朱 強，朱明輝，楊 震，梁志欣，陳良安 （解放軍總醫(yī)院呼吸科，北京100853）

0 引言

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種常見的以持續(xù)氣流受限和進行性發(fā)展為特征的呼吸系統(tǒng)疾病，隨著病情發(fā)展可合并肺源性心臟病和呼吸衰竭，嚴重影響患者的生活質(zhì)量［1］。COPD在全球有較高的患病率和死亡率，患病率達10%左右，每年約有300萬人死亡，有學者預(yù)測到2020年將成為世界第三大死亡原因［2-3］，而我國衛(wèi)生部公布的數(shù)據(jù)中也顯示COPD在農(nóng)村地區(qū)人口疾病死因中位列第三，在城市地區(qū)位列第四，嚴重危害我國居民健康。

目前，我國COPD患者的診治現(xiàn)狀令人堪憂，主要問題有：①早期診斷不足、漏診和誤診率高有研究顯示在所有診斷為COPD的患者中，僅有35.1%的患者在以往被確診為COPD，大部分患者在初診時已屬于重度COPD，可能原因為中國COPD患者尤其是在農(nóng)村對疾病的認知度低，耐受度高，使早期診斷困難，基層醫(yī)務(wù)人員對COPD的認知不足和醫(yī)療資源缺乏進一步加重該問題。②診治不規(guī)范臨床實踐中無論是醫(yī)生還是患者，隨意降低治療級別、過早停藥的現(xiàn)象非常普遍，忽略了COPD患者穩(wěn)定期和急性加重期的管理目標，對戒煙、氧療、無創(chuàng)正壓輔助通氣、康復訓練未予足夠重視。③患者自我管理差 大部分COPD患者對于自身疾病未予足夠重視，不了解COPD的科普知識，常常以出現(xiàn)相關(guān)癥狀時才選擇就診，且治療依從性差，不能嚴格遵醫(yī)囑用藥或癥狀好轉(zhuǎn)即自行停藥，未能踐行慢性疾病的長期管理。此外，傳統(tǒng)的COPD患者管理模式主要為患者門診就診和住院治療，這種傳統(tǒng)的“等待”患者就診模式拉遠了醫(yī)務(wù)工作者與患者之間的距離，使優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源未能充分有效的用于患者，對于COPD患者的早期診斷和長期有效管理存在一定局限性。為了有效控制COPD患者的生存質(zhì)量，推動醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)模式的發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人工智能醫(yī)療應(yīng)運而生。

人工智能醫(yī)療綜合應(yīng)用條碼識別、傳感器技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信、定位技術(shù)等智能設(shè)備，具有全面感知、實時傳輸和智能處理三大優(yōu)勢，通過大數(shù)據(jù)訓練和模型優(yōu)化，智能化的對患者進行識別、監(jiān)測與管理［4］，構(gòu)建COPD篩查和急性加重預(yù)警模型，建立分級處理體系標準和人工智能輔助COPD管理決策系統(tǒng)，根據(jù)篩查分級結(jié)果智能生成診斷建議或預(yù)防方案，根據(jù)急性加重風險分級結(jié)果智能生成多級聯(lián)動預(yù)警信息、院前應(yīng)急預(yù)案或健康管理方案，搭建COPD防治與管理智能物聯(lián)網(wǎng)測試平臺（包含風險篩查、日常治療規(guī)劃、長期監(jiān)測、分級預(yù)警、康復指導、健康教育、遠程會診咨詢、遠程教學、信息管理等智能服務(wù)功能模塊），實現(xiàn)以基層醫(yī)生和患者為核心，開展規(guī)范化、全程化和智能化的COPD防治與管理物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療，真正做到優(yōu)化醫(yī)療資源，最大程度的提高醫(yī)務(wù)人員效率，改善患者生存質(zhì)量，實現(xiàn)COPD的現(xiàn)代化智能管理。

