中国强直性脊柱炎患者可穿戴技术辅助联合家庭运动的依从性、疗效和安全性:随机试点对照临床试验gydF4y2Ba

简介gydF4y2Ba

强直性脊柱炎(ankyloss spondylitis, AS)是脊椎关节炎(spondyloarthritis, SpA)的原型，是一种影响中轴骨骼和周围关节的炎症性疾病[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba］．由于AS通常始于青年期，导致活动和社会参与受限的结构和功能障碍可对个人终生产生重大影响[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

AS的临床实践指南建议将运动纳入AS的治疗[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba］．美国运动医学学院(ACSM)建议所有健康成年人每周5天参加至少30分钟的中等强度有氧运动(PA)或每周3天参加至少20分钟的高强度有氧运动[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba］．2018年，欧洲抗风湿病联盟(EULAR)工作组指出，推广与一般PA建议一致的PA，并在4个领域(心肺健康、肌肉力量、柔韧性和神经运动表现)进行联合PA，应成为炎症性关节炎和骨关节炎标准护理的一个组成部分[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

尽管有监督的运动有优势，但大多数患者很难找到专门从事AS的物理治疗师，并且需要定期到医疗中心接受有监督的干预可能是困难和昂贵的[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．相反，不需要定期到医疗中心就诊的家庭锻炼干预可能更便宜，也更容易获得。目前，坚持不良和缺乏监测策略是改善和维持运动干预质量的两大障碍[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

包含广泛技术的数字健康有可能提高肌肉骨骼疾病护理的质量[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．可穿戴技术是基于可穿戴式活动追踪器(WAT)的数字健康技术之一，被认为可以有效地提供运动干预[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．EULAR建议指出，包括WAT在内的自我监测工具已被确定用于PA评估[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11gydF4y2Ba］．此外，WAT可提供有效的行为改变技巧，协助患者在家庭锻炼中获得自我监控、目标设定、行动计划及反馈和解决问题的技巧[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba］．目前，大多数关于WAT的证据是针对类风湿关节炎、骨关节炎和幼年特发性关节炎;关于AS的证据很少[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba12gydF4y2Ba-gydF4y2Ba15gydF4y2Ba］．因此，我们开展了这项临床试验，以调查这种可穿戴技术辅助的家庭联合运动干预对AS患者的依从性、疗效和安全性。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

研究设计gydF4y2Ba

这是一项为期16周的随机、开放标签、访问盲法对照临床试验，在中国人民解放军总医院(gydF4y2Ba多媒体附件1gydF4y2Ba)．入组患者按1:1的比例进行分配，并在基线、8周和16周由训练有素的研究人员进行评估。本研究由中国人民解放军总医院伦理委员会批准(S2019-118-01)，按照《赫尔辛基协定》进行，并在中国临床试验注册中心注册[ChiCTR 1900024244]。获得所有合格参与者的知情同意。gydF4y2Ba

潜在参与者的识别gydF4y2Ba

潜在参与者通过智能手机脊椎关节炎管理系统(SpAMS)采用被动在线招募方式确定，该系统旨在为中国的AS患者提供患者教育和疾病管理建议[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．SpAMS与微信(首次发布于2011年;腾讯控股有限公司(Tencent Holdings Ltd)是中国的一家即时通讯社交网络，可以用于专业用途。详情已在别处公布[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba，gydF4y2Ba17gydF4y2Ba］．随着志愿者的确定，在在线筛选访谈中初步确定了纳入标准。参与者的委员会认证的风湿病专家需要提供AS诊断的书面确认。如果志愿者符合纳入标准，将在诊所进行面对面访谈，以最终确认所有纳入标准。符合所有纳入标准的参与者被连续纳入。gydF4y2Ba

纳入和排除标准gydF4y2Ba

纳入标准为满足AS标准(1984年修订的纽约标准)[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]，年龄18 - 60岁，前一个月药物治疗稳定，强直性脊柱炎疾病活动评分(ASDAS)在1.3 - 3.5之间。排除标准为心血管疾病或临床高风险状态，采用美国心脏协会/ACSM健康/健身机构参与前筛查问卷进行筛查[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]、颈椎桥、前6个月内手术、前3个月内使用的生物制剂(肿瘤坏死因子抑制剂治疗等)、前3个月内有规律的运动(如瑜伽、太极、八段金每周3次及以上，每次20分钟)、无法接受规律运动康复的因素(如语言障碍、理解困难、动作受限)。gydF4y2Ba

随机化和掩蔽gydF4y2Ba

一旦签署知情同意书并完成基线评估，患者将被随机分配到干预组或对照组，分配比例为1:1，使用计算机生成的随机列表，由与研究干预部分无关的研究护士执行。评估人员和统计人员被蒙住了分组分配。gydF4y2Ba

