運(yùn)動處方的信息化及應(yīng)用

徐峻華，衛(wèi)云紅，葉菊菲

21世紀(jì)初，信息化技術(shù)在全球各個(gè)行業(yè)快速發(fā)展壯大。信息管理系統(tǒng)作為獲取、處理及存儲信息的基礎(chǔ)載體，其諸多優(yōu)點(diǎn)滿足了人們處理信息的需求，因而被廣泛使用。運(yùn)動處方作為一種特定形式的處方，要經(jīng)過一般個(gè)人信息采集，醫(yī)學(xué)檢查，運(yùn)動前健康篩查，健康體適能測評，運(yùn)動處方制定、實(shí)施、跟蹤，運(yùn)動處方對象回訪，運(yùn)動處方調(diào)整、歸檔、查詢等多個(gè)環(huán)節(jié)，既涉及處方對象的各個(gè)基礎(chǔ)信息，也涉及運(yùn)動處方制定中的各個(gè)要素，是多種相關(guān)信息的匯聚點(diǎn)和集合體。而構(gòu)建與實(shí)施運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)，可以從技術(shù)上部分實(shí)現(xiàn)運(yùn)動處方制定的信息化，使運(yùn)動處方的制定更加方便和高效，同時(shí)與可穿戴式設(shè)備及配套移動應(yīng)用進(jìn)行交互，提升運(yùn)動處方實(shí)施的監(jiān)控效果。

1 運(yùn)動處方信息系統(tǒng)的定義

運(yùn)動處方信息系統(tǒng) （Exercise Prescription Information System，EPIS）是將運(yùn)動處方對象信息的管理、健康體適能測評、運(yùn)動測試前的健康篩查、運(yùn)動試驗(yàn)方案的確定、測試結(jié)果的收集、終止試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)、測試結(jié)果的分析、運(yùn)動處方的制定、鍛煉效果的前后對比、數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)的初步統(tǒng)計(jì)、分析和導(dǎo)出等功能整合為一體開發(fā)的管理系統(tǒng)。隨著可穿戴式設(shè)備及移動應(yīng)用的快速發(fā)展，在運(yùn)動處方信息系統(tǒng)中可接入跟蹤運(yùn)動過程和健康狀態(tài)的智能運(yùn)動器材、智能可穿戴式設(shè)備等，采集處方對象的運(yùn)動處方執(zhí)行結(jié)果和所有過程數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對處方執(zhí)行效果和過程的數(shù)字化跟蹤、隨訪，并根據(jù)數(shù)據(jù)對處方進(jìn)行調(diào)整，使運(yùn)動處方的執(zhí)行更具有個(gè)體化和可執(zhí)行性[1]。

運(yùn)動處方信息系統(tǒng)可針對不同性別、年齡、健康狀況、鍛煉習(xí)慣、健身目的人群，采用不同的測試與評價(jià)方法，開具個(gè)體化的運(yùn)動處方?？蓾M足全民健身的科學(xué)指導(dǎo)，各級康復(fù)機(jī)構(gòu)、健身會所、國民體質(zhì)監(jiān)測管理部門，以及體育科研的需要。在“云、大、物、移、智”的技術(shù)發(fā)展大背景之下，運(yùn)動處方信息系統(tǒng)的形成、發(fā)展和優(yōu)化，必將有利于運(yùn)動處方的推廣，并使科學(xué)健身指導(dǎo)邁上一個(gè)新的臺階。

