第一節(jié)
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)的概念與基本內(nèi)涵
　　當(dāng)前，在科學(xué)技術(shù)前沿的重要領(lǐng)域中，生命科學(xué)和信息科學(xué)的發(fā)展都非常迅速。信息科學(xué)尤其是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展使得人類社會(huì)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，由計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引發(fā)的數(shù)字化技術(shù)革命，已經(jīng)深入到各個(gè)不同的領(lǐng)域。生命科學(xué)運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)大大加快了自身的發(fā)展。這兩大前沿科學(xué)的有關(guān)技術(shù)交叉、滲透、融合后，涌現(xiàn)出很多新的學(xué)科生長點(diǎn)和熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)(digital medicine)是應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)，解釋醫(yī)學(xué)現(xiàn)象、解決醫(yī)學(xué)問題、探討醫(yī)學(xué)機(jī)理、提高生命質(zhì)量的一門科學(xué)。它是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和數(shù)字化高新技術(shù)相結(jié)合，以醫(yī)學(xué)為主體，涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)等多學(xué)科的一門新興的前沿交叉學(xué)科領(lǐng)域（緒圖1）。數(shù)字醫(yī)學(xué)的核心是采用數(shù)字化高新技術(shù)提高臨床診斷和治療的水平。
　　緒圖1數(shù)字醫(yī)學(xué)的產(chǎn)生（學(xué)科的交叉與融合）
　　以臨床醫(yī)學(xué)專家為主體，結(jié)合基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)等多學(xué)科學(xué)者的參與，對(duì)數(shù)字醫(yī)學(xué)所包含的一系列技術(shù)、方法、知識(shí)、理論進(jìn)行研究，并在臨床診斷和臨床治療中應(yīng)用，提高臨床診斷和治療水平，是數(shù)字醫(yī)學(xué)的基本內(nèi)涵。
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)的概念有廣義和狹義之分，其內(nèi)涵也有大小之不同。狹義的數(shù)字醫(yī)學(xué)概念是指運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)，解決臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)范疇內(nèi)的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用問題，提高對(duì)生命現(xiàn)象和疾病本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，提高診斷和治療的水平的一切理論、知識(shí)、技術(shù)、方法。廣義的數(shù)字醫(yī)學(xué)概念，除了包含狹義數(shù)字醫(yī)學(xué)的內(nèi)容外，還包含了數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用、數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)和數(shù)字化醫(yī)政管理這兩個(gè)方面的內(nèi)容。廣義和狹義兩個(gè)概念之間的關(guān)系請(qǐng)見緒圖2。
　　緒圖2 廣義數(shù)字醫(yī)學(xué)和狹義數(shù)字醫(yī)學(xué)的概念
　　就狹義數(shù)字醫(yī)學(xué)而言，它是近十年來隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展以及在臨床診療中越來越廣泛的應(yīng)用而發(fā)展起來的。例如，在臨床影像診斷中，傳統(tǒng)的主要手段是X線檢查，是X線穿過人體在膠片上曝光后留下的影像，沒有數(shù)字化的成分。而CT則是在計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)以后通過對(duì)人體進(jìn)行X射線斷層掃描重建出人體斷層圖像，MRI則是將人體置于外加磁場(chǎng)中使原子核自旋系統(tǒng)受到外界作用引起共振效應(yīng)，同時(shí)釋放出微弱的能量，成為射電信號(hào)，把這些信號(hào)檢出，并使之能進(jìn)行空間分辨，就得到運(yùn)動(dòng)中原子核分布圖像，經(jīng)過計(jì)算機(jī)重建和顯示，得到磁共振圖像。因此，CT、MRI都是數(shù)字圖像，需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，方能為肉眼可見圖像，這就含有了數(shù)字醫(yī)學(xué)的成分。又如，在臨床外科手術(shù)中，傳統(tǒng)的剖腹探查，即先切開，后觀察(cut，then see)，沒用數(shù)字化的成分。而采用CT、MRI先行檢查，先看到病灶，甚至把病灶三維重建出來看清它與周圍解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系，然后切開手術(shù)(see，then cut)，這就屬于數(shù)字醫(yī)學(xué)的范疇了。
　　就廣義數(shù)字醫(yī)學(xué)而言，除了包含狹義數(shù)字醫(yī)學(xué)的內(nèi)涵外，一切運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療診斷、治療和康復(fù)儀器設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用（如PET、手術(shù)機(jī)器人等），一切運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)和醫(yī)政管理以及區(qū)域化醫(yī)療衛(wèi)生網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和遠(yuǎn)程診斷和治療等，都屬于數(shù)字醫(yī)學(xué)的范疇。
