人工智能在COPD病人延續(xù)性護理中的應(yīng)用進展

Progress in the application of artificial intelligence in continuous care of COPD patients

LI Shuoshuo，LI Qingyang，ZHOU Zhongtao，BAI Huaiyu，ZHANG JingBengbu Medical University，Anhui 233030 ChinaCorresponding Author ZHANG Jing，E-mail：1176604661@qq.com

Keywords artificial intelligence;continuous nursing;chronic obstructive pulmonary disease;review

摘要 綜述人工智能、延續(xù)性護理的概念，分析人工智能在COPD延續(xù)性護理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，人工智能在COPD延續(xù)性護理中存在的不足及應(yīng)對措施，旨在為我國COPD病人提供以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的延續(xù)性健康護理模式，提高病人的生活質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 人工智能；延續(xù)性護理；慢性阻塞性肺疾病；綜述

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2024.14.011

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種進行性影響氣道的慢性呼吸系統(tǒng)疾病。有研究顯示，在全球前10位死亡原因中COPD高居第３位，世界衛(wèi)生組織預(yù)測，截至2060年死于COPD及其相關(guān)疾病病例數(shù)每年將超過540萬人［1］。目前，我國成人的COPD患病率為8.6%，60歲以上則超過27.0％，全國總患病人數(shù)近1億例［2］。病人生活質(zhì)量嚴(yán)重下降，給社會及家庭造成沉重的負(fù)擔(dān)，逐步成為醫(yī)學(xué)研究的重點同時也上升為主要的公共衛(wèi)生問題?，F(xiàn)階段我國COPD病患主要處于急性加重期和穩(wěn)定期，入院病人達到穩(wěn)定期返回家中康復(fù)。由于護理人力資源短缺，出院病人缺乏有效的延續(xù)管理指導(dǎo)，而人工智能的出現(xiàn)可以幫助護士更好地進行延續(xù)護理，提高病人生活質(zhì)量。

1 相關(guān)概念

1.1 延續(xù)性護理的概念

不同學(xué)者和組織對延續(xù)性護理（continuous nursing）有不同的定義。2003年，美國老年協(xié)會［3］將延續(xù)性護理定義為通過一系列行動設(shè)計，以確保病人在不同的健康照護場所（如從醫(yī)院到家庭）及同一健康照護場所（如醫(yī)院的不同科室）受到不同水平的協(xié)作性與連續(xù)性的照護，通常是指從醫(yī)院到家庭的延續(xù)，包括由醫(yī)院制定的出院計劃、轉(zhuǎn)診、病人回歸家庭或社區(qū)后的持續(xù)隨訪與指導(dǎo)。

1.2 人工智能的概念

人工智能（artificial intelligence，AI）作為計算機領(lǐng)域的一個分支，由計算機做一些需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作，被認(rèn)為是21世紀(jì)高精尖技術(shù)之一［4］。Barr和Feigenbaum認(rèn)為AI是計算機科學(xué)的一部分，與智能計算機系統(tǒng)有關(guān)，該系統(tǒng)展示了人類行為與智能相關(guān)的特征——理解語言、學(xué)習(xí)、推理、解決問題等［5］。AI根本目的是制作出以人類思維方式快速做出數(shù)據(jù)處理，使其在一些領(lǐng)域可以代替人類完成工作。其中，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了顯著作用。

2 人工智能在COPD延續(xù)性護理中的應(yīng)用

國外AI用于COPD延續(xù)護理的研究相對于國內(nèi)起步較早，然而隨著近些年國家政策推動，AI產(chǎn)業(yè)化推進應(yīng)用市場，推出了很多相關(guān)的AI護理設(shè)備，主要包括智能手機、可穿戴技術(shù)、智能機器人以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等。AI在COPD延續(xù)性護理中的應(yīng)用主要包括COPD病人出院后長期的預(yù)防，數(shù)據(jù)的收集和監(jiān)測、康復(fù)鍛煉、自我管理等。通過使用AI護理設(shè)備，建立病人與醫(yī)院的實時互通，在分析處理COPD病人數(shù)據(jù)時，可減輕醫(yī)務(wù)人員的工作量，同時為病人提供實時反饋，提高病人治療依從性，從而減少病人的再入院率和死亡率。

