2021年智慧醫(yī)療在盆底功能障礙性疾病中的研究進(jìn)展與展望(全文)

2021年智慧醫(yī)療在盆底功能障礙性疾病中的研究進(jìn)展與展望（全文）??在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代，信息化醫(yī)療經(jīng)歷了依賴于紙、膠片等介質(zhì)的業(yè)務(wù)和管理信息電子化的數(shù)字醫(yī)療；再到通過把部分業(yè)務(wù)流程以互聯(lián)網(wǎng)為媒質(zhì)對外開放，形成醫(yī)療資源供給與患者需求的即時對接的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療；而如今正在向信息化醫(yī)療的第三階段——智慧醫(yī)療轉(zhuǎn)化。智慧醫(yī)療的概念源自2009年國際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）提出的“智慧地球（smartplanet）”戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略包括智慧城市、智慧醫(yī)療等在內(nèi)的六大領(lǐng)域。之后美國、英國等國紛紛投入巨資加入到智慧醫(yī)療的建設(shè)中。與國外相比，我國的智慧醫(yī)療起步較晚，但發(fā)展迅速。2009年，我國首次對智慧醫(yī)療進(jìn)行了概括；2015年，裘加林在我國第1個提出智慧醫(yī)療的概念，還有諸多學(xué)者的研究為智慧醫(yī)療的發(fā)展提供了理論指導(dǎo)［1］。智慧醫(yī)療，即“互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療+人工智能”，是以人工智能為核心，大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用人工智能技術(shù)將數(shù)字化人體和數(shù)字化醫(yī)療等高度智慧化；構(gòu)建從基于大數(shù)據(jù)的底層基因、中層病癥數(shù)據(jù)，到上層診斷和手術(shù)的上下一體，人與機(jī)器互聯(lián)、協(xié)作、共進(jìn)的新醫(yī)療體系［2］。??目前，智慧醫(yī)療在兒科學(xué)、眼科學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)及各類惡性腫瘤等方面學(xué)者們正在進(jìn)行積極研究及發(fā)展，相比之下，在盆底功能障礙性疾病（pelvicfloordysfunction，PFD）方面尚在起步階段。PFD雖然是良性疾病，但是其發(fā)病率高，患者多為老年人，病程長，其流行病學(xué)特征符合我國疾病譜以慢性病為主、人口以老齡化為主的國情，PFD已嚴(yán)重影響女性的生命質(zhì)量及身心健康，為影響女性健康及生命質(zhì)量的5種常見慢性病之一。??傳統(tǒng)的PFD診療模式正面臨著多個挑戰(zhàn)：??（1）由于誘因多、機(jī)制不明，準(zhǔn)確診斷對臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)要求高；??（2）治療方法繁多，需綜合考慮才能選擇個體化方案；??（3）手術(shù)療效欠佳，術(shù)后并發(fā)癥處理棘手；??（4）診療常需婦產(chǎn)科、泌尿科、消化內(nèi)外科、影像科等多個學(xué)科合作；??（5）我國專業(yè)的婦科泌尿?qū)？漆t(yī)師少，無法保證所有患者都能被有效治療及管理。??而智慧醫(yī)療融合了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能這些信息化產(chǎn)物，是將人的健康管理與醫(yī)療信息化、醫(yī)療智能化交相融合的高級階段，必將在解決這些問題及開創(chuàng)全新的診療模式中發(fā)揮重要作用。本文重點(diǎn)綜述在PFD的預(yù)測及預(yù)防、臨床決策診療方案、手術(shù)治療及隨訪等方面智慧醫(yī)療的研究和應(yīng)用進(jìn)展，總結(jié)目前各種智慧醫(yī)療診療系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，分析智慧醫(yī)療在PFD中的應(yīng)用前景，旨在為中國研發(fā)原創(chuàng)型PFD智慧醫(yī)療診療系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。一、智慧醫(yī)療在PFD中的應(yīng)用及研究進(jìn)展??