1、物联网医学在呼吸系统疾病诊治与管理中的应用现状 吴玉华 林军伟 周建 李静 刘洁 白春学 新疆喀什地区第二人民医院呼吸内科 上海市呼吸病研究所 复旦大学附属中山医院呼吸科 摘 要： 物联网是一个新兴的信息技术, 物联网与医疗行业专业技术结合, 拉近了医疗资源与患者之间的距离。该篇主要综述了物联网在肺功能、支气管哮喘、慢性阻塞性肺病、肺癌等方面国内外的应用情况, 目前应用的优势及不足, 提出加速其实际应用及与医学等的融合。关键词： 物联网医学; 呼吸系统疾病; 诊治与管理; 现状; 综述; 作者简介：吴玉华 (1967-) , 女, 河南驻马店人, 硕士, 主任医师, 主要从事呼吸内科医疗、教学
2、工作。收稿日期：2017-06-20Received： 2017-06-20物联网 (internet of things IOT) 是一个新兴的信息技术, 借助射频识别、传感器网络、无线数据通信等智能技术, 实现对物体实时、智能化地识别、定位、追踪、监控与管理, 并可触发相应事件1。物联网与医疗行业专业技术结合, 相比传统医学具有连通、智能、嵌入等特点, 拉近了医疗资源与患者之间的距离, 全程感知实时传递, 可实现疾病的早期诊断与干预和主动管理。让患者在不出原居住区域的情况下, 就能得到大医院专家的诊治, 并能实现先进医疗资源进行共享2。呼吸系统疾病种类繁多, 但常发病, 好发病集中性较强,
3、 其中, 肺癌、睡眠呼吸暂停综合征、慢阻肺、哮喘是呼吸内科最常见的疾病种类, 患者发病基数占到呼吸内科发病率的 60%以上。将物联网技术应用到这些疾病的诊治过程中的临床报道已经屡见不鲜, 综合这些报道的研究结论并总结梳理具有重要意义。下面介绍物联网医学技术在呼吸系统疾病诊断及治疗的应用现状。1 物联网医学在肺功能诊断中的应用肺功能检查是疾病诊疗中重要的辅助检查手段, 在慢性呼吸系统疾病, 如慢性阻塞性肺疾病 (简称慢阻肺和支气管哮喘的管理中扮演了重要角色, 在疾病的早期诊断、病情随访、疗效评估应用广泛。肺功能检查在疾病随访与监测中的应用尚面临诸多困境, 如各地资源分布不均, 操作缺乏统一标准,
4、 检查结果时效性差等。肺功能监测, 西方国家曾先后借助电话、互联网和手机蓝牙等传输途径, 进行便携式肺功能仪和远程监测系统等的研发与应用研究3, 并发现这些手段具有良好的可操作性和接受度。随着物联网的出现, 相信肺功能的随访监测能够更全面、便捷和及时, 效果更明确。近年来基于物联网技术体系, 复旦大学附属中山医院已成功研制出基于手机的无线传感肺功能仪, 使物联网医学模式下的肺功能随访监测逐步迈向现实4。2 物联网医学在睡眠呼吸暂停综合征诊疗中的应用睡眠呼吸暂停综合征 (OSAHS) 是主要表现为睡眠时打鼾、伴有呼吸暂停和低通气, 夜间反复发生低氧血症、高碳酸血症和睡眠结构紊乱, 常引起白天嗜睡
5、、心脑血管并发症等多器官损害, 严重影响患者的生活质量和寿命。2009 年美国睡眠医学会发表了“成人 OSAHS 的评估、管理和长期护理的临床指南5, 强调了 OSAHS 患者长期治疗和有效管理的重要性。目前国内患者患者甚至医务人员对 OSAHS 的疾病认知低下, 迫切需要进行长期和规范的教育和管理6;很多医院缺乏相应医疗设备, 如多导睡眠监测仪和无创通气呼吸机, 无法对患者进行及时诊断和治疗, 无法进行高危人群的筛查和长期随访7。早在 2001 年, 国外就有报道使用远程监控的多导睡眠监测仪 (PSG) 来诊断OSAHS 的研究。2009 年发表的一项研究评估了一种远程医学转诊网络对睡眠呼吸
6、暂停 (SDB) 的早期诊断价值8, 在这项研究中, 一些没有睡眠医学背景的医师对 SDB 患者进行家庭夜间脉氧仪监测, 随后将数据传至对应的睡眠实验室进行分析, 最后结果发回至转诊医师。远程医学可以用于建立转诊网络, 早期发现 SDB 患者, 转诊至睡眠实验室进行确诊;如果没有这样的网络, 这些患者可能得不到睡眠实验室的专业诊断。最近国外有一项研究纳入了 40 例患者, 并将多导睡眠监测结果实时传输至睡眠中心9。这些患者同时被分为 2 组:传统医学咨询和远程医学咨询组。结果发现实时传输和储存在 PSG 的数据在 AHI、总呼吸暂停/低通气、平均血氧饱和度和血氧饱和度低于 90%的时间诊断方面
