黃國志

1 南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院，廣東廣州 510280；2 南方醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，廣東廣州510515

改革開放以來，我國衛(wèi)生健康事業(yè)取得新的顯著成績，醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平大幅提高，居民主要健康指標(biāo)總體優(yōu)于中高收入國家平均水平［1］。然而，人口老齡化、疾病譜變化、人民觀念轉(zhuǎn)變等因素，對我國衛(wèi)生服務(wù)水平提出了新的要求，以疾病治療為中心的衛(wèi)生服務(wù)體系已不能滿足人民健康需求［2］。圍繞健康中國建設(shè)，康復(fù)在從患者疾病治療為中心轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗣窠】荡龠M(jìn)為中心的建設(shè)行動中具有天生的使命。2020 年11 月27 日，中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會智能康復(fù)專業(yè)委員會在北京國家會議中心正式成立［3］，該專委會匯集了全國頂尖康復(fù)醫(yī)療和醫(yī)學(xué)工程等方面人才資源，致力于搭建智能康復(fù)的融合交流平臺，探索人工智能與康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)科交叉的前沿性課題。以人工智能、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)云和可穿戴傳感等為代表的一系列現(xiàn)代智能技術(shù)與康復(fù)進(jìn)行深度的結(jié)合，將極大地豐富康復(fù)評估和干預(yù)的手段，彌補(bǔ)康復(fù)醫(yī)療服務(wù)目前階段的不足。

1 健康中國建設(shè)背景下康復(fù)要解決的問題

隨著全面建成小康社會決戰(zhàn)打響，黨和國家高度重視健康問題，分階段地鋪展開健康中國建設(shè)的戰(zhàn)略藍(lán)圖：2016 年8 月19—20 日，全國衛(wèi)生與健康大會在北京召開，習(xí)近平主席明確提出“沒有全民健康，就沒有全面小康”［4］；2016年8月26日，習(xí)近平總書記主持召開中共中央政治局會議，會議認(rèn)為健康是促進(jìn)人類全面發(fā)展的必然要求［5］；2016 年10 月25 日，中共中央、國務(wù)院頒布印發(fā)了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》，作出健康中國建設(shè)的總部署［6］；2019 年6 月24 日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《健康中國行動組織實施和考核方案》，明確了健康中國建設(shè)的實施框架［7］；2019 年7 月15 日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于實施健康中國行動的意見》［8］，健康中國行動推進(jìn)委員會印發(fā)《健康中國行動（2019—2030 年）》，對健康中國建設(shè)的執(zhí)行進(jìn)行了詳細(xì)說明［9］。這一系列從頂層設(shè)計到執(zhí)行方案的國家會議和文件，共同傳達(dá)了健康中國建設(shè)的核心思想：針對全人群提供全生命周期的公平可及、系統(tǒng)連續(xù)的健康服務(wù)。康復(fù)是指綜合地、協(xié)調(diào)地應(yīng)用醫(yī)學(xué)的、社會的、教育的、職業(yè)的措施，旨在使有健康狀況的個體在與他們所處的環(huán)境交互作用的過程中，功能最大化并降低功能障礙的影響［10］。加強(qiáng)全民康復(fù)體系建設(shè)是健康中國建設(shè)的重點內(nèi)容之一，早診斷、早治療和早康復(fù)是實現(xiàn)全民健康必不可少的組成部分。我國康復(fù)服務(wù)體系建設(shè)應(yīng)樹立“大康復(fù)”理念，緊緊圍繞全人群和全生命周期的立足點，以社區(qū)康復(fù)為基礎(chǔ)、以預(yù)防做導(dǎo)向［11］，提供人人可及和可負(fù)擔(dān)的康復(fù)服務(wù)。

