžicích (a tvoří tak posloupnosti funkčních hodnot).

- Analogové signály můžeme rozdělovat podle média, kterým jsou přenášeny. Mluvíme tak například o akustických signálech, elektrických signálech, optických signálech apod. (EEG – vzniká elektrickou aktivitou mozku; EKG – vzniká elektrickou aktivitou srdce; řeč – příklad akustického signálu, ...)

- Nezávisle na druhu analogového signálu jsou používány tyto standardní algoritmy zpracování: Filtrace, Zesílení, Útlum, Modulace a demodulace (obvykle v televizním a rozhlasovém vysílání)

- Z důvodu zpracování signálu výpočetními prostředky provádíme tzv. digitalizaci spojitých signálů. Důvody digitalizace nejsou pouze ekonomické (levnější zpracování a přenos dat), neboť s digitálním signálem můžeme zacházet tak, jak s analogovým není možné.

- Diskrétní signál je signál, který se na rozdíl od spojitého signálu vyznačuje určitým druhem nespojitosti. Nespojitost může být v hodnotě (kvantované signály) nebo v čase (vzorkované signály). Signály nespojité v hodnotě i v čase se zpravidla nazývají digitální signály.

- Digitální signál je signál, který je vzorkovaný a následně kvantovaný.

-Je tvořen posloupností vzorků, které mohou nabývat pouze omezeného počtu hodnot

-není spojitý v čase

Vzorkování a kvantování při zpracování signálu, frekvenční spektrum

VZORKOVÁNÍ:

- možnost vzorkování daného signálu vyplývá z platnosti Shannon-Kotělnikova teorému

- vzorkování signálu je proces jeho diskretizace v časové oblasti

Vzorkování se provede tím způsobem, že rozdělíme vodorovnou osu signálu (v našem příkladu je na této ose čas) na rovnoměrné úseky a z každého úseku odebereme jeden vzorek (na obrázku jsou tyto vzorky znázorněny červenými kolečky). Je přitom zřejmé, že tak z původního signálu ztratíme mnoho detailů, protože namísto spojité čáry, kterou lze donekonečna zvětšovat dostáváme pouze množinu diskrétních bodů s intervalem odpovídajícím použité vzorkovací frekvenci.

Při samotném vzorkování je důležité znát k danému průběhu signálu jeho frekvenční spektrum, tj. poměrné zastoupení signálů jednotlivých vyšších harmonických frekvencí, které se ve vzorkovaném signálu vyskytují.

Tato frekvenční spektra je možné najít pomocí Fourierovy transformace

Frekvenční spektrum je zobrazení určitých frekvencí z pohledu opakování, síly frekvence, nebo také amplitudy.

KVANTOVÁNÍ:

- diskretizace oboru hodnot signálu. Vždy je to proces ztrátový a nevratný

- provádí se v kvantizéru

-podstatou jeho činnosti je zaokrouhlení hodnot signálu získaného při vzorkování na předem definované tzv.kvantizační hladiny (kvantovací úrovně). Proces kvantování se řídí tzv. rozhodovacími úrovněmi, které se nacházejí v poloviční vzdálenosti mezi kvantizačními hladinami (viz obr. 93). Tento způsob kvantování, ve kterém jsou rozhodovací úrovně přesně v polovině vzdálenosti mezi kvantizačními hladinami, se nazývá lineární kvantování.

Biosignál

-zdrojem signálu je biologická entita

-mechanické projevy, teplotní projevy, elektrické projevy, změny faktorů vnitřního prostředí

-jakýkoliv změřený projev činnosti živého organizmu

- vlastní činnost organizmu (např. EKG nebo krevní tlak)

- pasivní reakce organizmu s vnějším fyzikálním (např. rentgen nebo ultrazvuk) či chemickým

(diagnosticky významné změny zbarvení některých gynekologických afekcí po aplikaci kyseliny

octové a Lugolova roztoku) podnětem.

Analogový a digitální obraz

Digitální obraz je reprezentací obrazové informace v digitální paměti

- musí být kvantován =  rozdělen na malé kousky (pixely), přičemž každý pixel má jen jednu hodnotu jasu

- kvantována je i hodnota jasu, tedy pixel může mít jen konečný počet hodnot jasu

-analogový obraz: původní, dá se do skeneru, např. fotografie

-  založeno na principu spojitosti a gradace barevných tónů

- formáty:

-jpg,gif,tiff,bmp

Dle typu grafiky:

1. Vektorové grafické formáty
   • Jsou většinou neotevřené a závislé na programu, ve kterém byly data zpracovány a uloženy.
2. Rastrové (bitmapové) grafické formáty.
   • V tomto formátu je obraz složen z velkého množství bodů, které jsou nazývané pixely a každý z nich má definovanou barvu

Dle komprese:

1. Nekomprimované
2. Komprimované
   • S bezeztrátovou kompresí
   • Se ztrátovou kompresí

Vzorkování

Souvisí s procesem digitalizace obrazu. Díky kvantovaní nabývá jasová funkce v digitálních obrazech celočíselných hodnot.