2 運(yùn)動處方信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國政府積極推進(jìn)全民健身和全民健康的深度融合，“體衛(wèi)融合”由戰(zhàn)略規(guī)劃進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段。《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》[2]強(qiáng)調(diào)，要以基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)為重點(diǎn)加強(qiáng)體醫(yī)融合和非醫(yī)療健康干預(yù)，加強(qiáng)基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動指導(dǎo)的能力；推動形成體醫(yī)結(jié)合的疾病管理與健康服務(wù)模式，建立完善針對不同人群、不同環(huán)境、不同身體狀況的運(yùn)動處方庫，發(fā)揮全民科學(xué)健身在健康促進(jìn)、慢性病預(yù)防和康復(fù)等方面的積極作用。2014年國務(wù)院在《關(guān)于加快發(fā)展體育產(chǎn)業(yè) 促進(jìn)體育消費(fèi)的若干意見》[3]中指出，將大力培育與發(fā)展健身休閑服務(wù)業(yè)、增強(qiáng)運(yùn)動指導(dǎo)，增加運(yùn)動處方，發(fā)揮體育鍛煉在預(yù)防疾病和健康產(chǎn)業(yè)方面的作用。國務(wù)院印發(fā)的《中國防治慢性病中長期規(guī)劃（2017—2025年）》[4]提出，在基層慢性病防治工作中要促進(jìn)體醫(yī)融合，在基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)開設(shè)運(yùn)動指導(dǎo)門診，提供運(yùn)動健康服務(wù)。2019年9月，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)全民健身和體育消費(fèi)推動體育產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》[5]強(qiáng)調(diào)，推動形成體醫(yī)融合的疾病管理和健康服務(wù)模式，將科學(xué)體育運(yùn)動融入到慢性疾病的干預(yù)管理中。2020年新冠肺炎疫情席卷全球，為減少疫情對體育產(chǎn)業(yè)的影響，國家印發(fā)了 《關(guān)于大力推廣居家科學(xué)健身方法的通知》[6]，鼓勵(lì)居民居家健身，助推居家健身、互聯(lián)網(wǎng)健身等行業(yè)的逆襲。2021年適逢“十四五”開端，為給國民提供更好的健身環(huán)境，國家發(fā)布《“十四五”時(shí)期全民健身設(shè)施補(bǔ)短板工程實(shí)施方案》[7]等政策。這些政策的出臺，明確了運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)的發(fā)展方向，運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)必將會由原本獨(dú)立于醫(yī)療體系的形成，開始謀求與醫(yī)療體系結(jié)合，推動體衛(wèi)融合進(jìn)行疾病健康管理的發(fā)展。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動處方信息系統(tǒng)作為運(yùn)動處方實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)支撐，也是當(dāng)前運(yùn)動處方應(yīng)用研宄的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。通過智能終端及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，處方制定者可以隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)對處方執(zhí)行個(gè)體進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)和反饋交流，而結(jié)合智能運(yùn)動器材、體質(zhì)及健康監(jiān)測設(shè)備、智能可穿戴設(shè)備和移動應(yīng)用等新技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)、云平臺的運(yùn)動處方信息系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全過程、多維度運(yùn)動健康數(shù)據(jù)的自動采集、匯集和轉(zhuǎn)發(fā)，并通過數(shù)據(jù)庫和算法模型的迭代升級，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動處方實(shí)施過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控及動態(tài)調(diào)整，極大提升了運(yùn)動處方的管理和實(shí)施效果。

為了滿足人們對運(yùn)動健康管理的需求，新興的運(yùn)動健康平臺應(yīng)運(yùn)而生，如阿里巴巴云健康服務(wù)平臺、京東智能健康云、Healthbook等。此外還有一些專門針對運(yùn)動處方而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。張全成等[8]設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的信息管理智能系統(tǒng)提到了運(yùn)動處方的概念，用戶可以通過智能系統(tǒng)增加、修改和刪除個(gè)人信息，還可在健康評估的基礎(chǔ)之上生成運(yùn)動處方，但其主要功能還是信息管理，且生成的運(yùn)動處方需要打印，智能化、信息化程度低。熊妹珍等[9]初步實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動處方制定和實(shí)施的信息化，通過收集健身運(yùn)動處方方面的資料和測試不同群體制定不同類型的運(yùn)動處方，然后將這些處方編寫成電腦軟件。經(jīng)過對比實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，編成的運(yùn)動處方電腦軟件可以很好地指導(dǎo)居民進(jìn)行體育鍛煉。但是，這些運(yùn)動處方都是通用的，運(yùn)動處方的個(gè)體化特點(diǎn)不夠突出，且不能在手機(jī)客戶端下載。奧美之路推出的健康體適能與運(yùn)動處方系統(tǒng)、微動管家等，通過信息化手段，實(shí)現(xiàn)了個(gè)體化運(yùn)動處方的自動生成，其運(yùn)動處方的設(shè)計(jì)遵循ACSM運(yùn)動測試與運(yùn)動處方指南中的FITT-VP原則，同時(shí)還可根據(jù)用戶的運(yùn)動習(xí)慣、運(yùn)動意愿、支撐條件等因素調(diào)整運(yùn)動處方，以滿足不同個(gè)體的“高依從性”運(yùn)動指導(dǎo)的需求。

