辅助慢性阻塞性肺疾病患者家庭运动的手机应用程序可行性探索①

窦凤娇，张博论，余丽君

·康复护理·

辅助慢性阻塞性肺疾病患者家庭运动的手机应用程序可行性探索①

窦凤娇1，张博论2，余丽君1

目的开发一款帮助稳定期慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者家庭运动的手机应用程序，并探讨该应用程序在COPD患者中的可行性。方法设计和开发一款辅助患者家庭运动的手机应用程序“COPD”雏形，包括如下6个功能模块：运动干预、排行榜、运动提醒、统计、疾病知识和量表。2015年8～12月，便利抽取北京市某三甲医院呼吸科就诊的稳定期COPD患者15例，每例患者被提供一台装有手机应用程序“COPD”的红米2a手机，研究者指导患者学会并使用该应用程序在家庭环境中运动1个月。1个月后，采用应用程序评估表测评患者对该应用程序的满意度，研究者通过“COPD”反馈的数据分析患者的运动情况。结果14例（93.3%）患者表示该软件有助于在家庭环境进行运动，12例（80%）患者对该软件比较满意。也有一些患者表示学习并使用手机应用程序对年老者具有一定的挑战性，同时对该软件提出一些改善建议，如数据传输的稳定性和速度还有待提高，运动节拍的声音强度有待提高。患者近1个月每周平均运动（4.9±1.1）d，每天运动（44.6±8.4）min。结论COPD患者对手机应用程序表现出较高满意度。

慢性阻塞性肺疾病；手机应用程序；运动

［本文著录格式］窦凤娇，张博论，余丽君.辅助慢性阻塞性肺疾病患者家庭运动的手机应用程序可行性探索［J］.中国康复理论与实践，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）是一种渐进性威胁生命的肺部疾病，居全球疾病患病率和死亡率的第5位，给患者家庭和社会带来严峻的负担与挑战。COPD患者常表现为呼吸困难、活动水平降低、运动耐力下降、生活质量降低［1］。美国胸科协会指出，运动训练作为肺康复的基石，可以提高患者肌肉功能、运动耐力，减轻症状负担，提高患者生活质量［2］。目前的运动训练多倡导患者在家庭环境进行运动，但患者的运动依从性较低，运动强度无法保证，运动训练效果不佳。肺康复指南推荐可采用远程医疗设备监督患者在家庭环境中进行运动，通过手机应用程序辅助运动训练是一种有潜力的方式［2-3］。近几年研究者开始探索使用手机应用程序等远程干预方式来提高患者的运动水平和运动耐力等［4-8］。

1　手机应用程序

1.1设计与开发团队

该应用程序由临床医学小组设计，小组成员包括研究者、呼吸科临床专家1名、护理学专家1名、呼吸科临床医师3名（从事临床工作5年以上）。该应用程序的开发由台湾阳明大学生物医学信息研究所团队负责程序编程与开发。

1.2服务模式

患者使用手机应用程序患者端，并通过通用分组无线服务或无线网络将数据及时上传至医护管理端，医护人员对患者反馈的数据进行分析，必要时给予患者适当的干预。

1.3设计依据

手机应用程序通过为患者提供社会支持、他人鼓励、改变行为的方法指导信息以及行为的反馈，来促进行为改变和提高治疗依从性［9］。目前COPD患者缺乏统一的运动处方，研究者参考美国胸科协会、英国胸科协会和欧洲呼吸学会肺康复相关指南，在咨询1名呼吸科临床专家和1名护理学专家后，编制运动处方，并将该处方编入手机应用程序中。运动处方包括运动方式、运动强度、运动持续时间、频率和运动周期。指南指出，平地步行是COPD患者在家庭环境中运动的最佳方式［2］，并推荐运动训练应持续6～12周，每周3～5次，每次在预定的运动强度上持续至少20～30 min，运动强度多为60%～80%最大摄氧量（maximal oxygen consumption，VO2max）［2-3］。最新研究显示，COPD患者80%的6 min步行试验平均速度相当于60%～80%VO2max的运动强度［10］，若患者不能够在这个运动强度上坚持走至少10 min，那么运动强度可以逐步降低10%［10-11］。

