인구 연구에서 노출 및 건강 모니터링을 위한 소비자 웨어러블 장치 설정
Summary
웨어러블 센서가 장착 된 상업용 스마트 워치는 인구 연구에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그러나 유틸리티는 제한된 배터리 지속 시간, 메모리 용량 및 데이터 품질로 인해 제한되는 경우가 많습니다. 이 보고서는 천식 어린이 및 노인 심장 환자를 대상으로 한 연구에서 직면하는 실제 기술 문제에 대한 비용 효율적인 솔루션의 예를 제공합니다.
Abstract
종종 상업용 스마트 워치에 내장 된 웨어러블 센서는 임상 연구에서 지속적이고 비 침습적 인 건강 측정 및 노출 평가를 가능하게합니다. 그럼에도 불구하고 상당한 관찰 기간 동안 많은 수의 참가자가 참여하는 연구에서 이러한 기술의 실제 적용은 몇 가지 실질적인 문제로 인해 방해받을 수 있습니다.
이 연구에서 우리는 사막 먼지 폭풍으로 인한 건강 영향 완화를위한 이전 개입 연구에서 수정 된 프로토콜을 제시합니다. 이 연구에는 6-11 세의 천식 어린이와 심방 세동 (AF)이있는 노인 환자의 두 가지 별개의 인구 그룹이 포함되었습니다. 두 그룹 모두 신체 활동 (심박수 모니터, 만보계 및 가속도계 사용) 및 위치 (GPS 신호를 사용하여 실내 “집”또는 실외 미세 환경에서 개인을 찾는 것)를 평가하기위한 스마트 워치를 장착했습니다. 참가자들은 매일 데이터 수집 애플리케이션이 장착된 스마트워치를 착용해야 했으며, 데이터는 거의 실시간으로 규정 준수 평가를 위해 무선 네트워크를 통해 중앙 관리 데이터 수집 플랫폼으로 전송되었습니다.
26 개월 동안 250 명 이상의 어린이와 50 명의 AF 환자가 앞서 언급 한 연구에 참여했습니다. 확인된 주요 기술적 과제에는 게임, 인터넷 브라우저, 카메라 및 오디오 녹음 애플리케이션과 같은 표준 스마트워치 기능에 대한 액세스 제한, 특히 실내 환경에서 GPS 신호 손실과 같은 기술적 문제, 데이터 수집 애플리케이션을 방해하는 내부 스마트워치 설정이 포함되었습니다.
이 프로토콜의 목적은 공개적으로 사용 가능한 애플리케이션 로커 및 장치 자동화 애플리케이션을 사용하여 이러한 문제의 대부분을 간단하고 비용 효율적인 방식으로 해결할 수 있었던 방법을 보여주는 것입니다. 또한 Wi-Fi 수신 신호 강도 표시기를 포함하여 실내 위치 파악이 크게 향상되고 GPS 신호 오분류가 크게 최소화되었습니다. 2020년 봄에 이 중재 연구를 출시하는 동안 이러한 프로토콜을 구현함으로써 데이터 완전성과 데이터 품질 측면에서 결과가 크게 개선되었습니다.
Introduction
디지털 건강 기술 애플리케이션 및 웨어러블 센서는 의료 및가정 환경 모두에서 비침습적이고 비용 효율적인 환자 모니터링을 가능하게 합니다1. 동시에 수집된 대량의 데이터와 웨어러블 기반 분석 플랫폼의 가용성은 광범위한 급성 및만성 질환에 대한 자동화된 건강 사건 예측, 예방 및 개입을 위한 알고리즘 개발을 가능하게 합니다2. 주로 피트니스 추적에 사용되는 상업적으로 이용 가능한 웨어러블 센서는 공중 보건 연구에서 의료 전문가가 점점 더 많이 사용하고 있으며 실제 조건에서 다중 모드 및 지속적인 데이터 수집을위한 유망한 도구를 나타냅니다3. 그러나 더 중요한 것은 웨어러블 센서의 편향되지 않은 데이터 수집을 통해 연구원이 인터뷰 및 일기4와 같은 전통적인 데이터 수집 방법을 특징 짓는 회상 편향의 문제를 극복 할 수 있다는 것입니다.
