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व्यक्तिगत स्वास्थ्य स्थिति की निगरानी के लिए पहनने योग्य उपकरणों के साथ जोड़ी बनाने के लिए एक आवेदन

Published: February 3, 2022 doi: 10.3791/63169

Summary

वर्तमान प्रोटोकॉल मनोवैज्ञानिक तराजू, जीपीएस स्थान, हृदय गति और रक्त-ऑक्सीजन संतृप्ति स्तर, साथ ही साथ एप्लिकेशन की संचालन प्रक्रियाओं सहित वास्तविक समय ऑन-साइट डेटा एकत्र करने के लिए एक गैर-वाणिज्यिक स्व-विकसित एप्लिकेशन पेश करता है। 2020 में ताइवान में किए गए एक अनुभवजन्य अध्ययन का उपयोग एक आवेदन उदाहरण के रूप में किया गया था।

Abstract

वर्तमान प्रोटोकॉल का उद्देश्य प्रौद्योगिकी एकीकरण का प्रदर्शन करना है, जो उपयोगकर्ताओं की वास्तविक समय मनोवैज्ञानिक और शारीरिक प्रतिक्रियाओं और पर्यावरणीय जानकारी पर डेटा एकत्र करने के लिए स्मार्टफोन और स्मार्टवॉच पर हेल्दी लैंडस्केप एंड हेल्दी पीपल लैब, नेशनल ताइवान यूनिवर्सिटी (एचएलएचपी-एनटीयू) द्वारा विकसित हेल्थक्लाउड ऐप को अपनाने का विस्तृत विवरण प्रदान करता है। एक लचीली और एकीकृत अनुसंधान विधि प्रस्तावित की गई थी क्योंकि परिदृश्य और आउटडोर मनोरंजन अनुसंधान में ऑन-साइट अध्ययन में व्यक्तिगत डेटा के बहु-आयामी पहलुओं को मापना मुश्किल हो सकता है। नेशनल ताइवान यूनिवर्सिटी कैंपस में 2020 में आयोजित एक ऑन-साइट अध्ययन को एक आवेदन उदाहरण के रूप में इस्तेमाल किया गया था। अमान्य नमूनों को छोड़कर 385 प्रतिभागियों के डेटासेट का उपयोग किया गया था। प्रयोग के दौरान, प्रतिभागियों को 30 मिनट के लिए परिसर के चारों ओर घूमने के लिए कहा गया था, जब उनकी हृदय गति और मनोवैज्ञानिक पैमाने की वस्तुओं को मापा गया था, साथ में कई पर्यावरणीय मैट्रिक्स भी थे। इस काम का उद्देश्य ऑन-साइट अध्ययनों को वास्तविक समय की मानव प्रतिक्रियाओं को ट्रैक करने में मदद करने के लिए एक संभावित समाधान प्रदान करना है जो परिवेश कारकों से मेल खाते हैं। ऐप के लचीलेपन के कारण, पहनने योग्य उपकरणों पर इसका उपयोग बहु-विषयक अनुसंधान अध्ययन के लिए उत्कृष्ट क्षमता दिखाता है।

Introduction

वास्तविक समय डेटा संग्रह
दैनिक जीवन में, लोग कई तरह से भौतिक वातावरण से लाभान्वित होते हैं। उदाहरण के लिए, सकारात्मक परिणाम, जैसे मनोवैज्ञानिक1 और हृदय गति बहाली2 व्यापक रूप से पाए गए हैं। इसके अलावा, परिवेश कारकों, जैसे तापमान और आर्द्रता, और मानसिक स्वास्थ्य के बीच संबंधों पर चर्चा की गई है 3,4. अध्ययनों ने शारीरिक और मनोवैज्ञानिक प्रतिक्रियाओं के बीच संबंधों का भी पता लगाया है, जैसे हृदय गति और तनाव 5,6,7,8। प्रकृति के संपर्क से मनोवैज्ञानिक और शारीरिक लाभों के लिए सबूतों की एक विस्तृत श्रृंखला अच्छी तरह से नियंत्रित प्रयोगशाला अध्ययन 9,10 में पाई गई है, जो क्षेत्र में विविध प्रभावशाली कारकों का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकती है। इसलिए, वास्तविक समय की मानव प्रतिक्रियाओं के बीच संबंधों को मापने के लिए, प्रयोगशाला सिमुलेशन11 की तुलना में वास्तविक जीवन परिदृश्य अनुभव और वातावरण के प्रति प्रतिक्रियाओं को प्रतिबिंबित करने के लिए ऑन-साइट अध्ययन को बेहतर माना जाता है। इसके अलावा, वातावरण के लिए मानव प्रतिक्रियाएं संदर्भ12 पर निर्भर हो सकती हैं। लोगों के मनोवैज्ञानिक और शारीरिक स्वास्थ्य और पर्यावरणीय गुणवत्ता के बीच संबंधों को समझने के महत्व को देखते हुए, एक वास्तविक समय आत्म-ट्रैकिंग माप जो विभिन्न सूचना उपायों को एकत्र कर सकता है, तत्काल आवश्यक है।

पारिस्थितिक क्षणिक आकलन (ईएमए) या अनुभव नमूनाकरण विधियां (ईएसएम) ऑन-साइट अध्ययन13,14 के लिए समाधान का प्रतिनिधित्व कर सकती हैं। ईएमए और ईएसएम का उद्देश्य वास्तविक जीवन परिदृश्यों में साइट पर मनुष्यों की क्षणिक प्रतिक्रियाओं का आकलन करनाहै। स्व-ट्रैकिंग तकनीकों को अपनाकर, प्रतिक्रियाओं, प्रतिक्रियाओं और ऑन-साइट अनुभवों को नए सिरे से मापा जा सकताहै। प्रतिभागियों को तथाकथित सिग्नल-आकस्मिक नमूनाकरण योजनाओं15 में आकलन को लागू करने के लिए ग्रंथों या सूचनाओं जैसे संकेतों के माध्यम से सूचित किया जाता है। शब्द "ईएमए" मुख्य रूप से स्वास्थ्य से संबंधितअध्ययनों 13 में उपयोग किया जाता है, जबकि "ईएसएम" का उपयोग अवकाश और आउटडोर मनोरंजन अध्ययन16 में किया जाता है। बहरहाल, शब्दों को कभी-कभी परस्पर उपयोग किया गया है12.