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)的內(nèi)涵是以數(shù)字化技術(shù)為核心，以信息技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)，全方位滲透到基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)學(xué)科，多角度輻射到醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)、醫(yī)學(xué)科研院校、醫(yī)療行政主管部門、基層醫(yī)療衛(wèi)生單位等，深層次覆蓋到教學(xué)、科研、臨床醫(yī)療、疾病防控、康復(fù)保健等各個(gè)專業(yè)。
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)導(dǎo)論緒論數(shù)字化技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)改變了或正在改變著原有的理論知識(shí)、技術(shù)方法、工作流程、業(yè)務(wù)模式和運(yùn)行機(jī)制，甚至人們的思維觀念、行為意識(shí)和價(jià)值取向也在悄然發(fā)生著變化。現(xiàn)代數(shù)字化條件下創(chuàng)造的新理論、新知識(shí)、新技術(shù)、新方法和新產(chǎn)品，諸如數(shù)字化影像診斷、數(shù)字化手術(shù)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、數(shù)字化手術(shù)模擬與導(dǎo)航、數(shù)字化醫(yī)院、數(shù)字化手術(shù)室、數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備、數(shù)字化醫(yī)學(xué)教育、數(shù)字化管理等在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域深入而又廣泛的應(yīng)用，極大地提高了醫(yī)療、科研、教學(xué)、管理等各方面的技術(shù)水平、工作質(zhì)量和工作效率，取得了顯著的社會(huì)效益、管理效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)是當(dāng)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域理論、知識(shí)、技術(shù)和方法創(chuàng)新*活躍、**代表性的新興學(xué)科，它把計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)為代表的當(dāng)代科學(xué)的**理論、****和**產(chǎn)品應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，正在顛覆著一些傳統(tǒng)理論、概念、技術(shù)和方法以及診療模式和診療流程。例如，數(shù)字化人體對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)療、科研、教學(xué)的沖擊就是其中的一個(gè)例子。數(shù)字化人體在技術(shù)上將人體器官、組織化約為0和1的排列組合之后，就可被計(jì)算機(jī)認(rèn)知和處理，并可通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行廣泛的傳播；手術(shù)機(jī)器人的出現(xiàn)，使得外科醫(yī)生的手不再直接操作手術(shù)刀；3D打印和快速成形技術(shù)正在使個(gè)性化醫(yī)療成為現(xiàn)實(shí)；數(shù)字化影像是診斷由大體形態(tài)學(xué)為主的階段，向生理、功能、代謝或基因成像過渡；圖像分析由“定性”向“定量”發(fā)展；影像診斷模式已經(jīng)由膠片采集和讀片診斷改變?yōu)閿?shù)字采像、電子化傳輸、個(gè)人電腦或手機(jī)閱讀；介入診斷和治療正在向?qū)崟r(shí)可視化、立體顯示、微無創(chuàng)和無射線方向發(fā)展
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)作為一個(gè)新興的多學(xué)科交叉領(lǐng)域，在知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)科內(nèi)涵、研究內(nèi)容、研究方法、開拓范圍、學(xué)術(shù)體系、發(fā)展規(guī)律等多個(gè)方面與其來源的各個(gè)老學(xué)科相比，都具有許多的不同點(diǎn)，一旦脫胎出來，更具有全新的發(fā)展方向和自身特點(diǎn)。縱觀以往新學(xué)科的誕生，往往都是從多學(xué)科的交叉領(lǐng)域突破的。數(shù)字醫(yī)學(xué)雖然仍是醫(yī)學(xué)科學(xué)范疇，但它所包含的一系列技術(shù)、方法、知識(shí)、理論，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域原有各學(xué)科中從未有過，有些還是完全改變傳統(tǒng)概念、思路、體系、規(guī)律的革命性變化。例如，在數(shù)字化技術(shù)支撐下的手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)、微創(chuàng)外科技術(shù)、個(gè)性化人工器官（如關(guān)節(jié)、骨盆等）技術(shù)、三維影像診斷技術(shù)等等都與原有的臨床醫(yī)學(xué)理論、技術(shù)操作、業(yè)務(wù)流程大不相同。如果拘泥于老學(xué)科、老知識(shí)而僅僅略加一點(diǎn)新技術(shù)、新工具，那就必然適應(yīng)不了數(shù)字化時(shí)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的要求。
