探索连续压力监测在社区中为压力性损伤决策提供依据的方法：基于移动性和压力暴露算法的二次分析

《International Wound Journal》：Exploring Continuous Pressure Monitoring to Inform Decisions for Pressure Injuries in the Community: Secondary Analysis Using a Mobility and Pressure Exposure Algorithm

　　**摘要**

社区居住的虚弱个体常常需要长时间卧床或坐着，这增加了他们发生压疮的风险。质量改进项目“通过社区环境中的持续监测减少压力”（PROMISE）实施了持续压力监测（CPM）技术，以指导干预措施的实施。对PROMISE数据的二次分析涉及17名患者，在干预前后进行了对比。从CPM数据中估计了一种新的算法，该算法利用臀部区域的压力信号持续时间和幅度，并结合压力与时间之间的S型关系来分类干预前的风险。CPM干预有助于调整支撑面、姿势和移动建议。压力信号的时间和幅度显示出较高的个体间差异性。基线时，35%（6/17）的患者长时间处于可能有害的界面压力下（高至非常高暴露）。PROMISE干预后观察到改善趋势，其中24%（4/17）的患者处于这些较高暴露类别中。本研究展示了如何利用CPM为社区中患有压疮的个体提供干预建议。一种算法被用来理解姿势、移动性和压力暴露的趋势，显示出干预前后的某些改善。

**关键点**

- 虚弱的社区患者由于长时间坐着或躺着，面临较高的压疮风险。
- 在PROMISE研究中，持续压力监测（CPM）指导了个性化的干预措施。
- 本研究使用改进的算法对PROMISE中的持续压力监测数据进行了回顾性评估，以预测姿势、移动性和压力暴露。
- 该算法能够分层社区患者的风险水平，并能敏感地检测到干预前后的变化，从而降低高暴露水平。
- CPM及相关算法可以改善社区护理中的压疮管理，但需要关键的人为因素和经济评估来支持其实施。

**1 引言**

压疮/溃疡是皮肤和/或下层组织的局部损伤，通常发生在骨骼突出部位，或与医疗设备等有关，由长时间的压力或压力与剪切力的结合引起[1]。根据严重程度，它们被分为1至4级，代表严重的慢性致残状况[2]，会引起疼痛和不适，并成为感染源。在英国，每年有超过70万人受到压疮的影响[3]。许多压疮发生在社区环境中，成为长期不愈合的伤口，导致显著的不适。通过为行动不便的患者提供合适的坐垫和床垫，并不频繁地改变他们的姿势，可以降低压疮的风险[4]。英国每年的总成本估计在14亿至21亿英镑之间，约占NHS总支出的4%[5]。平均而言，每个社区患者每年因1级压疮花费约1400英镑，4级压疮则超过8500英镑，其中大部分成本来自护士的时间[6]。与医院患者不同，社区患者与医疗保健人员接触的时间相对较短，许多护理环节被缩短[7]。因此，需要策略来确保他们免受现有压力损伤的恶化或新的皮肤损伤的发生。为此，社区患者需要额外的风险评估，以明确患者的风险并制定个性化的策略[1]。这些策略包括使用减压设备、床垫类型、移动辅助工具和营养支持，并应进行监测以确保满足患者的需求[4]。技术已被证明可以通过监测设备和生物反馈作为临床决策的辅助手段[8]。在护理环境中最常用的技术之一是压力映射。然而，这些技术通常只能提供坐姿或躺姿压力的快照，限制了它们随时间监测的能力[9]。近年来，这项技术已被改进，可以记录较长时间的压力变化。质量改进（QI）项目“通过社区环境中的持续监测减少压力”（PROMISE）在个别社区居民中使用了持续压力监测（CPM）传感技术[10]。这些传感阵列可以连续测量压力分布，在显示监视器上直观地识别身体受持续压力的区域，并为支撑面选择和姿势调整提供信息[11]。它们还用于增强患者、护理人员和临床医生的压力风险理解，促进共同决策。这种方法不同于以往使用平均压力等指标进行患者间比较的研究[12]。最近的一篇综述讨论了不同传感技术（包括压力监测系统）的临床适用性，强调了当前商业系统在检测床上的姿势和移动性方面的创新不足[8]。最近的一项研究利用连续时间点之间压力值相关系数的变化来确定姿势的变化[13]。作者开发了一种更复杂的算法，并对患者初次评估期间记录的持续压力数据进行了二次分析，以评估他们的姿势、移动性和压力暴露[9, 14, 15]。研究发现，初次监测时已发生压疮的患者表现出在静态姿势下皮肤长时间承受高压力的趋势[15]，这反映了社区环境中许多人经常处于长时间静态躺姿的情况。这可能反映了个人健康状况或社会护理支持的局限性，导致无法定期改变姿势[16]。然而，这种方法存在局限性，因为它评估的是床面的压力梯度，而不是压疮的具体部位（例如臀部）。作者之前报告了PROMISE项目中22名患有压疮并通过持续压力监测进行初步评估的患者[15]。从首次分析中可以看出，大多数患者有长时间的不活动和高压力暴露。然而，这仅限于初次评估阶段，且使用的算法仅考虑了总体移动性和全身压力暴露。需要评估CPM技术及相关算法能否在干预前后检测到变化，以及是否可以通过临床干预改变压疮部位（如臀部）的长时间有害负荷。本次二次分析涉及17名患者，收集了他们在PROMISE干预前后的CPM数据。本研究的目的是展示如何利用CPM来了解压疮预防计划前后臀部姿势、移动性和压力暴露的趋势。本研究将报告社区患者的临床表现，详细说明他们的干预措施，并报告干预前后的移动性和压力暴露变化。