患者在家庭环境运动时，运动强度非常关键。强度过低，无法获得好的运动效果，强度过大，患者无法耐受。研究显示节拍器辅助的步行运动能够保证COPD患者在家庭环境中运动的运动强度，改善患者的运动耐力和生活质量［12］。肺康复指南指出，可通过听觉刺激来增强COPD患者运动的依从性［13］。因此，本研究将运动节拍器编入到手机应用程序中辅助患者步行运动。运动自信心是影响运动依从性的决定性因素［14］，COPD患者常缺乏运动自信心，因此该手机应用程序设置运动提醒和鼓励功能。目前多主张在运动训练过程中结合教育进行干预效果会更好［15］，因此该手机应用程序还包含疾病相关知识模块。

1.4功能

1.4.1运动处方

研究者根据相关指南制定运动处方如下。运动方式为平地步行，每次步行40～50 min。运动程序包括10 min热身运动、20～30 min有效运动和10 min整理运动。每天至少运动1次，每周5 d。运动强度为80%的6 min步行试验平均速度。若患者不能在这个运动强度维持至少10 min，可以依次降低10%的运动强度，直至其能够坚持走至少10 min［10］。

1.4.2功能模块

于2014年12月～2015年12月对应用程序进行开发与调试，总共开发6个版本，最终确定“COPD”应用程序雏形包括如下功能模块。

1.4.2.1运动干预

①运动程序：包括热身运动10 min，有效运动20～30 min，整理运动10 min，共40～50 min。

②运动节拍器：运动训练阶段的运动频率为80%的6 min步行距离÷（6×步幅），若患者无法按照预设的节拍坚持步行至少10 min，可降低节拍的频率，节拍的一次调整幅度为10%。热身运动和整理运动阶段，患者可根据自身慢步时的节奏调整即可。

③3D计步器：3D计步器是三轴的数字输出加速度传感器，可以通过精确测得患者行走时的步态加速度信号提取患者步行的特征参数，记录患者实际运动的步数，同时计步器可用来监督患者在实际过程中是否真正运动了。

④运动强度监测：Borg量表0～10评分。将量表内容依次自上而下排序，没什么感觉、刚刚能察到、非常轻微、轻微、中度（温和）、稍强、强、中强、很强、非常强、超强、极强（最大）。运动结束后，患者点击选择运动结束时的疲乏程度。

⑤言语鼓励：运动开始时，语音提醒患者“现在准备运动喽，加油！”；并在运动过程中每5分钟进行语音鼓励，如“您已经运动了20 min，请继续加油”；运动结束时，语音提示“您非常棒地完成了今天的运动任务，请您好好休息”，以期达到鼓励患者运动的作用。

1.4.2.2排行榜

根据患者的每日运动时长排序，每位患者每天都可以看到自己和其他患者的运动时长和运动排名，研究者可根据患者的运动排名给予相应的鼓励和奖励。

1.4.2.3运动提醒

包括闹钟和应用程序后台提醒功能。闹钟提醒功能：患者可根据其运动习惯设定运动时间。后台提醒功能：若患者有一天没有运动，第二天手机应用程序自动向患者手机推送消息，提醒患者运动。

1.4.2.4统计

能够累积记录患者每天的运动时长、运动步数和运动结束时患者的疲乏程度。

1.4.2.5疾病知识

该模块参考《慢性阻塞性肺疾病》［16］和肺康复新指南［13］编写而成，主要内容包括：COPD疾病基本知识、急性加重早期症状及识别、营养指导、规范化治疗等，运动训练的益处、个体化运动处方和运动的注意事项等。

1.4.2.6量表

该功能具有一定的灵活性，研究者可将研究所需量表以电子问卷的形式远程发送给患者，患者可随时随地在该手机应用程序中进行填写，在本次调查中该模块未应用于患者。

1.5手机应用程序的操作流程

在保证手机网络畅通的情况下，患者点击该软件并登录帐号进入程序主界面，点击“运动”按钮进入运动界面，然后点击“开始”按钮，患者则可根据节拍步行运动，若中途患者过于疲乏或呼吸困难，点击“暂停”按钮并适当休息。运动结束则点击“停止”按钮，则进入疲乏Borg评分界面，患者可根据自身疲乏的感觉点击相应的疲乏程度，然后点击“存储”按钮即可将数据上传至医护管理端。

