第一章 概论 1
第一节 数字骨科学的创立 1
第二节 数字骨科学的范围 3
第三节 数字骨科学的发展 10
第四节 数字骨科学的未来 23
第二章 医学影像设备的类型、工作原理与输出 33
第一节 X线摄影的基本原理与相关输出 33
第二节 CT成像的基本原理与相关输出 39
第三节 MR成像的基本原理与相关输出 42
第三章 医学图形图像处理技术 47
第一节 医学图像的基本概念 47
第二节 医学图像的增强和运算 52
第三节 医学图像的浏览 53
第四节 医学图像的配准 55
第五节 医学图像的分割 58
第六节 医学图像可视化及三维模型重建 61
第七节 基于医学三维模型的虚拟手术规划 64
第四章 人体骨肌系统的生物力学建模与动力学分析 67
第一节 人体骨肌系统运动学与动力学基础 67
第二节 “骨—植入物系统”有限元分析方法 91
第三节 应力与骨生长 100
第五章 人体运动系统的有限元建模与分析 113
第一节 有限元仿真和生物力学基本介绍 113
第二节 有限元仿真中的线性和非线性问题 120
第三节 数字骨科学中的有限元建模及应用 126
第四节 有限元计算的主要商业化软件及其特点 141
第六章 3D打印技术及其在骨科中的应用 157
第一节 3D打印技术的基本原理及发展历史 157
第二节 3D打印设备的类型及其在医学应用中的选择 159
第三节 3D打印手术规划模型及其临床应用 163
第四节 3D打印手术导板在临床骨科的应用 166
第七章 个体化骨科植入物的数字制造技术 175
第一节 个体化骨科植入物的类型和特点 175
第二节 个体化骨科植入物的设计 186
第三节 个体定制骨科植入物的加工制造技术 204
第四节 金属3D打印骨科植入物的关键技术 210
第五节 国内外个体定制骨科植入物的相关标准 220
第八章 组织工程与骨科生物3D打印 235
第一节 组织工程基本原理及其应用 235
第二节 骨组织工程基本方法 243
第三节 骨科生物3D打印技术 247
第四节 骨科生物3D打印的支架材料 250
第五节 骨科生物3D打印的种子细胞及生长因子 252
第六节 生物3D打印的伦理问题和发展重点 255
第九章 图像引导下的手术导航技术 261
第一节 手术导航系统综述 261
第二节 手术导航关键技术 265
第三节 手术导航系统构建、临床应用及精度分析 273
第十章 虚拟/增强现实技术基本原理与医学应用 283
第一节 虚拟/增强现实技术概述 283
第二节 虚拟现实技术在骨科手术仿真培训中的应用 289
第三节 增强现实技术在骨科手术导航中的应用 300
第四节 虚拟/混合现实技术在骨科手术中的其他应用 306
第十一章 医用机器人 311
第一节 医用机器人概述 311
第二节 骨科机器人的分类 314
第三节 医用机器人设计 316
第四节 医用机器人在骨科中的发展 320
第十二章 数字一体化手术室 325
第一节 手术室的历史及挑战 325
第二节 数字化一体化手术室的功能 327
第三节 数字一体化手术室的主要子系统 337
第四节 数字化手术室的未来 343