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出版者:

作者:Blobel, Bernd (EDT)/ Pharow, Peter (EDT)/ Zvarova, Jana (EDT)/ Lopezs, Diego (EDT)

出品人:

页数:366

译者:

出版时间:

价格:857.00 元

装帧:

isbn号码:9781586038342

丛书系列:

图书标签:

eHealth
Telemedicine
Health Informatics
Biomedical Engineering
Bioinformatics
Digital Health
Telehealth
Medical Technology
Healthcare IT
Remote Patient Monitoring

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具体描述

智能健康前沿：跨学科融合下的未来医疗生态本书导读：在科技飞速发展的今天，医疗健康领域正经历着一场深刻的变革。传统的医疗模式正逐渐向以数据驱动、技术融合为核心的智能化方向演进。本书旨在深入探讨支撑这场变革的关键技术领域——信息技术、工程学、生物学与信息科学的深度交叉融合，构建一个面向未来的、高效、普惠的健康服务体系。我们将聚焦于前沿技术的应用实践，剖析其在提升疾病预防、诊断、治疗和康复效率中的巨大潜力。第一部分：数字化健康基础设施的构建与演进第一章：数字医疗的基石——数据采集与互操作性挑战本章将详尽阐述构建现代医疗信息系统的基础框架。我们不再仅仅关注电子病历（EMR）的记录，而是深入探讨多源异构医疗数据的采集、标准化和集成。内容涵盖从可穿戴设备、物联网传感器采集的实时生理数据，到医学影像、基因组学数据等复杂信息流的处理机制。重点剖析当前医疗信息系统（HIS、LIS、PACS）之间存在的“数据孤岛”问题，并介绍如FHIR（Fast Healthcare Interoperability Resources）标准在实现系统间无缝通信方面的关键作用。此外，也将分析边缘计算在局部数据预处理中的重要性，以应对海量实时数据带来的网络带宽压力。第二章：云端与边缘的协同计算架构现代健康服务的算力需求日益增长，对响应速度和数据安全提出了更高要求。本章详细解析了面向医疗场景的云计算、雾计算和边缘计算的架构设计。云计算提供了强大的数据存储和复杂模型训练能力，而边缘计算则负责即时决策支持和隐私保护。我们将探讨如何设计混合云架构，确保关键的、对延迟敏感的应用（如远程手术指导或危急值报警）能够在网络边缘快速响应。同时，探讨数据安全和隐私保护如何在分布式计算环境中得以有效保障，包括同态加密和差分隐私技术的初步应用。第三部分：智能诊断与个性化治疗的引擎第三章：深入解析医学影像的深度学习模型医学影像（如MRI、CT、X光片）的解读是临床诊断的核心环节。本章聚焦于近年来在影像分析领域取得突破的深度学习技术，特别是卷积神经网络（CNNs）和Transformer模型在病灶检测、分割与量化中的应用。内容将涵盖从图像预处理、数据增强到模型训练和验证的完整流程，并讨论如何解决医疗影像数据标注成本高昂、模型泛化能力受限等实际问题。重点案例分析包括早期癌症筛查的辅助决策系统。第四章：基因组学与生物信息学在精准医疗中的融合精准医疗的实现依赖于对个体生物信息的深入理解。本章探讨生物信息学工具如何处理和解释高通量测序数据（如全基因组测序、RNA-seq）。内容涵盖从原始序列比对、变异检测到功能注释的计算流程。我们将重点分析如何将基因组数据、蛋白质组数据与临床表型数据相结合，利用机器学习模型预测疾病风险、药物反应和治疗方案的个体化选择。同时，介绍单细胞测序数据分析的前沿方法。第五章：生物医学信号处理与生理状态监测本章聚焦于非侵入式和微创式生理信号的获取与分析，如心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）以及血氧饱和度等。内容细致讲解了信号去噪、特征提取和模式识别技术。特别关注时间序列分析和循环神经网络（RNNs，如LSTM和GRU）在预测心律失常、癫痫发作或睡眠障碍等连续生理事件中的应用。讨论如何设计鲁棒的算法，以应对真实世界环境中信号质量不佳带来的挑战。第四部分：远程医疗与智能干预的新范式第六章：远程医疗的生态系统与服务优化远程医疗已从简单的视频问诊，发展为包含远程监护、远程康复和移动医疗（mHealth）的复杂生态系统。本章系统梳理远程医疗的法律、伦理和技术挑战。探讨如何通过优化用户界面（UX/UI）设计，提升老年人等特殊群体对远程服务的使用体验。重点分析实时视频传输中的网络延迟控制和数据安全保障机制，以及如何利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术赋能远程会诊和手术指导。第七章：智能康复与辅助技术的设计原理康复医学正受益于先进的工程学应用。本章探讨外骨骼机器人、智能假肢以及基于传感器的家庭康复系统。内容涉及机器人运动控制算法、人机交互界面的设计，以及如何通过生物反馈机制（如EMG驱动的假肢控制）实现更自然的动作恢复。同时，分析可穿戴柔性电子设备在持续监测患者活动和功能恢复进度中的潜力与局限性。第八章：医疗物联网（IoMT）的安全与可靠性医疗物联网设备数量激增，但其安全性一直是重大隐患。本章深入剖析医疗物联网设备面临的安全威胁，包括固件漏洞、通信拦截和设备劫持风险。介绍基于区块链技术在设备身份验证、数据溯源和建立可信赖的医疗设备网络中的潜在应用。此外，还将讨论冗余设计和故障预测维护在确保关键生命支持设备连续运行中的重要性。结语：迈向整合性的健康数据科学本书最后一部分将展望未来，强调跨学科知识的深度融合是实现下一代医疗创新的必然趋势。未来的医疗系统将不再是孤立的技术堆砌，而是由数据驱动、工程实现、生物学指导下的高度集成系统。本书旨在为研究人员、工程师和临床决策者提供一个理解和参与这场变革的综合视角与实用工具箱。