Summary
El presente protocolo introduce una aplicación no comercial de desarrollo propio para recopilar datos in situ en tiempo real, incluidas escalas psicológicas, ubicación GPS, frecuencia cardíaca y nivel de saturación de oxígeno en sangre, así como los procedimientos operativos de la aplicación. Se utilizó un estudio empírico realizado en Taiwán en 2020 como ejemplo de aplicación.
Abstract
El protocolo actual tiene como objetivo mostrar la integración de la tecnología, proporcionando una descripción detallada de la adopción de la aplicación HealthCloud, desarrollada por el Healthy Landscape and Healthy People Lab, National Taiwan University (HLHP-NTU), en teléfonos inteligentes y relojes inteligentes para recopilar datos sobre las respuestas psicológicas y fisiológicas en tiempo real de los usuarios e información ambiental. Se propuso un método de investigación flexible e integrado porque puede ser difícil medir los aspectos multidimensionales de los datos personales en estudios in situ en la investigación de paisajes y recreación al aire libre. Se utilizó un estudio in situ realizado en 2020 en el campus de la Universidad Nacional de Taiwán como ejemplo de aplicación. Se utilizó un conjunto de datos de 385 participantes después de excluir muestras no válidas. Durante el experimento, se pidió a los participantes que caminaran por el campus durante 30 minutos cuando se midieron sus elementos de frecuencia cardíaca y escala psicológica, junto con varias métricas ambientales. Este trabajo tuvo como objetivo proporcionar una posible solución para ayudar a los estudios in situ a rastrear las respuestas humanas en tiempo real que coinciden con los factores ambientales. Debido a la flexibilidad de la aplicación, su uso en dispositivos portátiles muestra un excelente potencial para estudios de investigación multidisciplinarios.
Introduction
Recopilación de datos en tiempo real
En la vida diaria, las personas se benefician del entorno físico de muchas maneras. Por ejemplo, se han encontrado ampliamente resultados positivos, como la restauración psicológica1 y la restauración de la frecuencia cardíaca2. Además, se discutieron las relaciones entre los factores ambientales, como la temperatura y la humedad, y la salud mental 3,4. Los estudios también han explorado los vínculos entre las respuestas fisiológicas y psicológicas, como la frecuencia cardíaca y el estrés 5,6,7,8. Una amplia gama de evidencia de beneficios psicológicos y fisiológicos de la exposición a la naturaleza ha sido encontrada en estudios de laboratorio bien controlados 9,10, que pueden no haber representado los diversos factores influyentes en el campo. Por lo tanto, para medir las relaciones entre las respuestas humanas en tiempo real, los estudios in situ se consideran mejores para reflejar la experiencia del escenario de la vida real y las reacciones a los ambientes que las simulaciones de laboratorio11. Además, las reacciones humanas a los ambientes pueden depender del contexto12. Dada la importancia de comprender la relación entre la salud psicológica y fisiológica de las personas y la calidad ambiental, se necesita urgentemente una medición de autoseguimiento en tiempo real que pueda recopilar diversas medidas de información.
Las evaluaciones ecológicas momentáneas (EMA) o los métodos de muestreo por experiencia (MEDs) pueden representar soluciones para estudios in situ13,14. Las EMA y ESM tienen como objetivo evaluar las respuestas momentáneas de los humanos in situ en escenarios de la vida real15. Mediante la adopción de técnicas de autoseguimiento, las respuestas, reacciones y experiencias in situ se pueden medir de forma fresca14. Los participantes son notificados a través de señales, como textos o notificaciones, para implementar evaluaciones en los llamados esquemas de muestreo contingente de señales15. El término "EMA" se utiliza principalmente en estudios relacionados con la salud13, mientras que "ESM" tiende a ser utilizado en estudios de ocio y recreación al aire libre16. No obstante, los términos se han utilizado ocasionalmenteindistintamente 12.
