医学信息标准化

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1、医学信息标准化医学信息标准化主要内容n医学信息的特点n分类n编码n主要的 医学标准临床医学信息特点临床医学信息特点n临床专科信息临床专科信息 患者数据采集患者数据采集患者基本情况，临床症状、体格检查，检查结果患者基本情况，临床症状、体格检查，检查结果 患者数据的处理、存储患者数据的处理、存储 、格式化，如电子病历、格式化，如电子病历 决策支持：如诊断、治疗计划决策支持：如诊断、治疗计划 管理管理 ：如医疗护理、保险经费管理、患者管理：如医疗护理、保险经费管理、患者管理 监测评估监测评估 ：如手术、药物疗效评估：如手术、药物疗效评估 生成报表生成报表 ：如体温单、医嘱单：如体温单、医嘱单 科研教

2、学科研教学 ：珍贵的原始资料：珍贵的原始资料 临床医学信息特点临床医学信息特点n内科的信息很多，有心脏、消化、肾脏、内科的信息很多，有心脏、消化、肾脏、呼吸、肿瘤等，以下以心脏呼吸、肿瘤等，以下以心脏内科为例来阐内科为例来阐述，如何使用计算机信息技术收集、传输、述，如何使用计算机信息技术收集、传输、存储和解释患者的临床数据，支持正确诊存储和解释患者的临床数据，支持正确诊断和有效的治疗。断和有效的治疗。以检查为例n心脏大小：医生可以通过叩诊心脏的浊音界而描绘心脏大小和形态。心浊音界的各数据是以前正中线心浊音界的各数据是以前正中线为纵轴，为纵轴，II-V肋为横轴形成坐标点，肋为横轴形成坐标点，各坐

3、标点与前正中线的垂直距离各坐标点与前正中线的垂直距离构成了正常值数据。当我们将这构成了正常值数据。当我们将这些坐标点相联，便显示正常心脏些坐标点相联，便显示正常心脏外形和大小。外形和大小。以检查为例n听诊： 心跳频率（每二次心跳间的时间）心跳节律(心跳之间的间隔规律)心音高低（音频赫兹数）以及异常心音产生的阶段，这些数据都易于规范化定义。 以检查为例n心脏实验室检查的数据特点心脏实验室检查的数据特点 n临床生化检查临床生化检查 全自动生化分析仪可提供数据。全自动生化分析仪可提供数据。 n心电图心电图 使用计算机化处理的结果使用计算机化处理的结果 n冠状动脉造影冠状动脉造影 高度数字化高度数字化

4、 n超声心动图超声心动图 使用计算机化处理的图像使用计算机化处理的图像 图图 动态心电图Holter对心律失常的自动分析对心律失常的自动分析图图 冠状动脉造影冠状动脉造影图图 二维二维B型超声波显示型超声波显示心脏心脏内科的电子病历内科的电子病历 n电子病历组成电子病历组成: 文字型数据文字型数据 检测图像数据（超声波、冠脉造影）检测图像数据（超声波、冠脉造影） 生物信号检测数据（心电图）生物信号检测数据（心电图） 描述性自然语言（病史、病程记录）描述性自然语言（病史、病程记录） n心脏治疗心脏治疗 介入性治疗计算机系统处理介入性治疗计算机系统处理外科信息特点外科信息特点外外科科疾疾病病以以手

5、手术术或或手手法法治治疗疗为为主主，外外科科信信息息化化管管理理除除常常规规的的文文本本资资料料采采集集、整整理理、储储存存外外，图图象象信信息息的的采采集集、储储存存更更是是重重要要的的环环节节，这这也也是是外外科科数数据据的的特特征征。对对病病变变部部位位的的准准确确定定位位及及周周围围解解剖剖结结构构的的熟熟练练掌掌握握，直直接接关关系系到到疗疗效效。从从最最初初的的诊诊断断到到手手术术方方案案的的选选择择到到术术后后复复查查，图图象象信信息息的的采采集集贯贯穿穿了了外外科科诊诊断断治治疗疗的的全全过程。过程。 普通外科信息特点普通外科信息特点 肝肝脏外科：外科： 肝肝肿肿瘤瘤是是肝肝脏

