健康中國建設背景下智能康復實施路徑

黃國志

1 南方醫科大學珠江醫院，廣東廣州 510280；2 南方醫科大學康復醫學院，廣東廣州510515

改革開放以來，我國衛生健康事業取得新的顯著成績，醫療衛生服務水平大幅提高，居民主要健康指標總體優于中高收入國家平均水平［1］。然而，人口老齡化、疾病譜變化、人民觀念轉變等因素，對我國衛生服務水平提出了新的要求，以疾病治療為中心的衛生服務體系已不能滿足人民健康需求［2］。圍繞健康中國建設，康復在從患者疾病治療為中心轉變為人民健康促進為中心的建設行動中具有天生的使命。2020 年11 月27 日，中國康復醫學會智能康復專業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醫療和醫學工程等方面人才資源，致力于搭建智能康復的融合交流平臺，探索人工智能與康復醫學學科交叉的前沿性課題。以人工智能、虛擬現實、網絡云和可穿戴傳感等為代表的一系列現代智能技術與康復進行深度的結合，將極大地豐富康復評估和干預的手段，彌補康復醫療服務目前階段的不足。

1 健康中國建設背景下康復要解決的問題

隨著全面建成小康社會決戰打響，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的戰略藍圖：2016 年8 月19—20 日，全國衛生與健康大會在北京召開，習近平主席明確提出“沒有全民健康，就沒有全面小康”［4］；2016年8月26日，習近平總書記主持召開中共中央政治局會議，會議認為健康是促進人類全面發展的必然要求［5］；2016 年10 月25 日，中共中央、國務院頒布印發了《“健康中國2030”規劃綱要》，作出健康中國建設的總部署［6］；2019 年6 月24 日，國務院辦公廳印發《健康中國行動組織實施和考核方案》，明確了健康中國建設的實施框架［7］；2019 年7 月15 日，國務院印發《關于實施健康中國行動的意見》［8］，健康中國行動推進委員會印發《健康中國行動（2019—2030 年）》，對健康中國建設的執行進行了詳細說明［9］。這一系列從頂層設計到執行方案的國家會議和文件，共同傳達了健康中國建設的核心思想：針對全人群提供全生命周期的公平可及、系統連續的健康服務。康復是指綜合地、協調地應用醫學的、社會的、教育的、職業的措施，旨在使有健康狀況的個體在與他們所處的環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］。加強全民康復體系建設是健康中國建設的重點內容之一，早診斷、早治療和早康復是實現全民健康必不可少的組成部分。我國康復服務體系建設應樹立“大康復”理念，緊緊圍繞全人群和全生命周期的立足點，以社區康復為基礎、以預防做導向［11］，提供人人可及和可負擔的康復服務。

然而，我國目前的康復服務模式存在諸多缺陷，制約著全民全面康復的實現。總結我國現有研究，主要存在以下問題：①服務人群局限、服務階段滯后。康復醫療資源集中為傷、病、殘者服務，健康人和亞健康者缺乏康復的意識，也缺乏獲得專業康復服務的途徑；廣泛開展住院康復，而多病種早期康復不全面［12］。②康復醫療資源分布不均衡。我國的康復醫療資源機構和地區分布失衡，大型綜合醫院完備而基層醫院不足［13］，經濟發達地區領先而貧困地區落后［14］。③功能評價指標體系欠完善。缺乏完善的功能評價指標體系，使得功能改變進展為功能障礙或疾病后才被發現，不能做早期預警；“時間-項目”導向的評價系統和普遍偏低的人員素質，導致基層康復機構解決問題的能力較差，得不到患者的信任［15］。④評估和干預方式粗化、技術應用迭代滯后。常用康復評估方式以定性和主觀判斷為主，依賴于操作者的經驗；康復專業人員素質參差不齊，康復同質化和干預效果難以保證［16］；評估和干預指南修訂搜集和整理證據耗時耗力，導致技術應用迭代滯后。依靠醫療、管理或企業等任一單方面機構的力量，短期內難以解決以上問題，亟需新的手段或模式助力。

2 智能康復實施路徑

近年來，信息、傳感、網絡和人工智能等技術發展迅速，帶動了智能化康復技術的發展。由于智能化技術具有信息化、網絡化、數據量化和自動化等諸多特點，已在國內外臨床康復評估和干預［17-20］、康復信息化建設［21］和居家康復［22-23］等方面被廣泛研究和應用。然而，已有的智能康復設備或系統功能較為單一，干預和評估圍繞某一疾病的康復，未實現全人群和全周期康復介入；且各類設備彼此相對獨立，不同設備廠家各立山頭，沒有形成統一的智能康復技術標準和體系。因此，需要提出一條系統整合各類智能技術的智能化康復實施路徑，讓智能康復更好地為健康中國目標服務。