पर्यावरण अनुसंधान अध्ययनों के लिए ईएमए को लागू करने की संभावना पर Beute et al.12 द्वारा चर्चा की गई थी, जिन्होंने बताया कि वे केवल "प्राकृतिक" या "शहरी" की तुलना में अधिक से अधिक प्रकार के वातावरण को संबोधित करने की अनुमति देंगे। उदाहरण के लिए, एम्बुलेटरी माप (जैसे जीपीएस स्थान ट्रैकिंग के माध्यम से) को अपनाकर, चलने के दौरान शारीरिक प्रतिक्रियाओं को वास्तविक समय के स्थान डेटासेट के साथ मिलान किया जा सकता है, जो पर्यावरण प्रकारों और पर्यावरणीय विशेषताओं का एक समृद्ध स्थानिक संकल्प प्रदानकरता है। इसके अतिरिक्त, ईएमए द्वारा अनुमत वास्तविक समय डेटा संग्रह एक उच्च पारिस्थितिक वैधता सुनिश्चित करता है, जो प्रयोगशाला अध्ययनों से पूरक दृष्टिकोण प्रदान करता है।

अधिक से अधिक ऑन-साइट अनुभवजन्य अध्ययनों ने दैनिक जीवन में व्यक्तिगत स्वास्थ्य की स्थिति की निगरानी के लिए पहनने योग्य उपकरणों और स्मार्टफोन को अपनाया है और अनुसंधानउद्देश्यों 17,18,19,20। इन दोनों उपकरणों को अपनाने से केवल स्मार्टफोन12 का उपयोग करने की तुलना में अधिक लाभ मिल सकते हैं। सबसे पहले, स्मार्टवॉच का उपयोग करने का एक्सेस समय फोन21 का उपयोग करने की तुलना में कम था, जिससे रुकावट का बोझ कम हो सकता है। दूसरा, घड़ियां स्मार्टफोन22 की तुलना में अधिक शरीर की निकटता प्रदान करती हैं, और फोन को डेटा को बचाने और अपलोड करने के लिए क्षणिक डेटाबेस के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। तीसरा, स्मार्टवॉच आजकल विभिन्न मापदंडों के लिए कई सेंसर प्रदान करती हैं, जैसे हृदय गति परिवर्तनशीलता, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी), और रक्तचाप 23,24,25,26,27। व्यक्तिगत और मानव प्रतिक्रियाओं के समग्र पहलू कुछ गतिविधियों का अनुमान लगासकते हैं। अंत में, स्मार्टफोन आमतौर पर स्मार्टफोन-आधारित अध्ययन के लिए जेब में ले जाया जाता है, और जब प्रश्नावली की बात आती है, तो स्मार्टवॉच का उपयोग करके मामले की तुलना में अतिरिक्त काम किया जाना चाहिए।

हालांकि, कुछ अध्ययनों ने मनोवैज्ञानिक और शारीरिक परिणामों और पर्यावरणीय जानकारी के बीच संबंधों का पता लगाया है। इसलिए, यह अध्ययन वास्तविक समय की मनोवैज्ञानिक, शारीरिक और पर्यावरणीय जानकारी एकत्र करने के लिए स्मार्टवॉच और स्मार्टफोन जैसे पहनने योग्य उपकरणों पर एक गैर-वाणिज्यिक स्व-विकसित ऐप, हेल्थक्लाउड को अपनाने का प्रदर्शन करता है।

स्व-विकसित ऐप और पहनने योग्य उपकरण
पहनने योग्य उपकरणों पर उपयोग के लिए ऐप को स्वस्थ लैंडस्केप एंड हेल्दी पीपल लैब, नेशनल ताइवान यूनिवर्सिटी (एचएलएचपी-एनटीयू) द्वारा विकसित किया गया था, ताकि मानव प्रतिक्रियाओं और पर्यावरणीय डेटा को ट्रैक करने के लिए अधिक सुलभ और अधिक लचीले तरीके प्रदान किए जा सकें, जिससे शोधकर्ताओं को मानव स्वास्थ्य और पर्यावरणीय जानकारी के बीच संबंधों का विश्लेषण करने की अनुमति मिलती है (चित्रा 1)।

आईओएस पर आधारित ऐप, कई कार्य और निष्क्रिय डेटा-संग्रह फ़ंक्शन प्रदान करता है। ऐप स्मार्टवॉच पर स्व-रिपोर्ट किए गए डेटा एकत्र करता है, जैसे कि पॉप क्विज़ प्रश्नों के माध्यम से मापा गया मनोवैज्ञानिक-स्केल आइटम जिस पर उपयोगकर्ता त्वरित और आसान मूल्यांकन के लिए एक से पांच सितारों तक अपनी प्रतिक्रियाओं को रेट कर सकते हैं। इस प्रकार के प्रश्न हस्तक्षेप को माइक्रो इंटरैक्शन-ईएमए (3ईएमए) का एक प्रकार माना जा सकता है - एक सीटू डेटा संग्रह विधि जिसमें कम ध्यान देने की आवश्यकता होती है और स्मार्टवॉच-ईएमए28 की तुलना में अधिक प्रतिक्रिया दर होती है। हृदय गति, हृदय गति परिवर्तनशीलता और रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति स्तर सहित सेंसर-मॉनिटर शारीरिक प्रतिक्रिया डेटा को आईओएस के कार्यों का उपयोग करके मापा जा सकता है। फोटोप्लेथिस्मोग्राफ़ी29 नामक तकनीक का उपयोग करके स्मार्टवॉच के ऑप्टिकल हार्ट सेंसर के माध्यम से हृदय गति को मापा जाता है। ऐप प्रकाश-संवेदनशील फोटोडायोड के साथ हरी एलईडी रोशनी का उपयोग करके रक्त प्रवाह की मात्रा का पता लगाता है, और प्रति मिनट दिल की धड़कन की भी गणना की जाती है। ऐप्स का उपयोग करके हृदय गति परिवर्तनशीलता (एचआरवी) और रक्त ऑक्सीजन एकाग्रता (एसपीओ 2) का पता लगाया जा सकता है। स्मार्टफोन के लिए, स्ट्रूप टेस्ट (चित्रा 2 बी), और छवि कैप्चर कार्य (चित्रा 2 सी), और पर्यावरण ध्वनि कार्य (चित्रा 2 डी), सापेक्ष आर्द्रता, मौसम और ऊंचाई सहित परिवेश की स्थिति डेटा जैसे कार्य, कई एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफेस से निष्क्रिय रूप से एकत्र किए जाते हैं।

