孔德興 袁景 何春蕾等著《醫學人工智能概論》| 數理醫學叢書

醫學，作為一門以維護和恢復健康為目標的學科，其發展軌跡呈現為一個知識體系不斷積累、研究范式持續革新的過程。早期醫學實踐主要依賴經驗觀察和有限的理論推測。如今，現代醫學已經演變為一個高度復雜的綜合性學科體系，它整合了從分子生物學到臨床實踐、從個體治療到群體預防的多層次知識，并日益依賴跨學科協作和循證證據。隨著計算能力的提升、大規模數據集的積累以及機器學習算法的革新，尤其是深度學習的興起，人工智能已經從理論探索階段進入到具備解決復雜問題能力的實用階段。通過數據驅動的學習方式，人工智能在一些任務上已經達到甚至超越人類表現，其技術迭代和能力提升的速度仍在持續加快，應用范圍不斷拓展。在此背景下，二者的交叉融合——醫學人工智能——成為一個重要的研究方向。

嚴格地講，醫學人工智能(artificial intelligence(AI) in medicine)不僅是一門關于人工智能與醫學相交叉的交叉學科，同時它還涉及數學、計算機科學、物理學、信息論及數據科學等多門學科。醫學人工智能的目的不僅包括重構人體內部組織器官、病灶區等的幾何形狀，定位各種組織、血管等的相對位置，以及生成各種解剖信息的定量描述，還包括預測各種疾病的發生與演化，刻畫疾病的發生機制，揭示醫學學科的內在規律，從而輔助醫生制訂準確的治療方案，實現為患者造福的終極目標。醫學人工智能具有多學科深度交叉性、理論與實際密切結合、傳統學科與新興學科的高度統一性的學科特點。

《 》是浙江省普通本科高校“十四五”首批新工科、新文科、新醫科、新農科重點教材建設項目成果，本書部分章節源自《數理醫學》的部分內容并添加了國內外最新的研究成果，系統介紹了醫學人工智能的理論框架和知識體系。

醫學人工智能概論

孔德興等著. 北京 : 科學出版社, 2025. 9

(浙江省普通本科高校 “十四五”

新工科、新醫科、新農科、新文科重點教材)

(數理醫學叢書)

ISBN 978-7-03-080667-3

本書主體內容分為三個部分：理論與技術、應用以及案例分析，旨在為讀者構建一個從基礎原理到實踐應用的完整認知框架。

▋第一部分“理論與技術”奠定了全書的理論根基。該部分首先介紹了醫學人工智能的基本概念、研究背景與學科特點，接著深入闡述了機器學習、深度學習等核心人工智能算法原理以及相關的優化方法。同時，也涵蓋了醫學影像為主的各類智能醫療數據的基本知識、關鍵的醫學圖像處理與分析技術，并延伸至醫療大數據平臺、大模型及倫理法律等宏觀議題。

▋第二部分“應用”則聚焦于醫學人工智能技術在實際醫療環節中的多樣化應用。內容廣泛涉及利用人工智能進行疾病的早期篩查與干預、對外科手術實施精準導航、輔助進行術后效果評估與監控、推動智能醫療器械(特別是手術機器人) 的發展以及加速創新藥物的研發流程等多個方面。

▋第三部分“案例分析”通過精選的兩個具體案例——甲狀腺結節智能診斷和兒童骨齡智能評估——展示了醫學人工智能技術從理論到實踐的轉化過程。這兩個案例旨在幫助讀者更直觀地理解相關技術如何在真實的臨床場景中部署并發揮作用，是對前兩部分內容的具體印證與深化。

本書可供醫學大數據與人工智能、應用數學、計算機科學與技術、生物醫學工程、智能醫學工程、醫學影像、基礎醫學、臨床醫學等相關專業本科生、研究生使用，也適合不具備很強數學、機器學習或醫學圖像分析背景，但是想要快速補充相關方面知識，以便在醫療產品或平臺中應用的工程師或技術人員使用。

本書獲得浙江省普通本科高校“十四五”新工科、新醫科、新農科、新文科重點教材建設項目，浙江師范大學2022年度校級重點教材建設項目專項資金的資助。

本文摘編自《 醫學人工智能概論》（孔德興等著. 北京 : 科學出版社, 2025. 9）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

(浙江省普通本科高校 “十四五”

新工科、新醫科、新農科、新文科重點教材)

(數理醫學叢書)

ISBN 978-7-03-080667-3

責任編輯: 王麗平 丁彥斌 李香葉

“數理醫學叢書”已出版書目

1．醫學圖像分割與校正——基于水平集方法與深度學習， 楊云云 著， 2024 年9 月

2．醫學影像精準分析的數學理論與算法， 孔德興 孫 劍 何炳生 沈純理 著， 2025 年3 月

3．眼科人工智能， 楊衛華 遲 瑋 主編， 2025 年6 月

4．醫學人工智能概論， 孔德興 袁 景 何春蕾 等著， 2025 年9 月

（本文編輯：劉四旦）

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