La posibilidad de aplicar EMAs a estudios de investigación ambiental fue discutida por Beute et al.12, quienes señalaron que permitirían abordar una mayor variedad de ambientes que simplemente "naturales" o "urbanos". Por ejemplo, al adoptar la medición ambulatoria (como a través del rastreo de ubicación GPS), las respuestas fisiológicas durante una caminata pueden compararse con conjuntos de datos de ubicación en tiempo real, proporcionando una resolución espacial más rica de los tipos de entorno y las características ambientales7. Además, la recopilación de datos en tiempo real permitida por las EMA garantiza una alta validez ecológica, proporcionando un punto de vista complementario de los estudios de laboratorio.
Cada vez más estudios empíricos in situ han adoptado dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes para monitorear el estado de salud personal en la vida diaria y con fines de investigación17,18,19,20. La adopción de ambos dispositivos puede proporcionar más ventajas que usar solo un teléfono inteligente12. En primer lugar, el tiempo de acceso con los relojes inteligentes fue más corto que con los teléfonos21, lo que puede reducir la carga de interrupción. En segundo lugar, los relojes proporcionan una mayor cercanía corporal que los teléfonos inteligentes22, y los teléfonos se pueden utilizar como bases de datos momentáneas para guardar y cargar datos. En tercer lugar, los relojes inteligentes hoy en día ofrecen múltiples sensores para diferentes parámetros, como la variabilidad de la frecuencia cardíaca, los electrocardiogramas (ECG) y la presión arterial 23,24,25,26,27. Los aspectos individuales y generales de las respuestas humanas pueden inferir ciertas actividades12. Finalmente, los teléfonos inteligentes generalmente se llevan en el bolsillo para estudios basados en teléfonos inteligentes, y cuando se trata de los cuestionarios, se debe hacer un trabajo adicional en comparación con el caso de los relojes inteligentes.
Sin embargo, pocos estudios han explorado las relaciones entre los resultados psicológicos y fisiológicos y la información ambiental. Por lo tanto, este estudio muestra la adopción de una aplicación no comercial de desarrollo propio, HealthCloud, en dispositivos portátiles, como relojes inteligentes y teléfonos inteligentes, para recopilar información psicológica, fisiológica y ambiental en tiempo real.
La aplicación de desarrollo propio y los dispositivos portátiles
La aplicación para su uso en dispositivos portátiles fue desarrollada por el Laboratorio de Paisajes Saludables y Personas Saludables de la Universidad Nacional de Taiwán (HLHP-NTU), para proporcionar formas más accesibles y flexibles de rastrear las respuestas humanas y los datos ambientales, lo que permite a los investigadores analizar más a fondo las relaciones entre la salud humana y la información ambiental (Figura 1).
La aplicación, basada en iOS, proporciona múltiples tareas y funciones pasivas de recopilación de datos. La aplicación recopila datos autoinformados en el reloj inteligente, como elementos a escala psicológica medidos a través de preguntas Pop Quiz en las que los usuarios pueden calificar sus respuestas de una a cinco estrellas para una evaluación rápida y fácil. Este tipo de intervención de preguntas puede considerarse un tipo de Micro interacción-EMA (μEMA)-un método de recolección de datos in situ que requiere menos atención y tiene una mayor tasa de respuesta que el smartwatch-EMA28. Los datos de respuesta fisiológica monitoreados por sensores, incluida la frecuencia cardíaca, la variabilidad de la frecuencia cardíaca y el nivel de saturación de oxígeno en la sangre, se pueden medir utilizando las funciones del iOS. La frecuencia cardíaca se mide a través del sensor cardíaco óptico del reloj inteligente utilizando una técnica llamada fotopletismografía29. La aplicación detecta la cantidad de flujo sanguíneo utilizando luces LED verdes con fotodiodos sensibles a la luz, y también se calculan los latidos del corazón por minuto. La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) y la concentración de oxígeno en sangre (SpO2) se pueden detectar utilizando aplicaciones. Para el teléfono inteligente, las tareas, como la prueba de Stroop (Figura 2B), la tarea de captura de imágenes (Figura 2C) y la tarea de sonido ambiental (Figura 2D), los datos de las condiciones ambientales, incluida la humedad relativa, el clima y la altitud, se recopilan pasivamente de varias interfaces de programación de aplicaciones.