近年來，人工智能醫(yī)療關(guān)于COPD的隨訪和管理有大量的臨床研究報道，主要包擴肺功能變化情況、生活質(zhì)量、急性加重次數(shù)、住院率、死亡率和患者滿意度等，成果已初見成效，優(yōu)化了醫(yī)療資源與患者的配置，讓患者享受高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)在COPD的應(yīng)用主要包括長期監(jiān)測和管理、康復訓練、自我管理等，其中以監(jiān)測和管理技術(shù)相對成熟，主要方式包括電腦、移動手機、網(wǎng)絡(luò)和電話，實時傳遞患者病情變化，有利于醫(yī)務(wù)工作者及時干預(yù)，提高了醫(yī)療智能化。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 監(jiān)測和管理一項前瞻性的隨機對照試驗［8］納入101例COPD患者通過人工智能醫(yī)療進行9個月預(yù)防COPD急性加重的網(wǎng)絡(luò)知識練習，參與試驗并隨機分為遠程醫(yī)療實驗組和對照組的29例患者顯示出令人滿意的結(jié)果，實驗組COPD住院率和住院時間較對照組均降低，實驗組的干預(yù)措施得到患者的滿意并推廣。雖然該研究開始后即有72例COPD患者因不滿意網(wǎng)絡(luò)問題的評判標準退出臨床試驗，但其試驗結(jié)果初步證實了人工智能醫(yī)療的有效性。而一項瑞士的研究卻顯示超過50%的COPD患者對于人工智能醫(yī)療的服從度、接受度和滿意度對都非常高。另外一個定項研究［9］也顯示物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療讓患者感覺實時受到醫(yī)護人員的照顧與管理，增強了對自身疾病的管理意識，避免了日常就診過程中的壓力?？梢?，物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療已逐漸被COPD患者接受，并顯示出較高的滿意度。

一項隨機對照試驗［10］納入447例COPD患者，觀察通過人工智能醫(yī)療干預(yù)后4個月和12個月的生活質(zhì)量改善情況，結(jié)果顯示4個月后實驗組和對照組生活質(zhì)量沒有變化，12個月后實驗組較對照組生活質(zhì)量明顯提高，情緒和心理情況也得到明顯改善，但這些療效主要在遠離急性加重危險因素的患者比較明顯，而對于單因素分析人工智能醫(yī)療干預(yù)并未取得顯著意義。Adam Steventon［11］的研究也顯示人工智能醫(yī)療對COPD患者死亡率沒有影響，實驗組急性加重率和住院率較對照組甚至更高，但該研究入選患者基線不一致，其結(jié)果存在一定不可靠性。然而，一項回顧性的Meta分析［12］通過文獻檢索人工智能醫(yī)療和COPD的臨床試驗或綜述共211篇，并對其進行統(tǒng)計學分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人工智能醫(yī)療能降低COPD急性加重率和住院率，但不能提高COPD患者的生活質(zhì)量，對疾病死亡率也沒有影響。此外，McLean等［13］通過回顧性分析十項隨機對照試驗對比人工智能醫(yī)療常用到的電視監(jiān)護、電話、網(wǎng)絡(luò)或其他的方式的有效性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)急性加重次數(shù)和住院率均明顯降低，但電話隨訪或管理時患者的花費和死亡率可能更高。

1.2 早期預(yù)防和篩查目前，傳統(tǒng)的COPD早期預(yù)防和篩查主要包括高危因素、影像學、肺功能、呼吸問卷評分、6min步行試驗、分子標記物、特殊基因等，主要的方式是門診就診，效率較低，資源有限，大部分患者缺乏精心、詳細的咨詢與指導。而人工智能醫(yī)療有助于簡化和改善當前形勢，主要通過相應(yīng)的移動客戶端輸入所需數(shù)據(jù)，如高危因素、肺功能、影像學、心電圖、呼吸困難指數(shù)、CAT評分、診療指南和科普信息等，對人群進行COPD篩查和預(yù)防。對于診治有難度的患者，甚至可通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠程會診或多學科聯(lián)合會診，由權(quán)威人士給出專業(yè)建議。

國內(nèi)曾有基于傳感技術(shù)便攜式無線傳感肺功能開發(fā)的相關(guān)報道，但其實用性和有效性尚無大樣本數(shù)據(jù)支持，也沒有系統(tǒng)的將COPD的早期篩查和預(yù)防與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，存在一定的局限性和片面性［5］。而國外的關(guān)于基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人工智能醫(yī)療對疾病的早期篩查大部分研究報道主要與眼有關(guān)。如，Hussain等［6］報道通過人工智能醫(yī)療遠程篩查糖尿病患者是否合并視網(wǎng)膜病變的研究和Hark［7］報道通過人工智能醫(yī)療遠程篩查是否有青光眼的研究，結(jié)果均顯示明顯提高了疾病的早診率和較高的準確率，使患者能及時獲得早期干預(yù)治療，并減少了醫(yī)院的篩查負擔和患者自身的經(jīng)濟負擔。遺憾的是，目前人工智能醫(yī)療對于COPD的早期預(yù)防和篩查尚無大型的臨床研究報道。

