BIO200 Informasjonsteknologi og bioinformatikk

Innhold og oppbygning

Emnet gir innføring i informasjonsteknologi relatert til bioingeniørfaget.

Informasjonsteknologi; Emnet gir studentene grunnleggende kunnskaper om IKT, oppbygging og organisering av IKT-systemer og relaterte arbeidsprosesser i helsesektoren. Studentene skal få økt forståelse for hvilken funksjon IKT har innen medisinske laboratorier og laboratorieanalyser og helsevesenet som helhet. En slik kompetanse vil bidra til bedre samhandling og kommunikasjon med andre aktører som bidrar til utvikling, organisering og drift av informasjonsteknologi; både databaser, servere, ulike programvarer og styringssystemer for instrumentering.

Programmering; Kurset gir grunnleggende opplæring i programmering ved bruk av Python. Python er et allsidig programmeringsspråk, men med en overkommelig brukerterskel, og det har mange relevante utvidelser og det har blitt et populært programmeringsspråk innen biologisk - medisinsk forskning. Kunnskap i et programmeringsspråk gir verdifull forståelse i hvordan datamaskiner fungerer og samhandler. Python har en mengde avanserte utvidelser som gir brukeren mulighet til kunstig intelligens (AI), maskinlæring og avanserte statistiske analyser og med kobling til databaser.

Analyse og statistikkverktøyet R; R er et meget avansert analyseverktøy med programmeringsmuligheter. Vi fokuserer på bruk av R til å ta inn, bearbeide, eksportere, analysere og visualisere data. Ved håndtering av store datamengder er det verdifullt å ha gode verktøy for å hjelpe å peke på eller trekke ut viktig informasjon. Visualisering av data er en god måte å få oversikt over komplekse data. 

Bioinformatikk; spiller i stadig økende grad en sentral rolle innen medisinske laboratorieanalyser. Hensikten med emnet er å gi studenten en grunnleggende innføring i biologiske databaser, databehandling og analyser der bioinformatiske verktøy anvendes.

Videre vil en fokusere på anvendelse av tilgjengelig verktøy og databaser for å analysere gener og proteiner. Lovverk, muligheter og begrensninger innen fagfeltet berøres også.

Innhold

Informasjonsteknologi

• Hva er informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT) og hvilken funksjon har IKT innenfor medisinske laboratorier og helsevesenet som helhet. 
• Grunnleggende faguttrykk innenfor IKT og standardisering av begrepsbruk
• Lover og regler om informasjonssikkerhet, datasikkerhet, pasientsikkerhet og personvern 
• Sammenhenger og organisering av IKT innenfor helsesektoren
• Elektronisk pasientjournal
• Laboratorieinformasjonssystemer (LIS), mellomvareløsninger og styringssystemer for analyseinstrumenter
• Kunstig intelligens (AI) og mønstergjenkjenning omtales

Programmering

• Lære prinsipper ved programmering og hvordan datamaskinen tolker programmeringsinstruksene
• Bruke Python som et programmeringsverktøy til å bearbeide og analysere biologiske data. 
• Lære gode programmeringsrutiner 

Analyseverktøyet R

• Bruke analyseverktøyet R. R er en meget avansert databehandling, statistikk, analyse og visualiseringsverktøy med programmeringsmuligheter og mange utvidelser.
• Importere data fra forskjellige datakilder. 
• Inspisere data
• Sortere, omforme og bearbeide data
• Analysere og visualisere data

Bioinformatikk

• Hva er databaser og hvordan strukturere og organisere informasjon i en database (
• Biologiske Databaser
• Biobanker
• Analyse av nukleinsyre- og proteinsekvenser
• Parvise og multiple sekvenssammenstillinger (BLAST)
• Proteinkarakterisering
• Evolusjon og fylogeni
• Eksempler på bioinformatiske analysemetoder anvendt i rutinediagnostikken / medisinske laboratorier
• Persontilpasset medisin

Læringsutbytte

Etter gjennomført emne har studenten følgende læringsutbytte definert i kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskaper

• Kan gjøre rede for den overordnede, grunnleggende oppbyggingen og organiseringen av IKT ved medisinske laboratorier og innen helsevesenet som helhet
• Har kjennskap til informasjonsteknologi, herunder laboratorieinformasjonssystemer (LIS), mellomvareløsninger og styringssystemer for analyseinstrumenter
• Har kjennskap til lover og regler (og systemer) som sikrer pasientsikkerhet
• Kan beskrive sentrale bioinformatiske verktøy og databaser, samt forklare grunnleggende prinsipper og anvendelse av utvalgte bioinformatiske analysemetoder
• Kan gjøre rede for anvendelse av bioinformatikk innen persontilpasset medisin
• Kjenner til lover og regler som regulerer opprettelse, godkjenning og bruk av databaser innen fagområdet medisin og helse

Ferdigheter

• Kan beherske grunnleggende begreper innen IKT
• Har digital kompetanse og kan anvende IKT-systemer i henhold til lover og regler om datasikkerhet og personvern
• Kan utføre grunnleggende bioinformatiske analyser
• Kan tilegne seg ny kunnskap og oppdatere seg om bioinformatiske verktøy
• Har evne til kritisk tenkning og refleksjon rundt de muligheter og begrensninger som ligger i fagfeltet Bioinformatikk
• Har en basal kunnskap i programmering og hvordan datamaskiner virker og samhandler, og forstår hvor de interaggerer med feks. databaser.

Generell kompetanse

• Kan dokumentere og formidle sin IKT- kunnskap innen fagfeltet
• Kan utveksle synspunkter og erfaringer samt evner å oppdatere sin kunnskap gjennom informasjonsinnhenting, kontakt med fagmiljøet og yrkesfeltet
• Kan kommunisere med andre aktører i helsevesenet om IKT-relaterte temaer
• Kan planlegge og gjennomføre bioinformatiske analyser på et datamateriale ut fra en gitt problemstilling
• Kan forholde seg kritisk til fagstoff fra ulike databaser og nettsider, samt henvise til disse som kilder.
• Kunne ta data fra forskjellige kilder, sortere, omforme, analysere, visualisere og eksportere data til videre bruk

Krav til forkunnskaper

Tilsvarende krav til opptak i andre studieår som definert i studieplan for bioingeniørutdanningen.

Anbefalte forkunnskaper

BIO174 Cellebiologi

BIO172 Biostatistikk

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger, oppgaveløsning, prosjektarbeid, dataøvelser.

Obligatorisk læringsaktivitet

Informasjonsteknologi (1 sp)

• Obligatorisk deltagelse på seminar som går over flere dager.
• Som gruppe; levere en oppgave/et refleksjonsnotat som tar opp et forelesningsemne eller et kapittel i læreboken. Gruppen skal også lage en presentasjon som vil gjøres tilgjengelig for hele kullet.

Programmering Python (2 sp)

• Obligatoriske praksisøvelser (1 uke)
• Levere obligatoriske oppgaver

Analyseverktøyet R (2 sp)

• Obligatoriske praksisøvelser (1 uke)
• Levere 10 obligatoriske oppgaver

Bioinformatikk (5 sp)

• Obligatoriske praksisøvelser (1 uke)
• Levere 10 obligatoriske oppgaver

 

Dataøvelsene og oppgavene kan totalt leveres inn to ganger for godkjenning.

Alle dataøvelsene må være gjennomført til fastsatte frister og være godkjent før eksamen kan avlegges. 

Obligatoriske oppgaver i programmering og R, og deltagelse ved seminaret i informasjonsteknologi må være godkjent for å ta eksamen i faget.

Godkjente obligatoriske arbeidskrav er gyldige seks påfølgende semestre.

Det settes kun opp ett sett med praksisøvelser i emnet. Studenter som er fraværende, eller av andre grunner ikke får godkjent obligatorisk praksisøvelser, må vente til neste gang emnet settes opp.

Vurderingsform

Skriftlig hjemmeeksamen, 5 timer.

Eksamen vil bli avholdt digitalt på Wiseflow.

Tid og sted for eksamen blir opplyst på Studentweb.

Studentene må bruke egen datamaskin (PC/Mac). Programvaren som er nødvendig for å gjennomføre eksamen må være installert og testet i forkant.

Karakterskala; Bestått/Ikke bestått

Hjelpemidler ved eksamen

Alle hjelpemiddel er tillat. Datamaskin med tilgang til internett. Det er tillatt å benytte seg av forelesningsnotater og lærebøker.

Oppgavene skal løses individuelt og det er ikke lov å samarbeide.

Mer om hjelpemidler

Faglig overlapping

• BIO127 - Anvendt Bioinformatikk - Reduksjon: 5 studiepoeng