宋長宇 張彩虹 李敏香 郭洪花

(海南醫(yī)學(xué)院，海南 ?？?571199)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)是一種進(jìn)行性影響氣道的慢性呼吸系統(tǒng)疾病。該病死亡率高，發(fā)病普遍，在全球前10位死亡原因中高居第3位，每年可造成300多萬人的死亡[1]。作為一種慢性疾病，患者需要長期而規(guī)律的治療才能更好地康復(fù)，這給患者自身和家庭及社會造成了沉重的負(fù)擔(dān)，并導(dǎo)致了醫(yī)療資源的增加。預(yù)計(jì)到2020年COPD將位居世界疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的第5位[2]。由此，如何對COPD患者進(jìn)行長期有效的管理成為學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心推動力，其為護(hù)理領(lǐng)域帶來了很多革新性的技術(shù)。越來越多的研究者開始對人工智能在當(dāng)代COPD護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了研究和探討。本文通過回顧近年國內(nèi)外人工智能在COPD病人護(hù)理的新進(jìn)展，旨在為今后在該領(lǐng)域形成規(guī)范化的護(hù)理方案提供思路和建議。

1 人工智能在COPD患者護(hù)理中應(yīng)用的必要性

人工智能(Artificial Intelligence，AI)是指通過計(jì)算機(jī)實(shí)施的由人工制造出來的智能，其最終目標(biāo)應(yīng)是制作出以人類思想模式處置數(shù)據(jù)資料的智能機(jī)械設(shè)備，讓其可在一些工作之上取代人類順利完成?，F(xiàn)代醫(yī)護(hù)工作中，與患者相關(guān)的健康數(shù)據(jù)規(guī)模大，類型復(fù)雜，并且需要及時(shí)處理和價(jià)值提純。而這種大數(shù)據(jù)特點(diǎn)對醫(yī)護(hù)人員來說不僅意味著工作量倍增，也使診斷和決策錯(cuò)誤倍增。而能夠有效管理這些數(shù)據(jù)的辦法就是AI。研究[3]表明，護(hù)理人員可以應(yīng)用人工智能的醫(yī)療服務(wù)輔助設(shè)備，及時(shí)處理大量病人的護(hù)理問題，從而提高護(hù)理人員的工作效率和質(zhì)量。近年來，人工智能在COPD患者護(hù)理的應(yīng)用越來越凸顯優(yōu)勢。

首先，AI能夠長期追蹤和記錄COPD患者的病情。由于COPD的治療包括藥物治療、教育、自我管理、體力活動、運(yùn)動訓(xùn)練、氧療等在內(nèi)的長期且規(guī)律的綜合治療和護(hù)理[4]，護(hù)士需對患者要做好延續(xù)性護(hù)理，這就要求大量患者的數(shù)據(jù)需要評估和處理。在我國現(xiàn)有的基本國情之下，病患數(shù)目以及長期數(shù)據(jù)資料遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過醫(yī)務(wù)人員人力能承受的工作強(qiáng)度，而AI強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析記載及解決功能能夠迎合COPD患者延續(xù)性護(hù)理的需要，幫忙護(hù)理人員解決龐大的信息量進(jìn)而減少任務(wù)量。其次，AI能夠根據(jù)COPD患者的病情實(shí)施個(gè)性化護(hù)理。COPD患者的病情并不是長期穩(wěn)定在一個(gè)階段，該種慢性病的病癥經(jīng)常是進(jìn)行性的氣流受限。而且大部分COPD患者對于自身疾病未給予足夠的關(guān)注，治療依從性差，不能嚴(yán)格遵醫(yī)囑進(jìn)行治療或者依賴醫(yī)護(hù)人員的監(jiān)督。這對護(hù)士在COPD穩(wěn)定期根據(jù)患者依從性和治療效果調(diào)整護(hù)理目標(biāo)提出了巨大的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，由于COPD患者的肺康復(fù)治療需要護(hù)理人員根據(jù)患者的氣流受限程度判斷患者的運(yùn)動強(qiáng)度，這意味著護(hù)士要花費(fèi)更多的時(shí)間充當(dāng)監(jiān)督者和陪伴者，這兩種角色在現(xiàn)今護(hù)理人員人才資源短缺的時(shí)代背景下較難全面實(shí)現(xiàn)。而AI的出現(xiàn)可以隨時(shí)隨地檢測COPD患者軀體情況，代替護(hù)士判斷患者目前最適合的運(yùn)動方案和運(yùn)動強(qiáng)度并以此做出相應(yīng)調(diào)整。因此，AI可以很好的貼合COPD病人護(hù)理的獨(dú)特性，推動COPD患者的信息化護(hù)理模式的發(fā)展。

