Artykuł metodologiczny

Nowatorska platforma cyfrowa dla monitorowanego programu domowej rehabilitacji kardiologicznej

DOI:

10.3791/59019

⸱

19 kwietnia 2019

 ,  , 
1O2 Hadassah Cardiac Rehabilitation Center, Hadassah Medical Center Mount Scopus, Jerusalem, Israel, 2Coronary Care Unit, Hadassah Medical Center Mount Scopus, Jerusalem, Israel

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Celem jest promowanie nowego podejścia do rehabilitacji kardiologicznej (CR), wykorzystującego unikalny system zdalnego monitorowania pacjentów, który umożliwi świadczeniodawcom opieki zdrowotnej monitorowanie pacjentów z CR w domu przy niskich kosztach, z zamiarem zwiększenia dostępności usług CR i poprawy zgodności. Badanie jest obecnie w toku.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pomimo dowodów na to, że rehabilitacja kardiologiczna (CR) zmniejsza ryzyko nawrotów zdarzeń sercowych, tylko mniejszość uprawnionych pacjentów jest skłonna dołączyć do istniejących programów w ośrodkach rehabilitacji kardiologicznej. Prezentowany tutaj unikalny system zdalnego monitorowania pacjentów umożliwia pracownikom służby zdrowia monitorowanie pacjentów z CR w domu w czasie rzeczywistym i przy niskich kosztach. System łączy w sobie technologię mobilną, sztuczną inteligencję i usługi wspomagające, rozszerzając świadczenie opieki medycznej do domu pacjenta. Głównym celem badania jest zwiększenie długoterminowego przestrzegania aktywności fizycznej u pacjentów, którzy uczestniczą w CR, poprzez dodanie domowego, cyfrowo monitorowanego komponentu CR do standardowego programu CR u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca (IHD), z myślą o kształtowaniu nowych nawykowych zachowań zdrowotnych i zwiększaniu długoterminowej motywacji do ćwiczeń fizycznych (PE) w domu. Drugorzędnymi celami są ocena wpływu programu na poziom aktywności fizycznej mierzony średnią liczbą kroków dziennie, minutami ćwiczeń w tygodniu, ciśnieniem krwi, parametrami metabolicznymi, wskaźnikiem masy ciała i stosunkiem talii do bioder, a także kwestionariuszem jakości życia (QoL). Badanie składa się z dwóch ramion: (1) monitorowanych ćwiczeń w domu z wykorzystaniem inteligentnej cyfrowej odzieży i opaski na rękę, a także motywacji i wzmocnienia za pomocą wiadomości tekstowych; (2) standardowe ćwiczenia CR oparte na obiekcie. Projekt badania jest randomizowanym, kontrolowanym badaniem porównującym standardowe CR z domowym programem monitorowania i wzmacniania. Program studiów jest przewidziany na 12 tygodni. Badania kliniczne i pomiary antropometryczne są wykonywane przed i po badaniu, mierząc wzrost, wagę, obwód talii, trzewną tkankę tłuszczową i wskaźnik masy ciała (BMI), ciśnienie krwi oraz HbA1c i profil lipidowy. Pacjenci muszą wypełnić ankietę wyjściową obejmującą charakterystykę społeczno-demograficzną i kwestionariusz jakości życia SF-36. Pod koniec badania pacjenci wypełniają ankietę dotyczącą wykorzystania korzyści i użyteczności inteligentnej odzieży cyfrowej. Badanie jest obecnie w toku.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Regularne ćwiczenia są ważną metodą zapobiegania i leczenia chorób układu krążenia1,2,3,4,5,6. Ćwiczenia obniżają ryzyko progresji choroby naczyniowej i znacznie obniżają ryzyko zachorowalności i śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych7,8,9,10. Aktywność fizyczna (PA) poprawia również dysfunkcję śródbłonka i przywraca plastyczność tętnic6,11. W przypadku pacjentów wypisywanych ze szpitala z rozpoznaniem choroby niedokrwiennej serca programy CR są ważnym narzędziem promowania zdrowia1,9. Jednak pomimo dowodów na to, że CR zmniejsza ryzyko nawrotów zdarzeń po ostrych zespołach wieńcowych, tylko mniejszość kwalifikujących się pacjentów jest skłonna dołączyć do istniejących programów w ośrodkach rehabilitacji kardiologicznej12,13. Przyczyn takiego stanu rzeczy jest wiele – brak czasu i motywacji, duża odległość między domem a centrum CR oraz niewygodna dostępność. Bez względu na przyczynę, pacjenci ci są bardziej narażeni na nawracające zdarzenia i hospitalizacje, co prowadzi do zmniejszenia szans na przeżycie i jakości życia przy wysokich kosztach. Aby temu zapobiec, konieczne jest znalezienie alternatywnego programu dla pacjentów, którzy nie mogą uczestniczyć w tradycyjnym programie rehabilitacji. Najnowsze osiągnięcia w technologii mobilnej umożliwiają nowatorskie podejścia do zdalnego prowadzenia i wspierania tych pacjentów na bieżąco przy stosunkowo niskich kosztach14,15,16,17,18,19. Hipoteza badania jest taka, że nowatorskie podejście polegające na wykorzystaniu urządzeń do zdalnego monitorowania pacjenta umożliwi wygodniejszą metodę zwiększenia udziału w CR przy jednoczesnym osiągnięciu wyników zbliżonych do wyników tradycyjnej rehabilitacji kardiologicznej.