然而，我國目前的康復(fù)服務(wù)模式存在諸多缺陷，制約著全民全面康復(fù)的實現(xiàn)?？偨Y(jié)我國現(xiàn)有研究，主要存在以下問題：①服務(wù)人群局限、服務(wù)階段滯后?？祻?fù)醫(yī)療資源集中為傷、病、殘者服務(wù)，健康人和亞健康者缺乏康復(fù)的意識，也缺乏獲得專業(yè)康復(fù)服務(wù)的途徑；廣泛開展住院康復(fù)，而多病種早期康復(fù)不全面［12］。②康復(fù)醫(yī)療資源分布不均衡。我國的康復(fù)醫(yī)療資源機(jī)構(gòu)和地區(qū)分布失衡，大型綜合醫(yī)院完備而基層醫(yī)院不足［13］，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)領(lǐng)先而貧困地區(qū)落后［14］。③功能評價指標(biāo)體系欠完善。缺乏完善的功能評價指標(biāo)體系，使得功能改變進(jìn)展為功能障礙或疾病后才被發(fā)現(xiàn)，不能做早期預(yù)警；“時間-項目”導(dǎo)向的評價系統(tǒng)和普遍偏低的人員素質(zhì)，導(dǎo)致基層康復(fù)機(jī)構(gòu)解決問題的能力較差，得不到患者的信任［15］。④評估和干預(yù)方式粗化、技術(shù)應(yīng)用迭代滯后。常用康復(fù)評估方式以定性和主觀判斷為主，依賴于操作者的經(jīng)驗；康復(fù)專業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，康復(fù)同質(zhì)化和干預(yù)效果難以保證［16］；評估和干預(yù)指南修訂搜集和整理證據(jù)耗時耗力，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用迭代滯后。依靠醫(yī)療、管理或企業(yè)等任一單方面機(jī)構(gòu)的力量，短期內(nèi)難以解決以上問題，亟需新的手段或模式助力。

2 智能康復(fù)實施路徑

近年來，信息、傳感、網(wǎng)絡(luò)和人工智能等技術(shù)發(fā)展迅速，帶動了智能化康復(fù)技術(shù)的發(fā)展。由于智能化技術(shù)具有信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)量化和自動化等諸多特點，已在國內(nèi)外臨床康復(fù)評估和干預(yù)［17-20］、康復(fù)信息化建設(shè)［21］和居家康復(fù)［22-23］等方面被廣泛研究和應(yīng)用。然而，已有的智能康復(fù)設(shè)備或系統(tǒng)功能較為單一，干預(yù)和評估圍繞某一疾病的康復(fù)，未實現(xiàn)全人群和全周期康復(fù)介入；且各類設(shè)備彼此相對獨立，不同設(shè)備廠家各立山頭，沒有形成統(tǒng)一的智能康復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和體系。因此，需要提出一條系統(tǒng)整合各類智能技術(shù)的智能化康復(fù)實施路徑，讓智能康復(fù)更好地為健康中國目標(biāo)服務(wù)。

2.1 服務(wù)路徑

智能康復(fù)應(yīng)定位于全民、全周期和康復(fù)同質(zhì)化。將康復(fù)網(wǎng)絡(luò)下沉家庭，使人人享有康復(fù)服務(wù)的可及途徑；進(jìn)行實時健康指標(biāo)監(jiān)測，前移康復(fù)干預(yù)，使個體全周期都能得到康復(fù)介入；讓優(yōu)質(zhì)的康復(fù)資源可到達(dá)各方基層，康復(fù)服務(wù)實現(xiàn)同質(zhì)化。根據(jù)健康影響因素和危險指標(biāo)，預(yù)測個體將來可能或已經(jīng)存在某些健康問題，并對健康問題進(jìn)行分類和評價，給予個體和家庭反饋。針對個體的健康問題，提供科學(xué)的處理意見和途徑。對于需要在醫(yī)療機(jī)構(gòu)干預(yù)的，提供轉(zhuǎn)介途徑；對于可居家干預(yù)的，進(jìn)行遠(yuǎn)程家庭干預(yù)。同時，全程跟蹤記錄個體的干預(yù)和健康變化情況，直到該輪干預(yù)結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行日常實時健康監(jiān)測。見圖1。

