使用移动应用程序监测乳腺癌幸存者的能量平衡:可靠性研究

介绍

虽然饮食、身体活动和健康之间的关系广为人知，但过量的能量摄入(饮食)和久坐不动的生活方式是癌症幸存者中常见的不良习惯[1]。这种能量失衡不仅可能与某些最常见类型的癌症发病率增加高度相关，而且还可能是新癌症的出现、复发的增加，甚至癌症死亡率的决定因素[2，3.]。

针对癌症幸存者的国际指导方针包括保持健康的体重，限制高热量食物的摄入，并参与体育活动[4，5]，统称为能量平衡。不幸的是，只有20%至32%的癌症幸存者遵守这些标准[6，7]。因此，开发可行、可靠、准确的饮食和身体活动评估方法，以及推广具有成本效益的个性化行为是提高健康生活方式依从性的必要条件。

目前，测量不同人群身体活动水平和饮食的金标准工具分别包括加速度计和直接观察、每日记录和24小时饮食回忆[8，9]。尽管它们被广泛使用，新的评估策略是必要的，以确保它们(1)减少患者和研究人员的时间消耗;(2)不需要专家在场。

信息和通信技术正在成为准确和远程评估不同病理过程的新方法[10-13]，包括肿瘤学[14]。文献报道了使用电子健康(eHealth)工具收集数据或使用互联网和基于网络的程序促进健康生活方式的情况[15-20.]。尽管一些电子健康项目被用于癌症患者的研究[21-24]，它们都没有量化能量平衡。

移动医疗(mHealth)应用程序比电子医疗系统提供了许多优势，包括:(1)即时和个性化的反馈;(2)自导向数据采集;(3)用户友好的界面;(4)评估者偏见减少;(5)通过减少面对面的程序来降低成本[25]。迄今为止，已经开发了几个移动健康应用程序，以促进普通人群的健康生活方式[26-30.]，以及一些疾病，如心脏康复[31]，子宫内膜癌的减肥干预[32]，以及为乳腺癌幸存者提供运动和营养咨询[33]。然而，目前还没有专门为乳腺癌幸存者开发的移动健康应用程序，可以同时记录能量平衡(摄入和身体活动)，并提供即时的能量平衡反馈。

癌症能量平衡(BENECA)移动应用程序旨在帮助乳腺癌幸存者克服能量平衡挑战，旨在激励和敏感乳腺癌幸存者坚持完全个性化的体育锻炼计划和营养计划，符合国际癌症幸存者指南。在这里，我们描述了BENECA系统的发展，它的重测信度，以及相对于评估饮食和身体活动的金标准方法的并发效度。

方法

概述

一项描述性可靠性研究用于测试一种用于乳腺癌幸存者能量平衡的新型移动健康评估应用程序的内部和内部反应。这款名为BENECA移动健康系统的应用程序是由CUIDATE研究小组开发的。

参与者、样本和程序

根据肿瘤学家的建议，从西班牙格拉纳达的Complejo Hospitalario Universitario招募了乳腺癌幸存者，他们在2016年9月至2016年12月期间加入了重测可靠性研究。癌症幸存者符合以下条件:(1)被诊断患有乳腺癌(雌激素受体阳性[ER+]);(2)体重指数(BMI)大于25 kg/m²;(三)年龄在30岁至75岁之间;(4)具备基本的移动应用使用能力;(5)至少6个月前完成癌症治疗(辅助治疗)。如果参与者患有可能影响其行走能力的慢性疾病或骨科问题，则被排除在外。该项目遵循《赫尔辛基宣言》准则和关于生物医学研究的第14/2007号法律[34]。这项研究得到了安达卢西亚卫生局当地伦理委员会的批准。所有参与者均提供书面知情同意书。

估计总共需要20名患者才能达到90%的疗效，确定评估方法(金标准与BENECA移动健康应用程序)之间的相关系数为0.8,alpha误差为5%。先前关于远程评估方法之间一致性的研究具有可比性的样本量[12，14，35]。考虑到潜在的研究退出，25名患者被邀请参加本研究。对10名健康参与者进行了一项试点研究，以开发、测试和改进BENECA移动医疗系统。本研究未纳入前期研究的数据。