Badanie ma dwie części, a mianowicie: (1) monitorowane ćwiczenia w domu z wykorzystaniem inteligentnego cyfrowego ubrania i opaski na rękę, a także motywację i wzmocnienie za pomocą wiadomości tekstowych; (2) standardowe ćwiczenia CR w placówce ze standardowymi instrukcjami dotyczącymi ćwiczeń w domu, bez użycia odzieży lub opaski na rękę.

Testowana technologia medyczna łączy technologię mobilną, sztuczną inteligencję i usługi wspierające, aby rozszerzyć świadczenie opieki medycznej od rehabilitacji kardiologicznej do domu pacjenta, umożliwiając pacjentom lepsze zarządzanie swoim zdrowiem. Z myślą o potrzebach CR zaprojektowano kompletną strukturę cyfrową w trzech warstwach, w tym warstwę osobistą (pacjenta), warstwę wsparcia (trenera) oraz warstwę informacyjną (edukacja i poradnictwo, administracyjna) (ryc. 1). Program natychmiast rejestruje lekarzy, trenerów i pacjentów. Jest dostosowany do szeregu potrzeb, w tym aktywności fizycznej, zdrowia behawioralnego, leków i odżywiania, za pośrednictwem czatu, kanałów komunikacji wideo i audio między pacjentami a trenerami. Pacjenci noszący specjalną opaskę na nadgarstek i inteligentną odzież cyfrową (patrz tabela materiałów) będą mieli 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, wielokanałowy dostęp do swojego trenera za pośrednictwem telefonu komórkowego w celu uzyskania osobistego planu oraz wskazówek wideo i audio. Trener jest w stanie śledzić aktywność pacjenta przez cały czas, co prowadzi do dokładniejszego przestrzegania planów opieki i podejmowania zdrowszych decyzji (ryc. 2 i ryc. 3). Dostępna na rynku, ubieralna technologia śledzenia PE, która może łączyć dane PA użytkowników z siecią online (centrum sterowania), ma potencjał, aby częściowo zaspokoić zapotrzebowanie na innowacyjne metody20,21. Zaawansowany monitor fitness do noszenia na ciele (patrz tabela materiałów) będzie śledził tętno pacjenta i mierzył wykonane kroki, przebyty dystans, pokonane piętra, aktywne minuty, ćwiczenia, spalone kalorie, a także jakość snu. Bransoletka w badaniu (patrz Tabela Materiałów) została wybrana, ponieważ jest powszechnie używana w różnych badaniach22,23. Ponadto, dla populacji o ograniczonej zdolności funkcjonalnej, jest lepszy i bardziej odpowiedni, ponieważ jest bardziej wrażliwy na ruch24. Jeśli chodzi o częstotliwość próbkowania, próbki impulsowe są pobierane w sposób ciągły podczas aktywności i co minutę w ciągu dnia. Ponadto inteligentna odzież cyfrowa będzie noszona o określonych porach, aby umożliwić śledzenie różnych zmian elektrycznych serca zarejestrowanych przez EKG pacjenta (ryc. 4).

System składa się z trzech zintegrowanych komponentów, a mianowicie inteligentnej odzieży cyfrowej, która jest 12-odprowadzeniową odzieżą EKG, którą można prać w pralce, urządzenia do ciągłego zdalnego monitorowania i rejestrowania EKG, oraz serwera sztucznej inteligencji (AI) w chmurze, który jest oprogramowaniem opartym na chmurze/serwerze do zarządzania pacjentem i wykrywania zdarzeń parametrów życiowych (zobacz Tabelę Materiałów). Elektrody z tkaniny do noszenia są wytrzymałe i odporne na zakłócenia, dzięki czemu można ich używać przy minimalnym wpływie podczas normalnych codziennych czynności, w tym chodzenia, joggingu, siedzenia, prowadzenia samochodu, spania i ćwiczeń. Anatomiczne położenie elektrod w ubraniu jest takie samo, jak w przypadku elektrod podczas standardowego pomiaru EKG. Standardowe odprowadzenia kończyny I, II i III rejestrują różnice w potencjale elektrycznym między dwiema kończynami. Dodatkowe sześć jednobiegunowych przewodów rejestruje różnicę potencjału elektrycznego między elektrodą badającą a elektrodą umieszczoną centralnie na klatce piersiowej i obliczoną na podstawie średniej z zapisów kończyn (ryc. 4). Złącze w ubraniu to złącze HDMI (High-Definition Multimedia Interface), które jest podłączone do urządzenia EKG lub innych standardowych urządzeń EKG za pomocą zewnętrznego adaptera. Urządzenie jest miniaturowym EKG z wbudowanym procesorem zawierającym funkcje akwizycji, przechowywania danych, przetwarzania danych, akcelerometru, oddychania, temperatury ciała (IR) i Bluetooth (BT). Urządzenie działa jako pętla rejestratora EKG, zawierająca transmisję zdarzenia wyzwalającego pacjenta, transmisję EKG na żywo na żądanie lekarza przez określony czas oraz przyszłe automatyczne wykrywanie zdarzeń arytmii i niedokrwienia serca. Dokładność tętna inteligentnej odzieży wynosi od 10 do 300 ± 2 uderzeń na minutę, a częstotliwość urządzenia EKG wynosi 250 Hz. Urządzenie przesyła dane w czasie rzeczywistym do urządzenia komunikacyjnego (takiego jak smartfon lub tablet) z dedykowaną aplikacją mobilną za pośrednictwem komunikacji BT, dzięki czemu aplikacja może przekazać dane do serwera w celu profesjonalnego wglądu za pośrednictwem bezprzewodowego dostępu do Internetu (patrz tabela materiałów). Dane platformy są przechowywane zgodnie z Ustawą o prawdopodobieństwie i odpowiedzialności w ubezpieczeniu zdrowotnym (HIPAA) Reguła prywatności dla świadczeniodawców opieki zdrowotnej. Dane EKG pacjenta są przesyłane do chmury, szyfrowane i zabezpieczane cybernetycznie zgodnie z przepisami HIPPA.