圖1 智能康復(fù)服務(wù)路徑Figure 1 Intelligent rehabilitation service path

2.2 技術(shù)路徑

2.2.1 實時健康監(jiān)測 基于《國際功能、殘疾和健康分類》（International Classification of Functioning，Disability and Health，ICF）理論，健康狀況是個體身體結(jié)構(gòu)與功能、活動、參與和生活環(huán)境的交互作用［24］，健康監(jiān)測的指標(biāo)應(yīng)包括：①個體的心率、心律、呼吸、血壓、平衡和關(guān)節(jié)活動等身體功能與結(jié)構(gòu)指標(biāo)；②運動、飲食、日常生活等活動和參與指標(biāo)；③個體所暴露的居家、出行和工作環(huán)境等環(huán)境指標(biāo)。采用穿戴式傳感器對個體的各項指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，并集成藍(lán)牙模塊。傳感器數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳輸至智能手機(jī)等客戶端，再通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端服務(wù)器，醫(yī)療機(jī)構(gòu)和家庭成員可通過網(wǎng)絡(luò)從云端獲取數(shù)據(jù)。見圖2 和表1。表1 列舉部分穿戴式傳感器在健康監(jiān)測中的應(yīng)用。此外，還可采用環(huán)境傳感器進(jìn)行安全、活動和環(huán)境變化的監(jiān)測，如美國俄勒岡老齡化技術(shù)中心智能家居和佛羅里達(dá)大學(xué)蓋特技術(shù)智能住宅［25］。

圖2 基于可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程實時健康監(jiān)測示意圖Figure 2 Schematic diagram of remote real-time health monitoring based on wearable devices

表1 穿戴式傳感器在健康監(jiān)測中的應(yīng)用Table 1 Application of wearable sensors in health monitoring

2.2.2 遠(yuǎn)程家庭智能康復(fù)干預(yù) 建立遠(yuǎn)程家庭智能康復(fù)系統(tǒng)，是進(jìn)行安全居家智能康復(fù)干預(yù)的基礎(chǔ)。通過藍(lán)牙（Bluetooth）、ZigBee、WLAN 等近距離通信技術(shù)，將可穿戴監(jiān)測設(shè)備、智能手機(jī)和電腦等終端，環(huán)境傳感設(shè)備和家庭康復(fù)干預(yù)設(shè)備連接，再通過互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器和醫(yī)療機(jī)構(gòu)連接，建立遠(yuǎn)程家庭智能康復(fù)系統(tǒng)。有研究進(jìn)行過類似實踐，但針對的人群相對局限，功能也較單一。見圖3。如李廣［35］利用無線藍(lán)牙傳輸技術(shù)將生物反饋治療儀、生理監(jiān)護(hù)儀和上位機(jī)（電腦）連接，并通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器和醫(yī)院連接，設(shè)計遠(yuǎn)程家庭智能康復(fù)系統(tǒng)，用于神經(jīng)肌肉損傷康復(fù)；QIU 等［36］將Leap 運動控制器、電腦和云端服務(wù)器連接，設(shè)計遠(yuǎn)程家庭虛擬現(xiàn)實康復(fù)系統(tǒng)（Home based Virtual Rehabilitation System，HoVRS），用于腦卒中后手功能障礙康復(fù)。

圖3 遠(yuǎn)程家庭智能康復(fù)系統(tǒng)示意圖Figure 3 Schematic diagram of remote home intelligent rehabilitation system

2.2.3 健康分類評價標(biāo)準(zhǔn)體系 ICF 核心分類組合是從完整的ICF 框架中選擇出與評估和報告特定健康狀況或衛(wèi)生保健情境的功能信息最為相關(guān)的類目列表，用于評定罹患特定疾病或處于特定衛(wèi)生保健情境中患者的功能［37］。ICF 核心分類組合打破傳統(tǒng)量表評價思維，從身體結(jié)構(gòu)與功能、活動、參與和環(huán)境立體地描述了個體健康狀況。借鑒ICF 核心分類組合動態(tài)評價健康狀況［24，37］，可將各指標(biāo)判別結(jié)果按ICF 框架轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的ICF 限定值，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural network，ANN）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)分析，從而形成類似ICF 核心分類組合的標(biāo)準(zhǔn)化健康評價方式。智能康復(fù)系統(tǒng)按照該統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行健康監(jiān)測和評價，有利于數(shù)據(jù)的分析和交流。見圖4［38］。

圖4 慢性缺血性心臟病ICF網(wǎng)絡(luò)圖Figure 4 ICF network of chronic ischemic heart disease

