第1章 低成本健康 1
1.1 国家重大战略需求 1
1.1.1 基层卫生现状与趋势 1
1.1.2 国家基层卫生政策发展现状 3
1.2 低成本健康的重要性与必要性 6
1.2.1 发展基层低成本健康卫生事业的重要性 6
1.2.2 发展基层低成本健康卫生事业的必要性 8
1.3 低成本健康集成技术发展趋势及产业现状 9
1.3.1 技术发展趋势 9
1.3.2 国内外研发现状 11
1.3.3 低成本健康集成技术国内外产业应用现状 13
1.4 本章小结 15
参考文献 15
第2章 集成技术的现状、挑战及展望 19
2.1 集成技术的定义及其内涵 19
2.2 集成技术的研究现状及其实际应用 21
2.2.1 集成技术在国防等工业的应用 21
2.2.2 集成技术在机器人等工业的应用 23
2.2.3 集成技术在电动汽车等工业的应用 25
2.2.4 集成技术在智能建筑等工业的应用 26
2.2.5 集成技术在低成本健康等工业的应用 28
2.2.6 集成技术在微电子等工业的应用 29
2.2.7 集成技术在云计算等工业的应用 30
2.3 集成技术面临的挑战与对策 31
2.4 集成技术的未来及其展望 33
2.5 本章小结 36
参考文献 36
第3章 低成本健康集成技术体系 38
3.1 低成本健康集成技术 38
3.1.1 医用X射线成像技术 38
3.1.2 生物芯片与微流控技术 39
3.1.3 医学集成电路设计 42
3.1.4 声肌图与运动健康 44
3.1.5 人体运动信息 44
3.1.6 无线体域网 46
3.2 集成技术创新应用 47
3.2.1 医用内窥镜系统 47
3.2.2 影像引导介入治疗系统 48
3.2.3 低成本血液透析设备 50
3.2.4 生命体征监护设备 51
3.2.5 居家健康感知设备 53
3.2.6 低成本健康海云示范工程 54
3.3 本章小结 56
参考文献 56
第4章 X射线影像诊断技术 58
4.1 X射线影像设备发展简史 58
4.2 新型CT设备 61
4.2.1 新型锥束CT 61
4.2.2 C型臂X光机 62
4.3 图像重建算法 63
4.3.1 迭代重建法 64
4.3.2 解析重建法 66
4.3.3 感兴趣区域局部图像重建 70
4.4 伪影校正 71
4.4.1 环状伪影的校正 71
4.4.2 金属伪影的校正 73
4.4.3 运动伪影校正 74
4.5 本章小结 76
参考文献 76
第5章 生物芯片及其应用 79
5.1 基因芯片 80
5.1.1 基因芯片概述 80
5.1.2 基因芯片的应用 82
5.2 蛋白质芯片 97
5.2.1 蛋白质芯片概述 97
5.2.2 蛋白质芯片的应用 98
5.3 细胞芯片和组织芯片 103
5.3.1 细胞芯片和组织芯片概述 103
5.3.2 细胞芯片和组织芯片的应用 105
5.4 微流控芯片 107
5.4.1 微流控芯片概述 107
5.4.2 微流控芯片的应用研究 108
5.4.3 微流控芯片检测技术的应用现状 117
5.5 本章小结 117
参考文献 118
第6章 医学集成电路设计 131
6.1 医疗电子的研究背景与研究现状 131
6.2 我国医疗电子产业面临的机遇 133
6.3 医学集成电路技术应用概要 134
6.4 医学集成电路的设计考虑 136
6.4.1 微弱的信号 136
6.4.2 采集环境的噪声干扰 136
6.4.3 非理想的采集接口 137
6.4.4 低功耗应用要求 137
6.5 移动医疗芯片的设计 138
6.5.1 移动医疗芯片的系统架构 138
6.5.2 多通道模拟前端集成电路设计 141
6.5.3 电源管理芯片 143
6.5.4 人体通信收发芯片 144
6.5.5 数字信号协处理器 148
6.5.6 移动医疗所面临的挑战 151
6.6 本章小结 152
参考文献 152
第7章 声肌图与运动健康 155
7.1 1D声肌图在运动健康和康复工程的应用 155
7.1.1 1D声肌图原理和装置 155
7.1.2 1D声肌图引导的康复训练 156
7.1.3 1D声肌图引导的假肢控制 157
7.1.4 1D声肌图的潜在应用概述 158
7.2 声肌图用于研究人体动作 158
7.3 声肌图用于研究人体动作 161
7.3.1 基于超声影像的肌肉骨骼系统的形态学测量 161
7.3.2 肌肉运动估计及可视化系统 165
7.4 声肌图应用实例 167
7.4.1 肌肉疲劳估计 168
7.4.2 在假肢控制中的应用 169
7.4.3 手指姿态识别 171
7.4.4 手指动作识别 172
7.4.5 声肌图为核心的多模传感信息与摔倒风险评估 173
7.5 本章小结 174