縱觀國外市場，應(yīng)用較多的幾款運(yùn)動處方信息系統(tǒng)有：英國Physitrack公司推出的Physitrack運(yùn)動處方平臺，為需要居家進(jìn)行運(yùn)動康復(fù)治療的患者提供運(yùn)動指導(dǎo)[10]。物理治療師、脊椎按摩師通過該平臺為患者制定家庭鍛煉計(jì)劃，從視頻教程庫中選擇合適的運(yùn)動項(xiàng)目，設(shè)定運(yùn)動時(shí)間、頻率、強(qiáng)度并安排進(jìn)度，在線生成指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練的運(yùn)動處方?；颊呦螺d處方，線上反饋執(zhí)行情況并通過視頻通話與治療師在線交流。該平臺目前已在英國大量運(yùn)動康復(fù)診所應(yīng)用，輔助醫(yī)護(hù)人員開具康復(fù)性質(zhì)的運(yùn)動處方并監(jiān)督患者執(zhí)行。德國e-Motion公司推出的e-Motion Training運(yùn)動處方系統(tǒng)為多發(fā)性硬化患者提供一對一的康復(fù)訓(xùn)練。系統(tǒng)主要的功能包括：患者在線填寫體力活動問卷，在視頻指導(dǎo)下在線完成運(yùn)動能力評估，作為確定當(dāng)前訓(xùn)練階段的依據(jù)；康復(fù)治療師根據(jù)運(yùn)動階段為患者設(shè)定運(yùn)動目標(biāo)，設(shè)計(jì)3~7周的圖文形式的運(yùn)動處方，并通過系統(tǒng)完成處方在線下發(fā)；此外，系統(tǒng)還支持治療師和患者通過郵件、短信溝通處方執(zhí)行效果。美國的My Physio Rehab運(yùn)動處方系統(tǒng)構(gòu)建了形式豐富的專項(xiàng)動作庫，作為物理治療師為關(guān)節(jié)損傷患者開具運(yùn)動處方的依據(jù)。與前兩類系統(tǒng)類似，該系統(tǒng)同樣實(shí)現(xiàn)了處方的制定、下發(fā)以及遠(yuǎn)程監(jiān)督。

上述運(yùn)動處方信息系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：（1）實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動處方制定與下發(fā)過程的在線管理，以及對處方執(zhí)行過程的遠(yuǎn)程監(jiān)督；（2）豐富了運(yùn)動處方的展現(xiàn)形式，不同于傳統(tǒng)的處方樣式，選用圖例、視頻演示等形式展現(xiàn)處方內(nèi)容，使處方更易于理解和接受。劣勢在于：（1）上述系統(tǒng)的受眾群體為需要運(yùn)動康復(fù)治療的患者，涉及的運(yùn)動處方屬于康復(fù)治療類，處方的制定、監(jiān)督過程需要治療師全程介入；（2）系統(tǒng)整體價(jià)格過高，難以在中國市場進(jìn)行大規(guī)模推廣；（3）系統(tǒng)很多功能界面語言為英語，相關(guān)功能和應(yīng)用的本地化程度不夠；（4）產(chǎn)品相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)均是針對歐美人群研發(fā)，對亞洲人群適用性較差，而亞洲國家單獨(dú)開發(fā)研制的同類產(chǎn)品還不多見。因此，這類系統(tǒng)無法有效滿足我國大眾科學(xué)健身方面的需求，在基層運(yùn)動指導(dǎo)中的應(yīng)用價(jià)值有限。

3 運(yùn)動處方信息系統(tǒng)的作用

3.1 在信息采集、管理及功能評定中的作用

運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)在此階段的主要作用是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析和結(jié)果呈現(xiàn)，個(gè)人健康檔案的電子化管理，以節(jié)約成本，提高效率。

