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01 元宇宙的来源与在心血管健康范畴的应用场景 元宇宙来源于一本1992年出版的美国科幻小说《雪崩》，小说描画了一个平行于理想世界的虚拟世界——“元界”，它具有理想世界的一切形态，简单来说，就是理想世界中的一切人和事都被数字化投射在了这个云端世界里，你能够在这个世界里做任何你在真实世界中能够做的事情。到了21世纪，随着科学技术的井喷式展开，元宇宙曾经不再是一种幻想和奢望，我们要思索的不再是能否发明元宇宙，而是如何运用元宇宙为患者造福。正如2018年东方会上AI机器人“小葛”所提到的新的科学纪元未来已来，元宇宙在心血管范畴的应用也必将逐步完成。 从元宇宙的特征剖析，其增强理想、生活记载、镜像世界和虚拟世界等4种方式以及从外部到内在、从虚拟到增强的2个维度同样适用于心脏元宇宙概念。其相对应的细致应用分别是3D心脏动画及AR眼镜、心血管健康可穿戴设备、实时医学教育空间以及虚拟医院和虚拟诊疗室。 02 五大技术系统：助力元宇宙的医学应用 元宇宙的主要特征是万物互联、虚拟与理想分离和去中心化，它经过人工智能、扩展示实技术、5G网络、区块链技术、云计算（数字孪生）等五大技术系统共同支持和完成。 人工智能 当今人工智能曾经经过电子健康记载、心电影像等大数据等方式助力医学展开，在生活方式干预、遗传学、多组学、可穿戴设备等诸多方面均有应用。人工智能的主要模型有机器学习和深度学习，而由于认知计算与人工智能存在众多共同点，从广义上也能够看作是人工智能的重要模型之一。认知计算的目的是为决策者提供他们需求的信息，以便做出更好的基于数据的决策。机器学习是人工智能的停顿阶段，为了完成人工智能，必须让计算机不时地学习，录入大量的数据，让它从数据中积聚阅历，逐步构成认知。而深度学习是机器学习的进一步延伸，随着机器学习不时展开和进步，人类开端研讨愈加智能和通用的模型，这样的停顿也更契合当今医学对人工智能展开的需求。 总体而言，目前在心血管范畴人工智能的应用主要涵盖：疾病筛查、风险预测、辅助诊断、辅助治疗和随访监测等方面。 以往我们对疾病的认识常常停留在头痛医头脚痛医脚的部分诊疗方式，这关于心血管疾病乃至整个泛血管疾病的精准风险预测有着较大局限性，理论证明多组学和机器学习是AI在精准风险预测范畴的展开趋向。我们必须以整体医学和全局思想方式去综合剖析检查者存在的疾病风险。2022年《J Am Coll Cardiol》上发表的一项研讨依照年龄将多维参数融合用于一级预防并做出了较为精确的风险分层，这为我们对人工智能在风险预测方面的应用提供了更多参考。 诊疗决策支持是人工智能应用的又一重要范畴，它能够经过与充沛患者交流、详尽电子健康记载、人工智能剖析、输出诊疗决策倡议，最终再由医生反响给患者这一完好链条予以完成。2022年《J Am Coll Cardiol》发表的一项慢性心力衰竭优化药物治疗的提示系统研讨显现经过AI作出诊断决策支持可显著进步GDMT的运用。2020年《Eur heart J》上的一项研讨则表明AI临床决策支持系统能够促进房颤抗凝药物的规范运用。 扩展示实技术 扩展示实技术包含虚拟理想、混合理想、增强理想，贯串于教育、术前、术中、治疗/康复的诊疗全程。例如扩展示实技术中的脑机交互、全息照相、人体传感器等细分技术曾经普遍应用于血管腔内治疗；虚拟理想技术也曾经逐步应用于远程医疗当中，元宇宙将经过虚拟办公室弥补远程医疗访问，患者和医生能够在3D诊所或任何其他地点会面。 5G/物联网 5G/物联网将可穿戴设备、移动健康、社交网络、远程检测、数据剖析和远程医疗等模块构建成一个整体，是从人工智能的理想应用迈向到元宇宙虚拟交互的重要展开阶段。 机器人辅助介入操作系统是人工智能走向技术性操作的重要一步，2021年3月13日，西门子医疗Corindus途灵最新一代CorPathGRX介入手术机器人在海南博鳌超级医院完成其国内首例机器人辅助下冠状动脉介入治疗手术，这无疑增加了我们对机器人辅助治疗应用的决计。 目前心血管范畴5G数字健康的应用主要体往常院外慢病管理方面，患者经过多功用可穿戴监测设备将信息反响至互联网医疗平台，由平台将信息录入电子病历系统最后提供给医生做慢病管理和干预。2018年发表在《Lancet》上的一项慢性心力衰竭的远程心脏康复研讨经过可穿戴监测设备的蓝牙衔接控制患者的3导联心电图、外周血氧饱和度、血压、体重等重要指标，软件提示监测及上传、远程通讯以及电子病历记载信息并由医生作出指导反响。结果显现：远程管理组可使全因死亡率降低30%，心血管死亡率降低33%。 区块链 区块链是医疗元宇宙范畴的重要组成部分，由于它允许经过智能合约控制去中心化，并记载数字世界中的环境以至物品的“一切权”。