数字化技术在临床诊断与治疗中的应用

　　摘要：随着科技的进步与经济的发展，数字化技术在医疗中得到广泛的应用。本文从数字化在临床诊断与临床治疗中的应用等方面，对数字化技术在经验医学诊断、实验医学诊断、术前规划、术中导航以及术后评估等方面进行了分析阐述。总结了数字化技术的应用不但提高了临床诊断的准确性与治疗的成功率，还使得医院的运行更加高效安全。提出了未来在大数据时代，数字化技术的数据积累得到应用，智能手机与可穿戴式传感器设备的配合使用可以提供实时监测，为医生临床诊断与治疗提供经验数据，数字化技术在未来医疗中将会发挥更大的作用。

　　关键字：数字化医疗；临床医学；医疗设备；数字诊断；手术治疗；健康数据；未来医院

　　1前言

　　二十一世纪以来，知识经济成为社会发展的主要导向，信息数字化技术逐渐结合在各个行业以及领域中，促使我国传统产业逐步转型和发展。只有进一步提升产业发展与信息技术的融合水平才能为我们国民经济运行的发展提供更大的推动力，这样就导致信息化的发展程度成为一个地区发展能力的主要衡量指标[1]。近年来，科学技术迅速发展，广大人民群众对于医疗保健水平的要求也在逐步提高，为顺应时代发展要求，国内各大医院都在积极推进数字信息化建设。主要体现在医疗工作中逐步结合先进的网络和数字技术的应用，将病人的各类信息同医院管理有效地整合起来，进一步进行各种医疗信息的数字化收集、存储、传输及整合分析[2]，使医院的各类业务流程能够得到最佳化，并且信息资源综合利用能力得到最大化。将数字化医疗技术广泛应用于医疗机构，可以提高医院的医疗服务水平，实现医院的科学管理，它是在整个医疗过程中应用现代计算机技术、信息技术的一种新型的现代化医疗方式，目前已经逐渐在临床中有了广泛的应用。

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　　2在临床诊断中的应用

　　在临床中医生首先要对病人的病情做出诊断，在该过程中医生不但要检查病人的病征，还要对病人发病的机制进行分类鉴别，并以此作为制定治疗方案的方法和途径。目前临床中采用的诊断方式主要可以分为两类，一类是经验医学诊断，一类是实验医学诊断。随着时代的快速发展，二者渐呈相互融合借鉴，协调发展的趋势，也都向着数字化的方向迈进。

　　2.1经验医学诊断

　　中医与西医不同，在其诊断发展过程中没有完成从经验医学到实验医学的转变，现代中医的诊疗方法仍以经验为主。中医的经验特性给其数字化过程带来了严峻的挑战，然而矩阵分析方法以及模糊数学方法的应用使计算机数理模型适应中医的非线性特征成为可能[3]。对于中医的数字化来说，较为容易实现的方向是中医文献的数字化管理[4-6]和数字化教学[7-8]。在诊断过程中，中医强调“望、闻、问、切”四诊合参的辨证施治[9]，在这四诊所包含的诊断方式之中舌诊和脉诊数字化是相对比较容易实现同时又非常重要的技术。

　　2.2实验医学诊断

　　实验诊断学是一门从基础医学学习进入到临床医学学习的过渡课程，它可以为临床提供数据或结果[30]。运用实验的方法对疾病进行诊断结合了生物医学基础知识以及临床需求，其本身就是运用数据的方式表征患者各方面的体征参数，可以说在临床诊断中实验医学诊断是最容易实现数字化并且已经广泛应用的方向。

　　3临床手术治疗

　　在传统临床治疗特别是手术过程中，执刀医生的经验对于治疗效果有着决定性的影响。但是只根据术前有限的诊断信息无法实现对于整个手术过程的把控，且疾病的发生原因具有很高的不确定性，很难根据以往的经验应对各种病征。而数字化技术为解决以上存在的问题提供了一个良好的思路。总体来说，目前数字化技术在临床治疗中的应用贯穿了手术的三个过程，对应的分别是术前规划、术中导航以及术后评估。因此，数字化技术能够应用于手术的大部分过程中，对提高手术成功率，减轻病人痛苦具有重要的实际意义。

　　3.1术前规划

　　术前规划是手术前利用诊断的信息如CT影像等对患病部位进行进一步的分析处理，包括三维重建模、生成手术导板等。医生可以通过三维的方式更直观地进一步了解分析病灶，为下一步的实际操作提供经验，提高手术成功率。