与会者参加了格拉纳达的体育和健康中心。研究小组的一名成员将BENECA移动健康系统应用程序下载到患者的手机上。患者被要求在研究小组成员在场的情况下至少使用一次移动健康应用程序，以确保系统的正确使用，并在需要时提出问题。每位参与者还配备了一个三轴加速度计(ActiGraphGT3X+， Pensacola, FL, US)。一位与癌症患者有3年经验的专业营养师通过24小时饮食回顾记录了参与者前一天的社会人口统计数据和他们的饮食。参与者还收到了4份每日饮食记录问卷，他们在其中4个工作日完成问卷。必要时，如果参与者在使用BENECA移动医疗系统时遇到困难，CUIDATE小组的一名成员会给他们打电话。

金标准方法

体育活动

根据先前公布的方案，使用加速度计评估参与者的身体活动水平[36]。患者接受每日问卷调查，并配备预编程加速度计(三轴加速度计，ActiGraphGT3X+， Pensacola, FL, US)。他们被要求连续8天佩戴加速度计24小时。仅分析使用4天及以上(不包括第一天)和每天至少10小时(间隔1分钟)的记录。加速度计的数据对参与者是不透明的。

饮食习惯

测量饮食的金标准方法是直接观察。然而，在这项研究中，直接观察参与者的饮食习惯是不可行的。因此，与饮食信息一起，24小时饮食回忆和饮食记录作为参考[9]。通过4份饮食记录和2份24小时饮食回顾，收集6天的摄取量，每天5次进食。

24小时饮食召回

24小时饮食回顾是通过访谈获得的。参与者事先并不知道他们何时会被联系。专门的营养学家亲自或通过电话问道。37]，了解他们前一天的饮食摄入量。在评估当天，一位采访者(训练有素的营养师)系统地收集了患者在过去24小时内饮食的详细信息。营养价值(能量和常量营养素)使用Alimentación y Salud软件，2.0版(西班牙格拉纳达大学Nutrición研究所)进行评估。

饮食记录

由于其有效性，饮食记录被认为是评估膳食摄入量的最佳系统之一。这些记录是一种日记，病人必须在其中记录一整天所消耗的所有食物和饮料。9]。完成了四项饮食记录，与加速度计佩戴时间一致。

BENECA移动医疗系统的描述

BENECA系统是由CUIDATE小组开发的，该小组由物理治疗师、职业治疗师、体育活动专家、营养学家和运动医生组成。BENECA是一款android手机应用(图1)，配备商用服务器和集中数据存储。其内部技术发展已在前面描述过[38]。

首次使用时，用户会记录他们的个人和人体测量数据，如体重、身高、年龄和癌症类型。然后他们被要求记录下他们前一天吃了什么(每一种食物)和做了什么(就身体活动而言)。关于摄入量，BENECA使用了一份饮食记录问卷，以6次消费为结构。在每一天，每一段时间，用户报告所有的食物和饮料。该应用程序根据西班牙食品数据库(Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición/Base de Datos Española de Composición de Alimentos v1.0;2010)。如果食物或饮料不在预定的列表中，用户被要求记录最相似的可能性。

BENECA移动健康系统是根据经过验证的西班牙语版明尼苏达州休闲时间体育活动问卷创建的[39]。患者可以记录白天完成的活动(强度和持续时间)，从3个可能的时间段(上午、下午和晚上)。BENECA只记录那些持续时间至少为10分钟的活动。在内部，应用程序根据身体活动纲要(Compendium of Physical Activities)为每项活动分配代谢当量(MET) [40]。

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一旦用户的饮食和身体活动被记录下来，用户就会收到关于他们能量平衡的每日直接通知，以检测是否存在不平衡。此外，考虑到他们的个人资料和输入到BENECA移动健康应用程序的信息，用户还可以根据世界癌症研究基金会(WCRF)的指导方针获得体育活动和饮食建议，美国运动医学学院的癌症患者体育活动和饮食策略[41]，以及美国癌症协会的建议[42]。BENECA移动健康应用程序的教程视频可以在多媒体附录1．

统计分析

对于每一项结果测量——中等到剧烈运动的分钟数、水果和蔬菜的份数以及脂肪的百分比——黄金标准评估方法和移动健康系统之间的一致性被计算出来。为了评估从检验到再检验的平均(偏倚)的系统性变化，使用95% CI的平均差。此外，我们使用双向随机效应类内相关系数(及其ci)来进行互译可靠性试验。

BENECA记录的饮食(食品和饮料)与金标准饮食评估方法中报告的饮食(食品和饮料)之间的一致性是根据Hillier等人先前报道的分析来估计的[10，11]。匹配率(在金标准方法中报告的食品或饮料项目也被BENECA移动健康系统记录)和虚幻率(在金标准方法中报告的项目没有被BENECA移动健康系统记录)是根据Hillier等人描述的公式计算的[10]。

