可穿戴式相机评估心力衰竭患者自我护理的可行性和可接受性:试点研究

简介

心力衰竭——一个公共健康问题

心力衰竭(HF)是一种进行性和使人衰弱的疾病，其特征是由心脏供血不足引起的心动过速、呼吸困难和疲劳等症状[1]，从而导致血液动力学和神经激素的改变[2］．在世界范围内，HF影响了2600多万人[3.]，发病率、死亡率和住院率仍然很高[4］．在西欧、北美和拉丁美洲，大约1%-3%的卫生保健总费用是由心衰引起的，其中大部分费用是由于住院费用[3.］．然而，据估计，一半至三分之二的心衰住院是可以预防的[5］．心衰患者有效的自我护理是心衰患者减少住院人数、降低死亡风险和维持生活质量不可或缺的一个组成部分[6，7］．

自我照顾——心衰治疗的关键特征

自我护理是指个人对慢性疾病的日常管理，以保持健康(身体和精神)，控制症状和疾病进展。它指的是一系列活动，如坚持服用处方药物、进行日常护理活动(如血糖监测、自测体重、康复锻炼和如厕活动)、控制体重(如减少能量摄入和增加体力活动)，以及控制健康的饮食摄入量(如限制盐的摄入量)[8］．尽管自我护理很重要，但一些研究报告了无效的做法，如不良症状识别和延迟症状报告[9，10］．此外，不坚持药物治疗和积极的生活习惯改变是常见的，60%-80%的HF患者未能遵循建议[11，12］．

欧洲心脏衰竭调查[13]表明心衰患者对自我护理建议的回忆和坚持程度很差，但表明对他们自我护理的详细描述有助于了解问题所在[13］．卫生保健专业人员，如HF护士，通常基于他们对自我护理的理解和随后的建议与客户面谈，有时辅以护士家访。然而，这并没有完全捕捉到心衰患者的日常活动和挑战，并且可能会受到回忆偏差的影响[14］．提高卫生保健专业人员对个人自我护理活动的理解，可以优化心衰管理并减少未来的住院人数[8］．

可穿戴相机——一种帮助自我护理研究和干预的技术

人们越来越多地利用技术来更好地了解和支持患有各种健康状况的人的自我保健活动。其中一项技术就是视觉“生活记录”，它指的是使用可穿戴相机通过第一人称视角图像以数字方式捕捉日常生活活动。15］．可穿戴摄像头解决了现有技术的一些局限性，为评估自我护理提供了好处[14］．例如，研究人员在数据收集过程中不在场的事实是有益的，因为它增加了获得对参与者行为的准确描述的可能性，并且与自我报告相关的回忆偏差减少了[16，17］．最近的技术发展包括延长电池使用时间和相机小型化，这使得这项技术可以用于研究久坐行为和身体活动。18-20.]，以及饮食习惯[21-23］．对可穿戴式相机在自我护理研究中使用的证据进行的范围审查发现，它们主要用于捕捉与健康相关的行为(如饮食摄入和运动)，而不是在慢性疾病自我护理中重要的特定活动(如服药和自我称重)[24］．可穿戴式相机已被用于阿尔茨海默病和认知障碍患者的记忆辅助，并用于获得性脑损伤患者的康复训练，显示出在自我护理干预中使用的潜力[25-27］．

综上所述，可穿戴相机可能提供一种潜在的工具来辅助心衰管理。对个人自我保健活动的进一步了解可以增强现有的卫生保健服务，并为干预措施提供新的途径。然而，由于尚无研究将可穿戴式相机用于心衰患者，因此使用可穿戴式相机的图像检测特定自我护理活动的可行性以及在这一人群中的可接受性还有待确定。

研究的目标

本研究的目的是确定使用可穿戴相机评估心衰患者自我护理活动的可行性和可接受性。该研究的目的是(1)探索能否在住院前识别自我护理活动和生活方式的变化，以及(2)确定可穿戴相机对心衰患者的接受程度。

