学术荟萃丨徐亚伟：人工智能与心脏康复

　　1964年世界卫生组织(WHO)对心脏康复的定义：保障心脏病患者获得最佳的体力、精神及社会状况的活动总和，使病人通过自己的努力能在社会上重新恢复尽可能正常的地位，并能自主生活。现代医学的定义：心脏康复是综合性心血管疾病管理的医疗模式，不是单纯的运动治疗，而是包括运动治疗在内的心理－生物－社会综合医疗保健。

心脏康复的核心内容包括全面科学的评估和全程科学的管理。管理和干预的内容包含:以健康教育为基础，改变不良的生活习惯；以科学运动为核心，提高运动耐量，回归社会。通过对心血管疾病患者科学的评估，判断预后及危险分层，有针对性的进行二级预防，特别是指导患者进行科学的运动训练，安全有效的防止心血管病事件，从而提高患者生活能力，回归家庭和工作。

心脏康复的评估包括专科疾病状况评估、心血管系统危险因素评估、运动能力评估、危险分层及禁忌症评估等。运动能力的评估包含有氧代谢能力的评估和运动专项评估。进行危险分层后排除运动禁忌症，及制定合理的康复干预方案。

　人工智能（AI）属于计算机科学，通过研究和模拟人类智能、智能行为及其规律，使计算机系统能模仿、实现和扩展人类的智力行为。在医学领域，人工智能不是新兴事物，早在上世纪70年代，第一个医用AI专家系统（MYCIN）就已经问世了。例如在辅助疾病诊断、健康管理、医学影像、甚至治疗等方面都有报道。心脏康复是一个长程的过程，人工智能参与心脏康复的角度亦表现在多个方面。包括评估（症状、危险分层、评估运动能力），监测（运动训练心电分析、心脏事件监测、运动效果），指导（健康教育、运动指导、药物指导、长程管理）等。

人工智能软件评估和预测心血管事件。近期有学者（Ambale Venkatesh. Cir Res.2017）发表利用人工智能软件可以对心血管疾病危险评分，并预测结局，包括全因死亡、卒中、所有心血管疾病、冠心病、心衰和房颤等(图1)。

图1，显示了软件对心力衰竭疾病的危险评分，心血管疾病的危险评分及冠心病的危险评分等。

人工智能参与运动康复。Stoller O等（J Neuroeng Rehabil.2014）研究首次证明了使用反馈控制的机器人辅助跑步机对患者进行心肺运动试验（CPET），对于获得可靠的峰值参数具有良好的重复性和可靠性，未来研究将运用更先进的控制策略可以指导运动锻炼达到真正的能力极限(图2，3)。

图2，反馈控制机器人辅助跑步机运动。图3，运动测试方案，使用反馈机器人辅助跑步机锻炼的恒定负荷测试和增量运动测试。

Felix Schoenrath等研究证明了机器人辅助的Lokomat系统对早期术后病人康复的可行性和安全性，结合有氧运动和阻抗运动的机器人辅助反馈系统，有益于提高患者步行距离和增加下肢肌肉力量（J Card Surg.2015）。

人工智能用于心脏康复患者长期管理。可穿戴设备的实时数据监测、智能决策支持等在心脏康复领域亦具有很大的应用价值。基于可穿戴设备在预警、监测、随访方面的优势，除了可以提供患者活动记录、心率测量和睡眠记录等监测指标，更重要的是缩短了呼救时间、降低恶性事件的发生率，从而也提高的心脏康复的效率。上海十院心脏中心目前实施的“护心计划”，就是基于三大原创性研发，包括可穿戴心电遥测设备的研发；人工智能心电分析软件的研究；和移动PACS系统的研发。

展望，未来人工智能在心脏康复领域的广泛应用，从患者病史状况评估，到健康教育、科学指导和制定个体化运动方案，并对康复个体进行生活方式监督、和运动心电监测，并通过“互联网＋”进一步普及和推广家庭康复的发展，通过互联网、远程医疗和可穿戴设备完成“医生－患者－家庭”交互形式的实现对患者进行长程管理，提高心脏康复患者的依从性、有效性和安全性。