可穿戴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

介绍

心力衰竭——一个公共健康问题

心力衰竭(HF)是一种进行性衰弱的疾病，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]，导致血液动力学和神经激素的改变[2］．在世界范围内，心衰患者超过2600万人[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，心力衰竭约占总医疗费用的1%-3%，其中大部分是住院费用[3.］．然而，估计一半到三分之二的心衰住院是可以预防的[5］．心衰管理的一个组成部分是有效的患者自我护理，这对于减少住院率、降低死亡风险和维持心衰患者的生活质量是不可或缺的[6，7］．

自我护理——心衰治疗的关键特征

自我保健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，例如遵医嘱服药、进行日常护理活动(例如血糖监测、自我称重、康复锻炼和如厕活动)、控制体重(例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(例如限制盐的摄入量)[8］．尽管自我护理很重要，但一些研究报告了无效的做法，如症状识别不佳和症状报告延迟[9，10］．此外，不坚持药物治疗和积极的生活习惯改变是很常见的，60%-80%的心衰患者未能遵循建议[11，12］．

欧洲心力衰竭调查[13研究表明，心衰患者对自我保健建议的回忆和坚持程度较低，但这表明，对他们自我保健的详细了解有助于了解问题所在[13］．卫生保健专业人员，如心衰护士，通常基于他们对自我保健的理解和随后的建议客户访谈，有时辅以护士家访。然而，这并不能完全反映心衰患者的日常活动和挑战，并且可能存在回忆偏差[14］．提高卫生保健专业人员对个人自我保健活动的了解可以优化心衰管理并减少未来的住院率[8］．

可穿戴相机——一种帮助自我护理研究和干预的技术

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来数字捕捉日常生活活动。15］．可穿戴相机解决了现有技术的一些局限性，为评估自我保健提供了好处[14］．例如，研究人员在数据收集过程中不在场是有益的，因为它增加了获得对参与者行为的准确描述的可能性，并且减少了与自我报告相关的回忆偏差[16，17］．最近的技术发展涉及延长电池使用时间和相机的小型化，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］．对在自我保健研究中使用可穿戴相机的证据进行的范围审查发现，它们主要用于捕捉与健康有关的行为(例如，饮食摄入和运动)，而不是慢性病自我保健中重要的特定活动(例如，服药和自我称重)[24］．可穿戴相机已被用作阿尔茨海默病和认知障碍患者的记忆辅助工具，并用于后获得性脑损伤患者的康复训练，这表明它在自我保健干预方面的应用潜力。25-27］．

综上所述，可穿戴式摄像机可能为协助HF管理提供一种潜在的工具。加强对个人自我保健活动的了解可以增强现有的保健服务，并为干预措施提供新的途径。然而，由于没有研究将可穿戴相机用于心衰患者，因此需要确定使用可穿戴相机图像检测特定自我保健活动的可行性及其在这一人群中的可接受性。

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保健活动的可行性和可接受性。本研究的目的是(1)探讨是否可以在住院前识别自我保健活动和生活方式风险因素的变化;(2)确定可穿戴相机对心衰患者的可接受性。

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相机和护理点测试来评估心衰患者自我护理活动和确定代偿期的可行性和可接受性。该研究涉及30名被诊断为HF的患者，他们佩戴可穿戴相机最多30天，并在研究期间每周接受两次即时护理测试和自我评估症状评分(图1）.在这项研究中，我们报告了在30天的研究期间(n=8)再次入院的参与者使用可穿戴相机图像识别入院前(T1)和比较期(T2)之间自我保健活动和生活方式危险因素变化的可行性。报告了所有参与者(N=30)对可穿戴相机的接受度。即时护理测试的可行性已在其他地方报告[28］．

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研究人群、招募和环境

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HF(纽约心脏协会，功能分类II或III)门诊患者，年龄大于18岁，能够阅读和理解英语，并接受药物治疗。在门诊诊所，心脏病专家或训练有素的研究人员与参与者接触，并要求他们参与。迪肯大学(Deakin University)的一名研究人员联系了那些同意的人，他解释了这项研究，并对他们进行了筛选，以确定他们的资格。符合条件的参与者被安排进行基线评估，同时获得书面同意。

研究过程

参与者被要求佩戴叙述性摄像机(图1)，最多持续30天。Narrative Clip相机是一款小型可穿戴式生活记录相机，每30秒自动拍摄一张面向前方的图像。在基线评估中，参与者被告知如何将相机固定在衬衫上并在夜间充电。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行为的建议。在基线评估时获得病史、人口统计数据和体格测量值。在研究期间，研究小组每周访问参与者两次，下载图片，同时参与者有机会删除图片。在每周两次的访问中还监测了物理参数;结果已在其他地方报告[28］．在研究结束时，对每个参与者进行了简短的采访，询问他们使用可穿戴相机的体验。

数据收集与分析

自我照顾活动-事件检测

由于本研究旨在确定使用可穿戴相机的可行性，因此分析本质上是探索性和描述性的。如上所述，该分析仅关注那些在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)至少为与T1相同的2天，并根据参与者在研究中的住院时间(住院前2周或出院后2周)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，扫描图像直到观察到唯一事件(捕获感兴趣事件的图像)。

研究小组在查阅了有关自我照顾和生活方式风险因素的已发表文献后，为感兴趣的事件制定了类别[8］．研究确定了以下9类行为:(1)久坐行为——坐着吃东西，坐着看屏幕(如看电视和电脑)，坐着做其他事情(如填字游戏和阅读);(2)体力活动(如清洁、园艺和散步);(3)日常生活活动;(如做饭或洗衣服);(四)包装食品的存在;(5)重量监测;(6)其他活动(如做礼拜);(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.

