人工智能在COPD病人延续性护理中的应用进展

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 综述人工智能、延续性护理的概念，分析人工智能在COPD延续性护理中的应用现状，人工智能在COPD延续性护理中存在的不足及应对措施，旨在为我国COPD病人提供以现代科学技术为基础的延续性健康护理模式，提高病人的生活质量。

关键词 人工智能；延续性护理；慢性阻塞性肺疾病；综述

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2024.14.011

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种进行性影响气道的慢性呼吸系统疾病。有研究显示，在全球前10位死亡原因中COPD高居第３位，世界卫生组织预测，截至2060年死于COPD及其相关疾病病例数每年将超过540万人［1］。目前，我国成人的COPD患病率为8.6%，60岁以上则超过27.0％，全国总患病人数近1亿例［2］。病人生活质量严重下降，给社会及家庭造成沉重的负担，逐步成为医学研究的重点同时也上升为主要的公共卫生问题。现阶段我国COPD病患主要处于急性加重期和稳定期，入院病人达到稳定期返回家中康复。由于护理人力资源短缺，出院病人缺乏有效的延续管理指导，而人工智能的出现可以帮助护士更好地进行延续护理，提高病人生活质量。

1 相关概念

1.1 延续性护理的概念

不同学者和组织对延续性护理（continuous nursing）有不同的定义。2003年，美国老年协会［3］将延续性护理定义为通过一系列行动设计，以确保病人在不同的健康照护场所（如从医院到家庭）及同一健康照护场所（如医院的不同科室）受到不同水平的协作性与连续性的照护，通常是指从医院到家庭的延续，包括由医院制定的出院计划、转诊、病人回归家庭或社区后的持续随访与指导。

1.2 人工智能的概念

人工智能（artificial intelligence，AI）作为计算机领域的一个分支，由计算机做一些需要人类智能才能完成的复杂工作，被认为是21世纪高精尖技术之一［4］。Barr和Feigenbaum认为AI是计算机科学的一部分，与智能计算机系统有关，该系统展示了人类行为与智能相关的特征——理解语言、学习、推理、解决问题等［5］。AI根本目的是制作出以人类思维方式快速做出数据处理，使其在一些领域可以代替人类完成工作。其中，在医学领域发挥了显著作用。

2 人工智能在COPD延续性护理中的应用

国外AI用于COPD延续护理的研究相对于国内起步较早，然而随着近些年国家政策推动，AI产业化推进应用市场，推出了很多相关的AI护理设备，主要包括智能手机、可穿戴技术、智能机器人以及虚拟现实技术等。AI在COPD延续性护理中的应用主要包括COPD病人出院后长期的预防，数据的收集和监测、康复锻炼、自我管理等。通过使用AI护理设备，建立病人与医院的实时互通，在分析处理COPD病人数据时，可减轻医务人员的工作量，同时为病人提供实时反馈，提高病人治疗依从性，从而减少病人的再入院率和死亡率。

2.1 智能手机

随着智能化的普及，智能手机现已成为移动健康技术的重要载体之一，智能手机在COPD病人中的应用：一类通过智能手机对病人的情况进行评估和监测，及时发现COPD病人症状变化，从而提高病人自我管理能力和生活质量；另一类通过智能手机提供个体化的有关疾病的信息、推荐适当的康复训练指导、运动饮食戒烟指导等，对居家稳定期COPD病人在自我认知行为改变上非常有帮助［6］。研究显示，居家稳定期COPD病人病情变化效果测评以线上和线下两者结合的形式开展。线上多以微信、QQ、公众号等平台展开；而线下则以传统的6 min步行试验等展开监测评估。其中，有研究者开发了手机程序，通过智能手机软件监控步行模式进而检测COPD病人的健康状况［7］，通过公众号推送COPD护理相关的图文及视频提高病人健康相关教育及自我管理意识［8］。继而也有学者将智能手机应用于COPD病人的病情变化来测评延续性护理效果，针对COPD病人进行随机对照试验，研究显示智能手机能提高病人自我管理能力并且指导病人进行肺康复运动，提高肺功能，改善生活质量。其中，Demeyer等［9-10］研究发现基于手机APP为主的智能化管理模式，可提高病人在疾病治疗过程的参与度和自我管理能力。庄志方等［11］研究选取200例的稳定期COPD病人进行为期6个月的智能管理，探索微信公众号对稳定期COPD管控的临床意义。经过6个月的COPD管家公众号管理后稳定期COPD病人戒烟、每日肺康复运动增多，用药依从性提高，可见COPD管家公众号可促进病人认知行为改变，提高病人生活质量。

