肩部慢性疼痛康復(fù)的“智能康復(fù)”診療模式發(fā)展與展望*

杜洪振，馮景玉，張玉杰，毛瑞勛，程沈諾，王曉紅，張孝剛，姜 影

（濱州醫(yī)學(xué)院，山東煙臺 264003）

慢性疼痛是指持續(xù)或復(fù)發(fā)時間超過3個月的疼痛。2018 年國際疾病分類第11 版（ICD-11）目錄第一次收錄慢性疼痛[1]。國外研究表明，全世界發(fā)達國家總?cè)丝谥懈哌_30%的人遭受慢性疼痛的困擾[2]。肩痛是發(fā)生在肩關(guān)節(jié)及周圍組織的疼痛，多由于肩周炎、肩袖損傷、肩峰撞擊、肌腱損傷等肩關(guān)節(jié)運動系統(tǒng)疾病引發(fā)，流行病學(xué)調(diào)查顯示其患病率為7%～26%，疼痛合并肩關(guān)節(jié)活動障礙發(fā)生率高達89.4%[3]。肩痛作為運動系統(tǒng)疾病的第三大類疾病，常呈進行性加重、反復(fù)發(fā)作，最終表現(xiàn)為慢性疼痛狀態(tài)，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降。

臨床中對于慢性肩痛主要有藥物治療、神經(jīng)阻滯、痛點注射等處理方法，以及運動訓(xùn)練、物理因子治療等康復(fù)治療方法。傳統(tǒng)疼痛康復(fù)模式局限在醫(yī)院和門診，治療連續(xù)性差，患者居家康復(fù)訓(xùn)練依從性也較差。智能康復(fù)模式有效結(jié)合了康復(fù)治療在處理慢性肩痛方面的優(yōu)勢并彌補了傳統(tǒng)診療模式的“短板”。

1 “智能康復(fù)”的概念與優(yōu)勢

“智能康復(fù)”是指在互聯(lián)網(wǎng)信息平臺的支持下利用人工智能、神經(jīng)生物科學(xué)、生物工程等領(lǐng)域技術(shù)，打破傳統(tǒng)人機交互界限，實現(xiàn)智能化的康復(fù)評定和個性化的康復(fù)治療[4]，同時構(gòu)建“醫(yī)院-平臺-患者”交互聯(lián)動的康復(fù)網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)康復(fù)過程的精準(zhǔn)化、個性化和智能化管理。在慢性肩痛患者的臨床康復(fù)過程中，智能康復(fù)模式可以在患者首診后實現(xiàn)對患者康復(fù)過程的長期跟蹤、實時監(jiān)測、疼痛管理、居家治療。該模式根據(jù)患者不同的人群和疼痛類型提供不同的訓(xùn)練方案并全程記錄患者的治療過程，將治療效果量化，使治療效果“看得見”、“摸得著”。此外，患者將更加專注于自主學(xué)習(xí)與鍛煉，由依賴醫(yī)護人員的被動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽晕乙蕾嚕瑢崿F(xiàn)康復(fù)過程的自我激勵[5]。

2 肩部慢性疼痛康復(fù)的“智能康復(fù)”診療模式國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

以檢索詞“智能、智慧、APP、肩痛、疼痛、康復(fù)、評估、干預(yù)、治療、軟件、互聯(lián)網(wǎng)、手機、程序、系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)”等對中文文獻數(shù)據(jù)庫進行非系統(tǒng)性檢索，篩選國內(nèi)近十年的相關(guān)研究進展，具體發(fā)現(xiàn)如下。

2.1 智能康復(fù)評定系統(tǒng) 國內(nèi)針對慢性肩痛問題評估的智能康復(fù)系統(tǒng)研究極少，文獻檢索出共4 個相關(guān)研究。

2.1.1 基于學(xué)習(xí)算法建立的智能評定系統(tǒng) 賈小飛等[6]為慢性疼痛患者提供了中西醫(yī)結(jié)合疼痛康復(fù)管理服務(wù)，包括對癥狀、體征、實驗室檢查、影像學(xué)檢查、舌象、脈象等相關(guān)病理信息進行分析并提供相應(yīng)的中醫(yī)和物理因子診治方案。建立病理因素診斷和物理因子治療方案數(shù)據(jù)庫，以及中醫(yī)病性辨證與中醫(yī)調(diào)攝方案條目庫，通過基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（Bayesian network）的學(xué)習(xí)算法對診斷過程進行學(xué)習(xí)，篩選最高概率診斷結(jié)果和治療方案并導(dǎo)出。系統(tǒng)通過隨機平行對照研究了240 例患者的使用效果，實驗組治療4 周后并隨訪1 個月SF-MPQ（簡化McGill 疼痛問卷）單項得分較治療前有顯著改善，且SF-MPQ 單項得分優(yōu)于醫(yī)師護理對照組，證明其效果優(yōu)于傳統(tǒng)的醫(yī)師疼痛管理模式。

