Summary
يتم استخدام الساعات الذكية التجارية المجهزة بأجهزة استشعار يمكن ارتداؤها بشكل متزايد في الدراسات السكانية. ومع ذلك ، غالبا ما تكون فائدتها مقيدة بمدة البطارية المحدودة وسعة الذاكرة وجودة البيانات. يقدم هذا التقرير أمثلة على الحلول الفعالة من حيث التكلفة للتحديات التقنية الواقعية التي تمت مواجهتها أثناء الدراسات التي شملت الأطفال المصابين بالربو ومرضى القلب المسنين.
Abstract
تسمح أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء ، والتي غالبا ما تكون مضمنة في الساعات الذكية التجارية ، بإجراء قياسات صحية مستمرة وغير جراحية وتقييم التعرض في الدراسات السريرية. ومع ذلك ، فإن التطبيق الواقعي لهذه التقنيات في الدراسات التي تشمل عددا كبيرا من المشاركين لفترة مراقبة كبيرة قد تعوقه العديد من التحديات العملية.
في هذه الدراسة ، نقدم بروتوكولا معدلا من دراسة تدخل سابقة للتخفيف من الآثار الصحية الناجمة عن العواصف الترابية الصحراوية. شملت الدراسة مجموعتين سكانيتين متميزتين: الأطفال المصابين بالربو الذين تتراوح أعمارهم بين 6-11 سنة والمرضى المسنين الذين يعانون من الرجفان الأذيني (AF). تم تجهيز كلتا المجموعتين بساعة ذكية لتقييم النشاط البدني (باستخدام جهاز مراقبة معدل ضربات القلب وعداد الخطى ومقياس التسارع) والموقع (باستخدام إشارات GPS لتحديد موقع الأفراد في البيئات الدقيقة الداخلية "في المنزل" أو في الهواء الطلق). طلب من المشاركين ارتداء الساعة الذكية المزودة بتطبيق لجمع البيانات على أساس يومي ، وتم نقل البيانات عبر شبكة لاسلكية إلى منصة جمع بيانات مدارة مركزيا لتقييم الامتثال في الوقت الفعلي تقريبا.
على مدى 26 شهرا ، شارك أكثر من 250 طفلا و 50 مريضا يعانون من الرجفان الأذيني في الدراسة المذكورة أعلاه. وشملت التحديات التقنية الرئيسية التي تم تحديدها تقييد الوصول إلى ميزات الساعات الذكية القياسية، مثل الألعاب، ومتصفح الإنترنت، والكاميرا، وتطبيقات التسجيل الصوتي، والقضايا التقنية، مثل فقدان إشارة GPS، خاصة في البيئات الداخلية، وإعدادات الساعات الذكية الداخلية التي تتداخل مع تطبيق جمع البيانات.
الهدف من هذا البروتوكول هو توضيح كيف أن استخدام خزائن التطبيقات المتاحة للجمهور وتطبيقات أتمتة الأجهزة جعل من الممكن معالجة معظم هذه التحديات بطريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، أدى تضمين مؤشر قوة إشارة استقبال Wi-Fi إلى تحسين التوطين الداخلي بشكل كبير وتقليل التصنيف الخاطئ لإشارة GPS إلى حد كبير. أدى تنفيذ هذه البروتوكولات أثناء بدء دراسة التدخل هذه في ربيع عام 2020 إلى نتائج محسنة بشكل كبير من حيث اكتمال البيانات وجودة البيانات.
Introduction
تتيح تطبيقات تكنولوجيا الصحة الرقمية وأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء مراقبة المريض غير الغازية والفعالة من حيث التكلفة في كل من الرعاية الصحية والمنزل1. في الوقت نفسه ، فإن الكمية الكبيرة من البيانات التي تم جمعها وتوافر المنصات التحليلية القائمة على الأجهزة القابلة للارتداء تمكن من تطوير خوارزميات للتنبؤ الآلي بالأحداث الصحية والوقاية منها والتدخل لمجموعة واسعة من الأمراض الحادة والمزمنة2. كما يتم استخدام أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء المتاحة تجاريا ، والتي تستخدم بشكل أساسي لتتبع اللياقة البدنية ، بشكل متزايد من قبل المهنيين الطبيين في أبحاث الصحة العامة وتمثل أداة واعدة لجمع البيانات متعدد الوسائط والمستمر في ظل ظروف الحياة الواقعية3. والأهم من ذلك ، أن جمع البيانات غير المتحيز من أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء يسمح للباحثين بالتغلب على تحديات تحيز التذكر التي تميز طرق جمع البيانات التقليدية مثل المقابلات واليوميات4.
ومع ذلك ، لأغراض التجارب السريرية أو الدراسات السكانية الأخرى ، تعد دقة البيانات وموثوقيتها وسلامتها ضرورية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تتأثر مصداقية البيانات التي تم جمعها أيضا بالعديد من المعلمات الأخرى ، مثل قابلية تطبيق الفئة العمرية بالإضافة إلى سعة الذاكرة وكفاءة الطاقة للجهاز5. أكدت المراجعات المنهجية الحديثة للدراسات المختبرية والميدانية مع أعداد محدودة من المشاركين بشكل عام قابلية تطبيق الساعات الذكية التجارية للنشاط ومعدل ضربات القلب والنوبات ومراقبة السلوك ، على الرغم من أن المراجعات أظهرت أيضا ضعف الملاءمة للمستخدمين المسنين ، بالإضافة إلى قيود البطارية والذاكرة وجودة البيانات 6,7 . قد يتم تضخيم هذه القيود بشكل أكبر في الدراسات السكانية الأكبر في ظل ظروف الحياة الواقعية حيث تلعب معلمات إضافية مثل اتصال الإنترنت غير المتسق وراحة الجهاز والاستخدام غير الصحيحللساعة الذكية دورا 8. على وجه التحديد ، يعد المظهر والإزعاج عوائق كبيرة أمام ارتداء أجهزة الاستشعار يوميا9 ، في حين أن المخاوف المتعلقة بقضايا الخصوصية والسرية قد تؤثر على التوظيف في الدراسات التي تتضمن أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها10. فيما يتعلق بإمكانية تطبيق الساعات الذكية التجارية وأجهزة تتبع اللياقة البدنية لقياس النشاط البدني في الدراسات البحثية ، اقترحت دراسة حديثة أجراها Henriksen et al. أن اختيار جهاز مناسب لدراسة معينة لا ينبغي أن يعتمد فقط على أجهزة الاستشعار المدمجة المتاحة بل يجب أن يأخذ في الاعتبار أيضا التحقق من الصحة والاستخدام السابق في البحث ، المظهر وعمر البطارية والمتانة ومقاومة الماء والاتصال وسهولة الاستخدام11.
لأغراض هذه الدراسة ، نقدم بروتوكولا لتحسين التحديات التي تمت مواجهتها خلال مشروع LIFE MEDEA ، وهي دراسة تدخلية للتخفيف من الآثار الصحية للعواصف الترابية الصحراوية12. شملت الدراسة مجموعتين سكانيتين متميزتين: الأطفال المصابين بالربو الذين تتراوح أعمارهم بين 6-11 سنة والمرضى المسنين الذين يعانون من الرجفان الأذيني (AF). تم تجهيز كلتا المجموعتين بساعة ذكية تجارية لتقييم النشاط البدني (باستخدام جهاز مراقبة معدل ضربات القلب وعداد الخطى ومقياس التسارع) والموقع (باستخدام إشارات GPS لتحديد موقع الأفراد في البيئات الدقيقة الداخلية "في المنزل" أو في الهواء الطلق). طلب من المشاركين ارتداء الساعة الذكية يوميا ، وتم نقل البيانات عبر شبكة لاسلكية إلى منصة جمع بيانات مدارة مركزيا عبر تطبيق جمع البيانات لتقييم الامتثال في الوقت الفعلي تقريبا. تم توفير تفاصيل إضافية حول الساعة الذكية وإعداد النظام في دراسة سابقة13. خلال السنة الأولى من تنفيذ المشروع ، ظهرت العديد من التحديات التقنية والواقعية المتعلقة بالجهاز ، والتي أثرت على التوظيف ، وامتثال المشاركين في ارتداء الجهاز يوميا ، واكتمال البيانات التي تم جمعها. كانت بعض التحديات خاصة بالسكان ، مثل مطالبة مديري المدارس والعديد من الآباء بأن الأطفال الذين يرتدون الساعات الذكية يجب ألا يتمكنوا من الوصول إلى ميزات الساعات الذكية القياسية ، مثل الألعاب ومتصفح الإنترنت والكاميرا وتطبيقات التسجيل الصوتي. كانت التحديات الأخرى تقنية بطبيعتها ، مثل فقدان إشارة GPS ، خاصة في البيئات الداخلية ، وإعدادات الساعة الذكية الداخلية التي تتداخل مع تطبيق جمع البيانات. ويرد في الجدول 1 عرض عام مفصل للتحديات الرئيسية التي تم تحديدها بالإضافة إلى وصف موجز لآثارها وحلولها.