干预措施gydF4y2Ba

随机分组后，对干预组患者进行了16周的综合锻炼计划，包括面对面咨询课程、有监督的培训课程以及有氧和功能性家庭运动。gydF4y2Ba

亲自辅导课程和简短的监督培训课程gydF4y2Ba

基线时，由训练有素的研究人员进行面对面咨询。面对面的咨询会议是一个结构化的访谈，包括4个领域:锻炼对健康的好处;本练习计划概述;关于有效和安全运动的要点;以及如何在这个锻炼项目中使用可穿戴设备。此外，由物理治疗师指导的训练课程包括30分钟的有氧运动和60分钟的功能锻炼，在基线和8周时，对分配到干预组的每个患者进行连续2天的训练。gydF4y2Ba

有氧运动gydF4y2Ba

医生要求患者进行中等强度的有氧运动，最大心率(HRmax)为64%至76%，运动类型为快走或跑步(gydF4y2Ba多媒体附件2gydF4y2Ba) [gydF4y2Ba5gydF4y2Ba］．在每个阶段，运动强度由Mio FUSE心率监测仪腕带(Medisana GmbH)监测和控制，该腕带使用光电容积描记术来测量心率。腕带通过蓝牙与智能手机应用程序(G health，版本2.7.1)同步。只有中等强度的运动才被认为是有效的。规定的方案是每周5天30分钟的有效有氧运动。包括每次有效有氧运动持续时间和心率在内的数据都被上传到云虚拟机和智能手机应用程序(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

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功能锻炼gydF4y2Ba

功能锻炼包括姿势、活动度、阻力、稳定性和伸展运动，每周三天，每次60分钟(gydF4y2Ba多媒体附件2gydF4y2Ba)．给予患者个体化的书面功能锻炼计划，包括每个动作的重点，帮助患者在家进行功能锻炼，并在就诊8周时进行修改。gydF4y2Ba

常规治疗gydF4y2Ba

两组患者均获准接受常规药物治疗。药物治疗包括非甾体抗炎药，常规的改善疾病的抗风湿药物，包括甲氨蝶呤和柳氮磺胺。在试验阶段不允许使用生物制剂或新的常规治疗疾病的抗风湿药物。对照组患者被要求在16周随访期间维持正常PA水平。gydF4y2Ba

监测和坚持gydF4y2Ba

为了更好地控制运动强度和持续时间，记录和分析有氧运动的次数以有效运动时长为依据，而不以运动总时长为依据。智能手机app界面显示有效运动时长，完成运动目标的场次上传到云端。通过上传患者每次治疗后拍摄的照片，记录患者对功能锻炼计划的遵守情况。在试验结束时，用参加的疗程数除以规定的疗程数(16周内包括有氧和功能锻炼在内的128个疗程)计算依从率。此外，由疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)提供的活跃障碍测试(Barriers to Being Active Quiz)也由干预组中参与不到80%规定运动方案的患者完成[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

结果评估gydF4y2Ba

由训练有素的研究人员在基线(随机分组前)、8周和16周进行评估，对分组分配(包括人口统计学信息和主要和次要结果)不知情。研究人员在试验结束前对结果数据一无所知。gydF4y2Ba

主要的结果gydF4y2Ba

主要结果是ASDAS中从基线到16周的组间差异[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba］．ASDAS包括总背部疼痛、患者对疾病活动的整体评估、外周疼痛/肿胀、晨僵持续时间和c反应蛋白水平。gydF4y2Ba

二次结果gydF4y2Ba

除ASDAS外，还使用巴斯强直性脊柱炎疾病活动指数(BASDAI)来反映疾病活动。此外，患者整体评估(PGA)、医生整体评估(PhGA)、脊柱痛-全身痛、脊柱痛-夜间痛、巴斯强直性脊柱炎功能指数(BASFI) [gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]、巴斯强直性脊柱炎计量指数(BASMI) [gydF4y2Ba23gydF4y2Ba进行评估。采用国际社会健康指数(ASAS HI)进行评估，以确定AS患者的常见困难[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba］．此外，使用36项简短问卷(SF-36)测量与健康相关的生活质量，包括身体功能、角色-身体、身体疼痛、一般健康、活力、社会功能、角色-情绪和心理健康[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

在跑步机上用次最大运动试验(多级模型)测试心肺健康。根据测试结束时的工作量和估计的HRmax，最大摄氧量(VOgydF4y2Ba_2gydF4y2BaMax)的估计值[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

采用InBody 770人体分析仪(InBody Co . LTD)，采用无创生物阻抗分析方法评估体成分，包括瘦体质量、体脂百分比和内脏脂肪面积。gydF4y2Ba

使用Clinometer智能手机应用程序(3.7版，Plaincode Software Solutions)来确定颈椎和髋关节的活动范围。采用背部伸肌和屈肌耐力试验评价腰肌耐力。gydF4y2Ba

