數(shù)字醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合的、覆蓋多學(xué)科的新興醫(yī)工交叉學(xué)科。數(shù)字脊柱外科學(xué)是指以脊柱外科基本診治理念為基礎(chǔ)，涉及脊柱手術(shù)的相關(guān)解剖學(xué)、立體幾何學(xué)、生物力學(xué)、材料學(xué)等多種專業(yè)的一門學(xué)科。全書共9章，主要介紹并評述數(shù)字化脊柱外科的基本理論和實踐經(jīng)驗，以數(shù)字技術(shù)與脊柱外科醫(yī)療、科研及教學(xué)的密切聯(lián)系為重點，突出基礎(chǔ)理論知識普及和臨床應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)，對數(shù)字檢查技術(shù)、手術(shù)虛擬操作技術(shù)、術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)、手術(shù)機器人系統(tǒng)、計算機術(shù)中監(jiān)測技術(shù)與術(shù)后康復(fù)技術(shù)、數(shù)字化內(nèi)植物設(shè)計、3D打印技術(shù)、數(shù)字化脊柱外科研究平臺、數(shù)字化診療技術(shù)與教學(xué)系統(tǒng)等重點內(nèi)容逐一進行深入闡釋。
本書作者長期在國內(nèi)**脊柱外科中心工作，致力于脊柱外科的基礎(chǔ)與臨床研究，積累了豐富的經(jīng)驗，形成了大量高質(zhì)量的研究成果，為本書的編撰工作奠定了理論與實踐的雙重基礎(chǔ)。因此，本書出版將為提高脊柱外科數(shù)字化診療程度和水平提供重要幫助，適合脊柱外科醫(yī)師、數(shù)字醫(yī)學(xué)相關(guān)工作者參考閱讀。
1.數(shù)字化技術(shù)是近年來飛速發(fā)展的一個技術(shù)領(lǐng)域，其涉及多個交叉學(xué)科，具體應(yīng)用方向包括內(nèi)植物個體化定制、導(dǎo)航手術(shù)、虛擬手術(shù)、手術(shù)機器人等。這些技術(shù)方法為脊柱外科的蓬勃發(fā)展開拓了新的領(lǐng)域。2. 上海長征醫(yī)院骨科在脊柱傷病方面有多年的治療經(jīng)驗，在相關(guān)領(lǐng)域先后獲得3項國家科技進步二等獎。在臨床科研領(lǐng)域，他們也一直緊跟技術(shù)發(fā)展，在影像、內(nèi)植物設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、有限元、計算機導(dǎo)航、虛擬手術(shù)等方面不斷有新思路、新項目。對于數(shù)字外科和脊柱外科的交叉知識、研究方式方法，長征醫(yī)院的經(jīng)驗積累始終保持在國際先進的水平。
數(shù)字技術(shù)與信息技術(shù)在短短數(shù)十年間，已成為人們生活和科技發(fā)展中無處不在、不可或缺的基礎(chǔ)與核心技術(shù)。在成為第三次工業(yè)革命的代表性技術(shù)之一的同時，也像空氣一樣彌散、深入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的每個角落，成為保持醫(yī)學(xué)科學(xué)不斷更新、發(fā)展的原動力。數(shù)字外科學(xué)、數(shù)字脊柱外科學(xué)也隨之呱呱落地，并迅速成長為日趨成熟的醫(yī)療理念與技術(shù)。
20世紀(jì)末、21世紀(jì)初發(fā)展起來的一些醫(yī)學(xué)科學(xué)主導(dǎo)理念、發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)，包括個體化、精準(zhǔn)化、遠程化、大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)以及各種微創(chuàng)、導(dǎo)航、機器人等高端技術(shù)和設(shè)備，都是在數(shù)字技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展與滲透中形成并快速取得進步的。許多一二十年前新出現(xiàn)的技術(shù)創(chuàng)新，目前已演變?yōu)獒t(yī)療行為中的主流方向和常規(guī)技術(shù)。舊有的外科與內(nèi)科的界限不再那么分明，許多微創(chuàng)、精準(zhǔn)的手術(shù)，例如多種介入治療、支架安放術(shù)等，是由內(nèi)科醫(yī)師主刀的，手術(shù)室里組裝了各種影像和信息傳輸設(shè)備，出現(xiàn)了所謂surgery without operation，如射頻、伽馬刀、細胞刀等正在成為尖端、有效的治療措施。又正像在圍棋界所向披靡的AlphaGo機器人大師一樣，醫(yī)療上也出現(xiàn)了各種檢查、診斷、治療的專家系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都集成了大量專家的智慧。這產(chǎn)生了一種特殊的現(xiàn)象：年資高的醫(yī)師與年資低的醫(yī)師一樣，時時刻刻處于熟悉新技術(shù)、新設(shè)備的緊張狀態(tài)之下，按年資高低和所屬科室分工合作的關(guān)系被打亂了。面對一些新設(shè)備、新技術(shù)、新理念，人人都成了小學(xué)生，都需要時刻學(xué)習(xí)才能跟上時代和技術(shù)的發(fā)展，然后又再發(fā)展、再學(xué)習(xí)、再應(yīng)用新的技術(shù)。3個L（life， long， learning）亦即繼續(xù)教育的理念，也越來越受到廣泛重視。
數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，需要向各行各業(yè)講故事、談愿景的科普讀物，也需要深入淺出、面向不同知識背景的從業(yè)者，充分解析多專業(yè)知識和技術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)專著，促進不同專業(yè)的溝通與整合。由陳華江、袁文兩位教授主編的《數(shù)字脊柱外科學(xué)》為臨床醫(yī)師、工程師、教育工作者和研究人員提供了系統(tǒng)的醫(yī)工結(jié)合的基礎(chǔ)知識和臨床轉(zhuǎn)化經(jīng)驗，是一本不同年資的醫(yī)師、工程師和科研工作者都能從中受益的有價值的科技學(xué)術(shù)專著。
相信大家會喜愛和應(yīng)用這部專著。
中國工程院資深院士上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院終身教授2017年2月于上海