في هذه الدراسة ، نقترح حلولا بسيطة وفعالة من حيث التكلفة وجاهزة لتحسين امتثال المستخدم وجودة البيانات واكتمال البيانات في الدراسات السكانية التي تستخدم أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها وتوفير البروتوكولات ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك ، نوضح تحسينات اكتمال البيانات من تنفيذ هذه البروتوكولات باستخدام نتائج تمثيلية من الدراسة13.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تم الحصول على الموافقات الإدارية والأخلاقية من وزارة الصحة القبرصية (YY5.34.01.7.6E) واللجنة الوطنية القبرصية لأخلاقيات البيولوجيا (ΕΕΒΚ / ΕΠ / 2016.01.23). قدم المرضى الذين يعانون من الرجفان الأذيني والأوصياء على الأطفال المصابين بالربو موافقة خطية مستنيرة قبل المشاركة في الدراسة.
1. خزائن التطبيقات وتطبيقات أتمتة الجهاز
ملاحظة: يمكن العثور على خزائن التطبيقات المتاحة مجانا وتطبيقات أتمتة الأجهزة (taskers) لكل من أجهزة Android وأجهزة IOS. وترد التطبيقات المحددة المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.
- استخدم جهاز هاتف ذكي ويفضل أن يكون مزودا بنفس إصدار Android مثل الساعة الذكية.
- من متجر Play ، قم بتنزيل وتثبيت تطبيق جمع البيانات وخزانة التطبيقات و tasker.
- قم بتنزيل تطبيق متاح مجانا يمكنه استخراج حزمة تطبيق Android (APK) للتطبيقات التي تم تنزيلها المثبتة بالفعل على الهاتف الذكي.
ملاحظة: يقوم التطبيق بإنشاء مجلد باسم Extracted-Apks في وحدة التخزين الداخلية للهاتف الذكي ويخزن ملفات APK المصدرة. احفظ ملفات APK بدلا من تنزيل خزانة التطبيقات و tasker أثناء إعداد كل جهاز ساعة ذكية لضمان استخدام نفس إصدارات التطبيقات عبر جميع الأجهزة.
2. تطوير الإجراءات الآلية باستخدام تاسكر
ملاحظة: يسمح تاسكر بتطوير العمليات الآلية خطوة بخطوة. يمكن أن تختلف هذه وفقا لمتطلبات المشروع. الخبرة السابقة في الترميز أو البرمجة غير مطلوبة. في الخطوات التالية ، يتم استخدام المصطلحات والتعريفات التالية: الزناد (حالة البداية التي ، عند الوفاء بها ، تسمح للتاسكر ببدء العملية) ، الشرط (شرط يسمح ، عند الوفاء به ، للعملية بالمتابعة إلى الخطوة التالية) ، والإجراء (نتيجة العملية). في الأشكال المقدمة ، يشير متوازي الأضلاع إلى الزناد ، ويشير الماس إلى حالة ، ويشير المستطيل إلى إجراء. قد تؤدي كل عملية إلى أكثر من إجراء واحد ، ويتم تصنيفها على أنها إجراءات a و b و c و (...) ضمن كل عملية. ووضعت عملية منفصلة لكل مشكلة على حدة تم تحديدها أثناء التنفيذ الميداني للمشروع. وقد كفل هذا النهج عدم وجود تداخل بين الشروط المحددة وسمح بالتشغيل السلس للعملية الآلية ككل.
- قم بتشغيل تطبيق أتمتة الجهاز ، وانتقل إلى الواجهة لإنشاء المهام.
ملاحظة: تختلف الواجهة بين تطبيقات أتمتة الجهاز المختلفة. تستند الخطوات الموضحة أدناه إلى التاسكر المستخدم في الدراسة المقدمة هنا12 ، ولكن تنطبق خطوات مماثلة على جميع التطبيقات من هذا النوع. تسمح تطبيقات أتمتة الأجهزة بتطوير عمليات مختلفة (تسمى أيضا وحدات الماكرو). يتم توفير جميع وحدات الماكرو الموضحة في هذا البروتوكول في الملف التكميلي 1.- لإنشاء عملية، حدد وحدات الماكرو.
- إنشاء عملية تنشط تطبيق جمع البيانات بشكل منهجي (الشكل 1). قم بذلك باتباع الخطوات أدناه.
- أضف ماكرو أو مهمة بالنقر فوق علامة الجمع. أضف مشغلا لإنشاء نقطة بداية للعملية. انقر فوق علامة الجمع في علامة التبويب المشغل.
- حدد التاريخ والوقت، وحدد علامة التبويب الفاصل الزمني العادي . لا تستخدم وقتا مرجعيا ، ولكن حدد فاصلا منتظما.
- قم بتعيين فاصل زمني ثابت ليكون بمثابة مشغل لبدء الإجراء. اضبط الفاصل الزمني على 7.5 دقيقة ، وانقر فوق موافق.
ملاحظة: يقوم هذا الشرط بإنشاء مشغل منتظم يتم تنفيذه كل 7.5 دقيقة. يعتمد اختيار الفاصل الزمني للمشغل على سعة بطارية الجهاز والظروف الأخرى التي تؤثر على التشغيل السلس لتطبيق جمع البيانات. - لإضافة إجراء ، انقر فوق علامة الجمع في علامة التبويب الإجراء. حدد علامة التبويب الشروط / الحلقات . حدد عبارة IF.
- أضف شرطا بالنقر فوق علامة الجمع. حدد علامة التبويب التاريخ والوقت . حدد ساعة الإيقاف. انقر فوق موافق.
- قم بتعيين مدة ثابتة لإضافتها كشرط. كجزء من الإجراء ، فإن الشرط الذي يتم اختباره هو ما إذا كانت قيمة ساعة الإيقاف إما >29 دقيقة أو <1 ثانية.
ملاحظة: يعكس الأول تفضيل تنشيط تطبيق جمع البيانات بشكل منهجي كل 30 دقيقة ، ويمثل الأخير تفضيل تنشيط تطبيق جمع البيانات حتى في الحالات التي لا تعمل فيها ساعة الإيقاف أو توقفت. - قم بتغيير AND بالنقر فوق المثلث. حدد OR.
ملاحظة: عند استيفاء أحد الشروط، يمكن أن تستمر العملية. - لإضافة إجراء بين عبارة IF ، انقر فوق إنهاء إذا. حدد إضافة إجراء أعلاه.
- انتقل للعثور على علامة التبويب الشاشة. حدد الإجراء Screen On ، وانقر فوق موافق.
ملاحظة: عند استيفاء الشروط ، سيقوم تاسكر بتمكين الشاشة. - باتباع خطوات مماثلة ، أضف إجراء ثانيا يقلل من سطوع الشاشة إلى أقل نسبة مئوية.
- أضف إجراء إضافيا يعيد تعيين ساعة الإيقاف المستخدمة في هذه العملية التلقائية ويعيد تشغيلها. هذا يخلق حلقة.
- اتبع خطوات مماثلة، وأضف إجراء يمكن تطبيق تجميع البيانات. حدد التطبيقات.
- حدد تشغيل التطبيق. ابحث عن تطبيق جمع البيانات وحدده. حدد فرض جديد، وانقر فوق موافق.