Figure 1
चित्रा 1: एप्लिकेशन का अवलोकन। स्मार्टवॉच, स्मार्टफोन और डेटाबेस पर ऐप के कार्य। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: ऐप कार्य। ऐप पर उपयोग किए जा सकने वाले कार्यों के उदाहरण: बाएं से दाएं, () पॉप-अप प्रश्न है। (बी) स्ट्रूप टेस्ट ( सी) छवि कैप्चर कार्य। (डी) पर्यावरण ध्वनि कार्य। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

सभी डेटा बैकएंड वेबसाइट पर अपलोड किए जाएंगे (सहकारी शोधकर्ताओं तक पहुंच, सामग्री की तालिका देखें)। वेबसाइट कई प्राथमिक कार्य प्रदान करती है: एक मानचित्र प्रदर्शन जो उपयोगकर्ताओं के वर्तमान स्थानों और हृदय गति को दिखाता है (चित्रा 3), ब्राउज़िंग और डेटा निकालने के लिए एक डेटाशीट (चित्रा 4), और कार्यों की आवृत्ति, प्राथमिकता और सामग्री को संशोधित करने के लिए कार्य कॉन्फ़िगरेशन (चित्रा 5)। इस तरह के महान लचीलेपन और माप की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ, शोधकर्ता आसानी से अनुसंधान उद्देश्यों के अनुसार पहले बताए गए कार्य कार्यों का चयन कर सकते हैं। इसके अलावा, ऐप उपयोगकर्ताओं और शोधकर्ताओं दोनों को लाभ पहुंचा सकता है। ऐप उनके द्वारा उत्तर दिए गए प्रश्नों और उनके चुने हुए मार्गों के अनुसार उनकी स्वास्थ्य रिपोर्ट और जीपीएस स्थान प्रक्षेपपथ (चित्रा 6) प्रदान करता है। इस प्रकार, वे दिन में अपनी स्वास्थ्य स्थिति का त्वरित विचार प्राप्त कर सकते हैं और अपने स्वास्थ्य डेटा को ट्रैक कर सकते हैं।

Figure 3
चित्रा 3: ऐप डेटाबेस पर प्रदर्शित मानचित्र। ऐप डेटाबेस का नक्शा डिस्प्ले शोधकर्ताओं को स्थानों और हृदय गति सहित वर्तमान जानकारी प्रदान करता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 4
चित्रा 4: ऐप डेटाबेस पर डेटाशीट। ऐप डेटाबेस में प्रदर्शन मानचित्र की डेटा रिपोर्ट, जिसमें समय, फ़ील्ड या परीक्षक आईडी को फ़िल्टर करके डेटा निर्यात किया जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 5
चित्रा 5: अनुप्रयोग डेटाबेस पर कार्य कॉन्फ़िगरेशन। कार्य प्राथमिकताओं, समय अंतराल, भाषा और प्रश्नावली की सामग्री को संशोधित किया जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 6
चित्रा 6: ऐप उपयोगकर्ताओं के लिए स्वास्थ्य रिपोर्ट। ऐप का उपयोग करने के बाद, उपयोगकर्ता स्वचालित रूप से उत्पन्न व्यक्तिगत परिणामों का एक सेट प्राप्त कर सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

प्रतिनिधि अध्ययन
स्मार्टफोन और स्मार्टवॉच पर ऐप का उपयोग करके डेटा संग्रह के विविध आयामों के एकीकरण को प्रदर्शित करने के लिए, ताइवान के ताइपे शहर में राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय परिसर में 2020 में एक सीटू अध्ययन आयोजित किया गया था। अध्ययन के लिए प्रतिभागियों को प्रयोग से 1 सप्ताह पहले एक ऑनलाइन फॉर्म के माध्यम से राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय के सोशल मीडिया फैन पेज पर भर्ती किया गया था। फॉर्म में अनुसंधान उद्देश्य, प्रक्रिया, स्थान, भागीदारी की स्थिति, पहने जाने वाले शोध उपकरण का एक योजनाबद्ध आरेख, और पाठकों के लिए भाग लेने की इच्छा और जिस समय वे ऐसा कर सकते हैं, को इंगित करने के लिए एक स्थान शामिल था। पूरा होने के बाद, प्रतिभागियों को कार्यक्रम से 2 दिन पहले ईमेल द्वारा उनके प्रयोग के सटीक समय और स्थान के बारे में सूचित किया गया था। चूंकि शोध मनोवैज्ञानिक परिवर्तनों, शरीर विज्ञान, शारीरिक गतिविधि (चलने), और ध्वनि और रंग धारणा की जांच करता है, प्रतिभागियों ने निम्नलिखित स्थितियों को पूरा किया: (1) 20-36 वर्ष की आयु के बीच, (2) अच्छा शारीरिक और मानसिक स्वास्थ्य, (3) केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करने वाली दवाओं के नियमित उपयोग में नहीं होना, (4) गर्भवती या स्तनपान नहीं होना, (5) हृदय रोग का कोई इतिहास नहीं है, (6) पैदल 30 मिनट से अधिक समय तक चल सकते हैं, (7) एक रंग की पहचान करने में सक्षम हो सकते हैं।

