在等待肺移植的严重囊性纤维化患者中使用健身应用的远程康复:一项初步研究

摘要

目的．本研究的目的是在患有囊性纤维化(CF)的肺移植候选者中，通过结合健身应用和自我选择活动的远程医疗方法，试点一个基于家庭的肺康复(PR)计划。方法．我们招募了患有CF的成年患者。主要结果是依从性，通过12周内完成的疗程数量来衡量。次要结局为不良事件、6分钟步行距离(6MWD)和呼吸困难。研究人员为参与者提供了个性化的锻炼计划和设备，其中包括一个提供锻炼视频、记录锻炼时间和相应心率的健身应用程序。我们每天检查数据，并提供短信反馈。我们将我们的研究结果与参加24次门诊医院PR项目的CF患者的回顾性数据集进行了比较。数据以 ．结果．11例患者参加了家庭公关项目，45%为女性，年龄 ，残 预测。已完成的课程为 居家公关vs。 医院公关, ．50%的家庭组在12周内完成了≥24个疗程，而医院组为0% ( )．运动期间无不良事件发生。家庭项目的完成者比未完成者(6MWD vs。 )．在以医院为基础的PR中，只有一名参与者在6点后进行了MWD。结论．重度CF患者坚持使用健身应用和自我选择的活动进行家庭PR，无不良事件发生。这种项目风格可能是严重CF远程康复的可行解决方案，尤其适用于COVID时代。

1.简介

肺移植前保持一定的体力水平对改善术后预后很重要[1］．严重囊性纤维化(CF)患者运动耐受性差，身体虚弱，与疾病严重程度相关[2- - - - - -5］．传统的肺康复(PR)可改善重症CF患者的运动耐受性和身体虚弱，包括那些可能有资格进行肺移植的患者[6］．然而，在CF人群中提供面对面的中心或医院为基础的PR存在局限性[7］．

对于CF患者来说，参与以医院为基础的肺康复(PR)计划是有问题的，因为群体设置导致感染风险增加，通勤到中心，工作/家庭时间冲突，以及其主要针对老年人群的传统设计[7］．最近的大流行加速了许多人对混合或完全居家公关项目的需求[8］．家庭运动项目已被发现在儿童和更轻至中度疾病的成人CF人群中是安全有效的[9，10]，但尚未对重症成年CF人群进行评估。因此，通过远程医疗提供的以家庭为基础的PR计划可以为等待肺移植的严重CF患者提供一个更可行的机会来参加PR，并最终保持最佳术后结果所需的体力水平。

最近技术的发展使得人们能够通过电视或智能手机直播或录制运动课程。考虑到成年CF人群的年龄相对较年轻，我们认为为这类人群设计的商业健身应用程序比为传统PR人群设计的应用程序更受欢迎。传统的PR应用主要针对慢性阻塞性肺疾病(COPD)人群和≥65岁的成年人[11］．我们为这项研究选择了“Peloton”应用程序或“app”。Peloton应用程序为研究团队提供了一个仪表板，可以在运动过程中监测心率，跟踪所上的课程和运动时间。由于Peloton应用程序的使用和我们的监测是异步的，我们允许受试者在家中锻炼时灵活选择时间和室内/室外位置。我们要求他们戴上人力资源监测器，通过Peloton应用程序或手机上的健康应用程序记录人力资源和锻炼时间。

本研究的目的是通过结合健身申请和自我选择活动，在肺移植候选者中试点一个基于家庭的公关计划。我们的主要结果衡量是在12周内完成的锻炼次数量化的坚持计划。我们假设，患者会表现出更大的依从性以家庭为基础的PR比从医院为基础的门诊PR计划的历史数据显示。其次，我们试图确定该方案设计在改善呼吸短促和运动能力方面是否安全有效。

2.材料与方法

我们从肺移植计划和囊性纤维化中心招募了成年CF患者参与远程康复计划。我们还对2015年1月1日至2019年9月30日在纽约长老会医院(New York-Presbyterian Hospital)参加门诊医院PR项目的成年CF患者进行了回顾性图表回顾。我们比较了12周内的疗程数量和完成完整疗程的患者数量，定义为该人群与我们的研究人群至少有24个疗程。哥伦比亚大学医学中心人类保护委员会(IRB)批准了这项研究。