2.2 可穿戴式技术设备

在医疗产业中，有越来越多小巧、随身的可穿戴设备，成为监测病人生理状态的最佳工具，这些可穿戴设备能够提早预判病人的身体状况变化，以便提供早期预警、及早救护或给药，挽救更多病人的宝贵生命。如今，在智能传感器、AI和机器学习技术的支持下，可穿戴设备正被积极用于远程病人监护、早期诊断、监测慢性病［12］等，从而改善病人的日常健康和生活方式，甚至可以用于处理紧急健康情况。其中，Google Glass研发了可佩戴式智能手机，它能用于收集个体数据，进而达到个性化健康风险预警和健康结果预测的实时推断［13］。Granulo等［14］开发了新型的综合护理平台——WELOME，Beattie等［15］开发了一种COPD病人自我管理工具COPD Activity Support（CAS），该工具使用智能手机和2个可穿戴设备（手环+胸部佩戴的生物带）可以检测和收集病人数据，提供远程医疗支持，能在早期发现COPD并发症，及时做到预防和缓解并发症。除此之外，也可以对COPD病人的康复训练的结果提供反馈。目前，国外的可穿戴技术相对完善。与国外研究相比，我国起步相对较晚，但发展很快［16］。肖小玉等［17］发现在“穿戴式呼吸康复监测系统”引导下进行呼吸操锻炼，能有效帮助病人增加肺通气量，有利于肺泡进行气体交换，改善COPD病人缺氧和二氧化碳潴留症状。长期坚持在该设备引导下进行呼吸操锻炼可增加病人的呼吸肌力量，增加咳嗽、咳痰能力，缓解呼吸困难症状。有研究也发现，使用者可以通过可穿戴设备，全面、及时和专业地监测和评估自身健康状况，特别适用于一些需要长期康复与治疗的慢性病病人以及偏远地区的人群［18-21］。

2.3 智能机器人

德国、澳大利亚、美国、英国、日本等已研发出可以运用到实际生活中的老年陪护机器人。美国研究人员设计的AI机器人，可以监测老人日常风险，评估其跌倒水平，为老人取药，记录用药情况等，犹如贴身健康管家一样做到防患于未然［22］。一些研究还对饮食护理机器人、陪伴机器人、康复辅助机器人以及远程健康管理机器人等在老年延续性病人中应用进行分析［23］。Broadbent等［24］对家用机器人辅助COPD病人的效果进行了随机对照试验，结果显示家庭护理机器人可提高病人的服药依从性，增加病人的锻炼时长。国内，在疫情防控期间，护士会通过语音助手和机器人与病人进行远程互动［25］，以减少个人防护设备的使用和反复接触病毒。这些技术还可减少护士每次访问在数据收集和记录上花费的时间。但是，它们仅限于视频和语音交互。利用智能机器人辅助COPD病人的研究很少，这可能与AI机器人成本较高，需要一定的经济基础和使用条件有关。未来，研究者可以针对智能机器人协助COPD病人进行功能锻炼，增强病人参与锻炼的主动积极性，缓解护士以及家庭照护者的工作量，在延续性护理中提高病人自我预防和自我管理能力［26］，提升COPD病人的生活质量以及身心健康进行研究。

2.4 虚拟现实技术

虚拟现实（virtual reality，VR）是一种用于实施个性化，激励性和受控的康复场景［27］。尽管VR具有明显的潜在优势，但在肺康复方面的研究却很少。Liu等［28］将60例老年COPD病人随机分为对照组和研究组，研究组在社区医生指导下采取健康促进结合健康教育的干预方案，对照组仅接受基础健康教育，结果表明12周后VR技术对老年COPD伴轻度认知障碍（MCI）病人的肺康复训练效果较好，其能有效改善病人的肺功能、认知功能和运动耐量，缓解呼吸困难症状。李文慧等［29］将上、下肢运动康复治疗计划置于VR中，发现VR能够迅速得到康复训练的反馈信息并存储，利于医务人员把握病情变化及康复训练效果。VR技术与综合性肺康复治疗相结合能够有效改善COPD病人肺功能指标。虚拟情景互动训练通过视觉、听觉、触觉等多维一体的刺激，可提高病人参与的趣味性［30］。在突破传统治疗模式的同时，也给病人带来了真实的体验，也可提高病人运动效果。目前，VR技术较少运用于COPD延续性护理，这可能与VR没有针对COPD人群设计相应应用，老年人接受度较低有关。未来，研究者可以对VR协助COPD病人进行肺康复训练，提高病人康复效果以及生活质量进行研究。

3 人工智能在COPD病人延续性护理应用中的不足

AI在COPD延续性护理中发挥巨大的作用，同时AI技术还处于发展阶段，在大规模推广及应用过程中仍面临包括经济、用户、法规、安全、合作等多方面问题［31］。因此，AI在COPD病人延续性护理的过程中也暴露出其问题。

3.1 全民使用问题

COPD是一种长期慢性疾病，住院治疗疾病花销大，同时AI设备因价格较贵，并不能满足所有COPD病人的需求，且对于有些老年病人接受度较低。既往研究发现，用户可能会拒绝使用此类创新技术。由于COPD病人大多数是老年人，AI技术较为智能，部分程序较为复杂，一些功能标签和菜单导航，如字体大小、触屏的敏感性等要求较高，病人缺乏使用技术的能力和信心，导致其健康差异［32］，从而对部分老年病人会起到反作用。其次，延续性护理过程中缺乏专业人员的指导。励赛赛等［33］在研究中发现部分老年病人不会使用智能手机，由家属或照顾者负责查看微信群消息，不一定及时准确地传达双方信息，同时也不一定如实客观地反映病人问题。