2.1 智能手機

隨著智能化的普及，智能手機現(xiàn)已成為移動健康技術(shù)的重要載體之一，智能手機在COPD病人中的應(yīng)用：一類通過智能手機對病人的情況進行評估和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)COPD病人癥狀變化，從而提高病人自我管理能力和生活質(zhì)量；另一類通過智能手機提供個體化的有關(guān)疾病的信息、推薦適當(dāng)?shù)目祻?fù)訓(xùn)練指導(dǎo)、運動飲食戒煙指導(dǎo)等，對居家穩(wěn)定期COPD病人在自我認(rèn)知行為改變上非常有幫助［6］。研究顯示，居家穩(wěn)定期COPD病人病情變化效果測評以線上和線下兩者結(jié)合的形式開展。線上多以微信、QQ、公眾號等平臺展開；而線下則以傳統(tǒng)的6 min步行試驗等展開監(jiān)測評估。其中，有研究者開發(fā)了手機程序，通過智能手機軟件監(jiān)控步行模式進而檢測COPD病人的健康狀況［7］，通過公眾號推送COPD護理相關(guān)的圖文及視頻提高病人健康相關(guān)教育及自我管理意識［8］。繼而也有學(xué)者將智能手機應(yīng)用于COPD病人的病情變化來測評延續(xù)性護理效果，針對COPD病人進行隨機對照試驗，研究顯示智能手機能提高病人自我管理能力并且指導(dǎo)病人進行肺康復(fù)運動，提高肺功能，改善生活質(zhì)量。其中，Demeyer等［9-10］研究發(fā)現(xiàn)基于手機APP為主的智能化管理模式，可提高病人在疾病治療過程的參與度和自我管理能力。莊志方等［11］研究選取200例的穩(wěn)定期COPD病人進行為期6個月的智能管理，探索微信公眾號對穩(wěn)定期COPD管控的臨床意義。經(jīng)過6個月的COPD管家公眾號管理后穩(wěn)定期COPD病人戒煙、每日肺康復(fù)運動增多，用藥依從性提高，可見COPD管家公眾號可促進病人認(rèn)知行為改變，提高病人生活質(zhì)量。

2.2 可穿戴式技術(shù)設(shè)備

在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)中，有越來越多小巧、隨身的可穿戴設(shè)備，成為監(jiān)測病人生理狀態(tài)的最佳工具，這些可穿戴設(shè)備能夠提早預(yù)判病人的身體狀況變化，以便提供早期預(yù)警、及早救護或給藥，挽救更多病人的寶貴生命。如今，在智能傳感器、AI和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的支持下，可穿戴設(shè)備正被積極用于遠程病人監(jiān)護、早期診斷、監(jiān)測慢性?。?2］等，從而改善病人的日常健康和生活方式，甚至可以用于處理緊急健康情況。其中，Google Glass研發(fā)了可佩戴式智能手機，它能用于收集個體數(shù)據(jù)，進而達到個性化健康風(fēng)險預(yù)警和健康結(jié)果預(yù)測的實時推斷［13］。Granulo等［14］開發(fā)了新型的綜合護理平臺——WELOME，Beattie等［15］開發(fā)了一種COPD病人自我管理工具COPD Activity Support（CAS），該工具使用智能手機和2個可穿戴設(shè)備（手環(huán)+胸部佩戴的生物帶）可以檢測和收集病人數(shù)據(jù)，提供遠程醫(yī)療支持，能在早期發(fā)現(xiàn)COPD并發(fā)癥，及時做到預(yù)防和緩解并發(fā)癥。除此之外，也可以對COPD病人的康復(fù)訓(xùn)練的結(jié)果提供反饋。目前，國外的可穿戴技術(shù)相對完善。與國外研究相比，我國起步相對較晚，但發(fā)展很快［16］。肖小玉等［17］發(fā)現(xiàn)在“穿戴式呼吸康復(fù)監(jiān)測系統(tǒng)”引導(dǎo)下進行呼吸操鍛煉，能有效幫助病人增加肺通氣量，有利于肺泡進行氣體交換，改善COPD病人缺氧和二氧化碳潴留癥狀。長期堅持在該設(shè)備引導(dǎo)下進行呼吸操鍛煉可增加病人的呼吸肌力量，增加咳嗽、咳痰能力，緩解呼吸困難癥狀。有研究也發(fā)現(xiàn)，使用者可以通過可穿戴設(shè)備，全面、及時和專業(yè)地監(jiān)測和評估自身健康狀況，特別適用于一些需要長期康復(fù)與治療的慢性病病人以及偏遠地區(qū)的人群［18-21］。

