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作者:郭傳瑸 本文發(fā)表于:中華口腔醫(yī)學雜志,2017,52(4): 201-203 DOI:10.3760/cma.j.issn.1002?0098.2017.04.001 數(shù)字醫(yī)學是近十多年來逐漸發(fā)展起來的一個新的交叉學科,它正在向醫(yī)學的各個領(lǐng)域滲透和融合,對醫(yī)學發(fā)展起著重要的作用。數(shù)字醫(yī)學技術(shù),如計算機輔助設(shè)計與輔助制作、三維打印、計算機導航、手術(shù)輔助機器人技術(shù)是常用的數(shù)字外科技術(shù),已在口腔頜面外科領(lǐng)域得到逐步應(yīng)用和推廣。這些技術(shù)在提高診療設(shè)計水平,減少手術(shù)風險,提升診療效果等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。數(shù)字醫(yī)學技術(shù)是口腔頜面外科發(fā)展的一個重要方向。 一、數(shù)字醫(yī)學 隨著信息科學技術(shù)、先進的制造技術(shù)和新材料技術(shù)等在醫(yī)學領(lǐng)域的不斷深入應(yīng)用,逐漸形成數(shù)字醫(yī)學這一概念。數(shù)字醫(yī)學是研究數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)律和發(fā)展趨勢,探討計算機科學、信息學、電子學等與醫(yī)學相互交叉或結(jié)合而形成的新理論、新知識、新技術(shù)和新產(chǎn)品,挖掘基于數(shù)字化條件下衍生的新模式、新流程和新機制,探索數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的信息采集、處理、傳遞、存儲、利用、共享和實現(xiàn)過程等內(nèi)容的一門科學,是以形成數(shù)字醫(yī)療診斷技術(shù)、治療技術(shù)、檢測技術(shù)和醫(yī)療機構(gòu)全面信息化管理等為主要特征的典型的前沿交叉學科。 狹義的數(shù)字醫(yī)學主要是指運用計算機技術(shù)、數(shù)字化手段進行新的探索和創(chuàng)造,包括輔助原有醫(yī)療技術(shù)的實施和提供全新的數(shù)字醫(yī)療技術(shù),以達到更加精確可靠的診斷及更加準確有效的治療。如數(shù)字醫(yī)療診斷設(shè)備、數(shù)字醫(yī)療治療設(shè)備、數(shù)字醫(yī)療監(jiān)控裝置、手術(shù)導航系統(tǒng)、專家診療系統(tǒng)、醫(yī)療機器人等。廣義上講,數(shù)字化技術(shù)交叉滲透的是整個醫(yī)學科技領(lǐng)域。因此,數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用、醫(yī)療管理信息系統(tǒng)和臨床信息系統(tǒng)的開發(fā)與實施、數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)與管理、臨床醫(yī)療技術(shù)的數(shù)字化、區(qū)域醫(yī)療協(xié)同與信息資源共享、遠程醫(yī)療會診與遠程醫(yī)學教育、基礎(chǔ)醫(yī)學各個分支學科的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用、疾病預(yù)防控制與公共衛(wèi)生管理的數(shù)字化,醫(yī)政管理上對疫情通報、危害健康的藥品和食品監(jiān)控,現(xiàn)代化醫(yī)院與數(shù)字化有關(guān)的高精尖儀器設(shè)備和數(shù)字化管理系統(tǒng)等等,都是數(shù)字醫(yī)學涉及的范圍。 我國對數(shù)字醫(yī)學的發(fā)展十分重視。2001年,在第174次香山科學會議上我國科學家首次研討中國數(shù)字化虛擬人體和科學問題。鐘世鎮(zhèn)院士帶領(lǐng)的團隊完成了中國數(shù)字化人體數(shù)據(jù)集的建立,并獲2007年國家科技進步二等獎。2006年,由國家衛(wèi)生和計劃生育委員會主管、衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所主辦的《中國數(shù)字醫(yī)學》創(chuàng)刊,為中國科技論文統(tǒng)計源期刊和中國科技核心期刊。2009年,由傅征、梁銘會主編的專著《數(shù)字醫(yī)學概論》出版。2011年5月,中華醫(yī)學會數(shù)字醫(yī)學分會成立。我國口腔醫(yī)學領(lǐng)域早在1997年就成立了衛(wèi)生部口腔醫(yī)學計算機應(yīng)用工程技術(shù)研究中心,2011年國家發(fā)改委批準在北京大學口腔醫(yī)學院建立我國口腔醫(yī)學領(lǐng)域第一個國家工程實驗室,即口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實驗室。近3年來,中華口腔醫(yī)學會年會的主題均為“數(shù)字化口腔醫(yī)學”,這些舉措對推動數(shù)字技術(shù)在口腔醫(yī)學領(lǐng)域的研究和應(yīng)用起到極大的推動作用。