第二节　融合与应用

我国已进入长寿时代，慢性病患者数量增加推动健康医疗需求增加，同时国民收入及政府在卫生方面支出增长、信息技术进步和政策利好推动医疗行业发展。医疗科技在数字医疗服务、医疗信息化、制药信息化、人工智能（AI）药物研发、AI医学影像、类器官技术及生物芯片等医疗健康领域中都极为关键，是未来健康医疗的重点发展方向之一。

一、融合与应用的驱动因素

我国新一代信息技术与健康医疗融合与应用发展源于多种因素推动，最主要的四个驱动力为需求、政策、投资及技术（图1-5）。

（一）卫生资源需求驱动

我国卫生生态系统包括医疗系统、医药系统和医保系统，存在医疗效率低、非医保覆盖药品价格高、医保系统入不敷出等痛点。我国医疗资源与医疗需求严重倒置，数量最少的三甲医院承担了全国过半的就诊人次，大量基层医疗资源未被利用；同时就诊时的“三长一短”问题消耗了患者的时间，医院各环节信息不流通、效率低。新药研发具有研发成本高、研发周期长、成功率低三大高风险特性，药物开发的投资回报率从2010年的10.1%下降至2019年的1.8%。医学影像分析工作烦琐重复，工作量巨大，极度消耗医生的精力，影像科医生人员缺口大、工作效率低，服务模式需要创新。

（二）政策驱动

数字医疗行业发展过程中离不开政策扶持；医疗是政策导向型行业，医疗信息化主要受政策驱动，推动医院、医保、远程医疗等各个环节信息化进程，规范行业发展方向。政策驱动制药信息化发展，覆盖全过程的药物追溯系统、健康信息服务、大数据应用为制药信息化重要的发展方向。

1.世界卫生组织发布的《数字健康全球战略报告（2020—2025）》指出，数字健康被理解为“与开发和使用数字技术改善健康相关的知识和实践领域”，包括更广泛的智能设备，使用智能连接设备的数字消费者，与物联网、人工智能、大数据和机器人技术相结合的健康服务等内容。

2.2020年3月，民政部、中央网信办、工业和信息化部、国家卫生健康委员会联合印发了《新冠肺炎疫情社区防控工作信息化建设和应用指引》，要求将社区防控工作与现代信息技术深度融合，强化“外防输入、内防扩散”的技术支撑，提高社区防控的信息化、智能化水平，减轻参与城乡社区疫情防控工作人员的工作压力。充分发挥物联网、大数据、人工智能等信息技术的优势，有效支撑社区疫情防控工作。

3.《“健康中国2030”规划纲要》提出以提高人民健康水平为核心，以体制机制改革创新为动力的发展愿景，是我国一段时期内推进中国健康医疗建设的行动纲领。以互联网+、物联网、大数据、云计算、人工智能、5G通信、区块链、数字孪生等为代表的新一代信息技术正在成为引领和推动新一轮科技革命的核心力量，将会深刻影响健康医疗行业，新的医疗服务模式、健康管理形态、行业监管要素及手段将会快速迭代更新。

4.国家卫生健康委员会、国家医疗保障局、国家中医药管理局围绕解决人民群众医疗健康中的急难愁盼问题，研究制定并颁布了《关于深入推进“互联网+医疗健康”“五个一”服务行动的通知》（以下简称《通知》），要求推进新一代信息技术在医疗卫生健康行业深度应用创新发展，进一步优化资源配置，提升服务效率，加强线上监管，强化安全保障。支持“互联网+医疗健康”示范省（区、市）结合实际先行先试，探索创新医疗健康服务新模式，提升患者看病就医获得感。

《通知》包括五方面内容：一是推动“一体化”共享服务，提升便捷化、智能化、人性化的服务水平，主要包括坚持线上线下一体融合，优化医疗服务流程，推动区域信息共享互认，方便老年人就医等内容。二是推动“一码通”融合服务，打破多码并存、互不通用的信息壁垒，包括强化行业内的“一码通行”等内容。三是推进“一站式”结算服务，完善互联网+医疗在线支付工作，包括推行“一站式”及时结算、落实“互联网+”支付政策等内容。四是推进“一网办”政务服务，化解办事难、办事慢、办事烦的问题，包括扩大政务共享服务，便捷信息查询服务，推进基层减负服务等内容。五是推进“一盘棋”抗疫服务，加强常态化疫情防控信息技术支撑，包括强化早期监测预警，加强疫情防控支撑，深化防疫服务等内容。

