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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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中英文名词对照索引567