元宇宙医学在慢性疾病健康管理中应用的研究进展_孙梦婷.pdf

复旦学报（医学版）Fudan Univ J Med Sci2023 Mar.，50（2）元宇宙医学在慢性疾病健康管理中应用的研究进展孙梦婷1，3 杨达伟1，2，3，4，5 谢林杉1，3 周建1，3，4 宋元林1，2，3，4 白春学1，3，4，5（1复旦大学附属中山医院呼吸与危重症医学科 上海 200032；2复旦大学附属中山医院（厦门）呼吸与危重症医学科 厦门 361015；3上海呼吸物联网医学工程技术研究中心 上海 200032；4上海市呼吸病研究所 上海 200032；5中国肺癌防治联盟 上海 200032）【摘要】元宇宙以虚拟现实、数字孪生、物联网、区块链等新兴技术融合方式闯入人们的视野。目前的医疗保健体系中，对慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome，OSAHS）、肺结节、冠心病等慢性疾病的管理，仍面临着医疗资源分布不均、随访困难、专科医师负担过重等问题。而具有工业水平且融合了先进人工智能、脑机接口等数字化技术的元宇宙医学平台，可能会逐渐解决这些问题。随着新型计算机和信息技术的发展，在数字化医疗承上启下发挥有益铺垫效用的基础上，元宇宙+医疗的场景正有望重塑下一代数字医疗。本文将讨论和综述这些技术如何融合形成元宇宙医学及其在数字医疗中的实践应用前景。【关键词】元宇宙；医疗健康；物联网医学；慢性疾病；虚实交互；专家共识【中图分类号】R-05，R319 【文献标志码】B doi：10.3969/j.issn.1672-8467.2023.02.021Research progress on the application of metaverse in chronic diseases health managementSUN Meng-ting1，3，YANG Da-wei1，2，3，4，5，XIE Lin-shan1，3，ZHOU Jian1，3，4，SONG Yuan-lin1，2，3，4，BAI Chun-xue1，3，4，5（1Department of Pulmonary and Critical Care Medicine，Zhongshan Hospital，Fudan University，Shanghai 200032，China；2Department of Pulmonary and Critical Care Medicine，Zhongshan Hospital Xiamen Branch，Fudan University，Xiamen 361015，Fujian Province，China；3Shanghai Engineer&Technology Research Center of Internet of Things for Respiratory Medicine，Shanghai 200032，China；4Shanghai Respiratory Research Institution，Shanghai 200032，China；5Chinese Alliance Against Lung Cancer，Shanghai 200032，China）【Abstract】The metaverse has broken into the limelight with the convergence of emerging technologies such as virtual reality，digital twins，the Internet of Things，and blockchain.The current healthcare system，for example，for chronic obstructive pulmonary disease（COPD），obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome（OSAHS），pulmonary nodules，coronary heart disease，and the management of chronic diseases still faces problems such as uneven distribution of medical resources，difficulties in follow-up，and overburdened specialists.While metaverse in medicine platforms that are industrial level and incorporate advanced artificial intelligence，brain-computer interfaces，and other digital technologies may 国家自然科学基金（82170110）；福建省科学技术厅杰出青年基金（2022D014）；上海市浦江人才计划（20PJ1402400）；上海市科委上海工程技术研究中心建设计划（20DZ2254400）；上海市科技创新行动计划（21DZ2200600）；上海市重点实验室计划（20DZ2261200）；上海市市级科技重大专项（ZD2021CY001）；上海市临床重点专科建设项目（shslczdzk02201）SUN Meng-ting and YANG Da-wei contributed equally to this work Corresponding author E-mail：bai.chunxuezs- 网络首发时间：2023-03-14 10 50 32 网络首发地址：https：/ solve these problems.With the development of these