2 COPD患者護(hù)理相關(guān)的AI技術(shù)

現(xiàn)階段AI在COPD護(hù)理的使用主要在穩(wěn)定期患者的社區(qū)服務(wù)和隨訪、居家護(hù)理和康復(fù)訓(xùn)練上，應(yīng)用AI技術(shù)設(shè)備的主要目標(biāo)就是減弱患者在院外沒有專業(yè)醫(yī)護(hù)人員的情況下因?yàn)槿狈υ缙陬A(yù)防和自我管理能力而導(dǎo)致急性發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)，減少患者的再次入院率和死亡率。針對COPD長期有效監(jiān)督管理困難和醫(yī)護(hù)人員數(shù)據(jù)處理繁雜的問題，AI領(lǐng)域推出了很多相關(guān)的人工智能護(hù)理技術(shù)，主要包括智能手機(jī)、體外監(jiān)測設(shè)備、智能機(jī)器人和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這些技術(shù)設(shè)備商品的發(fā)生對于智能化大數(shù)據(jù)分析背景之下COPD患者的護(hù)理形式邁向有較大的啟示現(xiàn)實(shí)意義。

2.1智能手機(jī) 智能手機(jī)作為移動健康技術(shù)的重要載體之一，它可便捷切實(shí)有效地來資助COPD病患保留以及數(shù)據(jù)傳輸本人的病情數(shù)據(jù)資料，與此同時(shí)還方便了護(hù)理人員的數(shù)據(jù)分析整理及和COPD患者間的有效溝通交流。智能手機(jī)應(yīng)用軟件在COPD自我管理、促進(jìn)健康、提髙治療依從性等方面具有積極的作用并被廣泛開發(fā)[5,6]。Juen J等[7]人開發(fā)了一種電腦中中的APP程序GaitTrack借助于監(jiān)測步行方式來監(jiān)測病患的健康狀況，精確的分辨COPD病患以及非COPD，作為初期COPD病患在社區(qū)服務(wù)的自我認(rèn)識診斷提供了一個(gè)簡便易行、切實(shí)有效的模式。智能手機(jī)作為人工智能的一種基本載體，它可以和體外監(jiān)測設(shè)備，機(jī)器人和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合輔助健康醫(yī)療工作，今后有更大的開發(fā)空間。

2.3體外監(jiān)測設(shè)備 在手機(jī)軟件方便分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，一些研發(fā)者將可穿戴的體外監(jiān)測設(shè)備與之配套，方便患者和醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)隨地看到身體狀況的報(bào)告，有效進(jìn)行自我管理。尤其在患者在院外期間，體外監(jiān)測設(shè)備可以很好的代替醫(yī)護(hù)人預(yù)案對患者進(jìn)行評估[8]。首先是社區(qū)，配合智能化移動終端和可穿戴設(shè)備儀器的監(jiān)測可以對于部分初次發(fā)病的患者預(yù)先評估健康狀況。由此，這種AI技術(shù)可以幫助COPD人群進(jìn)行科學(xué)的初步分析和評估，同時(shí)，醫(yī)護(hù)人員可以運(yùn)用慢病社區(qū)管理系統(tǒng)和體外監(jiān)測設(shè)備對整個(gè)社區(qū)人群進(jìn)行獲取和管理患者信息，從社會群體特性以及個(gè)人特點(diǎn)諸多方面借助于智能深入分析、分類整理以及提煉歸納慢性病預(yù)防、治療、護(hù)理和康復(fù)的多種需求，提升護(hù)理人員的業(yè)務(wù)水平。由此，社區(qū)可以為每位居民建立電子健康檔案，并應(yīng)用云網(wǎng)絡(luò)平臺、一體化等等信息處理辦法成立健康大數(shù)據(jù)分析，體外監(jiān)測設(shè)備幫助護(hù)士第一時(shí)間把握病人個(gè)體化信息內(nèi)容及差異數(shù)據(jù)分析，切實(shí)有效作好護(hù)理評價(jià)以及診斷工作[9]。Choucarda I等[10]設(shè)計(jì)了移動體征監(jiān)測系統(tǒng)能自動化采集患者的脈搏、血壓、心電和血氧等重要體征信息，并每日傳送到社區(qū)服務(wù)平臺的居民電子健康檔案數(shù)據(jù)庫中，醫(yī)護(hù)人員能夠安全訪問患者的狀況并及時(shí)發(fā)出預(yù)警，早期發(fā)現(xiàn)COPD患者可能存在的并發(fā)癥，減輕了社區(qū)護(hù)理人員的工作負(fù)擔(dān)，也利于對COPD患者的日常監(jiān)測及護(hù)理，確?；颊吣芗皶r(shí)得到足夠的專業(yè)護(hù)理。同時(shí)，有研究者針對COPD患者居家期間的治療依從性較差的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出很多遠(yuǎn)程家庭自我管理系統(tǒng)平臺。如有研究讓患者在家中自備簡便的脈搏血氧計(jì)及小型氣體容量監(jiān)測儀[11]，測量結(jié)果(自身脈率、血氧飽和度及1秒用力呼氣容積)可通過藍(lán)牙直接傳送至自我管理系統(tǒng)平臺。儀器會通過概率模型加以分析和比較，再通過網(wǎng)絡(luò)健康數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將患者的分析結(jié)果傳送至服務(wù)中心。國外已經(jīng)有研究[12]將急性加重預(yù)警模式通過體外監(jiān)測設(shè)備得到的急性加重信號，檢測到與COPD相關(guān)的可能出現(xiàn)的急性加重病情的事件，將危急情況及時(shí)告知患者及其家屬，可以為患者在發(fā)生意外時(shí)爭取到足夠的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了不良事件的實(shí)時(shí)警告和有效的動態(tài)管理。因此，體外監(jiān)測設(shè)備在醫(yī)護(hù)人員管理病人信息和患者本身自我管理方面都可以起到了積極效果。