（三）投资驱动

资本的加持会使行业快速扩张，资本对国内医疗信息化的支持，推动了其发展，在此过程中以腾讯和阿里巴巴等为代表的国内企业也在积极布局并投资医疗软件相关业务，在推动行业需求增加的同时，促进了对行业的资本支持。

（四）技术驱动

近年来我国重视对医学、技术及相关复合型人才的培养，一定程度上满足了卫生信息行业发展对医疗、技术及相关领域人才的需求。

国家不断加强医疗行业顶层设计，推进新一代信息技术与健康医疗高度融合，促使健康医疗行业从高增长进入高质量发展阶段，以5G、大数据中心、人工智能、区块链、云计算等新型基础设施作为重要载体，具备数字化升级、智能化应用、技术融合与创新等特征的一系列卫生健康服务与管理活动。新一代信息技术将在业务和治理层面为健康医疗行业发展带来根本改变。

二、主要的融合与应用

互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的成熟发展并渗透应用于医疗信息化行业，为医疗资源配置、临床业务流程、医院管理、发展战略决策等提供了重要的数据与技术支撑。与此同时，新一代信息技术的融合应用将有助于优化和创新健康医疗运作模式，丰富诊疗过程的技术手段，促使医疗机构实现智能化、精细化管理，提升医疗机构的运营效率与监管机构的监管效率，进而逐步催生出新的市场需求，为健康医疗创造崭新的机遇。

（一）互联网+健康医疗

近年来，互联网+医疗成为各方资本纷纷关注的热点，希望通过互联网+颠覆传统医疗健康行业，打造互联网医疗新业态。医疗健康领域已成为互联网+的新风口，各类应用层出不穷，各种商业模式百花齐放［3］。互联网+健康医疗产业是互联网与健康医疗相结合而形成的一种新兴产业，随着人民生活水平的提高与人口老龄化的加剧，人民群众对医疗健康的需求日益增长。在国家政策、供需不平衡和技术进步等多因素的驱动下，互联网与健康医疗产业开始加速融合，互联网医疗市场发展迅速。与传统医疗体系相比，互联网+健康医疗的模式拓展了服务范围，资源得到了优化配置，在咨询、就医、购药等方面为人民带来了更多的便利。

互联网+医疗在分级诊疗、健康管理、公共卫生、医药流通等方面正逐步发挥重要的支撑作用。在分级诊疗领域，我国致力于建立“基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动”的分级诊疗模式。在国家政策的推动下，各地积极开展探索，并已形成了以慢病管理、医联体、诊疗病种、家庭医生签约、医保政策为切入点的多种分级诊疗模式。

1.健康管理领域

互联网+健康管理已创新出多种服务模式。通过建立物联网数据采集平台，居民可通过智能手机、平板电脑、智能手表等移动设备或相关应用全面记录个人运动、生理数据；通过建立健康管理干预辅助平台，签约医生可动态监管用户的健康数据，并通过电话、视频、短信等方式提供远程健康协助，提升用户健康管理的依从性。通过建立管理大数据分析平台，疾病防控部门可通过分析云端数据，对传染病流行或者突发公共卫生事件进行预警，对健康、亚健康人群进行危险因素干预。在互联网+的助力之下，我国正大步迈向个性化、精准化健康管理时代。

2.就医流程优化领域

互联网+有效缓解了就医“三长一短”的现象。借助移动互联网、移动终端等应用，患者可完成包括预约挂号、候诊、检查缴费、报告查阅、药品缴费、医患互动等多个环节，大大缩短了院内就诊时间。医生可随时通过移动设备了解患者的信息，及时了解患者出院后的康复状况，医护团队可以实时共享信息以保证紧密合作，降低信息误传的概率。医院可通过审方系统和辅助诊断系统支持医生合理用药和治疗，提升诊疗效果并控制费用，进而大大提升患者在院内的就医体验。

