基于手机的心脏衰竭远程监护管理:一项随机对照试验

简介

随着人口老龄化，对管理心力衰竭的卫生保健资源的需求也在增加。需要创新的方法来帮助减轻这种负担并改善心力衰竭的不良后果。先前对心力衰竭患者的传统远程监护(即使用专用硬件作为信息和传输中心)的研究已经确定，远程监护有可能降低死亡率、住院率和成本，并提高生活质量和自我护理，纽约心脏协会(NYHA)级别[1-4］．然而，由于不同的研究干预措施和研究设计的差异，远程监测试验的结果一直不一致。

人们对基于移动电话的远程监测系统的可行性和效果知之甚少。研究移动系统是合乎逻辑的下一步，因为与传统系统相比，它们的成本相对较低，从而使远程监测具有更大的可扩展性，而且由于它们的可移植性，它们为患者提供了更多的自由。最近有文献报道了两项基于手机的远程监测治疗心力衰竭的随机对照试验[5，6］．Koehler等人(2011)进行的心衰远程医疗介入监测(TIM-HF)试验没有发现住院率或死亡率的降低[5］．作者总结说，他们的研究不排除远程监护的潜在好处，但有必要确定可能受益于远程监护的心力衰竭人群[5］．Scherr等人(2009)的试验要求患者使用手机的互联网浏览器输入读数，强调了系统设计对远程监测系统成功的重要性[6］．许多患者发现使用互联网浏览器太难了，导致干预组54名患者中有12人“从来都不是初学者”。

我们的随机对照试验的目的是对高度自动化和以用户为中心的基于移动电话的远程监测系统对自我护理和临床管理的影响进行深入调查，目的是改善心力衰竭结局(试验注册:ClinicalTrials.gov NCT00778986)。我们采用了广泛的以用户为中心的设计过程来开发远程监测系统，以确保它尽可能易于使用，并满足临床医生和患者的需求。以用户为中心的设计是指一种哲学，它将设计建立在关于产品使用者的信息和输入的基础上。以用户为中心的设计过程将在单独的出版物中讨论。

方法

研究参与者

2009年9月至2010年2月期间，100名参与者从安大略省多伦多的大学健康网络(UHN)心脏功能诊所招募。图1)．UHN研究伦理委员会在开始前批准了该试验。该试验的主要目的是试点远程监测系统，以确定该系统对自我护理和临床管理的影响。样本量计算基于心力衰竭自我护理指数(SCHFI)，采用既往研究确定的总体标准差为20，效应量为10(效应量表示超过半个标准差的临床显著变化)(α = 0.05，幂= 0.8)[7，8］．我们计算出每组所需的样本量为34，并招募了50名干预组参与者和50名对照组参与者，以补偿在六个月的试验中估计失去随访的患者，包括由于死亡率。

符合条件的参与者是被诊断为心力衰竭的门诊病人。其他资格标准包括年龄在18岁或以上，有英语口语和阅读能力，不在心脏移植名单上，预期生存期大于一年，左心室射血分数(LVEF)小于40%。在心功能诊所就诊期间，符合纳入标准的患者(由其心脏病专家确定)被邀请与研究协调员(ES)讨论参与研究的问题。每位参与者提供知情同意，并获得24加元作为旅费和停车费的报销。

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研究协议

100名受试者采用分层四区随机法随机分为远程监测(TM)组和标准护理(SC)组。分层基于NYHA分类(NYHA II-III类和NYHA IV类)。NYHA i类没有参与者。9]，用于确定远程监测组和标准护理组参与者的顺序。在每位患者同意参加试验之前，研究协调员不知道患者将被分配到哪一组。

每位患者都要在家里完成一份调查问卷。问卷包括人口统计学和临床特征问题，以及SCHFI和明尼苏达心力衰竭生活问卷(MLHFQ)，这两个问卷分别是测量自我护理和生活质量的有效工具[10-12］．SCHFI由三个分量表组成:自我护理维持(选择用于维持生理稳定的行为)、自我护理管理(出现症状时对症状的反应)和自我护理信心。维持、管理和信心分量表分别由5、6和4个李克特问题组成。SCHFI得分越高，自我照顾能力越强。MLHFQ由21个问题组成，采用李克特6分制。MLHFQ的身体维度得分是8个问题的总和(例如，你的心衰竭让你整天坐着或躺着休息吗?)，而情感维度得分是其他5个问题的总和(例如，你的心衰竭让你担心吗?)MLHFQ得分越低，生活质量越高。

