輔助慢性阻塞性肺疾病患者家庭運動的手機應用程序可行性探索①

竇鳳嬌，張博論，余麗君

·康復護理·

輔助慢性阻塞性肺疾病患者家庭運動的手機應用程序可行性探索①

竇鳳嬌1，張博論2，余麗君1

目的開發一款幫助穩定期慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者家庭運動的手機應用程序，并探討該應用程序在COPD患者中的可行性。方法設計和開發一款輔助患者家庭運動的手機應用程序“COPD”雛形，包括如下6個功能模塊：運動干預、排行榜、運動提醒、統計、疾病知識和量表。2015年8～12月，便利抽取北京市某三甲醫院呼吸科就診的穩定期COPD患者15例，每例患者被提供一臺裝有手機應用程序“COPD”的紅米2a手機，研究者指導患者學會并使用該應用程序在家庭環境中運動1個月。1個月后，采用應用程序評估表測評患者對該應用程序的滿意度，研究者通過“COPD”反饋的數據分析患者的運動情況。結果14例（93.3%）患者表示該軟件有助于在家庭環境進行運動，12例（80%）患者對該軟件比較滿意。也有一些患者表示學習并使用手機應用程序對年老者具有一定的挑戰性，同時對該軟件提出一些改善建議，如數據傳輸的穩定性和速度還有待提高，運動節拍的聲音強度有待提高。患者近1個月每周平均運動（4.9±1.1）d，每天運動（44.6±8.4）min。結論COPD患者對手機應用程序表現出較高滿意度。

慢性阻塞性肺疾病；手機應用程序；運動

［本文著錄格式］竇鳳嬌，張博論，余麗君.輔助慢性阻塞性肺疾病患者家庭運動的手機應用程序可行性探索［J］.中國康復理論與實踐，2016，22（4）：482-487.

CITED AS：Dou FJ，Zhang PL，Yu LJ.Mobile applications of exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease：a pilot study［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2016，22（4）：482-487.

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種漸進性威脅生命的肺部疾病，居全球疾病患病率和死亡率的第5位，給患者家庭和社會帶來嚴峻的負擔與挑戰。COPD患者常表現為呼吸困難、活動水平降低、運動耐力下降、生活質量降低［1］。美國胸科協會指出，運動訓練作為肺康復的基石，可以提高患者肌肉功能、運動耐力，減輕癥狀負擔，提高患者生活質量［2］。目前的運動訓練多倡導患者在家庭環境進行運動，但患者的運動依從性較低，運動強度無法保證，運動訓練效果不佳。肺康復指南推薦可采用遠程醫療設備監督患者在家庭環境中進行運動，通過手機應用程序輔助運動訓練是一種有潛力的方式［2-3］。近幾年研究者開始探索使用手機應用程序等遠程干預方式來提高患者的運動水平和運動耐力等［4-8］。

1　手機應用程序

1.1設計與開發團隊

該應用程序由臨床醫學小組設計，小組成員包括研究者、呼吸科臨床專家1名、護理學專家1名、呼吸科臨床醫師3名（從事臨床工作5年以上）。該應用程序的開發由臺灣陽明大學生物醫學信息研究所團隊負責程序編程與開發。

1.2服務模式

患者使用手機應用程序患者端，并通過通用分組無線服務或無線網絡將數據及時上傳至醫護管理端，醫護人員對患者反饋的數據進行分析，必要時給予患者適當的干預。

1.3設計依據

手機應用程序通過為患者提供社會支持、他人鼓勵、改變行為的方法指導信息以及行為的反饋，來促進行為改變和提高治療依從性［9］。目前COPD患者缺乏統一的運動處方，研究者參考美國胸科協會、英國胸科協會和歐洲呼吸學會肺康復相關指南，在咨詢1名呼吸科臨床專家和1名護理學專家后，編制運動處方，并將該處方編入手機應用程序中。運動處方包括運動方式、運動強度、運動持續時間、頻率和運動周期。指南指出，平地步行是COPD患者在家庭環境中運動的最佳方式［2］，并推薦運動訓練應持續6～12周，每周3～5次，每次在預定的運動強度上持續至少20～30 min，運動強度多為60%～80%最大攝氧量（maximal oxygen consumption，VO2max）［2-3］。最新研究顯示，COPD患者80%的6 min步行試驗平均速度相當于60%～80%VO2max的運動強度［10］，若患者不能夠在這個運動強度上堅持走至少10 min，那么運動強度可以逐步降低10%［10-11］。