Figura 1: Descripción general de la aplicación. Las funciones de la aplicación en el reloj inteligente, el teléfono inteligente y la base de datos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Las tareas de la aplicación. Ejemplos de las tareas que se pueden usar en la aplicación: de izquierda a derecha, hay (A) La pregunta emergente. (B) La prueba de Stroop. (C) La tarea de captura de imágenes. (D) La tarea de sonido ambiental. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Todos los datos se cargarán en el sitio web de backend (acceso a investigadores cooperativos, ver Tabla de materiales). El sitio web proporciona varias funciones principales: una visualización de mapa que muestra las ubicaciones actuales y la frecuencia cardíaca de los usuarios (Figura 3), una hoja de datos para navegar y extraer datos (Figura 4) y configuraciones de tareas para modificar la frecuencia, la prioridad y el contenido de las tareas (Figura 5). Con una flexibilidad tan grande y una amplia gama de mediciones, los investigadores pueden seleccionar fácilmente las funciones de tarea previamente establecidas de acuerdo con los objetivos de la investigación. Además, la aplicación puede beneficiar tanto a los usuarios como a los investigadores. La aplicación proporciona sus informes de salud y trayectorias de ubicación GPS (Figura 6) de acuerdo con las preguntas que han respondido y las rutas elegidas. Por lo tanto, pueden obtener una idea rápida de su estado de salud en el día y seguir rastreando sus datos de salud.
Figura 3: El mapa que se muestra en la base de datos de la aplicación. La visualización del mapa de la base de datos de la aplicación proporciona información actual, incluidas las ubicaciones y la frecuencia cardíaca, a los investigadores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: Hoja de datos en la base de datos de la aplicación. El informe de datos del mapa de visualización en la base de datos de la aplicación, en el que los datos se pueden exportar filtrando el identificador de hora, campo o probador. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5: La configuración de la tarea en la base de datos de la aplicación. Las prioridades de las tareas, los intervalos de tiempo, el idioma y el contenido de los cuestionarios se pueden modificar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 6: El informe de estado para los usuarios de la aplicación. Después de usar la aplicación, el usuario puede recibir un conjunto de resultados individuales generados automáticamente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Estudio representativo
Para mostrar la integración de diversas dimensiones de la recopilación de datos utilizando la aplicación en teléfonos inteligentes y relojes inteligentes, se realizó un estudio in situ en 2020 en el campus de la Universidad Nacional de Taiwán en la ciudad de Taipei, Taiwán. Los participantes para el estudio fueron reclutados en la página de fans de las redes sociales de la Universidad Nacional de Taiwán a través de un formulario en línea 1 semana antes del experimento. El formulario incluía el propósito de la investigación, el proceso, la ubicación, las condiciones de participación, un diagrama esquemático del dispositivo de investigación que se usaría y un espacio para que los lectores indicaran su voluntad de participar y el momento en que podrían hacerlo. Después de la finalización, los participantes fueron notificados de la hora exacta y la ubicación de su experimento por correo electrónico 2 días antes del horario. Dado que la investigación examina los cambios psicológicos, la fisiología, la actividad física (caminar) y la percepción del sonido y el color, los participantes cumplieron con las siguientes condiciones: (1) entre 20 y 36 años de edad, (2) buena salud física y mental, (3) no estar en uso regular de medicamentos que afectan el sistema nervioso central, (4) no estar embarazada o amamantando, (5) no tener antecedentes de enfermedad cardiovascular, (6) puede caminar más de 30 minutos a pie, (7) ser capaz de identificar un color.