标准护理组在UHN心功能诊所接受标准护理，包括每2周到每3 - 6个月访问一次诊所，这取决于患者心力衰竭病情的严重程度和优化药物治疗的需要。标准护理还包括在心功能诊所进行初步访视时的心衰教育和必要时打电话给诊所的能力。直到试验结束，标准护理组的参与者才再次与研究人员联系。

远程监护组的参与者除接受标准护理外，还接受远程监护系统。他们被要求使用远程监测系统6个月，每天早晨测量体重和血压读数，如果提供心电图记录仪，则每周记录单导联心电图(ECG)。他们还被要求每天早上在手机上回答有关症状的问题。只有17名未使用植入式除颤器(ICD)的患者配备了心电图记录仪，因为该记录仪未被认证可与ICD一起使用。患者还被告知，如果他们在白天感觉不舒服，可以通过手机报告他们的症状。在招募期间，远程监测组的患者接受了如何使用该系统的单独培训，并在整个研究过程中通过电话提供技术支持。每天早上测量大约需要5分钟。

在招募六个月后，所有参与者都邮寄了一份研究后问卷。对远程监测组的参与者进行了半结构化访谈，以确定他们对系统的体验。对22例患者进行了访谈，此时已达到饱和(即没有确定新的主题)。个人访谈持续15到60分钟，在心脏功能诊所的私人咨询室进行。

来自心脏功能诊所的5名临床医生(3名心脏病专家和2名执业护士)在试验期间管理警报和/或使用来自远程监测系统的数据，也在研究结束后接受了采访。每次半结构化访谈持续15到45分钟。所有患者和临床医生的访谈都是录音的，随后转录。

远程监控系统概述

体重和血压读数(UA UC-321PBT体重秤和UA- 767pbt血压监测仪，A&D医疗，美国)和心电图记录(SelfCheck ECG PMP4, CardGuard，以色列)通过蓝牙自动无线发送到手机(黑莓珍珠8130,Research in Motion，加拿大)，然后发送到医院的数据存储库。患者也通过手机回答症状问题(主要是“是/否”)。发送到数据存储库的测量值包括一个研究标识符。没有传输患者姓名，手机上也没有存储任何身份信息。手机显示了每次测量后该做什么的说明。最后根据生理和症状信息向手机(图2)．临床医生可以通过一个安全的网站修改每个病人的任何必要的生理目标范围。警报范围从低优先级警报(例如，如果患者感觉更糟，需要重新测量)到高优先级警报(例如，需要前往当地急诊部门或拨打911)。患者和临床医生可以在一个安全的网站上以表格和图形格式查看生理数据。所有的数据也存储在移动电话上并可访问。如果患者在每天早上10点前没有进行所有要求的测量，就会向他们的家庭电话发送一个自动坚持提醒电话。

如果测量值超出了目标范围，或者如果患者报告了症状，警报就会通过电子邮件发送到心脏病专家的手机上。电子邮件提醒包括患者的联系方式、药物清单、症状和生理信息(包括ECG记录作为附件，如果有的话)、最新的血清肌酐和钾，以及发送给患者的提醒信息。如果心脏病专家认为有必要联系患者，他们可以通过在电子邮件中选择患者的电话号码给患者打电话。患者提醒信息还指示他们，如果他们觉得应该联系心脏功能诊所。在试验期间，心脏病专家通常会在收到警报的几分钟内给患者打电话。心脏病专家通过回复原始的电子邮件警报，向研究协调员发送电子邮件，详细说明每个警报所导致的行动(例如，打电话给患者，修改药物等)。

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结果测量

这项研究的主要结果包括心衰预后的替代品，特别是脑钠肽(BNP)，自我照顾(由SCHFI测量)和生活质量(由MLHFQ测量)。住院再入院、住院天数和死亡率是次要结局指标，因为该研究不足以检测这些指标在组间的差异。其他次要预后指标包括急诊就诊次数和心功能门诊就诊次数。此外，随后还分析了LVEF、NYHA级别、药物处方和血液测试结果(特别是肌酐、钠、钾、血红蛋白和尿酸盐值)。

数据分析

通过Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk正态性检验确定各结局指标数据的正态性。正态分布的数据为MLHFQ、SCHFI维持、SCHFI管理、钠、钾、血红蛋白、尿酸盐和LVEF值。其他参数均采用非参数检验进行分析。

