Il Dipartimento è stato istituito nel 1997 e ha come principale finalità quella di sviluppare nuove metodologie diagnostiche e terapeutiche - in stretto rapporto multidisciplinare - e di sperimentarle e validarle in campo clinico.
Nell'ambito delle bioimmagini, l'interesse è nell'integrazione di immagini ottenute con diverse tecniche di acquisizione (radiologiche, isotopiche, ecografiche, anatomopatologiche, endoscopiche, etc). Tale integrazione pone interessanti problematiche relative alla gestione ed elaborazione informatica, al post-processing e alla realizzazione di procedure terapeutiche assistite dall'imaging.
Nell'ambito chirurgico l'attenzione si focalizza su sistemi automatici (robot) o assistiti dal computer per lo svolgimento di interventi chirurgici maggiori o mini-invasivi o su applicazioni innovative in campo oncologico, anche in associazione con la radioterapia. In questo settore, di assoluto rilievo è l'attività trapiantologica, la chirurgia vascolare e l'utilizzo di tecniche ablative di nuova concezione (HIFU - high intensity focused ultrasound).
In campo oncologico viene condotta un'intensa sperimentazione di nuovi farmaci antineoplastici nell'ambito dei tumori solidi e del sangue. Di rilievo sono inoltre le ricerche condotte nel campo delle neoplasie geneticamente trasmesse.
Nel settore della biologia avanzata vengono applicate tecniche molecolari alla diagnosi e alla terapia di malattie ematologiche: in particolare sono condotti studi di isolamento e differenziazione di cellule staminali, anche con finalità cliniche.
Vengono studiati materiali innovativi per applicazioni protesiche, per lo sviluppo di tessuti artificiali, e vengono utilizzati nuovi agenti di contrasto (per ecografia, risonanza magnetica, etc) come pure markers tessuto-specifici per la diagnostica oncologica.
Molte Divisioni del Dipartimento hanno consolidati e proficui rapporti scientifici e di ricerca con EndoCAS, Centro per la Chirurgia Assistita dal Calcolatore.
Il Dipartimento vanta numerose collaborazioni con prestigiosi partner pubblici e privati che si concretizzano nella partecipazione a impegnativi progetti a livello nazionale e internazionale.
Di grande importanza è stato il supporto offerto negli ultimi anni da prestigiose Istituzioni quali la Fondazione Arpa , l'AIL Associazione Italiana contro le Leucemie-linfomi e mieloma e l'AIRC Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro.