第一節(jié)
　　數字醫(yī)學的概念與基本內涵
　　當前，在科學技術前沿的重要領域中，生命科學和信息科學的發(fā)展都非常迅速。信息科學尤其是計算機科學與技術的快速發(fā)展使得人類社會進入了數字化時代，由計算機和網絡技術引發(fā)的數字化技術革命，已經深入到各個不同的領域。生命科學運用數字化技術大大加快了自身的發(fā)展。這兩大前沿科學的有關技術交叉、滲透、融合后，涌現出很多新的學科生長點和熱點研究領域。
　　數字醫(yī)學(digital medicine)是應用現代數字化技術，解釋醫(yī)學現象、解決醫(yī)學問題、探討醫(yī)學機理、提高生命質量的一門科學。它是現代醫(yī)學和數字化高新技術相結合，以醫(yī)學為主體，涵蓋了計算機科學、數學、信息學、電子學、機械工程學、生物醫(yī)學工程學等多學科的一門新興的前沿交叉學科領域（緒圖1）。數字醫(yī)學的核心是采用數字化高新技術提高臨床診斷和治療的水平。
　　緒圖1數字醫(yī)學的產生（學科的交叉與融合）
　　以臨床醫(yī)學專家為主體，結合基礎醫(yī)學、預防醫(yī)學、中醫(yī)學、計算機科學、數學、物理學、信息學、電子學、機械工程學、生物醫(yī)學工程學等多學科學者的參與，對數字醫(yī)學所包含的一系列技術、方法、知識、理論進行研究，并在臨床診斷和臨床治療中應用，提高臨床診斷和治療水平，是數字醫(yī)學的基本內涵。
　　數字醫(yī)學的概念有廣義和狹義之分，其內涵也有大小之不同。狹義的數字醫(yī)學概念是指運用現代數字化技術，解決臨床醫(yī)學、基礎醫(yī)學、預防醫(yī)學、中醫(yī)學等醫(yī)學范疇內的基礎研究和臨床應用問題，提高對生命現象和疾病本質的認識，提高診斷和治療的水平的一切理論、知識、技術、方法。廣義的數字醫(yī)學概念，除了包含狹義數字醫(yī)學的內容外，還包含了數字化醫(yī)療設備的研發(fā)和應用、數字化醫(yī)院建設和數字化醫(yī)政管理這兩個方面的內容。廣義和狹義兩個概念之間的關系請見緒圖2。
　　緒圖2 廣義數字醫(yī)學和狹義數字醫(yī)學的概念
　　就狹義數字醫(yī)學而言，它是近十年來隨著計算機科學和技術的發(fā)展以及在臨床診療中越來越廣泛的應用而發(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，沒有數字化的成分。而CT則是在計算機技術出現以后通過對人體進行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中使原子核自旋系統(tǒng)受到外界作用引起共振效應，同時釋放出微弱的能量，成為射電信號，把這些信號檢出，并使之能進行空間分辨，就得到運動中原子核分布圖像，經過計算機重建和顯示，得到磁共振圖像。因此，CT、MRI都是數字圖像，需要進行計算機處理，方能為肉眼可見圖像，這就含有了數字醫(yī)學的成分。又如，在臨床外科手術中，傳統(tǒng)的剖腹探查，即先切開，后觀察(cut，then see)，沒用數字化的成分。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構的關系，然后切開手術(see，then cut)，這就屬于數字醫(yī)學的范疇了。
　　就廣義數字醫(yī)學而言，除了包含狹義數字醫(yī)學的內涵外，一切運用現代數字化技術進行醫(yī)療診斷、治療和康復儀器設備的開發(fā)和應用（如PET、手術機器人等），一切運用現代信息技術進行數字化醫(yī)院建設和醫(yī)政管理以及區(qū)域化醫(yī)療衛(wèi)生網絡建設和遠程診斷和治療等，都屬于數字醫(yī)學的范疇。
　　數字醫(yī)學的內涵是以數字化技術為核心，以信息技術和通信技術為基礎，全方位滲透到基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學、康復醫(yī)學等醫(yī)學領域的各個學科，多角度輻射到醫(yī)療衛(wèi)生機構、醫(yī)學科研院校、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、科研、臨床醫(yī)療、疾病防控、康復保健等各個專業(yè)。
　　數字醫(yī)學導論緒論數字化技術，尤其是網絡技術，特別是互聯(lián)網技術和移動互聯(lián)網技術，已經改變了或正在改變著原有的理論知識、技術方法、工作流程、業(yè)務模式和運行機制，甚至人們的思維觀念、行為意識和價值取向也在悄然發(fā)生著變化�，F代數字化條件下創(chuàng)造的新理論、新知識、新技術、新方法和新產品，諸如數字化影像診斷、數字化手術規(guī)劃與設計、數字化手術模擬與導航、數字化醫(yī)院、數字化手術室、數字化醫(yī)療設備、數字化醫(yī)學教育、數字化管理等在醫(yī)學領域深入而又廣泛的應用，極大地提高了醫(yī)療、科研、教學、管理等各方面的技術水平、工作質量和工作效率，取得了顯著的社會效益、管理效益和經濟效益。