2.1.2 基于表情識別建立的智能評定系統(tǒng) 孔凱霆[7]及其所在的盧官明教授團隊通過建立面部圖像表情數(shù)據(jù)庫和表情識別算法對新生兒疼痛進行安靜、哭泣、輕度疼痛、重度疼痛4個等級的評估。系統(tǒng)可以運行在手機或平板電腦等移動終端，通過拍攝含有新生兒面部表情的視頻就可實現(xiàn)快速的疼痛狀況評估，提供了一種客觀、高效、均一化的智能化疼痛評定方法。國內(nèi)尚無基于肩部疼痛表情數(shù)據(jù)庫（UNBC-McMaster 肩部疼痛表情數(shù)據(jù)庫[8]）建立的面部表情疼痛評估系統(tǒng)，該研究可在自建肩部疼痛表情數(shù)據(jù)庫后結(jié)合相關(guān)算法實現(xiàn)向肩痛面部表情識別評估的擴展。

2.1.3 基于自評電子問卷實現(xiàn)的智能評定系統(tǒng) 陽買等[9]的研究通過編寫基于德爾菲法（Delphi Method）的腰痛自我診斷問卷并開發(fā)自我診斷APP 來輔助患者實現(xiàn)對自身腰痛的評估和診斷，問卷基于16位專家的兩輪建議函授建立，具備較好的信度和效度，患者通過填寫線上問卷即可獲得診斷結(jié)果，還可進行腰痛知識科普和腰痛線上問診。研究通過了50例患者的臨床應(yīng)用和有效性檢驗，雖然不能對慢性肩痛進行評估，但移動醫(yī)療APP 搭載電子問卷的模式，在技術(shù)方案上是最為簡單和可行的，如電子化的肩關(guān)節(jié)疼痛與功能障礙指數(shù)量表（shoulder pain and disability index,SPADI）[10]或基于德爾菲法建立肩痛自評量表。

2.1.4 基于OpenPose人體關(guān)鍵點檢測的智能評定系統(tǒng) 劉亞楠等[11]的研究在Cao Z 等[12]研發(fā)的Open-Pose 基礎(chǔ)上通過提取關(guān)鍵點坐標(biāo)實現(xiàn)對患者關(guān)節(jié)活動度和身體姿態(tài)的識別，結(jié)合填寫相關(guān)量表覆蓋患者疼痛狀況、肌肉力量、日常活動能力等方面的評估；同時，通過推薦算法推測了康復(fù)計劃制定的可能性并開發(fā)了“康棧”智能康復(fù)服務(wù)平臺。

2.2 智能康復(fù)干預(yù)系統(tǒng) 國內(nèi)成熟的智能疼痛康復(fù)、疼痛干預(yù)研究主要基于移動醫(yī)療APP、AR 康復(fù)系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)，文獻檢索共得6 個相關(guān)研究。

2.2.1 基于運動療法庫的智能干預(yù)系統(tǒng) 張琳等[13]探索了通過移動醫(yī)療APP 為非特異性下腰痛（nonspecific low back pain,NLBP）患者定制個體化運動療法方案的可行性并驗證了系統(tǒng)的治療效果。該程序總結(jié)出運動療法庫，根據(jù)腰椎活動度、肌肉柔韌性、肌耐力及平衡功能的評定將所有動作分類編碼；建立評估和干預(yù)編碼對應(yīng)表，再通過APP 程序?qū)Ψ翘禺愋韵卵椿颊呓M合個體化運動療法方案。APP 適用于手機或平板等移動端，為患者提供基于互聯(lián)網(wǎng)的居家康復(fù)服務(wù)。