6、脏外外科科疾疾病病的的重重要要部部分分，肝肝肿肿瘤瘤分分良良性性和和恶恶性性两两种种，良良性性肿肿瘤瘤少少见见，恶恶性性肿肿瘤瘤中中原原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一。发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一。 肝肿瘤的诊断信息可来自数字化检查结果：肝肿瘤的诊断信息可来自数字化检查结果： 定性定性检测、B B超、超、CTCT、MRIMRI、 放射性核素肝放射性核素肝扫描描 选择性腹腔性腹腔动脉或肝脉或肝动脉造影脉造影 其他学科的信息特点l医院管理的信息特点医院管理的信息特点 l社区卫生信息的特点社区卫生信息的特点 l公共卫生信息的特点公共卫生信息的特点 l医疗保险信息的特点医疗保险信息的特点 l 医

7、学信息标准化医学信息标准化n1 信息标准化涉及信息标准化涉及: 信息的分类和编码、名词术语标准化、信息的分类和编码、名词术语标准化、信息交换格式标准化、信息结构化信息交换格式标准化、信息结构化n2 信息处理标准化涉及信息处理标准化涉及: 硬件与软件的标准化、接口标准化、硬件与软件的标准化、接口标准化、 文档编制标准化文档编制标准化医学信息标准化医学信息标准化 医学信息的分类和编码医学信息的分类和编码 （代码预先设定）（代码预先设定） 医学术语和医学专业词汇汇编医学术语和医学专业词汇汇编 （自由进行代码的复合）（自由进行代码的复合） 医学信息硬件与软件的标准化医学信息硬件与软件的标准化 软件产品

8、的标准化（软件产品的标准化（HIS规范）规范） 生产和管理软件工程的标准化生产和管理软件工程的标准化 软件开发环境的标准化软件开发环境的标准化信息分类n分类定义：分类定义： 是某一领域内概念的序化和原理的序化。是某一领域内概念的序化和原理的序化。 分类准则分类准则取决于应用目的取决于应用目的 分类概念分类概念根据属性关系有序化根据属性关系有序化 属性关系属性关系表现为甲包含了乙和丙表现为甲包含了乙和丙 分类本质分类本质反映某种原理的有序化反映某种原理的有序化 主要的几类医学标准主要的几类医学标准1 1 国际疾病分类国际疾病分类ICDICD ICD 概念概念 国际疾病与相关健康问题分类表国际疾病

9、与相关健康问题分类表 （International Classification of Disease, ICD ） 是根据疾病的某些特征，按照是根据疾病的某些特征，按照规则将疾病分将疾病分 门别类，并用，并用编码的方法来表示的系的方法来表示的系统。 ICDICD已有已有110110年发展历史年发展历史 18911891年第年第1版，版，19751975年年ICD-9，19941994年年ICD10。 国际疾病分类国际疾病分类ICDICDICD-10由由世世界界卫卫生生组组织织维维护护，包包含含词词量量为为13505条条，依依据据疾疾病病的的某某些些特特征征，按按照照规规则则将将疾疾病病分分门

10、门别别类类，并并用用编编码码的的方方法法来来表表示示的系统，记录多种新型诊断及预测。的系统，记录多种新型诊断及预测。北北京京协协和和医医院院世世界界卫卫生生组组织织疾疾病病分分类类合合作作中中心负责有关疾病分类的中文事宜心负责有关疾病分类的中文事宜国际疾病分类国际疾病分类ICDICDn请 同学阅读维基百科和百度百科的解释：nhttp:/zh.wikipedia.org/wiki/ICD-10nhttp:/ n“某些传染病和寄生虫病某些传染病和寄生虫病” 1 以疾病为分类目的 2 以病因为轴心进行分类以病因为轴心进行分类 A00为霍乱，为霍乱，A01为伤寒，为伤寒， A06为阿米巴感染为阿米巴感

11、染 3 依据属性（病情和病理）进一步分目依据属性（病情和病理）进一步分目 A06.0为急性阿米巴痢疾，为急性阿米巴痢疾，A06.1为慢性肠道为慢性肠道 阿米巴病，阿米巴病， A06.3为肠道阿米巴为肠道阿米巴 4 按序化关系逐个编码按序化关系逐个编码编编 码码n编码定义编码定义 将一个表示对象或事物信息的某将一个表示对象或事物信息的某种符号种符号 （常见的是文字）转换成便于人或（常见的是文字）转换成便于人或计算识别计算识别 和处理的另一种符号体系（代码）和处理的另一种符号体系（代码）的过程。的过程。 例如例如 急性阿米巴痢疾，代码急性阿米巴痢疾，代码A06.0 编编 码码n编码的基本构件编码的