प्रयोग के दिन, प्रतिभागियों को स्मार्टफोन और स्मार्टवॉच का एक सेट और एक रूट मैप प्रदान किया गया था। शोधकर्ताओं ने प्रतिभागियों को अनुसंधान के उद्देश्य, अनुसंधान प्रक्रिया, पहनने योग्य उपकरणों और अनुसंधान प्रक्रिया में ध्यान देने की आवश्यकता वाले मामलों के लिए एक समान स्पष्टीकरण प्रस्तुत किया। चलने के दौरान, हर 5 मिनट में पॉप क्विज़ टास्क का उपयोग करके मनोवैज्ञानिक प्रतिक्रियाओं का मूल्यांकन किया गया था, और शारीरिक प्रतिक्रियाओं, जैसे हृदय गति, को स्मार्टवॉच में सेंसर द्वारा हर मिनट मापा गया था। प्रयोग के बाद, प्रतिभागियों को 200 एनटीडी समकक्ष उपहार कार्ड (~ 7 अमरीकी डालर) के साथ मुआवजा दिया गया था।

मनोवैज्ञानिक माप के लिए, इस अध्ययन ने परिदृश्य वरीयताओं और कथित पुनर्स्थापनात्मक स्केल शॉर्ट वर्जन30 के दो पहलुओं पर विचार किया, अर्थात्, "दूर होना" और "आकर्षण। इन पहलुओं को प्रतिभागियों से बयानों को रेट करने के लिए कहकर मापा गया था "यह एक ऐसी जगह है जो रोजमर्रा की मांगों से दूर है और जहां मैं आराम करने और सोचने में सक्षम हूं कि मुझे क्या दिलचस्प है। पांच-बिंदु लिकट पैमाने पर (1) "दृढ़ता से असहमत" से (5) ध्यान बहाली सिद्धांत31 के आधार पर पर्यावरण के पुनर्स्थापनात्मक कारकों की व्यक्तिगत धारणाओं को मापने के लिए "दृढ़ता से सहमत" है। लैंडस्केप वरीयता का मूल्यांकन एकल प्रश्न के साथ पांच-बिंदु लिकट पैमाने का उपयोग करके किया गया था: "आप सेटिंग को कितना पसंद करते हैं, किसी भी कारण से?" (1) "बहुत कम" से (5) "बहुत अधिक। प्रश्नावली को 5 मिनट के समय अंतराल के साथ "पॉप क्विज़" कार्य का उपयोग करके भेजा गया था, जिसका अर्थ है कि प्रतिभागियों को हर 5 मिनट में प्रश्नावली प्राप्त हुई।

शारीरिक माप के लिए, चलने के दौरान हृदय गति (एचआर) का उपयोग 1 मिनट के समय अंतराल के साथ प्रतिभागियों के शारीरिक परिणामों का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया गया था। स्मार्टफोन के माध्यम से जीपीएस डेटा (अक्षांश और देशांतर), तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, हवा की गति और हवा की डिग्री सहित पर्यावरणीय जानकारी एकत्र की गई थी।

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Protocol

पूरा प्रोटोकॉल मानव से संबंधित प्रयोगों के संचालन के लिए राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय अनुसंधान आचार समिति कार्यालय के निर्देशों का पालन करता है। प्रतिभागी भर्ती के दौरान, उम्मीदवारों को उनके निर्देशों और अधिकारों और भाषण और लेखन दोनों में प्रयोग के जोखिमों के बारे में सूचित किया गया था, और हस्ताक्षरित सहमति फॉर्म एकत्र किए गए थे। ऐप स्मार्टफोन और स्मार्टवॉच पर इंस्टॉल किया जा सकता है ( सामग्री की तालिका देखें)।

1. मनोवैज्ञानिक और शारीरिक प्रयोग की तैयारी

  1. गतिविधि शेड्यूल करने के लिए प्रयोगात्मक साइटों की जानकारी प्राप्त करें।
  2. उस साइट के अनुसार प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं को डिजाइन करें जिस पर प्रोटोकॉल लागू किया गया है।
  3. नैतिक अनुमोदन प्राप्त करें।
  4. प्रतिभागी भर्ती और प्रक्रिया निर्देशों के लिए प्रयोग का परिचय तैयार करें।
    नोट: निर्देशों में वे कार्य शामिल हैं जो प्रतिभागी प्रयोग के दौरान करेंगे और क्या करें और क्या न करें।
  5. लक्षित डेटा पर मुहर लगाने के लिए HealthCloud ऐप बैकएंड वेबसाइट में एक नया फ़ील्ड नाम बनाएँ।
    1. बैकएंड वेबसाइट में लॉग इन करें।
      नोट: वेबसाइट तक पहुंच अब सहकारी शोधकर्ताओं तक सीमित है।
    2. प्रयोग के दौरान एकत्र किए गए डेटा को चिह्नित करने के लिए ऐप डेटाबेस में व्यवस्थापक प्रबंधन में सेट फ़ील्ड पर एक नया फ़ील्ड नाम जोड़ें (चित्रा 7)।
      नोट: लक्ष्य डेटा को आसानी से पहचाना जा सकता है और डेटाशीट में निकाला जा सकता है (चित्रा 5)।
  6. कॉन्फ़िगरेशन में प्रश्नावली आइटम आयात करें।
    1. बैकएंड वेबसाइट में लॉग इन करें।
    2. व्यवस्थापक प्रबंधन > कॉन्फ़िगरेशन में, दिए गए प्रारूप (तालिका 1) में प्रश्नावली अपलोड करने के लिए फ़ाइल का चयन करें बटन पर क्लिक करें।
      नोट: तालिका 1 में, पहला कॉलम वह है जहां अंग्रेजी में प्रश्नों को भरने की आवश्यकता होती है; दूसरा चीनी संस्करण के लिए है, और तीसरा कॉलम वह है जहां प्रश्न संकेतक भरा जा सकता है। उपयोगकर्ता को अंग्रेजी या चीनी में प्रश्न प्राप्त होता है या नहीं, यह स्मार्टफोन की भाषा पर निर्भर करता है। वर्तमान अध्ययन में, पूरी प्रणाली की भाषा चीनी पर सेट की गई थी; इसलिए, प्रश्न चीनी में थे।
  7. पॉप क्विज़ प्रश्नों (प्रश्नावली) के लिए समय अंतराल निर्धारित करें।
    1. बैकएंड वेबसाइट में लॉग इन करें।
    2. व्यवस्थापक प्रबंधन > कॉन्फ़िगरेशन में, "पॉप क्विज़ की अवधि" (चित्रा 5) में मिनटों की संख्या चुनकर समय अंतराल सेट करें।
      नोट: वर्तमान अध्ययन में, पॉप क्विज़ कार्य की पुनरावृत्ति के लिए समय अंतराल 5 मिनट था, लेकिन इसे 1 मिनट और 72 घंटे के बीच कहीं भी सेट किया जा सकता है।