1.3 康復訓練近年來，肺康復訓練在COPD患者越來越受重視，療效也得到充分肯定。肺康復是基于患者整體評估為患者量身打造的全面干預(yù)，包括運動訓練、教育、自我管理等，目的在于改善肺部通氣功能，緩解或控制COPD的急性癥狀和并發(fā)癥，消除疾病遺留的功能障礙和心理影響，幫助患者在日常生活中獲得優(yōu)質(zhì)生活量。人工智能醫(yī)療進行肺康復訓練更加便捷、輕松，大大降低了患者經(jīng)濟負擔。一項可行性研究［14］顯示重度COPD患者通過家庭遠程視屏模式進行3周的肺康復訓練和心理咨詢，由專門的康復治療師指導，結(jié)果顯示74%患者完成了該研究，受歡迎程度較高。完成康復訓練的患者COPD臨床調(diào)查問卷、5次坐立試驗、時間行走試驗均較康復訓練之前明顯改善，急性加重率和死亡率降低。有學者報道可能相關(guān)的原因為超過7天的康復訓練可提高呼吸肌功能，改善患者通氣情況。Holland［15］等的研究也報道了類似的結(jié)果，且遠程訓練時間延長至8周，但受歡迎程度和患者完成率明顯減低，這可能與重度COPD患者肺功能耐受性較差有關(guān)。此外，一項隨機對照研究也指出遠程肺康復訓練降低急性加重率和死亡率主要是穩(wěn)定期COPD患者，對于COPD急性加重住院后進行遠程肺康復訓練的有效性證據(jù)不足［16］，因此對于此類患者不作常規(guī)推薦。此外，一系列薈萃分析和臨床綜述均報道遠程康復訓練可以降低不同程度COPD患者的再住院率和死亡率，相對于傳統(tǒng)的肺康復訓練費用明顯降低，但對于急性加重期或因急性加重住院后即開始遠程肺康復治療因證據(jù)不足不作推薦［17-18］。

1.4 自我管理COPD患者自我管理干預(yù)能夠改善預(yù)后，可降低呼吸相關(guān)的住院率和死亡率。但是，最近的meta分析報道自我管理干預(yù)對整體死亡率沒有影響［19］，可能的原因有干預(yù)的異質(zhì)性、應(yīng)用的一致性、干預(yù)的特異性、患者人群、隨訪時間和結(jié)局指標，使得在現(xiàn)實生活中很難推廣。然而，人工智能醫(yī)療有利于改善這些不足。一項隨機對照研究［20］納入29例COPD患者，觀察通過人工智能醫(yī)療進行COPD自我管理（包括自我疾病認識、呼吸功能鍛煉、急性加重期藥物調(diào)整、書寫病情日記等）的臨床效果，9個月的研究結(jié)果顯示患者接受遠程自我管理的滿意度好，且干預(yù)組較對照組依從性高，急性加重率和住院率明顯降低。此外，其他的一些研究結(jié)果也顯示通過人工智能醫(yī)療進行COPD自我管理降低COPD急性加重率，提高生活質(zhì)量，同時也提出了專業(yè)化指導對于COPD患者的自我疾病認識和鼓勵自我管理技能的發(fā)展至關(guān)重要［21-22］。但目前相關(guān)研究樣本量均較小，研究結(jié)果無法具有代表性，現(xiàn)實中參與人工智能醫(yī)療指導COPD自我管理的專業(yè)人士也較少，且尚無標準化的相關(guān)自我管理程序，未來應(yīng)進行更多的研究并整合自我管理的標準模塊，對COPD自我管理干預(yù)的最有效的形式和內(nèi)容作出明確的推薦，提高COPD自我管理的依從性和有效性。

