醫學數位內容教學課綱

# 醫學數位內容教學課綱 # [課程目標](https://mos2718.github.io/MICexp/S0_Introduction2021.pptx) * 使用工具及範例程式，分析常見的醫學數位內容 * 搭配應用情境，了解資訊整合流程 * 基於範例程式及應用情境，用以致學，了解實際應用所需資訊知能 * 參與醫資開發團隊，探索健康醫療未來發展 * 學會做專案(應用知識) ### 相關資料 -- [HackMD使用教學](https://hackmd.io/s/tutorials-tw)【HackMD】 -- [Victoria學姊線上共筆範例](https://hackmd.io/@victoriatjia/fhir-sr-bmd)【HackMD】 -- [會議記錄彙整](https://hackmd.io/@YL245/Hk5ponLvp)【HackMD】 -- [會議記錄與專案管理](https://hackmd.io/7PqtWOkbQp6SV0JXLz6oSg?view)【HackMD】 # 開發環境安裝 ## 單元目標 :::info 本單元確保學生能夠順利建立起醫學數位內容的開發環境，為後續的課程內容做好準備~ ::: * 理解醫學數位內容開發的基本（應用）需求 * 學習安裝和配置開發環境：VS code * 熟悉開發環境的基本操作：如何運行JS檔案 * 解決安裝和配置中的常見問題 ## 相關教材 ### 醫學數位內容開發的基本（應用）需求 -- [臨床資訊化作業的挑戰](https://moodle.tcu.edu.tw/mod/url/view.php?id=535047)【PPT】 ### 開發環境：VS Code 1. 軟體安裝網址：[點擊下載VS Code軟體](https://code.visualstudio.com/Download)【Link】 1. VS code 安裝教學：（可選適合自己的學習方式） -- [HackMD筆記式教學](https://hackmd.io/_pq0ubqFTtKFNFvrQGOR-g)【HackMD】 -- [PPT教學](https://mos2718.github.io/js2020/VSCode/VS-Code%20introduction.pptx)【PPT】 -- [影片講解教學](http://203.64.84.150:51888/user5/JS/2023-01-06VScodeInstall.mp4)（VS Code安裝 + JSON 資料處理基本執行操作）【MP4】常用套件安裝：Live Server（運行程式）、C語言套件（撰寫C語言程式） ## 練習 ### 練習1：HackMD的使用 -- 在 hackmd 上發布你在大學期間最想做得五件事(並在其中兩件事注明可與師長共同進行) -- 條列的事情須具備具體施行方案，例如，“增進程式能力”可改為“每周上機練習程式至少 20 小時”。又如，“增進專業能力”可改為“每學期至少參加五次專業領域研討會，並產生至少三份整理完善的新的報告，並與師長討論”。 -- 請將 hackmd 連結貼到 moodle 作業繳交區。 -- 參考資料：學長姐提供之HackMD使用簡報 * [影片講解教學](https://drive.google.com/drive/u/0/folders/11TZFHisTS09rimjQOpHr9MKhtSbPxSl8)【MP4】 * [PPT教學](https://docs.google.com/presentation/d/1ZpLmQL7YzpE-fkYj7A7bhxxKeD8gqZntIc-mNQo5Z0s/edit#slide=id.p)【PPT】 ### 練習2：完成VS Code軟體安裝 -- 安裝完成後截圖上傳。 ## 補充教材/網絡資源暫無。 # 數位資料解析 ## 單元目標 :::info 本單確保學生具備使用JSON程式碼處理數位醫學資料的基本技能，並能夠應用在實際的FHIR標準環境中。 ::: * 理解JSON程式結構與語法 * 編寫和運行JSON程式：HTML、JavaScript * 解讀並修改現有JSON程式 * 使用JSON格式建立FHIR標準的資料程式 * 使用JSON程式碼對內容進行上傳和調閱 * JSON常見錯誤分析 ## 相關教材 ### HTML、JS for FHIR 快速入門 [健康醫療標準化網頁前端應用入門](https://mos2718.github.io/js2020/Introduction/HTMLandJSIntrocuction.pptx)【PPT】 ### 什麼是FHIR？ [FHIR入門概述](https://docs.google.com/presentation/d/1Rvs-tLnaeBwySCBilnaXKXHLMzveGn4w/edit?usp=drive_link&ouid=107126242390772765102&rtpof=true&sd=true)【PPT】 ### HTML入門（待補充教材） 1. HTML基礎結構 2. HTML常見的排版標籤 3. HTML常見的輸入標籤 ### JSON程式結構與語法 1. [JSON 資料概述](https://hackmd.io/D2mj64z6SBSN7LikIzoscA)【HackMD】 2. [解析JSON資料](https://hackmd.io/IR8fP9zNSVO7UXeaSTYcJQ)【HackMD】 3. 運行JSON讀寫程式： -- [程式範例練習配套教學說明](https://hackmd.io/2Cl5ua_eRmSVGyaGLd2U-A)【HackMD】 -- 範例程式下載區：[JSON read and set data JS 程式範例](https://drive.google.com/drive/folders/1YR3vQziMDF9AGttMOje4afbNENvqHJev?usp=sharing)【Code】 4. 上傳及調閱JSON資料 -- 範例程式下載區：[資料上傳及調閱範例程式](https://drive.google.com/drive/folders/1lEfKNEIa1rzgVpDrpaHKdo6QDpjP24H7)【Code】 ### FHIR Resource介紹 -- [FHIR Resource](https://hackmd.io/bWEZu4J1STS7yA18H6yvUw#FHIR-resources)【HackMD】 ### JSON常見錯誤分析暫無可整理檔案。 ## 練習 ### 練習1 : 使用 JS 讀寫JSON資料 -- 請參考所給的JS操作說明檔案，了解如何使用JavaScript（JS）讀寫JSON資料。 ### 練習2 : 使用 JS 上傳及調閱 JSON data 1. 請參考所給的JS操作說明檔案，了解如何使用JSON程式碼對數位醫學資料進行上傳和調閱。 2. 上傳：使用JSON參考程式碼，修改程式碼內容，並實現將模擬的醫學資料上傳到FHIR伺服器的功能。 3. 調閱：再次使用JSON參考程式碼，實現對上傳的資料進行調閱的功能。 ## 補充教材/網絡資源 ### W3 School 教學網站： [什麼是HTTP？](https://www.w3schools.com/whatis/whatis_http.asp)【Link】 [什麼是HTML？](https://www.w3schools.com/whatis/whatis_html.asp)【Link】 [什麼是JavaScript？](https://www.w3schools.com/whatis/whatis_js.asp)【Link】 ### JSON for FHIR 教材 [練習合集（新增病人、組織、檢測等）](https://hackmd.io/lpYGm11LT9me4c08HFiU-w?view#FHIR-Introductory-exercise) ### FHIR概述 [FHIR醫護表單初體驗](https://www.youtube.com/watch?v=utBMt4IOljc)【Youtube】 # 檔案或串流資料解析 ## 單元目標 :::info 本單元確保學生具備解析不同檔案或串流資料的能力，並能夠有效地轉換不同格式的數位醫學內容。 ::: * 理解不同資料編碼和存檔方式：文字檔及數位檔。 * 使用工具(含 AI)及範例程式，解析常見的醫學數位內容。 * 學習檔案(或串流)與程式中變數資料轉換。 * 實現檔案格式轉換的讀寫範例程式。 ## 相關教材 ### [資料儲傳與資料處理說明：](https://moodle.tcu.edu.tw/mod/resource/view.php?id=537291)【PPT】 :::success - 電腦以一個個 byte 儲存及傳輸資料 - 程式會定義字元、整數、浮點數等資料型態，以利運算及資料處理 - **程式讀取檔案或網路傳輸的資料後，須轉成對應的資料型態處理**。要儲存或傳輸資料前，程式將資料轉換成一個個 byte ，以利網路及檔案系統處理。 ::: ### 1. 