2. प्रतिभागी भर्ती

  1. परिचयात्मक निर्देशों का उपयोग करके प्रतिभागियों को भर्ती करें।
    नोट: प्रतिभागियों को वर्तमान अध्ययन में एक ऑनलाइन सर्वेक्षण के माध्यम से भर्ती किया गया था। प्रतिभागियों को एक स्मार्टफोन और स्मार्टवॉच प्रदान किया गया था ( सामग्री की तालिका देखें), भले ही उनके पास अपने स्वयं के उपकरण हों।
  2. उन प्रतिभागियों को बाहर रखें जो 20-36 वर्ष की आयु के नहीं हैं, गर्भवती या स्तनपान कर रहे हैं, रंग अंधे हैं, और गंध से संबंधित बीमारियां हैं।
  3. प्रयोग की पूरी सामग्री का परिचय दें, जिसमें जांच का उद्देश्य, प्रयोगात्मक अनुसंधान विधियां और प्रक्रियाएं, प्रयोगात्मक आवश्यकताएं, प्रयोग के संभावित जोखिम, प्रतिभागियों के लिए लाभ और प्रतिभागियों के अधिकार शामिल हैं।
  4. प्रतिभागियों से लिखित सहमति प्राप्त करें।

3. पहनने योग्य उपकरणों और ऐप की तैयारी

  1. ऐप स्टोर पर HealthCloud ऐप डाउनलोड करें।
  2. सुनिश्चित करें कि उल्लिखित उपकरण उपयोग के लिए तैयार हैं, साइट पर अच्छी बैटरी जीवन, जीपीएस कार्यक्षमता और स्थिर इंटरनेट सिग्नल हैं।
  3. हृदय गति समारोह की जांच करने के लिए ऐप की ऑपरेटिंग प्रक्रियाओं की जांच करें।
    1. खाता बनाकर फोन पर ऐप में लॉग इन करें (चित्रा 8 ए)।
    2. सुनिश्चित करें कि हृदय गति, स्थान (अक्षांश और देशांतर), ऊंचाई, मौसम, उपयोगकर्ता शुरू होने के बाद से जो दूरी तय कर चुका है, और ऐप शुरू होने के बाद से अवधि सहित सभी वास्तविक समय की जानकारी स्मार्टफोन पर ऐप के मुख्य पृष्ठ पर सफलतापूर्वक एकत्र की गई है (चित्रा 8 बी)।
    3. सेटिंग पृष्ठ पर सेट माप दबाकर, पहले से बनाए गए फ़ील्ड नाम का चयन करें और प्रतिभागियों को उनके "टेस्ट नंबर" के अनुसार नाम दें। (चित्र 8सी)।
  4. एक बार डिवाइस सेट हो जाने के बाद, मौखिक रूप से निम्नलिखित शब्दों के साथ विषयों को निर्देश दें कि उचित मूल्यांकन के लिए स्मार्टवॉच और स्मार्टफोन दोनों का उपयोग कैसे किया जाए।
    1. शारीरिक और पर्यावरणीय जानकारी एकत्र करना शुरू करने के लिए स्मार्टवॉच पर स्टार्ट दबाएं (चित्रा 8 डी)।
      नोट: घड़ी चलने के दौरान पांच बार कंपन करके कार्यों को सूचित करेगी।
    2. एक बार कार्य प्राप्त होने के बाद, कृपया घड़ी पर दिए गए निर्देशों का पालन करें।
    3. कार्य का संचालन शुरू करने के लिए, ओके दबाएं! और घड़ी की स्क्रीन पर दिखाए गए निर्देशों का पालन करें।
      1. पॉप क्विज़ कार्य के लिए, मनोवैज्ञानिक पैमाने की वस्तुओं का उत्तर देने के लिए 1-5 सितारों से बयानों को रेट करें और मापने के लिए भेजें दबाएं।
      2. "फोटो टेकिंग," "स्ट्रूप टेस्ट" और "वॉयस" कार्यों के लिए, फोन पर हेल्थक्लाउड ऐप खोलें और निर्देशों का पालन करें।
      3. एचआरवी टास्क के लिए ब्रीद ऐप खोलें और स्टार्ट पर क्लिक करके इसे शुरू करें। एचआरवी डेटा अपलोड किया जाएगा।
      4. एसपीओ 2 कार्य के लिए, वॉच पर ब्लड ऑक्सीजन ऐप खोलें और स्टार्ट पर क्लिक करके मापना शुरू करें। रिजल्ट अपलोड कर दिया जाएगा।
        नोट: चलने से पहले, प्रतिभागियों को निम्नलिखित निर्देश के साथ याद दिलाएं: चलने के दौरान, आपको एक निर्दिष्ट समय अंतराल के साथ यादृच्छिक क्रम में मनोवैज्ञानिक पैमाने की वस्तुओं के बारे में प्रश्न प्राप्त होंगे। कृपया वॉक के दौरान फोन या वॉच पर किसी भी सेटिंग्स को संशोधित न करें। यदि कोई त्रुटि होती है, तो प्रशिक्षकों को तुरंत बताएं।

4. डेटा संग्रह

  1. स्मार्टवॉच और स्मार्टफोन के बदले जमा के लिए प्रतिभागी की व्यक्तिगत आईडी का अनुरोध करें।
  2. मौखिक रूप से प्रतिभागियों को आराम करने और निम्नलिखित शब्दों के साथ चलने का आनंद लेने के लिए याद दिलाएं: "प्रयोग के दौरान, कृपया आराम करें और पूरी सैर का आनंद लें; ऐसे चलें जैसे आप किसी प्रयोग में न हों।
  3. चलने के बाद, उपकरणों को इकट्ठा करें और प्रयोग को पूरा करने के लिए क्विट और कैल्क को हिट करें।
  4. प्रतिभागियों को 200 एनटीडी समकक्ष उपहार कार्ड प्रदान करें।