그러나 임상 시험 또는 기타 인구 연구를 위해서는 데이터 정확성, 신뢰성 및 무결성이 필수적입니다. 또한, 수집된 데이터의 신뢰성은 또한 연령 그룹 적용 가능성 뿐만 아니라 장치(5)의 메모리 용량 및 에너지 효율과 같은 몇몇 다른 파라미터에 의해 영향을 받을 수 있다. 제한된 수의 참가자를 대상으로 한 실험실 및 현장 기반 연구에 대한 최근의 체계적인 검토는 일반적으로 활동, 심박수, 발작 및 행동 모니터링에 대한 상업용 스마트 워치의 적용 가능성을 확인했지만, 리뷰는 노인 사용자에 대한 적합성이 낮고 배터리, 메모리 및 데이터 품질 제한이 있음을 입증했습니다 6,7 . 이러한 제한은 일관성없는 인터넷 연결, 장치 편안함 및 잘못된 스마트 워치 사용과 같은 추가 매개 변수가 작용하는 실제 조건에서 더 많은 인구 연구에서 더욱 증폭 될 수 있습니다8. 특히, 외관 및 불편함은 매일 센서를 착용하는 데 중요한 장벽이며9, 개인 정보 보호 및 기밀 유지 문제와 관련된 우려는 웨어러블 센서(10)와 관련된 연구에서 모집에 영향을 미칠 수 있습니다. 연구 연구에서 신체 활동을 측정하기위한 상업용 스마트 워치 및 피트니스 트래커의 적용 가능성과 관련하여 Henriksen et al.의 최근 연구는 특정 연구에 적합한 장치를 선택하는 것이 사용 가능한 임베디드 센서를 기반으로해야 할뿐만 아니라 연구에서의 검증 및 이전 사용을 고려해야한다고 제안했습니다. 외관, 배터리 수명, 견고성, 내수성, 연결성 및 유용성11.
이 연구의 목적을 위해 우리는 사막 먼지 폭풍의 건강 영향을 완화하기위한 중재 연구 인 LIFE MEDEA 프로젝트12에서 직면 한 문제를 개선하기위한 프로토콜을 제시합니다. 이 연구에는 6-11 세의 천식 어린이와 심방 세동 (AF)이있는 노인 환자의 두 가지 별개의 인구 그룹이 포함되었습니다. 두 그룹 모두 신체 활동 (심박수 모니터, 보수계 및 가속도계 사용) 및 위치 (GPS 신호를 사용하여 실내 “집”또는 실외 미세 환경에서 개인을 찾습니다)를 평가하기위한 상업용 스마트 워치를 장착했습니다. 참가자들은 매일 스마트 워치를 착용해야하며 데이터는 거의 실시간으로 규정 준수 평가를 위해 데이터 수집 애플리케이션을 통해 무선 네트워크를 통해 중앙 관리 데이터 수집 플랫폼으로 전송되었습니다. 스마트워치 및 시스템 셋업에 대한 추가의 세부사항은 이전 연구(13)에서 제공된다. 프로젝트 구현 첫해에 장치와 관련된 몇 가지 기술 및 실제 문제가 발생하여 채용, 매일 장치를 착용하는 참가자의 준수 및 수집된 데이터의 완전성에 영향을 미쳤습니다. 스마트 워치를 착용 한 어린이가 게임, 인터넷 브라우저, 카메라 및 오디오 녹음 응용 프로그램과 같은 표준 스마트 워치 기능에 액세스해서는 안된다는 학교 관리자 및 많은 부모의 요구 사항과 같은 일부 문제는 인구 별 문제였습니다. 다른 문제는 특히 실내 환경에서 GPS 신호 손실 및 데이터 수집 응용 프로그램을 방해하는 내부 스마트 워치 설정과 같은 본질적으로 기술적 인 문제였습니다. 식별된 주요 과제에 대한 자세한 개요와 그 의미 및 솔루션에 대한 간략한 설명이 표 1에 나와 있습니다.
이 연구에서는 웨어러블 센서를 사용하는 인구 연구에서 사용자 규정 준수, 데이터 품질 및 데이터 완전성을 개선하고 관련 프로토콜을 제공하기 위해 간단하고 비용 효율적이며 기성품 솔루션을 제안합니다. 또한, 우리는 연구13의 대표 결과를 사용하여 이러한 프로토콜의 구현으로 인한 데이터 완전성 향상을 입증합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
웨어러블 센서는 건강 매개 변수 및 환자 행동을 지속적이고 비 침습적으로 모니터링 할 수있는 유용한 도구입니다. 다양한 센서가 장착된 상업용 스마트워치는 기존 데이터 수집 방법에 대한 유망한 대안을 제공하며, 임상 및 공중 보건 연구에서의 사용은 내장 센서의 다양성과 품질 향상, 산학 파트너십 강화, 소매 가격 인하의 결과로 증가할 것으로 예상됩니다.14 . 이 연구에?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 모든 참가자와 그 가족뿐만 아니라 키프로스와 그리스의 참여 초등학교의 교사 및 행정 직원에게 감사드립니다. 이 연구는 유럽 연합 LIFE 프로젝트 MEDEA (LIFE16 CCA / CY / 000041)의 재정 지원을 받았습니다.
Materials
| 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 |
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