2 討論與展望

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療簡稱人工智能醫(yī)療，是通過使用移動通信技術(shù)，如智能手機、平板電腦、筆記本電腦等移動設(shè)備提供動態(tài)醫(yī)療服務(wù)和信息，使遠程隨訪和干預(yù)慢性疾病成為可能，更使COPD患者管理理念由醫(yī)院管理前移到家庭與醫(yī)生管理，如COPD、支氣管哮喘、肺癌、呼吸睡眠暫停綜合征等，其中COPD患者應(yīng)用更為廣泛。物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療可通過網(wǎng)絡(luò)平臺或APP錄入COPD患者的診斷與管理方法，如高危因素、癥狀、肺功能、肺CT、呼吸困難指數(shù)、診療指南和科普知識等相關(guān)信息，對疑是COPD的患者進行篩查，對診斷明確的患者進行早期干預(yù)和全程管理。其中，人工智能醫(yī)療用于遠程隨訪和管理的有效性和安全性被已被大量的研究證實，為COPD患者提供了大量的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源，降低了疾病相關(guān)的經(jīng)濟負擔，國外多篇文獻也報道人工智能醫(yī)療受COPD患者歡迎程度和滿意度均較高。人工智能醫(yī)療主要用于COPD患者的早期篩選和預(yù)防、隨訪和管理、康復訓練、自我管理等，但目前關(guān)于早期篩選和預(yù)防的相關(guān)研究報道較少，其臨床有效性和準確性尚不明確，需要進行相關(guān)的臨床研究探索。用于COPD的隨訪和管理已被大量的文獻報道，大部分研究結(jié)果均認為通過人工智能醫(yī)療可降低COPD患者急性加重率和再住院率，對死亡率沒有明顯影響，即使對于重度COPD患者也能獲益，但對于大部分COPD患者能否改善生活質(zhì)量存在爭議，需要更多大量本的研究進一步證實。通過人工智能醫(yī)療對COPD患者進行康復訓練的大部分研究對象主要為穩(wěn)定期的COPD患者，對于COPD急性加重率和死亡率都有所降低，因COPD急性加重期的患者本身就不適合康復訓練，大部分研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)急性加重期的COPD患者能通過遠程醫(yī)療完成康復訓練獲益，仍建議門診就診或住院治療。值得注意的是，目前關(guān)于人工智能醫(yī)療絕大部分臨床研究均在發(fā)達國家，尤其是美國、日本早在20世紀中期已開始建立相關(guān)智能系統(tǒng)管理慢性疾病，并取得一定成效，但在中國還屬于全新的起步事業(yè)，需要更多的臨床試驗進行探索。

COPD管理是一個漫長的過程，且數(shù)量龐大，醫(yī)院管理效率太低。人工智能醫(yī)療將COPD患者的早期診斷與全程管理開啟了新的篇章，形成了COPD患者的大數(shù)據(jù)模型，將此模型智能化更加有利于COPD患者的現(xiàn)代化管理。如基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)等高級人工智能算法，通過大數(shù)據(jù)訓練和模型優(yōu)化，構(gòu)建COPD篩查、分級診療、長期管理、急性加重預(yù)警模型，建立人工智能輔助COPD管理決策系統(tǒng)，根據(jù)篩查分級結(jié)果智能生成診斷建議或預(yù)案，根據(jù)長期管理分級結(jié)果智能生成干預(yù)方案，根據(jù)急性加重風險分級結(jié)果智能生成多級聯(lián)動預(yù)警信息、院前應(yīng)急預(yù)案或健康管理方案，搭建COPD防治與管理智能物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療平臺（包含風險篩查、日常治療規(guī)劃、長期監(jiān)測、分級預(yù)警、康復指導、健康教育、遠程會診咨詢、遠程教學、信息管理等智能服務(wù)功能模塊），真正實現(xiàn)新時代下COPD患者的現(xiàn)代化管理。

相對于傳統(tǒng)醫(yī)療模式，人工智能醫(yī)療前景不可估量，但仍面臨巨大挑戰(zhàn)。我國尚未對人工智能醫(yī)療形成統(tǒng)一的標準，各個醫(yī)院形成了自己的共享標準平臺，醫(yī)院之間無法共享用戶信息，造成一定程度的資源浪費，阻礙了跨區(qū)域、跨醫(yī)院和規(guī)?；t(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的形成。此外，人工智能醫(yī)療的建立雖然方便了醫(yī)務(wù)人員和患者，但患者的個人信息面臨安全問題，容易通過網(wǎng)絡(luò)被攻擊竊取、惡意跟蹤和查詢造成危害。因此，從整體上加快、加深人工智能醫(yī)療的發(fā)展和建立相應(yīng)的法律法規(guī)，有助于促進在醫(yī)療衛(wèi)生方面的實際應(yīng)用，發(fā)揮其真正價值。

總之，發(fā)展基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的人工智能醫(yī)療在新的醫(yī)療環(huán)境下是大勢所趨，對于改善COPD患者的長期隨訪和管理具有重要價值，臨床中值得推廣。但相關(guān)標準體系和技術(shù)要求仍處于逐步完善的過程，尤其是面向精準化醫(yī)療時代的背景，未來需要更多的前瞻性、多中心、大樣本的隨機對照研究來探索其有效性和安全性。