2.2.4 健康干預(yù)標(biāo)準(zhǔn)體系 《國際健康干預(yù)分類》（International Classification of Health Intervention，ICHI）是世界衛(wèi)生組織健康分類家族（World Health OrganizationFamilyInternationalClassifications，WHOFICs）關(guān)于健康干預(yù)的分類［39］。ICHI 采用“目標(biāo)-行為-手段”三軸分析模式，針對身體功能與結(jié)構(gòu)、活動與參與以及環(huán)境進(jìn)行干預(yù)。每位個體都有個性化的ICF 健康網(wǎng)絡(luò)，因此也對應(yīng)個性化的ICHI 干預(yù)網(wǎng)絡(luò)。在客戶端上提供申請醫(yī)療機(jī)構(gòu)介入的入口，以提供醫(yī)療方面干預(yù)（如身體結(jié)構(gòu)與功能）；生成康復(fù)管理方案，以提供居家干預(yù)（如活動和參與、居家環(huán)境），并接入家庭智能康復(fù)系統(tǒng)；對于需要其他機(jī)構(gòu)介入的干預(yù)（如工作環(huán)境、室外環(huán)境），將環(huán)境干預(yù)建議通過網(wǎng)絡(luò)和云端傳輸至相關(guān)部門。

3 智能康復(fù)實踐探索

為驗證智能康復(fù)實施路徑的可行性，我們聚焦高血壓康復(fù)展開一系列工作，以期在實踐中形成具體解決方案。高血壓是我國最常見的慢性疾病，是罹患腦卒中、心肌梗死乃至造成心血管死亡的首要危險因素［40］，嚴(yán)重威脅著人民健康。高血壓康復(fù)的內(nèi)容包括生活方式改善、飲食控制、心理調(diào)節(jié)和運動，對高血壓疾病干預(yù)十分重要。但是，知曉率、治療率、控制率“三低”是目前我國高血壓防治的普遍現(xiàn)狀［41］，高血壓康復(fù)介入情況更是不容樂觀。究其原因，缺乏連續(xù)血壓監(jiān)測手段、缺乏早期干預(yù)理念和缺乏可靠的高血壓康復(fù)指導(dǎo)是最主要因素。針對這些問題，我們結(jié)合智能康復(fù)思路，從高血壓智能設(shè)備研發(fā)、高血壓康復(fù)臨床研究和高血壓康復(fù)數(shù)據(jù)庫建設(shè)3個方面布局，進(jìn)行了實踐探索。

高血壓智能設(shè)備研發(fā)方面，無感化連續(xù)血壓監(jiān)測設(shè)備是目前工作的重點。首先，聯(lián)合材料學(xué)科研團(tuán)隊，研究利用織物電極、電子紋身等新型材料實現(xiàn)人體脈搏波的無感化采集。其次，通過研究ANN等人工智能算法，將人體脈搏波信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的血壓值。該途徑避開了傳統(tǒng)的袖帶式血壓測量，采用光電傳感器、壓電傳感器等無袖帶傳感方式，將血壓監(jiān)測設(shè)備開發(fā)成智能腕帶、智能紋身等形式，真正實現(xiàn)無感化連續(xù)血壓監(jiān)測。產(chǎn)品化的連續(xù)血壓監(jiān)測設(shè)備的出現(xiàn)，必將極大提升高血壓的知曉率，更好地幫助每個人終身管理血壓。

高血壓康復(fù)臨床研究方面，特色運動和呼吸康復(fù)療法是主要研究內(nèi)容。中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練（moderate-intensity continuous training，MICT）是高血壓傳統(tǒng)的推薦運動方法［42］，但該方式過程枯燥，實踐也表明其依從性不佳。高血壓的呼吸康復(fù)療法作為一種主動呼吸控制的康復(fù)方法，需要身心一體參與，近年來被越來越多的研究證實對血壓改善有效［43-44］，但其推廣率并不高。因此，研究有效、有趣、有特色的運動和呼吸康復(fù)療法，將能彌補(bǔ)目前高血壓康復(fù)手段的不足。針對高血壓運動康復(fù)療法，研究不同間歇時間和靶強(qiáng)度的高強(qiáng)度間歇運動（highintensity interval training，HIIT）、循環(huán)抗阻運動（circuit resistance training，CRT）等新型運動方式對血壓、血管內(nèi)皮功能和炎性因子水平等高血壓相關(guān)健康指標(biāo)的影響，探討制定最佳的組合式運動方案，最終豐富運動內(nèi)容，從而提升運動趣味性。針對呼吸康復(fù)療法，研究結(jié)合智能終端APP 和電子氣流傳感器、胸腹部呼吸運動傳感器等硬件，將呼吸訓(xùn)練過程轉(zhuǎn)換成可視化的游戲；將該呼吸訓(xùn)練方案應(yīng)用到臨床研究中，研究探討不同呼吸模式對高血壓相關(guān)健康指標(biāo)的影響，從而指導(dǎo)臨床。