方法

研究设计

本研究是一项更大的前瞻性观察性试点研究的一部分，该研究旨在确定使用可穿戴式摄像机和护理点测试来评估HF患者的自我护理活动和确定失代偿期的可行性和可接受性。该研究涉及30名被诊断患有心衰的患者，他们佩戴可穿戴式相机最多30天，并在研究期间每周进行两次护理点测试和自我评估症状评分(图1)．在本研究中，我们报告了使用可穿戴相机图像来识别在30天研究期间再次入院的参与者(n=8)在住院前(T1)和比较期(T2)之间自我护理活动和生活方式风险因素的变化的可行性。还报告了所有参与者(N=30)对可穿戴摄像机的接受程度。即时检测的可行性已在别处报道[28］．

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研究人口、招募和设置

参与者从澳大利亚墨尔本一家三级医院的单中心心衰门诊招募。纳入标准为新诊断的心衰(纽约心脏协会，功能性II或III类)门诊患者，年龄大于18岁，能够阅读和理解英语，并接受过药物治疗。在门诊期间，心脏病专家或训练有素的研究人员接触参与者，并要求他们参与。迪肯大学的一名研究人员联系了那些同意的人，他解释了这项研究，并进行了筛选以确定资格。符合条件的参与者被安排进行基线评估，并获得书面同意。

研究过程

参与者被要求佩戴Narrative Clip相机(图1)，在最多30天的时间内，在他们醒着的时候，在他们的衬衫上涂抹。Narrative Clip相机是一款小型可穿戴式生活记录相机，每30秒就会自动向前拍摄一张照片。在基线评估中，参与者被告知如何将相机固定在他们的衬衫上，并在夜间为其充电。参与者被要求在研究期间进行日常活动;研究小组没有给出改变生活方式的建议。在基线评估时获得病史、人口统计学数据和物理测量数据。在研究期间，研究小组每周两次访问参与者，下载图像，然后让参与者有机会删除图像。在每周两次的随访中，还监测了身体参数;其他地方也有报道[28］．在研究结束时，对每位参与者进行了简短的采访，询问他们使用可穿戴相机的经验。

数据收集与分析

自我护理活动-事件检测

由于本研究旨在确定使用可穿戴摄像头的可行性，因此分析本质上是探索性和描述性的。如上所述，该分析仅关注在30天研究期间再次入院的参与者(n=8)。入院前至少2天(T1)的图像是纳入本分析的必要条件。每个参与者的比较期(T2)至少为2天，与T1在一周中的同一天，并根据研究中参与者住院的时间(住院前2周或出院后2周)进行选择。

每个参与者的选定日期的图像由1名作者(SA)依次审查和编码，该作者接受了2名具有相机图像审查经验的作者(RM和RN)的培训。许多图像是相似的;因此，图像被扫描，直到观察到唯一的事件(捕获感兴趣的事件的图像)。

研究小组在回顾了已发表的关于自我护理和生活方式风险因素的文献后，为感兴趣的事件制定了分类[8］．确定了以下9类:(1)久坐行为-坐着吃饭，坐着看屏幕(如电视和电脑)，坐着做其他任务(如填字游戏和阅读);(2)体育活动(如清洁、园艺和散步);(3)日常生活活动(ADL;例如，做饭或洗衣服);(4)存在包装食品;(5)重量监测;(6)其他活动(如去教堂);(7)购物;(8)驾驶; and (9) taking medication. An event was determined by a sequence of 5 or more images (equating to 2 minutes) except for events in categories that were not time sensitive (eg, the presence of packaged foods, weight monitoring, and taking medication); these only required 1 image.