2.4智能機(jī)器人 為了提高COPD患者生活質(zhì)量和促進(jìn)身心健康，不同功能的智能護(hù)理機(jī)器人也逐漸被應(yīng)用到COPD患者日常生活、娛樂生活、疾病管理、身體康復(fù)中。國外一些研究中出現(xiàn)了飲食護(hù)理機(jī)器人、陪伴機(jī)器人、康復(fù)輔助機(jī)器人以及遠(yuǎn)程健康管理機(jī)器人等在COPD患者身上應(yīng)用[13-15]。Song等[16]開發(fā)了一種可以運(yùn)用在機(jī)器人上的決策支持系統(tǒng)DSSs用于自動監(jiān)督和控制COPD患者的體育鍛煉訓(xùn)練，使得患者能夠在社區(qū)家中進(jìn)行康復(fù)鍛煉。這種決策系統(tǒng)可以代替護(hù)士及時(shí)對患者的康復(fù)鍛煉方式進(jìn)行幫助和糾正，完成COPD患者生活中的基本需要和必要的輔助治療，長期有效管理患者的病情變化。Chen[17]用上肢康復(fù)機(jī)器人根據(jù)COPD患者的身體狀況提供不同的康復(fù)模式和不同強(qiáng)度的運(yùn)動，結(jié)果表明，康復(fù)效果得到了患者和物理治療師的積極評價(jià)。它們能夠做到對COPD患者進(jìn)行個(gè)性化護(hù)理，并幫助疾病穩(wěn)定的患者更好地配合在家中進(jìn)行的呼吸功能鍛煉。由此可見，智能機(jī)器人的出現(xiàn)不但能夠提高患者生活質(zhì)量，全面護(hù)理患者軀體和心理健康，而且在減少了醫(yī)護(hù)人員對病人的身體接觸的同時(shí)也能夠有效減少COPD患者感染傳染病的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，使用機(jī)器人幫助COPD患者獨(dú)立或輔助完成康復(fù)鍛煉，可節(jié)約護(hù)士的大量的精力和工作量，有效提高現(xiàn)有人力資源的利用率，緩解護(hù)理人力資源緊張的局面[18]。