**2 方法**

本研究是对QI PROMISE项目的二次分析，该项目已获得机构伦理批准（ERGO 80625.A1）。在PROMISE研究期间，从英格兰西南部的四个地区医疗保健提供者（四个社区试验站点）招募了105名社区居民（包括私人住宅、养老院和护理院的居民）。符合条件的患者被认为是压疮高风险人群，或者已有压疮，或者不愿意或无法使用分配的减压设备。在监测期之前，从每位患者处获得了知情同意，或在适当情况下通过咨询者获得同意。数据收集遵循世界医学协会的《赫尔辛基宣言》中关于涉及人类的实验的伦理准则。本次二次分析基于之前分析姿势和移动性的22名患者中的17名患者进行[15]，其中5组数据因干预后数据丢失而被排除。

**2.1 持续压力监测（CPM）技术**

PROMISE研究中使用了商业系统（ForesitePT，Xsensor，加拿大）。Foresite PT是一种床面传感阵列，由嵌入了5556个传感器单元的床垫覆盖层组成，覆盖面积为762×1880毫米，空间分辨率为15.9毫米。该系统以1赫兹的采样频率连续记录界面压力值。最近的一项研究评估了该系统在双半球形臀部形状压头机械压缩加载增量下的性能特性[17]，证明了压力读数的稳健性。每个参与研究的社区患者都在床垫上放置了传感器阵列，床垫下方覆盖着床单，专用显示器显示压力分布图像。根据医疗机构的感染预防标准，在患者使用之间对系统进行了清洁。

**2.2 PROMISE干预**

CPM技术被应用于患有压疮的社区居民，以及那些不愿意使用减压设备或认为当前支撑面不舒服的患者。患者被监测5小时至3天，作为初步评估期，随后根据国家和国际指南提供临床干预[18, 19]。CPM数据被下载并共享给医疗专业人员、患者和护理人员，以增进共同理解和决策。这考虑了包括社会因素、患者偏好和环境因素（患者的家、住宅护理或长期护理机构）在内的整体情况。然后进行了设备和重新定位的审查，以优化压力重新分布，同时促进良好的姿势和移动性，通过CPM评估期来指导实践。图1展示了PROMISE干预的各个阶段。临床医生还确定了患者身体同一压疮部位的界面压力值（峰值压力、峰值压力指数和压力梯度[20]。一旦确定了解决方案，就会进行最终的CPM评估，以评估干预前的变化。