Maksymalne tętno uczestnika jest określane podczas podstawowego testu wysiłkowego. Ćwiczenia aerobowe są wykonywane w sposób ciągły na poziomie 60%-70% rezerwy tętna uczestnika, przy użyciu zmodyfikowanej skali Borga do oceny odczuwanego wysiłku podczas i po każdej sesji treningowej. Prędkość i nachylenie bieżni lub opór i kadencja cyklu są dostosowywane w razie potrzeby, aby zapewnić osiągnięcie przypisanego tętna podczas każdej sesji treningowej. Ocena stopnia przestrzegania zaleceń lekarskich i wytrwałości pacjenta oraz stopnia zaangażowania pacjenta odbywa się w zależności od intensywności korzystania z czatu i ręcznego dostarczania danych, takich jak ciśnienie krwi.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Etyczna zgoda na badanie została uzyskana od komisji etycznej Hadassah Medical Center, Ein Kerem, Jerusalem (0306-17-HMO, MOH 2017-10-31_00073 4).

1. Projekt badania

  1. Ustal cel rekrutacji na 60 uczestników i podziel ich na dwie grupy na 3-miesięczny program.
    UWAGA: Analiza mocy mająca na celu wykazanie różnicy 2000 kroków dziennie u pacjentów interwencyjnych w porównaniu z pacjentami bez interwencji, z odchyleniem standardowym 2 500 kroków dziennie, przy mocy 80% i prawdopodobieństwie 0,05, wymaga 50 uczestników. Aby dostosować się do osób, które mogą zrezygnować z nauki, w każdej grupie zostanie zatrudnionych pięciu dodatkowych uczestników.
  2. Upewnij się, że uczestnicy są osobami dorosłymi w wieku powyżej 21 lat, z rozpoznaniem choroby niedokrwiennej serca (ostry zespół wieńcowy z rewaskularyzacją lub bez). Należy pamiętać, że kwalifikujący się kandydaci muszą być klinicznie stabilnymi pacjentami ambulatoryjnymi, którzy są w stanie wykonywać ćwiczenia fizyczne.
  3. Wyklucz uczestników z jakąkolwiek poważną lub nieuleczalną chorobą, która wykluczałaby kwalifikację do CR Klasyfikacji Funkcjonalnej New York Heart Association (NYHA) powyżej 2, zgodnie z ustaleniami kardiologa oceniającego w momencie przyjmowania. Nie należy również wykluczyć pacjentów planujących opuścić lokalizację geograficzną lub tych, którzy uczestniczą w innych randomizowanych badaniach kontrolowanych (RCT) oraz pacjentów, którzy nie są w stanie korzystać z przepisanej technologii lub nie mają interfejsu programowania Bluetooth/standardowej aplikacji (API, Apple, Android).
  4. Przeprowadzić ocenę wyjściową po uzyskaniu świadomej zgody i przed rozpoczęciem CR.
  5. Losowo przydziel uczestników w drodze loterii (metoda zapieczętowanej koperty) do różnych interwencji, a mianowicie do placówki CR lub domowej CR (HCR).
  6. Określ zmienne badania na podstawie pomiarów i kwestionariuszy uzyskanych przed i po interwencji. Oceń pomiary w czterech punktach czasowych (linia wyjściowa, 3 miesiące, 6 miesięcy, 12 miesięcy) i porównaj zmienne między grupą interwencyjną a kontrolną. Obliczaj porównania między grupami dla zmiennych ciągłych za pomocą niesparowanego testu t lub testu sumy rang Wilcoxona, podczas gdy zmienne jakościowe można porównywać za pomocą testu chi-kwadrat lub dokładnego testu Fishera dla małych liczb.
  7. Przeprowadź wewnątrzgrupowe porównania zmiennych w czterech punktach czasowych przy użyciu sparowanego testu t dla zmiennych ciągłych i testu McNemara dla zmiennych kategorycznych. Wykonuj wszystkie analizy statystyczne za pomocą SPSS.

2. Przygotowanie i zakończenie badania

  1. Wykonuj testy kliniczne i pomiary antropometryczne. Zmierz wzrost, wagę, obwód talii, tłuszcz trzewny i BMI, ciśnienie krwi oraz HbA1c i profil lipidowy pacjenta.
  2. Wypełnij ankietę socjodemograficzną (SF-36).
  3. Wykonaj stopniowany test wysiłkowy EKG przy użyciu protokołu Bruce'a.
  4. Projektuj zindywidualizowane programy ćwiczeń.
  5. Oceń intensywność ćwiczeń na pacjenta za pomocą metody rezerwy tętna.
  6. Wypełnij ankietę dotyczącą korzyści i użyteczności inteligentnej odzieży cyfrowej na końcu badania.