ملاحظة: اكتملت العملية. يتم تعيين المشغل والشروط والإجراءات. تمكن هذه العملية بشكل منهجي تطبيق جمع البيانات في فترات زمنية متكررة لمواجهة أي تعطل عشوائي للتطبيق. تم تصميم Action Screen On لمنع إعدادات الإسبات للأجهزة التجارية ، ويتم استخدام الإجراء Brightness إلى 0٪ لتقليل استهلاك البطارية. تعمل ساعة الإيقاف (إعادة الضبط وإعادة التشغيل) على إنشاء حلقة لعمليتنا الشاملة. إذا تم استيفاء الشرط ، يتم تنفيذ الإجراءات التالية بواسطة tasker: (أ) تشغيل تطبيق جمع البيانات ، (ب) تنشيط شاشة الساعة الذكية ، (ج) تقليل سطوع الشاشة إلى 0٪ ، و (د) إعادة تعيين ساعة الإيقاف وإعادة تشغيلها لإنشاء حلقة. تم تصميم الإجراء b والإجراء c لمواجهة إعدادات الإسبات الافتراضية للأجهزة التجارية. قد تتداخل إعدادات الإسبات مع التشغيل العادي لتطبيقات الساعات الذكية (بما في ذلك تطبيق جمع البيانات). يتم حل الإسبات عن طريق تنشيط الشاشة بشكل منهجي (الإجراء ب) ، ولتقليل استهلاك البطارية ، يقترن تنشيط الشاشة بتقليل سطوع الشاشة (الإجراء ج). - أدخل اسما لهذه العملية، وحدد حفظ.
- قم بإنشاء عملية تمكن بشكل منهجي شبكة Wi-Fi للساعة الذكية (الشكل 2).
- أضف مشغلا لإنشاء نقطة بداية للعملية. انقر فوق علامة الجمع في علامة التبويب Trigger . حدد أحداث الجهاز، وحدد تشغيل /إيقاف تشغيل الشاشة. حدد تشغيل الشاشة ، وانقر فوق موافق.
- أضف إجراء بالنقر فوق علامة الجمع في علامة التبويب الإجراء . حدد علامة التبويب الشروط / الحلقات . حدد عبارة IF. أضف شرطا بالنقر فوق علامة الجمع. حدد علامة التبويب الاتصال . حدد حالة Wi-Fi. حدد Wi-Fi معطل ، وانقر فوق موافق.
- انقر فوق النهاية إذا. حدد إضافة إجراء أعلاه. حدد علامة التبويب الاتصال . انقر فوق علامة التبويب تكوين Wi-Fi . حدد تمكين Wi-Fi ، وانقر فوق موافق. هذا هو الإجراء أ من العملية في الخطوة 2.3.
ملاحظة: عند تنشيط الشاشة وإذا تم تعطيل شبكة Wi-Fi ، فسيقوم تاسكر بتمكين Wi-Fi. - أضف إجراء إضافيا بين عبارة IF التي تعيد تعيين Stopwatch_2 وإعادة تشغيلها. هذا هو الإجراء ب من العملية في الخطوة 2.3.
ملاحظة: ساعة الإيقاف مهمة لتعطيل شبكة Wi-Fi بعد بضع دقائق ، وهو إجراء يتم تنفيذه بواسطة عملية مختلفة في البروتوكول (الخطوة 2.5). لا تحتاج الساعة الذكية إلى الاتصال باستمرار بشبكة Wi-Fi لأن هذا يزيد من استهلاك البطارية. - أدخل اسما لهذه العملية، وحدد حفظ.
- قم بإنشاء عملية تعمل على تحسين استهلاك البطارية بشكل منهجي (الشكل 3).
ملاحظة: عادة ما تحتوي أجهزة الساعات الذكية على إعدادات افتراضية لتعطيل الشاشة بعد فترة بضع ثوان. بالنسبة للجهاز المستخدم في دراستنا ، كانت هذه الفترة 15 ثانية. يتم تقديم الاختبار في الخطوة 2.7.- استخدم إلغاء تنشيط الشاشة الافتراضي كمشغل.
- قم بتعيين شرط يختبر مجموعة ما إذا كانت الساعة الذكية لا تشحن وغير متصلة بشبكة. إذا تم تطبيق كليهما ، فإن العملية تعطل اتصال Wi-Fi لتقليل استهلاك البطارية. هذا هو الإجراء أ من العملية في الخطوة 2.4.
ملاحظة: إذا كانت الساعة الذكية قيد الشحن ، فيجب إبقاء شبكة Wi-Fi ممكنة ، مما يسمح بإرسال أي بيانات يتم جمعها خلال اليوم عبر اتصال Wi-Fi إلى خادمنا عبر الإنترنت. عادة ، يتم الشحن بين عشية وضحاها. - قم بتعيين شرط يختبر ما إذا كان Bluetooth ممكنا أم لا. إذا كان الأمر كذلك ، تعطيل Bluetooth لتقليل استهلاك البطارية. هذا هو الإجراء ب من العملية في الخطوة 2.4.
- قم بتعيين إجراء إضافي يتم تنشيطه تلقائيا بعد المشغل. يقوم هذا الإجراء بتعيين سطوع الشاشة إلى 50٪ (الإجراء c للعملية في الخطوة 2.4).
ملاحظة: قد تؤدي تفاعلات المستخدم إلى تغيير مستويات السطوع. تعمل المستويات الأعلى من سطوع الشاشة على استنزاف البطارية بشكل أسرع ، وكمكون ، يتم ضبط سطوع الشاشة على 50٪ كمستوى مثالي يسمح للمستخدم بالتفاعل بسهولة مع الساعة الذكية مع الحفاظ على البطارية أيضا.
- قم بإنشاء عملية تسجل معلومات الحدث بشكل منهجي (الشكل 4).
- أضف مشغلا لإنشاء نقطة بداية للعملية. انقر فوق علامة الجمع في علامة التبويب Trigger . حدد التاريخ والوقت. حدد علامة التبويب الفاصل الزمني العادي . لا تستخدم وقتا مرجعيا.
- اضبط الفاصل الزمني المنتظم. قم بتعيين فاصل زمني ثابت ليكون بمثابة مشغل لبدء الإجراء. اضبط الفاصل الزمني على 5 دقائق ، وانقر فوق موافق.
ملاحظة: يؤدي هذا إلى إنشاء مشغل لا نهائي يتم تنفيذه كل 5 دقائق ؛ يعتمد اختيار الفاصل الزمني على سعة بطارية الجهاز والظروف الأخرى التي تعتمد على متطلبات الباحث. - لإضافة إجراء ، انقر فوق علامة الجمع في علامة التبويب الإجراء. حدد التسجيل. انقر فوق تسجيل الحدث.
- انقر فوق علامة التبويب نقاط القطع . ابحث عن Wi-Fi SSID (اسم شبكة Wi-Fi ) وحدده، ثم حدد موافق.
- بالنقر مرة أخرى على علامة التبويب نقاط القطع ، واتباع نفس الخطوات بالضبط ، أضف قوة إشارة Wi-Fi والرقم التسلسلي للجهاز وخط عرض GPS وخط طول GPS ودقة إشارة GPS ، وكذلك ما إذا كانت الساعة الذكية تشحن أم لا (الإجراء أ من العملية في الخطوة 2.5).
ملاحظة: يقوم هذا الإجراء بإنشاء حدث سجل مع متغيرات محددة مسبقا ذات صلة بالمشروع. - أدخل اسما لهذه العملية، وحدد حفظ.
- انقر فوق علامة التبويب التسجيل ، وقم بتعيين شرط يختبر مجموعة ما إذا كانت الساعة الذكية لا تشحن ، والشاشة متوقفة عن التشغيل ، وساعة الإيقاف الموضحة في النقطة
2.3.3 هو >4 دقيقة ويعطل شبكة Wi-Fi عند استيفاء جميع هذه الشروط (الإجراء ب من العملية في الخطوة 2.5).
- إنشاء عملية توفر إشعارات المستخدم إذا تم تعطيل إشارة GPS (الشكل 5)
- اضبط الاتصال بشبكة Wi-Fi كمشغل .
- قم بتعيين إجراء يتم تنشيطه تلقائيا بعد المشغل. ينشئ هذا الإجراء نقطة حدث سجل مشابهة لتلك الموجودة في الخطوة 2.5.2 (الإجراء a من العملية في الخطوة 2.6).