3.公共卫生领域

“互联网+”的应用可以通过记录人们的日常行为、生理数据完善已有的电子健康档案，解决档案记录不全、更新不及时、信息不真实等问题；完善、全面的居民电子健康档案极大地方便了居民的诊疗活动，为业务管理部门制订卫生保健计划提供决策依据。同时，通过深化应用互联网+技术，管理部门可深入监管整个服务环节，全面提升了公共卫生监测评估能力。

（二）医疗物联网

物联网是继计算机、互联网之后的又一新的信息科学技术，目前世界多个国家将物联网作为发展新经济技术的主要突破口之一［4］，同时物联网也是未来智慧医疗的核心。2021年3月15日，国家卫生健康委员会制定了《医院智慧管理分级评估标准体系（试行）》，提出了一整套用于指导医院以问题和需求为导向持续加强信息化建设、提供智慧服务，进而建立智慧医院的基础框架体系。该标准体系明确了医疗物联网参与下的急救衔接、信息推送、药品调剂与配送、智能导医、远程医疗、安全管理等部分的具体功能和评价指标，这为医疗机构践行医疗物联网政策提供了具体的操作标准指南。

物联网技术在医疗领域的应用能够帮助医院实现人和物的智慧化管理，图1-6为医疗物联网应用的架构。

物联网技术在健康医疗领域有多方面的用途，其基本内容包括以下五个方面。

1.人员管理智能化

实现对患者的监护跟踪、流动管理、出入控制与安全管理。应用婴儿安全管理系统、医护人员管理系统加强出入婴儿室和产房人员的管理，对婴儿、母亲与护理人员进行身份确认，在发生偷抱或误抱时及时发出报警，同时可对新生儿身体状况信息进行记录和查询，确认新生儿安全。

2.医疗过程智能化

依靠物联网技术通信和应用平台，实现包括实时付费、网上诊断、网上病理切片分析、设备互通、挂号、诊疗、查验、住院、手术、护理、出院、结算等智能服务。

3.供应链管理智能化

提供药品、耗材、器械设备等医疗相关产品在供应、分拣、配送等各个环节的供应链管理系统。依靠物联网技术，实现对医院资产、血液、医院消毒物品等的管理。产品物流过程涉及很多不同信息，企业需要掌握货物的具体地点等信息，从而作出及时反应。在药品的生产上，通过物联网技术实施对生产流程、市场流动以及患者用药的全方位监测。

4.医疗废弃物管理智能化

实现医疗废弃物全程可追溯，可以通过物联网设备采集数据、提炼数据，实现医疗废弃物收集转运全流程监控并进行分析、统计，以作出管理决策。

5.健康管理智能化

实行家庭健康安全监护，实时得到家庭成员全面的医疗信息。远程医疗和自助医疗可以及时采集信息，并使信息高度共享，可缓解资源短缺、资源分配不均的窘境，降低公众的医疗成本。

物联网在医疗信息化领域的应用对社会具有重要意义。人民群众对于医疗卫生服务的要求越来越高，而物联网技术的出现，不仅满足了人民群众关注自身健康的需要，而且推动了医疗卫生信息化产业的发展。物联网技术在医疗领域的应用潜力巨大，能够帮助医院实现人和物的智慧化管理，满足医疗健康信息、医疗设备、公共卫生安全的智能化管理等方面的需求，从而解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗生产安全隐患等问题。

（三）医疗大数据

大数据技术在医疗领域的技术层面、业务层面都有十分重要的应用价值。在技术层面，大数据技术应用于非结构化数据的分析、挖掘，大量实时监测数据分析等，为医疗卫生信息平台建设提供技术支持。在业务层面，大数据技术可以向临床医生提供临床辅助决策和科研数据分析等服务；向管理者提供优化医疗服务流程、绩效管理、运营管理支持；向居民提供健康监测支持。图1-7为健康医疗大数据的主要应用场景，大数据技术在健康医疗领域的应用包括以下几方面。

1.临床辅助决策

在传统的诊疗模式中，医生只能依靠自己的经验和知识储备对患者进行诊治，局限性很大。大数据技术则可以将患者的体征信息、病历数据、影像数据、检验结果等各种数据录入大数据系统，通过机器学习和挖掘分析等方法进行整理分析，可为医生制订患者的诊疗方案提供参考依据。