運(yùn)動處方應(yīng)當(dāng)兼具安全性、有效性和個(gè)體化特點(diǎn)，這就要求運(yùn)動處方在制定前應(yīng)全面了解個(gè)體的健康信息、醫(yī)療信息、運(yùn)動風(fēng)險(xiǎn)分級、體適能測試結(jié)果和運(yùn)動情況等個(gè)人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)方法是查閱個(gè)體的多張記錄表單，既不方便也不快捷。運(yùn)動處方信息系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)和開發(fā)，將采集到的基本信息（如性別、年齡、健康狀況、體力活動水平或鍛煉基礎(chǔ)、客觀條件等）、醫(yī)療指標(biāo)信息（如安靜心率、血壓、血脂、血糖、心電圖等），以及健康體適能指標(biāo)信息（如心肺耐力、身體成分、力量素質(zhì)、柔韌素質(zhì)和平衡能力等）存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，通過計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)的算法，自動進(jìn)行運(yùn)算和分析，評定個(gè)體的基本身體情況、運(yùn)動能力和運(yùn)動風(fēng)險(xiǎn)，是處方制定前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和分析階段[1,11]。

3.2 在運(yùn)動處方制定中的作用

運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)在此階段的主要作用是通過計(jì)算機(jī)對處方對象個(gè)人基礎(chǔ)信息的分析結(jié)果，系統(tǒng)自動匹配運(yùn)動處方相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，利用算法，將數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)，自動提取相應(yīng)內(nèi)容，形成運(yùn)動處方，達(dá)到規(guī)范、便捷、精準(zhǔn)的目的。

運(yùn)動處方信息系統(tǒng)依據(jù)處方對象的個(gè)人基礎(chǔ)信息及分析結(jié)果，針對兒童、青少年、成年人、老年人，以及肥胖、亞健康、慢性疾病患者等不同人群，結(jié)合內(nèi)置在程序中的運(yùn)動處方數(shù)據(jù)庫，在庫中通過算法進(jìn)行匹配，形成適宜的運(yùn)動處方，運(yùn)動處方制定者只需要在軟件中進(jìn)行簡單操作，即可快速出具運(yùn)動處方，對于慢病患者或不同風(fēng)險(xiǎn)人群有更精確、個(gè)體化運(yùn)動處方的需求，還可設(shè)置不同權(quán)限的處方調(diào)整功能，即制定者可結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)和處方對象在一定時(shí)期內(nèi)的整體情況，對處方進(jìn)行調(diào)整[1]。

3.3 在運(yùn)動處方實(shí)施中的作用

運(yùn)動處方實(shí)施過程中的監(jiān)控和調(diào)整是保證運(yùn)動處方安全、有效執(zhí)行的重要條件之一，也是提高運(yùn)動依從性的有效手段。運(yùn)動處方信息系統(tǒng)在此階段的主要作用通過線下系統(tǒng)與線上運(yùn)動處方遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、可穿戴式設(shè)備及云平臺對接，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動處方實(shí)施過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)可根據(jù)獲取的可穿戴式設(shè)備及搭載的移動應(yīng)用的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果給予實(shí)時(shí)提醒或反饋，如對運(yùn)動強(qiáng)度過大或過小的及時(shí)提醒等。同時(shí)，還可以隨著功能的提高，及時(shí)調(diào)整處方，以取得更好的效果[1]。

3.4 對運(yùn)動處方有效性統(tǒng)計(jì)和分析的作用

運(yùn)動處方實(shí)施過程中持續(xù)收集和記錄個(gè)體運(yùn)動數(shù)據(jù)、持續(xù)記錄個(gè)體健康體適能指標(biāo)和醫(yī)學(xué)指標(biāo)，對個(gè)體運(yùn)動數(shù)據(jù)和指標(biāo)變化之間的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比對，找出內(nèi)在聯(lián)系，不斷完善運(yùn)動處方算法，使之更適宜特定地域、人群，提升運(yùn)動處方算法的有效性[1]。

4 運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

4.1 運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)向以運(yùn)動處方為核心的數(shù)字療法發(fā)展