資料編碼存檔方式 - 文字檔(CSV, XML, JSON, FHIR JSON...) – CSV 檔結構簡單，許多軟體支援匯入匯出，很常用，但無明確規格定義 – XML, JSON 檔，可進一步清楚定義結構化文件。 IT 人員必須熟悉處理 XML, JSON 之程式與套件(C,JS, VS code) – FHIR JSON 或 XML，基於國際標準，可有定義明確之欄位及編碼系統 – 文字檔可用一般文字編輯軟體解析，亦於了解及處理，但以文字格式紀錄訊號或影像，資料量將倍增 - 數位檔 – 內含許多不同資料型態的資料，如病人基本資料、就醫資料、波形資料 – 病人及就醫資料可為文字型態(ASCII + 中文碼) – 波形資料可能的資料型態:文字型態數值、數值資料:1,2,4 byte int, 2,4,8 byte 浮點數 – 數值資料需判斷 sing 及 unsigned、 big endian little endian、資料有無壓縮等議題。對不熟之 IT 人員是大挑戰 – 與程式當中處理變數及結構化物件不同，資料以 byte stream 方式存檔或交換。必須有明確的規格，方利於資料解析(但資工相關科系課程大多沒教)。格式範例: — EBM 檔: tag length value 資料結構 — DICOM 檔: tag、 length、value 或 tag、VR(資料型態)、length value 資料結構資料結構 — MIT ECG: 檔案說明、標記、訊號資料分離 — 建議的資料結構，描述資料與訊號資料分離，描述資料(FHIR documentReference)，訊號 2 byte little endian unsigned int (資料匯出或傳輸互通頂層，無壓縮、無加密) ### 2. 解析混含型態結構化檔案(或串流)的挑戰 - A 程式產生的檔案，B 程式解讀常發生問題 -- 規格文件不清楚、難以看懂、對文件認知有差異、不知如何基於說明文件撰寫解析程式 -- 須了解基礎資料型態轉換 --- 如 big endian 與 little endian 互轉，bytes 轉 int or float，處理中文碼 - 通用物件之夢想 -- 工程師(不論資深或資淺) 常想設計通用之資料物件(害人害己) --- 如 DICOM part 5 定義的規格，可存放任何臨醫資料。影像、報告、波形(如 DICOM ECG)、影片、放腫定位資料(DICOM RT)... --- 但實際的軟體往往僅能處理部分 DICOM 物件。原因: ---- 須熟悉 DICOM Part 3 定義的所有物件，及熟 Part 5 DICOM 資料編碼(內含不少 options) #### 解決方式 - 文字資料以 JSON or XML 資料處理 - 數值資料以單一資料型態(int, float...)存檔或傳輸 - 壓縮之圖片或影片，僅支援少數幾種通用之壓縮規格 ### 3. 程式變數之資料型態(以 C 為例) - char，unsigned char: 1 byte - short，unsigned short : 2 bytes - int，unsigned int: 4 bytes - float: 4 bytes - double: 8 bytes - [詳細的說明參考](https://learningmicro.wordpress.com/data-types-and-there-sizes-in-c/) - char and string 文字資料型態 -- ASCII (含英文、數字、及鍵盤輸入符號及排版控制字元) -- 支援各國文字之編碼，如 UTF8 - 程式中還會基於上述資料型態組成常見的資料結構:陣列、字串、與物件(class)，最後會將程式處理的結果存成資料檔(格式相當精采多樣) ### 4. C read file example ```cpp unsigned char buffer[2000]; FILE * pFile; pFile = fopen ("d:\\img\\3.txt", "rb"); fread (buffer , sizeof(char), sizeof(buffer), pFile); fclose (pFile); int i; for(i=0; i< 2000;i++) { printf("index:%d, value: %03d, %02x, ASCII:%c\n",i, buffer[i], buffer[i],buffer[i]); } ``` 註 1. 不同的作業系統，相同名稱資料型態，資料長度可能不一樣，如 int 在不同作業系統，資料長度可為 2,4,8 bytes。