BENECA报告的脂肪百分比、水果和蔬菜的分量以及中等到剧烈的身体活动的平均每日值被计算为并发效度分析。采用线性回归分析计算移动医疗系统的准确率，并确定相关系数。最后，采用Passing-Bablok回归控制偏差[10]。所有分析使用IBM SPSS version 20 (IBM Statistical Program for Social Sciences SPSS Statistic, Corp.， Armonk, NY)，苹果电脑使用XLSTAT(2016版，Addinsoft SARL)。

结果

两次试验法的可靠性

每种评估方法获得的数据(金标准与BENECA移动健康系统)，以及平均差异显示在表1．每个结果测量的平均差异(金标准与BENECA移动健康系统)及其α可靠性估计也显示在表1．所有分析的信度估计都很高(α≥0.90);部分水果和蔬菜达到了最低的可靠性估计，α值为0.94。每种金标准法和BENECA mHealth系统的类内相关系数显示出非常好的类内信度(类内相关系数≥0.90)(表1)。

同时效度

这项研究共招募了21名乳腺癌幸存者。在参与者中，1(1/ 21,5 %)不能被包括在最终样本中，因为她的手机的Android版本与BENECA系统不兼容。因此，最终的研究样本由20名参与者组成，平均年龄为47.5岁(SD 7.07)。

样本的平均BMI为26.51 (SD 3.06) kg/m²．参与者中有12人(12/ 20,60%)受过高等教育，其中只有2人(2/ 20,10%)请过病假。最常见的受累侧是右乳(11/ 20,55%)，只有10%的幸存者双乳受累(2/20)。大多数参与者是右撇子(18/ 20,90 %)。在参与者中，55%(11/20)患有II期乳腺癌，20%(4/20)患有I期和IIIA期。

分别有40%(8/20)和50%(10/20)的参与者进行了单侧乳房切除术和乳房肿瘤切除术。只有2名(10%，2/20)参与者接受了双侧乳房切除术。此外，75%(15/20)的患者接受了术后辅助放化疗，75%(15/20)的患者同时接受了激素治疗(雌激素受体拮抗剂他莫昔芬)。

遵守方法

收集所有参与者的BENECA移动健康系统与饮食记录或加速度计之间的配对数据进行比较。所有评估方法的符合率都很高。所有参与者都在要求的6天内完成了BENECA系统。此外，18名参与者(90%，18/20)在比要求更多的时间内完成了BENECA系统。同样，对金标准评估方法的符合性为100%。乳腺癌幸存者完成了4份饮食记录和2,24小时饮食回忆;他们也在要求的8天内戴着加速度计。与加速度计的配合非常好;没有不完整的数据集，参与者没有报告设备的任何问题(即皮肤过敏反应)。

BENECA移动健康系统与两种饮食评估方法(表2)。饮食记录和24小时饮食回忆显示高匹配率和低幻像率。记录了30次进食次数和1630种饮食项目;只有106个项目没有在BENECA系统中被召回(遗漏或遗忘)。“蔬菜”是最常被忽视的商品，其次是饼干和薯片。在总数中，有21次(1.29%，21/1630)在BENECA系统上无法获得食物。在大多数情况下，这些食品项目都被贝宁经委会食品选择清单中的适当替代品所取代。然而，一些食物项目，如“蒸粗麦粉”，没有被替换，并且选择被输入为替换项目的“匹配”。在BENECA系统中记录了59个“幻影”项目，而没有记录在黄金标准饮食评估方法中，其中饼干和糖果是最常见的“幻影”项目。

与24小时饮食召回相比，BENECA移动健康系统和黄金标准评估方法在脂肪百分比方面没有发现显著差异(表3)。

线性回归分析显示，总脂肪百分比、24小时饮食回忆和饮食记录的系数分别为0.93 (95% CI 0.88-1.34)、0.97 (95% CI 0.86-1.10)和0.92 (95% CI 0.74-1.14)。总平均值的水果和蔬菜摄入量的系数为0.97 (95% CI 0.95-1.22)， 24小时饮食回忆的系数为0.94 (95% CI 0.82-1.19)，饮食记录的系数为0.93 (95% CI 0.59-0.86)。该模型还显示，中等至剧烈体力活动的分钟数的系数为0.98 (95% CI 0.91-1.09)。