3. Pacjenci zgłaszający się do przychodni CR

  1. Uczestnicy pracujący w placówce
    1. Pozwól uczestnikom z placówki uczęszczać do obiektu dwa razy w tygodniu przez 1 godzinę przez okres 3 miesięcy.
    2. Poproś uczestników, aby ćwiczyli w domu, zgodnie z wytycznymi, przez co najmniej 150 minut ćwiczeń tygodniowo przy 60% docelowego tętna, z preferencją dla codziennych ćwiczeń.
  2. Uczestnicy HCR
    1. Przez pierwsze 6 tygodni uczestnicy HCR mogą uczęszczać do placówki dwa razy w tygodniu przez 1 godzinę, nosząc opaskę na nadgarstek (przez cały czas) i inteligentną odzież cyfrową (w określonych godzinach).
    2. Powiedz uczestnikom, że powinni wykonywać monitorowane ćwiczenia na swoim indywidualnym poziomie przez 5 dni w tygodniu, postępując zgodnie z instrukcjami znajdującymi się w aplikacji.
    3. Udzielanie wsparcia i pomocy w zakresie interwencji i osiągania celów.
    4. Przez następne 6 tygodni poproś uczestników, aby wykonywali monitorowane ćwiczenia zgodnie z instrukcjami znajdującymi się w aplikacji i upewnili się, że ćwiczą na swoich indywidualnych możliwościach przez 5 dni w tygodniu.

4. Procedura ćwiczeń

  1. Protokół treningowy oparty na placówce
    1. Połącz ćwiczenia oporowe i aerobowe w każdej sesji treningowej.
    2. Zmierz ciśnienie krwi pacjenta 3 razy, czyli przed, w trakcie i na końcu każdej sesji ćwiczeń.
    3. Niech uczestnik rozgrzewa się przez 5 minut.
    4. Ćwiczenia aerobowe przez 30 min.
      1. Miej uczestnika na rowerze przez 10 minut.
      2. Niech uczestnik będzie chodził na bieżni przez 15 minut.
      3. Niech uczestnik będzie wiosłował na rowerze ręcznym przez 5 minut.
    5. Poproś uczestnika o wykonanie treningu oporowego na siedmiu stacjach interwałowych z aktywnym odpoczynkiem: wiosłowanie, wyciskanie na klatkę piersiową, wyciskanie nóg, wyciskanie ramion, prostowanie nóg, podciąganie boczne w dół i zginanie nóg. Każde ćwiczenie składa się z jednej serii 15 powtórzeń.
    6. Niech uczestnik stopniowo ochłonie przez 5 minut.
    7. Monitoruj tętno za pomocą telemetrii EKG.
    8. Spraw, aby trening był stopniowo bardziej intensywny, zwiększając go z lekkiego (30% maksimum 1 powtórzenia [1RM]) do 50% 1RM.
  2. Domowy protokół treningowy
    1. Pozwól uczestnikowi uczęszczać do placówki CR dwa razy w tygodniu przez pierwsze 6 tygodni i zachęć go do wykonywania monitorowanych ćwiczeń 5 dni w tygodniu w domu.
    2. Zapewnij uczestnikowi opaskę do noszenia i inteligentną odzież cyfrową. Podczas gdy uczestnik przebywa w obiekcie, weź udział w sesjach twarzą w twarz w celu zapoznania się ze sprzętem i instrukcji, jak z niego korzystać.
    3. Poproś uczestnika, aby nosił opaskę na rękę przez cały czas, a inteligentną odzież cyfrową we wcześniej określonych godzinach.
    4. Przenoszenie pomiarów EKG przed, w trakcie i po chodzeniu pacjenta na bieżni.
    5. Poproś uczestnika, aby ćwiczył w domu zgodnie z instrukcjami podanymi w aplikacji lub cyfrowo za pośrednictwem czatu lub twarzą w twarz z koordynatorem. Udzielanie wsparcia i pomocy w zakresie interwencji i osiągania celów.
    6. Przez pozostałe 6 tygodni pozwól uczestnikowi ćwiczyć tylko w domu.
    7. Powiedz uczestnikowi, aby nosił inteligentną odzież dwa razy w tygodniu i przekazywał pomiary EKG przed, w trakcie i po wykonaniu proaktywnego chodzenia.
    8. Poproś uczestnika, aby wysłał ręczne pomiary ciśnienia krwi za pośrednictwem aplikacji, wykonane przed i po wykonaniu proaktywnego chodzenia.
    9. Upewnij się, że uczestnik codziennie przyjmował leki.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Obecnie do badania zrekrutowano 20 uczestników. W przypadku uczestników grupy badawczej inteligentna cyfrowa odzież i opaska na rękę są używane jako monitorowane urządzenia śledzące dla większości mierzonych zmiennych. Niektóre zmienne, takie jak spożycie pokarmu, poziom cukru i waga, są wprowadzane ręcznie przez pacjenta. Pacjenci w grupie badanej muszą nosić opaskę na nadgarstek przez większość dnia, a inteligentną odzież cyfrową dwa razy w tygodniu przez 30 minut przez 6 tygodni podczas pobytu w placówce CR i kolejne 6 tygodni w domu.

Aby przeprowadzić badanie, opaska na rękę służy do pomiaru wszystkich potrzebnych zmiennych fizjologicznych, a inteligentna cyfrowa odzież służy do wykonywania EKG. Oba urządzenia przesyłają dane pomiarowe do smartfona, który obsługuje aplikację przeznaczoną do zbierania danych i przesyłania ich bezpośrednio do systemu. System jest zaprogramowany do analizy, a następnie wykonania analizowanego materiału (Rysunek 1). Pulpit nawigacyjny ułatwia gromadzenie i wizualizację surowych i analizowanych danych (Rysunek 2).

