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引言

慢性心力衰竭作为全球健康的重要挑战,其管理涉及持续监测、早期病情恶化检测及个性化治疗策略的制定。“预测健康”项目应运而生,旨在通过集成远程医疗、移动健康解决方案及预测分析技术,构建一个统一的数字医疗平台,以改善慢性心力衰竭患者的治疗和预防效果。本文阐述了“预测健康”项目的背景、目标、方法、初步成果及其潜在影响。

项目背景与动机

心血管疾病是全球范围内导致死亡、发病、住院和残疾的主要原因,对医疗系统构成巨大负担。

例如是在意大利,心血管疾病相关的直接医疗费用约占公共健康支出的65%,而心力衰竭作为心血管疾病的一种,其住院率在意大利DRG中排名第二。此外,心力衰竭患者在出院后30天内的死亡率和再住院率也居高不下。因此,传统的以院内诊疗为主的医疗模式难以满足慢病管理的实际需求,急需一种以技术为驱动、跨场景协同、以患者为中心的新型模式。

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项目目标

“预测健康”项目设定了五个主要目标:

开发可互操作的基于Web的物联网平台:该平台旨在安全地收集和传输来自远程监测设备的数据,并与现有医院电子病历系统集成。平台需具备先进的安全机制,支持HL7 FHIR标准,以实现跨不同医疗生态系统的互操作。

开发针对心衰患者的远程监测套件:该套件包括可穿戴医疗设备(如智能手表和体重秤)和环境传感器,用于实时健康跟踪。设备需确保非侵入性、用户友好性,并能有效监测关键生理参数和环境因素。

开发多标记评分系统以支持决策:利用AI/ML算法分析患者数据,促进风险分层和早期干预。系统旨在识别需要持续远程监测的高风险心衰患者,并确定哪些患者需要远程监测套件。

展示并验证所提出的原型:通过实证评估确保“预测健康”解决方案的技术可行性、临床相关性和实际环境中的可用性。

促进知识传播和采用:通过发表研究成果、在国际会议上展示成果及组织专题研讨会,使项目的影响最大化并推动解决方案的采纳。

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方法与实施

“预测健康”项目采用结构化方法,包括四个工作包:

工作包1:协调与传播:负责项目管理和结果传播,确保整个项目周期内的协调一致。

工作包2:新兴技术研究:评估具有国际健康领域影响力的新兴技术,为平台开发提供技术支撑。

工作包3:解决方案设计与原型开发:设计并实现基于WebIoT平台和远程监控套件。

工作包4:预测模型定义与训练:收集数据、训练预测模型并定义心衰风险因素评分。

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初步成果

●可互操作的基于Web的物联网平台

项目评估了多种开源基于web的物联网平台,最终选择了FIWAREFIWARE具备强大的安全性、可扩展性和与多种物联网协议的兼容性,支持DockerKubernetes以实现高可扩展性和灵活部署。此外,FIWARE还支持HL7 FHIR数据交换标准,便于与医院信息系统集成。

●针对心衰患者的远程监测套件

项目设计了包含环境传感器和可穿戴医疗设备的远程监测套件。环境传感器监测空气质量、温度、湿度和噪音污染,而可穿戴设备(则跟踪心率、体重、心率、血氧饱和度、血压等关键生理参数。

●多标记评分系统

项目开发了基于AI/ML的预测模型,用于风险分层和早期干预。模型采用集成学习方法,结合临床特征和超声心动图特征,通过元模型生成最终预测。初步结果显示,模型在识别高风险心衰患者方面表现出较高的敏感性和F1分数。

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结论与预期影响

“预测健康”项目通过集成远程医疗、移动健康和预测分析技术,为慢性心衰患者提供了一个创新的远程监测解决方案。该方案能够持续监测患者生命体征和环境参数,提高患者参与度,并支持临床决策。“预测健康”有望改变心衰管理方式,促进个性化医疗,为医疗长期可持续性做出贡献。

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