组间分析使用独立的学生t首先进行Mann-Whitney检验(分别针对正态分布和非正态分布数据)，比较远程监测组和标准护理组的研究后数据。还进行了组间分析以比较变化分数。成对的学生t然后进行Wilcoxon符号秩检验，比较远程监测组和标准护理组的基线和研究后数据。使用SPSS 17.0 (IBM公司，美国)进行统计分析。考虑统计学意义P< .05，除非另有说明。所有报告的测试结果都是双尾的。

访谈数据采用常规内容分析方法进行分析[13］．两名研究人员(ES和CM)独立分析了转录本，并使用软件程序NVivo version 7 (QSR International, Doncaster, Victoria, Australia)对转录本进行编码。然后，研究人员讨论出现的主题和问题，直到达成共识。定性结果在一篇随附的论文中详细介绍[14］．

结果

参与这项研究的112名患者中有12人拒绝了。一名患者对参与试验的想法感到不知所措，两名患者不想每天测量，一名患者说他没有时间，还有一名患者认为由于中风，他无法理解如何进行监测。其余的公司没有提供具体的拒绝理由。退出研究的三名远程监测组患者包括一名在试验期间因摔倒而丧失行动能力的患者，以及两名在远程监测设备出现技术困难时决定退出研究的参与者。标准治疗组中没有患者正式退出研究(图1)．

基线患者资料

表1显示了参与试验的100例患者的基线人口学和临床特征。远程监测组和标准护理组的资料相似，并代表了参加UHN心功能诊所的患者群体。基线研究参数的比较显示，远程监测组和标准护理组在任何结果测量方面均无统计学差异。94例患者完成并返回基线问卷(46例来自远程监测组，48例来自标准护理组)，84例患者返回研究后问卷(39例来自远程监测组，45例来自标准护理组)，而82例患者同时返回基线和研究后问卷。

远程监控系统的利用

病人依从性

在为期6个月的试验中，患者平均每周完成5 - 6天的测量(图3)．从试验开始到结束，依从性仅略有下降。第一周的依从性相对较低，因为一些患者在使用该系统之前必须走好几天才能回家，一些患者在正确使用该系统之前需要技术电话支持。50例远程监护组患者中分别有42例、33例和16例(84%、66%和32%)完成了至少91例(50%)、146例(80%)和173例(95%)的可能每日读数。有时由于远程监测系统的技术问题，或者由于患者外出度假而没有随身携带监测设备，导致测量漏检。

所提供的依从性数据低估了真实的依从性，因为它们是基于患者尚未完成每日测量时上午10点发送的依从性电话。偶尔，患者会在上午10点后进行测量，因为他们是在上午10点后醒来的。

系统的临床应用

表2总结了该系统的临床应用，以及临床医生根据警报所采取的措施。一位心脏病专家收到了大部分(1367)电子邮件警报。另一名心脏病专家在顶替主科心脏病专家三周期间收到了警报(311次警报)。低优先级警报比更紧急的警报更频繁地生成。心脏病专家(偶尔还有执业护士)在6个月里给病人打了480次电话，通常是为了提供指导或教育。最常见的临床行为是指示或改变用药(105次)。其他措施包括安排额外的血液检查，提前病人的门诊就诊，或指示病人去看他们的家庭医生或去急诊室。

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BNP, NYHA类，LVEF, SCHFI和MLHFQ结果

表3统计分析结果。研究结束后，远程监测组和标准护理组的BNP值均下降(P=措施,P= .002)。同样，两组的NYHA分级、LVEF、自我护理保养和自我护理管理均有改善。然而，MLHFQ测量的生活质量仅在远程监测组显著改善(P= .02)，包括身体(P= .02)和情感维度(P= 03)。

组间研究后数据的比较发现，SCHFI维持评分仅存在统计学意义上的差异，表明远程监护组的自我护理维持评分更高(即SCHFI维持评分更高)(P= 03)。组间变化评分的比较发现，MLHFQ总体评分只有统计学意义上的显著差异，这表明远程监测组在生活质量方面有更大的改善(即，从基线到研究后MLHFQ评分的差异更大)(P= . 05)。

与以前对多学科心功能诊所的研究一样，假设在心功能诊所登记将改善结果，特别是对那些新到诊所的患者。为了检验两组预后指标是否有临床效果，比较了新入临床患者(< 6个月，N = 37)与长期患者(> 6个月，N = 63)的预后指标变化。我们选择6个月作为分割点，因为新转介到诊所的患者通常需要3个月的时间来提高药物的剂量，然后再需要3个月才能达到临床稳定。在远程监测组中，18名患者是新入临床的，而标准护理组为19名。在BNP和LVEF方面，新入临床的患者比长期入临床的患者改善更多(表4)．新患者的自我护理维持也改善较多，但差异无统计学意义。