ملاحظة: يوفر حدث السجل الإضافي هذا المعلومات المتعلقة بالوقت المحدد لتوصيل الساعة الذكية بشبكة Wi-Fi المنزلية. - قم بتعيين شرط يختبر ما إذا كان قد تم تعطيل مستشعر GPS أو تم تغيير حالة دقته أو تم تمكين وضع الطائرة. أضف إجراء بين عبارة IF التي تعرض خطأ الإعلام "ERROR!!! يرجى التحقق من الإعدادات" (الإجراء ب من العملية في الخطوة 2.6).
- اختبر كل عملية تم إنشاؤها.
- انقر فوق علامة التبويب العملية .
- انقر فوق علامة التبويب الزناد .
- حدد مشغل الاختبار.
ملاحظة: يبدأ مشغل الاختبار إجراءات العملية المحددة. إذا كانت النتيجة هي المقصودة ، يتم حفظ العملية.
3. تصدير العمليات التي تم إنشاؤها (الخطوات 2.1-2.6)
- قم بتصدير وحفظ ملفات العمليات التي تم إنشاؤها (الخطوات 2.1-2.6) بتنسيق MDR (ملف MDR) في نفس دليل الهاتف الذكي كما في الخطوة 1.1.3.
4. نقل وتثبيت الملفات التي تم إنشاؤها على الساعة الذكية
- انقل الملفات من الهاتف الذكي إلى كمبيوتر محمول / كمبيوتر شخصي.
- قم بتوصيل الهاتف الذكي بالكمبيوتر المحمول / الكمبيوتر الشخصي.
- ابحث عن الدليل الذي يحتوي على ملفات APK و mdr المستخرجة (ملفات ملحق tasker) التي تم إنشاؤها باستخدام تطبيق أتمتة الجهاز.
- انسخ والصق جميع الملفات في دليل في الكمبيوتر المحمول / الكمبيوتر الشخصي.
- انقل الملفات من الكمبيوتر المحمول / الكمبيوتر الشخصي إلى جهاز الساعة الذكية.
ملاحظة: في الدراسة ، تم تجهيز الساعة الذكية أيضا بكابل شاحن مغناطيسي يسمح أيضا بنقل البيانات / الملفات.- قم بتوصيل الساعة الذكية بالشاحن المغناطيسي بالكمبيوتر المحمول / الكمبيوتر الشخصي.
- حدد خيار نقل الملفات على لوحة إشعارات الساعة الذكية.
- على الكمبيوتر المحمول / الكمبيوتر الشخصي ، انتقل إلى الدليل مع الملفات المحفوظة من الخطوة 4.1.2.
- انسخ جميع الملفات والصقها في دليل في الساعة الذكية.
5. إعداد الساعة الذكية للاستخدام الميداني
- قم بتثبيت التطبيقات وكذلك العمليات على الهاتف الذكي على الساعة الذكية.
- انتقل إلى الوجهة مع الملفات الملصقة ، وقم بتثبيت جميع ملفات APK. وتشمل هذه خزانة التطبيق ، tasker ، وتطبيق جمع البيانات (انظر جدول المواد).
- قم بتثبيت ملف mdr الذي يحتوي على العمليات التي تم إنشاؤها في الخطوة 2.
- قبول كافة الأذونات اللازمة لتشغيل العمليات.
ملاحظة: قد تختلف الأذونات وفقا لطبيعة العمليات التي تم إنشاؤها.
- قم بتعيين أو تغيير الإعدادات الافتراضية المهمة للجهاز.
ملاحظة: قبل إعطاء الساعة الذكية لأحد المشاركين ، يجب تعديل العديد من الإعدادات المهمة.- اسحب شاشة الساعة الذكية إلى اليسار ، وانتقل إلى وظيفة إعدادات الساعة الذكية. انقر فوق الإعدادات.
- حدد الصوت، وقم بتعطيل جميع الأصوات عن طريق تقليل مستويات الصوت لجميع إعدادات الصوت الفردية. اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة الإعدادات الرئيسية.
ملاحظة: لا ينصح بالانحرافات والإشعارات غير الضرورية بواسطة الساعة الذكية لأن هذا سيخلق متاعب غير ضرورية للمشاركين ، خاصة أثناء ساعات المدرسة والعمل. - قم بالتمرير لأسفل ، وحدد وظيفة الاتصال . قم بالتمرير لأسفل ، وحدد GPS. انقر فوق الوضع ، واضبط إعدادات GPS على دقة عالية.
- اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة الإعدادات الرئيسية.
- قم بالتمرير لأسفل، وحدد وظيفة توفير الطاقة، وقم بإلغاء تنشيط إعداد الطاقة Standby Intelligence (إعداد الطاقة Standby)، وتحقق من إيقاف تشغيل موفر البطارية دائما. اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة الإعدادات الرئيسية.
ملاحظة: على الرغم من أنه يجب أخذ استهلاك البطارية في الاعتبار ، إلا أن الحفاظ على تنشيط وضع توفير الطاقة القياسي قد يتداخل مع التشغيل السلس للتطبيقات ويؤثر سلبا على جودة البيانات واكتمالها. - قم بالتمرير لأسفل ، وحدد وظيفة التاريخ والوقت . قم بتعطيل علامة التبويب المنطقة الزمنية التلقائية . قم بالتمرير لأسفل ، وانقر فوق تحديد المنطقة الزمنية ، وحدد المنطقة الزمنية الصحيحة ، وقم بتمكين تنسيق 24 ساعة.
- قم بالتمرير لأعلى ، وقم بتمكين المنطقة الزمنية التلقائية ، وتحقق من تعيين وضع التاريخ والوقت التلقائي على استخدام الوقت الذي توفره الشبكة.
ملاحظة: هذا مهم للتأكد من أن كل قياس مستشعر مصحوب بالطابع الزمني الصحيح. - اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة الإعدادات الرئيسية. قم بالتمرير لأسفل ، وحدد المزيد ، وافتح الخيار منظف الخلفية ، وقم بتعطيل موفر البطارية.
ملاحظة: يجب تعطيل جميع الإعدادات التي تتداخل مع التشغيل السلس للتطبيقات في الخلفية. في هذه الحالة ، يكون هذا الإعداد هو منظف الخلفية ، وإذا ظل ممكنا ، فلن تتمكن هذه التطبيقات من العمل في الخلفية ، مما يؤثر على الإعداد العام للساعة الذكية ويتداخل مع نهج جمع البيانات. - اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة المزيد من الإعدادات ، وقم بالتمرير لأسفل ، وحدد وظيفة تجميد التطبيق ، وانقر فوق التالي ، وقم بالتمرير لأسفل ، وانقر فوق متجر Google Play ، وحدد تجميد ؛ سيتم تعطيل التطبيق تلقائيا.
ملاحظة: إذا تركت مفعلة ، فمن المحتمل أن يقوم متجر Play بإجراء تحديثات. قد تتداخل هذه التحديثات مع العمليات التي تم إنشاؤها. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتم إجراء بعض التحديثات في أيام مختلفة للمشاركين المختلفين في الدراسة ، وبالتالي ، لفترة من الوقت ، لن يتم جمع البيانات بنفس الطريقة من جميع المشاركين. - اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة المزيد من الإعدادات ، وحدد وظيفة الإشعارات ، وحدد Google ، وقم بحظر جميع الإشعارات من هذا التطبيق.
ملاحظة: وفقا للجهاز ونظام التشغيل، قد تعرض التطبيقات الأخرى أيضا إشعارات. لا ينصح بالانحرافات والإشعارات غير الضرورية بواسطة الساعة الذكية لأن هذا سيخلق متاعب غير ضرورية للمشاركين ، خاصة أثناء ساعات المدرسة والعمل. - اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة المزيد من الإعدادات ، وقم بالتمرير لأسفل ، وحدد وظيفة توفير البيانات ، وقم بتعطيل توفير البيانات . اسحب الشاشة إلى اليمين للعودة إلى شاشة المزيد من الإعدادات .
ملاحظة: قم بتعطيل أي إعداد أو وظيفة قد تؤثر على تحميل البيانات أو استلامها. - حدد وظيفة إعدادات التطبيق ، وقم بالتمرير لأسفل ، وحدد وظيفة الوصول الخاص ، وانقر فوق إعدادات تحسين البطارية . انقر فوق المثلث ، وحدد جميع التطبيقات.