患者在家庭環境運動時，運動強度非常關鍵。強度過低，無法獲得好的運動效果，強度過大，患者無法耐受。研究顯示節拍器輔助的步行運動能夠保證COPD患者在家庭環境中運動的運動強度，改善患者的運動耐力和生活質量［12］。肺康復指南指出，可通過聽覺刺激來增強COPD患者運動的依從性［13］。因此，本研究將運動節拍器編入到手機應用程序中輔助患者步行運動。運動自信心是影響運動依從性的決定性因素［14］，COPD患者常缺乏運動自信心，因此該手機應用程序設置運動提醒和鼓勵功能。目前多主張在運動訓練過程中結合教育進行干預效果會更好［15］，因此該手機應用程序還包含疾病相關知識模塊。

1.4功能

1.4.1運動處方

研究者根據相關指南制定運動處方如下。運動方式為平地步行，每次步行40～50 min。運動程序包括10 min熱身運動、20～30 min有效運動和10 min整理運動。每天至少運動1次，每周5 d。運動強度為80%的6 min步行試驗平均速度。若患者不能在這個運動強度維持至少10 min，可以依次降低10%的運動強度，直至其能夠堅持走至少10 min［10］。

1.4.2功能模塊

于2014年12月～2015年12月對應用程序進行開發與調試，總共開發6個版本，最終確定“COPD”應用程序雛形包括如下功能模塊。

1.4.2.1運動干預

①運動程序：包括熱身運動10 min，有效運動20～30 min，整理運動10 min，共40～50 min。

②運動節拍器：運動訓練階段的運動頻率為80%的6 min步行距離÷（6×步幅），若患者無法按照預設的節拍堅持步行至少10 min，可降低節拍的頻率，節拍的一次調整幅度為10%。熱身運動和整理運動階段，患者可根據自身慢步時的節奏調整即可。

③3D計步器：3D計步器是三軸的數字輸出加速度傳感器，可以通過精確測得患者行走時的步態加速度信號提取患者步行的特征參數，記錄患者實際運動的步數，同時計步器可用來監督患者在實際過程中是否真正運動了。

④運動強度監測：Borg量表0～10評分。將量表內容依次自上而下排序，沒什么感覺、剛剛能察到、非常輕微、輕微、中度（溫和）、稍強、強、中強、很強、非常強、超強、極強（最大）。運動結束后，患者點擊選擇運動結束時的疲乏程度。

⑤言語鼓勵：運動開始時，語音提醒患者“現在準備運動嘍，加油！”；并在運動過程中每5分鐘進行語音鼓勵，如“您已經運動了20 min，請繼續加油”；運動結束時，語音提示“您非常棒地完成了今天的運動任務，請您好好休息”，以期達到鼓勵患者運動的作用。

1.4.2.2排行榜

根據患者的每日運動時長排序，每位患者每天都可以看到自己和其他患者的運動時長和運動排名，研究者可根據患者的運動排名給予相應的鼓勵和獎勵。

1.4.2.3運動提醒

包括鬧鐘和應用程序后臺提醒功能。鬧鐘提醒功能：患者可根據其運動習慣設定運動時間。后臺提醒功能：若患者有一天沒有運動，第二天手機應用程序自動向患者手機推送消息，提醒患者運動。

1.4.2.4統計

能夠累積記錄患者每天的運動時長、運動步數和運動結束時患者的疲乏程度。

1.4.2.5疾病知識

該模塊參考《慢性阻塞性肺疾病》［16］和肺康復新指南［13］編寫而成，主要內容包括：COPD疾病基本知識、急性加重早期癥狀及識別、營養指導、規范化治療等，運動訓練的益處、個體化運動處方和運動的注意事項等。

1.4.2.6量表

該功能具有一定的靈活性，研究者可將研究所需量表以電子問卷的形式遠程發送給患者，患者可隨時隨地在該手機應用程序中進行填寫，在本次調查中該模塊未應用于患者。

1.5手機應用程序的操作流程

在保證手機網絡暢通的情況下，患者點擊該軟件并登錄帳號進入程序主界面，點擊“運動”按鈕進入運動界面，然后點擊“開始”按鈕，患者則可根據節拍步行運動，若中途患者過于疲乏或呼吸困難，點擊“暫停”按鈕并適當休息。運動結束則點擊“停止”按鈕，則進入疲乏Borg評分界面，患者可根據自身疲乏的感覺點擊相應的疲乏程度，然后點擊“存儲”按鈕即可將數據上傳至醫護管理端。

2　資料與方法

2.1一般資料

研究者于2015年8～12月在某三級甲等醫院呼吸科門診便利抽取經該醫院呼吸科醫師確診為COPD的患者15例。

納入標準：①肺功能檢查符合2013年慢性阻塞性肺疾病診治指南［17］診斷標準且病情處于穩定期的；②具有基本讀寫能力，溝通交流無障礙。

排除標準：①并發呼吸衰竭、哮喘和肺部惡性腫瘤；②并發其他嚴重疾病，如不穩定的心血管疾病（包括近1個月內有急性心肌梗死或心衰）、控制不良的高血壓；③并發嚴重骨骼肌肉病變、神經和精神疾病不適合進行運動；④運動時出現嚴重低氧血癥（PaO2＜80%）、惡心嘔吐、心絞痛、心律失常等不良反應。