Určujeme: interval vzorkovaní – vzdálenost mezi nejbližšími vzorkovacími body v obraze.

• • Plošné uspořádaní bodu pro vzorkování
  • Body bývají uspořádané v pravidelném vz. Mřížce

Kvantování

Důležitá součást procesu digitalizace – amplituda jasu ve vzorkovaném obraze musí byť pro zpracovaní počítače vyjádřená jako digitální údaj / přirozené číslo/. Počet kvantovacích úrovní má byť dostatečně velký, aby byly přesně vyjádřené detaily obrazu, aby nevznikali falešné obrysy a aby se citlivost zařízení blížila citlivosti čudského oka.

Jas

• Jas: veličina, která souhrně vyjadřuje vlastnosti obrazového signálu způsobem, který odpovídá jeho vnímaní člověkem. Většina technických zařízení měří jas /TV kamera/
• změna jasu (zvyšování, snižování) představuje jednu ze základních převodních charakteristik při úpravách obrazu
• zvýšení jasu – přičtení konstanty >0
• snížení jasu – odečtení konstanty >0

Kontrast

• definován jako rozdíl jasu 2 bodů
• změna kontrastu (zvyšování, snižování) představuje jednu ze základních převodních charakteristik při úpravách obrazu
• zvýšení jasu – násobení konstantou >1
• snížení kontrastu – dělení konstantou >1

Pixel

• Pixel: picture element,
• jednomu vzorkovacímu bodu odpovídá v digitálním obraze obrazový element-pixel.
• Z něj obrazy, pro 2D zobrazení
• 2D zobrazování: délka, šířka, bez objemu, v dané rovině, vzorkování, kvantování

Voxel

• Voxel : volume element , je částice objemu, představující hodnotu v pravidelné mřížce 3D počítačové grafiky.
• Obdoba pixelu
• Používají se v zobrazovacích metodách v medicíně
• 3D zobrazování – používání pixelu

Obrazová komprese

= odstranění redundantní a irelevantní složky obrazové formace (např. Toho, co je za fyuiol. Hranicí vidění)

- formáty nekomprimovaných obrazků: bmp,tiff

- formáty komprimovaných obrazků: gif, jpg

Video záznam

- video klade na paměťový záznam největší nároky

= zvuk + sekvence snímků. Které se promítnou za určitý časový úsek

- rpo dojem plynulé akce je potřeba alespoň 25 snímků za 1s

Medicínské zobazovací metody používající PC (Digitální radiologie, výpočetní tomografické metody)

• Všechny metody vyšetření, používané v medicíně pro neinvazivní vizualizaci vnitřní morfologie a/nebo funkce určité části či celého těla, resp. orgánu
• 3D scéna → 2D obraz:
  • Superpozice tkání (klasické rentgenové snímky)
  • Rekonstrukce obrazu (vypočítané tomografické řezy)
• Rozlišení snímku = jak malé detaily lze rozeznat?
• Využití:
  • Diagnostické
  • Terapeutické
  • Kontrolní

Digitální radiologie

- od 90. Let 20. St. – postupné nahrazování metod klasické rentgenologie

Digitální RTG-snímek lze získat buď:

• • • přímo pomocí matrice se sadou až několika tisíc minidetektorů
    • oskenováním opakovaně použitelné speciální fólie

-nižší dávky RTG-záření pro pacienty

-menší nároky na prostory při archivaci snímků

-nové možnosti zpracování obrazu – postprocessing (např. digitální subtrakční angiografie (DSA), editace, ořezání „vykostění,“ odstranění artefaktů, …)

Výpočetní tomografické metody

• rekonstrukce detekovaného signálu počítačem do podoby zobrazující řezy ve vrstvách

- základní element obrazu = voxel – vrstva mí jistou šířku, je to takový hranoleček

• Rentgenová výpočetní tomografie (XCT, CT)
• Jednofotonová emisní počítačová tomografie (SPECT)
• Pozitronová emisní tomografie (PET)
• Hybridní systémy (SPECT/CT, PET/CT)
• Nukleární magnetická rezonance (MRI, NMR) – dobré zobrazení měkkých struktur, kost není vidět
• Ultrasonografie (USG, UZ)

Princip rekonstrukce medicínského obrazu

-prostá zpětná projekce, filtrovaná zpětná projekce, iterativní rekonstrukce, rekonstrukce na podkladě Fourierovy analýzy

RGB

Barevný model RGB neboli červená-zelená-modrá je aditivní způsob míchání barev používaný ve všech monitorech a projektorech (jde o míchání vyzařovaného světla), tudíž nepotřebuje vnější světlo (monitor zobrazuje i v naprosté tmě)

-možné převést vše na šedé

Šum v obraze

dva typy šumu:

• náhodný šum, také nezávislý šum, je způsoben například vadnými CCDelementy (příkladem tohoto typu šumu je šum typu „sůl a pepř“)
• Gaussův šum, také závislý šum, kde je každý pixel obrazu mírně pozměněn

- odstranění šumu: mediánový filr,prahování,průměrování,…

Aliasing

-jev, ke kterému může docházet v situacích, kdy se spojitá informace převádí na diskrétní (nespojitou)

Stroboskopický jev 

-patří mezi optické klamy.