高血壓康復(fù)數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面，重點關(guān)注與高血壓進(jìn)展密切相關(guān)的宏觀功能性指標(biāo)和微觀生理、生化指標(biāo)。高血壓是一種心血管系統(tǒng)全身性疾病，它的進(jìn)展可能影響步行、認(rèn)知、協(xié)調(diào)和軀體感覺等多方面功能。血管內(nèi)皮功能、炎癥因子水平、血糖和血脂等生理和生化反映心血管系統(tǒng)整體健康環(huán)境，與高血壓進(jìn)展有著密不可分的聯(lián)系。因此，從這2個角度建立高血壓康復(fù)數(shù)據(jù)庫，可以將高血壓相關(guān)人群指標(biāo)數(shù)據(jù)逐漸積累，用于探究預(yù)測高血壓的新標(biāo)志物和研究干預(yù)機(jī)制通路，對于高血壓防治的長遠(yuǎn)發(fā)展有重要意義。

4 智能康復(fù)未來展望

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)（internet of medical things，IoMT）是指通過物聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)將醫(yī)護(hù)工作人員、患者、各種醫(yī)療設(shè)備和設(shè)施智能便捷地連接起來，從而全面支持醫(yī)療數(shù)據(jù)自動識別、定位、采集、跟蹤、管理、共享等各項功能，更好地完成智能化醫(yī)療以及智能化物品管理［45］。隨著智能化康復(fù)的不斷發(fā)展，借助各類通訊和傳感技術(shù)，“個體-設(shè)備-醫(yī)療機(jī)構(gòu)”之間將互聯(lián)互通，形成“康復(fù)物聯(lián)網(wǎng)”。與智能醫(yī)院［46］、智能社區(qū)［47］和智能城市［48］等結(jié)合，未來“康復(fù)物聯(lián)網(wǎng)”將覆蓋個體的全場景，全方位地提供健康監(jiān)測和康復(fù)服務(wù)。大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)將通過儲存和分析“康復(fù)物聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)生的海量監(jiān)測、評估、干預(yù)和預(yù)后數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化和迭代算法從而調(diào)整評估和干預(yù)策略，使系統(tǒng)變得越來越精準(zhǔn)。通過云端服務(wù)器的接入，政府、科研和其他相關(guān)組織也將有直接獲取全人群健康信息的途徑，這將為醫(yī)療政策制定、健康領(lǐng)域科學(xué)研究、醫(yī)保標(biāo)準(zhǔn)修訂和環(huán)境治理等活動提供可靠依據(jù)。見圖5。

圖5 智能康復(fù)未來展望Figure 5 Future of intelligent rehabilitation

5 小 結(jié)

健康中國建設(shè)是全面建成小康社會的必然要求，智能化康復(fù)是康復(fù)服務(wù)普及的重要手段。世界正在邁入數(shù)字時代，健康中國建設(shè)和康復(fù)發(fā)展離不開可穿戴傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計算和人工智能等數(shù)字化現(xiàn)代智能技術(shù)。這一系列智能技術(shù)與康復(fù)結(jié)合，將可能推動康復(fù)全民化、康復(fù)全周期和康復(fù)同質(zhì)化的發(fā)展。將WHO-FICs 應(yīng)用在康復(fù)智能化建設(shè)中，賦予智能康復(fù)“天人合一”的干預(yù)理念，滿足人民全面健康的需求。人民需要，技術(shù)融合，智能康復(fù)正當(dāng)時！