2.2調查工具

2.2.1一般資料問卷

采用自行設計的一般資料問卷收集患者的性別、年齡、文化程度、職業、家庭月收入、病程、疾病嚴重程度等。

2.2.2手機應用程序評價問卷

該問卷由研究者結合Kaassien的行動服務科技接受模型理論［18］，并咨詢1名醫學信息學專家后自行設計，問卷內容包括手機應用程序的有用性、易用性、易學性、接受度、信任度、滿意度6個方面，總共11個條目，問題回答采用“是”和“否”，問卷還包括兩個開放性問題，即患者的使用感受和對該軟件的建議。

2.2.3患者的運動水平

包括每天運動的時長和每周運動的天數，研究者根據患者通過手機應用程序反饋的運動數據進行記錄。

2.3資料收集

研究者將“COPD”應用程序事先安裝在紅米2a手機中，在醫院呼吸科門診相對安靜的地方，向符合納入、排除標準的患者解釋此次調查的目的并保證信息的保密性，征得患者的同意后，向患者發放紅米2a手機，并指導患者如何使用“COPD”應用程序，然后由患者將操作流程完整演示給研究者，即為患者學會使用該應用程序，整個過程大約60 min。1個月后，患者填寫手機應用程序評估問卷。

符合標準的19例患者中，16例學會使用該應用程序。15例完成該調查，1例患者是因為居住地方偏遠，網絡信號不穩定導致手機應用程序無法正常運行而放棄配合調查。

3　結果

3.1一般資料

所有患者的一般資料見表1。

3.2患者對手機應用程序的評估狀況

3.2.1手機應用程序評估表

患者使用該應用程序后的評價見表2。

表1　研究對象的一般資料（n=15）

表2　COPD患者評估手機應用程序的狀況（n=15）

3.2.2患者的使用感受

總體上，患者對使用該軟件進行運動的體驗比較滿意，其中有14例患者認為該手機軟件能夠對自己起到督促和激勵作用。有的患者描述為“沒這個軟件動力就小點吧，有了這個軟件動力就大點，有約束感，有組織有紀律”，“這個軟件對我是有幫助的，可以計時、計步，而且每5分鐘提醒1次，有個節奏，走得挺帶勁的”，“平時也活動，只不過沒現在這么認真，按照要求走，有個激勵的作用”，“病人和醫護之間交流增多了，感覺自己也受到了關注，自己也就覺得應該加強鍛煉，有任務感在里邊”，“我每天運動完以后再去爬樓，就輕松一些。平常我回家上六樓，可能到四樓就需要喘口氣歇一歇再上去，用這個（軟件）運動完以后我一口氣就能上到六樓”。也有患者表示“用這個觸屏的（智能）手機對我來說比較新鮮，有一定的挑戰，但操作起來還算簡單，字體也大，所以能接受，具體運動有沒有效果就不清楚了”，其中有一位患者表示“鍛煉主要還是靠自己，不一定非得用這個軟件，我不太樂意使用，對我來說沒有意義，我能堅持運動”。

3.2.3對該軟件的建議

有8例患者表示打開該軟件后，登錄帳號進入主界面時反應速度比較慢，有7例患者表示該軟件在運動結束后上傳數據時反應比較慢，偶爾會出現資料無法成功上傳的現象，希望數據上傳的速度和穩定性能有改善。有部分患者表示運動節拍的聲音可以再提高一些。也有小部分患者對疾病知識需求比較大，希望疾病相關知識能夠更具體一些。

3.3患者的運動水平

15例患者近1個月每周運動3～5 d，每周平均運動（4.9±1.1）d，平均每天運動（44.6±8.4）min。

4　討論

4.1手機應用程序輔助患者在家庭環境運動的必要性

運動訓練是肺康復治療的基石，是COPD患者增加活動耐力和提高生活質量最重要的治療方法之一［13］。下肢運動是改善骨骼肌肉氧化能力和增強骨骼肌肉功能最有效的方式［19］，可提高患者日常活動能力和運動耐力、減輕呼吸困難等癥狀和提高健康相關生活質量［13］。研究顯示，家庭運動訓練在改善患者運動能力和提高健康相關生活質量等方面是有效的［20-21］。肺康復指南推薦可采用遠程醫療設備監督患者家庭運動［3］。因此嘗試采用智能手機軟件的遠程服務模式來幫助穩定期COPD患者進行家庭運動是有必要的。