　　數字醫(yī)學是當代醫(yī)學領域理論、知識、技術和方法創(chuàng)新*活躍、**代表性的新興學科，它把計算機科學、信息科學為代表的當代科學的**理論、****和**產品應用到醫(yī)學領域，正在顛覆著一些傳統(tǒng)理論、概念、技術和方法以及診療模式和診療流程。例如，數字化人體對傳統(tǒng)醫(yī)療、科研、教學的沖擊就是其中的一個例子。數字化人體在技術上將人體器官、組織化約為0和1的排列組合之后，就可被計算機認知和處理，并可通過互聯(lián)網進行廣泛的傳播；手術機器人的出現，使得外科醫(yī)生的手不再直接操作手術刀；3D打印和快速成形技術正在使個性化醫(yī)療成為現實；數字化影像是診斷由大體形態(tài)學為主的階段，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；影像診斷模式已經由膠片采集和讀片診斷改變?yōu)閿底植上�、電子化傳輸、個人電腦或手機閱讀；介入診斷和治療正在向實時可視化、立體顯示、微無創(chuàng)和無射線方向發(fā)展
　　數字醫(yī)學作為一個新興的多學科交叉領域，在知識結構、學科內涵、研究內容、研究方法、開拓范圍、學術體系、發(fā)展規(guī)律等多個方面與其來源的各個老學科相比，都具有許多的不同點，一旦脫胎出來，更具有全新的發(fā)展方向和自身特點。縱觀以往新學科的誕生，往往都是從多學科的交叉領域突破的。數字醫(yī)學雖然仍是醫(yī)學科學范疇，但它所包含的一系列技術、方法、知識、理論，在醫(yī)學領域原有各學科中從未有過，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，在數字化技術支撐下的手術導航技術、微創(chuàng)外科技術、個性化人工器官（如關節(jié)、骨盆等）技術、三維影像診斷技術等等都與原有的臨床醫(yī)學理論、技術操作、業(yè)務流程大不相同。如果拘泥于老學科、老知識而僅僅略加一點新技術、新工具，那就必然適應不了數字化時代醫(yī)學發(fā)展的要求。
　　數字化技術在醫(yī)學領域的廣泛應用，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在用數字化技術可以診斷了，以前無法做到的治療操作現在用數字化技術可以做到了。以影像診斷為例，由X線、CT、MRI的二維圖像到三維、四維圖像，使影像診斷的準確性和精細性大為提高；以外科手術為例，導航技術和個性化手術計算機設計使得手術的準確性和個體匹配性大為提高 隨著數字化技術研究的深入和應用的廣泛，外科學乃至整個醫(yī)學正朝著“精準化、個性化、微創(chuàng)化和遠程化”的方向發(fā)展。隨著進一步的發(fā)展，醫(yī)學本身的面貌會發(fā)生很大變化。我國著名外科學家黃志強教授曾預言“當數字醫(yī)學發(fā)展到一定水平的時候，原來醫(yī)學基礎理論和臨床經驗都很好的醫(yī)生和護士，如果不接受和學習數字醫(yī)學的新知識、新方法，面對數字化工作條件就會不知道怎樣操作、怎樣運行，就會成為一個落伍的醫(yī)學工作者。將來的外科醫(yī)生可能不得不與機器人為伍”，預見了數字醫(yī)學的重要性。
　　在醫(yī)學發(fā)展的歷史中，醫(yī)學與工程技術的結合產生了生物醫(yī)學工程學這一新的學科，現已成為醫(yī)學門類的一級學科。隨著這一學科的發(fā)展，又相應產生了醫(yī)學影像學、放射物理學、臨床醫(yī)學工程等一批新的學科專業(yè)。這些新的學科專業(yè)的產生反過來又對醫(yī)學的快速發(fā)展起到巨大的推動作用�，F在，計算機科學與技術、網絡通訊技術、數字化信息技術等正日益廣泛而深入地滲透到醫(yī)學的各個領域，使得原有的學科布局、人才培養(yǎng)、機構設置都需要進行進一步的調整以適應數字醫(yī)學發(fā)展的需要。醫(yī)學科學技術、醫(yī)學工程技術、醫(yī)學數字技術的進一步結合、融合和研究力量的重組，不論是在大學、科研單位還是醫(yī)院，都已經勢在必行。以網絡環(huán)境下的數字影像技術為例，從臨床成像到影像診斷，影像診斷的信息流和工作流已經超越了原來傳統(tǒng)的影像科室，而出現了臨床科室、各影像科室、醫(yī)學工程、信息工程等科室和部門為了某一項影像學檢查同時在同一個數字化技術平臺上工作的情況，傳統(tǒng)的工作流程和機構設置作相應的改革也就變得很有必要了