- قم بالتمرير لأسفل للعثور على خزانة التطبيق ، وحدد خزانة التطبيق ، وحدد عدم التحسين ، وانقر فوق تم. ابحث عن جميع التطبيقات ذات الصلة المستخدمة في إعداد الساعة الذكية (خزانة التطبيقات ، tasker ، تطبيق جمع البيانات) ، وحدد عدم التحسين.
ملاحظة: يجب أن تعمل التطبيقات الرئيسية التي تقوم بجمع البيانات أو تدعمها دون أي قيود على البطارية. - بعد الانتهاء من الإعداد ، قم بإجراء فحص للإعدادات التي تم تنفيذها في هذه الخطوة.
ملاحظة: قد تكون استجابة الشاشة باللمس غير موجودة، وربما لم يتم إجراء تعديلات مهمة على الإعدادات بشكل صحيح، لذا قم بإجراء فحص للتأكد من أن كل خطوة قد تمت بشكل صحيح. تحقق مرة أخرى من تقليل جميع الأصوات والاهتزازات ، وأن GPS في وضع الدقة العالية ، وأن إعدادات التاريخ والوقت صحيحة. علاوة على ذلك ، تأكد من تعطيل أي إعدادات تتداخل مع التشغيل السلس للتطبيقات في الخلفية. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من تجميد أي تطبيق آخر يمكنه إجراء التحديثات. قم بتعطيل أي إعدادات أو وظائف قد تؤثر على تحميل البيانات أو استلامها. تأكد من أن التطبيقات الرئيسية التي تؤدي أو تدعم جمع البيانات يمكن أن تعمل دون أي قيود على البطارية.
- قم بإعداد خزانة التطبيقات.
- من الشاشة الرئيسية ، انتقل للعثور على التطبيقات المثبتة.
- حدد خزانة التطبيقات.
- حدد الطريقة التي تريد أن يقوم بها App Locker بقفل التطبيقات (تتضمن الاحتمالات استخدام رمز PIN أو رمز النمط).
- حدد التطبيقات التي تريد قفلها. من بين أمور أخرى ، يمكن قفل الكاميرا والتسجيل الصوتي والمتصفح وتطبيقات الألعاب. قم بتنشيط خزانة التطبيقات.
- قم بتوصيل الساعة الذكية بشبكة Wi-Fi المنزلية للمشارك.
ملاحظة: اكتمل الإعداد. الساعة الذكية جاهزة لمنحها للمشارك.
- اسمح للمشارك باستخدام الساعة الذكية.
- اطلب من المشاركين ارتداء الساعة الذكية يوميا وشحن الجهاز كل ليلة أثناء نومهم.
ملاحظة: خلال اليوم ، تمكن المشاركون من استخدام الساعة الذكية كساعة رقمية عادية وتقييم مستويات نشاطهم من خلال مؤشر عداد الخطى للساعة الذكية. لم يطلب من المشاركين القيام بأي مهام محددة للساعة الذكية حتى تتمكن من جمع البيانات ونقلها. أدى تكوين الأجهزة كما هو موضح في البروتوكول جنبا إلى جنب مع العمليات الآلية التي تم تطويرها باستخدام تاسكر إلى تقليل المتاعب التي يواجهها المشاركون.
- اطلب من المشاركين ارتداء الساعة الذكية يوميا وشحن الجهاز كل ليلة أثناء نومهم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يصف البروتوكول حلولا بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لتحديات الحياة الواقعية التي تؤثر على التوظيف والامتثال وجودة البيانات في الدراسات السكانية التي تستخدم أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها. سمحت الخطوات الموضحة هنا بالإعداد الناجح لجهاز يمكن ارتداؤه للمستهلك للتعرض والمراقبة الصحية في دراسة سكانية كبيرة شملت الأطفال المصابين بالربو والبالغين المصابين بالرجفان الأذيني. ويقدم الشكل 6 نظرة عامة بيانية على البروتوكولات المقدمة ويوضح الخطوات الرئيسية المتخذة لمعالجة القضايا الأساسية الرئيسية المحددة.
هنا ، نقدم النتائج التمثيلية من مجموعة فرعية من 17 مشاركا (أطفال يعانون من الربو تتراوح أعمارهم بين 6-11 سنة) الذين شاركوا في دراسة LIFE MEDEA في ربيع عام 202013. تم تزويد المشاركين ال 17 بساعة ذكية توفر بيانات مختومة زمنيا عن النشاط البدني (عداد الخطى ، مقياس التسارع ، معدل ضربات القلب) ومواقع GPS قبل وبعد تنفيذ البروتوكول. تم جمع هذه البيانات عبر تطبيق جمع البيانات وتمت مزامنتها تلقائيا مع قاعدة بيانات قائمة على السحابة عندما كانت الساعة الذكية على اتصال بشبكة Wi-Fi داخل منزل كل مشارك ، كما هو موضح سابقا13. ومع ذلك ، من خلال تطبيق البروتوكول الموصوف ، تم أيضا توفير معلومات حول اتصال Wi-Fi وقوة إشارة Wi-Fi وسعة البطارية وما إذا كان الجهاز يشحن أم لا. لم تتم مزامنة البيانات المتعلقة بهذه المتغيرات الإضافية تلقائيا مع قاعدة البيانات المستندة إلى السحابة ولكن كان لا بد من تنزيلها يدويا من كل ساعة ذكية عبر البلوتوث بعد نهاية فترة الدراسة. من خلال مقارنة البيانات التي تم جمعها لمدة أسبوعين قبل تنفيذ البروتوكول وأسبوعين بعده ، قمنا بتقييم تأثير هذه الحلول في تحسين اكتمال البيانات ، والتي تعرف بأنها النسبة المئوية للوقت مع البيانات التي تم جمعها يوميا. يعرض الشكل 7A النسبة المئوية للوقت مع البيانات قبل وبعد تنفيذ البروتوكول لكل مشارك على حدة ، بينما يعرض الشكل 7B التوزيعات المقابلة للنسبة المئوية للوقت مع البيانات للمجموعة بأكملها قبل وبعد تنفيذ البروتوكول. ومن المثير للاهتمام ، أن تنفيذ البروتوكول أدى إلى زيادة ذات دلالة إحصائية في اكتمال البيانات ، مع زيادة النسبة المئوية للوقت مع البيانات من متوسط 36.5٪ (الحد الأدنى: 9.3٪ ، الحد الأقصى: 68.1٪) إلى متوسط 48.9٪ (معدل الذكاء: 18.4٪ ، 77.8٪ ، p = 0.013).
علاوة على ذلك ، في الشكل 8 ، نقدم حالة قصوى من بيانات GPS الضعيفة التي تم جمعها خلال 24 ساعة من مريض واحد مصاب بالرجفان الأذيني المشارك في الدراسة. على الرغم من أن المريض كان يرتدي الساعة وفقا للتعليمات ، إلا أن إشارة GPS الخام الفعلية التي تم جمعها كانت مبعثرة عبر 24 ساعة (الشكل 8 أ) ، وكان تقدير المدة الزمنية في الداخل ومدة الوقت في الهواء الطلق صعبا. يسمح تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS (الشكل التكميلي 1) باستبدال البيانات المفقودة بقيم تقديرية (الشكل 8B). تم التأكيد على صحة الوقت المقدر في الداخل والوقت المقدر في الهواء الطلق من خلال اتصال الساعة الذكية المسجل بإشارة شبكة Wi-Fi (الشكل 8C). بالنسبة لنفس المريض ، نعرض أيضا حالة متطرفة أخرى ليوم مع بيانات GPS ضعيفة تم جمعها (الشكل 9 أ). ومع ذلك ، في هذه الحالة ، فإن تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS وحدها لم يقدر بدقة جميع البيانات المفقودة. بشكل مميز ، قدرت الخوارزمية بشكل صحيح أن المشارك كان في الغالب خارج مكان إقامته بين حوالي الساعة 09:00 إلى 21:00 في ذلك اليوم وأنه عاد إلى المنزل لفترة وجيزة حوالي الساعة 18:00 ، لكنها فشلت في التقاط أن المشارك عاد أيضا إلى المنزل لمدة حوالي 90 دقيقة في حوالي الساعة 13:30 (الشكل 9 ب). ومع ذلك ، لم يتم تفويت هذا الحدث عندما تم النظر أيضا في البيانات الموجودة على اتصال الساعة الذكية بإشارة شبكة Wi-Fi (الشكل 9C).
