慢性非傳染性病防制中的電子健康?

包家立，鄭秀秀

（浙江大學醫學院公共衛生系，浙江杭州，310058）

慢性非傳染性病防制中的電子健康?

包家立，鄭秀秀

（浙江大學醫學院公共衛生系，浙江杭州，310058）

慢性非傳染性疾病（簡稱慢性病，NCD）主要是指心腦血管疾病、惡性腫瘤、代謝疾病、COPD等。這些疾病嚴重威脅著人類健康，阻礙社會經濟發展，已經引起國內外的高度關注，國際社會、中國政府已經下決心要控制慢性病對人類健康的威脅和對社會發展的阻滯。本文對慢性病概況、國內外應對策略以及對互聯網+醫療儀器機遇與挑戰進行分析。

電子健康；非傳染性疾病；社區醫療工程；醫療器械

0 引言

慢性非傳染性疾病（簡稱慢性病，NCD）主要是指心腦血管疾病、惡性腫瘤、代謝疾病、COPD、精神疾病、口腔疾病等。這些疾病嚴重威脅著人類健康，阻礙社會經濟發展，已經引起國內外的高度關注，國際社會、中國政府已經下決心要控制慢性病對人類健康的威脅和對社會發展的阻滯。本文對慢性病概況、國內外應對策略以及對互聯網+醫療儀器機遇與挑戰進行分析。

1 慢性病的防治

1.1 慢性病已經成為世界性公共衛生問題

世界衛生組織（WHO）在2014年NCD全球狀況報告中指出:NCD是全球死亡的主要原因。2012年，全世界共死亡5600萬人，其中3800萬（68%）死于NCD，其中40%多（1600萬）是70歲以下的過早死亡。NCD導致死亡中的四分之三（2800萬）和82%過早死亡發生在中低收入國家［1］。中國慢性病死亡率是533/10萬，占死人數的86.6%，高血壓患病率為25.2%，糖尿病9.7%，COPD9.9%，癌癥235/ 10萬，吸煙人數3億，占28.1%，有害飲酒9.3%，成年人鍛煉率18.8%［2］。浙江省慢性病死亡率占總死亡率的70%，醫療負擔占總負擔70-80%。高血壓患者約650萬，占人群的19.80%，糖尿病患者近100萬，約占人群的3.02%。高血壓知曉率為37%，服藥率為29%；控制率不足10%［3］。慢性病總流行特點是:慢性病是主要的死因、有低齡化傾向、社會負擔重、依從率低、窮國更嚴重。

WHO估計按照目前中低收入國家的情況繼續發展，2011-2025年NCD導致的累計經濟損失將達7萬億美元。相當于一些中低收入國家GDP的2-3%，使這些國家因NCD而貧窮。慢性病造成不良的健康結果，使社會、政府和家庭付出極高代價，患者生活質量嚴重下降、人口過早死亡、經濟增長滯緩、國家發展潛力降低，是一個嚴重的公共衛生問題。

1.2 導致慢性病發生的四大危險因素

慢性病危險因素分為不可控危險因素（如年齡、性別、遺傳等等）和可控危險因素，可控危險因素包括生物危險因素（如血壓、血糖、血脂）和行為危險因素（如運動、飲食、吸煙、飲酒等）。WHO已經明確導致多種疾病發生的四大共同危險因素是缺乏身體運動、不健康飲食、煙草使用和有害飲酒［4］。也就是說，干預和控制人們的生活行為，可以控制NCD發生。

圖1 發達國家的慢性病死亡率持續下降

1.3 慢性病可防可治

歐美發達國家在上世紀50年代就開始進行NCD的控制。一些國家運用現代知識已經大大提高了人的預期壽命，改善生活質量。如澳大利亞、加拿大、英國和美國的心臟病死亡率在過去30年間顯著下降，最成功的國家下降了70%。這些國家的成功經驗就是實施了針對全面和個體的綜合干預措施，預防導致多種疾病發生的共同危險因素［5］。