**2.3 临床结果指标**

PROMISE QI研究评估和监测了几项临床结果，以确定CPM是否有助于临床决策和压疮预防/愈合。这些包括：

- 压疮愈合率。
- 干预后的愈合时间。
- 护理支持水平。
- 患者的移动能力。
- 卧床（BB）状态。
- 出席活动（SO）时间。
- 轮椅的使用情况。
- 人口统计数据，包括每位患者的体重指数（BMI）、主要诊断、年龄、性别以及使用CPM的位置。还记录了每位患者接受的CPM会话次数（表1）。大多数患者具有较高的虚弱指数，并得到正式或非正式的护理支持。压疮的愈合情况由临床医生在PROMISE研究期间每次访问时测量伤口长度×宽度×深度来确定。这一点通过研究结束时的照片得到了确认，并由三名组织活力专家护士进行了审查。表1显示了干预前后的压疮类别和支撑面类型。患者编号。年龄
性别
患者所在地
体质指数（BMI）
虚弱程度
既往病史（PMH）
压疮等级——干预前
压疮位置
床垫类型——干预前
压疮等级——干预后
床垫类型——干预后
护理人员参与情况

1
74岁
女性
家中
46.7
6
骨关节炎
压疮等级2
臀部
动态空气覆盖层
已愈合
动态空气覆盖层
每天1次

2
92岁
女性
家中
24.3
6
痴呆症
压疮等级2
臀部
动态空气覆盖层
已愈合
静态空气覆盖层
持续使用

5
66岁
男性
家中
32.9
7
多发性硬化症（MS）
压疮等级2
臀部
静态泡沫床垫
已愈合
静态空气覆盖层
每天4次

6
66岁
女性
家中
32.0
6
脊髓损伤（SCI）
压疮等级2
自用床垫
已愈合
静态空气覆盖层
无

7
52岁
女性
家中
25.5
6
多发性硬化症（MS）
不可分期
髋部
静态空气覆盖层
已愈合
空气浮力层
持续使用

8
86岁
女性
家中
15.1
脑血管事件（CVE）/痴呆症
不可分期
骶骨
动态空气床垫
不可分期
每天4次

9
82岁
女性
家中
37.5
6
脑血管事件（CVE）
压疮等级2
臀部
动态空气覆盖层
已愈合
空气浮力层
每天4次

10
30岁
男性
家中
22.5
脊柱裂
压疮等级4
脊柱
动态空气床垫
持续使用

11
65岁
女性
家中
31.0
多发性硬化症（MS）
压疮等级2
静态空气覆盖层
已愈合
自用床垫+Jay混合床垫
持续使用

12
71岁
女性
家中
21.0
多发性硬化症（MS）
不可分期
坐骨结节（IT）
动力混合床垫（空气和泡沫材质）
已愈合
动态空气床垫+翻身装置
每天3次

13
81岁
女性
家中
24.0
未记录
不可分期
脊柱
动力混合床垫（空气和泡沫材质）
正在愈合

14
56岁
男性
家中
37.9
脊髓损伤（SCI）
不可分期
臀部
静态泡沫床垫
已愈合
空气浮力层
每天2次

15
82岁
女性
养老院
17.3
痴呆症
正在愈合
动力混合床垫（空气和泡沫材质）
动态空气床垫
持续使用

17
43岁
男性
家中
19.6
脑瘫
压疮等级3
髋部
自用床垫
已愈合
空气浮力层
持续使用

18
95岁
男性
家中
23.1
脊髓损伤（SCI）
压疮等级2
臀部
静态泡沫床垫
压疮等级2
空气浮力层
每天2次

19
68岁
女性
家中
26.5
多发性硬化症（MS）
已愈合
动态空气床垫
无需调整
动力混合床垫（空气和泡沫材质）
每天4次

22
65岁
男性
家中
23.1
脊髓损伤（SCI）
坐骨结节（IT）
动力混合床垫（空气和泡沫材质）
已愈合
动态空气覆盖层
每天3次

缩写：CVE = 脑血管事件；IT = 坐骨结节；MS = 多发性硬化症；PMH = 既往病史；SCI = 脊髓损伤。

2.4 数据分析
本研究使用了在Matlab（Mathworks，美国）中开发的自定义软件中的智能算法，将CPM压力数据转换为姿势和移动性的指标，用于二次分析以及评估PROMISE干预前后的效果。该算法已在近期论文[15]中详细说明，并针对当前分析进行了调整。简而言之，该算法利用了包括压力中心（COP）在两个平面上的导数信号以及超过特定阈值（20 mmHg）的接触面积，来识别以姿势变化形式出现的大规模运动。这些运动被定义为压力空间分布发生明显变化的运动。为每位患者估计了运动特征，包括姿势变化之间的间隔时间和每个静态姿势的持续时间。在检测到姿势变化后，使用COP来绘制每个静态姿势下的臀部区域。这是通过隔离一个47.7 × 31.8 cm2（30 × 20像素）的感兴趣区域（ROI）来实现的。如临床结果表2所示，该区域代表了大多数患者出现压力损伤的区域。