Kombinacja dostępnych na rynku narzędzi do noszenia jest używana z systemem zdolnym do oceny i ilościowego określania różnych zmiennych, zaprojektowanym specjalnie do oceny pacjentów z sercem, którzy używają tych urządzeń. W tym celu mierzone są zmiany w sygnałach fizjologicznych, takich jak tętno, cukier i sen, a także dane żywieniowe i inne. W trakcie różnych czynności możliwa jest codzienna ocena aktywności lub braku aktywności pacjenta, aby poznać stan pacjenta w czasie rzeczywistym. Po przeanalizowaniu danych przez system, zespół medyczny w centrum może dokonać natychmiastowej oceny, która obserwuje wyniki pojawiające się na pulpicie nawigacyjnym (Rysunek 2 i Rysunek 3). Zespół ma możliwość natychmiastowego reagowania na każde odchylenie od normy. Pacjent jest pod obserwacją przez cały dzień, a koordynator jest w kontakcie z pacjentem, aby zachęcić go do dalszego utrzymywania poziomu aktywności lub sprawdzić, dlaczego nie ma aktywności, wysyłając pacjentowi codzienne miesięczne raporty graficzne, a odbywa się to przez cały 3-miesięczny program (Rysunek 5 i Rysunek 6).

Na tym etapie, wstępne obserwacje, komentarze i odpowiedzi uczestników wskazują na wyraźną preferencję dla domowej cyfrowej telemedycyny. Codzienny kontakt za pośrednictwem czatu i możliwość ćwiczenia przez cały dzień, a nie trzymanie się sztywnego harmonogramu, zachęca ich do ćwiczeń i rehabilitacji. Pacjenci zgłaszają zmniejszenie lęku, są bardziej pewni siebie i zrelaksowani oraz lepiej śpią w nocy przez więcej czasu. Różne mierzone wskaźniki również wskazują na poprawę; Zaobserwowano również spadek ogólnego i brzusznego poziomu tkanki tłuszczowej oraz wzrost masy mięśniowej, ale nie można tego jeszcze ocenić statystycznie.

Wyniki uzyskane z tego badania powinny wspierać alternatywne, domowe podejście do zwiększenia długoterminowej skuteczności terapeutycznej rehabilitacji kardiologicznej, szczególnie dla tych pacjentów, którzy nie chcą lub nie mogą uczestniczyć w tradycyjnych programach rehabilitacyjnych.

figure-results-1
Rysunek 1: Koncepcja programu cyfrowego. Program natychmiast rejestruje lekarzy, a także trenerów i pacjentów na pokładzie. Jest on dostosowany do zakresu potrzeb zespołu medycznego w zakresie aktywności fizycznej, zdrowia behawioralnego, leków i odżywiania za pośrednictwem kanałów komunikacji wideo i audio między pacjentami a trenerami.

figure-results-2
Rysunek 2: Pulpit nawigacyjny platformy. Pacjenci, noszący specjalną opaskę na nadgarstek i ubranie, będą mieli wzajemny, wielokanałowy dostęp do swojego trenera za pośrednictwem telefonu komórkowego w celu uzyskania osobistego planu oraz wskazówek wideo i audio. Trener jest w stanie śledzić aktywność pacjenta przez cały czas, co prowadzi do dokładniejszego przestrzegania planów opieki i podejmowania zdrowszych decyzji. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-3
Rysunek 3: Program jednego pacjenta. Pacjent jest na obserwacji przez cały dzień. Koordynator/trener jest w stanie śledzić aktywność pacjenta przez cały czas i jest w kontakcie z pacjentem, aby zachęcić go do kontynuowania aktywności lub sprawdzić, dlaczego nie ma żadnej aktywności. Multidyscyplinarny zespół ma możliwość natychmiastowego reagowania na wszelkie odchylenia od normalności. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-4
Rysunek 4: Ubranie Master Caution i umiejscowienie elektrod. Standardowe odprowadzenia kończyny I, II i III rejestrują różnice w potencjale elektrycznym między dwiema kończynami. Dodatkowe sześć jednobiegunowych przewodów rejestruje różnicę potencjału elektrycznego między elektrodą badającą a obojętną elektrodą umieszczoną centralnie w klatce piersiowej i obliczaną na podstawie średniej z zapisów kończyn. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-5
Rysunek 5: Wykres raportów dla jednego pacjenta. (A) Dzień aktywnej osoby. (B) Dzień osoby prowadzącej siedzący tryb życia. (C) Średnie tętno spoczynkowe. Pacjenci mogą być obserwowani dziennie i miesięcznie. Tętno = tętno na minutę. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-6
Rysunek 6: Wykres raportów dla jednego pacjenta. (A) Ciśnienie krwi. (B) Wykres kroków. Pacjenci mogą być obserwowani dziennie i miesięcznie.

figure-results-7
Rysunek 7: Codzienne zachowanie jednego pacjenta jako zagregowana aktywność w ciągu 6 miesięcy. Punkty zaangażowania pacjenta i częstotliwości kontaktu, za pośrednictwem aplikacji, między nim a jego koordynatorem. Kolorem zielonym zaznaczony jest zakres i czas komunikacji pomiędzy koordynatorem a pacjentem wyświetlany jako punkty kontaktu. Kolor niebieski wskazuje liczbę pomiarów różnych wskaźników wysłanych przez pacjenta w ciągu jednego dnia, wyświetlanych jako punkty kontaktu.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cyfrowe monitorowanie w domu umożliwia pracownikom służby zdrowia pozyskiwanie danych fizjologicznych pacjenta i monitorowanie aktywności fizycznej pacjenta, a także zaangażowania pacjenta i adaptacji behawioralnej do nowego, zdrowszego reżimu. Oprogramowanie umożliwia otrzymywanie danych w sposób ciągły, co pozwala na interpretację danych przez zespół kliniczny podczas współpracy z pacjentem, zwiększając tym samym zaangażowanie pacjenta w proces rehabilitacji oraz świadomość swojej kondycji fizycznej. Metodologia może wykrywać kontakty i współpracę między koordynatorem, zespołem i pacjentem oraz postulować stopień zgodności (ryc. 7). Może również podsumować aktywność pacjenta w okresie rehabilitacji (w miesiącach) oraz czas preferowany przez niego do wykonania zadań (ryc. 7).