El día del experimento, los participantes recibieron un conjunto de teléfonos inteligentes y relojes inteligentes, y un mapa de ruta. Los investigadores presentaron una explicación uniforme a los participantes del propósito de la investigación, el proceso de investigación, los dispositivos portátiles y los asuntos que requieren atención en el proceso de investigación. Durante la caminata, las respuestas psicológicas se evaluaron utilizando una tarea Pop Quiz cada 5 minutos, y las respuestas fisiológicas, como la frecuencia cardíaca, se midieron cada minuto por sensores en el reloj inteligente. Después del experimento, los participantes fueron compensados con una tarjeta de regalo equivalente a 200 NTD (~ 7 USD).
Para la medición psicológica, este estudio consideró las preferencias del paisaje y dos aspectos de la Escala Restaurativa Percibida VersiónCorta 30, a saber, "estar lejos" y "fascinación". Estos aspectos se midieron pidiendo a los participantes que calificaran las declaraciones "Este es un lugar que está lejos de las demandas cotidianas y donde podría relajarme y pensar en lo que me interesa" y "Ese lugar es fascinante; es lo suficientemente grande como para que yo descubra y sienta curiosidad por las cosas." en una escala Likert de cinco puntos de (1) "totalmente en desacuerdo" a (5) "totalmente de acuerdo" para medir las percepciones individuales de los factores restaurativos del medio ambiente basado en la teoría de la restauración de la atención31. La preferencia del paisaje se evaluó utilizando una escala Likert de cinco puntos con la única pregunta: "¿Cuánto te gusta el entorno, por la razón que sea?" de (1) "muy poco" a (5) "mucho". El cuestionario se envió utilizando la tarea "Pop Quiz" con un intervalo de tiempo de 5 minutos, lo que significa que los participantes recibieron el cuestionario cada 5 minutos.
Para la medición fisiológica, se utilizó la frecuencia cardíaca (FC) al caminar para representar los resultados fisiológicos de los participantes con un intervalo de tiempo de 1 minuto. La información ambiental, incluidos los datos GPS (latitud y longitud), la temperatura, la humedad relativa, la velocidad del viento y el grado del viento, se recopilaron a través del teléfono inteligente.
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Protocol
Todo el protocolo sigue las instrucciones de la Oficina del Comité de Ética de Investigación de la Universidad Nacional de Taiwán para realizar experimentos relacionados con humanos. Durante el reclutamiento de participantes, los candidatos fueron informados de sus instrucciones y derechos y los riesgos del experimento tanto en el habla como en la escritura, y se recopilaron los formularios de consentimiento firmados. La aplicación se puede instalar en teléfonos inteligentes y relojes inteligentes (consulte la Tabla de materiales).
1. Preparación del experimento psicológico y fisiológico
- Obtener la información de los sitios experimentales para la programación de la actividad.
- Diseñar procedimientos experimentales de acuerdo con el sitio en el que se aplica el protocolo.
- Obtener aprobación ética.
- Prepare una introducción al experimento para el reclutamiento de participantes y las instrucciones de procedimiento.
NOTA: Las instrucciones incluyen tareas que los participantes realizarán y qué hacer y qué no hacer durante el experimento. - Cree un nuevo nombre de campo en el sitio web backend de la aplicación HealthCloud para sellar los datos de destino.
- Inicie sesión en el sitio web de backend.
NOTA: El acceso al sitio web ahora está limitado a los investigadores cooperativos. - Agregue un nuevo nombre de campo en Establecer campo en Administración de administración en la base de datos de la aplicación para marcar los datos recopilados durante el experimento (figura 7).
NOTA: Los datos de destino se pueden reconocer y extraer fácilmente en la hoja de datos (Figura 5).
- Inicie sesión en el sitio web de backend.
- Importe los elementos del cuestionario en la configuración.
- Inicie sesión en el sitio web de backend.
- En Administración > configuración, haga clic en el botón Seleccionar archivo para cargar cuestionarios en el formato dado (Tabla 1).
NOTA: En la Tabla 1, la primera columna es donde se deben completar las preguntas en inglés; la segunda es para la versión china, y la tercera columna es donde se puede completar el indicador de pregunta. Si el usuario recibe la pregunta en inglés o chino depende del idioma del teléfono inteligente. En el presente estudio, el idioma de todo el sistema se estableció en chino; por lo tanto, las preguntas estaban en chino.