2.2.2 基于動作捕捉設(shè)備的智能干預(yù)系統(tǒng) 陳以華等[14]通過體感互動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)（Somatosensory interactive rehabilitation system）幫助肩周炎患者以體感互動游戲的方式完成運動訓(xùn)練、作業(yè)治療。研究表明，體感互動康復(fù)訓(xùn)練可以緩解肩周炎患者的疼痛程度，增大肩關(guān)節(jié)的活動度，減輕肩關(guān)節(jié)運動障礙及提高患者日常活動能力評分（activities of daily living,ADL），且相對普通康復(fù)過程患者訓(xùn)練依從度大幅增加。曹慶豪等[15-16]則通過AR 實時渲染技術(shù)對肘關(guān)節(jié)的動作進行模擬，患者通過佩戴AR 設(shè)備來操控AR 卡通模型完成游戲，輔助進行運動訓(xùn)練，提高患肢關(guān)節(jié)活動度，防止攣縮和粘連的發(fā)生。AR 平臺和體感互動平臺相對于其他智能康復(fù)輔具設(shè)備更具擴展性，在應(yīng)用層面可以解決多方面的功能障礙，包括各種因慢性疼痛和關(guān)節(jié)活動度受限導(dǎo)致的功能限制，因此應(yīng)用前景廣闊。

2.2.3 基于共享智能輔具開發(fā)的智能干預(yù)系統(tǒng) 胡鴻等[17]開發(fā)的智能上肢康復(fù)輔具，可以實現(xiàn)患者康復(fù)訓(xùn)練過程的全時監(jiān)測，通過互聯(lián)網(wǎng)與手機移動醫(yī)療終端連接，記錄患者康復(fù)進程并反饋訓(xùn)練效果。與其他智能康復(fù)輔具所不同的是，該輔具設(shè)計和互聯(lián)網(wǎng)平臺的開發(fā)均基于“共享”理念，患者可以在線租賃，居家治療，按照康復(fù)次數(shù)付費而不用承擔(dān)昂貴的輔具費用，在保證訓(xùn)練質(zhì)量的同時避免了頻繁去往醫(yī)院的麻煩。

2.2.4 基于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和云計算建立的康復(fù)云平臺唐心宇等[18]把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)引入康復(fù)訓(xùn)練及評估中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接云端數(shù)據(jù)庫和終端智能康復(fù)設(shè)備，建立基于kinect和Unity3D的情景交互式虛擬環(huán)境建模系統(tǒng)，搭建了針對上肢康復(fù)的摘蘋果、開賽車訓(xùn)練場景，建立任務(wù)導(dǎo)向、情景融合下的運動訓(xùn)練模式。康復(fù)訓(xùn)練場景生動有趣，提高了患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中的積極性與主動性。訓(xùn)練過程上傳云端，通過云計算進行評估和記錄，康復(fù)專業(yè)人員可以在后臺進行康復(fù)方案的監(jiān)督、指導(dǎo)和反饋。

2.2.5 基于體醫(yī)融合思維的康復(fù)云平臺 蘇州大學(xué)、蘇州市體育局和市立醫(yī)院創(chuàng)建的“運動云醫(yī)院”APP[19]，在APP上設(shè)立云醫(yī)療、云康復(fù)、云知識、云動態(tài)等不同欄目，使用者可以在APP 上進行在線康復(fù)評估和訓(xùn)練指導(dǎo)，“運動云醫(yī)院”是首個基于體醫(yī)融合思想開發(fā)的康復(fù)云平臺，開拓了康復(fù)教育在慢性肩痛預(yù)防和康復(fù)方面的道路。

2.3 國內(nèi)智能康復(fù)系統(tǒng)匯總 國內(nèi)智能康復(fù)系統(tǒng)相關(guān)研究中普遍結(jié)合了新興的人工智能技術(shù)、圖像識別技術(shù)、動作捕捉技術(shù)、VR 和AR 技術(shù)，從而突破了傳統(tǒng)人機交互的界限。現(xiàn)有研究在功能上可以實現(xiàn)對肩部慢性疼痛康復(fù)的覆蓋，但不能完全適用于慢性肩痛患者康復(fù)的全過程，故筆者繼續(xù)通過手機APP 應(yīng)用平臺和百度檢索針對慢性肩痛患者開發(fā)的軟件，檢索結(jié)果類型冗雜，涉及疼痛管理、康復(fù)、中醫(yī)理療、瑜伽訓(xùn)練等多個領(lǐng)域。其中維薩里團隊開發(fā)的軟件“運動康復(fù)訓(xùn)練”可以幫助患者進行簡單的肩痛自我評定并推薦全面細(xì)致的運動訓(xùn)練計劃，幫助患者提高肩關(guān)節(jié)周圍尤其是肩袖肌群的肌力，提高盂肱關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和肩關(guān)節(jié)活動范圍，加速肩痛的康復(fù)進程[20]。檢索獲得智能康復(fù)相關(guān)APP普遍缺乏醫(yī)療專業(yè)性和可靠性及臨床實驗數(shù)據(jù)，有效性有待考察。國內(nèi)慢性疼痛智能康復(fù)系統(tǒng)匯總詳見表1。

