针对儿童化疗恶心症状自我监测的智能手机应用程序开发：一项用户中心设计过程的研究报告
一、 研究团队、发表信息与研究领域
本研究由丹麦哥本哈根大学医院系统及Zitelab ApS公司的多学科团队合作完成。主要作者包括Astrid Eliasen（临床药理学）、Mikkel Kramme Abildtoft（软件工程）、Niels Steen Krogh（软件工程）、Catherine Rechnitzer（儿科肿瘤学）、Jesper Sune Brok、René Mathiasen、Kjeld Schmiegelow（儿科肿瘤学）以及Kim Peder Dalhoff（临床药理学）。该研究于2020年7月20日发表在学术期刊 JMIR mHealth and uHealth 上，论文题目为《Smartphone App to Self-Monitor Nausea During Pediatric Chemotherapy Treatment: User-Centered Design Process》。
本研究属于临床医学与数字健康（Digital Health）的交叉领域，具体聚焦于移动健康（mHealth）应用程序的开发与评估，旨在解决儿科肿瘤支持性治疗中的关键问题。
二、 学术背景与研究目的
学术背景： 化疗引起的恶心呕吐（Chemotherapy-Induced Nausea and Vomiting， CINV）是儿童癌症治疗中最常见且痛苦的副作用之一，严重影响患儿的生活质量，可能导致脱水、电解质紊乱等并发症。尽管止吐治疗有所进展，但约50%的患儿仍受其困扰。准确评估恶心症状是有效管理的第一步，然而，恶心是一种主观感受，在儿童中尤其难以可靠评估。临床医生与儿童对恶心的表达和理解存在差异，这导致在儿科止吐临床试验中，疗效评估往往仅基于客观的呕吐指标，而忽略了更常见、更令患儿痛苦的主观恶心症状。此外，传统的纸质日记在记录患者报告结局（Patient-Reported Outcomes， PROs）时存在易丢失、遗忘和回忆偏倚（recall bias）等问题，这在频繁往返医院或生活于不同看护人之间的患儿中尤为突出。智能手机应用程序为实时、精确收集患者报告结局提供了新机遇，但当时专门用于监测儿科癌症患者症状（尤其是恶心）的应用程序非常有限。
研究目的： 本研究旨在开发并评估一款用于监测0至18岁儿童化疗期间恶心严重程度及呕吐/干呕发作情况的智能手机应用程序。研究采用用户中心设计（User-Centered Design）流程，让患儿及其家长参与到应用的设计、开发和评估全过程中。核心目标是测试该应用程序的可用性和用户使用依从性，以验证其作为未来儿科止吐临床试验数据收集工具的可行性，并最终用于优化临床止吐治疗。
三、 详细研究流程与方法
本研究遵循国际标准化组织（ISO）9241-210:2019标准中的用户中心设计流程，并结合进化原型模型（Evolutionary Prototype Model）进行迭代开发与评估。整个研究分为四个主要阶段，并包含多轮用户测试与反馈。
第一阶段：明确使用情境（Specify Context of Use） 研究人员（包括4名儿科肿瘤学家、1名临床药理学家和1名医学研究者）进行了初步讨论。讨论基于既往儿科止吐试验经验和文献综述，确定了开发应用程序的必要性、核心内容（收集恶心和呕吐数据）以及确保数据完整性的策略。文献综述旨在寻找评估儿科患者恶心严重程度的最佳验证工具，最终选定了儿科恶心评估工具（Pediatric Nausea Assessment Tool， PeNAT）。