[參考]( https://stackoverflow.com/questions/5401701/does-the-size-of-data-types-in-c-depend-on-the-os) 註 2. widows 及 linux, int 及浮點數 bytes 列排次序不同，程式從檔案或網路讀資料，轉換成變數須注意。 [Big-Endian 與 Little-Endian]( https://blog.gtwang.org/programming/difference-between-big-endian-and-little-endian-implementation-in-c/) 註 3. 其他程式語言也有訂立類似的資料型態， Java, C#, python, JavaScript ### 5. C fwrite example ```cpp= char buffer[4]={'a','b',65,66}; FILE * pFile; pFile = fopen ("d:\\dataRet\\ret1.dat", "wb"); fwrite(buffer , sizeof(char), sizeof(buffer), pFile); int data = 3; fwrite(&data, sizeof(int), 1, pFile); fclose (pFile); printf("file write complete\n"); ``` ## 練習 -- 在程式當中設定 name(string), age(int), weight(float) 等變數，將你的資料寫入變數後，將資料存檔。 ## 補充教材/網絡資源整理及替換？：[本部分教材（原始版本）](https://hackmd.io/lw-wxcs_Rhm1o0_QP4Eddw?view#%E5%8F%83%E8%80%83%E9%80%A3%E7%B5%90) - [byte(8bit) 16 進制表示](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%8D%81%E5%85%AD%E8%BF%9B%E5%88%B6) - [ASCII](https://zh.wikipedia.org/wiki/ASCII) - [Base64 編碼](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/Base64) # CSV及JSON資料 ## 單元目標 :::info 本單元確保學生能夠有效地處理和轉換CSV檔案中的醫學資料，並了解JSON格式的應用，以擴展他們的數位內容處理技能。 ::: * 理解CSV檔案格式 * 學習讀取及呈現CSV檔的程式 * CSV to FHIR應用範例 * 理解JSON資料格式 * 應用JSON與CSV的資料轉換 ## 相關教材 - [CSV 概述](https://hackmd.io/k3RH4UyEQeW4rxiLOER0bg?view)【HackMD】 - CSV 檔與 JSON 資料的格式轉換 ## 練習 ### 練習：讀取及呈現 CSV 檔 1. 請將以下 CSV 資料再加一列，記錄你的學號、姓名、及住址 ```csv 111316007,蕭家閎,台中 111316008,陳每每,Taipei ``` 2. 將準備好的資料存檔 3. 參考以下程式，讀取你的存檔資料 -- [參考程式](https://hackmd.io/lw-wxcs_Rhm1o0_QP4Eddw?view#C-read-file-example)【HackMD】 4. 錄製你的修改的程式及執行結果畫面，繳交錄製結果 ## 補充教材/網絡資源 ### OBS studio 軟體安裝 1. 參考以下連結安裝 OBS Studio -- 軟體安裝網址：[點擊下載OBS Studio軟體](https://obsproject.com/)【Link】 -- 安裝說明：[OBS_Studio軟體安裝使用及相關設定說明](https://www.yzu.edu.tw/admin/aa/files/aatsc/OBS_Studio%E8%BB%9F%E9%AB%94%E5%AE%89%E8%A3%9D%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%8F%8A%E7%9B%B8%E9%97%9C%E8%A8%AD%E5%AE%9A%E8%AA%AA%E6%98%8E.pdf)【PDF】 2. 執行 OBS 錄製一段影片 (2分鐘即可，可呈現個人風格或喜好)，將影片分享到作業繳交區。可直接上傳檔案。或使用 google 雲端，分享 URL。