在开始该项目之前，所有患者都进行了基本的肺活量测定[12]、一般自我效能量表[13]、国际体育活动问卷[14]，六分钟步行测试(6mw) [15]，以及心肺运动测试[16］．CPET在一台循环功率计上进行，使用10瓦的升压方案，包括呼气气体交换测量、全12导联心电图和脉搏血氧仪(VMAX ENCORE, Vyaire, Yorba Linda, CA)。完整的方案可在先前的出版物中找到[17］．如果患者在运动中表现出以下任何一种情况，则排除在研究之外:严重的氧性血红蛋白去饱和(SpO₂)在休息或运动时( )，血碳酸过多症( )，运动时出现头晕、头痛、恶心或胸痛等症状， 在6 MW测试期间，补充氧气，以及明显的ST段凹陷或抬高，伴随运动或明显的异位[16］．

2.1.测量

我们的主要结果是通过12周内完成的次数来衡量锻炼的坚持程度。会议模仿传统的公关，包括有氧运动、力量训练和拉伸。一个完整的PR项目在≤12周内至少24次。次要结果是个体锻炼次数(例如，骑20分钟自行车是一种锻炼，力量训练10分钟是另一种锻炼)，不良事件，6分钟步行距离(6MWD)的增加，以及通过UCSD呼吸短促问卷测量的活动减少呼吸困难[18］．在提供的运动日志上，患者记录他们在运动期间的最低点脉搏血氧测量读数，以0-10修正的博格量表记录呼吸短促，以及他们在运动期间经历的任何症状。Peloton应用程序将运动时间和HR记录到研究团队可以访问的仪表板上。

2.2.这个项目

该项目被认为是半监督的，因为研究团队中没有人监督患者锻炼，而是研究团队每天异步审查数据(通过Peloton应用程序仪表板查看人力资源和锻炼时间)，并向患者发送短信反馈。患者被要求将他们想要提供的关于锻炼的任何反馈，如症状、问题或评论，发短信给医生。我们每周通过电子邮件向患者发送教育材料和个性化的锻炼计划，并审查每周锻炼日志中的数据，其中包括自我报告的最低SpO₂运动，博格评分最高，以及任何症状。个性化的运动计划包括基于CPET结果的特定运动强度的HR范围目标和Borg量表数字，以及每种运动方式的最低时间。研究小组每周修改运动处方以满足患者的需要。我们指导患者通过Peloton应用程序记录运动时间和HR，同时他们通过应用程序观看运动视频，或者进行自行选择的活动，如散步或徒步旅行。

患者可以使用Peloton应用程序参加现场课程，也可以访问一个健身视频库，按照不同的长度(5分钟到60分钟)和强度(从简单到非常困难)进行锻炼。这些视频包括骑自行车、在跑步机上行走、瑜伽、力量训练、拉伸、户外散步或跑步、舞蹈视频、体重练习和增强式锻炼。研究小组指导患者如何在感觉强度太大的情况下调整活动。数字1演示了Peloton类如何出现在患者与研究团队的数据一致。

使用蓝牙心率监测器跟踪心率(Peloton, New York, NY)。该软件在整个运动过程中绘制了所提供的每分钟心率(简单的日志，而不是心电图信号)2)．

研究成员可以沿着活动时间轴滚动，并在任何给定时刻查看收集到的心率。该应用程序还提供了整个活动的平均心率和达到的最大心率。

2.3.分析

我们使用SPSS v24.0 (IBM, Armonk, NY)进行数据分析。意义被先验地设定为 ．我们将连续变量表示为中位数和四分位范围(IQR)，将分类变量表示为频率和百分位数。家庭PR组和医院之间的基线特征和人口统计学差异见表1使用非参数检验进行检验，即类别变量的卡方分析和曼-惠特尼U连续变量分析。我们测试了主要结果变量(完成的训练次数)和次要结果变量(进行的锻炼总数)在家庭PR和医院PR之间的差异 -测试分析。采用非参数检验卡方分析组间程序完成频率。我们使用斯皮尔曼相关性测试了基线特征与家庭锻炼组完成的会话数之间的相关性。由于大量医院住院的PR患者在完成6mw后测试或UCSD呼吸短促问卷之前退出PR，无法测试各组间6分钟步行测试和呼吸困难评分的变化。