- Establezca el intervalo de tiempo para las preguntas de Pop Quiz (los cuestionarios).
- Inicie sesión en el sitio web de backend.
- En Administración > configuración, establezca el intervalo de tiempo eligiendo el número de minutos en "Período de prueba pop" (Figura 5).
NOTA: En el presente estudio, el intervalo de tiempo para las repeticiones de la tarea Pop Quiz fue de 5 min, pero podría establecerse entre 1 min y 72 h.
2. Reclutamiento de participantes
- Reclute participantes usando instrucciones introductorias.
NOTA: Los participantes fueron reclutados a través de una encuesta en línea en el presente estudio. A los participantes se les proporcionó un teléfono inteligente y un reloj inteligente (consulte la Tabla de materiales), independientemente de si tenían sus propios dispositivos. - Excluya a los participantes que no tengan entre 20 y 36 años, estén embarazadas o amamantando, sean daltónicos y tengan enfermedades relacionadas con el olfato.
- Presentar el contenido completo del experimento, incluido el propósito de la investigación, los métodos y procedimientos de investigación experimental, los requisitos experimentales, los riesgos potenciales del experimento, los beneficios para los participantes y los derechos de los participantes.
- Obtener el consentimiento por escrito de los participantes.
3. Preparación de dispositivos portátiles y la aplicación
- Descargue la aplicación HealthCloud en la App Store.
- Asegúrese de que las herramientas mencionadas estén listas para su uso, tengan una buena duración de la batería, funcionalidad GPS y señales de Internet estables en el sitio.
- Examine los procedimientos operativos de la aplicación para verificar la función de frecuencia cardíaca.
- Inicie sesión en la aplicación en el teléfono creando una cuenta (Figura 8A).
- Asegúrese de que toda la información en tiempo real, incluida la frecuencia cardíaca, la ubicación (latitud y longitud), la elevación, el clima, la distancia que el usuario se ha movido desde que comenzó y la duración desde que se inició la aplicación, se recopile correctamente en la página principal de la aplicación en el teléfono inteligente (Figura 8B).
- Al presionar Establecer medidas en la página de configuración, seleccione el Nombre de campo creado de antemano y nombre a los participantes de acuerdo con su "Número de prueba". (Figura 8C).
- Una vez que los dispositivos estén configurados, instruya verbalmente a los sujetos con la siguiente redacción sobre cómo usar tanto el reloj inteligente como el teléfono inteligente para una evaluación adecuada.
- Presione Inicio en el reloj inteligente para comenzar a recopilar información fisiológica y ambiental (Figura 8D).
NOTA: El reloj notificará las tareas vibrando cinco veces durante la caminata. - Una vez recibidas las tareas, siga las instrucciones del reloj.
- Para comenzar a realizar la tarea, pulse OK! y siga las instrucciones que aparecen en la pantalla del reloj.
- Para la tarea Pop Quiz, califique las declaraciones de 1 a 5 estrellas para responder a los elementos de la escala psicológica y presione Enviar para terminar de medir.
- Para las tareas "Toma de fotos", "Prueba de stroop" y "Voz", abra la aplicación HealthCloud en el teléfono y siga las instrucciones.
- Para la tarea HRV, abra la aplicación Breathe e inícielo haciendo clic en Inicio. Se cargarán los datos de HRV.
- Para la tarea SpO2, abra la aplicación Blood Oxygen en el reloj y comience a medir haciendo clic en Start. El resultado será cargado.
NOTA: Antes de la caminata, recuerde a los participantes con las siguientes instrucciones: Durante la caminata, recibirá preguntas sobre los elementos de la escala psicológica en un orden aleatorio, con un intervalo de tiempo designado. Por favor, no modifique ninguna configuración en el teléfono o reloj durante la caminata. Si se produce algún error, informe a los instructores de inmediato.
