可視化醫(yī)學是融合傳統(tǒng)醫(yī)學影像學、分子影像學以及醫(yī)學人工智能、醫(yī)學大數(shù)據(jù)分析、手術機器人、智能醫(yī)用材料等新興技術而衍生的跨專業(yè)、跨領域交叉學科。本書及時總結與系統(tǒng)歸納了可視化醫(yī)學的基本概念、學科內涵、主要范疇與臨床應用，循著學科發(fā)展歷程及醫(yī)學應用類別這一主線，構建了可視化醫(yī)學的理論知識體系，并對其未來發(fā)展趨勢做出了前瞻性的展望與分析。
本書在編寫中力求做到邏輯清晰、層次分明，除詳細總結傳統(tǒng)醫(yī)學影像學、分子影像學的發(fā)展歷程與主要內容外，在可視化醫(yī)學部分，緊緊圍繞可視化治療與檢測、影像導航手術、人工智能影像診斷、生物體系可視化、腦機接口等要點，系統(tǒng)闡述了可視化醫(yī)學領域的若干最新進展與應用，既著眼于基本理論的鋪墊、最新技術的進展，也著眼于學科發(fā)展前沿的介紹，以加深讀者對于這一領域的微觀知識的把握與宏觀業(yè)態(tài)發(fā)展的認知。同時，在章節(jié)的結尾設計了“可視書角”這一專欄，將十多個與可視化醫(yī)學臨床應用相關的主題以文字及視頻的形式整理出來，以期讀者對可視化醫(yī)學的最新發(fā)展與業(yè)界動態(tài)有個全方位的把握。
本書可供與生物醫(yī)學影像相關的在校學生、從業(yè)人員及科技研發(fā)人員，特別是涉及醫(yī)學人工智能、生物醫(yī)學工程、智能醫(yī)學材料、先進醫(yī)療設備等領域的專業(yè)人員參考使用。
第一章從醫(yī)學影像到可視化醫(yī)學的演進001
一、概述與發(fā)展里程碑003
二、傳統(tǒng)醫(yī)學影像003
（一）X射線和計算機斷層掃描003
（二）磁共振成像005
（三）核醫(yī)學成像005
（四）超聲成像006
三、分子影像006
（一）光學分子影像006
（二）放射性核素分子影像008
（三）磁共振分子影像008
（四）多模態(tài)分子影像008
四、可視化醫(yī)學010
（一）VR/AR輔助技術011
（二）人工智能個性化診斷012
（三）影像引導機器人精準手術012
（四）智能中醫(yī)013
五、未來展望014
參考文獻015
第二章傳統(tǒng)醫(yī)學影像與成像對比劑023
一、磁共振成像027
（一）磁共振成像的基本原理027
（二）磁共振成像對比劑028
二、X射線和計算機斷層掃描（CT）030
（一）X射線和CT成像的基本原理030
（二）CT成像對比劑032
三、放射性核素成像034
（一）正電子發(fā)射斷層掃描035
（二）單光子發(fā)射計算機斷層掃描037
四、超聲成像039
（一）超聲成像的基本原理039
（二）超聲成像對比劑041
五、光學成像043
（一）光學成像的基本原理043
（二）光學成像對比劑045
參考文獻046
第三章分子影像與分子影像探針061
一、單模態(tài)分子影像063
（一）磁共振分子影像063
（二）超聲分子影像067
（三）光學分子影像069
（四）核醫(yī)學分子影像074
（五）X射線及CT分子影像075
二、雙模態(tài)與多模態(tài)分子影像075
（一）光聲成像077
（二）熱聲成像079
（三）其他多模態(tài)分子影像080
三、分子影像探針082
（一）分子影像探針的設計082
（二）分子影像探針的合成083
（三）分子影像探針的修飾085
（四）分子影像探針的生物醫(yī)學應用088
四、新一代分子影像探針097
（一）可視化診療多功能分子探針097
（二）影像導航手術分子探針101
（三）細菌檢測的納米影像探針103
參考文獻106
第四章影像引導精準治療125
一、化學治療127
二、放射治療128
（一）3D適形放射治療129
（二）調強放療129
（三）影像引導放射治療129
三、熱療130
（一）光熱治療130
（二）磁熱治療131
（三）熱消融133
四、動力學治療135
（一）光動力治療137
（二）聲動力治療137
（三）化學動力治療139
（四）其他動力治療142
五、氣體治療145
（一）一氧化氮治療146
（二）氫氣治療147
（三）硫化氫治療148
（四）一氧化碳治療150
參考文獻151
第五章影像導航手術161
一、內鏡163
（一）內鏡的發(fā)展歷程164
（二）內鏡的臨床應用172
二、手術機器人174
（一）國外手術機器人的發(fā)展177
（二）國內手術機器人的最新進展179
（三）手術機器人的臨床應用與未來展望183
三、納米機器人185