（一）智慧醫(yī)療在PFD的預(yù)測及預(yù)防中的研究和應(yīng)用進(jìn)展??1.大數(shù)據(jù)建立PFD預(yù)測模型的應(yīng)用：應(yīng)用大數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型已經(jīng)可以用來預(yù)測普通人群相關(guān)疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。Slieker－ten等［3］使用包含17個問題的預(yù)測模型和包含8個問題的盆腔器官脫垂（pelvicorganprolapse，POP）評分表已可用來預(yù)測45~85歲女性人群POP發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。??應(yīng)用大數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型也可篩選相關(guān)疾病的高危人群進(jìn)行積極干預(yù)。1項(xiàng)國內(nèi)研究納入了孕早、中、晚期（分別為185、242、328例，共755例）孕婦的年齡、孕周、納入時體重、納入時體質(zhì)指數(shù)（bodymassindex，BMI）、孕前BMI、妊娠次數(shù)、流產(chǎn)史、既往陰道分娩史等信息，建立了孕期壓力性尿失禁（stressurinaryincontinence，SUI）發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型，模型的錯判率為36.30％，敏感度為80.26％，特異度為53.88％［4］。該模型可識別孕期SUI的高危孕婦并在孕期對SUI進(jìn)行積極干預(yù)，不僅能減少孕期SUI的發(fā)生，也能使醫(yī)療資源實(shí)現(xiàn)最大化利用［4］。??2.應(yīng)用智慧醫(yī)療的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療+人工智能模式對PFD高危對象進(jìn)行預(yù)防：產(chǎn)后婦女是發(fā)生PFD的高危人群，加強(qiáng)對高危人群的管理，對重點(diǎn)對象進(jìn)行預(yù)防，是PFD管理的重中之重。日本的1項(xiàng)研究采取了人工智能提醒服務(wù)，對產(chǎn)婦進(jìn)行盆底肌訓(xùn)練8周的干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究組訓(xùn)練的執(zhí)行率為69％，對照組為31％；研究組每天訓(xùn)練次數(shù)的中位數(shù)為15次，每周訓(xùn)練7d，高于對照組的每天訓(xùn)練1次及每周訓(xùn)練3d，證實(shí)人工智能提醒服務(wù)可加強(qiáng)產(chǎn)婦對產(chǎn)后盆底肌訓(xùn)練的依從性及堅(jiān)持度，提高產(chǎn)后尿失禁婦女的生命質(zhì)量［5］。在未來還可以繼續(xù)開發(fā)人工智能提醒服務(wù)+治療師的新模式。??應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療+人工智能”模式，還可采用線上方式進(jìn)行專業(yè)知識的宣教工作，提供盆底健康專題資訊，引導(dǎo)PFD相關(guān)發(fā)病高危人群重視疾病的早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早治療；提供?？浦R庫，引導(dǎo)PFD相關(guān)發(fā)病高危人群通過對比自身情況與知識庫中的問題而了解自己需要注意的事項(xiàng)和有關(guān)的干預(yù)治療理念等；設(shè)置留言解答版塊，提供在線問答，加強(qiáng)醫(yī)患溝通。??（二）智慧醫(yī)療在PFD診斷及治療中的研究和應(yīng)用進(jìn)展??1.智慧醫(yī)療在PFD診斷中的的研究和應(yīng)用進(jìn)展：在智慧醫(yī)療的概念正式提出之前，其已以不同方式指導(dǎo)醫(yī)師的臨床決策，并不斷發(fā)展進(jìn)步。早在1976年，美國斯坦福大學(xué)研發(fā)的“MYCIN系統(tǒng)”，內(nèi)部共有500條規(guī)則，只要按順序依次回答其提問，系統(tǒng)就能自動判斷出患者所感染細(xì)菌的類別，并為其開出相應(yīng)的處方［6］。