基于手机的心衰远程监测管理:一项随机对照试验

介绍

随着人口老龄化，对心力衰竭管理的医疗资源需求不断增加。需要创新的方法来帮助减轻这一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枢纽)的研究已经确定远程监护具有降低死亡率、住院率和成本以及改善生活质量、自我保健和纽约心脏协会(NYHA)等级的潜力[1-4］.然而，远程监护试验的结果在很大程度上是不一致的，这主要是由于不同的研究干预和研究设计的变化。

人们对基于移动电话的远程监控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，因此能够实现更大的远程监测可扩展性，并且由于其可移植性，它们为患者提供了更多的自由。文献报道了最近两项基于移动电话的心衰远程监测的随机对照试验[5，6］.Koehler等人(2011)进行的心力衰竭远程医疗介入监测(TIM-HF)试验发现住院率或死亡率没有降低[5］.作者总结说，他们的研究并没有排除远程监护的潜在好处，相反，有必要确定可以从远程监护中受益的心力衰竭人群。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控系统成功的重要性[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名“永远不会入门”。

我们的随机对照试验的目的是深入调查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保健和临床管理的影响，以改善心力衰竭的结局(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控系统，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指的是一种基于用户信息和输入的设计理念。以用户为中心的设计过程将在另一篇文章中讨论。

方法

研究参与者

在2009年9月至2010年2月期间，从安大略省多伦多的大学健康网络(UHN)心脏功能诊所招募了100名参与者(图1）.UHN研究伦理委员会在试验开始前批准了试验。试验的主要目的是试验远程监护系统，以确定该系统对自我保健和临床管理的影响。样本量计算基于心力衰竭自我护理指数(Self-Care of Heart Failure Index, SCHFI)，使用先前研究确定的总体标准差为20，效应量为10(效应量表示超过一半标准差的临床显著变化)(alpha = 0.05, power = 0.8) [7，8］.我们计算出每组所需的样本量为34人，并为干预组招募了50名参与者，对照组招募了50名参与者，以补偿在六个月的试验中估计因随访而失去的患者，包括因死亡而失去的患者。

符合条件的参与者是诊断为心力衰竭的门诊患者。其他入选标准包括18岁或以上，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%。在他们的心功能诊所访问期间，符合纳入标准的患者(由他们的心脏病专家认为)被邀请与研究协调员(ES)谈论参与研究。每位参与者提供知情同意，并获得24加元的交通费和停车费报销。

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研究协议

采用分层四区随机法将100名参与者随机分为远程监护(TM)组和标准护理(SC)组。分层基于NYHA分类(NYHA II-III级和NYHA IV级)。没有NYHA i级的参与者。9]，用于确定远程监护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。

每位患者在家中完成一份调查问卷。问卷包括人口学和临床特征问题，以及SCHFI和明尼苏达州心力衰竭生活问卷(MLHFQ)，这两个问卷分别是衡量自我护理和生活质量的有效工具[10-12］.SCHFI由三个子量表组成:自我护理维持(用于维持生理稳定的行为选择)、自我护理管理(症状发生时的反应)和自我护理信心。维持、管理和信心子量表分别由5、6和4个李克特题组成。SCHFI得分越高，表明自我照顾能力越强。MLHFQ由21个问题组成，使用6分李克特量表。MLHFQ的身体维度得分是8个问题的总和(例如，你的心力衰竭是否让你在白天坐下来休息?)，而情绪维度得分是其他5个问题的总和(例如，你的心力衰竭是否让你担心?)。MLHFQ得分越低，表明生活质量越高。

标准治疗组在UHN心功能诊所接受标准治疗，包括每两周至每3至6个月访问一次诊所，这取决于患者心力衰竭状况的严重程度和优化药物的需要。标准护理还包括在心功能诊所的初步就诊期间进行心衰教育，以及必要时给诊所打电话的能力。直到试验结束后，才再次联系标准治疗组的参与者。

远程监护组的参与者除了接受标准护理外，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，每天早上的体重和血压读数，以及每周的单导联心电图(如果有心电图记录仪)。他们还被要求用手机回答每天早上的症状问题。只有17名没有植入式心律转复除颤器(ICD)的患者配备了心电图记录仪，因为该记录仪未被认证用于ICD。患者还被告知，如果白天感觉不舒服，可以通过手机报告自己的症状。远程监护组的患者在招募期间接受了如何使用该系统的个人培训，并在整个研究过程中通过电话提供技术支持。每天早上的测量时间约为5分钟。

招募6个月后，所有参与者都收到了一份研究后问卷。对远程监控组的参与者进行了半结构化访谈，以确定他们对该系统的体验。对22名患者进行了访谈，达到饱和(即没有确定新的主题)。个别访谈持续了15到60分钟，并在心脏功能诊所的私人咨询室进行。

在试验期间管理警报和/或使用远程监控系统数据的心功能诊所的五名临床医生(三名心脏病专家和两名执业护士)在研究结束后也接受了采访。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被录音并随后转录。

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 Medical，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移动电话(BlackBerry Pearl 8130, Research in Motion，加拿大)，然后发送到医院的数据存储库。患者还通过手机回答症状问题(主要是/否)。发送到数据存储库的测量结果包括一个研究标识符。没有传输患者姓名，也没有在手机上存储身份信息。手机显示了每次测量后该做什么的说明。基于生理和症状信息的最后信息或警报被发送到移动电话(图2）.临床医生能够通过一个安全的网站修改每位患者任何必要的生理靶标范围。这些警报从低优先级(例如，如果病人感觉更糟，重新测量)到高优先级(例如，去当地急诊室或拨打911)不等。患者和临床医生能够在一个安全的网站上以表格和图形格式查看生理数据。所有的数据也都存储在手机上，可以访问。如果患者在每天上午10点之前没有完成所有要求的测量，就会自动向他们的家庭电话发送一个遵守提醒电话。

如果测量值超出了目标范围，或者患者报告了症状，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(包括心电图记录作为附件，如果有的话)、最新的血清肌酐和钾，以及发送给患者的警告信息。如果心脏病专家确定有必要联系患者，他们可以通过在电子邮件中选择他们的电话号码来给患者打电话。病人的警告信息还指示他们，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提醒，向研究协调员发送电子邮件，详细说明每个警报引起的行动(例如，打电话给患者，修改药物等)。

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结果测量

本研究的主要结果包括心衰预后的替代指标，特别是脑钠肽(BNP)、SCHFI测量的自我保健和MLHFQ测量的生活质量。再入院率、住院天数和死亡率是次要指标，因为该研究在检测这些指标的组间差异方面能力不足。其他次要指标包括急诊科就诊次数和心功能门诊就诊次数。此外，还分析了LVEF、NYHA分类、药物处方和血液检查结果(特别是肌酐、钠、钾、血红蛋白和尿酸值)。

数据分析

通过Kolmogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk正态性检验确定每个结果测量数据的正态性。正态分布的数据为MLHFQ、SCHFI维持、SCHFI管理、钠、钾、血红蛋白、尿酸和LVEF值。其他参数均采用非参数检验进行分析。

使用独立的Student进行组间分析t首先对远程监护组和标准护理组的研究后数据进行比较，分别对正态分布和非正态分布的数据进行检验和Mann-Whitney检验。还进行了组间分析以比较变化得分。成对的学生t然后进行测试和Wilcoxon签名秩测试，比较远程监护组和标准护理组的基线和研究后数据。采用SPSS 17.0 (IBM Corporation, USA)统计软件进行统计分析。统计学显著性为P< 0.05，除非另有说明。所有报告的测试结果都是双尾的。

访谈数据采用传统的内容分析法进行分析[13］.两位研究者(ES和CM)独立分析了转录本，并使用NVivo version 7 (QSR International, Doncaster, Victoria, Australia)软件对转录本进行编码。然后，研究人员讨论出现的主题和问题，直到达成共识。有关定性结果的详细资料载于随附的论文[14］.

结果

在参与这项研究的112名患者中，有12人拒绝了。一名患者对参加试验的想法感到不知所措，两名患者不想每天都进行测量，一名患者说他没有时间，一名患者认为由于中风，他无法理解如何进行监测。其余公司没有提供下降的具体原因。远程监护组中退出研究的三名患者包括一名在试验期间因跌倒而丧失行为能力的患者，以及两名因远程监护设备出现技术困难而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显示参加试验的100名患者的基线人口统计学和临床特征。远程监护组和标准护理组的概况相似，并且代表了参加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护组和标准护理组在任何结果测量上没有统计学差异。94名患者(46名来自远程监控组，48名来自标准治疗组)完成并返回基线问卷，84名患者返回研究后问卷(39名来自远程监控组，45名来自标准治疗组)，82名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

在为期六个月的试验中，患者平均每周完成所需的测量5至6天(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旅行数天才能回家，并且一些患者在正确使用该系统之前需要技术电话支持。在50例远程监护组患者中，分别有42例、33例和16例(84%、66%和32%)在6个月内完成了至少91例(50%)、146例(80%)和173例(95%)可能的每日读数。错过测量有时是由于远程监测系统的技术问题，或者是因为患者去度假时没有带监测设备。

所提供的依从性数据低估了真正的依从性，因为它们是基于上午10点发送的依从性电话，如果患者尚未完成他们的日常测量。偶尔，患者会在上午10点后进行测量，因为依从性提醒已经发出，因为他们在上午10点后醒来。

系统的临床应用

表2总结了该系统的临床使用情况以及临床医生根据警报所采取的行动。一位心脏病专家收到了大多数(1367封)的电子邮件提醒。另一名心脏病专家在代替初级心脏病专家的三周期间收到了警报(311次警报)。较低优先级的警报比较紧急的警报更频繁地产生。心脏病专家(偶尔还有执业护士)在6个月内给病人打了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药物(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，或指示病人去看家庭医生或去急诊室。

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BNP, NYHA类，LVEF, SCHFI和MLHFQ结果

表3显示了统计分析的结果。远程监测组和标准护理组的BNP值均在研究后下降(P=措施,P= 0.002)。同样，两组的NYHA评分、LVEF、自我护理维持和自我护理管理均有改善。然而，用MLHFQ测量的生活质量只有远程监测组有显著改善(P= .02)，包括物理(P= .02)和情绪维度(P= 03)。

比较两组间的研究后数据，发现仅在自我护理维持得分上有统计学意义的差异，说明远程监护组有更强的自我护理维持能力(即自我护理维持得分更高)(P= 03)。比较两组之间的变化得分，发现只有整体MLHFQ得分有统计学上的显著差异，这表明远程监护组在生活质量上有更大的改善(即从基线到研究后MLHFQ得分的差异更大)(P= . 05)。

与之前对多学科心功能诊所的研究一样，假设加入心功能诊所会改善结果，特别是对那些新到诊所的患者。为了检验是否对两组的预后指标有临床影响，比较了新到临床的患者(< 6个月，N = 37)和长期患者(6个月，N = 63)的预后指标的变化。我们选择6个月作为分界点，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，并再需要3个月的时间来达到临床稳定。在远程监护组中，18名患者是首次就诊，而标准治疗组为19名。新就诊的患者比长期就诊的患者在BNP和LVEF方面改善更多(表4）.新患者的自我护理维持水平也有所提高，但差异无统计学意义。

为了尽量减少临床影响，对37例新入诊患者的数据进行事后重复统计分析。表5显示两组参数改善的子组统计结果。对于长期患者，BNP (P= 0.02)， lvef (P= .005)、自我护理保养(P= 0.05)，自我护理管理(P= .03)，仅远程监护组显著改善。研究后数据和组间变化评分比较发现，只有研究后MLHFQ情绪维度得分有统计学差异，表明远程监护组的研究后生活质量(情绪维度)优于标准护理组(P= . 05)。

死亡率的结果

在试验期间，远程监护组有3名患者死亡，而标准护理组没有患者死亡。1例患者死于新诊断的癌症，2例患者疑似死于腿部溃疡导致的败血症，3例患者死于心脏移植后并发症(移植在研究入组前进行)。

卫生保健资源利用结果

表6显示了曼-惠特尼测试的结果，比较了远程监护组和标准护理组在试验期间的医疗资源利用情况。两组间住院次数无差异(P= .1)，住院天数(P= 2)，或急诊室就诊次数(P= 6)。然而，在六个月内，远程监护组比标准护理组更频繁地访问心功能诊所(P= .04)，因为管理警报的心脏病专家要求几名患者在他们的健康状况出现恶化时到诊所就诊，因为远程监控系统会发出警报。

药物和血液检查结果

表7显示远程监护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)、受体阻滞剂、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，除了远程监护组中更多的患者在研究结束后服用醛固酮拮抗剂(P= .02点)。在6个月的试验中，远程监测组的7名患者开始服用醛固酮拮抗剂。使用Fisher精确检验比较两组之间的研究后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、血红蛋白和尿酸血检测结果无显著差异。

讨论

进行了一项随机对照试验，以评估以用户为中心、基于移动电话的远程监测系统。虽然该试验在检测其对住院和死亡率的影响方面能力不足，但结果表明，通过增加自我保健和改善临床管理，使用该系统可以改善生活质量。在试验过程中，远程监护组和标准护理组的BNP、LVEF和NYHA均有所改善。一项亚组分析显示，只有参加临床治疗超过6个月的参与者，远程监测组的BNP和LVEF从基线到研究后有显著改善。一个更大样本量的试验可能会发现远程监护组的住院率和死亡率降低。