参考文献 174
第8章 人体运动信息智能感知技术及应用 177
8.1 基于惯性传感信息的人体运动感知技术 177
8.1.1 惯性人体传感器网络 177
8.1.2 基于惯性传感信息的人体运动分析技术 179
8.1.3 应用实例 181
8.2 基于足底压力信息的人体运动感知技术 183
8.2.1 足底压力信息的重要性 183
8.2.2 基于足底压力信息的人体运动分析技术 183
8.2.3 应用实例 189
8.3 人体防跌预警感知技术研究新进展 192
8.3.1 跌倒预防研究的重要性 192
8.3.2 人体跌倒检测研究进展 192
8.3.3 人体跌倒防护研究进展 199
8.3.4 研究前景展望 209
8.4 本章小结 210
参考文献 210
第9章 无线体域网 216
9.1 无线体域网 216
9.1.1 无线体域网应用及技术要求 217
9.1.2 无线体域网无线通信频段 220
9.2 IEEE 802.15.6 221
9.2.1 一般框架元素 221
9.2.2 物理层概述 224
9.2.3 MAC层概述 226
9.3 人体通信 227
9.3.1 电容耦合 228
9.3.2 电流耦合 230
9.3.3 两种耦合方式的对比 230
9.4 无线体域网中的天线 231
9.4.1 无线体域网天线设计的国内外现状 232
9.4.2 无线体域网的天线应用 236
9.4.3 无线体域网的天线设计的挑战 238
9.5 无线体域网中的信道建模 239
9.5.1 人体对无线体域网天线设计的影响以及人体建模 239
9.5.2 衰落信道 240
9.5.3 统计模型 241
9.5.4 Fritchman模型 243
9.6 本章小结 245
参考文献 245
第10章 医学内窥镜 248
10.1 内窥镜发展现状 248
10.1.1 发展历史 248
10.1.2 国内外现状和发展趋势 250
10.2 内窥镜构造原理和分类 250
10.3 医学内窥镜诊断 253
10.4 医学内窥镜治疗 254
10.4.1 内窥镜治疗种类 254
10.4.2 内窥镜治疗方法 256
10.4.3 内窥镜手术的特点 256
10.5 医学内窥镜的清洁、消毒和维护保养 257
10.6 医学内窥镜的临床应用 257
10.6.1 神经系统疾病诊断和治疗 257
10.6.2 呼吸系统疾病诊断和治疗 258
10.6.3 心血管系统和胸外科疾病诊断及治疗 260
10.6.4 消化系统疾病诊断和治疗 261
10.6.5 普通外科腹腔镜诊断和治疗 264
10.6.6 泌尿系统疾病诊断和治疗 265
10.6.7 妇产科疾病诊断和治疗 266
10.6.8 骨与关节疾病诊断和治疗 267
10.6.9 耳鼻喉疾病诊断和治疗 268
10.6.10 眼科疾病诊断和治疗 270
10.7 内窥镜介入治疗 270
10.8 本章小结 271
参考文献 272
第11章 影像引导介入治疗 273
11.1 影像引导介入治疗简介 273
11.2 多模态影像引导经皮肾介入治疗 275
11.2.1 什么是肾结石 275
11.2.2 肾结石的治疗 275
11.2.3 系统构成 277
11.2.4 关键技术：多模图像配准 278
11.2.5 动物实验 280
11.3 多模态影像引导肝脏介入治疗 281
11.3.1 腹腔介入治疗机器人的研究背景 281
11.3.2 超声引导的腹腔介入治疗机器人 283
11.3.3 腹腔介入治疗机器人的研究展望 287
11.4 多模态影像引导软件平台SIATK 288
11.4.1 软件平台的研究现状 289
11.4.2 多模态影像引导软件平台设计的总体架构 290
11.4.3 多模态影像引导需求的分析研究 290
11.4.4 SIATK的应用框架设计 291
11.5 数字化手术室系统 292
11.5.1 影像引导微创介入治疗与数字化手术室 292
11.5.2 数字化手术室示范 295
11.6 本章小结 298
参考文献 299
第12章 低成本血液净化技术及应用 302
12.1 血液净化治疗技术 302
12.1.1 血液净化技术的治疗特异功效作用 302
12.1.2 我国的血液净化产业造成的压力 303
12.2 连续性血液净化治疗仪（CRRT） 303
12.2.1 设备及技术简介 303
12.2.2 治疗模式及主要用途 304
12.2.3 系统组成、工作原理及技术路线 305
12.2.4 主要创新点 308
12.2.5 市场前景 308
12.3 一种透析液集中供液功能的血液透析系统装置 309
12.3.1 设备及技术简介 309
12.3.2 主要装置及项目目标 309