隨著大數(shù)據(jù)的興起，醫(yī)學(xué)界不再滿足于這種單一的解決問題的方法，不斷有學(xué)科開始嘗試研發(fā)綜合性更強(qiáng)的人工智能化診療系統(tǒng)，例如：2016年，美國谷歌公司研發(fā)的糖尿病視網(wǎng)膜病變診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確率與眼底病專科醫(yī)師一致；2017年，美國斯坦福大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人工智能皮膚癌診斷系統(tǒng)準(zhǔn)確率＞91％；2018年，日本著名癌癥診療中心成功開發(fā)出世界上首個人工智能圖像胃癌診斷系統(tǒng)，達(dá)到92.2％的檢出率［7］。??由此可見，智慧醫(yī)療的發(fā)展無疑能為臨床醫(yī)師的診療決策提供極大的幫助。骨質(zhì)疏松，是一種具有與PFD相似流行病學(xué)特征的疾病，目前也正在進(jìn)行著人工智能應(yīng)用的研究。隨著社會老齡化，骨質(zhì)疏松的患者在增多，由于醫(yī)療資源分配不平均、不及時，不合理的就醫(yī)往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的不良結(jié)局，對骨質(zhì)疏松患者的生命質(zhì)量有著嚴(yán)重的影響。在建立骨質(zhì)疏松生物樣本庫時注重納入大量的骨密度數(shù)據(jù)和流行病學(xué)因素調(diào)查數(shù)據(jù)作為篩查系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時在診療和隨訪中注重納入大量的專業(yè)術(shù)語、影像學(xué)數(shù)據(jù)、血液和尿液生化指標(biāo)等［8－9］。同理，在進(jìn)行高質(zhì)量的PFD生物樣本庫建設(shè)時，也應(yīng)注重大量高質(zhì)量數(shù)據(jù)的納入、收集及評估。??應(yīng)用智慧醫(yī)療對PFD進(jìn)行診療，其開發(fā)技術(shù)的關(guān)鍵在于高質(zhì)量的生物樣本庫建設(shè)，往往可以為臨床決策提供更高等級的支持。PFD診療方面的問題多需結(jié)合患者的不同情況進(jìn)行個體化、針對性的診療，例如：PFD患者是否需要接受手術(shù)、接受手術(shù)后發(fā)生相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)有多高、POP患者是否需要同時行抗尿失禁預(yù)防性吊帶手術(shù)等。傳統(tǒng)上，這些意見的證據(jù)常依靠醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)，其證據(jù)等級往往也偏低，并不能科學(xué)地給予個體化的診療決策。如果能使用大數(shù)據(jù)建立結(jié)合患者的生長環(huán)境、家族特征、生活狀態(tài)、生育史、基礎(chǔ)研究的成果等在內(nèi)的診療模型，對疾病精準(zhǔn)評估及治療，降低疾病的復(fù)發(fā)率，縮短治療周期，則可解決這些相關(guān)問題。??針對以上問題，國內(nèi)外已經(jīng)有研究人員開始應(yīng)用大數(shù)據(jù)診療模型對其進(jìn)行預(yù)測分析。Vergeldt等［10］建立了在術(shù)前針對具有相關(guān)因素的患者預(yù)測其術(shù)后發(fā)生陰道前壁膨出復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的診療模型，模型分析了287例接受了使用自身組織進(jìn)行陰道前壁修補(bǔ)手術(shù)的POP患者的數(shù)據(jù)，包括的因素有陰道助產(chǎn)、術(shù)前陰道前壁膨出的盆腔器官脫垂定量（POP－Q）分度、有無合并除前壁外其他部位的膨出及數(shù)量、Valsalva動作時肛提肌出現(xiàn)的缺損及裂孔大小，模型的一致性達(dá)到了69.7％。??2018年，Jelovsek等［11］對1301例患者的數(shù)據(jù)及32個危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析建立的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型能夠提供POP患者在盆底重建手術(shù)后發(fā)生脫垂復(fù)發(fā)、并發(fā)癥及生命質(zhì)量改變的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，經(jīng)驗(yàn)證其一致性指數(shù)達(dá)到了0.62~0.72，更好地將患者的需求個體化及精確化，同時也能給出更加合理的診療方案。??2019年，Jelovsek在之前研究的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提出的風(fēng)險(xiǎn)模型不僅可預(yù)測POP術(shù)后新發(fā)SUI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，并可有助于做出是否需在行POP修復(fù)手術(shù)的同時放置吊帶的決策。