5. डेटा विश्लेषण

  1. ऐप की बैकएंड वेबसाइट से डेटा पुनर्प्राप्त करें।
    1. बैकएंड वेबसाइट में लॉग इन करें। समय, फ़ील्ड और परीक्षक ID को फ़िल्टर करके डेटा पत्रक से अनुसंधान डेटा निकालें.
    2. डेटासेट डाउनलोड करने के लिए निर्यात CSV दबाएँ (चित्रा 4).
  2. सांख्यिकीय सॉफ्टवेयर का उपयोग करके वर्णनात्मक सांख्यिकीय विश्लेषण करें ( सामग्री की तालिका देखें)।

प्रश्न (अंग्रेज़ी) प्रश्न (चीनी) सूचक
यह एक ऐसी जगह है जो रोजमर्रा की मांगों से दूर है और जहां मैं आराम करने और सोचने में सक्षम हूं कि मुझे क्या दिलचस्पी है। Equation 6
Equation 7
दूर रहना
वह जगह आकर्षक है; चीजों के बारे में खोजने और उत्सुक होने के लिए यह मेरे लिए काफी बड़ा है। Equation 8
Equation 9
मोह
आप सेटिंग को कितना पसंद करते हैं, किसी भी कारण से? Equation 3 पसंद

तालिका 1: पॉप क्विज़ प्रश्नों का प्रारूप। इस अध्ययन में अपनाई गई मनोवैज्ञानिक पैमाने की वस्तुओं का उपयोग पॉप क्विज प्रश्नों के प्रारूप को प्रस्तुत करने के लिए एक उदाहरण के रूप में किया गया था।

Figure 7
चित्र 7: "फ़ील्ड नाम" सेटिंग. बैकएंड वेबसाइट में, नए फ़ील्ड नाम को काले रंग में टाइप करना आवश्यक है, और फिर लक्ष्य डेटा को चिह्नित करने के लिए जोड़ें पर क्लिक करें। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 8
चित्रा 8: ऐप की ऑपरेटिंग प्रक्रियाएं। उपयोगकर्ता लॉगिन करें। () स्मार्टवॉच पर ऐप का लॉगिन इंटरफ़ेस; स्मार्टवॉच पर ऐप (बी) पर शुरू किया गया है। (सी) ऐप का मुख्य पृष्ठ, जहां वास्तविक समय डेटा दिखाया गया था। (डी) माप को "फ़ील्ड नाम" और "टेस्ट नंबर" को बदलने के लिए सेट किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Representative Results

मूल नमूने में 423 व्यक्ति शामिल थे, जिनमें से 18 को ऐप के बीटा संस्करण की अस्थिरता के कारण खराब डेटा गुणवत्ता के कारण बाहर रखा गया था और अन्य 20 सभी पॉप क्विज प्रश्नों को पूरा करने में विफल रहे। इससे 0.91 की प्रभावी नमूना दर हुई। राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय से 385 छात्रों (213 महिलाएं, 172 पुरुष) का एक डेटासेट भर्ती किया गया था। प्रतिभागी 20-36 वर्ष के बीच थे (एम = 23.38, एसडी = 2.268)। उनकी मनोवैज्ञानिक अवस्थाओं के संबंध में, वरीयता की 514 रेटिंग (PREF, M = 3.74, SD = 1.033), दूर होने की 548 रेटिंग (AWAY, M = 3.51, SD = 1.101), और आकर्षण की 523 रेटिंग (FSCN, M = 3.30, SD = 1.135) एकत्र की गई थीं। शारीरिक प्रतिक्रियाओं (यानी, हार्टरेट, एचआर) के लिए, 14,253 डेटापॉइंट (यूनिट = बीट्स प्रति सेकंड, एम = 107.83, एसडी = 15.002) एकत्र किए गए थे। पर्यावरणीय जानकारी के संबंध में, जीपीएस अक्षांश (एलएटी, एम = 25.018, एसडी = 0.002) और देशांतर (लॉन्ग, एम = 121.539, एसडी = 121.533), तापमान से संबंधित 14,253 डेटापॉइंट (टीईएमईपी; यूनिट = सेल्सियस डिग्री, एम = 33.87, एसडी = 1.517), सापेक्ष आर्द्रता से संबंधित 14,253 (आरएच; इकाई = प्रतिशत, एम = 63.25, एसडी = 6.603), 14,253 हवा की गति से संबंधित (डब्ल्यूएस; इकाई = मीटर प्रति सेकंड, M = 3.58, SD = 1.788), और पवन डिग्री से संबंधित 12,232 (WD, M = 232.26, SD = 82.952) एकत्र किए गए थे (तालिका 2)। इन आंकड़ों के साथ, विभिन्न आयामों से चर को बारी-बारी से संबंधों को सत्यापित करने के लिए सांख्यिकीय रूप से विश्लेषण किया जा सकता है।

आयाम आइटम N औसत एसडी मिनट .MAX
मनोवैज्ञानिक प्रतिक्रियाएं PREF 514 3.74 1.033 1 5
दूर 548 3.51 1.101 1 5
FASCN 523 3.3 1.135 1 5
शारीरिक प्रतिक्रियाएं घंटा 14,253 107.83 15.022 65 190
पर्यावरणीय जानकारी LAT 14,253 25.018 0.002 25.012 25.024
लंबा 14,253 121.539 0.002 121.533 121.544
तापमान 14,253 33.87 1.517 28.73 28.79
आरएच 14,253 63.25 6.603 50 89
WS 14,253 3.58 1.788 0.5 7.7
WD 12,232 232.26 82.952 40 360

तालिका 2: मनोवैज्ञानिक, शारीरिक और पर्यावरणीय डेटा के लिए वर्णनात्मक आंकड़े। 1. पीआरईएफ = वरीयता; 2. दूर होना = दूर रहना; 3. FASCN = आकर्षण; 4. एलएटी = जीपीएस स्थान का अक्षांश; 5. लंबा = जीपीएस स्थान का देशांतर; 6. एचआर = हृदय गति; 7. TEMP = तापमान; 8. आरएच = सापेक्ष आर्द्रता; 9. डब्ल्यूएस = हवा की गति; 10. डब्ल्यूडी = हवा की दिशा।