2.医疗科研

在医疗科研领域，运用大数据技术可以很方便地对各种数据进行筛选、分析，为科研工作提供强有力的数据分析支持。如利用大数据技术实现对多源异构的原始医疗数据进行处理，形成标准化、高质量的临床专病数据库，极大地提升了医生的科研效率，深度挖掘真实世界医疗大数据的临床价值，推动我国医疗技术水平的提升。

3.健康监测

在居民的健康监测方面，大数据技术可以对居民的体征信息、诊疗信息、体检信息等进行监测和收集分析，经过大数据整合处理后的这些信息可以为患病居民治疗方案的制订提供更有针对性的支持。对于健康居民，大数据技术通过集成整合相关信息、挖掘数据对居民健康进行智能化监测，并通过移动设备定位数据对居民健康影响因素进行分析，为居民提供个性化的健康管理服务。

（四）医疗云

虚拟化技术的首次开发是在20世纪60年代，当时是为了对大型机硬件进行分区以提高硬件的利用率。虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。中央处理器（CPU）的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。云计算是信息时代的又一种革新，具有很强的扩展性和需要性，可以为用户提供一种全新的体验，核心是可以将很多计算机资源协调在一起。用户通过网络就可以随时随地、便捷地从可配置计算资源共享池中获取所需的服务器、网络、存储、应用程序和服务等资源，同时获取的资源不受时间和空间的限制，使管理资源的工作量和与服务商的交互降到最低。

虚拟化是操控硬件的软件技术，而云计算是指由操控产生的服务。可以将虚拟化视为技术，将云计算视为服务，虚拟化是云计算的基础技术能力。云计算和虚拟化是密切相关的，但是虚拟化对于云计算来说并不是必不可少的。

医院的主要核心业务系统都有独立的服务器和各自的存储，并且需要在各个系统的终端上设置相应的软件配置，首次配置和日后维护的工作都是相对烦琐的。应用服务器虚拟化配合存储虚拟化，与独立服务器配合各自的存储相比，前者的灵活性强，可以根据信息系统对于计算能力和存储空间要求的不同来分配资源，并可以根据系统对于性能要求的增加进行动态资源扩容；后者则只能在最初设计的时候考虑足够的资源来满足日后的系统扩展要求，若不能满足，则只能通过停机、添加新服务器和存储来满足系统对资源的要求。

（五）医学人工智能

2012年以来，人工智能在深度学习算法的突破下迎来了新一轮的发展热潮，计算机视觉、智能语音、自然语言处理等人工智能的核心技术在金融、安防、医疗、教育等多个行业发展迅速，极大地提升了行业效率，解决了行业痛点［5］。2017年人工智能被写入《政府工作报告》，并出台了《新一代人工智能发展规划》等多项政策文件［6］，制定了人工智能发展规划远景目标，人工智能成为国家战略。

“人工智能+医疗”是人工智能技术赋能医疗健康产业的现象，以机器学习和数据挖掘为两大核心技术的人工智能在医疗行业深入融合，各应用场景下的医疗人工智能产品和服务带来了医疗健康行业的降本增效，从而衍生出医疗数据服务、机器学习服务、医疗研发服务等新的医疗新兴细分行业，拓展了医疗领域的边界，重塑了医疗健康相关产业链。目前，人工智能在健康医疗中的融合应用主要包括以下内容。

1.智能问诊

智能问诊主要用来解决目前医疗领域普遍存在的医患沟通效率低与医生供给不足两大难题。智能问诊是患者在完成挂号后，访问具有智能问诊系统的医院手机应用程序（App）或公众号的智能问诊模块，系统根据患者交互输入的基本信息、症状、既往病史、过敏史等信息生成初步诊断报告，将其推送给医生，减少医患沟通内容、缩短问诊时间，提升医患沟通效率。

2.医学影像

医学影像是目前人工智能在医疗领域最热门的应用场景，主要运用计算机视觉技术对医学影像进行分割、特征提取和对比分析，以及手术中的三维影像重建等。我国目前影像科、放疗科医生供给严重不足，具有丰富临床经验、高素质的医生十分短缺，影像科医生基于经验判断容易导致误诊和漏诊，医生阅片数量庞大且耗费时间较长。人工智能应用在医学影像领域将能够为医生阅片和靶区勾画提供辅助和参考，大幅节省医生的时间，提高诊断、放射治疗及手术的精度。