12、基本构件: 代码代码 常见代码类型：常见代码类型： 1 数字代码数字代码 2 记忆代码记忆代码 ECG（electro cardiogram） 3 分级代码分级代码 父类在上层，子类在下层父类在上层，子类在下层 S82小腿骨折小腿骨折,S82.0 髌骨骨折髌骨骨折, S82.01髌骨开放性骨髌骨开放性骨 医学信息分类编码的方法医学信息分类编码的方法n分类方法分类方法 (以药品分类为例以药品分类为例) 类目类目亚目亚目项目项目细目细目心血管类心血管类呼吸表呼吸表强心类强心类抗高血压类抗高血压类抗心律失常类抗心律失常类硝普纳硝普纳米诺地尔米诺地尔尼群地平尼群地平利尿剂利尿剂扩血管剂扩血管剂药品分类

13、药品分类l西药字典的分类代码如图 x1x2x3x4x5x6x7第一层代码第一层代码(类目类目)1位位(英文数字英文数字)第二层代码第二层代码(亚目亚目)2位位(数字码数字码) 第三层代码第三层代码(项目项目)2位（数字码）位（数字码）第四层代码（细目）第四层代码（细目）2位（数字码）位（数字码）ICD分类的原理分类的原理 依据疾病的四个主要特性，即病因、部位、依据疾病的四个主要特性，即病因、部位、 病理和病理和临床表床表现 ，形成一个多，形成一个多轴心的分心的分类系系统 ICD分类的基础是对疾病的命名分类的基础是对疾病的命名 疾病的本质和表现特性正是分类的依据疾病的本质和表现特性正是分类的依据

14、 分类与命名之间存在一种内在的对应关系分类与命名之间存在一种内在的对应关系 编码是唯一的编码是唯一的 表示了特指疾病的本质和特性表示了特指疾病的本质和特性 疾病在分类里的上下左右关系疾病在分类里的上下左右关系 ICD分类的方法 有三个层次：有三个层次：类目、亚目、细目类目、亚目、细目，各围绕一个轴心，各围绕一个轴心 类目：三位数编码，如类目：三位数编码，如S80 亚目：四位数编码，如亚目：四位数编码，如S82.0 细目：五位数编码，如细目：五位数编码，如S82.01 双重分类：双重分类：剑号与星号剑号与星号 (病因与临床表现病因与临床表现)， 如如A18.8I32.0* 索引排列方法：按汉语拼

15、音索引排列方法：按汉语拼音英文字母顺序排列，英文字母顺序排列， 第一层次是主导词，其下包括若干个修饰词第一层次是主导词，其下包括若干个修饰词 逐层依序排列逐层依序排列 聋聋 传导性传导性 单侧单侧 双侧双侧 和感音神经性和感音神经性, 混合性混合性 单侧单侧 双侧双侧 ICD的应用和意义的应用和意义 标准化：医学信息化的基础标准化：医学信息化的基础 共享性：疾病信息得到最大范围的共享共享性：疾病信息得到最大范围的共享 有利医疗管理：医疗统计的基础有利医疗管理：医疗统计的基础 有利费用管理：医疗经费控制的重要有利费用管理：医疗经费控制的重要 依据之一依据之一 2 2人人类与与兽类医学系医学系统术

16、语SNOMEDSNOMED概述概述 用于人、兽医学的结构化术语集和术语的分类用于人、兽医学的结构化术语集和术语的分类 第一版发布于第一版发布于19751975年年 人类与兽类医学系统术语人类与兽类医学系统术语 也称也称国际医学规范术语全集国际医学规范术语全集 第三版（第三版（SNOMED INTERNATIONALSNOMED INTERNATIONAL） SNOMEDSNOMED的的结构构T-00000 皮肤系统皮肤系统 T-01000 皮肤皮肤 T-01200 真皮真皮 T-01220 真皮乳头真皮乳头 T-01221 网状真皮网状真皮SNOMEDn是当前国际上广为使用的一种临床医学术语标