- Presione Inicio en el reloj inteligente para comenzar a recopilar información fisiológica y ambiental (Figura 8D).
4. Recopilación de datos
- Solicite las identificaciones personales de los participantes para depositarlas a cambio de relojes inteligentes y teléfonos inteligentes.
- Recuerde verbalmente a los participantes que se relajen y disfruten de la caminata con la siguiente frase: "Durante el experimento, relájese y disfrute de toda la caminata; Camina como si no estuvieras en un experimento".
- Después de la caminata, recoge los dispositivos y presiona Salir y Calc para terminar el experimento.
- Proporcione a los participantes una tarjeta de regalo equivalente a 200 NTD.
5. Análisis de datos
- Recupere datos del sitio web backend de la aplicación.
- Inicie sesión en el sitio web de backend. Extraiga los datos de investigación de la hoja de datos filtrando la hora, el campo y el ID del probador.
- Presione Exportar CSV para descargar el conjunto de datos (Figura 4).
- Realizar análisis estadísticos descriptivos utilizando software estadístico (ver Tabla de materiales).
| Pregunta (Inglés) | Pregunta (chino) | Indicador | ||
| Ese es un lugar que está lejos de las demandas cotidianas y donde podría relajarme y pensar en lo que me interesa. |   |
Estar lejos | ||
| Ese lugar es fascinante; Es lo suficientemente grande como para que yo descubra y sienta curiosidad por las cosas. |   |
Fascinación | ||
| ¿Cuánto te gusta el entorno, por la razón que sea? |  |
Preferencia | ||
Tabla 1: El formato de las preguntas de Pop Quiz. Los ítems de la escala psicológica adoptados en este estudio fueron utilizados como ejemplo para presentar el formato de las preguntas del Pop Quiz.
Figura 7: Configuración de "Nombre de campo". En el sitio web de backend, es necesario escribir el nuevo nombre de campo en negro y luego hacer clic en Agregar para marcar los datos de destino. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 8: Los procedimientos operativos de la aplicación. Inicio de sesión de los usuarios. (A) Interfaz de inicio de sesión de la aplicación en el reloj inteligente; en el reloj inteligente se inicia en (B). (C) La página principal de la aplicación, donde se mostraron los datos en tiempo real. (D) La medición se configuró para cambiar el "Nombre de campo" y el "Nº de prueba". Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Representative Results
La muestra original consistía en 423 individuos, de los cuales 18 tuvieron que ser excluidos debido a la mala calidad de los datos debido a la inestabilidad de la versión beta de la aplicación y otros 20 no completaron todas las preguntas de Pop Quiz. Esto condujo a una frecuencia de muestreo efectiva de 0,91. Se reclutó un conjunto de datos de 385 estudiantes (213 mujeres y 172 hombres) de la Universidad Nacional de Taiwán. Los participantes tenían entre 20 y 36 años de edad (M = 23,38, SD = 2,268). En cuanto a sus estados psicológicos, se recogieron 514 calificaciones de preferencia (PREF, M = 3.74, SD = 1.033), 548 calificaciones de estar ausente (AWAY, M = 3.51, SD = 1.101) y 523 calificaciones de fascinación (FSCN, M = 3.30, SD = 1.135). Para las respuestas fisiológicas (es decir, frecuencia cardíaca, FC), se recolectaron 14.253 puntos de datos (Unidad = latidos por segundo, M = 107,83, SD = 15,002). En cuanto a la información ambiental, 14.253 puntos de datos relacionados con la latitud GPS (LAT, M = 25.018, SD = 0.002) y longitud (LONG, M = 121.539, SD = 121.533), 14,253 relacionados con la temperatura (TEMP; Unidad = grado Celsius, M = 33,87, SD = 1,517), 14.253 relacionados con la humedad relativa (HR; Unidad = porcentaje, M = 63.25, SD = 6.603), 14,253 relacionado con la velocidad del viento (WS; Se recogieron unidades = metros por segundo, M = 3,58, SD = 1,788) y 12.232 relacionados con el grado del viento (WD, M = 232,26, SD = 82,952) (Tabla 2). Con estos datos, las variables de diferentes dimensiones pueden ser analizadas estadísticamente para verificar las relaciones a su vez.