表2. 使用智能算法预测后的连续压力数据估计的PROMISE干预前后的运动特征。

对于每位患者，都估计了在每个静态姿势下臀部部位的压力特征，如峰值压力梯度（PPG）和峰值压力指数（PPI）的幅度和持续时间。峰值压力梯度定义为相邻传感单元之间的压力变化，测量单位为mmHg/cm。在本研究中，它是沿着床垫长轴的对角线方向计算的。峰值压力指数是通过ROI内10个最高压力的平均值来估计的。这些信号的参数描述符被定义为（平均值±标准差（SD）），然后根据压力-时间关系相对于Sigmoid损伤阈值[21]进行评估，这些阈值分别对应低、中、高和非常高的压力-时间暴露。这些阈值被调整以反映压力参数的性质。具体来说，我们将25、35和45 mmHg确定为峰值压力梯度的起始压力（图2E），以及70、90和110 mmHg确定为峰值压力指数[22, 23]。图2展示了用于检测姿势、移动性、压力特征和暴露类别的调整后方法。

3 结果
患者包括11名女性和6名男性（表1）。他们的年龄在30至92岁之间，体质指数（BMI）在15.10至46.5 kg/m2之间（平均值为27 kg/m2），主要通过上臂围度（MUAC）进行测量[24]。虚弱程度使用Rockward临床虚弱量表[25]进行评估，范围从5（使用轮椅的患者）到8（临终患者）。他们接受了各种护理安排，由正式和非正式的护理人员提供。这些护理安排从每天一次到四次不等，对于住在家里的患者，护理通常由住家或探访的亲戚补充；而在养老院和护理机构中，则提供24小时护理。所有患者都接受了关于重新定位、姿势以及正确使用膝关节支撑机制以避免从床上滑落和造成剪切损伤的教育和支持。干预措施包括升级或降级床垫和垫子、调整床垫重量设置，以及针对姿势变化和重新定位策略的个性化建议和教育。每位患者接受了1到7次CPM干预，重点关注与床垫相关的问题。在17名患者中，有16名在干预前已有压力损伤。患者19在开始CPM治疗前压疮已经愈合，并且在干预后压疮状况保持完好。干预前的压力损伤严重程度如下：2级（n=8），3级（n=1），4级（n=1），4级愈合（n=1），以及不可分期（n=5）。干预后的结果显示显著改善：2级（n=1），4级愈合（n=1），不可分期（n=1），以及已愈合（n=12）。

3.2 来自连续压力监测的临床观察
对CPM颜色等高线的视觉检查显示，干预前后压力梯度和峰值压力指数值都有所改善。实际上，大多数患者在干预前的感知值较高（12/17），而干预后较低（7/17）。三名患者作为管理计划的一部分引入了翻身装置，其中两名患者（P8和P13）在翻身周期内显示出峰值压力指数和梯度的下降。在研究结束时仍未愈合的4名患者（P8、P13、P16、P18）中，只有一名患者的压力特征有所改善。

3.3 姿势、移动性和暴露类别的算法衍生结果
表2显示了所有17名患者在PROMISE干预前后的运动特征。数据显示，不同患者和不同干预之间的监测时间长度各不相同，干预前最短为9小时（P10），最长为45.3小时（P16）（中位数=19，IQR=13）；干预后最短为3小时（P1），最长约为41小时（P16）（中位数=22.5，IQR=8.7）。在姿势变化的频率和采用的姿势数量方面存在高度的个体差异。干预前后的频率（姿势变化次数除以监测时间长度）分别在0.06至1.17次/小时和0.06至0.98次/小时之间，没有明显趋势。进一步分析数据显示，例如P1、P11、P16、P22等4名患者在干预前采用了大量的静态姿势（≥15次），而其余患者的静态姿势数量在1至9次之间。有趣的是，这些患者都使用空气床垫，无论是静态的（P11）还是动态的。相比之下，干预后的数据显示出更高的变异性，有7名患者在整个监测期间采用了超过10次静态姿势。图3显示了4名患者的平均峰值压力梯度（y轴）的持续时间和幅度（x轴），这些患者被特意选为代表高和低移动性水平以及高和低压力暴露水平的范围，黑色和洋红色标记分别代表干预前后的情况。图4显示了相同患者的峰值压力指数。