2.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality，VR)康復(fù)治療系統(tǒng)的引入也打破了傳統(tǒng)護(hù)理方式的局限性。VR技術(shù)能夠?qū)⒒颊呷谌胩摂M環(huán)境中，給患者帶來視覺和思維的真實(shí)體驗(yàn)，在這種環(huán)境中對患者進(jìn)行功能鍛煉和健康宣教都會讓患者有一種真實(shí)感，從而增加趣味性、降低操作難度來調(diào)動患者的積極性。VR技術(shù)可以同時(shí)指導(dǎo)多名患者，也可以反復(fù)重復(fù)，并根據(jù)患者恢復(fù)情況改變操作難度和虛擬場景[19]。這些優(yōu)點(diǎn)能夠調(diào)動COPD患者保持肺康復(fù)訓(xùn)練的積極性和自主性，提升了護(hù)理人員的工作質(zhì)量，減輕了工作強(qiáng)度。柳萍等[20]將上、下肢運(yùn)動康復(fù)治療計(jì)劃置于VR中，結(jié)果表明，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與綜合性肺康復(fù)治療相結(jié)合能夠有效改善COPD患者肺功能指標(biāo)，同時(shí)，虛擬情景互動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)不僅突破了傳統(tǒng)治療模式的局限性，也帶給患者最為真實(shí)的視覺和思維體驗(yàn)。進(jìn)行肺康復(fù)訓(xùn)練時(shí)可使患者進(jìn)入預(yù)設(shè)的虛擬場景并通過親身體驗(yàn)、實(shí)時(shí)感知而獲得真實(shí)的視覺、聽覺、感受。根據(jù)患者軀體肌力恢復(fù)情況可以改變操作難度和虛擬場景，調(diào)動 COPD患者堅(jiān)持肺康復(fù)訓(xùn)練的積極性與主動性，鍛煉患者的軀體功能和思維記憶，減輕患者的緊張及疲勞感，達(dá)到提高鍛煉身體和認(rèn)知水平的目的。但是該研究也發(fā)現(xiàn)這種機(jī)器人和VR技術(shù)被老年COPD患者接受還需要一些時(shí)間，以及這些特殊人群對這些技術(shù)的易用度有很大需求。因此，醫(yī)護(hù)人員的專業(yè)領(lǐng)域和產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域需要進(jìn)一步結(jié)合，改善出適合特殊人群的COPD患者設(shè)計(jì)。

3 AI在COPD患者護(hù)理中應(yīng)用存在的不足

人工智能與護(hù)理相結(jié)合，可以有效幫助護(hù)士規(guī)范評估內(nèi)容，全面準(zhǔn)確的收集患者信息，鍛煉臨床思維能力，迅速及時(shí)精確做出護(hù)理診斷，全面實(shí)現(xiàn)護(hù)理工程質(zhì)量可全程溯源，繼而減弱不良護(hù)理重大事件的發(fā)生率，提升病患滿意度。然而，智能系統(tǒng)傾向于收集更多用戶數(shù)據(jù)，以便更好地提供全方位的護(hù)理，但隱私數(shù)據(jù)被采集的越多，隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)就越高。比如生命體征遠(yuǎn)程監(jiān)控是一種有效、及時(shí)了解患者護(hù)理需求的方式，具有重要的臨床意義，然而一旦這些信息被惡意利用，就為不法分子打開了便利之門。尤其是智能設(shè)備通常放置在患者(例如臥室)的私人空間中，這意味著更多數(shù)據(jù)是私人數(shù)據(jù)，并且進(jìn)一步擴(kuò)大了泄露的風(fēng)險(xiǎn)。此外，在研究和開發(fā)中，技術(shù)部門的工作人員對患者疾病的特征認(rèn)識存在專業(yè)盲區(qū)，并經(jīng)常設(shè)計(jì)復(fù)雜的智能設(shè)備進(jìn)行干預(yù)。它們常常因?yàn)閷?shí)用性差，不適合具體的臨床實(shí)踐?；蛘呤茿I電子設(shè)備本身技術(shù)手段全面實(shí)現(xiàn)的限制，尚不能適應(yīng)患者的全部需求，極大的影響了產(chǎn)品的臨床應(yīng)用和推廣。由此，AI設(shè)備設(shè)計(jì)需要熟悉患者病情的護(hù)理人員來進(jìn)行完善，將護(hù)士的專業(yè)知識和研發(fā)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。在AI和護(hù)理服務(wù)相結(jié)合的過程中，如何將護(hù)士的專業(yè)知識與研發(fā)設(shè)計(jì)相結(jié)合是AI設(shè)計(jì)中的一個(gè)大問題。這需要護(hù)理人員和AI開發(fā)人員共同努力，不斷克服技術(shù)問題，并為他們提供更好的護(hù)理質(zhì)量。

綜上所述，隨著AI技術(shù)設(shè)備的穩(wěn)步發(fā)展及政府部門導(dǎo)向的正確引導(dǎo)，AI在醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域受到的關(guān)注越來越多，未來醫(yī)療護(hù)理服務(wù)模式將發(fā)生巨變，應(yīng)用前景廣闊。一方面，AI技術(shù)能為患者提供更好的護(hù)理服務(wù)，提高患者的康復(fù)效果和生活質(zhì)量。另一方面，AI技術(shù)會涉及患者生活隱私的倫理問題和技術(shù)難關(guān)問題，需要廣大醫(yī)護(hù)人員和計(jì)算機(jī)專家跨領(lǐng)域協(xié)作，不斷研發(fā)出更適合患者病情的應(yīng)用。作為護(hù)士，我們需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)護(hù)理模式，將AI作為基礎(chǔ)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(hù)理中;同時(shí)要注意盡可能滿足關(guān)注患者的需求，尊重患者意愿，為完善研發(fā)提供思路。