3.疾病风险预测

现代医学是从患者的各种生化、影像的检查结果中对疾病作出诊断，如果要实现疾病的未来发展预测，往往力不从心。随着人工智能技术的发展，能够实现部分疾病的可能性预测。人工智能可以根据患者的行为以及影像、生化等检查结果进行疾病的筛查和预测，目前国内外的研究已经通过人工智能技术实现了脑疝预测、慢性肾病分级预测、心脏病患者死亡预测、骨关节炎发展预测、流行病风险预测等。

医疗数据的敏感性和严格的隐私保护规定限制了“人工智能+医疗”所要求的高质量聚合数据的收集。“人工智能+医疗”的发展离不开高质量的临床大数据的支撑，但某些临床数据涉及患者隐私等诸多问题，难以满足多平台之间的互联互通，阻碍了“人工智能+医疗”的发展。当人工智能的输出结果与医生的认知权威相悖时，需要有完善的机制来解决人机分歧。因此，需要完善人工智能的辅助决策体系，明确人工智能（AI）系统的辅助决策定位。同时明确人工智能的伦理界限，细化个人隐私信息界定范围，对于数据的收集与共享必须符合国家相关法律法规和政策要求。

（六）5G+健康医疗

移动通信经过了几十年的发展以及持续不断的消费升级，通信制式已经从第一代移动通信技术（1G）的模拟通信进入了当前的第五代移动通信技术（5G）的全数字通信时代，带动了各个产业的升级发展。5G通信技术作为我国战略性新兴产业，以其高速率、低时延和大连接等特性为各行业的创新发展奠定了传输基础。5G新技术在医疗领域的技术融合、移动应用、数据共享、物联网应用等方面有着丰富的应用场景，对满足各种医疗场景下（图1-8）的就诊需求、推动医疗信息化发展、提升医疗机构精细化管理水平具有重要作用。

1.数据共享方面

5G有效解决了现有4G网络大数据量传输的瓶颈问题，能够提供更加稳定、快速、低延迟的数据传输，为实现医疗数据共享，提升院前急救水平奠定了基础。在影像数据传输方面，通过5G可实现患者影像资料在区域间各机构的共享，专家和患者在移动设备上快速浏览和下载，并且传输的影像资料的质量可达到医学诊断级别。在院前急救能力提升方面，通过5G移动边缘计算、网络切片等新技术的应用，实现车内患者病情状态、病历信息等从急救车实时传输到院内接诊中心，对患者病情可进行实时数据共享，使急救医生能够快捷掌握患者病情变化情况。

2.远程通信方面

5G新技术的核心竞争力主要体现在通信能力提升，基于“5G+4K”的视频互动能够有效支持多学科会诊的开展，医生通过移动端可查看患者资料，快速便捷地开展会诊。在远程查房、教学等方面，借助5G网络和移动推车等终端设备，可实现视频高清交互。在护理方面，5G低时延、高可靠的特性被充分应用于静脉治疗优化和病情变化预测领域。

3.定位与状态监测方面

通过5G网络高效率的反馈特性，可实现患者的精准定位。对于摔倒或者受到攻击等突发情况，可实现自动警报。结合可穿戴设备、利用5G传输完成患者的在家随访，定时传输患者的血压、体温等数据。通过智能化分析作出预判和提醒，医生可提前介入以使患者获得最佳治疗时机，促进医疗服务从医院转移至家庭。医院成为大数据中心，为患者提供更加科学、合理的治疗和康复方案。

4.新技术的融合创新

①5G+虚拟现实，通过5G+虚拟现实技术实现高清手术直播，打破了传统网络的束缚，医生可以无卡顿地观摩现场手术情况，并同步进行场外临床操作技能指导。相比传统的手术示教活动，5G+虚拟现实技术的协同模式具有更快速、更精准、更直观、更安全等优势，可帮助临床医生多次模拟学习高难度手术，提升手术成功率。②5G+医疗机器人，结合5G网络技术、远程控制技术、机器人操作技术等，实现跨地域远程精准手术操控和指导，有效保障远程手术的稳定性、实时性和安全性，降低患者就医成本、助力优质医疗资源下沉。

