第一章 绪论 2
第一节 数字医学的概念与基本内涵 2
第二节 数字医学的基本特征 5
一、学科交叉与融合性 5
二、数字技术应用的广泛性 6
三、数字技术渗透的全面性 6
四、数据传输的快捷性 6
五、信息选择的多样性 7
六、资源共享的便捷性 7
七、研究与实践的同步性 8
第三节 数字医学产生的理论与实践基础 8
一、产生数字医学的社会因素 9
二、产生数字医学的学术因素 11
第四节 数字医学研究与发展现状 17
一、数字化人体的研究 18
二、数字医疗设备设计与制造 19
三、数字医疗技术与应用 19
四、数字化医院建设与发展 21
第五节 数字医学的发展趋势 21
一、数字医学的基础理论研究和应用基础研究将会在国家层面受到进一步的重视 22
二、数字医学的临床应用研究将会掀起前所未有的热潮 22
三、数字医疗仪器设备将向着精准化、智能化、人性化、小型化、微无创化、无线网络化方向快速发展 23
四、数字医学的发展会催生新的学科群和新的医疗机构、新的管理体制的建立 23
五、数字化医院、数字化医疗卫生网络建设及远程诊疗将得到很快发展 23
六、数字医学的学术队伍和学术组织会快速发展 24
第二章 数字医学的数学基础 27
第一节 概述 27
一、图像处理概述 27
二、图像处理中的数学方法概述 28
第二节 医学图像处理中的数学基础 28
一、基本概念 28
二、基本数学符号 31
三、基本数学知识 31
四、统计学基本方法 35
第三节 图像处理的数学方法与建模 37
一、图像处理的数学方法简介 37
二、数学建模的基本原理 40
三、图像分割的数学建模 41
四、图像配准的数学建模 45
第四节 深度学习理论在医学图像处理中的应用 49
一、概述 49
二、基于深度学习的超声甲状腺结节智能诊断 51
第三章 数字医学图像处理与三维重建 56
第一节 概述 56
第二节 数字医学图像的基础知识与预处理 57
一、数字医学图像 57
二、数字医学图像预处理 59
第三节 数字医学图像的分割 63
一、医学图像分割的基本概念及表达方式 64
二、常用医学图像分割方法 65
三、医学图像分割在临床和医学研究中的应用 77
第四节 数字医学图像配准 84
一、医学图像配准基本概念 85
二、医学图像配准基本原理 87
三、医学图像配准基本方法 91
四、医学图像配准应用实例 94
第五节 数字医学图像的三维重建与可视化 95
一、数字医学图像的三维重建 96
二、数字医学图像的三维可视化 100
第六节 临床诊断的立体定量评估 109
一、定量评估对临床诊断的指导意义 109
二、定量评估的基础知识 110
三、立体定量评估 117
第四章 数字化虚拟仿真技术及其在医学中的应用 127
第一节 概述 127
一、数字化虚拟仿真的概念 127
二、数字化虚拟仿真的必要性 128
三、数字化虚拟仿真的历史沿革 130
第二节 虚拟仿真基本技术 134
一、数字化虚拟仿真模型构建 135
二、数字化虚拟仿真硬件装置 144
三、数字化虚拟仿真算法和软件 151
四、数字化虚拟仿真系统集成技术 162
五、数字化虚拟仿真系统评价技术和规范 163
第三节 虚拟仿真技术在医学实践中的应用 165
一、基于医学数字化仿真的手术模拟器系统 166
二、基于数字化仿真的医学诊断和治疗系统 172
第五章 数字化人体与数字解剖学 177
第一节 概述 177
一、数字解剖学的特点与优势 177
二、数字解剖学的发展 178
三、数字解剖学研究的几项关键技术 179
四、数字解剖学在医学教育中的应用 183
第二节 数字人 185
一、概述 185
二、数字人的发展阶段 186
三、人体形态结构的数字化 189
四、解剖学知识的数字化与建模 199
五、数字解剖模型 202
第三节 数字解剖技术 207
一、数字解剖断层 207
二、虚拟解剖操作 208
第四节 数字解部的典型应用 209
一、数字化脑 210
二、数字化肝 213
第五节 数字解剖学教学 215
一、数字解剖学教学系统的基本组成 216
二、数字解剖学教学理念及其特点 217
三、主要的数字解剖学教学系统 218
四、数字解剖实验室 219
第六章 数字化影像诊断 223
第一节 数字化X线影像技术 223
一、数字化X线摄影（DR）的诊断应用 223
二、数字化X线摄影（DR）的应用展望 226
第二节 CT影像技术 226
一、CT后处理技术的诊断应用 227
二、CT影像诊断的应用 229
三、CT影像的应用展望 238
第三节 数字减影血管造影技术和介入放射学影像技术 238
一、数字减影血管造影的诊疗应用 239
二、数字技术在介入放射学的诊疗应用 240
三、数字减影血管造影和介入放射学技术的应用展望 246
第四节 超声影像技术 246
一、数字化超声影像的诊断应用 247
二、数字化超声影像新技术及展望 252
第五节 磁共振影像技术 258
一、MRI后处理技术的诊断应用 259
二、MRI影像诊断的应用 267
三、MRI影像的应用展望 271
第六节 核医学影像技术 273
一、数字化核医学的诊断应用 273
二、数字化核医学的应用展望 282
第七节 分子影像学技术 283
一、数字化分子影像学的成像原理 283
二、数字化分子影像学的诊断应用 289
三、数字化分子影像学的应用展望 293
第七章 数字医学在外科手术中的应用 297
第一节 概述 297
一、计算机辅助外科手术 297
二、数字医学在外科手术中的应用 299
第二节 外科疾病三维重建 305
一、三维重建技术对外科疾病诊治的意义 305
二、医学图像三维重建基本方法 306