3.结果

在我们的招募期间，有20名患有CF的肺移植前候选人访问了中心。研究小组对其中18名患者进行了研究。由于时间安排冲突，两名患者没有接触。在接触的18名患者中，有5名对参与不感兴趣。1例患者通过CPET筛查，符合基于高碳酸血症伴运动的排除标准( )．在18名患者中，有一名患者在同意后接受了肺移植，但在开始该项目之前。表格1描述最终研究人群的基线人口统计和临床特征。11例患者参加了家庭PR。医院门诊PR组包括8例CF患者。门诊医院PR组的女性明显多于家庭锻炼组( )．

11名参与者中有5人在12周内完成了至少24次家庭锻炼;这明显高于门诊医院为基础的项目( ）(表2)．家庭运动组的患者在12周内完成的疗程明显多于门诊医院的PR组( ）(表2,图3.)．

与以医院为基础的PR组相比，以家庭为基础的PR组完成的会话数量有很高的变异性(图3.)．患者在开始该计划前的体育活动史与计划期间进行的高次数相关( ， ）完成的训练( ， )．不同锻炼的总数在两组之间没有显著性差异2) ( )．三名参与者(27%的研究人口)选择在研究完成后购买应用程序并继续自己使用。自行选择的非应用程序活动包括徒步旅行和户外散步。

运动期间无严重不良事件发生。运动最常见的症状是肌肉疲劳(11例患者中有3例)。其他常见症状为咳嗽或喘息(3例/ 11例)、呼吸急促(1例/ 11例)、运动后头痛(2例/ 11例)，症状消退较快。一名患者通知研究小组，在一次训练后，他在运动中感到胸部不适，最终被确定为急性感染。两名患者在运动时出现头晕，这与低血糖有关。研究小组指导患者在运动前确保他们的手指葡萄糖在>100 mg/dL和< 250 mg/dL之间。1例患者频繁咯血。他的医生允许他运动，但在一次治疗中，他在做俯卧撑时出现了轻微的咯血，并立即通知了他的医生和研究团队。他的医生告诉他休息两周，他在恢复锻炼计划之前得到了医生的许可。研究小组指导患者不要进行俯卧运动。

在以家庭为基础的PR计划的12周内没有完成至少24个疗程的患者( ）显示6 MWD有临床意义的下降[19中庸的 (标准误差)。而那些完成项目的人保持稳定，平均 (标准误差)。在以门诊医院为基础的PR项目中，很少有患者进行了6mw后测试( ）;因此，无法在组间进行分析。并不是所有的患者都寄回了UCSD的呼吸短促问卷，但在那些寄回的患者中 )，家庭公关项目的得分从 来 ， ．这种下降达到了临床有意义差异的阈值[20.］．只有一名来自医院项目的患者完成了UCSD的pr后问卷调查。

4.讨论

在肺移植前的成年CF患者中，半监督式家庭肺康复计划的依从性明显优于传统的以医院为基础的肺康复。与其他针对肺移植候选者的远程康复研究相似[21]，没有发生严重不良事件。患者与研究团队和他们的转诊医生有效地沟通需要进一步评估的症状。完成家庭PR项目的患者在6 MWD和呼吸短促方面表现出有临床意义的差异。

在以家庭为基础的PR组中，完成的数字会话有很高的可变性。这种可变性反映了一个在更灵活的环境中表现出色的群体，以及一个可能在以中心为基础的项目中茁壮成长的群体。类似于在其他患者群体中的工作[22]，我们的研究结果表明，体育锻炼的历史与更好的依从性相对应。因此，没有体育活动史的患者可能对混合结构计划或传统的面对面公关计划有更好的依从性，在这些计划中，他们可以从在中心锻炼开始，然后过渡到家庭锻炼或完全在中心锻炼。