| Dimensiones | Artículos | N | Significar | SD | MIN | .MAX | |
| Respuestas psicológicas | PREF | 514 | 3.74 | 1.033 | 1 | 5 | |
| LEJOS | 548 | 3.51 | 1.101 | 1 | 5 | ||
| FASCN | 523 | 3.3 | 1.135 | 1 | 5 | ||
| Respuestas fisiológicas | HR | 14,253 | 107.83 | 15.022 | 65 | 190 | |
| Información medioambiental | LAT | 14,253 | 25.018 | 0.002 | 25.012 | 25.024 | |
| LARGO | 14,253 | 121.539 | 0.002 | 121.533 | 121.544 | ||
| TEMP | 14,253 | 33.87 | 1.517 | 28.73 | 28.79 | ||
| RH | 14,253 | 63.25 | 6.603 | 50 | 89 | ||
| WS | 14,253 | 3.58 | 1.788 | 0.5 | 7.7 | ||
| Enana blanca | 12,232 | 232.26 | 82.952 | 40 | 360 | ||
Tabla 2: Estadística descriptiva de los datos psicológicos, fisiológicos y ambientales. 1. PREF = preferencia; 2. LEJOS = estar lejos; 3. FASCN = fascinación; 4. LAT = latitud de la ubicación GPS; 5. LONG = Longitud de la ubicación GPS; 6. FC = frecuencia cardíaca; 7. TEMP = temperatura; 8. HR = humedad relativa; 9. WS = velocidad del viento; 10. WD = dirección del viento.
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Discussion
Propósitos del estudio y hallazgos significativos
Los dispositivos portátiles, como teléfonos inteligentes y relojes inteligentes, han sido ampliamente utilizados para investigar indicadores fisiológicos o síndromes 32,33,34, estados psicológicos22,35; Información ambiental, o comportamientos18,36. La mayoría de las aplicaciones de dispositivos inteligentes se han centrado en un aspecto de la información personal. Hasta donde sabemos, el presente trabajo es uno de los pocos que proporciona una evaluación integrada y flexible de los datos psicológicos, fisiológicos y ambientales. Además, a diferencia de los estudios que han utilizado sólo teléfonos inteligentes como herramientas de investigación35,37, este protocolo aprovechó el reloj inteligente para proporcionar cuestionarios móviles para la evaluación del estado psicológico actual y medir de cerca los datos fisiológicos. Por otro lado, los teléfonos inteligentes se utilizaron para el almacenamiento, procesamiento y transferencia de datos.
Pasos cruciales en el protocolo
Para seguir el protocolo, es crucial considerar la actividad y el calendario de las actividades que se pretende incluir. El contenido de la actividad puede afectar la precisión de los sensores en el reloj inteligente. Durante la caminata, por ejemplo, el uso de relojes inteligentes para recopilar la frecuencia cardíaca mostró una gran validez; sin embargo, la validez disminuyó a medida que aumentaba la intensidad38. En segundo lugar, las instrucciones detalladas para los dispositivos portátiles y la aplicación pueden ayudar a obtener resultados estandarizados. El funcionamiento incorrecto de los dispositivos afectó su recopilación de datos. En nuestro caso, es posible que sea necesario ampliar las instrucciones para la aplicación y los dispositivos, y se deben incluir soluciones para problemas comunes. Aunque se incluyeron instrucciones completas para la aplicación y los dispositivos, es posible que se necesite un período más prolongado para que los participantes se familiaricen con estos elementos. Los participantes que no poseían estos dispositivos pueden tener dificultades inicialmente, causando efectos adversos de novedad; Sin embargo, los resultados de estudios previos que abordan la novedad de los teléfonos inteligentes mostraron que los participantes que usan un teléfono prestado se involucran más que los que usan el suyo propio39. Finalmente, en este protocolo, los estados psicológicos se midieron utilizando el reloj inteligente, y el intervalo entre los cuestionarios se estableció de acuerdo con los objetivos del estudio. En estudios previos a largo plazo que van de 2 a 10 semanas utilizando teléfonos inteligentes como intervención de salud, las intervenciones se establecieron para ocurrir varias veces al día40,41; En el estudio a corto plazo, sin embargo, todo el experimento tardó menos de 1 hora en terminar, con un intervalo de intervención de 5 minutos. La alta frecuencia de las tareas puede afectar la experiencia in situ de las personas.