4.2手機應用程序在COPD患者中的接受度和可行性

應用程序的使用友好性和接受性是在設計遠程醫療設備時需優先考慮的問題，設計越是簡單明了，功能越能滿足使用者的需求，其被接受度越高［22-23］。COPD患者多為年老者，這類人群文化程度普遍不高，聽力和視力都有所下降。有研究表示，老年人在使用智能手機時反應手機屏幕過小、字體太小，造成患者閱讀和操作困難［24］。本研究吸取前人的經驗，選用4.7英寸屏幕的紅米2a手機供患者使用，且該軟件字體設計比較大，患者均反應操作起來方便，閱讀無困難。本研究中該手機軟件還存在一些需要改進和完善的地方，例如還需增強數據傳輸的穩定性和增強節拍器聲音的強度。使用智能手機等高科技產品本身對年老者具有一定的挑戰性，因此也要注重幫助患者解決在接受和使用智能手機時的困難和疑惑。

本研究中，93%的患者認為該軟件有助于運動，80%以上的患者樂意使用該軟件并表示滿意。香港的一項研究顯示，91%的老年COPD患者對疾病自我管理移動醫療服務系統表示滿意，54.5%的患者認為移動醫療系統是很有必要的［24］，研究均證明COPD患者對移動醫療遠程服務有較高的接受度。

本研究中患者使用該手機應用程序的1個月內能夠進行規律的運動，這與Liu等［25］和Wang等［4］的研究結論一致。分析可能是手機應用程序增強了醫護人員與患者之間的溝通和聯系，起到遠程監督和激勵作用，進而患者表現為較好的運動依從行為。

4.3局限性和展望

本研究由于研究樣本量較小和干預時間較短，可能會造成一定的偏倚。盡管有這些局限性的存在，目前患者對手機應用程序表現出較高的接受度和滿意度，有助于今后開展更大樣本量的研究。一般3～6個月的運動訓練會有比較顯著的臨床效果，本研究患者僅運動1個月，因此需要在未來的研究中擴大樣本量和增長運動訓練周期，來進一步證實手機應用程序在COPD患者家庭運動中的具體作用。

總之，該研究證明采用手機應用程序輔助COPD患者進行家庭運動的遠程干預方式是可行的。希望目前的探索工作能為今后探索移動醫療設備在患者運動中的作用提供幫助和借鑒。

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MobileApplications of Exercise in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease：APilot Study

DOU Feng-jiao1，ZHANG Po-lun2，YU Li-jun1
1.Shool of Nursing，Peking Union Medical College，Beijing 100144，China；2.Institute of Bio-Medical Informatics，Yang-Ming University，Taipei，Taiwan 11221，China
Correspondence to YU Li-jun.E-mail：junpumc@sohu.com

Objective To develop a mobile application and to investigate the feasibility to support exercising in patients with chronic obstructive pulmonary disease（COPD）in home.Methods The"COPD"mobile application include 6 function modules including exercising，exercising reminder，ranking，the basic knowledge of disease，exercising statistics and questionnaire collecting.15 eligible patients with COPD were recruited in the outpatient departments of a tertiary hospital in Beijing by convenience sampling method from August to December，2015.They received Redmi 2a phones and were taught to use"COPD"application pre-installed in phones.They were asked to use "COPD"application to support exercising at home for 1 month.Study outcomes included user satisfactions and exercising data.Results 14（93.3%）patients thought"COPD"applications were helpful for exercising，12（80%）patients were satisfied with"COPD"application.Some patients reported difficulty in manipulating smartphones and mobile applications.Some suggestions were put forward，such as，the stability and speed of data transmission should be improved and the sound of metronome should be increased.They exercised（44.6±8.4）minutes every day for（4.9±1.1）days per week in the latest 1 month.Conclusion Patients with COPD were highly satisfied with"COPD"application.

chronic obstructive pulmonary disease；mobile application；exercise

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.04.23

R562.2

A

1006-9771（2016）04-0482-06

2015年度協和青年基金項目（No.3332015016）。

1.北京協和醫學院護理學院，北京市100144；2.臺灣陽明大學生物醫學信息研究所，臺灣臺北市11221。作者簡介：竇鳳嬌（1988-），女，漢族，山東微山縣人，碩士研究生，主要研究方向：內科呼吸系統疾病。通訊作者：余麗君，女，碩士，教授，主要研究方向：內科呼吸系統疾病。E-mail：junpumc@sohu.com。

本研究嘗試開發一款手機應用程序“COPD”，以期幫助穩定期COPD患者在家庭環境中運動，并探討該應用程序在COPD患者中應用的可行性，以期為進一步開展臨床應用提供參考和依據。

（2016-01-22

2016-03-14）