　　利用CT图像进行患病部位三维的重建并且在此基础上模拟规划手术过程是术前规划的重要内容，可以对手术过程进行虚拟的模拟，评估手术风险，有利于保证后续手术操作更加可靠有效地进行。目前该方法在骨科手术、口腔修复的术前规划等方面都有相关的研究。

　　3.2术中导航

　　手术中的导航系统使用三维测量传感装置来跟踪定位患者器官、手术器械或植入假体，对应患者的医学影像信息和手术中的实际位置数据，引导手术工具到达患病区域，完成相应的手术动作[44]。手术导航由于定位原理不同可分为：基于内窥镜系统的导航[45]（见图3）、基于电磁定位的导航[46]和基于光学定位的导航等方式，三种方法基于自身特点有不同的应用场景。

　　3.3术后评估

　　临床手术的完成并不代表整个治疗过程的结束，无论采用何种手术方式，最终结果都需要更加成熟可靠的手段进行验证。多数情况下，一次手术并不能够完全可靠地治愈疾病，了解分析当次手术的效果可以为下次手术方案的制定提供支持，因此对手术效果的评估是很有必要的。

　　术后评估并不只是依靠单一的指标，除了对术后能够恢复的功能进行测试外，还需运用进一步的手段对相应组织器官进行更客观的评价。客观化评价的过程与临床诊疗相似，其运用CT断层扫描和核磁共振等方式对患病部位进行再次扫描[56]，以分析手术效果。对病灶进行扫描时，不但要观察术后脏器的结构，对于某些病症还要测量特定元素的含量以及周围血管的形态等，是对手术效果的综合考量。钟小梅等[57]运用心脏磁共振(CMR)方法对全腔静脉-肺动脉直接连接手术(DCPC)进行了综合的评估，考量参数包括吻合口是否通畅、吻合口面积、各动静脉的血流量，同时考虑了体表面积和年龄等因素，可满足患者先天性心脏病术后综合评估要求。在功能性测试方面，也已经有很多综合测试系统能够对组织器官术后的功能性进行比较全面的评价，如用于视觉测量的客观视觉质量分析系统，已经被用于测试角膜手术[58]、人工晶状体植入术[59]以及甲状腺相关性眼病的术后视觉质量评估中[60]，能够较为全面地对眼科手术效果进行定量评价。

　　与诊断过程不同，手术过程中可能会在体内植入人工组织器官，这些人造组织器官的材料与人体自身器官性能会有差异，反映在相应的图像上会有伪影等不正常现象，这对于术后模型的重建是不利的。吴雯丽等[61]对人工关节置换术后的若干例患者进行研究分析，分别用FBP与T-smart两种方法对置换关节进行重建，对比分析得出T-smart技术在DTS图像中去除伪影具有重要意义。除了上述的研究以外，去除CT中金属伪影的方法还包括能谱成像技术[62]和单能量成像技术[63-64]等，这些技术对于带有金属植入物的术后评测具有重要的参考价值。

　　4结论

　　数字化技术除了上述临床中的应用外，在医院的其他方面也有很多的应用，如数字化档案[65]、数字化手术室[66]、远程医疗与教学[67]等。

　　数字化技术的应用不但提高了临床诊断的准确性与治疗的成功率，还使得医院的运行更加高效安全。在未来医院，医疗设备数字化、微型化[68]，医院管理网络化、信息化[69]，医疗服务个体化、精准化[70]成为基本特征。数字化技术的应用不但让人们更加方便的了解自己的健康状态，同时也积累了大量的健康数据。随着大数据时代的到来，智能手机与可穿戴式传感器的配合使用可以让人们时刻监视自己的健康数据，数字医学平台以多种方式对患有各类疾病的患者制定个性化的健康方案，为医生临床诊断与治疗提供经验数据。相信随着数字化技术与现代医学的进一步融合，病人的就诊流程更加简单，医生诊断准确率大幅提高，医疗设备与医疗专家的资源共享更加便携，数字化技术能够在未来医疗中发挥更大的作用。

　　参考文献

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　　[2]顾洋菲,巢磊,滕璐灵.数字化在临床医疗中的应用[J].甘肃中医,2010,23(5):61-62.

　　[3]潘玉颖,崔伟锋,范军铭.中医药大数据应用核心问题探究[J].中医学报,2020,35(5):928-930.

　　[4]程学荣,李木清,张月娟,刘黎,等.中医膝痹病临床文献的数字化保存与挖掘研究[J].湖南中医药大学学报,2020,40(2):188-190+231.

　　[5]唐熙婷.中医图书资源数字化建构与共享研究[J].科技传播,2020,12(3):162-163.

　　孙从雨1,2，宋艺萱1,2，蔡晨需1,2，张勤河1,2△

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