3.3.1 患者
患者包括11名女性和6名男性（表1）。他们的年龄在30至92岁之间，体质指数（BMI）在15.10至46.5 kg/m2之间（平均值为27 kg/m2），主要通过上臂围度（MUAC）进行测量[24]。虚弱程度使用Rockward临床虚弱量表[25]进行评估，范围从5（使用轮椅的患者）到8（临终患者）。他们接受了多种护理安排，由正式和非正式的护理人员提供。这些护理安排从每天一次到四次不等，对于住在家里的患者，护理经常由住家或探访的亲戚补充；而在养老院和护理机构中则提供24小时护理。所有患者都接受了关于重新定位、姿势以及正确使用膝关节支撑机制以避免从床上滑落和造成剪切损伤的教育和支持。干预措施包括升级或降级床垫和垫子、调整床垫重量设置，以及针对姿势变化和重新定位策略的个性化建议和教育。每位患者接受了1到7次CPM干预，重点关注与床垫相关的问题。在17名患者中，有16名在干预前已有压力损伤。患者19在开始CPM治疗前压疮已经愈合，并且在干预后压疮状况保持完好。干预前的压力损伤严重程度分类如下：2级（n=8），3级（n=1），4级（n=1），4级愈合（n=1），以及不可分期（n=5）。干预后的结果显示显著改善：2级（n=1），4级愈合（n=1），不可分期（n=1），以及已愈合（n=12）。A和B分别代表PROMISE干预前后的峰值压力梯度；C和D分别代表PROMISE干预前后的峰值压力指数。括号内标明了记录的时间段。从数据中可以明显看出，从干预前到干预后，患者的压力暴露情况有所改善，表现为峰值压力梯度和峰值压力指数都趋向于更温和或更低的水平。然而，干预前后的比较结果受到患者个体和压力特征的影响。例如，大多数患者（如P1、P2、P5、P7、P9、P10、P11、P12、P13、P16、P18）在干预前后80%以上的时间内，其活动能力和压力特征都处于绿色或黄色安全范围内。而有些患者（如P1、P2）在干预前后压力暴露类别没有变化；另一些患者（如P5）则从黄色变为绿色，或者从绿色变为黄色。相比之下，有些患者（如P6、P15、P17）在干预后大部分时间都处于“高风险”类别，压力暴露情况有所减少。

4 讨论
本研究的二次分析是基于一个名为“PROMISE”的质量改进（QI）项目进行的，该项目通过连续压力监测（CPM）技术（ForeSitePT，Xsensor，加拿大）对患者进行了评估[10]。本研究旨在评估智能算法是否能够在社区患者中检测到干预前后姿势、活动能力和压力暴露情况的变化。结果显示，在研究中的患者群体中，存在长时间保持静态姿势的情况，这导致他们面临较高的峰值压力梯度和峰值压力指数。在使用CPM技术进行干预后，部分患者的长时间静态姿势和高压力风险有所降低，但同时也有一些患者的风险增加了。PROMISE干预后，一些患者的压疮得到了愈合，这可能是由于在床上和椅子上采取了综合干预措施、提高了患者的意识以及进行了共同决策的结果，这些都需要进一步分析。本研究中的患者群体具有压疮问题，并且活动能力受限，身体虚弱程度较高（表1）。这与其他关于社区中压疮患者的研究结果一致[26]。患者获得了多种支持表面来管理他们的压疮问题，其中许多表面是在连续压力监测评估后更换的（图1）。这与历史上使用压力系统的做法相符，即根据压力分布特性选择不同的床垫或垫子。然而，这种方法一直局限于对压力分布的短期评估[27]。相比之下，我们的方法通过智能算法提供了新的评估方式[14, 28, 29]，能够随时间推移并针对不同患者的姿势来评估床垫的性能，从而形成了更为全面的方法。研究结果显示，患者们的活动能力状态存在很大差异，有些患者在16小时内仅移动一次，而有些患者则每小时移动多次（表2）。这与以往使用多种方法监测床上活动能力的研究结果一致[30]，也有研究使用CPM作为活动能力的替代指标[9]。此外，分析还发现，某些姿势下的界面压力（如峰值压力梯度和峰值压力指数）较低，而其他姿势下的压力暴露较高，从而对组织健康构成风险（图3-5）。我们的研究是少数描述这些压力特征在较长时间内变化的研究之一[9, 15]。一些研究评估了在医院环境中使用CPM的情况，但这些研究使用的是平均压力等指标，可能在评估高风险组织部位时不够敏感[12]。值得注意的是，一些患者在PROMISE干预后活动能力下降，其中一些患者的压力特征也有所增加。这可能是由于新的支撑表面提高了舒适度，使他们能够在床上保持更长时间的位置。此外，某些姿势可能被保持较长时间，以便进行日常生活活动，例如进食、坐立或社交互动（例如高坐姿）。此外，压力数据的解释因患者个体而异。实际上，患者有不同的姿势需求，这使他们臀部区域的压力较高。压力的降低并不直接与舒适度相关；临床决策是与患者和护理人员共同做出的，唯一的目标是提高他们的生活质量。