7、的符合率超过 90%。复旦大学附属中山医院呼吸科和上海市呼吸病研究所已经启动了首个“云加端物联网医学睡眠实验室”, 建立了医学中心与 5 个区和社区医院互动平台, 使患者到了所了在社区医院即可享受到三级医院的高水平服务, 诊断为 OSAHS 的患者到中山医院进行多导睡眠监测确诊, 评价云加端物联网技术诊断 OSAHS 和多导睡眠监测确诊的符合率。通过物联网即时解决睡眠监测和无创通气治疗中遇到的问题, 同时提高基层人员在睡眠医学领域的水平。3 物联网医学在肺癌诊治中的应用肺癌是世界上发病率及病死率最高的恶性肿瘤, 全世界每年新发肺癌病例数为160 万, 占所有恶性肿瘤的 13%;占所有恶性肿瘤死
8、亡人数的 18%, 由于约 75%的患者在诊断时已属晚期肺癌, 从而致使诊断时间延误有关。中国肺癌 5 年存活率低的原因主要与缺乏普及筛查肺结节、缺乏科学鉴别诊断方法、缺乏统一判读标准、缺乏专家把关。新兴的物联网医学技术可以纠正、弥补这 4 个缺乏, 同时联合物联网, 做出科学诊断或鉴别诊断和随访跟踪。中山白春学10教授根据以往经验基于物联网医学技术提出 3+2 式肺结节鉴别诊断法:包括 3 个基本步骤和 2 个解决方案。3 个基本步骤为应用物联网医学技术开展 3 方面工作: (1) 采集信息; (2) 无创检查; (3) 信息深度挖掘。2 个解决方案为: (1) 对高度疑似患者进行病理诊断;
9、 (2) 对无法定性者进行密切科学随访。最终达到“3 个联接全时空, 深度挖掘惠众生”的效果。肺结节的鉴别诊断需要多学科的有效沟通和紧密合作。建议多学科专家参考物联网医学 3+2 式肺结节鉴别诊断法, 以起到深度挖掘的效果。对明确诊断肺癌的患者, 合理治疗和预后判断有赖于科学分期, 采用物联网医学技术使分期变得简单, 将分期标准融入软件中, 软件处理即刻能自动生成分期及结果。通过物联网的教育和质量控制技术普及肺癌的诊断和治疗的循证医学, 利于克服不同医院和医师水平的差异。4 物联网医学在慢阻肺疾病中的应用慢性阻塞性肺疾病 (慢阻肺, C0PD) 是一种危害人类健康, 严重影响患者生活质量的常见
10、病, 依据中国卫生部公布的数据, 慢阻肺在城市地区人口死因中位列第 4, 在农村地区则位列第 3;故早期预防、及时诊断和有效管理非常重要;物联网医学有别于常规医疗模式的诊疗管理手段, 可以实现定期随访并根据病情评估疗效、及时调整治疗方案, 使患者的“被动治疗”换成及早预警及主动治疗, 最大程度地提高医务人员效率, 扩大患者的覆盖面, 实现慢阻肺的现代化管理;该过程可以通过“4A+1I”模式完成, 分别是“询问 (ask) 、评估 (assessment) 、建议 (advisement) 、安排 (arrangement) ”+“物联网技术 (Internet of Things) ”11。患
11、者和医生都拥有自己的客户端, 只要有网络, 可以不受时间、空间、地域限制, 便捷地相互沟通、咨询、甚至可以获得相关疾病最权威的诊疗指南和药品信息, 真正做到资源共享。软件设计上兼顾慢阻肺诊断与管理多种要求, 兼顾可操作性、数据安全性及隐私保护;为诊断要求与肺功能室、CT 扫描室、心电图室合作, 输入慢阻肺分组所需数据如肺功能 FEV1/FVC% (1 s 量实测值/有力肺活量实测值%) 预计值, FEV1%预计值 (1 s 量实测值/1 s 量预计值%) , m MRC 分级 (改良版英国医学研究委员会呼吸问卷即呼吸困难指数评分) , CAT 评分 (慢阻肺严重程度综合评分) 。对未明确诊断进