17、准，涵盖大多数方面的临床信息，如疾病、所见、操作、微生物、药物等，可以协调一致地在不同的学科、专业和照护地点之间实现对于临床数据的标引、存储、检索和聚合，便于计算机处理。包含词量为1166529条。SNOMED的应用的应用 将将人人、兽兽医医学学术术语语进进行行结结构构化化的的分分类类和和编编码码，使使得得原原有有的的医医学学术术语语标标准准化化，为为计计算算机机处处理理奠奠定了基础定了基础 有利于医学信息共享和提高医疗质量有利于医学信息共享和提高医疗质量 术语代码拥有医学知识表达的许多特征术语代码拥有医学知识表达的许多特征 具开放式的数据结构具开放式的数据结构 可灵活地进行搭配、组装、合成可

18、灵活地进行搭配、组装、合成 适用于适用于电子病子病历，并支持，并支持专家系家系统 基因本体GOn美国基因本体协会创建与维护的基因本体GO（gene ontology）在生物信息学领域中广泛使用的本体，用于创建共享的生物信息资源，允许业界利用公共词汇和语义描述基因产品，提供在不同数据库中的基因产品的一致性描述。基因本体GOnGO主要包括三大独立的本体: 生物过程（biological process）、分子功能（molecular function）和细胞组件（cellular component）。基因本体GOnGene Ontology是一个使用有控制的词汇表和严格定义的概念关系。n在基因表

19、达谱分析中，GO常用于提供基因功能分类标签和基因功能研究的背景知识。利用GO的知识体系和结构特点，旨在发掘与基因差异表达现象关联的单个特征基因功能类或多个特征功能类的组合。基因本体GOnGO的思想大概如下：对于一个基因产品（蛋白质或RNA），用某些词汇来描述它是干什么的或位于细胞哪里、或者参与了哪个生物过程，而这些词汇就是来自GO的Term。Term是GO里面的基本描述单元n结构如下：Accession： GO:0005515 Ontology： molecular function Synonyms： related: alpha-2 macroglobulin receptor-assoc

20、iated protein activity related: protein degradation tagging activity related: protein tagging activity exact: protein amino acid binding alt_id: GO:0045308 Definition： Interacting selectively with any protein or protein complex (a complex of two or more proteins that may include other nonprotein mol

21、ecules). source: GOC:go_curators Comment： None Subset：UMLSnUMLS (Unified Medical Language System)是美国国家医学图书馆建立的关于生物医学和健康的知识组织体系。UMLSnUMLS共有三个知识源数据库，它们是Metathesaurus、语义网络（Semantic Network）和专家词典（SPECIALIST lexicon）。UMLS知识源数据库被设计为多种用途，能用于多种类型的信息系统，如病例、科学文献、索引和公共健康数据。UMLSnMetathesaurus是一个非常大的、多用途、多语言词汇库，

22、来源于各种叙词表、分类表、编码集、用于病人护理的可控词汇表、健康服务表、公共健康统计、生物医学文献目录和索引以及基础医学、临床医学和健康服务的研究文献等。UMLSn语义网络（Semantic Network）的目的是提供Metathesaurus中所有概念的统一分类和一系列概念之间的关系。语义网络由两部分组成：一组较为宽泛的主题类目，也称语义类型；一组语义类型之间的关系，或称语义关系。UMLSn专家词典（Specialist Lexicon）是NLM建立的三个知识源数据库之一，是UMLS项目的组成部分。专家词典的作用是为自然语言处理系统提供词汇信息。专家词典的词汇包括通用英语词汇和生物医学专业

23、词汇。生物信号和医学图像处理生物信号和医学图像处理n病历中含有大量与人体生物信号和医学图病历中含有大量与人体生物信号和医学图像相关的信息，如心电图、像相关的信息，如心电图、X X线片、造影线片、造影录像等。纸质病历只能以纸质介质保存相录像等。纸质病历只能以纸质介质保存相关的曲线、图像，而不得不抛弃了录音、关的曲线、图像，而不得不抛弃了录音、录象等信息。录象等信息。 n数字化仪器设备所提供的信息，应用数字化仪器设备所提供的信息，应用PACSPACS，LISLIS等医学信息系统的信息都可以通过等医学信息系统的信息都可以通过不同的接口，将信息整合到电子病历中。不同的接口，将信息整合到电子病历中。 D

