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1、计算机与医学,北京大学 信息科学技术学院 2008年9月,2/22,计算机在医学方面能做些什么？,在任何一门学科的研究和实践中，计算机都是一种很好的辅助工具 可以极大地方便人们的各种日常工作和科学研究 医疗管理及医学信息处理 医学研究,3/22,医疗管理及医学信息处理(1/2),医院行政管理 财务、人事档案、门诊和住院管理等。 药房管理 医疗信息系统 病历管理、,4/22,医疗管理及医学信息处理(2/2),医疗专家系统 中医诊断系统、 医学设备管理系统 B超、化验、 医学图象、数据处理 心电图、脑电图、X光片、CT图像、,5/22,医学研究,数字人 分子医学 医学矫正与疗效评估 生物信息学 虚。

2、拟手术 流行病学分析及预防医学信息处理 ,6/22,数字人,通过对人体的 高密度切片、切片图像扫描、和 图像三维重建，合成完全数字化的三维人体模型 通过计算机屏幕，可以对数字人进行任意方向的剖切、对任何器官和系统独立地进行放大和观察、,7/22,数字人,头颅内主要器官,血管系统,神经系统,8/22,数字人：切片扫描重建,9/22,数字人：可视人物理人生理人,数字化可视人 通过对人体的切片，在计算机中实现三维重建 数字化物理人 可模拟人体对外界物理刺激的反应 数字化生理人 能够模拟人体的新陈代谢、生长发育、病变过程等生理变化,10/22,分子医学,采用计算机图形学技术展现分子层面的物质结构 在分。

3、子的层面上研究各种疾病的现象、机理和治疗方法,11/22,医学诊断、矫正及疗效评估,医学影像诊断,12/22,医学诊断、矫正及疗效评估,口腔正畸,13/22,生物信息学,生物信息学(Bioinformatics)是 生物学 与 计算机科学 以及 应用数学 等学科 相互交叉 而形成的一门 新兴学科 它通过对 生物学实验数据 的 获取、加工、存储、分类、检索与分析，进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的 生物信息学目前的研究主要集中于 核苷酸和氨基酸序列 的存储、分类、检索和分析等方面， 目前生物信息学可以狭义地定义为：将 计算机科学 和 数学 应用于 生物大分子信息的获取、加工、存储、分类、检。

4、索与分析，以达到理解这些生物大分子信息的生物学意义的交叉学科,14/22,生物信息学中的软件系统,数据获取系统 设计控制和试剂控制软件 序列产生软件 数据管理与查询系统 数据库软件 可视化软件 数据分析系统 序列分析软件 蛋白质折叠(结构预测)软件 基因组绘图软件 基因比较工具 特征筛选及分类软件,15/22,生物信息学,16/22,生物信息学,17/22,虚拟手术,虚拟手术(Virtual Surgery-VS)作为正在发展起来的研究方向，是集医学、生物力学、机械学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机械力学、材料学、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域。 其目的是：使用计算机。

5、技术(主要是计算机图形学与虚拟现实)来模拟、指导或实施医学手术所涉及的各种活动。 手术计划制定、手术排练演习、手术教学、手术技能训练、,18/22,19/22,虚拟手术的用途,手术方案的确定 能够利用图像数据，帮助医生合理、定量地制定手术方案；对于选择最佳手术路径、减小手术损伤、减少对临近组织损害、提高肿瘤定位精度、执行复杂外科手术和提高手术成功率等具有十分重要的意义 虚拟手术系统可以预演手术的整个过程以便事先发现手术中问题 虚拟手术系统能够使得医生能够依靠术前获得的医学影像信息，建立三维模型，在计算机建立的虚拟的环境中设计手术过程，进刀的部位，角度，提高手术的成功率 手术的教学与训练 80%。

6、的手术失误是人为因素引起的，所以手术训练极其重要 医生可在虚拟手术系统上观察专家手术过程，也可重复实习；使得手术培训的时间大为缩短，同时减少了对昂贵的实验对象的需求。 由于虚拟手术系统可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境，力反馈绘制算法能够制造很好的临场感，所以训练过程与真实情况几乎一致，尤其是能够获得在实际手术中的手感。 术中导航与术中监护 虚拟手术将计算机处理的三维模型与实际手术对象进行定位匹配，使得医生看到的图象既有实际图象，又叠加了图形，属于计算机增强现实。如手术使用了第二种成像手段，例如内窥镜，则将实时观测的图象与术前CT或MRI进行匹配定位融合，对齐两个坐标系并显示为图形。

7、，引导医生进行手术。,20/22,虚拟手术的优点,保护医生： 对医务人员来说较危险的动作，如在感染或放射情况下，精确复杂的虚拟手术干预将是十分必要和重要的。采用虚拟临场技术可以使医生免受射线的侵害。 降低手术费用： 现代外科医疗检测系统造价昂贵，医疗成本也很高。虚拟手术能够缩短病人的恢复周期、降低病人和医院的开支。虚拟手术不受手术设备的制约。 提高疾病的治疗效果： 虚拟手术减少手术的并发症，使患者恢复更迅速。例如立体定向放射神经外科中，虚拟手术能够优化放射手术治疗方案，降低并发症。 建造定制的修复拟合模型： 虚拟手术能够设计植入器官(对人工假体的设计)。计算机能够帮助医生在进行髋骨更换手术前，可通过非破坏性的三维成象对其尺寸和形状进行精确测量，然后定制髋骨，这样可以把因尺寸不合格而重新开刀的比例从30%将降到5%。 远程干预： 虚拟手术与远程干预将能够在手术室中的外科医生能实时地获得远程专家的交互式会诊。交互工具可以使顾问医生把靶点投影于患者身上来帮助指导主刀外科医生的操作，甚或通过遥控帮助操纵仪器。这能使专家们技能的发挥不受空间距离的限制。,21/22,流行病学分析及预防医学信息处理,从 空间等多角度 对 流行病的分布、传播机理、控制与预防 等 进行定量的统计和分析,本课程只是一个开始， 但却是必不可少的第一步。