　　數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得臨床診斷和治療的水平大為提高。一些以前診斷不了的疾病現(xiàn)在用數(shù)字化技術(shù)可以診斷了，以前無法做到的治療操作現(xiàn)在用數(shù)字化技術(shù)可以做到了。以影像診斷為例，由X線、CT、MRI的二維圖像到三維、四維圖像，使影像診斷的準(zhǔn)確性和精細(xì)性大為提高；以外科手術(shù)為例，導(dǎo)航技術(shù)和個(gè)性化手術(shù)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)使得手術(shù)的準(zhǔn)確性和個(gè)體匹配性大為提高 隨著數(shù)字化技術(shù)研究的深入和應(yīng)用的廣泛，外科學(xué)乃至整個(gè)醫(yī)學(xué)正朝著“精準(zhǔn)化、個(gè)性化、微創(chuàng)化和遠(yuǎn)程化”的方向發(fā)展。隨著進(jìn)一步的發(fā)展，醫(yī)學(xué)本身的面貌會(huì)發(fā)生很大變化。我國著名外科學(xué)家黃志強(qiáng)教授曾預(yù)言“當(dāng)數(shù)字醫(yī)學(xué)發(fā)展到一定水平的時(shí)候，原來醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論和臨床經(jīng)驗(yàn)都很好的醫(yī)生和護(hù)士，如果不接受和學(xué)習(xí)數(shù)字醫(yī)學(xué)的新知識(shí)、新方法，面對(duì)數(shù)字化工作條件就會(huì)不知道怎樣操作、怎樣運(yùn)行，就會(huì)成為一個(gè)落伍的醫(yī)學(xué)工作者。將來的外科醫(yī)生可能不得不與機(jī)器人為伍”，預(yù)見了數(shù)字醫(yī)學(xué)的重要性。
　　在醫(yī)學(xué)發(fā)展的歷史中，醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)這一新的學(xué)科，現(xiàn)已成為醫(yī)學(xué)門類的一級(jí)學(xué)科。隨著這一學(xué)科的發(fā)展，又相應(yīng)產(chǎn)生了醫(yī)學(xué)影像學(xué)、放射物理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)工程等一批新的學(xué)科專業(yè)。這些新的學(xué)科專業(yè)的產(chǎn)生反過來又對(duì)醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)字化信息技術(shù)等正日益廣泛而深入地滲透到醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，使得原有的學(xué)科布局、人才培養(yǎng)、機(jī)構(gòu)設(shè)置都需要進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整以適應(yīng)數(shù)字醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要。醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)、醫(yī)學(xué)工程技術(shù)、醫(yī)學(xué)數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合、融合和研究力量的重組，不論是在大學(xué)、科研單位還是醫(yī)院，都已經(jīng)勢(shì)在必行。以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字影像技術(shù)為例，從臨床成像到影像診斷，影像診斷的信息流和工作流已經(jīng)超越了原來傳統(tǒng)的影像科室，而出現(xiàn)了臨床科室、各影像科室、醫(yī)學(xué)工程、信息工程等科室和部門為了某一項(xiàng)影像學(xué)檢查同時(shí)在同一個(gè)數(shù)字化技術(shù)平臺(tái)上工作的情況，傳統(tǒng)的工作流程和機(jī)構(gòu)設(shè)置作相應(yīng)的改革也就變得很有必要了
　　世間萬物，永遠(yuǎn)處于發(fā)展變化的歷史長河之中。數(shù)字醫(yī)學(xué)是一個(gè)剛剛誕生的新興前沿交叉學(xué)科，發(fā)展變化勢(shì)如破竹、一日千里。數(shù)字醫(yī)學(xué)的概念和基本內(nèi)涵，現(xiàn)在只是一個(gè)初生的面貌，也必將快速地發(fā)展和變化。因?yàn)楫?dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，新的理論和技術(shù)層出不窮；人們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)等高新科技在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究與應(yīng)用的認(rèn)識(shí)、理解和掌握是一個(gè)永無窮盡的過程；高科技在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的實(shí)踐活動(dòng)的深入程度、創(chuàng)新程度和研究深度等都在快速發(fā)展。因此，數(shù)字醫(yī)學(xué)的概念、基本內(nèi)涵甚至外延都會(huì)不斷發(fā)展和升華，永無一成不變的道理。
　　第二節(jié)數(shù)字醫(yī)學(xué)的基本特征
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)體現(xiàn)了數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的基本特征，即學(xué)科之間的交叉性、數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的廣泛性、信息技術(shù)滲透的全面性、信息傳遞的快速性、信息選擇的多樣性、信息共享的便捷性和研究與實(shí)踐的同步性等。
　　一、 學(xué)科交叉與融合性