24、ICOM标准标准 n产生背景：产生背景： 医学图像设备产生的图像格式由生产厂商自定义，医学图像设备产生的图像格式由生产厂商自定义，无统一标准。无统一标准。 随着医学图像技术的发展和随着医学图像技术的发展和PACS的出现，需要的出现，需要在同一终端上显示不同设备的图像，建立统一在同一终端上显示不同设备的图像，建立统一的图像显示和传输标准的需求由此提出。的图像显示和传输标准的需求由此提出。DICOM标准标准 n医学数字成像和通信标准医学数字成像和通信标准(Digital Imaging and Communication in Medicine，DICOM) 目的是为推动与设备型号或生产厂目的是为

25、推动与设备型号或生产厂家无关的、开放式的医疗数字影像的传输家无关的、开放式的医疗数字影像的传输与交换。促使与交换。促使PACS的发展并和其他各种医的发展并和其他各种医院信息系统的整合，允许所产生的信息能院信息系统的整合，允许所产生的信息能广泛地经由不同的设备来访问。广泛地经由不同的设备来访问。 DICOM标准标准 n医学医学DICOM是由美国放射学院（是由美国放射学院（American College of Radiology ，ACR） 和美国国和美国国家电器制造学会（家电器制造学会（National Electrical Manufacturers Association ，NEMA）组成

26、的联合委员会，于组成的联合委员会，于1982年开始研制，年开始研制，并逐渐完善和发展所形成的医学数字图像并逐渐完善和发展所形成的医学数字图像及传输标准。及传输标准。 DICOM标准标准 n1985年公布年公布1.0版版(ACR-NEMA V1.0) n1988年公布年公布2.0版，增加版，增加HIS/RIS联接后改联接后改为为DICOM n1993年公布年公布DICOM3.0版：内容从只提供点版：内容从只提供点对点的通信标准，扩充到支持开放式系统对点的通信标准，扩充到支持开放式系统互联以及互联以及TCP/IP等计算机网络的工业标准，等计算机网络的工业标准，从只支持放射图像到支持内窥镜、病理等从

27、只支持放射图像到支持内窥镜、病理等其他图像。其他图像。DICOM标准标准 n医学数字成像设备的图像输出：医学数字成像设备的图像输出： 符合符合DICOM标准：标准：PACS直接采集。直接采集。 不符合不符合DICOM标准：标准：PACS转换为转换为DICOM标准标准图像后采集。图像后采集。DICOM标准标准 n1985年公布年公布1.0版版(ACR-NEMA V1.0) n1988年公布年公布2.0版，增加版，增加HIS/RIS联接后改联接后改为为DICOM n1993年公布年公布DICOM3.0版：内容从只提供点版：内容从只提供点对点的通信标准，扩充到支持开放式系统对点的通信标准，扩充到支持

28、开放式系统互联以及互联以及TCP/IP等计算机网络的工业标准，等计算机网络的工业标准，从只支持放射图像到支持内窥镜、病理等从只支持放射图像到支持内窥镜、病理等其他图像。其他图像。DICOM 标准内容标准内容 n第第1部分部分 给出了标准的设计原则。给出了标准的设计原则。n 第第2部分部分 介绍了介绍了DICOM标准的一致性概念。标准的一致性概念。 n第第3部分部分 描述了信息对象的定义方法。描述了信息对象的定义方法。 n第第4部分部分 服务类的说明。服务类的说明。n第第5部分部分 数据结构及语意。数据结构及语意。 n第第6部分部分 数据字典。数据字典。 n第第7部分部分 消息消息(messag

29、e)交换。交换。 n第第8部分部分 消息交换的网络通讯支持。消息交换的网络通讯支持。n 第第9部部分分 说说明明DICOM如如何何支支持持点点对对点点消消息息通通信信的的服服务务和和协议。协议。n第第10、11、12部分部分 定义了定义了DICOM文件的存储方式。文件的存储方式。n第第13部部分分 DICOM打打印印管管理理的的点点对对点点通通信信支支持持。第第14部部分分 说明了灰度图像的标准显示功能。说明了灰度图像的标准显示功能。 HL7 不同系不同系统的集成，必的集成，必须建立在各方均建立在各方均 支持同支持同样消息消息标准的基准的基础上。上。 HL7HL7为各个系各个系统提供一套提供一

