Configuración de dispositivos portátiles de consumo para la exposición y el monitoreo de la salud en estudios de población

Summary

Los relojes inteligentes comerciales equipados con sensores portátiles se utilizan cada vez más en estudios de población. Sin embargo, su utilidad a menudo está limitada por su duración limitada de la batería, la capacidad de memoria y la calidad de los datos. Este informe proporciona ejemplos de soluciones rentables a los desafíos técnicos de la vida real encontrados durante los estudios con niños asmáticos y pacientes cardíacos ancianos.

Abstract

Los sensores portátiles, que a menudo están integrados en relojes inteligentes comerciales, permiten mediciones de salud continuas y no invasivas y evaluaciones de exposición en estudios clínicos. Sin embargo, la aplicación en la vida real de estas tecnologías en estudios con un gran número de participantes durante un período de observación significativo puede verse obstaculizada por varios desafíos prácticos.

En este estudio, presentamos un protocolo modificado de un estudio de intervención anterior para la mitigación de los efectos en la salud de las tormentas de polvo del desierto. En el estudio participaron dos grupos de población distintos: niños asmáticos de 6 a 11 años y pacientes ancianos con fibrilación auricular (FA). Ambos grupos fueron equipados con un reloj inteligente para la evaluación de la actividad física (utilizando un monitor de frecuencia cardíaca, podómetro y acelerómetro) y la ubicación (utilizando señales GPS para localizar a los individuos en interiores “en casa” o microambientes al aire libre). Los participantes debían usar el reloj inteligente equipado con una aplicación de recopilación de datos diariamente, y los datos se transmitieron a través de una red inalámbrica a una plataforma de recopilación de datos administrada centralmente para la evaluación casi en tiempo real del cumplimiento.

Durante un período de 26 meses, más de 250 niños y 50 pacientes con FA participaron en el estudio antes mencionado. Los principales desafíos técnicos identificados incluyeron restringir el acceso a las funciones estándar de los relojes inteligentes, como juegos, navegador de Internet, cámara y aplicaciones de grabación de audio, problemas técnicos, como la pérdida de señal GPS, especialmente en entornos interiores, y la configuración interna del reloj inteligente que interfiere con la aplicación de recopilación de datos.

El objetivo de este protocolo es demostrar cómo el uso de casilleros de aplicaciones disponibles públicamente y aplicaciones de automatización de dispositivos hizo posible abordar la mayoría de estos desafíos de una manera simple y rentable. Además, la inclusión de un indicador de intensidad de señal recibida por Wi-Fi mejoró significativamente la localización en interiores y minimizó en gran medida la clasificación errónea de la señal GPS. La implementación de estos protocolos durante el lanzamiento de este estudio de intervención en la primavera de 2020 condujo a resultados significativamente mejores en términos de integridad y calidad de los datos.

Introduction

Las aplicaciones de tecnología de salud digital y los sensores portátiles permiten una monitorización no invasiva y rentable de los pacientes tanto en entornos sanitarios como domiciliarios¹. Al mismo tiempo, la gran cantidad de datos recopilados y la disponibilidad de plataformas analíticas basadas en dispositivos portátiles permiten el desarrollo de algoritmos para la predicción, prevención e intervención automatizada de eventos de salud para una amplia gama de enfermedades agudas y crónicas². Los sensores portátiles disponibles comercialmente, utilizados principalmente para el seguimiento de la condición física, también están siendo utilizados cada vez más por los profesionales médicos en la investigación de salud pública y representan una herramienta prometedora para la recopilación de datos multimodal y continua en condiciones de la vida real³. Sin embargo, lo más importante es que la recopilación imparcial de datos de los sensores portátiles permite a los investigadores superar los desafíos del sesgo de recuerdo que caracterizan los métodos tradicionales de recopilación de datos, como entrevistas y diarios⁴.