Passing-Bablok回归分析在脂肪百分比(饮食记录和24小时饮食回忆)或水果和蔬菜的份量(表4)。只有在总脂肪的百分比和中高强度体育活动的分钟数方面，分析才显示出固定的偏差，而没有实质性的比例偏差。然而，在分析每种评估方法中总脂肪或中高强度体育活动的百分比时，发现了大量的比例偏差，而不是大量的固定偏差(表4)。

讨论

主要结果

BENECA移动健康系统可用于评估乳腺癌幸存者的能量平衡行为。它是一种直接、快速和一致的评估系统，正如本文给出的结果所示。尽管BENECA移动健康系统已被验证用于乳腺癌幸存者，但它可以用于其他癌症幸存者(即前列腺癌或结肠癌)，因为它基于国际指南。

与前期工作比较

本研究的结果强调了BENECA移动健康系统与每日24小时饮食召回以及加速度计数据(高匹配率，低幻影率)之间的积极一致。此外，类内相关系数数据显示了令人满意的信度，测量平均值的系数很高。据我们所知，由于这是评估癌症幸存者能量平衡的唯一策略，因此很难将我们的结果与其他研究进行比较。Hillier et al(2012)设计了一个基于网络的计算机平台SNAPA，可以评估成年人的饮食和身体活动行为。然而，我们的结果与本研究不一致，该研究的匹配率超过75%，幻像率低于8.6%。我们的研究结果显示了更高的匹配率和更低的幻像率，而其他研究报告的匹配率在51%至73%之间[10，11，15]，幻像率在20%至55%之间[15，43]。一种可能是，这些妇女在接受医疗干预后感到被忽视，因此更能坚持使用新技术。44，45]。然而，方案和评价并不相似。

与SNAPA平台所观察到的类似，BENECA移动健康系统中最常被遗忘的食物是“健康”食品，如蔬菜或水果。可能是由于BENECA系统中饮食问卷的设计方式导致水果和蔬菜经常被遗忘。参与者必须分别介绍每种食物，这样很容易忘记水果和蔬菜的搭配。根据我们的观察，人们普遍认为人们倾向于记录更多的“健康”食物，而倾向于忘记“不健康”食物[10]。此外，与在不同人群中使用通信和信息技术的其他评估方法相比，BENECA移动健康系统显示出相同或更高的可靠性[12-14]。

优势与局限

BENECA移动健康系统的优势之一是使评估饮食和身体活动的主要金标准方法易于患者使用。此外，BENECA移动健康系统安装简单，兼容常用的Android系统(未来BENECA将针对IOS开发)，易于访问(未来的Google Play Store)。重要的是，它的使用不需要互联网连接。尽管有这些优势，但参与者发现很难将饮食数据引入BENECA系统，因为每种食物的克数必须输入。其他缺点包括:(1)对基本的移动电话功能有要求;(2)只有西班牙语版本。我们的目标是解决这些缺点，并改进应用程序的未来版本。

考虑到参与这项研究的标准之一是能够使用移动应用程序，参与者的平均年龄相对年轻。技术能力在年轻的乳腺癌幸存者中更常见，所以这些结果可能不适用于老年乳腺癌幸存者。未来应该进行研究来澄清这个问题，包括一个平均年龄更高的人群。

临床意义

我们认为，将BENECA与一些客观的体育活动测量仪器(如自动监测手环)结合起来，以实现体育活动的全自动记录，这将是一件有趣的事情。BENECA不仅可用于临床研究中评估瞬时能量平衡，还可作为远程评估不同干预程序或外科手术后能量平衡时间变化的工具。此外，BENECA可用于促进将体育锻炼计划和健康饮食纳入癌症幸存者的护理系统。本试验中用于监测身体活动和饮食的方法(BENECA，加速度计，专业人员)之间产生的三角测量可能会对患者产生教育和激励作用。然而，由于应用程序的简单性，不需要将其与其他组件结合起来，可以通过减少使用加速度计监测身体活动所需的时间来产生更好的结果。此外，它还可以通过实时反馈系统提高患者对医护人员的自主权，降低卫生成本，并提供激励支持。

结论

我们的初步结果表明，移动健康应用程序BENECA可能是一种可靠而简单的新工具，可以测量乳腺癌幸存者的身体活动和摄入量。BENECA中使用的实时反馈系统不仅可以使乳腺癌幸存者的生活方式发生积极的变化，还可以用来激励他们随着时间的推移保持这些变化。