5G网络凭借其优势突破了传统网络带宽延时等瓶颈，为健康医疗带来更多的场景应用，特别是医疗数据共享、远程会诊、院前急救等场景，都将加速医疗信息化的升级创新，推动智慧医疗服务体系建设。当前5G在医疗领域整体发展前景态势好，有关5G医疗健康的前期探索已经取得了较好的示范效果，未来还需要进一步融合其他新一代信息技术，优化业务场景，支撑医疗机构实现数字化转型，促进医疗行业的数字化转型真正走向智慧化和智能化。

（七）医疗区块链

随着健康医疗大数据的快速发展，医疗业务数据呈现指数型快速增长，大量数据涉及居民个人健康、个人隐私等信息，如何高效地进行存储、管理、分享，成为限制行业发展的瓶颈。图1-9为区块链的分层架构，区块链凭借着其去中心、防篡改、可追溯、隐私保护的分散管理特性，为解决健康领域中数据存储和共享的安全性问题提供了路径，当前区块链技术正以惊人的速度、颠覆性的方式向前发展。

近年来，学者们强调区块链技术对传统互联网安全的突破，专注于构建区块链共识过程基础模型、分布式数据等技术的介绍，并致力于将这种加密的安全技术应用于电子病历、医疗数据乃至自我医疗管理等医疗领域中，进而产生了医疗区块链等方面的概念技术。区块链技术应用于医疗健康领域是大势所趋，它所带来的将会是一个彼此信任、公开透明以及自动执行的健康管理模式变革。区块链技术从数据处理技术提升、健康业务流程优化以及健康管理应用拓展三方面深入医疗健康领域，并引入了远程医疗，安全拓展了数据交流能力，降低了监控成本，推动健康协作，但如何把区块链+应用到整个健康领域的生产环节，利用好区块链底层技术平台，是医疗健康领域的重大工程。未来的研究将更加注重对区块链技术的应用，从数据安全性存储向整个数据开发和决策支持系统延伸，将时间戳技术从溯源管理向信用管理方向延伸，将医疗监测向健康监控方向延伸。同时，也将共享不同数据格式，基于区块链的各类技术平台之间制定统一标准，研究如何实现分部门、分等级、分终端信息进行数据共享。

（八）医学数字孪生

数字孪生是物理实体的虚拟模型，现实世界的数字映射，既描述其静止状态，也描述其动态行为，还可以从大数据中预测未来的发展趋势，为实体提供最优决策支持。得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生逐渐从概念走向落地，其应用正从制造业、工业等领域不断衍生拓展，而在医疗健康领域，更呈现出广阔的前景。

1.数字孪生在医疗健康领域的应用

使用现代数据管理、人工智能、远程诊断等技术可以缓解日益增长的患者医疗保健需求与不充分的医院服务之间的矛盾。人体是一个复杂的系统，健康管理可以改善人体的健康状况，减少到医院的次数，提高诊断和治疗的质量和效率。如今，人们越来越关注智能医疗和健康管理，数字孪生可能成为解决当前医疗需求的有效方案之一。

数字孪生应用到人体时，可通过人体的数字化表现动态反映人体的生理状态和生活方式，对改善人们的身体状态具有较高价值。将数字孪生应用到医疗健康领域，可以基于患者的健康档案、就医史、用药史、智能可穿戴设备检测数据等信息在云端为患者建立医疗数字孪生体，并在生物芯片、增强分析、边缘计算、人工智能等技术的支撑下模拟人体运作，实现对个体健康状况的实时监控、预测分析和精准医疗诊断。

虽然，数字孪生在医疗健康领域处于起步阶段，但未来的想象空间很大，如今数字孪生技术在心血管疾病、癌症、传染病和生物制药等方面都有应用案例。

（1）心血管疾病：

心脏是人体的重要器官之一，利用数字孪生模型可以加深对心脏功能的认知，最大程度地发挥基于数据建立的分析模型的作用，进而帮助实现从描述病情到预测病情的转化。基于人工智能的数字孪生模型经过训练，可以将心脏的电生理特性、物理特性和结构相关数据整合到三维图像中，有相关研究团队对这项技术的准确度进行了测试，在计算机上对100例接受心力衰竭治疗患者的数字孪生体进行分析后发现，预测结果与实际情况具有相似性。