new computer and information technologies，the metaverse+medical scenario is promising to reshape the next generation of digital health care based on the excellent paving effect of digital health care to carry on.In this paper，we will review and discuss how these technologies are converging to form meta-universe medicine and the prospects of its practical application in digital health care.【Key words】metaverse；medical health；IoT medicine；chronic diseases；virtual-real interaction；expert consensus This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(82170110),Fund for Distinguished Young Scholars of Department of Science and Technology,Fujian Province(2022D014),Shanghai Pujiang Talents Program(20PJ1402400),Shanghai Engineering Technology Research Center Construction Plan of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality(20DZ2254400),Shanghai Science and Technology Innovation Action Plan(21DZ2200600),Shanghai Key Laboratory Plan(20DZ2261200)，Shanghai Municipal Science and Technology Major Project(ZD2021CY001)and Shanghai Municipal Key Clinical Specialty Construction Project(shslczdzk02201).随着时代的发展，人类的疾病谱已发生改变，目前慢性非传染性疾病已成为人类健康的主要威胁，如 癌 症、慢 性 阻 塞 性 肺 病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）、糖尿病、心血管疾病、哮喘等，而对慢性疾病的预防和保健仍有待加强1。目前常见的医疗问题是未做好一级预防和二级预防，即病因预防和临床前期预防。未患病者要控制危险因素、预防患病；已患病者要控制疾病进展，以免小病发展成大病。关口前移才能更好地维护个体健康。例如对于呼吸系统，需要关注与肺癌早期密切相关的肺结节问题2。目前有能力对直径0.5 mm 的肺结节进行诊断且准确率99%的专家少之又少3，造成此问题的原因可能与传统医疗模式有关，即“三低、二难、四差”。“三低”指社区医院高端设备覆盖率低、高端技术掌握度低、患者认可度低；“二难”指住名院难、看名医难；“四差”指预防差、管理差、治疗差、康复差4。因此新的医疗模式应运而生，数字医疗设备的出现，大大丰富了医学信息的内涵和容量，从一维信息的可视化，如心电和脑电等重要的电生理信息；到二维信息，如 CT、MRI、彩超等医学影像信息；进而三维可视化，甚至可以获得四维信息，如实时动态显示的三维心脏。这些信息极大地提高了医师的诊断技能，使医学进入了一个全新的可视化的数字时代。自 2021 年元宇宙的概念出现后就引发了各行各界广泛讨论，并跻身了 2022年度中国十大学术热点之一。它被认为是互联网的下一个版本，甚至是互联网的终极形态。针对许多慢性疾病的诊疗与管理都存在的不足之处，有专家学者提出了应用先进数字化技术开创现代化“元宇宙医学”，其中白春学教授等多学科专家们发表了“Expert Consensus On the Metaverse In Medicine”，此专家共识首先明确了元宇宙医学的定义，就如何发展元宇宙医学，更好地服务医学和大健康达成了共识5。与现在流行的数字疗法相对应，元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，依托互联网、5G 数据、虚拟仿真技术等数字信息技术构成的一种沉浸式体验的互联网要素融合形态6。发展元宇宙医学的终极目标是“治未病”，升级诊疗模式，提高大健康和防病治病水平，这也和 健康中国 2030规划纲要 里的目标一致7。元宇宙医学的概念 元宇宙是人类对未来数字化生存的深远想象，其连接了虚拟与现实，是一个能将所有人关联起来的 3D 虚拟世界，用户在元宇宙中拥有自己的虚拟身份和数字资产，可以在虚拟世界里尽情互动8。不同实践经验表明元宇宙的范畴和应用将非常广泛，不但可用于社交、电商、教育、游戏和支付的一般场景，而且可用于医学等特殊场合9。共识5中提出了“元宇宙医学”的定义是通过 AR/VR 眼镜实践的物联网医学。具体而言，元宇宙医学是一个将虚拟世界拉入现实世界并实现多维互动的混合现实医学网络平台，患者、家属、医护人员等用户都能进行社会性、精神性交互活动。技术上，在传统互联网的基础上，元宇宙在沉浸式、参与度、永续性方面提出了更高的要求，因此将会由许多独立工具、平台、基础设施、协议等支持其运行。随着虚拟现实（virtual reality，AR）、增强现实（augmented reality，