样本大小gydF4y2Ba

本研究计划样本量为54例，组分配比例为1:1。样本量的确定基于检测中等效应量0.25，该效应量是通过组间ASDAS从基线到16周变化的标准化平均差计算得出的。计算使用G*Power(版本3.1，海因里希海涅大学)软件进行。在95%或更高的幂函数下检测组间的差异，计算出22例患者分配到每组，I型错误率为5%。假设随访率损失为20%。因此，本试验的样本量确定为每组27例。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

根据意向治疗原则分析主要和次要结果，包括随机分配到两组并进行至少1次疗效评估的所有患者。最后结转的观测值用于缺失的观测值。单独的协方差分析用于确定控制基线结果水平的组间平均差异。使用重复测量方差分析比较基线、8周和16周随访之间的评估。对主要结局进行敏感性分析(每方案分析)，并进行协方差分析，其中仅包括两组中完成16周随访的患者以及干预组中遵循80%或以上规定运动方案的患者。使用卡方检验或Fisher精确检验来比较频率。gydF4y2Ba

数据以病例报告形式记录，输入EpiData(版本4.6.0.2,EpiData协会)，并使用SPSS(版本24.0,IBM Corp)和GraphPad Prism 8 (GraphPad Software, Inc)软件进行分析。所有统计学检验均为双侧，且P<。05was considered to be statistically significant.

结果gydF4y2Ba

参与者和基线特征gydF4y2Ba

从2019年7月至9月，我们最初通过社交媒体筛选了77名个体，其中55名AS患者被随机纳入本试验。在随机分组的患者中，有一名患者因被分配到对照组而拒绝参与。因此，我们将54例AS患者分为干预组26例，对照组28例。任务和病人退出数据显示在gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba显示参与者的基线特征。gydF4y2Ba

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保留率和依从性gydF4y2Ba

干预组8周保留率为92%(24/26)，对照组为89%(25/28)。干预组16周保留率为89%(23/26)，对照组为86%(24/28)。在分配到干预组的所有患者中，规定的运动方案的中位坚持率为84.2% (IQR为48.7%-97.9%)。干预组共有62%(16/26)的患者遵循了80%或以上(103/128)的规定运动方案。只有8%(2/26)的患者参加了不到10%(13/128)的规定运动方案。gydF4y2Ba

主要的结果gydF4y2Ba

从基线到16周ASDAS随访的组间差异为-0.2 (95% CI -0.4至-0.02,P=.03)，表明干预组检测到更有益的效果(gydF4y2Ba多媒体gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

按方案分析排除了对照组4名未随访的参与者和干预组3名未随访的参与者，并排除了8名低于规定运动方案80%的参与者。结果与初步分析相似，表明16周时ASDAS组间差异显著，有利于干预(组间变化基线差异为-0.3 [95% CI -0.6至-0.1]，P=.02)。gydF4y2Ba

二次结果gydF4y2Ba

从基线到16周随访对干预有利的组间差异(gydF4y2Ba多媒体gydF4y2Ba)在PGA (P<.001)、PhGA (P<.001)、脊髓痛-总痛(P=.004)、BASDAI (P=.004)、BASDAI -疲劳(P=.04)、BASDAI -脊髓痛(P=.03)、BASDAI -晨僵强度(P=.04)、BASDAI -晨僵持续时间(P=.05)、BASFI (P=.04)和BASMI (P<.001)中观察到。此外，在16周的随访中，干预组的ASAS hi动机(做任何需要体力的事情)频率从42%(11/26)下降到19%(5/26)，对照组从50%(14/28)下降到46% (13/28)(P=.03)，这表明该锻炼计划可以增加做需要体力的事情的动机(gydF4y2Ba多媒体附件4gydF4y2Ba)．对于SF-36，干预组在身体功能、身体疼痛、一般健康和活力方面检测到显著的有益作用(gydF4y2Ba多媒体gydF4y2Ba)．此外，组间VO基线变化的差异gydF4y2Ba_2gydF4y2BaMax、体脂百分比、内脏脂肪面积、颈椎外侧屈曲、髋关节外展活动度、背部伸肌耐力试验均显著有利于干预组(gydF4y2Ba多媒体gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

活跃的障碍gydF4y2Ba

活跃的障碍表现在gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba。结果表明，缺乏时间是参与者需要克服的最明显的障碍，其次是缺乏精力和缺乏意志力。gydF4y2Ba

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不良事件gydF4y2Ba

干预组和对照组不良事件发生率分别为12%(3/26)和0 (P=.11)，说明该运动计划未引起额外的显著不良事件。在干预组中，1例患者在运动过程中出现脚踝疼痛，2例患者出现髋关节疼痛。调整运动计划，减少跳跃动作或其他调整约1周后，疼痛消失，3例患者均完成干预。两组在试验阶段均未发生严重不良事件。gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