2.3 智能機器人

德國、澳大利亞、美國、英國、日本等已研發(fā)出可以運用到實際生活中的老年陪護機器人。美國研究人員設(shè)計的AI機器人，可以監(jiān)測老人日常風(fēng)險，評估其跌倒水平，為老人取藥，記錄用藥情況等，猶如貼身健康管家一樣做到防患于未然［22］。一些研究還對飲食護理機器人、陪伴機器人、康復(fù)輔助機器人以及遠程健康管理機器人等在老年延續(xù)性病人中應(yīng)用進行分析［23］。Broadbent等［24］對家用機器人輔助COPD病人的效果進行了隨機對照試驗，結(jié)果顯示家庭護理機器人可提高病人的服藥依從性，增加病人的鍛煉時長。國內(nèi)，在疫情防控期間，護士會通過語音助手和機器人與病人進行遠程互動［25］，以減少個人防護設(shè)備的使用和反復(fù)接觸病毒。這些技術(shù)還可減少護士每次訪問在數(shù)據(jù)收集和記錄上花費的時間。但是，它們僅限于視頻和語音交互。利用智能機器人輔助COPD病人的研究很少，這可能與AI機器人成本較高，需要一定的經(jīng)濟基礎(chǔ)和使用條件有關(guān)。未來，研究者可以針對智能機器人協(xié)助COPD病人進行功能鍛煉，增強病人參與鍛煉的主動積極性，緩解護士以及家庭照護者的工作量，在延續(xù)性護理中提高病人自我預(yù)防和自我管理能力［26］，提升COPD病人的生活質(zhì)量以及身心健康進行研究。

2.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）是一種用于實施個性化，激勵性和受控的康復(fù)場景［27］。盡管VR具有明顯的潛在優(yōu)勢，但在肺康復(fù)方面的研究卻很少。Liu等［28］將60例老年COPD病人隨機分為對照組和研究組，研究組在社區(qū)醫(yī)生指導(dǎo)下采取健康促進結(jié)合健康教育的干預(yù)方案，對照組僅接受基礎(chǔ)健康教育，結(jié)果表明12周后VR技術(shù)對老年COPD伴輕度認(rèn)知障礙（MCI）病人的肺康復(fù)訓(xùn)練效果較好，其能有效改善病人的肺功能、認(rèn)知功能和運動耐量，緩解呼吸困難癥狀。李文慧等［29］將上、下肢運動康復(fù)治療計劃置于VR中，發(fā)現(xiàn)VR能夠迅速得到康復(fù)訓(xùn)練的反饋信息并存儲，利于醫(yī)務(wù)人員把握病情變化及康復(fù)訓(xùn)練效果。VR技術(shù)與綜合性肺康復(fù)治療相結(jié)合能夠有效改善COPD病人肺功能指標(biāo)。虛擬情景互動訓(xùn)練通過視覺、聽覺、觸覺等多維一體的刺激，可提高病人參與的趣味性［30］。在突破傳統(tǒng)治療模式的同時，也給病人帶來了真實的體驗，也可提高病人運動效果。目前，VR技術(shù)較少運用于COPD延續(xù)性護理，這可能與VR沒有針對COPD人群設(shè)計相應(yīng)應(yīng)用，老年人接受度較低有關(guān)。未來，研究者可以對VR協(xié)助COPD病人進行肺康復(fù)訓(xùn)練，提高病人康復(fù)效果以及生活質(zhì)量進行研究。