Regularne wykonywanie aktywności fizycznej jest dobrze znaną metodą zapobiegania i leczenia chorób układu krążenia 1,6. CR jest ważnym narzędziem promującym zdrowie i zwiększającym skuteczność terapeutyczną 7,8.

Wszystkie agencje: American Heart Association (AHA), American Association of Cardiovascular Pulmonary Rehabilitation (AACVPR), Agency for Health Care Policy and Research (AHCPR), American College of Cardiology (ACC) jednogłośnie stwierdzają, że programy rehabilitacji kardiologicznej powinny oferować multidyscyplinarne podejście do redukcji ryzyka, a programy składające się z samego treningu fizycznego nie wystarczą.. Obecnie programy CR obejmują nie tylko ćwiczenia, ale także poradnictwo edukacyjne (styl życia)27,28. Pomimo interwencji, takich jak wykorzystanie elektronicznej dokumentacji medycznej, tylko mniejszość uprawnionych pacjentów jest skłonna uczestniczyć w istniejących programach13. Co więcej, przestrzeganie przez pacjentów zaleceń dotyczących CR nie jest zadowalające. Modele domowe zostały opracowane w celu pokonywania przeszkód, takich jak odległość, a także ograniczenia czasowe 29,30,31,32,33,34,35.

Wykazano, że Tele-CR jest tak samo skuteczny jak konwencjonalny CR31,36 w obiekcie. Metaanaliza porównująca CR w domu z rehabilitacją w placówce, badająca wydolność wysiłkową, modyfikowalne czynniki ryzyka (ciśnienie krwi, stężenie lipidów we krwi i palenie tytoniu), jakość życia i zdarzenia sercowe nie wykazały różnic w wynikach dla osób otrzymujących rehabilitację domową w przeciwieństwie do rehabilitacji w placówce ani krótkoterminowo (<12 miesięcy), ani długoterminowo (>12 miesięcy)37. Co więcej, zdalne monitorowanie ma wartość dodaną, umożliwiając większej liczbie pacjentów udział w programach rehabilitacyjnych, a zaprojektowane specjalnie dla tych pacjentów, którzy nie mogą zapisać się do CR w placówce, może być stosowane jako alternatywa dla pacjentów z niskim lub umiarkowanym ryzykiem kardiologicznym36. Analiza kosztów i korzyści porównująca oba reżimy wykazała korzyści zarówno w przypadku połączonego monitorowania CR w placówce, jak i w domu, lub samej telerehabilitacji36,38.

Obecnie domowe programy aktywności fizycznej wykorzystują dzienniczki/kwestionariusze i interwencje oparte na telefonach komórkowych 29,30,31,32,35,39. Jednak wszystkie obecne urządzenia do zdalnego monitorowania w domu nie mają technologii umożliwiającej udostępnianie danych zespołowi klinicznemu w czasie rzeczywistym. Co więcej, ocena zespołu klinicznego zależy od subiektywnych raportów pacjenta, które mogą nie odzwierciedlać dokładnie jego stanu. Kolejną wadą jest brak codziennej interakcji i wsparcia w zespole i grupie. Ponadto dzienniki aktywności fizycznej powinny być interpretowane ostrożnie, chyba że uczestnicy mają odpowiednią wiedzę na temat intensywności aktywności fizycznej40.

W przeciwieństwie do innych programów telemedycznych, które zależą od koordynacji rozmów telefonicznych i subiektywnego raportowania, dane kliniczne przy użyciu obecnego systemu można również uzyskać retrospektywnie. Koordynator i zespół mogą komunikować się z pacjentami za pośrednictwem codziennego czatu lub rozmów telefonicznych, zgodnie z wzajemną wygodą czasową pacjentów i personelu. W związku z tym oczekuje się poprawy współpracy między pacjentem a zespołem multidyscyplinarnym. System AI pozwala na monitorowanie i identyfikację nieprawidłowych wyników, które wymagają uwagi personelu, takich jak wzrost wskaźników ciśnienia krwi, zmiany tętna, nieosiąganie codziennych celów itp. Gromadzenie informacji fizjologicznych, w tym parametrów aktywnie przekazywanych przez pacjenta, takich jak ciśnienie krwi i transmisja EKG, umożliwia zespołowi rehabilitacyjnemu leczenie dolegliwości pacjenta, łagodzenie lęków i reagowanie na objawy, takie jak kołatanie serca, osłabienie i zmęczenie. Pacjent uczy się przyswajać nowe nawyki za pomocą narzędzi behawioralnych, codziennej informacji zwrotnej i elementów motywacyjnych, zwiększając poziom satysfakcji i motywacji do współpracy.