（2）癌症：

癌症严重威胁着人们的健康和生命，随着癌症诊疗技术水平的提高、患者生存时间的不断延长，对癌症患者进行实时检测和管理可以使其生活质量达到最优化。近期，发表在Nature Medicine上的一篇文章报道了一种创新性的具有持续生命周期的癌症患者数字孪生（cancer patient digital twin，CPDT）框架，通过使用先进的电子设备和生物技术来动态反映患者不同治疗和时间的生理状态、生活方式。CPDT可持续解释不断演变的癌症状态和供体的免疫系统，减少临床决策中存在的固有不确定性，从而改善临床结局，促进患者与临床医生间的互动，更好地服务于当前的医疗体系。

（3）传染病：

新型冠状病毒（COVID-19）是当前全球最为严重的传染病，来自韩国首尔科技大学的Abirel Azzaoui等研究人员公开了一个数字孪生与区块链技术相结合的、在人群层面管理COVID-19的框架。区块链技术是一个去中心化的系统，允许数据被记录在其共享数据库中，同时使记录的数据很难或不能被修改。在这个框架中，一个人的智能手机代表其数字孪生体。用户通过智能手机上传数字孪生数据，这些数据包括一次性输入的数据（如姓名、年龄、性别和潜在的健康问题等）以及根据用户当前症状和COVID-19测试结果更新的数据（包括医院可验证的测试识别数据等）。患者的数字孪生体利用智能手机的位置信息自动识别密切接触者，并记录其信息，用于轨迹追踪。当患者的数字孪生数据（包括经常访问的地点、密切接触者、症状、任何潜在的健康问题和测试鉴定等数据）被发送到区块链后，系统会根据患者症状的严重程度，将其自动分配到最能满足其医疗需求的医院。

（4）生物制药：

由于数字孪生可以使流程开发和生命周期管理更具成本效益和时间效率，所以也被用于生物制药行业，如药物的开发。Kalyanasundaram Subramanian等学者报道的一种肝脏数字孪生体，是通过使用常微分方程的数学框架，整合肝脏功能、疾病和药物效果相关信息而创建的。由此产生的虚拟肝脏可以有效再现真实肝脏功能，模拟疾病演变和药物治疗的影响，数字孪生体结合实验测量的系统可以让人们更加深入地了解药物性肝损伤。

2.数字孪生的前景与展望

在医学领域中，数字孪生是一个新兴概念，将个体与之对应的数字孪生体进行比较，有益于加深人们对健康与疾病的认识。数字孪生的用途并不局限于疾病的诊断和治疗，还能用于健康和疾病状态的预测。尽管数字孪生技术在医疗健康领域有伦理、技术和医疗等有待解决的问题，但其进展令人鼓舞。数字孪生与元宇宙联系非常密切，数字孪生是元宇宙落地的基础和搭建真实和虚拟空间的桥梁。数字孪生技术上的成熟度直接决定了元宇宙在虚实映射与虚实交互中所能支撑的完整性。随着数字孪生技术在医疗健康领域中的应用逐渐展开，元宇宙未来必将在医疗健康领域发挥积极作用。

三、融合与应用的意义

健康医疗行业借助新一代信息技术的应用和普及，对传统医疗行业进行创新，改变健康管理方式、创新就医方式、改善就医体验、重构购药方式和医患生态；提高医疗服务效率，提升医疗水平和健康管理能力，降低医疗费用，使患者享受安全、便利、优质的诊疗服务。

在互联网+环境下，医疗健康行业必须进行创新，实现互联网医疗，弥补传统医疗模式的不足，帮助患者更好地进行科学、有效的疾病预防，实现治未病；使优质医疗资源进行跨时空的最佳配置，优化患者院内就医流程，帮助患者免去不必要的就医环节，节约时间，提高效率，给患者提供更方便快捷、便宜的购药体验；促进医患沟通，使医生价值最大化、服务最优化，提高医疗服务效率，提升医疗水平和健康管理能力。当前，我国医疗人工智能行业市场规模得到了快速扩容，人工智能将在各种场景下提高医疗服务水平，改善发展现状。