1.4 慢性病防控的世界戰略

2011年，世界各國領導人在第66屆聯合國大會上參加NCD高級別會議，以協商一致的方式通過“關于預防控制非傳染性疾病問題高級別會議的政治宣言草案”，承諾把非傳染性疾病擺到發展議程上應有重要位置［6］。NCD不僅是人類健康問題，更是事關國家社會經濟可持續發展的問題。WHO提出到2015年全球慢性病死亡率在2005年的基礎上每年再降2%的控制目標。我國只提出慢性病知曉率≥50%，高血壓和糖尿病患者規范化管理率≥40%［7］。我國從2000年到2009年，慢性病死亡率不但沒有下降，反而上升了2%，與國際社會對我國的期待差距較遠。

WHO強調要采取行動預防和控制NCD，2008年，發布了第一個《預防和控制非傳染病全球戰略，2008-2013行動計劃》［4］，2013年發布了第二個《預防和控制非傳染病全球戰略，2013-2020行動計劃》［8］。在這個行動計劃中，明確到2025年要達到以下幾個目標:

（1） 心血管病、癌癥、糖尿病、COPD等疾病的死亡率相對下降25%；

（2） 有害飲酒相對下降至少10%；

（3） 不足的運動相對下降10%；

（4） 平均人口鹽攝入量相對下降30%；

（5） 煙草使用相對下降30%；

（6） 高血壓患病率相對下降25%；

（7） 阻止糖尿病和肥胖增加；

（8） 至少50%的患者接受藥物治療和咨詢（包括血糖控制）來預防心臟病發作和中風；

（9） 在公立和私立醫療機構中，80%可以負擔得起的有用技術和藥物（包括基因技術）用于主要NCD的治療。

這些目標主要是針對人類生活行為的控制，如（2）-（5），醫療器械創新遇到新機會，如（9）所指的“技術”包括血壓計、體重計、血糖和血膽固醇檢測儀（帶試紙條）和尿白蛋白試紙條。WHO針對生活行為有一系列戰略，如2003年的《煙草控制框架公約》［9］、2004年的《飲食、身體活動與健康全球戰略》［10］、2008年的《飲食、身體活動與健康全球戰略:監測與評估框架》［11］、2008年的《扭轉煙草流行系列政策》［12］、2008年的《減少酒精使用危害戰略》［13］、2010年的《關于身體運動有益健康的全球建議》［14］等等。

1.5 我國的慢性病控制策略

中國政府把慢性病防制定為重大疾病來治理，主要策略是建立慢性病防治服務體系、對慢性病分級管理、實施綜合防制策略［15］。國家衛生部門具體制定了一系列工作指南，如《中央補助地方慢病項目技術方案》［16］、《慢性非傳染性疾病綜合防控示范區工作指導方案》［17］、《全國慢性病預防控制工作規范（試行）》［18］等等。其特點在于［2］:

（1）堅持政府主導、部門協作，將營養改善和慢性病防治融入各項公共政策。多部門在環境整治、煙草控制、體育健身、營養改善等方面相繼出臺了一系列公共政策。

（2）著力構建上下聯動、防治結合、中西醫并重的慢性病防治體系和工作機制。積極地探索慢性病全程防治管理服務模式，推進分級診療制度。

（3）積極推進慢性病綜合防治策略。廣泛開展健康宣傳教育，倡導全民健康生活方式，實施營養改善、癌癥早診早治、腦卒中、心血管病等疾病篩查干預等重大項目，以及“治未病”健康工程。

（4）不斷提高慢性病防治決策的科學性。不斷完善營養與慢性病監測網絡，擴展監測內容和覆蓋范圍，開展居民死因監測、腫瘤隨訪登記、營養與慢性病監測等工作。

1.6 我國慢性病防控的難點

在現實的高危人群慢性病防控中，存在以下難點:

1.勞動力人群失控:這部分人群正處于事業的旺盛期，工作繁重、休息時間不固定、多重危險因素聚集、給藥次數和給藥時間不穩定，以及缺乏個體化醫學指導使社區醫師很難控制該人群的危險因素，做好預防工作。