Przedstawiona tutaj metodologia, poprzez analizę grafów, odzwierciedla nowy, dostosowany styl życia pacjenta i dostarcza naukowcom informacji na temat zaangażowania pacjenta i jego interakcji z programem, czego nie można zrobić za pomocą standardowych kwestionariuszy. Ta metoda ma jednak swoje ograniczenia. Po pierwsze, platforma EKG nie jest połączona ani zsynchronizowana z platformą cyfrową. Na razie nie ma interfejsu między tymi dwoma systemami, co wymaga od pacjentów i personelu przełączania się między aplikacjami. Po drugie, bariery związane z użytecznością technologii, trudności w korzystaniu z aplikacji na smartfony oraz fakt, że istnieją dane, które pacjenci muszą wprowadzić samodzielnie, sprawiają, że metodologia nie jest odpowiednia dla wszystkich pacjentów. Wszystko zależy od możliwości i umiejętności pacjentów w zakresie korzystania z urządzeń cyfrowych, a także od ich zdolności do radzenia sobie z treścią i kontrolą cyfrową.

Obecnie badania są w toku. Głównym celem jest zachęcanie do długoterminowej promocji zdrowia i przestrzegania zaleceń lekarskich, tak aby było to również opłacalne pod względem ekonomicznym. Pod względem możliwości technologicznych celem jest udostępnienie systemu cyfrowego całej populacji, tak aby każdy pacjent mógł korzystać z systemu bez ograniczeń.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pragniemy wyrazić naszą wdzięczność Verze i Josephowi Edenom za ich hojny wkład w nasze badania, a w szczególności za wsparcie pracy naukowej dr Sary K.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
FitBit Charge 2Nazwa modelu FitBit: FB407
Master Caution OdzieżHealthWatchMCG-M-XL
Master Caution DeviceHealthWatchMCD
Spectra 360 żel elektrodParker labs12-08