我们创建的项目是独一无二的，因为它结合了自我选择的活动和为普通人群设计的健身应用程序。研究小组使用蓝牙心率监测器和患者的智能手机监测依从性和运动强度。通过使用这种技术，该研究能够以较低的成本最大限度地提高在家锻炼的灵活性(人力资源监控器为50美元，应用程序为12美元/月)。因此，患者可以在不同的时间进行户外运动。先前对CF人群居家锻炼的研究发现，依从性是有效性的主要障碍[23］．在儿童CF人群中，当活动包括娱乐元素和在不同活动之间进行选择的能力时，依从性和依从性得到改善[23，24］．自我选择的娱乐活动和可供选择的大量课程的组合(> 1000个课程可供选择)可能有助于增加基于先前工作的依从性。

以家庭为基础的肺康复与以医院为基础的肺康复项目产生了类似的结果。这些结果与COPD等其他人群的研究结果一致[25- - - - - -27］．一项大型随机对照试验正在进行中，以调查临床结果的差异和家庭远程康复的费用[28］．不幸的是，这项研究不包括40岁以下的患者。因此，研究人群中很少有CF患者。我们的研究结果表明，18-40岁的人口也可能显示出有希望的结果，并可能从远程康复方法中获得更大的益处。我们希望未来的研究将考虑将这一患者群体纳入他们的队列。

这项工作在一个重症患者群体中试点使用了为普通人群设计并商用的健身应用程序。在研究基于家庭的PR的可用应用时，我们发现所有肺部康复应用都是为COPD和/或老年肺病人群设计的[11，21］．CF的人口结构比较年轻[29］．我们担心CF人群与可用的公关应用程序中的视频和锻炼方式无关。因此，我们决定尝试为他们的年龄组设计的健身应用程序，目的是娱乐。我们发现Peloton应用程序提供了足够的低强度运动，使患者能够进行课程或调整到他们的健康水平。研究小组确实指导了患者如何调整运动，比如花更长的时间恢复或降低阻力，而不是教练建议的强度。此外，游戏中还有大量可供选择的课程，包括从阻力训练到户外散步等不同类型的运动，这有助于提高用户的参与度。有大量的音乐类型与这些课程相吻合，这是许多其他基于肺部康复的应用程序所不包括的。此外，如果患者愿意，他们可以在应用程序上与其他人同时锻炼，这提供了许多远程康复项目所缺乏的社区环境。使用这个健身应用程序的缺点是缺乏教育，无法将脉搏血氧仪集成到平台中。我们每周通过电子邮件向参与者发送教育部分，并让他们在日记中向我们提供他们的脉搏血氧饱和度读数，从而解决了这一限制。 However, participants did not always comply with answering the education questions and not all returned their journals every week.

4.1.本研究的局限性

这项工作的局限性包括家庭组和医院组之间缺乏随机化。这可能会导致这些数据的选择偏差，因为以医院为基础的组都是女性。尽管各组的肺功能相似，但并非所有住院患者在进行肺康复计划时都接受了肺移植评估。这项工作的未来方向将是在更大的随机人群中试验这项研究设计。无法获得因COVID-19而退学或隔离的人的6兆瓦后数据也是一个限制。未来的工作将考虑使用远程进行的测试，如30秒坐立作为功能评估结果，而不是6兆瓦。

4.2.未来的发展方向

缺乏实时监督可能被认为是该计划的一个局限性[30.];然而，我们认为这是一种优势。肺部康复的低报销率导致许多项目关闭，等待时间较长，在患者住所合理距离内可提供的项目较少[31］．需要用更少的资源为更多的人提供肺部康复。认识到半监督模型是安全有效的，将允许一些项目在肺康复的混合方法中使用这种设计。这项工作的未来方向将是将该程序设计与面对面程序结合使用，以便在有限的时间内看到更多的患者。

5.结论

重度CF患者使用健身应用和自我选择的活动进行半监督式家庭PR，没有不良事件发生。这种项目风格可能是严重CF远程康复的可行解决方案，尤其适用于COVID-19大流行时期。进一步的研究可以阐明家庭PR在肺移植结果中的可能益处。

数据可用性

由于病人的隐私，数据是受限的。

利益冲突

雷顿博士是Peloton Interactive, Inc.的健康和咨询委员会成员。她没有从公司得到任何经济补偿。Peloton Interactive, Inc.没有赞助这个项目。没有利益冲突的报道，为其他作者。

致谢

这项工作得到了“振奋运动员青年调查员草案”的资助。

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