三、三维重建常见数据来源及方法 307
四、三维重建技术在外科疾病的应用 309
第三节 外科疾病3D打印 313
第四节 手术模拟与仿真 313
一、手术模拟与仿真系统的研究概况 314
二、手术仿真系统的特点和构成 314
三、手术仿真系统及其器械的研发 315
四、手术模拟与仿真技术的用途 318
五、手术模拟与仿真技术的临床应用 319
第五节 手术规划 328
一、腹部外科 328
二、骨科 336
三、颅面外科 337
第六节 手术导航 339
一、外科手术导航的概念 339
二、手术导航系统的工作原理和基本操作步骤 339
三、手术导航系统的分类 341
四、手术导航发展历史 342
五、手术导航系统在各个领域的应用 344
六、外科手术导航的优势与不足 347
七、展望与思考 348
第七节 三维可视化技术在乳腺肿瘤诊治中的应用 349
一、数字医学在乳腺肿瘤诊断中的应用 350
二、数字医学在乳腺肿瘤治疗中的应用 351
第八节 数字医学在整形外科的应用 357
一、数字化医学人体测量与美学评估 357
二、计算机辅助手术设计与虚拟手术 363
三、计算机辅助制造 365
四、有限元技术 366
五、术中导航与医用机器人 367
第八章 医学3D打印 371
第一节 概述 371
一、医学3D打印的概念与基本内涵 371
二、医学3D打印的理论与实践基础 371
三、医学3D打印的沿革 373
第二节 医学3D打印的原理与技术 374
一、医学3D打印的基本流程 374
二、医学3D打印的技术分类 375
三、医学3D打印材料 378
第三节 医学3D打印的临床应用 382
一、3D打印解剖模型 382
二、3D打印手术辅助工具 390
三、3D打印个性化辅具 394
四、3D打印内植入物 397
五、3D打印技术在临床应用中的不足 399
第四节 发展趋势与展望 400
一、医学3D打印技术在工程化组织、器官构建中的发展与应用 400
二、医学3D打印的技术革新 408
三、医学3D打印新材料的研发 411
第九章 医用机器人 418
第一节 概述 418
第二节 医用机器人的分类和技术特点 419
一、手术机器人 419
二、康复机器人 429
三、医院服务机器人 432
第三节 机器人手术的一般工作流程 434
一、术前准备 434
二、术中操作 435
三、术后评估 437
第四节 手术机器人技术研发 438
一、图像手术导航技术 438
二、手术机器人 441
三、机器人控制 445
四、手术机器人力觉 446
第五节 未来发展趋势与展望 448
一、手术机器人 448
二、康复机器人 449
三、护理机器人 449
四、软体机器人 450
五、研究趋势 450
第十章 数字化医疗设备 454
第一节 数字化医疗设备概述 454
一、数字化医疗设备的发展、定义和优势 454
二、数字化医疗设备的典型结构与主要特点 455
第二节 X线诊断设备 457
一、普通X线机 457
二、计算机X线成像设备 461
三、数字X线摄影系统 463
四、数字减影血管造影设备 465
五、X线计算机断层成像设备 467
第三节 磁共振成像设备 474
一、磁共振成像基本原理 474
二、磁共振成像设备 476
三、磁共振成像技术的优缺点及临床应用 477
第四节 核医学影像设备 478
一、SPECT成像设备 479
二、PET成像设备 481
第五节 超声成像设备 483
一、超声成像基本原理 484
二、超声成像设备 485
三、数字化技术在超声成像设备中的应用 487
四、数字超声成像设备的典型结构 489
第六节 医疗可穿戴设备 490
一、医疗可穿戴设备概述 490
二、医疗可穿戴设备的关键技术及发展 492
第七节 数字化医疗设备展望与发展趋势 494
一、数字化医疗设备的未来发展趋势 494
二、数字化医疗设备展望 495
第十一章 数字化医院建设 498
第一节 数字化医院概述 498
一、数字化医院内涵 498
二、数字化医院构成 498
三、数字化医院的发展阶段 499
四、数字化医院建设意义和作用 500
第二节 数字化医院组成 500
一、电子病历 500
二、基于电子病历的医院信息平台建设 502
第三节 数字化医院主要信息系统及其应用 507
一、医院管理信息系统 507
二、医师工作站 510
三、护理信息系统 512
四、检验信息系统 513
五、医学影像归档与通信系统 516
六、药事管理信息系统 519
七、手术麻醉信息系统 521
八、重症监护信息系统 523
第四节 数字化医院建设面临的挑战和未来发展趋势 524
一、数字化医院建设面临的挑战 524
二、未来发展趋势 526
第十二章 区域数字化医疗网络建设 532
第一节 区域数字化医疗网络概述 532
一、区域数字化医疗网络概念 532
二、区域数字化医疗网络建设目的与意义 532
第二节 区域数字化医疗网络信息系统 535
一、电子健康档案 535
二、区域医疗影像中心信息系统 539
三、区域检测检验中心信息系统 542
四、远程医疗信息系统 544
第三节 基于健康档案的区域数字化医疗综合管理平台 548
一、区域数字化医疗综合管理平台的概念 548
二、基于电子健康档案的区域数字化医疗综合管理平台的功能与架构 548
三、综合管理平台标准规范与安全体系 554
第四节 区域数字化医疗网络发展趋势 556
一、卫生决策支持系统促进资源优化配置 556
二、居家养老信息系统促进健康管理 560
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