12.3.3 主要创新点 309
12.4 一种智能型低成本血液透析机 310
12.4.1 血液透析滤过机的基本原理 310
12.4.2 系统组成 312
12.4.3 技术的先进性及创新性 313
12.5 全自动腹膜透析机 315
12.5.1 设备及技术简介 315
12.5.2 腹膜透析优势 316
12.5.3 项目目标 317
12.5.4 项目创新性 317
12.6 本章小结 318
参考文献 318
第13章 医疗生命体征监护技术 319
13.1 心电监护技术 319
13.1.1 心电监护原理 319
13.1.2 实现方法 320
13.1.3 主要功能与性能 321
13.1.4 研究进展 321
13.1.5 应用 322
13.2 无创血压监测技术 322
13.2.1 无创血压监测原理 322
13.2.2 实现方法 323
13.2.3 主要功能与性能 325
13.2.4 研究进展 325
13.2.5 应用 326
13.3 脉搏氧监测技术 326
13.3.1 原理 326
13.3.2 实现方法 327
13.3.3 主要功能与性能 328
13.3.4 研究进展 328
13.3.5 应用 329
13.4 呼吸监测技术 329
13.4.1 原理 329
13.4.2 实现方法 330
13.4.3 主要功能与性能 331
13.4.4 研究进展 331
13.4.5 应用 331
13.5 体温监测技术 332
13.5.1 原理 332
13.5.2 实现方法 332
13.5.3 主要功能与性能 333
13.5.4 研究进展 333
13.5.5 应用 333
13.6 有创压监测技术 334
13.6.1 原理 334
13.6.2 实现方法 335
13.6.3 主要功能与性能 337
13.6.4 研究进展 337
13.6.5 应用 337
13.7 心排量监测技术 337
13.7.1 原理 337
13.7.2 实现方法 338
13.7.3 主要功能与性能 339
13.7.4 研究进展 339
13.7.5 应用 339
13.8 呼吸末二氧化碳监测技术 339
13.8.1 原理 339
13.8.2 实现方法 340
13.8.3 主要功能与性能 341
13.8.4 研究进展 341
13.8.5 应用 342
13.9 呼吸力学监测技术 342
13.9.1 原理 342
13.9.2 实现方法 342
13.9.3 主要功能与性能 344
13.9.4 研究进展 344
13.9.5 应用 345
13.10 其他的生命信息测量技术 345
13.11 本章小结 347
参考文献 348
第14章 居家健康感知设备 349
14.1 居家感知与信息技术 349
14.2 智能健康感知 352
14.2.1 穿戴式技术 352
14.2.2 非接触式感知技术 357
14.3 居家健康通信 359
14.4 国内外居家健康感知设备 366
14.4.1 健康一体机 366
14.4.2 健康指环 368
14.4.3 电子保健腰带 369
14.4.4 头戴式运动与生理信息检测系统 370
14.4.5 非接触式健康监测床 371
14.4.6 基于光电容积脉搏波描记信号的视频感知系统 374
14.4.7 基于超宽带的生理检测装置 374
14.5 本章小结 376
参考文献 376
第15章 低成本健康海云工程 379
15.1 低成本健康海云工程助力中国医改 379
15.1.1 国内外基层卫生服务技术发展现状和趋势 379
15.1.2 国内外医疗信息化发展现状和趋势 382
15.1.3 我国医疗卫生事业发展中面临的若干问题 386
15.1.4 中国科学院低成本健康海云工程 389
15.2 海云工程目前的发展基础 391
15.2.1 针对农村卫生室／城市社区卫生服务站的解决方案 391
15.2.2 针对乡镇卫生院／城市社区卫生服务中心的解决方案 392
15.2.3 适用于社区／乡镇／农村的全科医生工作站 394
15.2.4 适用于乡镇／社区中心的低成本DR 397
15.2.5 适用于县级以下医疗机构的低成本血液透析系统 397
15.2.6 基于自主高性能中间件的区域信息交换平台 398
15.2.7 全流程医疗行为监管 401
15.3 特色示范工程介绍 402
15.3.1 内蒙古温馨药箱工程 402
15.3.2 模块化箱房诊所／医院科技援非工程 410
15.4 海云工程未来发展方向 411
15.4.1 中国科学院对低成本健康的未来规划 411
15.4.2 海云工程产业推广未来的重点发展方向 412
15.5 本章小结 413
参考文献 413