4.1 限制
分析仅针对患者在床上的时间进行，未分析坐姿数据。然而，有三位患者（P8、P9和P16）仍然需要卧床休息，其余患者则坐立时间不等。本研究是对一个QI项目的二次数据分析，其中的干预措施并未标准化或控制，因此是个性化的干预；相关细节见附录A。因此，任何活动能力和压力暴露的变化都是临床决策、患者选择和护理服务的综合结果。此外，不同患者和干预措施之间的监测时间不同，这限制了比较的准确性。确实需要进一步评估，以确定CPM技术及相关算法如何支持临床决策和患者对压疮风险的理解。此外，主动支撑表面系统可能会干扰姿势和活动的检测，从而增加算法检测到的姿势和活动事件的数量。用于隔离臀部区域的固定感兴趣区域（ROI）也可能限制了对压力特征的准确估计；需要进一步改进方法，以更智能的方式识别ROI。另外，选择的压力暴露阈值是任意的，需要进一步细化针对患者个体和压力特征的阈值，以更好地反映不同患者群体中的组织脆弱性差异。我们还无法评估手动搬运技术、升降机转移、滑板转移过程中剪切力对界面压力的影响，因为缺乏使用膝盖支撑装置。

4.2 临床意义
从PROMISE研究中可以看出，连续压力监测为改变支撑表面设置及其选择、姿势管理提供了信息和支持，并增强了患者和护理人员对压疮风险的理解。我们的二次分析评估了PROMISE干预是否通过智能算法和创新的Sigmoid风险分层方法对活动能力和压力暴露产生了影响。这表明该方法有可能对社区患者的风险水平进行分层，并能敏感地反映干预前后的变化。未来的研究需要评估CPM和算法的结合使用，以支持医院和社区环境中压疮的预防和治疗。为了确保实施的成功，需要进行关键的人因因素评估，以确定CPM系统可以提供的培训需求、用户界面和信息共享。

5 结论
本研究使用基于压力-时间Sigmoid关系的智能算法，评估了具有压疮问题的社区患者的活动能力和压力暴露情况。PROMISE干预期间的CPM应用包括支撑表面更换、姿势管理和患者教育。我们的创新方法通过结合压力和暴露时间来分层风险。需要进一步研究，以确定其在临床和成本效益方面的效果，从而作为压疮预防和治疗的辅助手段。

致谢
作者感谢所有参与QI PROMISE项目的患者、护理人员和临床医生。NA-W是康沃尔西南临床学校的成员。

资金支持
QI改进项目得到了健康基金会（Health Foundation）的资助（项目编号509449）。二次分析得到了工程与物理科学研究委员会（EPSRC）的支持，作为“智能感知促进社区居住者姿势和活动能力自我管理”项目（项目编号EP/W031558/1）的一部分。

伦理声明
QI PROMISE项目的二次分析获得了机构伦理批准（ERGO 80625.A1）。

同意声明
所有患者均同意参与PROMISE项目。

利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明
支持本研究结果的数据可向相应作者提出合理请求后获取。