أخيرا ، بعد التجربة الناجحة ، تم تنفيذ البروتوكول عبر المجموعة الكاملة من المشاركين في MEDEA خلال ربيع عام 2020 في كل من قبرص واليونان (ن = 108 أطفال يعانون من الربو). ومع ذلك ، بعد أسابيع قليلة من توزيع الساعات الذكية على الأطفال وبدء جمع البيانات ، فرضت السلطات الصحية في قبرص واليونان سلسلة من تدخلات الصحة العامة ذات الكثافة المتزايدة للسيطرة على جائحة COVID-19 في بلدانهم. تميزت تدخلات الصحة العامة في البداية بتدابير التباعد الاجتماعي وحظر الأحداث العامة الكبيرة ولكنها سرعان ما تصاعدت إلى عمليات إغلاق وطنية صارمة خلال شهري مارس وأبريل. بالنظر إلى الاضطرابات غير المسبوقة في الروتين اليومي وسلوك السكان ، تم اتخاذ القرار بمواصلة تتبع موقع ونشاط الأطفال المصابين بالربو باستخدام الساعات الذكية خلال فترة الإغلاق لتحديد امتثالهم بشكل موضوعي لتدابير تدخل الصحة العامة والتغيرات الشاملة في النشاط البدني. تم استخدام البيانات التي تم جمعها لحساب الملفات الشخصية الفردية ل "كسر الوقت الذي يقضيه في المنزل" و "إجمالي الخطوات / اليوم" وتم تحليلها إحصائيا لتقييم التغييرات في هذه المعلمات على المستويات المتصاعدة لتدابير إغلاق COVID-19. يتم عرض الجدول الزمني ووصف المستويات المتصاعدة لتدابير إغلاق COVID-19 في البلدين في الشكل 10 وتم وصفهما بالتفصيل بواسطة Kouis et al. في منشور سابق13. باختصار، أشارت النتائج إلى زيادة متوسطة ذات دلالة إحصائية في "جزء من الوقت الذي يقضيه في المنزل" في كلا البلدين عبر مستويات التدخل المتزايدة. كان متوسط الزيادة في "جزء من الوقت الذي يقضيه في المنزل" يساوي 41.4٪ و 14.3٪ (عند المستوى 1) و 48.7٪ و 23.1٪ (عند المستوى 2) و 45.2٪ و 32.0٪ (في المستوى 3) لقبرص واليونان ، على التوالي. أظهر النشاط البدني في قبرص واليونان انخفاضا متوسطا كبيرا قدره -2,531 و -1,191 خطوة / يوم (في المستوى 1) ، -3,638 و -2,337 خطوة / يوم (في المستوى 2) ، و -3,644 و -1,961 خطوة / يوم (في المستوى 3) في قبرص واليونان ، على التوالي13. يتم عرض المتوسطات الأسبوعية ل "كسر الوقت الذي يقضيه في المنزل" و "إجمالي الخطوات / اليوم" في الأطفال المصابين بالربو قبل COVID-19 وخلال المستويات الثلاثة لتدابير إغلاق COVID-19 في الشكل 11 13.
بيان توفر البيانات:
تم إرسال مجموعة البيانات مجهولة المصدر إلى مستودع الوصول المفتوح عبر الإنترنت (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.21601371.v3) Figshare.
الجدول 1: تحديات الحياة الواقعية المحددة فيما يتعلق باستخدام أجهزة الساعات الذكية والحلول المستخدمة. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.
الشكل 1: تفعيل تطبيق جمع البيانات. رسم تخطيطي للعملية لتنشيط تطبيق جمع البيانات بشكل منهجي. يشير متوازي الأضلاع إلى الزناد ، ويشير الماس إلى حالة ، ويشير المستطيل إلى إجراء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 2: تمكين اتصال Wi-Fi. رسم تخطيطي للعملية لتمكين اتصال Wi-Fi بشكل منهجي. يشير متوازي الأضلاع إلى الزناد ، ويشير الماس إلى حالة ، ويشير المستطيل إلى إجراء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: تحسين استهلاك البطارية. رسم تخطيطي للعمليات التي تؤدي إلى إجراءات تعمل على تحسين استهلاك البطارية بشكل منهجي. يشير متوازي الأضلاع إلى الزناد ، ويشير الماس إلى حالة ، ويشير المستطيل إلى إجراء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 4: تسجيل معلومات الحدث. رسم تخطيطي للعمليات التي تسجل بشكل منهجي معلومات الحدث ذات الصلة بالمشروع. يشير متوازي الأضلاع إلى الزناد ، ويشير الماس إلى حالة ، ويشير المستطيل إلى إجراء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 5: إخطار المستخدم إذا تم تعطيل إشارة GPS. رسم تخطيطي للعمليات التي تتحقق بشكل منهجي من حالة إشارة GPS وتوفر إشعارات لتنبيه المستخدمين بالمشكلات. يشير متوازي الأضلاع إلى الزناد ، ويشير الماس إلى حالة ، ويشير المستطيل إلى إجراء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 6: نظرة عامة تخطيطية على البروتوكولات. نظرة عامة تخطيطية للتحديات الأساسية التي تم تحديدها والبروتوكولات المقدمة مع توضيح الخطوات الرئيسية في العمليات. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 7: اكتمال البيانات قبل وبعد تنفيذ البروتوكول. اكتمال البيانات لمجموعة تمثيلية من المشاركين (ن = 17) لمدة أسبوعين قبل وبعد تنفيذ البروتوكول. (أ) النسبة المئوية للوقت مع البيانات قبل وبعد تنفيذ البروتوكول لكل مشارك على حدة. ب: التوزيعات المناظرة للمجموعة بأكملها. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 8: تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS (الحالة القصوى 1). (أ) مثال على حالة يوم به بيانات إشارة GPS خام ضعيفة و (ب) تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS لاستبدال البيانات المفقودة بقيم تقديرية. (ج) تأكيد التصنيفات الداخلية والخارجية بناء على مؤشر إشارة استقبال Wi-Fi. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 9: تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS (الحالة القصوى 2). (أ) مثال على حالة يوم به بيانات إشارة GPS خام ضعيفة و (ب) تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS لاستبدال البيانات المفقودة بقيم تقديرية. (ج) أدت خوارزمية ملء بيانات GPS إلى بعض التصنيف الخاطئ الداخلي والخارجي ، والذي تم حله باستخدام مؤشر إشارة استقبال Wi-Fi. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 10: الجدول الزمني لتدخلات الصحة العامة في قبرص واليونان. الجدول الزمني لتسجيلات الدراسة فيما يتعلق بإدخال تدخلات الصحة العامة في (أ) قبرص و (ب) اليونان خلال شهري مارس وأبريل 2020 ، الصورة مستنسخة بموجب ترخيص CC BY 4.0 ، دون أي تغييرات ، من الدراسة الأصلية التي أجراها Kouis et al. ، والتي نشرت لأول مرة في مجلة التقارير العلمية13. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 11: التغيرات في التنقل استجابة لتدخلات الصحة العامة بين الأطفال المصابين بالربو. المتوسطات الأسبوعية لكسر الوقت الذي يقضيه الأطفال المصابون بالربو في المنزل والخطوات / اليوم قبل وأثناء المستويات الثلاثة لتدخلات الصحة العامة في (أ) قبرص و (ب) اليونان. الصورة مستنسخة بموجب ترخيص CC BY 4.0 ، دون أي تغييرات ، من الدراسة الأصلية التي أجراها Kouis et al. ، والتي نشرت لأول مرة في مجلة التقارير العلمية13. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل التكميلي 1: تنفيذ خوارزمية ملء بيانات GPS. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
الملف التكميلي 1: وحدات الماكرو الموضحة في هذا البروتوكول. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
تعد أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء أدوات مفيدة تسمح بالمراقبة المستمرة وغير الغازية للمعايير الصحية وسلوك المريض. توفر الساعات الذكية التجارية، المجهزة بمجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار، بديلا واعدا لطرق جمع البيانات التقليدية، ومن المتوقع أن يرتفع استخدامها في البحوث السريرية وأبحاث الصحة العامة فقط نتيجة لزيادة تنوع وجودة أجهزة الاستشعار المدمجة، وشراكات أقوى بين الأكاديمية والصناعة، وتخفيضات في أسعار التجزئة14 . في هذه الدراسة ، نسلط الضوء على تحديات الحياة الواقعية التي قد تؤثر على التوظيف وامتثال المستخدم وجودة البيانات في الدراسات السكانية ونقدم أمثلة على الحلول البسيطة والفعالة من حيث التكلفة للتغلب عليها في هذا المجال. أدى تنفيذ هذا البروتوكول أثناء بدء الدراسة13 إلى نتائج محسنة بشكل كبير من حيث اكتمال البيانات وجودتها. الخطوات الأكثر أهمية داخل البروتوكول هي الخطوة 2.2 (التي تضمن التنشيط المنهجي لتطبيق جمع البيانات على فترات زمنية منتظمة) ، والخطوة 2.5 (التي توفر سجلا منفصلا للأحداث المهمة حول حالة الساعة الذكية) ، والخطوة 5.2.8 (التي تسمح بالتشغيل المتواصل لعمليات خلفية الساعة الذكية).