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gupta, S., et al. Cardiorespiratory fitness and classification of risk of cardiovascular disease mortality. Circulation. 123, 1377-1383 (2011).
  2. Ekblom, O., Ek, A., Cider, A., Hambraeus, K., Borjesson, M. Increased Physical Activity Post-Myocardial Infarction Is Related to Reduced Mortality: Results From the SWEDEHEART Registry. Journal of American Heart Association. 7 (24), e010108(2018).
  3. Sui, X., Sarzynski, M. A., Lee, D. C., Kokkinos, P. F. Impact of Changes in Cardiorespiratory Fitness on Hypertension, Dyslipidemia and Survival: An Overview of the Epidemiological Evidence. Progress in Cardiovascular Diseases. 60, 56-66 (2017).
  4. Spencer, R. M., Heidecker, B., Ganz, P. Behavioral Cardiovascular Risk Factors- Effect of Physical Activity and Cardiorespiratory Fitness on Cardiovascular Outcomes. Circulation Journal: Official Journal of the Japanese Circulation Society. 80, 34-43 (2016).
  5. Dor-Haim, H., et al. Improvement in cardiac dysfunction with a novel circuit training method combining simultaneous aerobic-resistance exercises. A randomized trial. PLoS ONE. 13 (1), e0188551(2018).
  6. Piercy, K. L., et al. The physical activity guidelines for americans. Journal of the American Medical Association. 320, 2020-2028 (2018).
  7. Shaya, G. E., et al. High Exercise Capacity Attenuates the Risk of Early Mortality After a First Myocardial Infarction: The Henry Ford Exercise Testing (FIT) Project. Mayo Clinic Proceedings. 91, 129-139 (2016).
  8. Martin, B. J., et al. Cardiovascular fitness and mortality after contemporary cardiac rehabilitation. Mayo Clinic Proceedings. 88, 455-463 (2013).
  9. Hung, R. K., et al. Cardiorespiratory fitness attenuates risk for major adverse cardiac events in hyperlipidemic men and women independent of statin therapy: The Henry Ford ExercIse Testing Project. American Heart Jurnal. 170, 390-399 (2015).
  10. Schreuder, T. H., Duncker, D. J., Hopman, M. T., Thijssen, D. H. Randomized controlled trial using bosentan to enhance the impact of exercise training in subjects with type 2 diabetes mellitus. Experimental Physiology. 99, 1538-1547 (2014).
  11. Leggett, L. E., et al. Optimizing Value From Cardiac Rehabilitation: A Cost-Utility Analysis Comparing Age, Sex, and Clinical Subgroups. Mayo Clinic Proceedings. 90, 1011-1020 (2015).
  12. Forman, D. E., et al. Utility and efficacy of a smartphone application to enhance the learning and behavior goals of traditional cardiac rehabilitation: a feasibility study. Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention. 34, 327-334 (2014).
  13. Ades, P. A., et al. Increasing Cardiac Rehabilitation Participation From 20% to 70%: A Road Map From the Million Hearts Cardiac Rehabilitation Collaborative. Mayo Clinic Proceedings. 92, 234-242 (2017).
  14. Cardinale, M., Varley, M. C. Wearable Training Monitoring Technology: Applications, Challenges and Opportunities. International Journal of Sports Physiology and Performance. 12 (Suppl 2), S255-S262 (2016).
  15. Wilde, L. J., Ward, G., Sewell, L., Muller, A. M., Wark, P. A. Apps and wearables for monitoring physical activity and sedentary behaviour: A qualitative systematic review protocol on barriers and facilitators. Digital Health. 4, 1-2 (2018).
  16. McCallum, C., Rooksby, J. Evaluating the Impact of Physical Activity Apps and Wearables: Interdisciplinary Review. Journal of Medical Internet Research Mhealth Uhealth. 6 (3), e58(2018).
  17. McConnell, M. V., Turakhia, M. P., Harrington, R. A., King, A. C., Ashley, E. A. Mobile Health Advances in Physical Activity, Fitness, and Atrial Fibrillation: Moving Hearts. Journal of the American College of Cardiology. 71, 2691-2701 (2018).
  18. de Arriba-Perez, F., Caeiro-Rodriguez, M., Santos-Gago, J. M. Collection and Processing of Data from Wrist Wearable Devices in Heterogeneous and Multiple-User Scenarios. Sensors (Basel, Switzerland). 16 (9), e1538(2016).
  19. Kamisalic, A., Fister, I. Jr Sensors and Functionalities of Non-Invasive Wrist-Wearable Devices: A Review. Sensors (Basel, Switzerland). 18 (6), e1714(2018).
  20. Arigo, D. Promoting physical activity among women using wearable technology and online social connectivity: a feasibility study. Health Psychology and Behavioral. 3, 391-409 (2015).
  21. Gordon, R., Bloxham, S. Influence of the Fitbit Charge HR on physical activity, aerobic fitness and disability in non-specific back pain participants. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 57 (12), 1669-1675 (2017).
  22. Diaz, K. M., et al. Fitbit(R): An accurate and reliable device for wireless physical activity tracking. International Journal of Cardiology. 185, 138-140 (2015).
  23. Leth, S., Hansen, J., Nielsen, O. W., Dinesen, B. Evaluation of Commercial Self-Monitoring Devices for Clinical Purposes: Results from the Future Patient Trial, Phase I. Sensors (Basel, Switzerland). 17 (1), e211(2017).
  24. Thorup, C. B., Andreasen, J. J. Accuracy of a step counter during treadmill and daily life walking by healthy adults and patients with cardiac disease. Journal of Medical Internet Research Mhealth Uhealth. 7 (3), e011742(2017).
  25. Yeboah, J. Road to the American Heart Association 2020 Impact Goals: The Metric for Monitoring Progress. Circulation Cardiovascular Imaging. 11, e007385(2018).
  26. Treat-Jacobson, D., et al. Optimal Exercise Programs for Patients With Peripheral Artery Disease: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 13, CIR0000000000000623(2018).
  27. Balady, G. J., et al. Referral, enrollment, and delivery of cardiac rehabilitation/secondary prevention programs at clinical centers and beyond: a presidential advisory from the American Heart Association. Circulation. 124, 2951-2960 (2018).
  28. Balady, G. J., et al. Core components of cardiac rehabilitation/secondary prevention programs: 2007 update: a scientific statement from the American Heart Association Exercise, Cardiac Rehabilitation, and Prevention Committee, the Council on Clinical Cardiology; the Councils on Cardiovascular Nursing, Epidemiology and Prevention, and Nutrition, Physical Activity, and Metabolism; and the American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation. Circulation. 115, 2675-2682 (2007).
  29. Rawstorn, J. C., et al. End Users Want Alternative Intervention Delivery Models: Usability and Acceptability of the REMOTE-CR Exercise-Based Cardiac Telerehabilitation Program. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 99, 2373-2377 (2018).
  30. Frederix, I., Solmi, F., Piepoli, M. F., Dendale, P. Cardiac telerehabilitation: A novel cost-efficient care delivery strategy that can induce long-term health benefits. European Journal of Preventive Cardiology. 24, 1708-1717 (2017).
  31. Hwang, R., Bruning, J., Morris, N. R., Mandrusiak, A., Russell, T. Home-based telerehabilitation is not inferior to a centre-based program in patients with chronic heart failure: a randomised trial. Journal of Physiotherapy. 63, 101-107 (2017).
  32. Maddison, R., et al. HEART: heart exercise and remote technologies: a randomized controlled trial study protocol. BioMed Central Cardiovascular Disorders. 11, 26(2011).
  33. Piotrowicz, E., et al. A new model of home-based telemonitored cardiac rehabilitation in patients with heart failure: effectiveness, quality of life, and adherence. European Journal of Heart Failure. 12, 164-171 (2010).
  34. Zwisler, A. D., et al. Home-based cardiac rehabilitation for people with heart failure: A systematic review and meta-analysis. International Journal of Cardiology. 221, 963-969 (2016).
  35. Frederix, I., Sankaran, S., Coninx, K., Dendale, P. MobileHeart, a mobile smartphone-based application that supports and monitors coronary artery disease patients during rehabilitation. 2016 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 513-516 (2016).
  36. Kraal, J. J., et al. Clinical and cost-effectiveness of home-based cardiac rehabilitation compared to conventional, centre-based cardiac rehabilitation: Results of the FIT@Home study. European Journal of Preventive Cardiology. 24, 1260-1273 (2017).
  37. Buckingham, S. A., et al. Home-based versus centre-based cardiac rehabilitation: abridged Cochrane systematic review and meta-analysis. Open Heart. 3, e000463(2016).
  38. Frederix, I., Vandijck, D., Hens, N. Economic and social impact of increased cardiac rehabilitation uptake and cardiac telerehabilitation in Belgium - a cost-benefit analysis. Acta Cardiologica. 73, 222-229 (2018).
  39. Rohrbach, G., et al. The design and implementation of a home-based cardiac rehabilitation program. Federal Practitioner. 34 (5), 34-39 (2017).
  40. Freene, N., Waddington, G., Chesworth, W., Davey, R., Cochrane, T. Validating two self-report physical activity measures in middle-aged adults completing a group exercise or home-based physical activity program. Journal of Science and Medicine in Sport/Sports Medicine Australia. 17, 611-616 (2014).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Monitorowanie domowezdalne monitorowanie pacjentainteligentna cyfrowa odzieledzenie aktywno ci fizycznejpomiar ci nienia t tniczegoprzestrzeganie zalece dotycz cych wiczeocena jako ci yciarandomizowane badanie kontrolowane

Powiązane artykuły