使用Excel工作表(Microsoft Corporation)将所有唯一事件编码到这些类别中，并标记了图像参考，以便将来参考。例如，图像在图2，显示参与者使用熨斗，将被编码为ADL。事件被编码成一个单一的类别，除了显示包装食品存在的图像，它可能出现在一个活动类别(例如，ADL和烹饪)。Excel工作表包含关于每个参与者每天每个类别中唯一事件的数量的信息，但不包含花费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个陈述，以确定他们对佩戴该摄像头的看法，包括个人感受、实用性和技术问题。使用0-4李克特量表(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)。2个周期(T1和T2)的编码事件数采用Kolmogorov-Smirnov检验进行正态分布检验。之后是双尾配对样本t试验用于比较;显著性水平为0.05。

道德的考虑

获得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小组的口头解释获得有关研究的信息。他们被告知，他们可以在任何时候离开研究(但到那时收集的数据将被保留以供分析)。在给予书面知情同意之前，所有参与者都有机会询问有关研究的问题。在研究期间，参与者有机会删除从他们的可穿戴相机下载的图像。在完成研究后，参与者收到一张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，10名(33%)在30天的研究期间再次入院(表1）.

在10名因心衰加重而再次入院的参与者中，2名(20%)在入院前几天未佩戴相机，因此不符合本分析的纳入标准;因此，我们纳入了8位参与者的数据。从这8个参与者中，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)。对于6名参与者，分析了6天的相机数据，包括入院前3天(T1)和入院前2周(T2)的3天。此外，2名参与者在研究开始后2天住院，因此仅对这些参与者的4天相机数据进行了分析——入院前2天(T1)和出院后2周(T2)。所有的分析都包括至少一个工作日和一个周末的图像。

确定事件

在为分析选择的所有图像中，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，比如坐着或躺着，275件(30%)是日常生活活动，比如熨衣服或做饭。发生在家庭环境中的体育活动(如园艺)(n= 61.7%)比发生在家庭环境外的体育活动(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10项发生在家庭以外的体育活动中，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%)被归类为离散的步行活动。在这项分析中，没有图片显示参与者在监控自己的体重。

住院前事件(T1)与对照期(T2)的差异

在904例病例中，364例(40%)发生在T1, 540例(60%)发生在T2。在T1中，与T2相比，参与者的久坐行为和adl的独特事件较少，这表明他们在住院前可能已经连续久坐了较长时间。与T2 (n=25)相比，T1 (n=14)的药物事件数量较低，与家庭外的体育活动、购物和包装食品有关的事件在两个时期大致相同。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= 0.01)， T1与T2间差异有统计学意义(表3）.

可接受性

所有参与者(N=30)都有8个可接受性陈述，以5分的李克特量表评分。总的来说，参与者对佩戴相机的接受度很高(表4）.

讨论

主要结果

本研究旨在确定可穿戴相机评估心衰患者自我保健活动和生活方式风险因素的可行性和可接受性。总的来说，这项技术被认为对更好地理解自我保健是可行的;然而，技术问题值得今后注意。这项技术也为参与者所接受。

使用可穿戴相机的可行性

我们展示了使用可穿戴相机收集自我保健活动和生活方式风险因素数据的可行性。在住院前几天与住院前或住院后2周之间观察到事件数量的差异。虽然我们确定了一系列自我保健活动和生活方式的风险因素，但一个可行性问题是缺乏人们自我称重的图像-一种常见的心衰自我保健实践。这种缺失可能表明研究参与者没有练习自我称重，或者相机的前面向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自行称体重，因此参与者可能不会在这项活动中佩戴相机。

有些技术问题值得讨论。全天每30秒拍摄一张图片，结果每位参与者每天大约拍摄1000张图片。在这项研究中，我们手动审查图像，这是非常耗时的。图像质量参差不齐，有些图像被衣服模糊或掩盖;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审查大量数据，检测模式，并将图像过滤成易于识别和分析的类别。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

所有参与者对使用可穿戴相机的接受度都很高，大多数人表示设备佩戴舒适，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(在醒着的时候)都按照指示戴着摄像头。虽然我们没有分析我们的数据来理解这一点，但它可能表明，可穿戴摄像头只在一天中的某些时间或某些活动中被参与者接受。

与以往研究比较

这项研究中观察到的高度可接受性与先前对65岁以上轻度认知障碍老年人的研究结果一致[25］．我们还表明，可穿戴相机图像可以用来提供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人员的研究一致。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相机来检测药物治疗的研究。

优势与局限

这项研究的主要优势在于使用可穿戴相机观察心衰患者自我护理活动的新颖性。据我们所知，这是首次将这项技术应用于这一目的的研究。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。本研究存在局限性。首先，使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张图片供审查。其次，花在一些自我保健活动上的时间，比如体育活动，是很重要的。在这项研究中，我们对特定的事件进行编码，但没有捕获在每个活动中花费的时间。未来的研究可以使用自动图像处理来分析每项活动所花费的时间。最后，另一个限制是只有1名研究人员编码图像，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.

对临床实践的启示

可穿戴相机提供了帮助医疗和专职卫生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患者可能会戴上相机3-7天。自动化处理可以选择或过滤图像，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来促进门诊诊所的对话，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，例如继续在食物中添加盐或购买含有添加盐的包装食品。患者对图像的回顾也可能通过提供跟踪进展的措施来提高参与自我保健行为的意识和动机。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(如霍尔特)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，这些数据可用于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天内使用可穿戴相机。可穿戴相机是提供HF患者选择的自我保健和生活方式行为数据的可行方法。可穿戴相机的使用提供了增加临床实践的潜力，可以为心衰患者定制未来的教育;但是，需要解决与数据收集和分析相关的问题，以改进它们在这方面的效用。