في الماضي ، تناولت العديد من الدراسات صلاحية الأجهزة الاستهلاكية القابلة للارتداء لمجموعة متنوعة من نقاط النهاية الصحية والنشاط ، وتم تجميع النتائج مؤخرا في مراجعة منهجية كبيرة وتحليل تلوي15. ومع ذلك، من بين مجموع الدراسات ال 169 التي تم تحديدها في الاستعراض المنهجي، شملت 48 دراسة فقط مجموعات سكانية في بيئة تعيش بحرية، في حين أن 36 دراسة فقط شملت مجموعات سكانية تعاني من أي نوع من القيود على الحركة أو مرض مزمن. على الرغم من أن المؤلفين خلصوا إلى أن الأجهزة التجارية ، بشكل عام ، دقيقة لقياس الخطوات ومعدل ضربات القلب ، خاصة في البيئات القائمة على المختبر ، إلا أنهم سلطوا الضوء على خطر المبالغة في التقدير أو التقليل من التقدير في بيئات الحياة الحرة ، في حين لم يتم استكشاف الاختلافات في قابلية الاستخدام وصحة القياسات بين الضوابط الصحية والمرضى المزمنين15 . كلتا النقطتين مهمتان بشكل خاص لأن إحدى الحجج الرئيسية للتحول إلى الصحة الرقمية هي تمكين مراقبة المرضى الذين يعانون من أمراض مزمنة خارج أماكن الرعاية الصحية16.
ومع ذلك ، فقد ركزت بعض الدراسات السابقة على المشكلات التي واجهها المشاركون والباحثون وحددوها أثناء طرح الدراسات السريرية في بيئات المعيشة الحرة التي تتضمن أجهزة المستهلك القابلة للارتداء17،18،19. في دراسة جدوى أجريت بشكل جيد وشملت عددا صغيرا من المشاركين (ن = 26) ولكنها راقبتهم لفترة زمنية كبيرة (3 أشهر) ، أفاد Beukenhorst et al. أنه في المتوسط ، ارتدى المرضى الساعة في 73٪ من الأيام وأن عدم الاستخدام المؤقت والدائم زاد خلال أسابيع الدراسة17.
في مجموعة أكبر بكثير ، أفاد Galarnyk et al. أنه من بين إجمالي 230 فردا تم تجنيدهم في الدراسة وتزويدهم بساعة ذكية ، استخدمها 130 فقط (57٪) مرة واحدة على الأقل ونجحوا في نقل بعض البيانات18. علاوة على ذلك ، أبرزت بعض الدراسات أيضا حقيقة أنه خلال مرحلة التنفيذ ، يلزم دعم فني مكثف18,19. بشكل مميز ، في دراسة Parkinson@Home ، أبلغ المؤلفون عن معدل اكتمال بيانات بنسبة 88٪ ولكنهم سلطوا الضوء أيضا على أن جميع المشاركين تقريبا يحتاجون إلى مكالمة دعم واحدة على الأقل لاستكشاف أخطاء الجهاز وإصلاحها خلال فترة الدراسة التي استمرت 3 أشهر19. لقد أبلغنا عن تجربة مماثلة في دراستنا13 ، على الرغم من عدم الاحتفاظ بالسجلات الرسمية لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها والزيارات المنزلية.
في دراستنا ، ركزنا أيضا على مشكلات جودة البيانات المتعلقة بإشارات GPS. كان علينا بناء تعرض فردي للمشاركين في البيئات الدقيقة الخارجية والداخلية (في المنزل) ، وهي مهمة معقدة بسبب الفقدان المتكرر والمستمر للإشارة ، خاصة في البيئات الداخلية ، ولهذا السبب ، قمنا بتطوير خوارزمية ملء البيانات ، كما هو مقترح في الدراسات السابقة20,21. على الرغم من أن أداء الخوارزمية كان جيدا بشكل معقول ، إلا أن تضمين مؤشر قوة إشارة Wi-Fi ، كما تم جمعه بواسطة تطبيق tasker ، أدى إلى تحسين أداء الخوارزمية بشكل كبير وتقليل التصنيف الخاطئ إلى حد كبير. كما تم إثبات فائدة مؤشر قوة إشارة Wi-Fi المستقبلة في الدراسات السابقة التي تركز على التوطين الداخلي 22,23 ، وعندما يقترن بقياسات GPS ، يمكن أن يوفر هذا المؤشر قياسا صالحا للتعرض الفردي لمدة24 ساعة للبيئات الدقيقة الخارجية والداخلية.
أخيرا ، تم تنفيذ البروتوكول المقترح هنا واختباره في ظروف الحياة الواقعية في ربيع عام 2020 على كل من الأطفال وكبار السن. على الرغم من أن كل حل مقترح بسيط ولا يتطلب معرفة مسبقة بالبرمجة ، إلا أن جميع الحلول معا عالجت جميع المشكلات الرئيسية التي تم تحديدها ، لا سيما من خلال تحسين وتنظيم جمع البيانات ، وتقليل استهلاك البطارية ، وحظر التطبيقات غير المرغوب فيها وإعدادات الساعات الذكية ، وتحسين إشارة GPS. ومع ذلك ، تم اختبار العمليات ، كما هو موضح في البروتوكول ، فقط باستخدام جهاز ساعة ذكية باستخدام إصدار Android 7.1.1. على الرغم من أنه من الممكن أن يكون النسخ المتماثل المباشر لهذه العمليات ممكنا مع إصدارات Android الأخرى ، إلا أنه لا يمكننا استبعاد احتمال الحاجة إلى بعض التعديلات ، ونتيجة لذلك ، قد تكون قابلية التعميم المباشر للبروتوكول محدودة. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتعين تعديل البروتوكول ليعكس الاختلافات في المواصفات الفنية لأجهزة الهواتف الذكية الأخرى. على سبيل المثال ، قد يتم تعيين المشغل الزمني لجمع البيانات وفقا لسعة بطارية جهاز الساعة الذكية أو اعتمادا على دقة الوقت المطلوبة للمتغيرات التي تم جمعها. ومع ذلك ، حتى إذا كان تطبيق هذا البروتوكول على جهاز هاتف ذكي مختلف أو إصدار Android مختلف قد يتطلب استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتعديل بعض الخطوات الفردية ، بشكل عام ، يجب اتخاذ خطوات مماثلة (أو سيتعين التأكد من أن بعض الخطوات غير مطلوبة) أثناء إعداد أي ساعة ذكية قبل إعطائها لمشارك في الدراسة. يسمح مستوى التفاصيل المقدم في البروتوكول بالتكيف السهل لهذه الحلول مع أي جهاز ساعة ذكية. علاوة على ذلك ، لم يهدف هذا العمل ولم يكن مصمما في الأصل لتقييم الأسباب التي قد تؤثر على امتثال المستخدم للأجهزة القابلة للارتداء أثناء إجراء الدراسات السكانية. ويلزم إجراء دراسات مستقبلية باستخدام الأدوات والمنهجيات المناسبة لمواصلة دراسة هذا الموضوع. يمكن أن توفر مثل هذه الدراسات الأدلة الإضافية اللازمة لتحسين الأساليب الحالية لدمج الأجهزة القابلة للارتداء بكفاءة في الدراسات البحثية ، خاصة في ظل ظروف الحياة الواقعية.