主要研究结果gydF4y2Ba

在这项研究中，我们通过16周的随访，评估了可穿戴技术辅助的家庭联合运动干预对没有运动习惯的AS患者的依从性、疗效和安全性。据我们所知，这是第一个对AS实施可穿戴技术辅助的家庭运动干预的随机对照试验。gydF4y2Ba

在这个运动项目中，可穿戴技术不仅是一个监督者，也是一个评估者，通过嵌入腕带的心率监测器来确定运动强度，评估运动频率和持续时间。运动类型、强度、频率和持续时间所反映的运动剂量在运动干预中起决定性作用[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba］．在以前的家庭锻炼项目中，PA评估大多使用自我报告的问卷或日记进行登记，这可能受到患者态度、记忆力差以及给出预期的反应而不是准确的反应的影响[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba］．此外，只有上课情况才可登记，而在上课期间是否坚持练习通常仍不清楚[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．在我们的研究中，我们确定了运动类型，运动强度、频率和持续时间可以通过嵌入腕带的心率监测器进行评估。对于患者的态度，此前对轴性颈椎病患者的视角调查显示，82.9%(97/117)的患者同意在心率监测的情况下实施运动，这表明在护理标准中探索可穿戴技术非常有必要[gydF4y2Ba29gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

我们的研究证明，这种可穿戴技术辅助的家庭联合运动可以改善AS患者的疾病活动性。在Hsieh等人进行的一项研究中[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba比较家庭锻炼和活动度家庭锻炼对AS患者的疗效，在两个家庭锻炼组中都没有观察到BASDAI的显著改善，但他们认为这可能是由于依从性差(48%)。正如之前的研究报告所述，在家锻炼的坚持率在30%到90%之间，通常处于较低的范围;一般而言，住院患者坚持锻炼的程度最高，其次是有监督的门诊患者锻炼和家庭锻炼[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba］．因此，应探索和确定提高居家运动依从性的策略，以进一步突出居家运动的优势。在我们的研究中，对规定的运动方案的良好坚持率(84%)以及ASDAS和BASDAI的显著改善表明，使用WAT可以改善家庭运动中坚持不良的情况。gydF4y2Ba

识别应用锻炼的障碍是AS自我管理研究议程中的一个重要问题[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba］．“活跃障碍”的研究结果表明，除了缺乏时间之外，缺乏精力和意志力也是活跃的障碍。在运动中，能量和意志力在很大程度上影响患者的自我效能[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba］．有趣的是，在我们的研究中，BASDAI-fatigue、SF-36-VT和ASAS HI-motivation的改善表明，该锻炼计划可以帮助患者减轻疲劳(精力)，增加做需要体力(意志力)的事情的动力。gydF4y2Ba

在这项可穿戴技术辅助的家庭运动中，考虑到AS活动的益处和危害的矛盾，规定了中等强度的运动。一方面，AS患者的PA水平应得到提高，因为PA水平降低会导致关节不稳定和力量丧失，这是有害的[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba］．另一方面，淋巴结炎是AS的典型特征;由于肠封创伤，PA水平非常高是有害的，从不活动迅速转向活动是危险的[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba］．虽然高强度运动在改善VO方面优于中等强度运动gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba马克斯(gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]，之前的研究表明，高强度运动可以提高峰值摄氧量(VO)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在患有轴性脊椎关节炎超过3个月的患者中达到峰值)[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]，在整个试验阶段，高强度运动应由物理治疗师监督。如果没有监管，对于AS患者来说可能是危险的，因为对关节施加过多的机械力会增加沉淀造成损伤的风险[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba］．因此，对于不经常运动的AS患者，在进行居家运动时，中等强度的运动可能是更合适的选择。gydF4y2Ba

限制gydF4y2Ba

试验设计的一些局限性值得注意。局限性之一是患者对药物分配不知情，这是非药物治疗的常见局限性。为了减少偏倚，主要结局由不了解具体治疗方案的评估人员进行评估。第二，本研究的样本量不大;然而，由于本试验的效应量为0.527，高于设定的效应量，因此确定样本量是足够的。最后，为了尽量减少药物治疗的联合作用，本初步研究只纳入了使用非甾体类抗炎药和/或治疗疾病的抗风湿药物的患者。我们已经启动了一项大型队列研究，以确定不同治疗策略(包括生物制剂)治疗的AS患者运动的效果和安全性。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

这项初步研究表明，可穿戴技术辅助的家庭联合运动是可行的，对没有运动习惯的AS患者的疾病活动度、身体功能、脊柱活动能力、健康相关生活质量、颈椎关节活动度和背部伸肌耐力都有有益的影响。gydF4y2Ba