3 人工智能在COPD病人延續(xù)性護理應(yīng)用中的不足

AI在COPD延續(xù)性護理中發(fā)揮巨大的作用，同時AI技術(shù)還處于發(fā)展階段，在大規(guī)模推廣及應(yīng)用過程中仍面臨包括經(jīng)濟、用戶、法規(guī)、安全、合作等多方面問題［31］。因此，AI在COPD病人延續(xù)性護理的過程中也暴露出其問題。

3.1 全民使用問題

COPD是一種長期慢性疾病，住院治療疾病花銷大，同時AI設(shè)備因價格較貴，并不能滿足所有COPD病人的需求，且對于有些老年病人接受度較低。既往研究發(fā)現(xiàn)，用戶可能會拒絕使用此類創(chuàng)新技術(shù)。由于COPD病人大多數(shù)是老年人，AI技術(shù)較為智能，部分程序較為復(fù)雜，一些功能標(biāo)簽和菜單導(dǎo)航，如字體大小、觸屏的敏感性等要求較高，病人缺乏使用技術(shù)的能力和信心，導(dǎo)致其健康差異［32］，從而對部分老年病人會起到反作用。其次，延續(xù)性護理過程中缺乏專業(yè)人員的指導(dǎo)。勵賽賽等［33］在研究中發(fā)現(xiàn)部分老年病人不會使用智能手機，由家屬或照顧者負(fù)責(zé)查看微信群消息，不一定及時準(zhǔn)確地傳達雙方信息，同時也不一定如實客觀地反映病人問題。

3.2 信息安全問題

智能系統(tǒng)傾向于收集用戶數(shù)據(jù)，以便更好地提供全方位護理。隨著對COPD病人愈加精準(zhǔn)的診斷、愈加個體化的治療，對病人的數(shù)據(jù)要求也愈加詳細［34］。但隱私數(shù)據(jù)采集得越詳細，個人資料安全保護問題就越多，隱私泄露的風(fēng)險也就越高。其次，社區(qū)COPD病人，智能設(shè)備通常放置在病人臥室內(nèi)，由于許多數(shù)據(jù)涉及個人隱私，從而涉及個人資料安全保護等問題。然而目前針對網(wǎng)絡(luò)安全方面的法律法規(guī)尚不完善，針對移動醫(yī)療領(lǐng)域也缺乏一定程度的監(jiān)管。

3.3 設(shè)備安全問題

對于出院后的穩(wěn)定期COPD病人，回家后仍需要進行康復(fù)訓(xùn)練。在使用AI設(shè)備如VR，可穿戴設(shè)備等會存在安全隱患。有研究發(fā)現(xiàn)，沉浸式VR技術(shù)通過大型投影屏幕或頭戴式顯示器生成VR環(huán)境，可能使病人發(fā)生視覺誘導(dǎo)的暈動癥，表現(xiàn)為頭痛、出汗、惡心、嘔吐、疲勞及方向障礙等問題［35］。也有研究發(fā)現(xiàn)，可穿戴設(shè)備若不及時更新，有失靈或更新延遲等意外狀況的發(fā)生，對老年COPD病人來說都是安全隱患［36］。

3.4 多學(xué)科交流問題

COPD病人由于病程長，出院后會遇到許多學(xué)科問題，如用藥護理、康復(fù)鍛煉、健康指導(dǎo)等，但我國大部分研究所構(gòu)建的延續(xù)性護理團隊僅包括本科室的醫(yī)生和護士，只能為病人提供與本科室相關(guān)的健康指導(dǎo)，缺少其他學(xué)科團隊的參與。若病人出現(xiàn)其他學(xué)科問題，不能及時解決，則會影響AI對COPD病人延續(xù)護理的效果［37］。