高价值的健康数据的管理战争安是区块链在医疗保健范畴最突出的应用。目前，在数据一切者看来，数据经常以低效和不透明的方式在许多公司之间传输。由于健康数据保存于中央计算机，患者信息很容易被盗。因而使得需求合理运用数据的人（好比医生）也很难获取数据。经过区块链技术，患者全生命周期的数据均能够保险地整合到患者自己独有的电子病历系统中，这一技术也能够保障患者可选择何时向何人受权访问其医疗记载。 数字孪生 数字孪生是运用真实界数据创建的任何对象、过程或系统的虚拟模型或模仿，以此了解更多关于其真实世界对应对象的信息，在元宇宙中，患者的数字孪生可能是患者自己。构建个体化的数字孪生就是将真实个体的生物学、机体、器官、组织、多细胞和亚细胞等维度的数据创建为模型，再由模型结构数字孪生，经过数字孪生细致数据预测真实个体发病风险、作出疾病诊断、剖析预后状况和中止治疗优化。 03 应用实例剖析：数字孪生，守护患者泛血管健康 John，62岁，喜欢和朋友聚会，吃烧烤牛排，喝啤酒，有心血管疾病家族史，无明白心血管疾病史，近期诊断为高血压、高胆固醇血症。鉴于此，医生倡议John时辰关注健康状况John决议注册一个特地的健康应用程序，来表征他的数字孪生患者。 元宇宙构建患者的数字孪生，基于AI监测泛血管健康 数字孪生患者汇集John的一切数字健康数据（泛组学数据），并与人工智能交互，以监测John的泛血管健康状况，人工智能不时地将John的数据与其他人的健康数据中止比较。经过这种方式，数字孪生患者模型能够模仿、预测John未来健康状况，以及下一步可能的诊断和治疗。数字孪生患者模仿未来的情形，在John的病情恶化之前采取预防措施。人工智能为John和他的医生提供针对性的预防或后续检查倡议。医生在远程医疗场景与John会面后批准恰当的检查。 患者心悸，数字孪生经过多维参数，认定与饮用咖啡有关 John经过数字孪生患者、数字孪生环境、居家检测、可穿戴设备等，在数字空间树立网络，John的智能手机和可穿戴设备为他的数字孪生患者提供医疗和生活方式数据，以监测John的病情，包含血压、氧饱和度、心率、心电图，以及泛血管多维度信息，以至连John的智能咖啡机也衔接到网络上，搜集他的咖啡饮用数据，刚才，John的心率短暂上升。但经过对他的咖啡机和智能手表数据的综合评价，人工智能将这归因于John几分钟前喝的一杯十分浓的浓缩咖啡。 数字孪生倡议患者购物途中中止心脏超声检查 朋友今晚要来参与烧烤，John 要去购物中心买些肉，此时他的智能手机上弹出一条音讯：“你能够去购物中心时中止心脏超声检查”，他的数字孪生患者倡议道：“你应该中止预防性检查，你的心脏病专家曾经同意了本项检查”。John以为这是个好主见，他以至不需求绕路，由于诊断中心正好位于他要去的购物中心，在中止心脏超声检查后，John的数字孪生患者未发现异常。 数周后，患者突发不适，数字孪生判定为心律失常 一个酷热的夏天，John在花园工作，曾经开端在耀眼的阳光下出汗了，他的数字孪生患者留意到了这一点，并经过智能手机正告John行将呈现电解质失衡：“请立刻喝水”。但是，John全神贯注于除草，致使于错过了这一信息。忽然，John呈现头晕、大汗、胸部不适。数字孪生患者提示：“你的心跳不规律，这次与浓缩咖啡无关”，人工智能立行将John的当前数据与持续监测的数据中止比较，并得出结论：当前呈现心律失常。 数字孪生与患者交互，安抚患者 John担忧自身健康状况，John的数字孪生患者立刻经过他的智能手机联络他，与John一同，数字孪生患者进一步回想了发作心律失常的可能缘由。John的血压怎样样？他的心电图有什么变更吗？异常节律能否属于早搏？能否是房颤？人工智能为John提供了下一步怎样做的倡议，John能够向人工智能提出问题，经过这种方式，人工智能取得了事情发作全貌，并依据状况安抚John的不安心情。 数字孪生将数据发送给医生，制定下一步诊疗战略 John的数字孪生患者向John的“真正”心脏病专家发送警报和当前数据，并提供基于数据的可能诊断概率和下一步检查倡议。心脏病专家检查了这些信息，并得出结论，John目前的状况危殆生命的可能很低，医生同意人工智能的观念，为John预定了心血管CT检查。 医疗元宇宙的未来畅想 医疗元宇宙的未来，将是虚拟医院依赖可穿戴设备远程获取数据以及一滴血多组学测试人工智能辅助，完成精准治疗。固然医疗元宇宙的长路漫漫，但是未来必来，未来已来！ FOLLOW US 关注我们 · 苏州工业园区心血管健康研讨院 · · 邮箱：info@ccahouse.org · 网址：https://www.ccahouse.org · 地址：苏州工业园区水坊路36号姑苏会平江馆心脏之家
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