所有独特的事件都使用Excel工作表(微软公司)编码到这些类别中，并记录了图像参考，以便将来参考。例如，中的图像图2，显示参与者正在使用熨斗，则会被编码为ADL。除了显示包装食品存在的图像之外，事件被编码为一个类别，这可能与活动类别一起发生(例如ADL和烹饪)。Excel工作表包含了关于每个参与者每天在每个类别中所处理的独特事件的数量的信息，但没有捕获花在这些活动上的时间。

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可接受性

为了评估可接受性，研究人员向参与者提供了8项陈述，以确定他们对佩戴相机的看法，包括个人感受、用途和技术问题。用0-4李克特式量表(0=非常不同意，1=不同意，2=中立，3=同意，4=非常同意)来衡量参与者对这些陈述的同意程度。

统计分析

所有数据从Excel导出到SPSS version 27 (IBM Corporation)。使用Kolmogorov-Smirnov检验检验2个周期(T1和T2)的编码事件数量是否正态分布。然后，双尾成对抽样t试验用于比较;显著性水平为0.05。

道德的考虑

获得了迪肯大学人类研究伦理委员会(HREC/16/MH/55)和西方健康人类研究伦理委员会(2016.071)的伦理批准。参与者通过患者信息表和研究团队的口头解释获得有关研究的信息。他们被告知可以在任何时候离开研究(但收集到的数据将被保留以供分析)。所有参与者在书面知情同意前都有机会询问有关研究的问题。在研究过程中，参与者有机会删除从可穿戴相机下载的图像。在完成研究后，参与者会收到一张40澳元(28美元)的代金券。

结果

参与者的特征

在参与研究的30名参与者中，有10人(33%)在30天的研究期间再次入院(表1)．

在因心衰加重而再次入院的10名参与者中，2名(20%)在住院前几天没有佩戴相机，因此不符合本次分析的纳入标准;因此，纳入了8位参与者的数据。从这8名参与者中，总共选择了44天的相机数据，平均每个参与者每天可获得1000张图像(总计=44,000张图像)。对6名参与者分析了6天的相机数据，包括入院前3天(T1)和住院前2周的3天(T2)。此外，2名参与者在研究开始后2天住院，因此仅分析了这些参与者4天的相机数据——入院前2天(T1)和出院后2周起2天(T2)。所有分析都包括至少一个工作日和一个周末的图像。

确定事件

在本次分析所选择的所有图像中，确定了904个独特的事件。在这904件事件中，432件(48%)是久坐行为事件，如坐着或躺着，275件(30%)是日常生活活动，如熨衣服或做饭。发生在家庭环境中的体育活动(如园艺)(n= 61,7%)比发生在家庭以外的体育活动(n= 10,1%;表2）;然而，3名参与者产生了75%(46/61)的家庭体育活动。在家外进行的10项体育活动中，有1项(10%)被归类为剧烈运动，因为参与者在健身房锻炼，9项(90%)被归类为离散步行活动。在这项分析中，没有图像显示参与者在监控他们的体重。

住院前事件(T1)与比较期(T2)的差异

在确定的904个事件中，364个(40%)发生在T1, 540个(60%)发生在T2。在T1中，与T2相比，参与者的久坐行为和ADLs的独特事件更少，这表明他们在住院前可能已经连续久坐了更长的时间。与T2 (n=25)相比，T1 (n=14)的用药事件数量较低，与家庭以外的体育活动、购物和包装食品有关的事件在两个时间段内大致相同。在事件类别中，只有久坐行为事件(平均23.6 vs 30.4;t= -3.11P=.08)和ADL事件(平均11.1 vs 23.6事件;t= -3.70,P=.01)在T1和T2之间有显著性差异(表3)．

可接受性

所有参与者(N=30)都被提交了8份可接受性陈述，采用李克特5分制评分。总体而言，受访者对佩戴相机的接受度较高(表4)．

讨论

主要结果

本研究旨在确定可穿戴相机的可行性和可接受性，以评估心衰患者的自我护理活动和生活方式风险因素。总的来说，这项技术被认为是更好地理解自我护理的可行方法;但是，技术问题值得今后注意。这项技术也被参与者接受。

