Connectivity matrix of mobile health: Pieces of the digital puzzle

Abstract

Mobile health is defined as services supported by mobile communication devices, such as wireless patient monitoring devices, smartphones, personal digital assistants, and tablet computers. Mobile smartphone applications (apps) and, in some instances, companion mobile devices and sensors are the enablers of mobile health and the drivers of the systems. Via remote monitoring the patient can monitor his condition from his home environment enabling the clinicians to remotely follow-up vital parameters and having the possibility to intervene when necessary. Novel insights into crucial mobile health elements were found during this thesis. A validation framework for smartphone-based heart rate monitoring was developed based on the beat-to-beat analysis. It became clear that atrial fibrillation can be diagnosed based on the smartphone PPG signal with almost exact sensitivity and specificity compared to the gold 12-lead ECG standard. This makes it possible to screen, detect and diagnose atrial fibrillation without the need for additional hardware. The same FibriCheck smartphone application was used in an RCT study, were patients with the smartphone application had a faster detection of relapse compared to patients without a smartphone application. A digital vendor-independent mobile health research platform was built to solve the issues about third-party device integration, and the collection of various data feeds from patient populations. This platform was used to follow-up patients with multiple sclerosis, low back pain, osteoporosis and pregnant women at risk for pregnancy-induced hypertension. The next step in the development will be the integration with existing EMR systems to create a closed-loop information system. When telehealth tools, such as e-learning, are provided to patients suffering from coronary heart diseases, the majority of participants entered the platform. However, attention is required to the substantial number of patients who did not use the provided system. In-center cardiac rehabilitation, education attainment and age are factors which influenced the platform usage. Another important aspect that influences the use of and adherence to remote monitoring tools is the character of the patient. This thesis showed that both fear and depression, cognitive factors as other-oriented perfectionism are related to women with low adherence to remote monitoring in a project of women for risk of IDH. Participants and caregivers form the same study considered RM as an important aspect of the prenatal follow-up of women at risk for GHD and would recommend it to their colleagues and other women at risk for GHD. The future of mobile health tools looks promising; however, attention needs to be given to validation processes for medical smartphone applications, reimbursement for mobile health technology and integration of platform with existing electronic patient software in hospitals. This doctoral thesis increased the knowledge and insight in the complex structure of the digital mobile health puzzle.

Mobiele gezondheidszorg verwijst naar het opvolgen van de patiëntenstatus met behulp van digitale toepassingen, zoals mobiele medische toestellen, smartphones en tablets. Door middel van remote monitoring wordt het mogelijk om een patiënt zijn/haar medische status in de thuisomgeving te blijven opvolgen vanuit het ziekenhuis of huisartsenkabinet. Hierdoor wordt een snellere detectie van achteruitgang, diagnose of aanpassing van behandeling mogelijk. In deze thesis werden nieuwe essentiële inzichten rond mobiele gezondheidszorg bekomen. Een methodiek voor het valideren van een smartphone-applicatie voor het meten van de hartslag werd ontwikkeld, gebaseerd op de beat-to-beat analyse. Deze thesis toont aan dat voorkamerfibrillatie (VKF) gediagnostiseerd kan worden op basis van een smartphone met led en camera met bijna dezelfde sensitiviteit en specificiteit als het hedendaags gebruikte 12-lead ECG signaal. Dit maakt het mogelijk om VKF te screenen, detecteren en diagnosticeren met behulp van een smartphone, waardoor extra hardware overbodig wordt. Dezelfde FibriCheck smartphone applicatie werd gebruikt in een multicentrische RCTstudie, waarbij terugval van voorkamerfibrilatie sneller werd vastgesteld en gevalideerd bij patiënten met de smartphone-app in vergelijking met patiënten zonder app. Het centrale thema van dit doctoraat was de ontwikkeling van een digitaal onderzoeksplatform voor remote monitoring. Dit platform is onafhankelijk van leverancier, product of patiëntenpopulatie, waardoor gegevens van verschillende toestellen en toepassingen in één database kunnen worden opgeslagen. Dit platform werd gebruikt om patiënten op te volgen rond de volgende aandoeningen: multiple sclerose, lage rugpijn, osteoporose en zwangere vrouwen met een risico op zwangerschapsvergiftiging. De volgende stap in de ontwikkeling van dit platform, is de integratie met het elektronische patiëntendossier om een volledig gesloten informatieketen te verkrijgen. In een e-learningstudie bij patiënten met coronaire aandoeningen werd aangetoond dat de meerderheid van patiënten deze telegeneeskundetoepassing gebruiken als dit hen wordt aangeboden. Desondanks dient er aandacht geschonken te worden aan een relevant percentage van patiënten die deze toepassingen niet gebruiken. Het gebruik van deze toepassingen werd in deze e-learning studie beïnvloed door leeftijd, opleidingsniveau en de aanwezigheid in cardiorevalidatie. Psychosociale problemen en persoonlijkheidskenmerken zijn een bijkomend belangrijk aspect in het adequaat gebruik van remote monitoring tools. Dit proefschrift toont een relatie aan tussen angst, depressie en perfectionisme enerzijds en het adequaat gebruik van remote monitoringstoestellen anderzijds bij een studie van zwangere vrouwen met een risico op zwangerschapsvergiftiging. Zwangere vrouwen, vroedvrouwen en gynaecologen uit deze studie beschouwen remote monitoring als een belangrijk onderdeel van de opvolging van zwangere vrouwen met risico op zwangerschapsvergiftiging. De toekomst van mobiele gezondheidszorgtoepassingen ziet er veelbelovend uit. Er zal wel rekening gehouden moeten worden met het valideren van medische smartphone applicaties, terugbetaling voor mobiele gezondheidszorgtoepassingen en de intergratie van toepasingen en platforms in het elektronische patientendossier. Deze doctoraatsthesis heeft alvast kennis en inzicht bijgebracht in de complexe structuur van de digitale gezondheidszorgpuzzel.