30、套标准的准的统一一 的接口的接口。 HL7的数据组成的数据组成nHL7数据由表数据由表(Table)和消息和消息(Message)构成。构成。 每个每个消息隶属于一种消息格式（消息隶属于一种消息格式（v2.4有有84种），消息由种），消息由“区段区段”、“位位”、“元素元素”、“副元素副元素”组成。组成。 例如例如“病人入院病人入院”讯息就包含了讯息就包含了“病人身份证明（病人身份证明（Patient IDentification, PID）”区段，区段，PTD区段里又包含了病人区段里又包含了病人姓名、年龄、住址、电话等姓名、年龄、住址、电话等“位位”。nHL7不仅包括组合消息的语法，而且允许

31、定义所谓的触发不仅包括组合消息的语法，而且允许定义所谓的触发事件。事件。 HL7将现实中的各种医疗行为归纳为一些典型事件，将现实中的各种医疗行为归纳为一些典型事件，例如例如“病人入院病人入院”就是一个事件。消息是根据触发事件被就是一个事件。消息是根据触发事件被传输达接受方。传输达接受方。 HL7HL7实现方法方法第一是采用点对点通讯方法以实现不同系第一是采用点对点通讯方法以实现不同系统的对接；统的对接； 第二种采用第二种采用HL7 HL7 服务器（服务器（HL7 ServerHL7 Server）的）的方法实现，方法实现，HL7 ServerHL7 Server实际上是应用服务实际上是应用服务

32、器，形成基于器，形成基于HL7HL7接口的中心数据库，这样接口的中心数据库，这样可以减少接口数量，提供系统的可靠性。可以减少接口数量，提供系统的可靠性。HL7的本土化的本土化 HL7数据结构是基于欧、美国情建立的数据结构是基于欧、美国情建立的 HL7应予以本土化应予以本土化 国国家家卫卫生生部部提提出出要要完完成成 HL7和和DICOM3的的汉化和推广方法：汉化和推广方法： 建立符合我国国情的HL7标准库 开发研制HL7消息的构造器/解析器 构造本土化的HL7消息 HL7HL7的的应用用现行现行HISHIS内部互连采用内部互连采用 n 直接打开数据直接打开数据库， n 读写数据表的方法。写数据

33、表的方法。 简捷方便，但很不安全。简捷方便，但很不安全。 不利于不同公司开发的子系统互连不利于不同公司开发的子系统互连 n 产生生错误难以确定修复，以确定修复， n 甚而造成甚而造成HISHIS瘫痪。 HL7HL7是医院内信息交是医院内信息交换的通用的通用标准，准， n 可整合可整合HISHIS中不同子系中不同子系统， n 进行数据交行数据交换，减少数据重复，减少数据重复， n 提高交互效率，避免重复采集。提高交互效率，避免重复采集。 XMLXML（Extensible Markup LanguageExtensible Markup Language） “可延伸标示语言可延伸标示语言” nX

34、MLXML是一种是一种结构化的内容描述构化的内容描述语言，言， 不不仅仅可可以以描描述述内内容容，还还可可以以定定义义所所描描述述对对象象的的结结构构。要要使使交交换换的的内内容容为为对对方方所所“理理解解”和和处处理理，还还必必须须有有交交换换双双方方约约定定一一致致的的描描 述述 结结 构构 ， 即即 DTDDTD（ Document Document Type Type Definition,Definition,文件类型定义文件类型定义）。）。 n19981998年年W3CW3C组织将将HL7HL7与与XMLXML结合合, ,以以强化化功功能。能。作用nICD介绍介绍(ICD基本知识基本知识 与与 具体应用具体应用)nSNOMED 介绍介绍(基本知识基本知识 与与 具体应用具体应用)nGO介绍介绍(基本知识基本知识 与与 具体应用具体应用)nUMLS介绍介绍(基本知识基本知识 与与 具体应用具体应用)nDICOM介绍介绍(基本知识基本知识 与与 具体应用具体应用)nHL7介绍介绍(基本知识基本知识 与与 具体应用具体应用)nMeSHnRxNormn生物信息资源nUniProtnMedline