Sin embargo, para los fines de ensayos clínicos u otros estudios de población, la precisión, confiabilidad e integridad de los datos son esenciales. Además, la credibilidad de los datos recopilados también puede verse afectada por varios otros parámetros, como la aplicabilidad del grupo de edad, así como la capacidad de memoria y la eficiencia energética del dispositivo⁵. Las revisiones sistemáticas recientes de estudios de laboratorio y de campo con un número limitado de participantes generalmente han confirmado la aplicabilidad de los relojes inteligentes comerciales para la actividad, la frecuencia cardíaca, las convulsiones y el monitoreo del comportamiento, aunque las revisiones también han demostrado una idoneidad deficiente para los usuarios de edad avanzada, así como limitaciones de batería, memoria y calidad de datos ^6,7 . Estas limitaciones pueden amplificarse aún más en estudios poblacionales más grandes en condiciones de la vida real donde entran en juego parámetros adicionales como la conectividad a Internet inconsistente, la comodidad del dispositivo y el uso incorrecto del reloj inteligente⁸. Específicamente, la apariencia y las molestias son barreras significativas para el uso diario de sensores 9, mientras que las preocupaciones relacionadas con cuestiones^de privacidad y confidencialidad pueden afectar el reclutamiento en estudios que involucran sensores portátiles¹⁰. En cuanto a la aplicabilidad de los relojes inteligentes comerciales y los rastreadores de fitness para medir la actividad física en estudios de investigación, un estudio reciente de Henriksen et al. sugirió que la selección de un dispositivo apropiado para un estudio en particular no solo debería basarse en los sensores integrados disponibles, sino que también debería tener en cuenta la validación y el uso previo en la investigación. Apariencia, duración de la batería, robustez, resistencia al agua, conectividad y facilidad de uso¹¹.

Para los fines de este estudio, presentamos un protocolo para mejorar los desafíos encontrados durante el proyecto LIFE MEDEA, un estudio de intervención para la mitigación de los efectos en la salud de las tormentas de polvo del desierto¹². En el estudio participaron dos grupos de población distintos: niños asmáticos de 6 a 11 años y pacientes ancianos con fibrilación auricular (FA). Ambos grupos fueron equipados con un reloj inteligente comercial para la evaluación de la actividad física (utilizando un monitor de frecuencia cardíaca, podómetro y acelerómetro) y la ubicación (utilizando señales GPS para localizar a las personas en interiores “en casa” o microambientes al aire libre). Se requirió que los participantes usaran el reloj inteligente diariamente, y los datos se transmitieron a través de una red inalámbrica a una plataforma de recopilación de datos administrada centralmente a través de la aplicación de recopilación de datos para la evaluación casi en tiempo real del cumplimiento. En un estudio anterior¹³ se proporcionan detalles adicionales sobre el reloj inteligente y la configuración del sistema. Durante el primer año de implementación del proyecto, surgieron varios desafíos técnicos y de la vida real relacionados con el dispositivo, que afectaron el reclutamiento, el cumplimiento de los participantes en el uso diario del dispositivo y la integridad de los datos recopilados. Algunos desafíos fueron específicos de la población, como el requisito de los administradores escolares y muchos padres de que los niños que usan los relojes inteligentes no deberían tener acceso a las funciones estándar de los relojes inteligentes, como juegos, navegador de Internet, cámara y aplicaciones de grabación de audio. Otros desafíos fueron de naturaleza técnica, como la pérdida de señal GPS, especialmente en entornos interiores, y la configuración interna del reloj inteligente que interfiere con la aplicación de recopilación de datos. En la Tabla 1 se presenta una descripción detallada de los principales desafíos identificados, así como una breve descripción de sus implicaciones y soluciones.

En este estudio, sugerimos soluciones simples, rentables y listas para usar para mejorar el cumplimiento del usuario, la calidad de los datos y la integridad de los datos en estudios de población que emplean sensores portátiles y proporcionan los protocolos relevantes. Además, demostramos las mejoras en la completitud de los datos a partir de la implementación de tales protocolos utilizando resultados representativos del estudio¹³.

Protocol

Se obtuvieron aprobaciones administrativas y éticas del Ministerio de Salud de Chipre (YY5.34.01.7.6E) y del Comité Nacional de Bioética de Chipre (ΕΕΒΚ/ΕΠ/2016.01.23). Los pacientes con fibrilación auricular y los tutores de los niños asmáticos proporcionaron su consentimiento informado por escrito antes de participar en el estudio. 1. Bloqueadores de aplicaciones y aplicaciones de automatización de dispositivos NOTA: Los casilleros de a…

Representative Results

El protocolo describe soluciones simples y rentables a los desafíos de la vida real que afectan el reclutamiento, el cumplimiento y la calidad de los datos en estudios de población que emplean sensores portátiles. Los pasos descritos aquí permitieron la configuración exitosa de un dispositivo portátil de consumo para la exposición y el monitoreo de la salud en un gran estudio de población que involucró a niños con asma y adultos con fibrilación auricular. La Figura 6 proporciona u…

Discussion

Los sensores wearables son herramientas útiles que permiten la monitorización continua y no invasiva de los parámetros de salud y del comportamiento del paciente. Los relojes inteligentes comerciales, que están equipados con una variedad de sensores, proporcionan una alternativa prometedora a los métodos tradicionales de recopilación de datos, y se espera que su uso en la investigación clínica y de salud pública aumente como resultado de una mayor variedad y calidad de sensores incorporados, asociaciones académ…

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