3.2 信息安全问题

智能系统倾向于收集用户数据，以便更好地提供全方位护理。随着对COPD病人愈加精准的诊断、愈加个体化的治疗，对病人的数据要求也愈加详细［34］。但隐私数据采集得越详细，个人资料安全保护问题就越多，隐私泄露的风险也就越高。其次，社区COPD病人，智能设备通常放置在病人卧室内，由于许多数据涉及个人隐私，从而涉及个人资料安全保护等问题。然而目前针对网络安全方面的法律法规尚不完善，针对移动医疗领域也缺乏一定程度的监管。

3.3 设备安全问题

对于出院后的稳定期COPD病人，回家后仍需要进行康复训练。在使用AI设备如VR，可穿戴设备等会存在安全隐患。有研究发现，沉浸式VR技术通过大型投影屏幕或头戴式显示器生成VR环境，可能使病人发生视觉诱导的晕动症，表现为头痛、出汗、恶心、呕吐、疲劳及方向障碍等问题［35］。也有研究发现，可穿戴设备若不及时更新，有失灵或更新延迟等意外状况的发生，对老年COPD病人来说都是安全隐患［36］。

3.4 多学科交流问题

COPD病人由于病程长，出院后会遇到许多学科问题，如用药护理、康复锻炼、健康指导等，但我国大部分研究所构建的延续性护理团队仅包括本科室的医生和护士，只能为病人提供与本科室相关的健康指导，缺少其他学科团队的参与。若病人出现其他学科问题，不能及时解决，则会影响AI对COPD病人延续护理的效果［37］。

4 应对人工智能在COPD病人延续性护理问题的措施

针对上述不足，本研究提出了相应的改进措施。未来研究者仍需进一步改善，使AI为COPD延续性病人创造更大的价值。

4.1 加强宣传并给予政策支持

国家可制定相应的政策给予COPD这一特殊群体相应的支持，未来可考虑将COPD病人治疗加入医保来缓解病人及其家属的负担；政府可给予设备及技术帮助，同时政府应加强AI对于延续性护理领域的宣传，使更多老年病人了解并逐渐接受AI；社区可配备专业的技术人员进行指导，并定期开展VR讲座以及活动，使COPD病人及其照护者在参与中学到相关的知识。对于不太理解的老年COPD病人可设置手机程序给予步骤的指导，或者发放小册子等。也可针对COPD病人的不同延续护理需求设计健康应用程序，满足不同人群对使用页面和操作方法的需求。

4.2 加强立法并注重隐私泄露

国家需制定相应的法律法规保护COPD人群的隐私问题，同时研发技术人员做好研发的隐私保护工作，对收集的健康相关数据进行分类，将隐私敏感度级别与控制输入输出授权相结合，并根据要收集数据的性质和数量描述适当的算法参数以实现隐私保护的目的。

4.3 加强监督并定期更新维修

研发技术人员需定期上门为COPD病人进行设备的检查与更新，对于安全隐患问题及时和病人及家属沟通，做好防护措施。未来也可研发出更为安全的且针对COPD病人的AI设备，使其更好地适用于COPD病人。

4.4 加强多学科交叉共同交流

医疗需注重对各个学科的交流，医疗团队不仅包括医生护士，还有康复理疗师、营养师甚至计算机技术人员，程序员等各学科的专业人员相互合作，相互交流，制定出满足COPD病人的个性化指导，充分利用AI促进COPD病人更好地康复。

5 小结

AI延续性护理COPD病人是传统延续性护理的补充和优化。医护人员需转变传统护理模式，将AI作为医疗工具充分应用到“家庭-社区-医院”为一体的延续性护理中，更好地满足COPD病人及其家属迫切的照护需求，对改善病人肺功能的结局指标，降低病人再入院率，提高活动依从性，改善生活质量等有重大意义。我国对于智能手机应用于COPD延续性病人的研究大多仅限于微信平台，未来可以多开发一些用于COPD病人个性化应用软件，更好地促进COPD病人的延续性护理质量。但目前，我国AI对COPD等慢性病的延续性护理还没有得到大力推广，相关标准体系和安全技术问题仍处于逐渐完善的过程，尤其是面向智能化医疗时代［38］，在未来可以加大护理与信息管理学科间的融合，共同服务于AI落地于COPD的护理，从前瞻性、大样本的纵向研究来探索AI的有效性和安全性。相信未来智能化延续护理将惠及众多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）

（本文编辑贾小越）

基金项目 安徽省教育厅2020年高等学校省级质量工程项目，编号：2020xsxxkc277；2022年度研究生科研创新计划项目，编号：Byycx22078

作者简介 李烁烁，护师，硕士研究生在读

*通讯作者 张静，E-mail：1176604661@qq.com

引用信息 李烁烁，李清扬，周忠涛，等.人工智能在COPD病人延续性护理中的应用进展［J］.循证护理，2024，10（14）：2535-2539.