表1 國內(nèi)慢性疼痛智能康復(fù)系統(tǒng)匯總

3 肩部慢性疼痛康復(fù)的“智能康復(fù)”診療模式發(fā)展的困境

“智能康復(fù)”診療模式在我國發(fā)展總體較為緩慢，智能康復(fù)產(chǎn)品和相關(guān)的智能康復(fù)模式均面臨與大多數(shù)移動醫(yī)療、智慧醫(yī)療產(chǎn)品相同的普遍性問題，如表2[21-23]。針對慢性肩痛患者開發(fā)的智能康復(fù)系統(tǒng)往往在設(shè)計中即存在多方面的缺陷，如無法將理療處方和運動處方結(jié)合、處方單一缺乏特異性、缺少康復(fù)訓(xùn)練監(jiān)督功能等，造成其臨床使用效果受限、患者滿意度低等不良影響；康復(fù)云平臺之間相互孤立、平臺系統(tǒng)與終端智能康復(fù)產(chǎn)品不能有效鏈接應(yīng)用，導(dǎo)致用戶流失、產(chǎn)品發(fā)展緩慢。

表2 智能康復(fù)模式發(fā)展問題匯總

4 肩部慢性疼痛康復(fù)的“智能康復(fù)”診療模式發(fā)展的改進對策

鑒于上述現(xiàn)狀與發(fā)展困境，為更好地發(fā)展智能康復(fù)模式，筆者認(rèn)為首先應(yīng)立足頂層設(shè)計，制定互聯(lián)網(wǎng)康復(fù)醫(yī)療政府及行業(yè)規(guī)制，健全配套的醫(yī)保和醫(yī)療支付體系。在模式設(shè)計上，智能康復(fù)醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)建立統(tǒng)一的康復(fù)數(shù)據(jù)庫作為支持上層應(yīng)用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于數(shù)據(jù)庫構(gòu)建相關(guān)評估、康復(fù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[24]。參照美國康復(fù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫（Uniform Data System For Medical Rehabilitation,UDSMR），以其為基礎(chǔ)創(chuàng)建的功能獨立性評測法（Functional Independence Measure,FIM）是美國三級康復(fù)流暢轉(zhuǎn)診的基礎(chǔ)，通過分析其數(shù)據(jù)，建立以患者功能為單位計算的定額付費法（FRGs）[25]。該系統(tǒng)在實現(xiàn)康復(fù)服務(wù)同質(zhì)化的同時還降低了康復(fù)醫(yī)療費用。采用基于ICF 的功能評定系統(tǒng)或ICF 框架開發(fā)的量表系統(tǒng)，如殘疾評定量表（WHO Disability Assessment Schedule 2.0,WHODAS 2.0）。ICF 廣泛覆蓋了活動和參與，相對于其它分類系統(tǒng)更加關(guān)注患者功能的恢復(fù)[26]。再者，積極推進智能中醫(yī)康復(fù)系統(tǒng)的研發(fā)，如將傳統(tǒng)運動療法與移動醫(yī)療APP 結(jié)合。傳統(tǒng)運動療法中的“太極拳”、“八段錦”通過拉伸骨骼肌、活動關(guān)節(jié)，能夠疏經(jīng)活絡(luò)，也有助于緩解慢性骨關(guān)節(jié)炎引起的疼痛；“太極拳”、“八段錦”等傳統(tǒng)運動療法作為有氧運動的一種，可以加速人體代謝，增強人體能量平衡[27-28]。

5 小結(jié)與展望

國內(nèi)尚無為慢性肩痛患者定制的智能康復(fù)系統(tǒng)，慢性肩痛的診療模式如何與“智能康復(fù)”結(jié)合也有待進一步探索和驗證。筆者建議后續(xù)的研究工作應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合SOAP 原則（Subjective-Objective-Assessment-Plan）和 ICF（International Classification of Functioning,Disability and Health）展開，同時廣泛借助德爾菲法（Delphi Method）建立具有良好信度和效度的自評問卷，以電子問卷的形式實現(xiàn)肩痛患者的康復(fù)評定。此外，除了將智能康復(fù)應(yīng)用于肩痛患者的康復(fù)外，還可發(fā)散性地將其應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)護人員的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，例如利用VR 和體感設(shè)備構(gòu)建情景交互式的標(biāo)準(zhǔn)化病人（Standardized Patients,SP）教學(xué)平臺、APP等。