袁文，男，主任醫(yī)師，教授，上海第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院骨科醫(yī)院院長、脊柱外科主任，國家重點學(xué)科、"211"主干學(xué)科、軍隊2110工程重點建設(shè)學(xué)科和上海市醫(yī)學(xué)領(lǐng)先專業(yè)學(xué)科帶頭人，博士生導(dǎo)師，享受國務(wù)院政府特殊津貼及軍隊優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才一類崗位津貼。學(xué)術(shù)兼職包括：中華醫(yī)學(xué)會骨科分會副主任委員，中國醫(yī)師協(xié)會骨科醫(yī)師分會副會長，AO國際脊柱學(xué)會中國理事會主席，上海市醫(yī)學(xué)會骨科�？莆瘑T會主任委員，中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會脊柱脊髓專業(yè)委員會副主任委員，中國醫(yī)師協(xié)會骨科醫(yī)師分會脊柱工作委員會副主任委員，中華醫(yī)學(xué)會骨科分會脊柱外科學(xué)組副組長，中國醫(yī)師協(xié)會骨科醫(yī)師分會頸椎工作組組長等。曾獲得國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎兩項（2008-1、1997-2），軍隊醫(yī)療成果一等獎1項，軍隊技術(shù)進步一等獎1項，軍隊科技進步二、三等獎6項，軍隊醫(yī)療成果二、三等獎4項，榮立二等功1次，三等功1次。承擔(dān)"國家十一五"及211重點課題、國家自然科學(xué)基金面上項目、上海市衛(wèi)生系統(tǒng)重要疾病聯(lián)合攻關(guān)項目重大項目等課題12項。以第一作者或通訊作者在Spine等相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表SCI論文50余篇。主編和參編專著22部。
第一章·數(shù)字脊柱外科學(xué)概述 1
第一節(jié) 數(shù)字技術(shù)與醫(yī)學(xué)進步 2
第二節(jié) 數(shù)字骨科學(xué)的起源和發(fā)展 4
第三節(jié) 數(shù)字脊柱外科學(xué)的研究領(lǐng)域 6
第二章·脊柱外科數(shù)字檢查技術(shù) 9
第一節(jié) 脊柱數(shù)字化X線攝影技術(shù) 10
第二節(jié) 脊柱計算機斷層掃描技術(shù) 32
第三節(jié) 脊柱磁共振成像技術(shù) 38
第四節(jié) 脊柱數(shù)字化圖像的可視化處理 50
第五節(jié) 數(shù)字化影像的質(zhì)量控制 60
第三章·脊柱外科虛擬手術(shù)操作技術(shù) 75
第一節(jié) 虛擬現(xiàn)實與虛擬手術(shù) 76
第二節(jié) 脊柱外科虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng) 82
第三節(jié) 基于力反饋的虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)研究 87
2
數(shù)字脊柱外科學(xué)
第四章·計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù) 95
第一節(jié) 計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 96
第二節(jié) 計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù)在頸椎手術(shù)中的應(yīng)用 109
第三節(jié) 計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù)在胸、腰椎手術(shù)中的應(yīng)用 117
第四節(jié) 計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù)在脊柱矯形手術(shù)中的應(yīng)用 123
第五節(jié) 計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù)在脊柱復(fù)雜手術(shù)中的應(yīng)用 129
第六節(jié) 計算機導(dǎo)航輔助脊柱外科技術(shù)的不足與未來趨勢 134
第五章·脊柱外科手術(shù)機器人系統(tǒng) 151
第一節(jié) 外科手術(shù)機器人系統(tǒng)的設(shè)計與發(fā)展 152
第二節(jié) 骨科手術(shù)機器人系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀 155
第三節(jié) 脊柱外科手術(shù)機器人的前景展望 159
第四節(jié) 小結(jié) 170
第六章·脊柱外科術(shù)中監(jiān)測技術(shù)與術(shù)后康復(fù)技術(shù) 173
第一節(jié) 神經(jīng)電生理監(jiān)測技術(shù) 174
第二節(jié) 超聲檢查監(jiān)測技術(shù) 194
第三節(jié) 計算機輔助導(dǎo)航監(jiān)測技術(shù) 196
第四節(jié) 脊柱疾病的康復(fù)治療 198
第七章·骨科內(nèi)植物數(shù)字化設(shè)計 201
第一節(jié) 內(nèi)植物多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計與力學(xué)性能分析 202
第二節(jié) 多孔結(jié)構(gòu)長骨干腫瘤假體設(shè)計 213
第三節(jié) 椎間融合器及其力學(xué)性能分析 216
第八章·3D打印技術(shù)與脊柱外科 227
第一節(jié) 3D打印技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展 228
第二節(jié) 3D打印技術(shù)在當(dāng)代醫(yī)學(xué)與骨科學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀 233
第三節(jié) 脊柱外科采用3D打印技術(shù)的優(yōu)勢和前景 252
第九章·醫(yī)療大數(shù)據(jù)與脊柱外科 285
第一節(jié) 醫(yī)療大數(shù)據(jù)概念與應(yīng)用 286
第二節(jié) 脊柱外科臨床大數(shù)據(jù)概況與難點 290
第三節(jié) 基于電子病歷的臨床大數(shù)據(jù)挖掘流程與方法實踐 297
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