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Discussion

अध्ययन के उद्देश्य और महत्वपूर्ण निष्कर्ष
पहनने योग्य उपकरण, जैसे स्मार्टफोन और स्मार्टवॉच, व्यापक रूप से शारीरिक संकेतकों या सिंड्रोम 32,33,34,मनोवैज्ञानिक राज्यों 22,35 की जांच के लिए उपयोग किया गया है; पर्यावरणीय जानकारी, या व्यवहार18,36। स्मार्ट उपकरणों के अधिकांश अनुप्रयोगों ने व्यक्तिगत जानकारी के एक पहलू पर ध्यान केंद्रित किया है। हमारे ज्ञान के अनुसार, वर्तमान कार्य उन कुछ में से एक है जो मनोवैज्ञानिक, शारीरिक और पर्यावरणीय डेटा का एक एकीकृत और लचीला मूल्यांकन प्रदान करता है। इसके अलावा, उन अध्ययनों के विपरीत जिन्होंने अनुसंधान उपकरण35,37 के रूप में केवल स्मार्टफोन का उपयोग किया है, इस प्रोटोकॉल ने वर्तमान मनोवैज्ञानिक स्थिति मूल्यांकन के लिए मोबाइल प्रश्नावली प्रदान करने और शारीरिक डेटा को बारीकी से मापने के लिए स्मार्टवॉच का लाभ उठाया। दूसरी ओर, स्मार्टफोन का उपयोग डेटा स्टोरेज, प्रोसेसिंग और ट्रांसफर के लिए किया गया था।

प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम
प्रोटोकॉल का पालन करने के लिए, शामिल की जाने वाली गतिविधियों की गतिविधि और अनुसूची पर विचार करना महत्वपूर्ण है। गतिविधि की सामग्री स्मार्टवॉच पर सेंसर की सटीकता को प्रभावित कर सकती है। चलने के दौरान, उदाहरण के लिए, हृदय गति एकत्र करने के लिए स्मार्टवॉच का उपयोग करने से बहुत वैधता दिखाई दी; हालांकि, वैधता कम हो गई क्योंकि तीव्रता38 बढ़ गई। दूसरा, पहनने योग्य उपकरणों और ऐप के लिए विस्तृत निर्देश मानकीकृत परिणाम प्राप्त करने में मदद कर सकते हैं। उपकरणों के अनुचित संचालन ने उनके डेटा संग्रह को प्रभावित किया। हमारे मामले में, ऐप और उपकरणों के लिए निर्देशों का विस्तार करने की आवश्यकता हो सकती है, और सामान्य समस्याओं के समाधान शामिल किए जाने चाहिए। भले ही ऐप और उपकरणों के लिए पूर्ण निर्देश शामिल किए गए थे, प्रतिभागियों को इन वस्तुओं के साथ खुद को परिचित करने के लिए अधिक विस्तारित अवधि की आवश्यकता हो सकती है। जिन प्रतिभागियों के पास इन उपकरणों का स्वामित्व नहीं था, वे शुरू में संघर्ष कर सकते हैं, जिससे प्रतिकूल नवीनता प्रभाव पड़ सकते हैं; हालांकि, स्मार्टफोन की नवीनता को संबोधित करने वाले पिछले अध्ययनों के परिणामों से पता चला है कि उधार लिए गए फोन का उपयोग करने वाले प्रतिभागियों ने अपनेस्वयं के 39 का उपयोग करने वालों की तुलना में अधिक व्यस्त किया। अंत में, इस प्रोटोकॉल में, स्मार्टवॉच का उपयोग करके मनोवैज्ञानिक राज्यों को मापा गया था, और प्रश्नावली के बीच अंतराल अध्ययन के उद्देश्यों के अनुसार निर्धारित किया गया था। स्वास्थ्य हस्तक्षेप के रूप में स्मार्टफोन का उपयोग करने वाले 2-10 सप्ताह के पिछले दीर्घकालिक अध्ययनों में, हस्तक्षेप दिन में कुछ बार होने के लिए निर्धारित किया गया था40,41; अल्पकालिक अध्ययन में, हालांकि, पूरे प्रयोग को 5 मिनट के हस्तक्षेप अंतराल के साथ समाप्त होने में 1 घंटे से भी कम समय लगा। कार्यों की उच्च आवृत्ति व्यक्तियों के ऑन-साइट अनुभव को प्रभावित कर सकती है।

प्रोटोकॉल और अनुसंधान उपकरणों के फायदे और सीमाएं
ऐप का एक लाभ यह है कि, इसका उपयोग करके, मनोवैज्ञानिक, शारीरिक और पर्यावरणीय डेटा सहित वास्तविक समय की जानकारी के कई आयामों को एक साथ ट्रैक किया जा सकता है और स्वचालित रूप से अपलोड किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ता किसी भी भाषा में अपनी लिखित प्रश्नावली डिजाइन कर सकते हैं। कार्य वितरण के लिए समय अंतराल को संशोधित करके माप तीव्रता को उच्च स्तर की स्वतंत्रता के साथ समायोजित किया जा सकता है। प्रतिभागी स्मार्टवॉच पर कार्य प्राप्त कर सकते हैं; प्रश्नों का उत्तर देते समय या परीक्षण ों को पूरा करते समय, उनकी हृदय गति, स्थानिक स्थान और मौसम डेटा लगातार एकत्र किए जाते हैं और डेटाबेस में अपलोड किए जाते हैं। उपयोगी जानकारी के साथ सभी व्यक्तिगत डेटा, जैसे कि उनके पर्यावरण या पर्यावरण की भौतिक विशेषताओं का पता लगाने के लिए समय और स्थान डेटा का भी विश्लेषण किया जा सकता है।