وفي الوقت الحالي، فإن الأساليب الحالية محدودة للغاية وتشمل في المقام الأول تطوير نظام دعم موسع (التدريب الأولي، ودليل المستخدم، وخط المساعدة، والزيارات الميدانية)19. بالإضافة إلى ذلك ، أبرزت دراسة سابقة أنه في التجارب السريرية الرقمية ، ينبغي توقع معدل تسرب كبير وخطط طوارئ مسبقة ، مثل الوصول إلى مجموعة توظيف أوسع للمشاركين ، مطلوبة18. يمكن أن يؤدي دمج الحلول المقدمة في هذه الدراسة إلى تكميل العبء على نظام الدعم الموسع ، والأهم من ذلك ، تقليل العبء على نظام الدعم الموسع مع زيادة اكتمال البيانات وجودتها. بالإضافة إلى ذلك ، استنادا إلى ملاحظات Galarnyk et al. ، فإن جعل بدء استخدام الجهاز سهلا قدر الإمكان قد يضمن الامتثال ويقلل من معدلات التسرب18. أخيرا ، تشمل التطبيقات المستقبلية لبعض هذه الحلول ، وخاصة استخدام تطبيقات أتمتة الأجهزة ، زيادة تخصيص الأجهزة التجارية لدعم التنقل لدى كبار السن أو الأشخاص ذوي الإعاقة 24,25 ، ودعم أنظمة الإنذار المبكر26 ، وضمان اتصال Bluetooth و Wi-Fi في تطبيقات إنترنت الأجسام (IoB)27.
باختصار ، يوفر هذا العمل بروتوكولا يتضمن حلولا بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لتحديات الحياة الواقعية التي تؤثر على التوظيف والامتثال وجودة البيانات في الدراسات السكانية التي تستخدم الأجهزة الاستهلاكية القابلة للارتداء. يعتمد البروتوكول على أدوات برمجية متاحة مجانا ولا يتطلب أي معرفة سابقة بالبرمجة. يمكن تكرار هذا النهج أو تكييفه بسهولة من قبل الباحثين الصحيين الذين يعملون مع الأجهزة القابلة للارتداء في مجالات البحوث السريرية والصحة العامة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح يعلنونه.
Acknowledgments
ويعرب أصحاب البلاغ عن امتنانهم لجميع المشاركين وأسرهم، وكذلك للمدرسين والموظفين الإداريين في المدارس الابتدائية المشاركة في قبرص واليونان. تم تمويل الدراسة من قبل مشروع الاتحاد الأوروبي LIFE MEDEA (LIFE16 CCA / CY / 000041).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| APK Extractor | Meher | Version 4.21.08 | Application |
| Charger/Adaptor with data cable | Jiangsu Chenyang Electron Co. Ltd | C-P17 | Charger |
| Embrace application | EmbraceTech LTD | Version 1.5.4 | Application |
| LEMFO LF25 Smartwatch | Shenzhen domino Times Technology Co. Ltd | DM368 Plus | Smartwatch |
| Lock App - Smart App Locker | ANUJ TENANI | Version 4.0 | Application |
| Macrodroid-Device Automation | ArloSoft | Version 5.5.2 | Application |
| Xiaomi Redmi 6A | Xiaomi | M1804C3CG | Smartphone |
References
- Alami, H., Gagnon, M. P., Fortin, J. P. Digital health and the challenge of health systems transformation. mHealth. 3, 31 (2017).
- Dunn, J., Runge, R., Snyder, M.
- Bietz, M. J., et al. Opportunities and challenges in the use of personal health data for health research. Journal of the American Medical Informatics Association. 23, 42-48 (2016).
- Coughlin, S. S.
- Munos, B., et al. Mobile health: The power of wearables, sensors, and apps to transform clinical trials. Annals of the New York Academy of Sciences. 1375 (1), 3-18 (2016).
- Reeder, B., David, A. Health at hand: A systematic review of smart watch uses for health and wellness. Journal of Biomedical Informatics. 63, 269-276 (2016).
- Trifan, A., Oliveira, M., Oliveira, J. L. Passive sensing of health outcomes through smartphones: Systematic review of current solutions and possible limitations. JMIR mHealth and uHealth. 7 (8), 12649 (2019).
- Rodgers, M. M., Alon, G., Pai, V. M., Conroy, R. S. Wearable technologies for active living and rehabilitation: current research challenges and future opportunities. Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Engineering. 6, 2055668319839607 (2019).
- Huberty, J., Ehlers, D. K., Kurka, J., Ainsworth, B., Buman, M. Feasibility of three wearable sensors for 24 hour monitoring in middle-aged women. BMC Women's Health. 15, 55 (2015).
- Schall, M. C., Sesek, R. F., Cavuoto, L. A. Barriers to the adoption of wearable sensors in the workplace: A survey of occupational safety and health professionals. Human Factors. 60 (3), 351-362 (2018).
- Henriksen, A., et al. Using fitness trackers and smartwatches to measure physical activity in research: Analysis of consumer wrist-worn wearables. Journal of Medical Internet Research. 20 (3), 9157 (2018).
- Kouis, P., et al. The MEDEA childhood asthma study design for mitigation of desert dust health effects: Implementation of novel methods for assessment of air pollution exposure and lessons learned. BMC Pediatrics. 21, 13 (2021).
- Kouis, P., et al. Use of wearable sensors to assess compliance of asthmatic children in response to lockdown measures for the COVID-19 epidemic. Scientific Reports. 11, 5895 (2021).
- Arigo, D., et al. The history and future of digital health in the field of behavioral medicine. Journal of Behavioral Medicine. 42 (1), 67-83 (2019).
- Fuller, D., et al. Reliability and validity of commercially available wearable devices for measuring steps, energy expenditure, and heart rate: Systematic review. JMIR mHealth and uHealth. 8 (9), 18694 (2020).
- Majumder, S., Mondal, T., Deen, M. J. Wearable sensors for remote health monitoring. Sensors. 17 (1), 130 (2017).
- Beukenhorst, A. L., et al. Engagement and participant experiences with consumer smartwatches for health research: Longitudinal, observational feasibility study. JMIR mHealth and uHealth. 8 (1), 14368 (2020).
- Galarnyk, M., Quer, G., McLaughlin, K., Ariniello, L., Steinhubl, S. R. Usability of a wrist-worn smartwatch in a direct-to-participant randomized pragmatic clinical trial. Digital Biomarkers. 3 (3), 176-184 (2019).
- de Lima, A. L. S., et al. Large-scale wearable sensor deployment in Parkinson's patients: The Parkinson@ home study protocol. JMIR Research Protocols. 5 (3), 5990 (2016).
- Steinle, S., Reis, S., Sabel, C. E. Quantifying human exposure to air pollution-Moving from static monitoring to spatio-temporally resolved personal exposure assessment. Science of the Total Environment. 443, 184-193 (2013).
- Dias, D., Tchepel, O. Modelling of human exposure to air pollution in the urban environment: a GPS-based approach. Environmental Science and Pollution Research. 21 (5), 3558-3571 (2014).
- Chen, W., Kao, K., Chang, Y., Chang, C. An RSSI-based distributed real-time indoor positioning framework. 2018 IEEE International Conference on Applied System Invention (ICASI). , 1288-1291 (2018).
- Nagah Amr, M., El Attar, H. M., Abd El Azeem, M. H., El Badawy, H. An enhanced indoor positioning technique based on a novel received signal strength indicator distance prediction and correction model. Sensors. 21 (3), 719 (2021).
- Lancioni, G. E., et al. An upgraded smartphone-based program for leisure and communication of people with intellectual and other disabilities. Frontiers in Public Health. 6, 234 (2018).
- Lancioni, G. E., et al. People with intellectual and visual disabilities manage functional occupation via basic technology providing spatial cues and timely repetition of response-related instructions. Advances in Neurodevelopmental Disorders. 6 (1), 11-19 (2022).
- Rao, S. IoT enabled wearable device for COVID safety and emergencies. International Journal of Interactive Mobile Technologies. 3 (3), 146-154 (2021).
- Brunschwiler, T., et al. Internet of the body-Wearable monitoring and coaching. 2019 Global IoT Summit (GIoTS). , 1-6 (2019).