远程监护系统在临床管理方面最重要的变化之一是能够优化患者的药物治疗方案。例如，与标准治疗组相比，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显著增加。先前的研究发现，不到三分之一的符合条件的患者接受了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，患者通常不开这种治疗，部分原因是由于高钾血症的风险，需要密切监测血清钾水平[16］.远程监护组醛固酮拮抗剂使用的增加可能归因于远程监护系统对患者的密切监测。

在自我护理方面，远程监控系统提供即时的自动指令，并在最合适的时间(“教学时刻”)进行临床干预，帮助患者改变生活方式行为。例如，许多患者在食用高钠食物后发现体重和血压升高。通过在接下来的几餐中减少盐的摄入量，他们的体重和血压将恢复到正常范围内。一些患者在体重增加后还会收到自动提醒，提醒他们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。即使这组患者事先得到心脏病专家的指示，在这种情况下服用额外的利尿剂药物，他们仍然经常在没有事先确认的情况下犹豫是否服用额外的药物。

进行了一项大规模(N=1653)随机对照试验，远程监测改善心力衰竭结局(Tele-HF)，以任何原因再入院或入组后180天内任何原因死亡作为主要结局指标[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。两组之间没有发现差异的一个可能原因是，远程hf试验试图让患者只在执行每日症状和体重报告方面参与自我保健。在我们的研究中，基于报告的症状和体重，实时自动的自我护理建议和指导(服用额外的利尿剂药物，遵循盐和液体限制等)可能会产生显著的积极影响。此外，现场协调员在工作日每天审查Tele-HF试验的患者信息，并应按要求联系患者。临床医生可能没有提供必要的实时反应。

最后，被随机分配到干预组的远程hf患者中有14%从未使用过该系统，只有55%的患者在最后一周每周至少使用该系统3次。Tele-HF试验持续了180天，与我们的试验相似。然而，到试验的最后一周，89%的患者每周至少进行3次测量(不包括3名死亡的患者)。我们的高依从率可能是由于感知到的益处，持续的积极强化，以及即使在老年人中也易于使用我们的系统(远程监护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每日血压、心率、体重和心力衰竭药物的剂量，因此依从率很低[6］.这些试验之间依从率的差异强调了系统设计对成功实施远程监测系统的重要性。

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名随机分为干预组和对照组的心力衰竭患者健康结果的影响。与Tele-HF试验类似，该试验发现两组之间在死亡率、住院次数或住院天数方面没有统计学上的显著差异。5］.然而，一项探索性亚组分析表明，远程监护改善心力衰竭结局的有效性可能取决于患者群体的特征。研究人员得出结论，需要进一步的试验来探索远程监护在特定患者亚组中的效果。

在我们的研究中，就组内分析而言，新入组的心功能诊所掩盖了远程监测系统的改进。此外，我们的许多参与者都有稳定的心力衰竭，并且多年没有住院。Bowles等人(2009)也建议将再次住院的可能性较大的高危患者作为目标，以展示远程监护的最有效结果[18］.参与研究的资格标准包括在过去一年内住院并在心功能诊所工作至少6个月，这可能会导致健康结果的更显著改善。

尽管临床医生查看了可用的心电图记录，但与设备的成本相比，心电图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，但无法向患有icd的参与者提供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远程监护组和标准护理组的临床效果都有所改善。未来的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，此时由于呼吸系统疾病的减少，心力衰竭患者通常更健康。这种季节性影响可能也有助于远程监护组和标准护理组观察到的改善。第三个限制是样本量小，不能提供足够的能力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的影响及其卫生经济影响。此外，自我保健与临床管理改变对健康结果的比例效益也不能确定。例如，在远程监护组观察到的改善可能主要归因于增加醛固酮拮抗剂的处方。此外，远程监护组中约有三分之一的患者在完成基线问卷之前使用远程监护系统数周。虽然患者在使用远程监控系统之前被要求根据信息回答问卷，但很明显，许多患者的回答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募访谈时提供的信息不匹配。 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，基于手机的远程监测通过改善自我保健和临床管理来提高生活质量。一项亚组分析显示，只有参加门诊超过6个月的参与者，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信息和/或熟悉患者病史的临床医生的建议向患者提供即时反馈，以解决任何潜在的代偿。此外，为了让患者愿意将远程监护融入他们的日常生活，系统必须易于使用和快速使用。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的研究，以确定这种远程监测系统对心力衰竭结果的益处程度。