2.1 服務路徑

智能康復應定位于全民、全周期和康復同質化。將康復網絡下沉家庭，使人人享有康復服務的可及途徑；進行實時健康指標監測，前移康復干預，使個體全周期都能得到康復介入；讓優質的康復資源可到達各方基層，康復服務實現同質化。根據健康影響因素和危險指標，預測個體將來可能或已經存在某些健康問題，并對健康問題進行分類和評價，給予個體和家庭反饋。針對個體的健康問題，提供科學的處理意見和途徑。對于需要在醫療機構干預的，提供轉介途徑；對于可居家干預的，進行遠程家庭干預。同時，全程跟蹤記錄個體的干預和健康變化情況，直到該輪干預結束后繼續進行日常實時健康監測。見圖1。

圖1 智能康復服務路徑Figure 1 Intelligent rehabilitation service path

2.2 技術路徑

2.2.1 實時健康監測 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構與功能、活動、參與和生活環境的交互作用［24］，健康監測的指標應包括：①個體的心率、心律、呼吸、血壓、平衡和關節活動等身體功能與結構指標；②運動、飲食、日常生活等活動和參與指標；③個體所暴露的居家、出行和工作環境等環境指標。采用穿戴式傳感器對個體的各項指標進行監測，并集成藍牙模塊。傳感器數據通過藍牙傳輸至智能手機等客戶端，再通過無線網絡傳輸至云端服務器，醫療機構和家庭成員可通過網絡從云端獲取數據。見圖2 和表1。表1 列舉部分穿戴式傳感器在健康監測中的應用。此外，還可采用環境傳感器進行安全、活動和環境變化的監測，如美國俄勒岡老齡化技術中心智能家居和佛羅里達大學蓋特技術智能住宅［25］。

圖2 基于可穿戴設備的遠程實時健康監測示意圖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測中的應用Table 1 Application of wearable sensors in health monitoring

2.2.2 遠程家庭智能康復干預 建立遠程家庭智能康復系統，是進行安全居家智能康復干預的基礎。通過藍牙（Bluetooth）、ZigBee、WLAN 等近距離通信技術，將可穿戴監測設備、智能手機和電腦等終端，環境傳感設備和家庭康復干預設備連接，再通過互聯網、服務器和醫療機構連接，建立遠程家庭智能康復系統。有研究進行過類似實踐，但針對的人群相對局限，功能也較單一。見圖3。如李廣［35］利用無線藍牙傳輸技術將生物反饋治療儀、生理監護儀和上位機（電腦）連接，并通過互聯網與服務器和醫院連接，設計遠程家庭智能康復系統，用于神經肌肉損傷康復；QIU 等［36］將Leap 運動控制器、電腦和云端服務器連接，設計遠程家庭虛擬現實康復系統（Home based Virtual Rehabilitation System，HoVRS），用于腦卒中后手功能障礙康復。

圖3 遠程家庭智能康復系統示意圖Figure 3 Schematic diagram of remote home intelligent rehabilitation system

2.2.3 健康分類評價標準體系 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生保健情境的功能信息最為相關的類目列表，用于評定罹患特定疾病或處于特定衛生保健情境中患者的功能［37］。ICF 核心分類組合打破傳統量表評價思維，從身體結構與功能、活動、參與和環境立體地描述了個體健康狀況。借鑒ICF 核心分類組合動態評價健康狀況［24，37］，可將各指標判別結果按ICF 框架轉換為標準化的ICF 限定值，利用人工神經網絡（artificial neural network，ANN）進行標準化數據分析，從而形成類似ICF 核心分類組合的標準化健康評價方式。智能康復系統按照該統一標準進行健康監測和評價，有利于數據的分析和交流。見圖4［38］。

圖4 慢性缺血性心臟病ICF網絡圖Figure 4 ICF network of chronic ischemic heart disease

2.2.4 健康干預標準體系 《國際健康干預分類》（International Classification of Health Intervention，ICHI）是世界衛生組織健康分類家族（World Health OrganizationFamilyInternationalClassifications，WHOFICs）關于健康干預的分類［39］。ICHI 采用“目標-行為-手段”三軸分析模式，針對身體功能與結構、活動與參與以及環境進行干預。每位個體都有個性化的ICF 健康網絡，因此也對應個性化的ICHI 干預網絡。在客戶端上提供申請醫療機構介入的入口，以提供醫療方面干預（如身體結構與功能）；生成康復管理方案，以提供居家干預（如活動和參與、居家環境），并接入家庭智能康復系統；對于需要其他機構介入的干預（如工作環境、室外環境），將環境干預建議通過網絡和云端傳輸至相關部門。