第二阶段：明确需求（Specify Requirements） 研究人员与软件工程师讨论了应用程序的技术需求。核心需求包括：1）集成定制化的推送通知系统以确保高应答率；2）确保应用程序用户友好、直观；3）能够适配不同年龄段的儿童（0-3岁、4-8岁、9-18岁）；4）需要一个安全、加密的基于网络的管理门户供研究人员查看数据。
第三阶段：设计解决方案（Produce Design Solutions） 此阶段开发了应用程序的原型，并经历了多轮用户反馈与修改（子阶段3a和3b）。 * 整体结构： 应用采用混合网络技术开发，兼容iOS和Android系统。每日任务清晰展示：早晨报告恶心严重程度，晚上报告恶心严重程度、干呕/呕吐发作次数及止吐药使用情况。用户还可随时（当感到恶心时）进行额外报告。 * 核心功能——恶心严重程度数据录入： * 研究团队将已验证的PeNAT工具从英文翻译成丹麦文。PeNAT通过一系列问题确保儿童理解“恶心”的概念，并使用4个面部表情来对应无恶心、轻度、中度和重度恶心。 * 应用程序包含一个“定义模块”，让儿童用自己理解的词汇来描述恶心感觉，随后的问题会融入该词汇。 * 根据儿童年龄，界面呈现方式不同：9-18岁儿童同时看到4个表情；4-8岁儿童分步看到2个表情（先区分有无恶心，再区分程度）；0-3岁幼儿则由父母根据观察代为报告（问题措辞调整为“哪个脸更像你的孩子？”）。 * 其他数据录入： 每日询问呕吐/干呕发作次数（选项：无；是，1-2次；是，3-5次；是，6次或以上）。 * 推送通知： 设定在上午9点和晚上7点发送提醒（若问卷未完成）。 * 网络管理门户： 开发了一个安全加密的后台网站。研究人员可创建患者账户（含用户名、密码、年龄组、化疗日期），查看患者的应答情况和应答率，并下载数据进行分析。 * 子阶段3a：患者对内容与可用性的反馈 在哥本哈根大学医院Rigshospitalet儿科肿瘤科，招募了9名患儿及其家长，分3个周期进行定性可用性测试。研究人员向测试者展示应用程序原型，请他们就文字、短语理解和界面改进提出意见。软件工程师根据反馈修改程序，直至无新修改建议提出。主要反馈包括：新诊断患儿家庭可能觉得数据录入负担较重，而经历多轮化疗的家庭则觉得可以接受。有建议在界面中加入表情符号，但为忠实于原始PeNAT纸质版，未采纳。访谈发现，患儿实际使用的止吐药可能与病历记录不符，因此开发了“药物模块”，允许家长记录实际使用的止吐药（包括急救药），并具有复制前一天答案的自动填充功能。 * 子阶段3b：数据录入与推送通知功能测试 4名临床研究人员使用2部安卓和2部苹果手机，进行了为期各一周的两轮测试。测试内容包括登录、数据录入和接收推送通知。第一轮测试发现了登录功能的问题（需要重启应用），修改后，所有测试者在第二轮中均能成功接收通知并录入数据。
第四阶段：设计评估（Evaluate Designs） 此阶段对功能完整的应用程序进行可用性和依从性测试。 * 研究对象与流程： 在2019年3月至4月期间，从同一医院招募了20名即将接受至少3个周期化疗的0-18岁患儿。在研究人员协助下，患儿（4-18岁）学习在应用中自我报告症状，家长（为0-3岁幼儿）学习代为报告。家庭被要求在化疗前一天、化疗当天及之后连续3天，每天早晚通过应用程序报告数据，共覆盖60个化疗周期。研究人员在每个化疗周期前与家庭进行面对面接触以促进依从性，并进行半结构化访谈，询问对应用的喜好、易用性及数据录入耗时是否合理。 * 数据分析： 计算了不同时间点（化疗前1天、化疗当天、化疗后3天）的总体应答率。使用配对双尾t检验比较早晨与晚上的应答率差异，以及不同化疗周期间的应答率差异。
四、 主要研究结果