慢性病總體呈現(xiàn)出發(fā)病率、病死率、致殘率高，但知曉率、治療率、控制率低的“三高三低”現(xiàn)象[12]。慢性病已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題，降低慢性病病死率及疾病負(fù)擔(dān)是衛(wèi)生策略的主要目標(biāo)。數(shù)字療法（Digital Therapeutics，DTx）是指由軟件程序驅(qū)動，以循證醫(yī)學(xué)為基礎(chǔ)的干預(yù)方案，用以治療、管理和預(yù)防疾病。數(shù)字療法可以單獨(dú)使用，也可以與藥物、醫(yī)療器械或其他療法配合使用。其通過信息（如移動應(yīng)用上的文字、圖片、視頻）、物理因子（如聲音、光線、電流、磁場及其組合）、藥物等對患者施加影響，優(yōu)化患者護(hù)理和健康結(jié)果[13]。隨著大量的基于循證證據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動處方在慢性病防治中的有效作用，運(yùn)動處方正越來越多應(yīng)用于臨床慢病康復(fù)中，與運(yùn)動相關(guān)的數(shù)字療法也受到更多的關(guān)注，在運(yùn)動數(shù)字療法中，運(yùn)動處方將會是核心內(nèi)容，關(guān)系到運(yùn)動的安全性和有效性，將運(yùn)動相關(guān)數(shù)字療法產(chǎn)品融入疾病的全病程管理中，使之成為醫(yī)務(wù)工作者進(jìn)行患者管理的高效工具。當(dāng)前的運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)多數(shù)未經(jīng)過臨床試驗(yàn)驗(yàn)證，而運(yùn)動相關(guān)數(shù)字療法則需要經(jīng)過臨床驗(yàn)證后應(yīng)用于臨床實(shí)踐，盡管現(xiàn)在運(yùn)動相關(guān)數(shù)字療法應(yīng)用系統(tǒng)較少，但隨著運(yùn)動處方在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用，運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)向數(shù)字療法轉(zhuǎn)變將會是一個(gè)發(fā)展趨勢。

4.2 運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)與AI智能技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化精準(zhǔn)醫(yī)療管理

隨著人工智能（AI）技術(shù)的革新和普及，AI在運(yùn)動健康管理領(lǐng)域的運(yùn)用將越來越廣泛。AI在運(yùn)動處方中的應(yīng)用實(shí)際上是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)過程，比如AI通過大樣本多維度的患者診療、病理、運(yùn)動、社會因素等復(fù)雜數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，形成針對個(gè)體差異的運(yùn)動處方，達(dá)成更佳的治療效果，同時(shí)整體降低醫(yī)療費(fèi)用，以智能診療助手的形式，服務(wù)于醫(yī)療機(jī)構(gòu)和患者。

運(yùn)動處方與AI智能技術(shù)的融合將會實(shí)現(xiàn)基于個(gè)體偏好、當(dāng)前健康狀況、當(dāng)前進(jìn)行健康管理的階段和措施，適時(shí)推薦滿足個(gè)人需求的增值服務(wù)，提高干預(yù)管理效果。

4.3 運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)與VR技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)遠(yuǎn)程運(yùn)動健康管理

在運(yùn)動康復(fù)過程中，低成本、沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)是一種有效的認(rèn)知研究、評估和康復(fù)的治療工具。通過VR技術(shù)，患者可與各種虛擬場景進(jìn)行互動，提高認(rèn)知和運(yùn)動能力，在這個(gè)過程中，后臺系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測、記錄患者數(shù)據(jù)。更為重要的是，VR技術(shù)在臨床康復(fù)醫(yī)療和家庭康復(fù)環(huán)境中都具有較高的可操作性，未來基于VR新技術(shù)的運(yùn)動康復(fù)將引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展[14]。

5 小結(jié)

運(yùn)動處方是體衛(wèi)融合政策落地的重要措施之一，信息化系統(tǒng)因具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲、處理、分析能力使得數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動處方制定、實(shí)施和監(jiān)控變得更加高效和便捷，將運(yùn)動處方與信息技術(shù)結(jié)合形成的運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)是運(yùn)動處方得以廣泛應(yīng)用和推廣的重要手段[15]。當(dāng)前，隨著體衛(wèi)融合工作的持續(xù)開展、全民健身運(yùn)動的推廣以及大眾健康意識的增強(qiáng)，有健身需求的人與日俱增，期望通過對運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)的歸納總結(jié)和展望，使正在開展或計(jì)劃開展運(yùn)動健康管理服務(wù)的機(jī)構(gòu)對運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)及應(yīng)用有更深入的了解，同時(shí)，也期望運(yùn)動處方信息化系統(tǒng)能夠在全民科學(xué)健身指導(dǎo)、慢性疾病預(yù)防和治療等方面發(fā)揮重要作用。