3 智能康復實踐探索

為驗證智能康復實施路徑的可行性，我們聚焦高血壓康復展開一系列工作，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］，嚴重威脅著人民健康。高血壓康復的內容包括生活方式改善、飲食控制、心理調節和運動，對高血壓疾病干預十分重要。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狀［41］，高血壓康復介入情況更是不容樂觀。究其原因，缺乏連續血壓監測手段、缺乏早期干預理念和缺乏可靠的高血壓康復指導是最主要因素。針對這些問題，我們結合智能康復思路，從高血壓智能設備研發、高血壓康復臨床研究和高血壓康復數據庫建設3個方面布局，進行了實踐探索。

高血壓智能設備研發方面，無感化連續血壓監測設備是目前工作的重點。首先，聯合材料學科研團隊，研究利用織物電極、電子紋身等新型材料實現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換為連續的血壓值。該途徑避開了傳統的袖帶式血壓測量，采用光電傳感器、壓電傳感器等無袖帶傳感方式，將血壓監測設備開發成智能腕帶、智能紋身等形式，真正實現無感化連續血壓監測。產品化的連續血壓監測設備的出現，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。

高血壓康復臨床研究方面，特色運動和呼吸康復療法是主要研究內容。中等強度持續訓練（moderate-intensity continuous training，MICT）是高血壓傳統的推薦運動方法［42］，但該方式過程枯燥，實踐也表明其依從性不佳。高血壓的呼吸康復療法作為一種主動呼吸控制的康復方法，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療法，將能彌補目前高血壓康復手段的不足。針對高血壓運動康復療法，研究不同間歇時間和靶強度的高強度間歇運動（highintensity interval training，HIIT）、循環抗阻運動（circuit resistance training，CRT）等新型運動方式對血壓、血管內皮功能和炎性因子水平等高血壓相關健康指標的影響，探討制定最佳的組合式運動方案，最終豐富運動內容，從而提升運動趣味性。針對呼吸康復療法，研究結合智能終端APP 和電子氣流傳感器、胸腹部呼吸運動傳感器等硬件，將呼吸訓練過程轉換成可視化的游戲；將該呼吸訓練方案應用到臨床研究中，研究探討不同呼吸模式對高血壓相關健康指標的影響，從而指導臨床。

高血壓康復數據庫建設方面，重點關注與高血壓進展密切相關的宏觀功能性指標和微觀生理、生化指標。高血壓是一種心血管系統全身性疾病，它的進展可能影響步行、認知、協調和軀體感覺等多方面功能。血管內皮功能、炎癥因子水平、血糖和血脂等生理和生化反映心血管系統整體健康環境，與高血壓進展有著密不可分的聯系。因此，從這2個角度建立高血壓康復數據庫，可以將高血壓相關人群指標數據逐漸積累，用于探究預測高血壓的新標志物和研究干預機制通路，對于高血壓防治的長遠發展有重要意義。

4 智能康復未來展望

醫療物聯網（internet of medical things，IoMT）是指通過物聯網和通信技術將醫護工作人員、患者、各種醫療設備和設施智能便捷地連接起來，從而全面支持醫療數據自動識別、定位、采集、跟蹤、管理、共享等各項功能，更好地完成智能化醫療以及智能化物品管理［45］。隨著智能化康復的不斷發展，借助各類通訊和傳感技術，“個體-設備-醫療機構”之間將互聯互通，形成“康復物聯網”。與智能醫院［46］、智能社區［47］和智能城市［48］等結合，未來“康復物聯網”將覆蓋個體的全場景，全方位地提供健康監測和康復服務。大數據和云計算技術將通過儲存和分析“康復物聯網”產生的海量監測、評估、干預和預后數據，不斷優化和迭代算法從而調整評估和干預策略，使系統變得越來越精準。通過云端服務器的接入，政府、科研和其他相關組織也將有直接獲取全人群健康信息的途徑，這將為醫療政策制定、健康領域科學研究、醫保標準修訂和環境治理等活動提供可靠依據。見圖5。

圖5 智能康復未來展望Figure 5 Future of intelligent rehabilitation

5 小 結

健康中國建設是全面建成小康社會的必然要求，智能化康復是康復服務普及的重要手段。世界正在邁入數字時代，健康中國建設和康復發展離不開可穿戴傳感器、物聯網、大數據云計算和人工智能等數字化現代智能技術。這一系列智能技術與康復結合，將可能推動康復全民化、康復全周期和康復同質化的發展。將WHO-FICs 應用在康復智能化建設中，賦予智能康復“天人合一”的干預理念，滿足人民全面健康的需求。人民需要，技術融合，智能康復正當時！