1. 参与者特征： 在最终评估阶段（第四阶段）的20名患儿中，平均年龄7.4岁（范围2.0-17.5岁），包括8名女性和12名男性。疾病类型包括急性淋巴细胞白血病（45%）、脑瘤（15%）、霍奇金淋巴瘤（15%）等。
2. 可用性结果： * 总体反馈积极。患儿和家长普遍认为应用程序用户友好、直观，数据录入时间合理。一名12岁男性参与者表示：“这是一个非常酷的应用，问题非常相关。”一名4岁女孩的家长说：“她非常喜欢使用这个应用，还会用特别报告功能来告诉（我们）她的感受。” * 根据用户反馈进行了重要改进：①延长登录会话时间：从2小时延长至3个月，避免重复登录。②增加回顾功能：允许用户补答过去2天内的问卷，以应对患儿因严重恶心当天无法作答的情况。③个性化问卷天数：根据化疗实际天数调整问卷发放天数，因为15%的患儿在化疗开始4天后仍有恶心。④未来版本规划：有青少年患者建议增加查看历史答案的模块，团队计划在未来版本中实现。
3. 依从性（应答率）结果： * 推送通知被普遍认为是确保任务完成的便捷有效方式。 * 总体应答率很高：化疗前1天平均为92%，化疗当天为93%，化疗后3天为80%。 * 化疗前和化疗当天的高应答率得益于研究人员与参与者的个人接触。化疗后3天未应答的15%（3/20）患儿各有原因：未收到推送通知、登录困难、家庭网络连接有限。另有一名青少年因严重恶心无法自行完成，后由其父母协助完成。 * 统计分析显示：三个化疗周期之间的应答率无显著差异；早晨的应答率略高于晚上，但差异不显著。
4. 针对0-3岁幼儿的额外发现： 95%（21/22）的家长能够描述孩子恶心时的反应，并能使用应用程序来评估孩子的恶心严重程度。
五、 研究结论与价值
本研究成功开发并评估了一款用于收集儿科患者报告结局（恶心严重程度、呕吐/干呕）的智能手机应用程序。采用用户中心设计流程，确保了应用程序对目标用户（患儿及家长）和研究人员均具有良好的可用性。该应用能够高效收集高质量、实时的症状数据，应答率显著高于传统纸质日记报告的水平。
科学价值与应用价值： 1. 方法学价值：为在儿科人群，特别是涉及主观症状评估的研究中，开发移动健康工具提供了一个可复制的、严谨的用户中心设计范例。 2. 临床研究工具：该应用程序可作为未来儿科止吐药物临床试验的核心数据收集工具，实现更客观、实时地评估止吐方案对恶心（而不仅是呕吐）的疗效，填补当前研究空白。 3. 临床实践潜力：通过基于网络的管理门户，临床医生可以回顾患者的历史症状数据，从而为后续化疗周期个体化地优化止吐治疗方案，实现更精准的支持性治疗。 4. 扩大评估范围：通过父母报告模式，首次将0-3岁幼儿的恶心症状纳入系统评估范围，为这一传统上被排除在外的年龄组提供了研究数据收集的可能性。
六、 研究亮点
七、 其他有价值的讨论
研究也坦诚讨论了使用应用程序收集患者报告结局面临的挑战： 1. 数字鸿沟：研究假设所有目标人群都有智能手机，但在其他群体中可能不适用，需预先评估。 2. 开发与维护成本：相比纸质问卷或简单在线调查，开发功能复杂的应用程序耗时耗力，且需要持续的技术支持来维护、更新和解决技术问题（如登录故障、推送失败、系统更新兼容性等）。本研究安排了一名研究人员持续监控应用状态并及时联系工程师解决问题，这在未来大规模试验中是需要考虑的资源投入。 3. 数据安全与合规：强调了应用数据存储和传输遵循欧盟《通用数据保护条例》（GDPR），这是移动健康研究必须重视的伦理与法律要求。
这项研究展示了精心设计的移动健康应用程序在改善儿科癌症症状监测、提升临床研究数据质量以及潜在优化个体化治疗方面的巨大潜力。其开发模式和经验对同类研究具有重要的借鉴意义。