2.危險因素信息交流受時間空間限制:目前，社區醫師獲得人體危險因素信息的唯一辦法是被控人在規定的時間到規定的地點（醫院）做體檢。時間和空間限制了勞動力人群危險因素信息動態地（經常性體檢）獲得，限制了醫師對被控人危險因素的實時控制。

3.缺乏有針對性、有效的干預措施和實踐技術:全國慢性病社區綜合防治示范點的工作總結出三個困難:一缺經費；二缺政策；三缺技術，缺人才也是一個難點，即社區醫師整體能力不高。

4.社區醫師工作量大，降低了慢性病監測數據的準確性和控制的有效性:社區醫師要承擔預防、保健、醫療、康復、健康教育、計劃生育技術指導等職責，在沒有現代醫療儀器的幫助下，慢性病防控工作效率不高，難以長期堅持。

目前，我國慢性病防控總體上說是官方重視、民眾忽視；方法單一、效果有限；患者易控、高危難控。我國的慢性病防控國家政策缺少具有成本效益的干預措施投入，在落實發病率和死亡率上缺少成本效益政策。

1.7 社區在慢性病防控中的作用

世界上，依靠社區實現慢性病防控已有成功案例，如1972年，芬蘭北卡社區慢性病防治項目（North Karelia Project）經過25年的長期干預，心血管疾病發生率下降68%［19］；我國大慶地區糖尿病防治研究（CDQDOS）經過20年的長期生活方式干預，糖尿病發生率下降51%［20］。

實踐表明，社區在進行心腦血管疾病、糖尿病、慢性呼吸系疾病等慢性病的三級預防，以及高危人群危險因素的二級和一級預防是最為有效和經濟的。

圖2 北卡社區和全芬蘭35-64歲冠心病死亡率

2 電子健康

2.1 電子健康政策

WHO定義電子健康（eHealth）是信息和通信技術（ICT）在健康領域的應用。第58屆世界衛生大會（58thWHA）WHO對發展eHealth作出決議，要求成員國在長期衛生戰略等7個方面有工作行動［21］。2013年，在66thWHA上提出eHealth的標準化［22］。2014年，WHO發布了一批包括遠程、移動、電信通訊技術在內的血壓、心電等低價eHealth產品。2005年，歐盟推出“電子健康行動計劃2004-2010”包括電子健康基礎建設、健康教育和疾病預防、發現和打造電子健康領域的示范案例，并總結推廣。2012年，繼續“電子健康行動計劃2012-2020”。我國在“衛生事業發展“十二五”規劃”的信息化重點是基層醫療衛生信息化和遠程醫療系統，但隨著我國解決輕重緩急之后，全面開展eHealth是適應世界衛生事業發展的必然趨勢。

2.2 一種慢性病危險因素干預控制的eHealth系統

一種慢性病危險因素干預控制系統由人體系統（被控對象）、控制策略、比較器、標準（疾病防治指南）、干預執行等組成，如圖3所示。該系統的輸出X為表征人體狀態的生理或生化參數（血壓、血糖、心率、血脂、體重指數等）的狀態變量。通過檢測X與其正常范圍（健康狀態）xs作差值比較，比較結果輸入到控制策略器進行危險因素分析，分析結果作為危險因素的控制量Y，該限制量通過強化干預或健康教育等措施對個體人生活方式等可控危險因素施以控制。

圖3 慢性病危險因素干預控制

2.3 控制策略

控制策略是針對個體的一種控制方案，包括二值控制、PID控制等。二值控制是一種最簡單的控制方案，就是當人體狀態指標超過相關疾病防控指南，則采取干預措施，反之，不干預［21］。這種控制就是傳統的醫療過程，不具有預防功能。PID控制是一種根據人體狀態指標的當前值和過去值采取的干預策略［22］，即控制策略的時間序列有:

式中:P為比例系數矩陣，I為積分系數矩陣，D為微分系數矩陣。E（n）為偏差向量的當前值，E（n-1）為偏差向量的過去值，Y（n）為控制變量向量的當前值。這種控制策略采用了微分和積分兩種控制，有超前控制和消偏差的作用，具有預防的功能。

2.4 人體模型

在PID控制策略設計中，人體模型是設計的基礎，必須建立在人體模型的基礎上才能設計PID控制策略。人體模型是一種非線性模型，可以用神經網絡BP算法建立［23］，如圖5所示。在這個模型中，輸入層的輸入有鹽、谷物、蔬菜、水果、禽肉、蛋、魚蝦、豆、奶、油脂、動物內臟、運動、飲酒、吸煙等14種，輸出層的輸出有收縮壓、舒張壓、血糖、心率、BMI等5種。模型數據采集周期2周，連續10～12周。模型目標函數E = 1×10，用殘差分析、配對t檢驗、皮爾森（Pearson）相關分析等方法檢驗模型的正確性。

2.5 危險因素實時監測分析系統

根據狀態控制原理，將圖3的慢性病危險因素狀態反饋控制模式改造成圖5所示的eHealth系統。該系統將前向通路和反饋通路用無線通訊的方式進行信息鏈接，將整個反饋控制模式系統分割為移動監控儀和社區監控工作站兩部分。在硬件上，這兩部分沒有硬鏈接，可以實現在“任何地點任何時間”（Any Where Any Time）危險因素的監控。實際應用可以取得良好效果［24］。

危險因素監測分析系統是實現社區慢性病防治的物質基礎。慢性病社區綜合干預就是通過對人群的長期監測、系統地對個體（個人）和群體（防治對象）生理數據的收集、保存、傳遞、分析、管理，制訂和實施個體慢性病防控計劃，分析群體的慢性病發生發展趨勢，為政府制訂公共衛生政策提供依據。

信息監測分析系統的關鍵技術是信息的獲取和分析。目前，社區醫療信息的獲取主要是通過居民體檢和醫師隨訪，這兩種方式都需要在特定的時間和特定的地點產生，降低了監測效率。因此，開發在“任何時間任何地點”獲取醫療信息的技術是信息監測分析系統的關鍵技術之一。另一方面，目前危險因素分析的應用主要是為政府制定公共衛生政策服務，其技術主要是基于群體的流行病調查。在社區預防實踐中，個體化的健康計劃和實施措施對慢性病防控更具有意義。因此，個體化健康信息分析是信息監測分析系統的另一個關鍵技術。

圖4 神經網絡的人體模型

圖5 危險因素監測分析系統

3 慢性病eHealth的幾個關鍵技術

3.1 傳感器

慢性病防制的關鍵是針對高危人群的一級預防，控制疾病的發生率。因此，開發個人、家庭、社區應用的醫療器械至關重要。WHO把“技術”作為2025年要達到的目標之一。就目前慢性病防制推進對技術要求包括血壓計、體重計、血糖和血膽固醇檢測儀（帶試紙條）和尿白蛋白試紙條等。

［1］ World Health Organization，Global status report on noncommunicable diseases 2014 ［R］，Geneva，WHO，2014.

［2］ 中國衛生與計劃生育委員會，中國居民營養與慢性病狀況報告（2015）》 ［R］，北京，國家衛計委，2015.

［3］ 浙江省科技廳，浙江省代謝綜合征流行現狀及干預策略研究獲得階段性成果 ［R］，杭州，2011.從長期看血壓、血糖和血脂的個體化和家庭化檢測是非常頻繁的，其傳感器技術要求如下:

① 安全:在任何情況下，傳感器都不能對人體造成傷害；

② 可靠:在任何情況下，檢測出的參數數據是唯一對應的；

③ 方便:考慮使用者是非專業人士，不能有過于復雜的使用操作；

④ 便攜:考慮在“任何時間任何地點”能檢測數據，一定要便于攜帶；

⑤ 無創:為避免感染，要求傳感器具有無創或少創特性；

⑥ 價廉:傳感器價格必須控制在中等收入及以下的個體能夠支付的水平。

目前，家用血壓計已經達到上述要求；家用血糖儀為少創，基本可以滿足上述要求；家用血脂儀處于空白狀態。開發適宜于家庭的傳感器對慢性病防治具有重要意義。

3.2 控制策略和人體建模

人體身體狀態分為健康狀態、高危狀態和疾病狀態三種，這些狀態用血壓、血糖、血脂、心率、體重指數（BMI）等生理生化指標進行判別，判別方法根據《中國高血壓防治指南》和《中國糖尿病防治指南》中的正常范圍（健康狀態）、危險范圍（高危狀態）和診斷標準（疾病狀態）。

將人體看作為一個系統，系統的輸入是運動、飲食、吸煙、飲酒等生活行為，系統的輸出是血壓、血糖、血脂、心率、BMI等生理生化參數，輸出受輸入所控制。這樣，通過控制人體運動、飲食、吸煙、飲酒等生活行為的限制量和需要量來維持或改變人體的血壓、血糖、血脂、心率、BMI等保持或回歸在健康狀態。控制策略則根據血壓、血糖、血脂、心率、BMI的當前量和變化率實現，這種根據人體狀態生理參數當前量和變化率的控制策略稱為狀態控制［21］。

社區醫師利用狀態控制理論為每一個個體設計危險因素控制計劃，控制目標是每一個受控個體的生理生化指標被控制在健康狀態內，控制策略最簡單的有二值控制，較復雜的PID控制，以及復雜的最優控制、模糊控制等。

3.3 互聯網+eHealth

高危人群的慢性病危險因素控制的特點是在“任何時間任何地點”傳遞干預控制的信息，互聯網及其相關APP是實現控制信息傳遞的物質條件。互聯網+eHealth服務平臺主要針對高危人群的云計算平臺結構與實現（包括應用層、平臺層、資源層、網絡層、感知層的研發）、慢性病APP的監測、傳輸、控制、APP服務平臺開發和實現。慢性病O2O模式主要針對高危人群和疾病人群與醫護人員之間的請求與應答的信息交換，包括身體狀態，生活行為干預和慢性病危險因素信息的采集、處理、傳送、整合等。

3.4 藥物電子輔助釋放

給藥依從性是慢性病三級預防的難點之一。大多數慢性病具有終身給藥的特點，一旦停止給藥，疾病重返。很多慢性病患者在疾病纏身時，治療比較積極、配合。而當疾病有所緩解時，治療比較消極、不配合。目前，我國慢性病的給藥依從性不足20%，大多數的慢性病患者不能按時給藥，其中有很多患者是由于工作緊張而不能按時給藥。因此，開發不依賴人為意識而自動實現給藥的裝置在慢性病防治中就變得非常有意義［25］。

總體上，目前慢性病防制的技術手段不多，尤其是醫療器械的采用率不高，與臨床醫學的醫療器械采用的技術進步相比，預防醫學明顯不足。因此，以慢性病為突破口，開展針對個人、家庭、社區的醫療器械及其eHealth技術創新，對人類健康和健康產業的發展具有重要意義。

參考文獻

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eHealth in the Prevention and Control of Noncommunicable Diseases

BAO Jia-li，ZHENG Xiu-xiu
（Department of Public Health， School of Medicine， Zhejiang University， Hangzhou， 310058， China）

Noncommunicable diseases （referred to as chronic diseases，NCD） mainly refers to the disease of cardiovascular and brain，cancer，metabolic disease，COPD，etc. These diseases are a serious threat to human health，hinder the development of social and economic，and has attracted the attention of the international social. The international community and the Chinese government has decided to control NCD threat to human health and resisters the development of the society. In this paper，it is described that the current situation of NCD，controlled strategies in the domestic and foreign，and opportunities and challenges of the Internet+ and medical devices.

eHealth；Noncommunicable diseases； Community health engineering； Medical devices

浙江省醫藥衛生平臺重點資助計劃（2012ZDA011）