Ke stroboskopickému jevu může dojít všude tam, kde je spojitý periodický pohyb reprezentován diskrétními (nespojitými) vzorky. Lze jej tedy pozorovat za situace, kdy je pohled na jistý děj zprostředkován prostřednictvím konečného a vhodného počtu vzorků tak, že se frekvence pozorovaného periodického pohybu přiblíží frekvenci zprostředkujícího vzorkování nebo jejímu celočíselnému násobku

Moaré efekt

-  rušivý efekt, vzniká překrýváním/interferencí 2 pravidelných rastrů, kazí kvalitu snímků

Frekvenční filtrace

– část frekvencí signálů pustím dál, část zastavím, slouží k vyhlazení obrazu a zlepšení kontrastu

1) Dolní propustí – zůstanou jen nízké frekvence (rozmazání hran)

2) Horní propustí – zůstanou jen vysoké frekvence (ztráta jasu velkých ploch)

Fotoaparát, kamera

• Snímání obrazu, optické čočky v objektivu, rozlišení 2Mpix, zoom, prodleva spouště, digitální zrcadlovky, záznamové médium
• clona (propouští nastavitelné frekvence světla)
• závěrka (vstup světla na film)
• doba expozice = doba, po kterou je závěrka otevřena
• citlivost ISO – určuje expozici snímku spolu se clonou a dobou expozice
• Multimédia = video = zvuk + sekvence obrázků = několik snímků za sebou – frames/second, nevýhoda: velká velikost
• animace, obrázky, audio, text – to vše do PC

Detekce hran, prahování

Detekce hran

- je postup v digitálním zpracování obrazu, sloužící k nalezení oblastí pixelů, ve kterých se podstatně mění jas.

Poslední krok v detekci hran je vždy prahování, je třeba rozhodnout, jak silná odezva už znamená hranu. Dobré nastavení prahu rozhoduje o kvalitě detektoru, příliš nízká hodnota označí za hrany i šum, příliš vysoká zas zahodí i některé podstatné hrany. Jako řešení tohoto problému a protože často není možné určit jeden práh pro celý obrázek, používá se tzv. prahování s hysterezí. Pro prahování s hysterezí se nastaví dva prahy. Nejdřív se najdou pixely výrazných hran pomocí vysokého prahu a od těch se pokračuje v označování takových pixelů, v nichž odezva hranového detektoru je větší než nízký práh. Díky tomu se omezí šum a hrany zůstanou souvislé.

CT

- využívá rentgenové paprsky společně s počítačovými algoritmy k zobrazování těla. Při CT se trubice, která vytváří rentgenový paprsek směrem k protilehlému detektoru těchto paprsků, otáčí kolem pacienta a vytváří počítačově generovaný průřezový obraz (tomogram). CT se získává v osové rovině, zatímco koronální (věncovité) a sagitální (předozadní) zobrazení se dají získat pomocí počítačové rekonstrukce.

Při CT se často používají kontrastní látky za účelem lepšího vykreslení snímku. Nitrožilní kontrastní látky umožňují rekonstrukci 3D obrazu tepen a žil. Ačkoli rentgenový snímek poskytne lepší prostorové rozlišení, CT umí detekovat nepatrné odchylky ve ztlumení rentgenových paprsků. CT vystavuje pacienta více ionizujícímu záření než rentgen.

Magnetická rezonance (MR/MRI)

využívá silná magnetická pole, aby usměrnila rotující atomová jádra (obvykle protony vodíku) v tělních tkáních. Potom použije radiový signál, aby vyrušila osu otáčení těchto atomových jader a zachovává vysokofrekvenční signál, který se tvoří, když se jádra vrací do svého původního stavu. Radiové signály se přijímají pomocí malých antén (cívek), které jsou umístěny blízko potřebného místa. Výhoda magnetické rezonance spočívá ve schopnosti vytvořit snímky v osové, věncovité a předozadní rovině stejně snadno, jako i v jiných nepřímých rovinách. Snímky získané pomocí MR poskytují nejlepší rozlišení měkkých tkání ze všech zobrazovacích způsobů. MR se stala nezbytným prostředkem v muskuloskeletální radiologii a neuroradiologii díky pokroku v zobrazovací rychlosti a prostorovém rozlišení, a díky vylepšení 3D počítačových algoritmů a hardwaru.

Jedna nevýhoda magnetické rezonance spočívá v tom, že se pacient během snímání nesmí dlouho hýbat, zatímco se nachází ve stísněném a hlučném místě. 

PACS

- koncept archivace biomedicínských obrazových informací a řízehelní přístupu k těmto informacím

Krabicový, percentilový graf

Krabicový diagram je schema, které v jednom obrázku poskytuje informaci o maximální a

minimální hodnotě v souboru naměřených hodnot, o mediánu a horním a dolním kvartilu

tohoto souboru a některé další informace