数字医学的应用与发展

（一）数字医学中的技术应用

从技术的角度讲，数字医学的应用技术涉及：数字技术、信息技术、通信技术、微电子技术、先进制造技术、新材料技术等几大类，而每个大类又包含了若干个应用门类。以信息技术为例，按作用可分为感测与识别技术、信息传递技术、信息处理与再生技术、信息实用技术；而感测与识别技术又可分为信息识别技术、信息提取技术、信息检测技术等，这类技术通称为“传感技术”；传感技术、测量技术与通信技术相结合，还可产生新的技术——遥感技术。另外，感测与识别技术与无线移动技术相结合，可衍生出射频识别技术、生物识别技术等；生物识别技术还可根据人体生物特征，如虹膜、视网膜、指纹、声音、步态、面部、骨骼等，生成虹膜识别、视网膜识别、指纹识别、声音识别、步态识别、面部识别、骨骼识别等7种生物识别技术。上述这些技术与医学相结合，产生形形色色为诊断、治疗、预防、康复和保健服务的新技术及新产品。由此可见，数字技术、信息技术等现代高新技术与医学交叉融合而产生的数字医学，极大地促进了医学科学技术的进步与发展，使人们能更有效地诊断、治疗和预防疾病。

数字技术与医学交叉结合，产生了数字化检测技术、数字化诊断技术、数字化治疗技术、数字监测监控技术等。其中，数字化检测技术主要指利用数字医用检验仪器，如全实验室自动化系统（TLA）等，不但集成了生化和免疫自动化分析技术，而且还具有对检验标本的识别、分类、分注、离心等样品的预处理功能，以及信息存储和后处理功能等。数字医疗诊断技术主要是利用数字医疗设备为疾病的早期发现、准确诊断提供技术支持，如数字化声音诊断仪器、磁共振成像（MRI）、数字X线摄影技术（DR）和数字减影血管造影技术（DSA）等。数字化治疗技术是利用数字医疗设备或装置为疾病提供精确治疗的技术，如机器人辅助显微外科系统，可以精确完成心脏瓣膜修复手术和癌变组织切除手术，又如智能药物释放胶囊，可通过感应消化道内不同部位的酸碱度来确定施药部位，并根据预置程序将药物精确输送到患病部位，达到精确治疗的目的。数字监测监控技术，主要是利用安装了计算机控制系统的医疗设备，达到有效监测和控制药物用量或其他剂量的目的，如放疗用直线加速器，为防止加速器失控对病人造成伤害，实现了数字化控制和监测放射剂量，以达到精确放射治疗的目的。这些数字化技术与医学结合与交叉而形成的新型检测、诊断、治疗、康复和保健技术，都是以数字化技术为基础而形成的，改变了传统医学检测、诊断、治疗、康复和保健技术的应用方式，创新了医学检测、诊断、治疗、康复和保健技术的理论与知识。

从信息系统在医学领域应用的角度讲，信息系统可以覆盖整个医学领域各个学科、各个层次，甚至各个角落。仅以数字化医院为例，诸如门诊挂号系统、门诊排队叫号系统、门诊医师工作站、门诊收费系统、电子病历系统、医学影像存储与传输系统、临床检验系统、临床医师工作站、手术管理系统、手术麻醉系统、重症监护系统、药品管理系统、成本核算系统、远程医疗会诊系统等达数十个，贯穿了医院管理、医疗业务、药材管理、经济财务等各个层次和环节。网络建设不仅有局域网、无线网，还有互联网、卫星网等，可谓系统纵横医院内外，网络跨越空中地面，形成了信息化采集、网络化传输、数字化管理、自动化分析的新格局。

总之，信息技术在医学领域的研究与应用，加速朝着数字化、高速化、网络化、集成化和智能化方向迅速发展。这种发展是在不断探索、不断创新、不断实践和不断完善过程之中，在促进了自身高速发展的同时，进一步推动着医学科学技术的变革与演化进程。

（二）数字医学的发展

1．数字医疗设备的发展 医学的数字化，首先开始于数字医学工程。数字医学的先锋是数字成像技术，始祖就是20世纪70年代出现的X线CT。CT成像完全是通过数字信号处理和重建来实现的，它在医学发展史上引起了巨大的革命性变化。临床设备的数字化，在检验、麻醉、监护部门表现得比较明显。完整的全实验室自动化系统，是一个完全覆盖临床实验室工作流程的高效、快速流水线，不但集成了生化和免疫自动化分析系统，而且包括了对检验标本的条码识别、分类、开盖、分注、离心等样品的预处理功能，以及对检验结果的提取、打印、存储和后处理，并针对临床应用的灵活性朝着模块化、集成化、整体化发展。监护仪器经历了由单参数到多参数、由单机到网络、由单向到双向的发展过程，高端的床边监护仪器可以通过更换传感器模块灵活拓展功能，也可以通过与外围设备的连接成为ICU床头的数据枢纽。

2．数字化医院的发展 数字化医院建设是数字医学发展至关重要的内容和载体。医院信息系统的开发应用和网络建设，大体上包括3个方面：一是面向管理的信息系统；二是面向临床的信息系统；三是区域化的信息系统。从世界上医院信息系统的发展和数字化进程来看，这也是不断前进、相互关联的3个阶段。

医院管理信息系统（hospital management information system，HMIS）的研究应用，经历了单机软件、部门系统、全院一体化网络系统等历程。从简单的收费、挂号、财务管理发展到综合管理医院各部门的人流、物流、资金流，对医院活动各个环节产生的数据进行采集、储存、处理、提取、传输、汇总和加工生成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理和服务。

临床信息系统（clinical information system，CIS）的兴起，是数字化医疗设备迅速发展带来的。CIS日益广泛深入的应用，使医院信息化真正对所有医疗活动涉及的全部信息进行“以患者为中心”的数字化管理和综合利用，真正迈上数字化医院的台阶。放射科信息系统（radiology information system，RIS）和图像存储传输系统（picture archiving and communications system，PACS），实验室信息系统（laboratory information system，LIS），都是非常重要和常用的CIS。

区域化的医疗信息交换、系统互操作和区域信息网络建设，是医疗卫生数字化的第3个阶段。随着各个医院数字化和区域医疗信息网络、社区医疗、远程医疗的发展，数字医院将超越地域的限制，实现全社会范围的医疗数字化和信息资源共享。

3．数字化医疗技术的发展 在数字化医疗设备、数字化医院建设的同时，近年来在临床诊断治疗、技术操作方面，也不断开展了运用数字化技术的专题研究，主要包括数字化虚拟人体的研究、三维图像重建、外科模拟与辅助决策、计算机手术导航、临床药学系统等。

医学数字化对于临床医疗的直接帮助还包括以数字化手段充分掌握病人临床信息的同时，又以数字化手段支持循证医学的实施，运用临床实践指南、临床路径和医学知识库，确定最佳的医疗处理方案。