目前,口腔三維掃描技術(shù)、計算機輔助設(shè)計與輔助制作、三維打印技術(shù)、導航技術(shù)等數(shù)字技術(shù)已較廣泛地應(yīng)用于臨床,并正在被快速推廣。 二、數(shù)字外科學技術(shù) 數(shù)字外科學是數(shù)字醫(yī)學的分支領(lǐng)域,主要涵蓋外科學、計算機圖形處理學、精密制造等學科內(nèi)容。其核心內(nèi)容是利用數(shù)字化手段為術(shù)前診斷、手術(shù)設(shè)計和手術(shù)實施提供支持,使診斷和治療更為精準、微創(chuàng)及高效。 20世紀70年代,Marching Cubes 運算法的出現(xiàn)開啟了數(shù)字化技術(shù)的航程;20世紀80年代,計算機輔助設(shè)計與輔助制作技術(shù)開始應(yīng)用于醫(yī)學領(lǐng)域;20世紀90年代計算機導航技術(shù)應(yīng)用于外科手術(shù);21世紀初期,手術(shù)輔助機器人達芬奇系統(tǒng)問世。歷經(jīng)40年的發(fā)展,目前數(shù)字化外科技術(shù)已逐步成熟并廣泛應(yīng)用于神經(jīng)外科、骨科、耳鼻咽喉科、整形外科及口腔頜面外科等領(lǐng)域。 數(shù)字外科技術(shù)應(yīng)用的基本流程包括從現(xiàn)實到虛擬,再從虛擬到現(xiàn)實的兩次轉(zhuǎn)換。借助CT、MRI、三維掃描等數(shù)據(jù),將“真實人”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)字人”;在虛擬世界中進行診斷及手術(shù)規(guī)劃;采用計算機輔助制作、導航、手術(shù)輔助機器人將虛擬規(guī)劃的信息傳遞到手術(shù)中,使設(shè)計信息精確地在手術(shù)中實施。計算機輔助設(shè)計與輔助制作、三維打印、計算機導航、手術(shù)輔助機器人技術(shù)是數(shù)字外科的常用技術(shù)。 本期胡敏教授的專論“三維打印與口腔醫(yī)學”和徐娟醫(yī)師的論著“人牙周膜干細胞與聚己內(nèi)酯支架的三維打印初探”較詳細地介紹了三維打印在口腔醫(yī)學領(lǐng)域的研究和應(yīng)用情況。三維打印技術(shù)是數(shù)字技術(shù)的重要內(nèi)容,誕生于 20 世紀 80 年代的美國,中國從 1991 年開始研究該項技術(shù),當時稱為快速原型技術(shù)。它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式構(gòu)造物體的技術(shù)。三維打印除能打印模型和手術(shù)導板外,還可以打印各種植入體。目前,生物打印如多噴頭細胞三維打印技術(shù)是研究的熱點之一。三維打印方興未艾,其主要優(yōu)點有如下:一是能達到很高的精度和復(fù)雜程度,如可以設(shè)計出骨小梁結(jié)構(gòu),并可自動、快速、直接和精確地將計算機中的設(shè)計轉(zhuǎn)化為模型,直接制造零件或模具,從而有效地縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期;二是不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機床或任何模具,即能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任意形狀的零件;三是節(jié)省材料,不用剔除邊角料,提高材料利用率,如打印氧化鋯牙與傳統(tǒng)制作方法相比可以大大節(jié)省材料,減少對環(huán)境的污染;四是可在數(shù)小時內(nèi)成形,實現(xiàn)從平面圖到實體的飛躍;五是對很多行業(yè),它能打印出組裝好的產(chǎn)品,降低組裝成本。但是,當前三維打印還處于發(fā)展期,很多瓶頸問題尚未解決,比如目前可供三維打印機使用的材料非常有限,并且打印機對單一材料也十分挑剔;打印機本身也存在不足,還需要不斷改進;在不久的將來如能打印出生物器官和活體組織,將會遇到很大的道德挑戰(zhàn)。當然,每一種新技術(shù)在誕生初期都會面臨這些類似的困難,相信隨著技術(shù)的進步和研究的深入,終能找到合理的解決方案,使三維打印技術(shù)不斷完善。我們要把握機遇迎接挑戰(zhàn),按照科學的規(guī)律去發(fā)展和應(yīng)用這一新技術(shù),正如胡敏教授在文中指出:三維打印為口腔醫(yī)學提供了發(fā)展機遇,將改變臨床工作、教學和研究方式;在不久的將來,三維打印技術(shù)也許會為改變世界做出貢獻。中國學者不能滿足于作為新技術(shù)的跟隨者,要努力在三維打印技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的進程中成為引領(lǐng)者。 數(shù)字醫(yī)學是醫(yī)學發(fā)展的一個重要方向,它將全面向醫(yī)學診斷與治療、醫(yī)院服務(wù)、醫(yī)療救援、助殘、家庭看護和康復(fù)等醫(yī)療的各個領(lǐng)域滲透;它正在改變著傳統(tǒng)的診療和醫(yī)療模式;它甚至可以幫助人類加快認識疾病的本質(zhì)。數(shù)字醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展不可限量。 利益沖突 無 (參考文獻略)
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