該模型是為了驗(yàn)證對于POP?Q分度達(dá)到Ⅱ度以上的患者手術(shù)中同時行尿道中段懸吊帶術(shù)與否對術(shù)后新發(fā)尿失禁有無減少作用，分析了152例術(shù)前無SUI并接受手術(shù)的參與者的數(shù)據(jù)建立了預(yù)測模型，該模型中的分析因素包括年齡、陰道分娩次數(shù)、與尿急相關(guān)的漏尿史、糖尿病史、BMI、術(shù)前咳嗽/漏尿試驗(yàn)（coughstresstest）結(jié)果及尿道吊帶的放置，其一致性指數(shù)達(dá)到0.63（95％CI為0.52~0.74）［12－13］。??國外的預(yù)測工具雖有較高的敏感度及特異度，但多有局限，例如：Michigan失禁指數(shù)（Michiganincontinencesymptomindex）對尿失禁癥狀的預(yù)測陽性率只有43％，且其適用人群為35~64歲的普通人群［14］；Diokno等［15］編制的尿失禁索引表，其研究人群為白人，無法將其推廣應(yīng)用至其他人群中；Sabadell等［16］發(fā)表的POP術(shù)后1年后存在客觀或主觀的新發(fā)SUI的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型應(yīng)用于新發(fā)SUI發(fā)病率較低的人群時，并未表現(xiàn)出良好的臨床預(yù)測價值。??綜上所述，我國目前在PFD方面尚未有完善的符合我國國情的人工智能診療系統(tǒng)。但建立完善的智慧醫(yī)療并非易事，建立PFD診療的人工智能模型需要大量的數(shù)據(jù)包括流行病學(xué)因素調(diào)查數(shù)據(jù)作為診療系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，需要大量的專業(yè)術(shù)語、影像學(xué)數(shù)據(jù)、電生理數(shù)據(jù)、臨床表現(xiàn)、查體、尿動力學(xué)檢查等多項(xiàng)信息的采集。從基礎(chǔ)的疾病分類、臨床路徑、知識圖譜著手，將臨床專家的經(jīng)驗(yàn)與PFD患者的數(shù)據(jù)結(jié)合，再通過機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于PFD電子病歷的智能化診斷及治療模型的建立。??2.智慧醫(yī)療在PFD的手術(shù)治療中的研究和應(yīng)用進(jìn)展：機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)（roboticsurgicalsystem）于1999年進(jìn)入臨床使用；2005年4月，獲得美國食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)用于婦科手術(shù)。近年，使用機(jī)器人系統(tǒng)輔助治療PFD的手術(shù)術(shù)式及數(shù)量逐漸增加，包括機(jī)器人陰道骶骨固定術(shù)（robot－assistedsacrocolpopexy，RASC）、子宮骶骨固定術(shù)、尿道中段懸吊帶術(shù)、膀胱頸懸吊術(shù)，其中以治療POP的RASC術(shù)式最為廣泛使用。研究表明，RASC的解剖結(jié)構(gòu)恢復(fù)率達(dá)91％，臨床有效率在84％~100％，中位手術(shù)時間為194min（75~537min），中位術(shù)中出血量為50ml（10~1000ml），中位住院時間為2d（0~50d）；其中3％的患者發(fā)生了術(shù)后并發(fā)癥，根據(jù)Clavien?Dindo手術(shù)并發(fā)癥分級標(biāo)準(zhǔn)，以Ⅰ、Ⅱ級為主，且能保證術(shù)后的性功能［17－18］。??在國外的相關(guān)文獻(xiàn)中，主要將RASC與傳統(tǒng)的開腹陰道骶骨固定術(shù)（abdominalsacrocolpopexy，ASC）、腹腔鏡陰道骶骨固定術(shù)（laparoscopicsacrocolpopexy，LSC）及經(jīng)陰道植入網(wǎng)片手術(shù)（TVM）進(jìn)行比較。