Ventajas y limitaciones del protocolo y las herramientas de investigación
Una ventaja de la aplicación es que, al usarla, varias dimensiones de información en tiempo real, incluidos los datos psicológicos, fisiológicos y ambientales, se pueden rastrear simultáneamente y cargar automáticamente. Por ejemplo, los investigadores pueden diseñar sus cuestionarios escritos en cualquier idioma. La intensidad de la medición se puede ajustar con un alto grado de libertad modificando el intervalo de tiempo para la entrega de tareas. Los participantes pueden recibir tareas en el reloj inteligente; Mientras responden preguntas o completan pruebas, su frecuencia cardíaca, ubicación espacial y datos meteorológicos se recopilan y cargan continuamente en la base de datos. También se pueden analizar todos los datos personales con información útil, como los datos de tiempo y ubicación para rastrear su entorno o los atributos físicos del entorno.
Una limitación de las herramientas de investigación, la aplicación y los dispositivos es que actualmente solo está disponible en iOS. Esto puede restringir la usabilidad de este protocolo. Además, los tamaños de los relojes inteligentes pueden dificultar su lectura para poblaciones específicas, como los adultos mayores. Sin embargo, los dispositivos portátiles en la respuesta humana y los estudios ambientales han crecido notablemente42,43,44, y son asequibles en comparación con los instrumentos médicos utilizados para la recopilación de datos fisiológicos. Recopilan una mayor cantidad y una gama más completa de datos que los teléfonos inteligentes por sí solos45. Por lo tanto, los estudios que buscan examinar los escenarios de la vida cotidiana tendrán ventajas significativas en la conveniencia y la recolección continua de datos12,45. Otra limitación de la aplicación es que los datos meteorológicos, recopilados en función de la información disponible más cercana, son los mismos para todos los participantes si sus ubicaciones geográficas son relativamente cercanas. Sin embargo, las relaciones y comparaciones entre sujetos de diferentes sitios o en diferentes fechas aún pueden investigarse de manera factible.
Resumen y estudios futuros
Este estudio muestra el potencial de adoptar la aplicación en dispositivos portátiles como herramienta de investigación. De acuerdo con el protocolo (un conjunto de procedimientos pioneros), se midieron y analizaron con éxito tres dimensiones de la información. Los investigadores pueden medir subjetiva y objetivamente la relación humano-medio ambiente siguiendo, ampliando o adaptando el protocolo. Esto representa un medio único y eficiente para realizar estudios longitudinales o transversales. Los estudios futuros pueden enfatizar la calidad del entorno físico, un factor esencial en los estudios de paisaje, para abordar los factores que este protocolo no mencionó. Como resultado, la medición objetiva de la calidad ambiental, por ejemplo, mediante la evaluación de estructuras de paisaje en fotos ambientales recopiladas utilizando tareas de captura de imágenes en la aplicación, se hace posible. Además, el protocolo también se puede aplicar a diferentes poblaciones o sitios. Con este conjunto de procedimientos estandarizados, la escala del estudio se puede ampliar a escalas regionales o nacionales en lugar de centrarse simplemente en un sitio.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
El Consejo de Agricultura de Taiwán financió el proyecto de investigación y el desarrollo de la aplicación HealthCloud de 2018 a 2020 [109 ciencias agrícolas - 7.5.4-suplementario-# 1 (1)] ([109 
-7.5.4--
# 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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