使用可穿戴相机的可行性

我们展示了使用可穿戴摄像头收集自我护理活动和生活方式风险因素数据的可行性。在住院前几天和住院前后2周观察到事件数的差异。虽然我们确定了一系列自我护理活动和生活方式风险因素，但一个可行性问题是缺乏患者自我称重的图像——一种常见的心衰自我护理实践。这种缺失可能表明研究参与者没有练习自我称重，或者相机的正面方向没有捕捉到地板秤。另外，由于心力衰竭患者通常被建议在早上如厕后称量体重，参与者在此活动中可能不戴相机。

一些技术问题值得讨论。一天中每30秒捕获一次图像，这导致每个参与者每天大约有1000张图像。在这项研究中，我们手动审阅了图像，这非常耗时。图像的质量参差不齐，一些图像模糊或被服装掩盖;因此，由于缺乏清晰度，我们无法对所有图像进行编码。这些问题可能会通过技术改进和参与者培训协议得到解决。例如，技术解决方案和机器学习技术可以查看大量数据，检测模式，并将图像过滤成类别，以便于识别和分析。我们目前正在将这些技术应用于我们的整个图像数据库。

可接受性

所有参与者对可穿戴式相机的接受度都很高，大多数人表示这些设备佩戴舒适，易于使用。虽然参与者自我报告说，他们认为可穿戴摄像头是可以接受的，但从数据中可以明显看出，并非所有参与者每天(在清醒的时候)都按照指示佩戴摄像头。虽然我们没有分析数据来理解这一点，但这可能表明，参与者只在一天中的特定时间或某些活动中可以接受可穿戴摄像头。

与以往研究的比较

本研究中观察到的高水平可接受性与先前对65岁以上患有轻度认知障碍的老年人的研究结果一致[25］．我们还表明，可穿戴相机图像可用于提供有关HF患者久坐行为和身体活动的信息，这与之前对成年大学工作者的研究一致[18-20.]及11至13岁儿童[29］．据我们所知，这是第一个使用可穿戴摄像头来检测药物实践的研究。

优势与局限

这项研究的主要优势是使用可穿戴相机来观察心衰患者的自我护理活动。据我们所知，这是第一个将这项技术应用于此目的的研究。本研究提供了丰富的数据来源，为心衰患者的自我护理提供了客观的衡量标准。这项研究也有局限性。首先，采用少量参与者进行分析;然而，如上所述，这些参与者产生了44,000张图像供审查。其次，了解花在一些自我照顾活动上的时间是很重要的，比如体育活动。在这项研究中，我们对具体事件进行了编码，但没有捕获在每个活动中花费的时间。未来的研究可能会使用自动图像处理来分析每个活动所花费的时间。最后，另一个限制是只有1名研究人员对图像进行编码，并且没有评估内部可靠性; the results need to be considered with this in mind. Future studies should consider 2 or more coders or using automated techniques to code images.

临床实践的启示

可穿戴式摄像机提供了帮助医疗和相关卫生工作人员更好地为心衰患者量身定制健康教育的潜力。举例来说，新诊断的HF患者可能会佩戴3-7天的相机。自动化处理可以选择或过滤图像，以供医疗保健专业人员快速审查。这些对个人自我护理实践的见解可以用于促进门诊对话，以改善行为。图片和对话可能会捕捉到关于自我保健建议的误解，比如继续在食物中添加盐或购买含有添加盐的包装食品。患者回顾图像也可以通过提供跟踪进展的措施来提高参与自我护理行为的意识和动机。由图像驱动的个性化支持可以通过用户的智能手机提供。30.］．此外，来自可穿戴相机的数据可以与来自心脏监测器(如Holter)或可穿戴设备(如可穿戴血压监测器或智能手表)的数据进行三角测量，以提供更全面和全面的个人心衰状况视图。总的来说，这些数据可以用来告知或支持临床决策。

结论

患有心力衰竭的成年人接受在30天内使用可穿戴式相机。可穿戴式相机是一种可行的方法，可为心衰患者提供选择的自我护理和生活方式行为数据。可穿戴相机的使用提供了通过为心衰患者定制未来教育来增强临床实践的潜力;然而，需要解决与数据收集和分析相关的问题，以提高其在这一目的中的效用。