2　资料与方法

2.1一般资料

研究者于2015年8～12月在某三级甲等医院呼吸科门诊便利抽取经该医院呼吸科医师确诊为COPD的患者15例。

纳入标准：①肺功能检查符合2013年慢性阻塞性肺疾病诊治指南［17］诊断标准且病情处于稳定期的；②具有基本读写能力，沟通交流无障碍。

排除标准：①并发呼吸衰竭、哮喘和肺部恶性肿瘤；②并发其他严重疾病，如不稳定的心血管疾病（包括近1个月内有急性心肌梗死或心衰）、控制不良的高血压；③并发严重骨骼肌肉病变、神经和精神疾病不适合进行运动；④运动时出现严重低氧血症（PaO2＜80%）、恶心呕吐、心绞痛、心律失常等不良反应。

2.2调查工具

2.2.1一般资料问卷

采用自行设计的一般资料问卷收集患者的性别、年龄、文化程度、职业、家庭月收入、病程、疾病严重程度等。

2.2.2手机应用程序评价问卷

该问卷由研究者结合Kaassien的行动服务科技接受模型理论［18］，并咨询1名医学信息学专家后自行设计，问卷内容包括手机应用程序的有用性、易用性、易学性、接受度、信任度、满意度6个方面，总共11个条目，问题回答采用“是”和“否”，问卷还包括两个开放性问题，即患者的使用感受和对该软件的建议。

2.2.3患者的运动水平

包括每天运动的时长和每周运动的天数，研究者根据患者通过手机应用程序反馈的运动数据进行记录。

2.3资料收集

研究者将“COPD”应用程序事先安装在红米2a手机中，在医院呼吸科门诊相对安静的地方，向符合纳入、排除标准的患者解释此次调查的目的并保证信息的保密性，征得患者的同意后，向患者发放红米2a手机，并指导患者如何使用“COPD”应用程序，然后由患者将操作流程完整演示给研究者，即为患者学会使用该应用程序，整个过程大约60 min。1个月后，患者填写手机应用程序评估问卷。

符合标准的19例患者中，16例学会使用该应用程序。15例完成该调查，1例患者是因为居住地方偏远，网络信号不稳定导致手机应用程序无法正常运行而放弃配合调查。

3　结果

3.1一般资料

所有患者的一般资料见表1。

3.2患者对手机应用程序的评估状况

3.2.1手机应用程序评估表

患者使用该应用程序后的评价见表2。

表1　研究对象的一般资料（n=15）

表2　COPD患者评估手机应用程序的状况（n=15）

3.2.2患者的使用感受

总体上，患者对使用该软件进行运动的体验比较满意，其中有14例患者认为该手机软件能够对自己起到督促和激励作用。有的患者描述为“没这个软件动力就小点吧，有了这个软件动力就大点，有约束感，有组织有纪律”，“这个软件对我是有帮助的，可以计时、计步，而且每5分钟提醒1次，有个节奏，走得挺带劲的”，“平时也活动，只不过没现在这么认真，按照要求走，有个激励的作用”，“病人和医护之间交流增多了，感觉自己也受到了关注，自己也就觉得应该加强锻炼，有任务感在里边”，“我每天运动完以后再去爬楼，就轻松一些。平常我回家上六楼，可能到四楼就需要喘口气歇一歇再上去，用这个（软件）运动完以后我一口气就能上到六楼”。也有患者表示“用这个触屏的（智能）手机对我来说比较新鲜，有一定的挑战，但操作起来还算简单，字体也大，所以能接受，具体运动有没有效果就不清楚了”，其中有一位患者表示“锻炼主要还是靠自己，不一定非得用这个软件，我不太乐意使用，对我来说没有意义，我能坚持运动”。