4 應(yīng)對人工智能在COPD病人延續(xù)性護理問題的措施

針對上述不足，本研究提出了相應(yīng)的改進措施。未來研究者仍需進一步改善，使AI為COPD延續(xù)性病人創(chuàng)造更大的價值。

4.1 加強宣傳并給予政策支持

國家可制定相應(yīng)的政策給予COPD這一特殊群體相應(yīng)的支持，未來可考慮將COPD病人治療加入醫(yī)保來緩解病人及其家屬的負(fù)擔(dān)；政府可給予設(shè)備及技術(shù)幫助，同時政府應(yīng)加強AI對于延續(xù)性護理領(lǐng)域的宣傳，使更多老年病人了解并逐漸接受AI；社區(qū)可配備專業(yè)的技術(shù)人員進行指導(dǎo)，并定期開展VR講座以及活動，使COPD病人及其照護者在參與中學(xué)到相關(guān)的知識。對于不太理解的老年COPD病人可設(shè)置手機程序給予步驟的指導(dǎo)，或者發(fā)放小冊子等。也可針對COPD病人的不同延續(xù)護理需求設(shè)計健康應(yīng)用程序，滿足不同人群對使用頁面和操作方法的需求。

4.2 加強立法并注重隱私泄露

國家需制定相應(yīng)的法律法規(guī)保護COPD人群的隱私問題，同時研發(fā)技術(shù)人員做好研發(fā)的隱私保護工作，對收集的健康相關(guān)數(shù)據(jù)進行分類，將隱私敏感度級別與控制輸入輸出授權(quán)相結(jié)合，并根據(jù)要收集數(shù)據(jù)的性質(zhì)和數(shù)量描述適當(dāng)?shù)乃惴▍?shù)以實現(xiàn)隱私保護的目的。

4.3 加強監(jiān)督并定期更新維修

研發(fā)技術(shù)人員需定期上門為COPD病人進行設(shè)備的檢查與更新，對于安全隱患問題及時和病人及家屬溝通，做好防護措施。未來也可研發(fā)出更為安全的且針對COPD病人的AI設(shè)備，使其更好地適用于COPD病人。

4.4 加強多學(xué)科交叉共同交流

醫(yī)療需注重對各個學(xué)科的交流，醫(yī)療團隊不僅包括醫(yī)生護士，還有康復(fù)理療師、營養(yǎng)師甚至計算機技術(shù)人員，程序員等各學(xué)科的專業(yè)人員相互合作，相互交流，制定出滿足COPD病人的個性化指導(dǎo)，充分利用AI促進COPD病人更好地康復(fù)。

5 小結(jié)

AI延續(xù)性護理COPD病人是傳統(tǒng)延續(xù)性護理的補充和優(yōu)化。醫(yī)護人員需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)護理模式，將AI作為醫(yī)療工具充分應(yīng)用到“家庭-社區(qū)-醫(yī)院”為一體的延續(xù)性護理中，更好地滿足COPD病人及其家屬迫切的照護需求，對改善病人肺功能的結(jié)局指標(biāo)，降低病人再入院率，提高活動依從性，改善生活質(zhì)量等有重大意義。我國對于智能手機應(yīng)用于COPD延續(xù)性病人的研究大多僅限于微信平臺，未來可以多開發(fā)一些用于COPD病人個性化應(yīng)用軟件，更好地促進COPD病人的延續(xù)性護理質(zhì)量。但目前，我國AI對COPD等慢性病的延續(xù)性護理還沒有得到大力推廣，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系和安全技術(shù)問題仍處于逐漸完善的過程，尤其是面向智能化醫(yī)療時代［38］，在未來可以加大護理與信息管理學(xué)科間的融合，共同服務(wù)于AI落地于COPD的護理，從前瞻性、大樣本的縱向研究來探索AI的有效性和安全性。相信未來智能化延續(xù)護理將惠及眾多COPD及其他慢性病病人。

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（收稿日期：2023-08-31；修回日期：2024-06-29）

（本文編輯賈小越）

基金項目 安徽省教育廳2020年高等學(xué)校省級質(zhì)量工程項目，編號：2020xsxxkc277；2022年度研究生科研創(chuàng)新計劃項目，編號：Byycx22078

作者簡介 李爍爍，護師，碩士研究生在讀

*通訊作者 張靜，E-mail：1176604661@qq.com

引用信息 李爍爍，李清揚，周忠濤，等.人工智能在COPD病人延續(xù)性護理中的應(yīng)用進展［J］.循證護理，2024，10（14）：2535-2539.