　　世間萬物，永遠處于發(fā)展變化的歷史長河之中。數字醫(yī)學是一個剛剛誕生的新興前沿交叉學科，發(fā)展變化勢如破竹、一日千里。數字醫(yī)學的概念和基本內涵，現在只是一個初生的面貌，也必將快速地發(fā)展和變化。因為當今科學技術的發(fā)展日新月異，新的理論和技術層出不窮；人們對計算機科學技術、信息科學技術、現代制造技術等高新科技在醫(yī)學領域研究與應用的認識、理解和掌握是一個永無窮盡的過程；高科技在醫(yī)學領域的實踐活動的深入程度、創(chuàng)新程度和研究深度等都在快速發(fā)展。因此，數字醫(yī)學的概念、基本內涵甚至外延都會不斷發(fā)展和升華，永無一成不變的道理。
　　第二節(jié)數字醫(yī)學的基本特征
　　數字醫(yī)學體現了數字化、信息化、網絡化的基本特征，即學科之間的交叉性、數字技術應用的廣泛性、信息技術滲透的全面性、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踐的同步性等。
　　一、 學科交叉與融合性
　　數字醫(yī)學是在計算機科學與技術、信息科學與技術等當今科技快速發(fā)展的大背景下，當代醫(yī)學與這些快速發(fā)展的科學與技術交叉融合應運而生的新興前沿交叉學科。因此，它呈現出多學科相互交叉、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。實質上，數字醫(yī)學交叉學科的特征是理論體系和知識體系的融合，是知識、技術、方法的集成，是不同思維、觀念、理念的碰撞。目前，數字醫(yī)學在推動并促進傳統(tǒng)醫(yī)學發(fā)展的同時，已經成為醫(yī)學學科發(fā)展的主要驅動力之一。這是由于數字醫(yī)學不是一項、兩項簡單技術的組合，而是多學科、多技術、工程*前沿新技術群的“結晶體”。這個“結晶體”的各種成分互相影響，互相補充，相互促進，共同發(fā)展。計算機技術*初在醫(yī)學領域是單機、單系統(tǒng)的簡單應用。如今，系統(tǒng)化、數字化、網絡化滲透到醫(yī)學領域各個學科和專業(yè)之中，越來越多地與醫(yī)學其他學科密切聯(lián)系、高度結合，形成了相互交叉、相互融合的格局，促使新學科、新知識層出不窮。學科的交叉逐漸形成科學上的新理論、新發(fā)明的產生和新的工程技術的出現。如數字技術、電子技術與醫(yī)療設備交叉，形成了新型的數字醫(yī)療設備；數字技術與醫(yī)學成像技術結合，形成了數字醫(yī)學影像技術等。數字化滲透到醫(yī)學領域，促進了基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、社會醫(yī)學等學科的飛速發(fā)展，無論是科研、教學和臨床，還是管理模式、工作流程和運行機制等，都已經或正在發(fā)生著革命性的變化，極大地改變了傳統(tǒng)醫(yī)學理論、方法和模式。數字化滲透到醫(yī)學科研、管理、教育和醫(yī)療等各項活動之中，各種醫(yī)學模式都正在從量變走向質變。這必然會引起人們生活習慣、工作方式、價值觀念以及思維方式等諸多方面的深刻變革，加快了醫(yī)學科學前進的步伐和醫(yī)療技術的尖端化，促進了醫(yī)學領域的全面進步與發(fā)展。
　　交叉與融合乃結合的程度之不同，交叉是**步，結果可能是混合物，融合是更進一步，結果是化合物，孕育出新的學科。當今學科發(fā)展相互滲透，用其所長，強強聯(lián)合，1+1＞2，已經成為新常態(tài)。
　　二、 數字技術應用的廣泛性
　　隨著數字化技術研究的深入和應用的廣泛，從計算機輔助診斷、計算機輔助治療、計算機輔助設計和制造、手術機器人應用、3D打印技術個性化制造、智能康復機器人、智能腔囊檢測或釋藥微系統(tǒng)等到網上掛號、手術導航、虛擬教學、遠程醫(yī)療；從電子處方、電子病歷、就醫(yī)“一卡通”，到數字化手術室、數字化醫(yī)院等，有線網絡、無線網絡、衛(wèi)星網絡縱橫交錯，數字技術、信息技術越來越廣泛地應用在醫(yī)學領域各個層次和角落。
　　數字技術廣泛應用于基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學和康復醫(yī)學等各個學科，并與之結合、交叉、融合，產生了新型的數字醫(yī)療檢測技術、數字醫(yī)療診斷技術、數字醫(yī)療治療技術、數字醫(yī)療監(jiān)控技術、遠程醫(yī)療技術等，另外，還有數字化醫(yī)院、虛擬仿真教學與手術操作培訓等。數字技術應用的廣泛性，極大地改變了傳統(tǒng)醫(yī)學理論、知識、技術和方法，也影響了人們對診斷治療、疾病預防、康復保健的思維方式，使醫(yī)療業(yè)務、科研教學、疾病預防、康復保健等各項工作實現了“數字化、可視化、自動化”，產生了巨大的管理效益、經濟效益

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