为使临床效果最小化，将37例新入临床患者的数据进行事后重复统计分析。表5显示两组参数均有所改善的子组统计结果。对于长期患者，BNP (P= .02)， lvef (P= .005)、自我保养(P= .05)、自我照顾管理(P= .03)仅远程监护组显著改善。组间研究后数据和变化评分比较发现，研究后MLHFQ情绪维度评分仅存在统计学意义上的差异，表明远程监护组与标准护理组相比，研究后生活质量(情绪维度)更好(P= . 05)。

死亡率的结果

在试验期间，远程监测组有3名患者死亡，标准护理组无一例死亡。一名患者死于新诊断的癌症，第二名患者疑似死于腿部溃疡引起的败血症，第三名患者死于心脏移植后并发症(在研究入组前进行移植)。

卫生保健资源利用结果

表6显示了试验期间远程监测组和标准护理组对卫生保健资源利用的曼-惠特尼检验结果。两组之间的住院次数没有差异(P= .1)，住院天数(P= .2)，或急诊室就诊次数(P= 6)。然而，远程监测组在六个月内比标准护理组更多地访问心功能诊所(P= .04)，因为管理警报的心脏病专家要求几名患者在远程监测系统发出警报时，当他们的健康状况出现恶化时，就到诊所来。

药物和血液测试结果

表7显示了远程监测组和标准护理组在基线和研究后使用血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂和/或血管紧张素受体阻滞剂(ARB)、β -阻滞剂、利尿剂、他汀类药物、醛固酮拮抗剂、地高辛和抗心律失常药物的患者数量。使用McNemar检验，除了远程监测组更多的患者在研究后使用醛固酮拮抗剂外，两组在基线用药频率与研究后用药频率之间没有统计学差异(P= .02点)。远程监测组的7名患者在为期6个月的试验中开始服用醛固酮拮抗剂。研究后使用Fisher精确测试的两组之间的用药频率没有发现显著的统计学差异。基线和研究后的肌酐、钠、钾、血红蛋白和尿酸盐血检结果无显著差异。

讨论

一项随机对照试验被用来评估一个以用户为中心，基于移动电话的远程监测系统。尽管该试验不足以检测其对住院和死亡率的影响，但结果表明，通过增加自我护理和改善临床管理，使用该系统改善了生活质量。在试验过程中，远程监测组和标准护理组的BNP、LVEF和NYHA类均有所改善。一项仅使用门诊就诊超过6个月的参与者的亚组分析显示，只有远程监测组的BNP和LVEF从基线到研究后有显著改善。更大样本量的试验可能会发现远程监测组的住院率和死亡率降低。

远程监测系统在临床管理中最重要的变化之一是能够优化患者的药物治疗方案。例如，与标准护理组相比，远程监测组中使用醛固酮拮抗剂的患者数量有统计学意义上的增加。先前的研究发现，不到三分之一的合格患者接受心力衰竭指南推荐的醛固酮拮抗剂治疗[15］．醛固酮拮抗剂在降低死亡率和住院率方面的益处已得到充分证明。然而，由于高钾血症的风险，需要密切监测血清钾水平，因此患者通常不使用这种疗法。16］．远程监测组醛固酮拮抗剂使用的增加可能归因于远程监测系统对患者的密切监测。

在自我护理方面，远程监测系统提供即时自动化指令，并在最合适的时间(“可教时刻”)进行临床干预，帮助患者改变他们的生活方式行为。例如，许多患者发现他们的体重和血压在高钠餐后升高。通过在接下来的几顿饭中减少盐的摄入量，他们的体重和血压将恢复到正常范围内。一些患者还会收到自动提醒，在体重增加后服用额外的利尿剂药物，这证实了服用额外的药物是正确的做法。即使这组患者事先得到了心脏病专家的指示，在这种情况下服用额外的利尿剂药物，但在没有事先确认的情况下，他们仍然经常犹豫是否服用额外的药物。