3.2.3对该软件的建议

有8例患者表示打开该软件后，登录帐号进入主界面时反应速度比较慢，有7例患者表示该软件在运动结束后上传数据时反应比较慢，偶尔会出现资料无法成功上传的现象，希望数据上传的速度和稳定性能有改善。有部分患者表示运动节拍的声音可以再提高一些。也有小部分患者对疾病知识需求比较大，希望疾病相关知识能够更具体一些。

3.3患者的运动水平

15例患者近1个月每周运动3～5 d，每周平均运动（4.9±1.1）d，平均每天运动（44.6±8.4）min。

4　讨论

4.1手机应用程序辅助患者在家庭环境运动的必要性

运动训练是肺康复治疗的基石，是COPD患者增加活动耐力和提高生活质量最重要的治疗方法之一［13］。下肢运动是改善骨骼肌肉氧化能力和增强骨骼肌肉功能最有效的方式［19］，可提高患者日常活动能力和运动耐力、减轻呼吸困难等症状和提高健康相关生活质量［13］。研究显示，家庭运动训练在改善患者运动能力和提高健康相关生活质量等方面是有效的［20-21］。肺康复指南推荐可采用远程医疗设备监督患者家庭运动［3］。因此尝试采用智能手机软件的远程服务模式来帮助稳定期COPD患者进行家庭运动是有必要的。

4.2手机应用程序在COPD患者中的接受度和可行性

应用程序的使用友好性和接受性是在设计远程医疗设备时需优先考虑的问题，设计越是简单明了，功能越能满足使用者的需求，其被接受度越高［22-23］。COPD患者多为年老者，这类人群文化程度普遍不高，听力和视力都有所下降。有研究表示，老年人在使用智能手机时反应手机屏幕过小、字体太小，造成患者阅读和操作困难［24］。本研究吸取前人的经验，选用4.7英寸屏幕的红米2a手机供患者使用，且该软件字体设计比较大，患者均反应操作起来方便，阅读无困难。本研究中该手机软件还存在一些需要改进和完善的地方，例如还需增强数据传输的稳定性和增强节拍器声音的强度。使用智能手机等高科技产品本身对年老者具有一定的挑战性，因此也要注重帮助患者解决在接受和使用智能手机时的困难和疑惑。

本研究中，93%的患者认为该软件有助于运动，80%以上的患者乐意使用该软件并表示满意。香港的一项研究显示，91%的老年COPD患者对疾病自我管理移动医疗服务系统表示满意，54.5%的患者认为移动医疗系统是很有必要的［24］，研究均证明COPD患者对移动医疗远程服务有较高的接受度。

本研究中患者使用该手机应用程序的1个月内能够进行规律的运动，这与Liu等［25］和Wang等［4］的研究结论一致。分析可能是手机应用程序增强了医护人员与患者之间的沟通和联系，起到远程监督和激励作用，进而患者表现为较好的运动依从行为。

4.3局限性和展望

本研究由于研究样本量较小和干预时间较短，可能会造成一定的偏倚。尽管有这些局限性的存在，目前患者对手机应用程序表现出较高的接受度和满意度，有助于今后开展更大样本量的研究。一般3～6个月的运动训练会有比较显著的临床效果，本研究患者仅运动1个月，因此需要在未来的研究中扩大样本量和增长运动训练周期，来进一步证实手机应用程序在COPD患者家庭运动中的具体作用。

总之，该研究证明采用手机应用程序辅助COPD患者进行家庭运动的远程干预方式是可行的。希望目前的探索工作能为今后探索移动医疗设备在患者运动中的作用提供帮助和借鉴。

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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年度协和青年基金项目（No.3332015016）。

1.北京协和医学院护理学院，北京市100144；2.台湾阳明大学生物医学信息研究所，台湾台北市11221。作者简介：窦凤娇（1988-），女，汉族，山东微山县人，硕士研究生，主要研究方向：内科呼吸系统疾病。通讯作者：余丽君，女，硕士，教授，主要研究方向：内科呼吸系统疾病。E-mail：junpumc@sohu.com。

本研究尝试开发一款手机应用程序“COPD”，以期帮助稳定期COPD患者在家庭环境中运动，并探讨该应用程序在COPD患者中应用的可行性，以期为进一步开展临床应用提供参考和依据。

（2016-01-22

2016-03-14）