在1項(xiàng)系統(tǒng)評價［18］中，有4篇文獻(xiàn)肯定了RASC較ASC在出血量（分別為83、228ml）、住院時間（分別為2、3d）及花費(fèi)上的優(yōu)勢，但手術(shù)耗時更長（分別為212、150min）［19?22］。1項(xiàng)納入了531例患者的系統(tǒng)評價將RASC與LSC進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)RASC與LSC相比治療效果及并發(fā)癥發(fā)生率相當(dāng)，RASC相比于LSC術(shù)中出血量更少（分別為60.1、114.4ml），但在手術(shù)時間（分別為245.9、205.9min）、住院時間（分別為1.5、1.2d）方面均無優(yōu)勢，同時花費(fèi)增加［23］。1項(xiàng)將RASC與TVM進(jìn)行比較的研究發(fā)現(xiàn)，兩者在手術(shù)滿意度、出血量、住院時間上均無明顯差異，但RASC手術(shù)時間更長、麻醉藥物用量更大［24］。??總體而言，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)借助智能化的機(jī)械臂及高清3D顯像系統(tǒng)等設(shè)備，為婦科醫(yī)師提供了更高的靈活性、精確度和三維圖像，從而解決了盆底器官位置隱匿、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳統(tǒng)盆底修復(fù)手術(shù)在狹小的盆腔空間中操作存在很大的局限性的問題，實(shí)現(xiàn)盆底手術(shù)的微創(chuàng)化、功能化、數(shù)字化和智能化。但是機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在歐美國家應(yīng)用較多，在我國還不常用，而國外文獻(xiàn)中提到的手術(shù)時間長、費(fèi)用高昂則是今后開展工作中需要注意的問題。??（三）智慧醫(yī)療應(yīng)用于PFD術(shù)后隨訪的展望??隨著盆底手術(shù)數(shù)量和比例逐漸上升，傳統(tǒng)的人工隨訪面臨著工作量大、質(zhì)量下降和人力成本上升等困境。因此可以想象，如果引入成熟的智能語音技術(shù)，對于減輕勞動強(qiáng)度、延伸醫(yī)療服務(wù)、加強(qiáng)醫(yī)療安全將有著積極的作用。首先經(jīng)院內(nèi)醫(yī)院信息系統(tǒng)導(dǎo)入患者的信息，語音助手通過終端自動撥打患者的電話，模擬人聲與患者進(jìn)行交流，詢問術(shù)后發(fā)熱、疼痛、出血及性生活等情況，并采集隨訪者的有效信息，經(jīng)過人工智能語音系統(tǒng)的自然語言處理及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行語義分析，自動生成對應(yīng)的隨訪指標(biāo)信息，甚至可以對其進(jìn)行整理及分析。二、智慧醫(yī)療存在的缺陷??隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，智慧醫(yī)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。在我國目前的環(huán)境下，智慧醫(yī)療在我國得到了迅速的發(fā)展。在宏觀指導(dǎo)、資源共享、信息安全、法律法規(guī)等方面還存在許多需要完善和解決的問題。隨著政府的支持和我國高新技術(shù)的快速發(fā)展，加強(qiáng)政府參與、擴(kuò)大應(yīng)用范圍、普及信息共享是智慧醫(yī)療的發(fā)展趨勢。??1.人才缺口：目前，我國人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1500億元，在2017年全球新興人工智能項(xiàng)目中，中國占據(jù)51％，但全球人工智能人才儲備，中國卻只有5％左右，人工智能人才缺口超過500萬。2020年2月，教育部、國家發(fā)展改革委、財(cái)政部發(fā)文指出，應(yīng)深化人工智能內(nèi)涵，構(gòu)建基礎(chǔ)理論人才與“人工智能＋X”復(fù)合型人才并重的培養(yǎng)體系，為我國搶占世界科技前沿，提供更加充分的人才支撐。??2.安全危機(jī)：??（1）信息危機(jī)：大數(shù)據(jù)將患者的信息保存于云端或服務(wù)器，即使被人為刪