अनुसंधान उपकरण, ऐप और उपकरणों की एक सीमा यह है कि यह वर्तमान में केवल आईओएस पर उपलब्ध है। यह इस प्रोटोकॉल की प्रयोज्यता को प्रतिबंधित कर सकता है। इसके अलावा, स्मार्टवॉच के आकार उन्हें विशिष्ट आबादी, जैसे पुराने वयस्कों के लिए पढ़ना मुश्किल बना सकते हैं। हालांकि, मानव प्रतिक्रिया और पर्यावरण अध्ययन में पहनने योग्य उपकरण42,43,44 में उल्लेखनीय रूप से बढ़ रहे हैं, और वे शारीरिक डेटा संग्रह के लिए उपयोग किए जाने वाले चिकित्सा उपकरणों की तुलना में सस्ती हैं। वेअकेले स्मार्टफोन की तुलना में अधिक मात्रा में और डेटा की अधिक व्यापक श्रृंखला एकत्र करते हैं। इसलिए, दैनिक जीवन परिदृश्यों की जांच करने वाले अध्ययनों में सुविधा और निरंतर डेटा संग्रह12,45 ले जाने में महत्वपूर्ण फायदे होंगे। ऐप की एक और सीमा यह है कि निकटतम उपलब्ध जानकारी के आधार पर एकत्र किए गए मौसम डेटा, सभी प्रतिभागियों के लिए समान हैं यदि उनके भौगोलिक स्थान अपेक्षाकृत करीब हैं। हालांकि, विभिन्न साइटों या अलग-अलग तिथियों के विषयों के बीच संबंधों और तुलनाओं की अभी भी जांच की जा सकती है।

सारांश और भविष्य के अध्ययन
यह अध्ययन एक शोध उपकरण के रूप में पहनने योग्य उपकरणों पर ऐप को अपनाने की क्षमता दिखाता है। प्रोटोकॉल (अग्रणी प्रक्रियाओं का एक सेट) के अनुसार, जानकारी के तीन आयामों को सफलतापूर्वक मापा और विश्लेषण किया गया था। शोधकर्ता प्रोटोकॉल का पालन, विस्तार या अनुकूलन करके मानव-पर्यावरण संबंधों को व्यक्तिपरक और निष्पक्ष रूप से माप सकते हैं। यह अनुदैर्ध्य या पार-अनुभागीय अध्ययन करने के एक अद्वितीय और कुशल साधन का प्रतिनिधित्व करता है। भविष्य के अध्ययन भौतिक पर्यावरण की गुणवत्ता पर जोर दे सकते हैं, परिदृश्य अध्ययन में एक आवश्यक कारक, उन कारकों को संबोधित करने के लिए जिनका इस प्रोटोकॉल ने उल्लेख नहीं किया था। नतीजतन, पर्यावरणीय गुणवत्ता का उद्देश्य माप, उदाहरण के लिए, ऐप में छवि कैप्चर कार्यों का उपयोग करके एकत्र किए गए पर्यावरणीय तस्वीरों में परिदृश्य संरचनाओं का आकलन करके, संभव हो जाता है। इसके अलावा, प्रोटोकॉल को विभिन्न आबादी या साइटों पर भी लागू किया जा सकता है। मानकीकृत प्रक्रियाओं के इस सेट के साथ, अध्ययन के पैमाने को केवल एक साइट पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय क्षेत्रीय या राष्ट्रीय पैमाने पर विस्तारित किया जा सकता है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

ताइवान की कृषि परिषद ने 2018 से 2020 तक अनुसंधान परियोजना और हेल्थक्लाउड ऐप विकास को वित्त पोषित किया [109 कृषि विज्ञान - 7.5.4-पूरक-#1(1)] ([109 Equation 4-7.5.4-Equation 5-#1(1)])।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Apple Watch 6 Apple For the use of the HealthCloud app, such as Pop-up questions, heart rates measurement.
iPhone Apple For the use of the HealthCloud app, such as GPS location collection, weather data colledction, data storage, data transfer.
HealthCloud Self-developed The HealthCloud app, adopting Apple Watch and iPhone, was developed by Healthy Landscape and Healthy People Lab, National Taiwan University (HLHP-NTU) to track human responses. It adopted several APIs such as HealthKit, ResearchKit, Weather API and AppleWatch applications including Breathe app, and Blood Oxygen app to collect physiological status and psychological states, and environmental data in aims of further analyzing the relationships between human health and the environmental information.

The link to the app in APP Store is as following: https://apps.apple.com/tw/app/healthcloud/id1446179518?l=en
backend website The backend website of HealthCloud app for the use of the configuration of the tasks, data exportation, and the display of users.
http://healthcloud.hort.ntu.edu.tw/
HealthKit Apple For the use of retrieving the data of physiological responses such as heart rate, heart rate variability, and blood oxygen saturation level.
The link to the HealthKit:
https://developer.apple.com/documentation/healthkit
ResearchKit Apple This kit includes a variety of tasks for the use of research purposes. The functions adopted in HealthCloud app include Image Capture task, environment sound task, Stroop Test, to the Pop Questions of psychological state measurements such as perceived restorativeness scale, landscape preferences.
The link to the ResearchKit:
https://www.researchandcare.org/
Weather API OpenWeather For the use of collecting the real-time environmental data, including humidity, weather, global positioning system location, altitudes, etc., from the nearest weather station.
The link to the Weather API:
https://openweathermap.org/api
Breathe app Apple For the use of assessing the real-time heart rate variability (HRV). This app was not included in the procedures of this pilot study. However, the HealthlCloud is now capable of retrieving the HRV data collected from Breathe app.
The link to the Breathe app:
https://apps.apple.com/us/app/breathe/id1459455352
Blood Oxygen app Apple For the use of assessing the real-time Blood Oxygen Concentration level (SpO2). The latest version of HealthlCloud is capable of retrieving the SpO2 data collected from  app. This app was not included in the procedures of this pilot study. However,
The measurement of Blood Oxygen app:
https://support.apple.com/en-us/HT211027
The link to the Blood Oxygen app:
https://apps.apple.com/us/app/breathe/id1459455352"
IBM SPSS Statistics 25 IBM For the use of statistical analysis.
The link to the Blood Oxygen app:
https://www.ibm.com/support/pages/downloading-ibm-spss-statistics-25

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