一项大规模(N=1653)随机对照试验，远程监测改善心力衰竭结局(Tele-HF)，采用入组180天内任何原因的再入院或任何原因的死亡作为主要结局衡量指标[17］．该试验发现，使用基于电话的交互式语音应答系统记录心力衰竭症状和体重数据并没有降低死亡率或住院率。组间未发现差异的一个可能原因是，Tele-HF试验仅在每日报告症状和体重方面试图让患者进行自我护理。实时自动的自我护理建议和指导(服用额外的利尿剂药物，遵循盐和液体的限制，等等)，根据报告的症状和体重——在我们的研究中实施——可能有显著的积极影响。此外，现场协调人在工作日每天审查Tele-HF试验的患者信息，并应按要求与患者联系。有可能临床医生没有提供必要的实时响应。

最后，14%随机进入干预组的Tele-HF患者从未使用过该系统，到最后一周，只有55%的患者每周至少使用该系统3次。Tele-HF试验持续180天，与我们的试验相似。然而，在我们试验的最后一周，89%的患者每周至少测量3次(不包括3名死亡患者)。我们的高依从率可能是由于感知的好处，持续的正强化，以及我们的系统的易用性，甚至在高龄患者中(远程监测组中年龄最大的患者为88岁)。Scherr等人(2009)的试验还发现，由于患者很难通过手机的互联网浏览器手动输入和发送他们的日常血压、心率、体重和心力衰竭药物剂量，因此依从率很低[6］．这些试验之间坚持率的差异强调了系统设计对远程监测系统成功实施的重要性。

TIM-HF试验调查了带有个人数字助理(PDA)的无线医疗设备对710名心力衰竭患者健康结果的影响，这些患者被随机分为干预组和对照组。与Tele-HF试验类似，该试验在死亡率、住院次数或住院天数方面没有发现组间有统计学上的显著差异[5］．然而，一项探索性亚组分析表明，远程监测改善心力衰竭结局的有效性可能取决于患者人群的特征。研究人员得出结论，需要进一步的试验来探索远程监测在特定患者亚组中的效果。

在我们的研究中，在组内分析方面，新加入心功能诊所的影响盖过了远程监测系统的改善。此外，我们的许多参与者有稳定的心力衰竭，多年未入院。Bowles等人(2009)还建议针对再次住院概率较大的高风险患者，以证明远程监护的最有效结果[18］．参与研究的资格标准包括前一年入院和在心功能诊所工作至少6个月，可能会导致更显著的健康结果改善。

虽然临床医生查看了可用的ECG记录，但与设备的成本相比，ECG记录的好处并不是决定性的。来自临床医生的反馈表明，他们认为心电图记录有一定的用处，但无法为参与者提供icd设备是一个重大缺陷。

限制

如上所述，我们研究的一个混杂因素是在远程监测组和标准护理组中导致结果改善的临床效果。未来研究应考虑招募稳定的临床患者。其次，患者在冬季入组，并在夏季完成试验，此时心力衰竭患者由于呼吸系统疾病的减少而通常更健康。这种季节性效应可能也促成了远程监测组和标准护理组观察到的改善。第三个限制是样本量小，无法提供足够的证据来检测远程监测对死亡率和住院结果的影响。未来更大样本量的试验将有助于进一步确定远程监测系统对卫生服务利用及其卫生经济影响的影响。此外，自我护理与临床管理变化对健康结果的比例益处还不能确定。例如，在远程监测组观察到的改善可能主要归因于醛固酮拮抗剂处方的增加。此外，远程监测组中约三分之一的患者在完成基线问卷前使用远程监测系统数周。虽然患者在使用远程监测系统之前被指示根据信息回答问卷，但很明显，许多患者的答案是基于与系统使用相关的信息，因为他们的问卷回答有时与招聘面试期间提供的信息不匹配。 This minimized the measured impact of the telemonitoring system. Limitations to the questionnaire data also include potential recall bias and self-reporting. Finally, the telemonitoring system was only available in English, which limited the participant population to patients who were able to read rudimentary English.

结论

我们的试验结果表明，基于手机的远程监护通过改善自我护理和临床管理提高了生活质量。一项仅使用门诊就诊时间超过6个月的参与者的亚组分析显示，只有远程监测组的BNP和LVEF从基线到研究后有显著改善。成功的心衰远程监测的一个重要组成部分似乎是通过自动消息和/或来自熟悉患者病史的临床医生的建议，向患者立即反馈任何潜在的失代偿。此外，为了让患者愿意将远程监护整合到他们的日常生活中，系统必须易于使用和快速。需要对适当的心力衰竭患者群体和更大的样本量进行进一步研究，以确定这种远程监测系统对心力衰竭结局的益处程度。