12、行慢阻肺筛查, 对符合诊断早期干预。对于临床诊断或治疗有难度的使用者可应用物联网技术请求会诊, 由会诊专家给出诊疗建议。慢阻肺患者多为中老年人群, 在软件设计中应针对这部分群体的特点, 尽量简化软件流程, 界面清晰。慢阻肺轻度发作通过物联网医学远程干预阻断急性发作, 如中、重度急性发作, 应及时发出建议医院就诊的信息。部分慢阻肺患者有家庭氧疗和家庭呼吸机应用的情况, 在远程监护中应按需加入氧饱和度、呼吸频率等参数的采集, 并设置相应预警指标和报警装置。5 物联网医学在哮喘诊疗中的应用支气管哮喘 (简称哮喘) 是由气道的炎性细胞及细胞组分参与的气道慢性炎症疾病, 是最常见的呼吸道疾病之一, 不仅
13、严重影响个人健康, 而且造成了巨大的社会负担。在许多国家和地区哮喘的患病率呈逐年上升趋势, 目前对患者进行哮喘的管理和个性化治疗存在许多问题。从 2004 年一项涉及 29 个国家的全球性哮喘控制水平调查研究结果显示仅有 5%的哮喘患者接受规范化治疗能达到完全控制。最近欧洲一项调查研究显示大约 50%的哮喘患者未能达到很好的控制。物联网医学技术的特点使其可广泛应用于哮喘的诊断与管理中:包括哮喘的诊断, 哮喘分期与分级, 医生可以将哮喘分期分级有关的患者症状输入到端设备 (手机、平板电脑等) 的 APP 中, 并通过互联网上传到哮喘管理系统, 系统对病情自动进行评估、分期、分级, 评估结果反馈回
14、端设备, 使哮喘的分期分级更加简单便捷、快速准确。哮喘教育也是哮喘管理的一部分, 依靠物联网技术可以将各类视频音频材料通过互联网发送到患者的手机端, 让患者对自己的病更加了解, 将哮喘控制水平分级表和 ACT 问卷整合到患者的端设备, 非常便捷地患者疾病的控制情况进行评估。每个月患者回答问题并上传试卷, 医生就此调整对患者的治疗方案调整, 这种问答有时难免主观, 为了更客观反映情况, 在沙丁胺醇气雾剂上安装传感器, 记录使用短效支气管扩张剂的时间及位置, 医生在云端获取患者的大量用药信息后可以对患者提出的建议和治疗方案, 物联网医学技术在哮喘管理中将发挥越来越重要的作用。6 物联网医学在分级诊
15、疗中的应用我国慢性病占全部疾病 80%以上, 小医院存在高端设备覆盖率低、技术掌握度低、认可度低的“三低”现象, 结果大量患者涌到大医院求医问药, 引发看病难、入院难的“二难”困境, 同时大医院患者多又引发专家诊疗时预防差、保健差、管理差和康复差的“四差”缺陷, 为了有效解决“三低、两难和四差”问题, 推行分级诊疗制度是一项行之有效的措施, 势在必行, 而物联网医学是解决分级诊疗的技术平台12;利于解决“三低、两难和四差”问题。在分级诊疗中将所有医疗机构分 4 级, 不同层次的医疗机构有不同的功能定位, 白春学教授根据物联网在医学上的潜能, 提出了 5 步法物联网医学分级诊疗法 (5As) :
16、“询问 (ask, 1A) ”、评估 (assesment, 2A) 、建设 (advisement, 3A) 、安排 (arrangement, 4A) 和物联网技术辅助 (assistant with internet of things, 5A) , 这一新的医疗模式流程, 辅助分级诊疗甚至精准医学。通过物联网理论和技术可以建立三级联动的物联网医学分级诊疗平台, 实现 3 个级别医院医师、患者与医疗设备的整合;克服资源和医师经验的差别, 解决小医院“三低两难和四差”状况。发挥物联网医学平台的特点与优势, 达到“防治前移、重点下沉”的效果。7 物联网医学应用注意事项及面临问题目前物联网医学
17、存在一些问题, 如 (1) :逐步建立相关法律法规, (2) :对用户端来说, 终端测试仪器的使用设计应避免复杂性操作, 制定统一标准, 最大程度地降低各项检测的人为差异;对中心端动态掌握传感设备的分布、运行和异常情况, 及时报警与排查, 从整体上加快物联网医学技术平台和运作体系的发展13。 (3) :成本=效益也是应用的重要考量指标, 目前支持移动物体的电子标签价格仍较高, 有待于规模化或技术改进降低成本, 以真正发挥其技术价值。加速其实际应用及与医学等的融合。综上所述, 随着物联网医学的快速发展, 相信物联网背景下随访与监测能够切实有助于呼吸系统疾病的管理, 真正达到早诊断、早干预、个体化
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