　　數(shù)字醫(yī)學(xué)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息科學(xué)與技術(shù)等當(dāng)今科技快速發(fā)展的大背景下，當(dāng)代醫(yī)學(xué)與這些快速發(fā)展的科學(xué)與技術(shù)交叉融合應(yīng)運(yùn)而生的新興前沿交叉學(xué)科。因此，它呈現(xiàn)出多學(xué)科相互交叉、相互滲透、高度融合以及系統(tǒng)化、整體化發(fā)展的基本特征。實(shí)質(zhì)上，數(shù)字醫(yī)學(xué)交叉學(xué)科的特征是理論體系和知識(shí)體系的融合，是知識(shí)、技術(shù)、方法的集成，是不同思維、觀念、理念的碰撞。目前，數(shù)字醫(yī)學(xué)在推動(dòng)并促進(jìn)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)發(fā)展的同時(shí)，已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)學(xué)科發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一。這是由于數(shù)字醫(yī)學(xué)不是一項(xiàng)、兩項(xiàng)簡(jiǎn)單技術(shù)的組合，而是多學(xué)科、多技術(shù)、工程*前沿新技術(shù)群的“結(jié)晶體”。這個(gè)“結(jié)晶體”的各種成分互相影響，互相補(bǔ)充，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)*初在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是單機(jī)、單系統(tǒng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。如今，系統(tǒng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化滲透到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各個(gè)學(xué)科和專業(yè)之中，越來越多地與醫(yī)學(xué)其他學(xué)科密切聯(lián)系、高度結(jié)合，形成了相互交叉、相互融合的格局，促使新學(xué)科、新知識(shí)層出不窮。學(xué)科的交叉逐漸形成科學(xué)上的新理論、新發(fā)明的產(chǎn)生和新的工程技術(shù)的出現(xiàn)。如數(shù)字技術(shù)、電子技術(shù)與醫(yī)療設(shè)備交叉，形成了新型的數(shù)字醫(yī)療設(shè)備；數(shù)字技術(shù)與醫(yī)學(xué)成像技術(shù)結(jié)合，形成了數(shù)字醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等。數(shù)字化滲透到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、社會(huì)醫(yī)學(xué)等學(xué)科的飛速發(fā)展，無論是科研、教學(xué)和臨床，還是管理模式、工作流程和運(yùn)行機(jī)制等，都已經(jīng)或正在發(fā)生著革命性的變化，極大地改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)理論、方法和模式。數(shù)字化滲透到醫(yī)學(xué)科研、管理、教育和醫(yī)療等各項(xiàng)活動(dòng)之中，各種醫(yī)學(xué)模式都正在從量變走向質(zhì)變。這必然會(huì)引起人們生活習(xí)慣、工作方式、價(jià)值觀念以及思維方式等諸多方面的深刻變革，加快了醫(yī)學(xué)科學(xué)前進(jìn)的步伐和醫(yī)療技術(shù)的尖端化，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的全面進(jìn)步與發(fā)展。
　　交叉與融合乃結(jié)合的程度之不同，交叉是**步，結(jié)果可能是混合物，融合是更進(jìn)一步，結(jié)果是化合物，孕育出新的學(xué)科。當(dāng)今學(xué)科發(fā)展相互滲透，用其所長，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，1+1＞2，已經(jīng)成為新常態(tài)。
　　二、 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的廣泛性
　　隨著數(shù)字化技術(shù)研究的深入和應(yīng)用的廣泛，從計(jì)算機(jī)輔助診斷、計(jì)算機(jī)輔助治療、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造、手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用、3D打印技術(shù)個(gè)性化制造、智能康復(fù)機(jī)器人、智能腔囊檢測(cè)或釋藥微系統(tǒng)等到網(wǎng)上掛號(hào)、手術(shù)導(dǎo)航、虛擬教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療；從電子處方、電子病歷、就醫(yī)“一卡通”，到數(shù)字化手術(shù)室、數(shù)字化醫(yī)院等，有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)縱橫交錯(cuò)，數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各個(gè)層次和角落。
　　數(shù)字技術(shù)廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)等各個(gè)學(xué)科，并與之結(jié)合、交叉、融合，產(chǎn)生了新型的數(shù)字醫(yī)療檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字醫(yī)療診斷技術(shù)、數(shù)字醫(yī)療治療技術(shù)、數(shù)字醫(yī)療監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)等，另外，還有數(shù)字化醫(yī)院、虛擬仿真教學(xué)與手術(shù)操作培訓(xùn)等。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，極大地改變了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)理論、知識(shí)、技術(shù)和方法，也影響了人們對(duì)診斷治療、疾病預(yù)防、康復(fù)保健的思維方式，使醫(yī)療業(yè)務(wù)、科研教學(xué)、疾病預(yù)防、康復(fù)保健等各項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了“數(shù)字化、可視化、自動(dòng)化”，產(chǎn)生了巨大的管理效益、經(jīng)濟(jì)效益

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