（一）靶向給藥與精準治療187
（二）微手術188
（三）納米機器人的未來發(fā)展189
參考文獻190
第六章人工智能影像診斷與疾病預測201
一、人工智能的定義和發(fā)展歷程203
（一）人工智能的定義203
（二）人工智能的發(fā)展歷程203
二、醫(yī)療人工智能產(chǎn)業(yè)體系205
（一）可視化醫(yī)學人工智能技術體系205
（二）醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的人工智能206
（三）人工智能醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)格局208
三、人工智能在醫(yī)學中的應用209
（一）神經(jīng)系統(tǒng)疾病210
（二）心臟疾病211
（三）肺部疾病212
（四）眼科疾病214
（五）腫瘤216
四、人工智能的局限性和未來前景218
參考文獻219
第七章可視化醫(yī)學傳感與檢測225
一、酶聯(lián)免疫吸附測定227
（一）酶聯(lián)免疫吸附測定的技術背景與定義227
（二）酶聯(lián)免疫吸附測定的基本原理228
（三）酶聯(lián)免疫吸附測定的生物醫(yī)學應用231
二、熒光檢測235
（一）熒光檢測概述235
（二）熒光檢測的基本原理236
（三）熒光檢測的生物醫(yī)學應用239
三、電化學發(fā)光檢測243
（一）電化學發(fā)光機理244
（二）電化學發(fā)光體246
（三）電化學發(fā)光的生物醫(yī)學應用246
四、即時檢測251
（一）酶聯(lián)免疫即時檢測251
（二）熒光即時檢測254
（三）電化學發(fā)光即時檢測256
（四）可穿戴即時檢測261
參考文獻264
第八章器官芯片與生物體系可視化275
一、器官芯片概述277
二、器官芯片的底層技術281
（一）微流控技術281
（二）細胞三維培養(yǎng)技術282
（三）生物標志物檢測技術284
三、器官芯片的種類286
（一）單器官芯片286
（二）多器官芯片291
（三）器官芯片與類器官293
四、器官芯片的應用與挑戰(zhàn)294
（一）器官芯片的應用294
（二）器官芯片研究中存在的問題296
參考文獻297
第九章可視化腦機接口307
一、腦機接口概述309
二、腦機接口系統(tǒng)的構成309
（一）神經(jīng)信號采集309
（二）信號處理310
（三）設備輸出311
（四）用戶反饋311
三、用于腦機接口的腦信號312
（一）不同神經(jīng)信號特征的概述312
（二）用于腦機接口的電生理信號313
（三）用于腦機接口的磁信號316
（四）用于腦機接口的代謝信號317
四、用于運動康復的腦機接口技術319
（一）第一代BrainGate系統(tǒng)實現(xiàn)二維運動控制319
（二）第二代BrainGate系統(tǒng)實現(xiàn)三維運動控制320
（三）神經(jīng)肌肉電刺激套320
（四）“神工”系列神經(jīng)康復機器人用于運動康復321
（五）植入式腦機接口系統(tǒng)實現(xiàn)三維運動控制322
五、用于交流的腦機接口研究322
（一）用于打字言語交流的完全植入式腦機接口322
（二）非侵入式腦機接口系統(tǒng)通過打字實現(xiàn)言語交流323
（三）通過大腦皮質神經(jīng)信息合成語音用于直接英文交流324
（四）面向漢語言語交流的聲調語言解碼研究325
六、腦機接口神經(jīng)活動模式的可視化及其應用326
（一）用于可視化大腦活動的模式概述326
（二）可視化腦機接口通過游戲促進神經(jīng)康復329
（三）可視化腦機接口多場景下的人機交互330
參考文獻331
第十章可視化醫(yī)學的未來337
一、藥械結合的可視化339
（一）藥械結合的定義339
（二）藥械結合的發(fā)展339
（三）藥械結合的醫(yī)學應用351
二、外科手術的可視化規(guī)劃352
（一）脊柱手術規(guī)劃的重要性與可視化需求352
（二）脊柱手術規(guī)劃的相關技術352
（三）脊柱手術規(guī)劃可視化應用355
三、中醫(yī)可視化359
（一）中醫(yī)的基本概念與主要難點問題359
（二）可視化技術在中醫(yī)學研究中的應用361
（三）可視化技術在中醫(yī)臨床中的應用365
參考文獻367
附錄縮略詞中英對照表376
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