Monitorà l'assunzione di fluidi per mezu di buttiglie d'acqua intelligenti dispunibili in u cummerciu

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L'assunzione di fluidi hè impurtante per prevene a disidratazione è riduce i calcoli renali ricorrenti. Ci hè stata una tendenza in l'ultimi anni à sviluppà strumenti per monitorà l'assunzione di fluidi utilizendu prudutti "intelligenti" cum'è i biberon intelligenti. Ci sò parechji biberon intelligenti dispunibili in u cummerciu, principalmente destinati à l'adulti attenti à a salute. À a nostra cunniscenza, questi biberon ùn sò stati validati in a literatura. Stu studiu hà paragunatu e prestazioni è a funzionalità di quattru biberon intelligenti dispunibili in u cummerciu. I biberon sò H2OPal, HidrateSpark Steel, HidrateSpark 3 è Thermos Smart Lid. Centu eventi d'ingestione per biberon sò stati registrati è analizati è paragunati à a verità di basa ottenuta da scale ad alta risoluzione. H2OPal hà l'errore percentuale mediu più bassu (MPE) è hè capace di equilibrà l'errori in parechji sorsi. HidrateSpark 3 furnisce i risultati più coerenti è affidabili cù l'errori di sorso più bassi per volta. I valori MPE di i biberon HidrateSpark sò stati ulteriormente migliorati utilizendu a regressione lineare postu chì avianu valori d'errore individuali più coerenti. U Thermos Smart Lid era u menu precisu, postu chì u sensore ùn si estendeva micca in tutta a buttiglia, causendu a perdita di parechji registri.
A disidratazione hè un prublema assai seriu perchè pò purtà à cumplicazioni avverse, cumprese cunfusione, cadute, uspitalisazione è morte. L'equilibriu di l'assunzione di fluidi hè impurtante, soprattuttu in l'adulti anziani è in e persone cun cundizioni mediche sottostanti chì affettanu a regulazione di i fluidi. I pazienti à risicu di furmazione recurrente di calculi sò cunsigliati di cunsumà grandi quantità di fluidi. Dunque, u monitoraghju di l'assunzione di fluidi hè un metudu utile per determinà se si piglia una assunzione di fluidi adatta1,2. Ci sò parechji tentativi in ​​a literatura per creà rapporti di sistemi o dispositivi chì ponu aiutà à seguità è gestisce l'assunzione di fluidi. Sfurtunatamente, a maiò parte di sti studii ùn anu micca risultatu in un pruduttu dispunibule cummercialmente. E buttiglie in u mercatu sò principalmente destinate à atleti recreativi o adulti attenti à a salute chì cercanu di aghjunghje idratazione. In questu articulu, avemu vulsutu determinà se e buttiglie d'acqua cumuni, dispunibili cummercialmente, sò una suluzione fattibile per i circadori è i pazienti. Avemu paragunatu quattru buttiglie d'acqua cummerciali in termini di prestazioni è funzionalità. E buttiglie sò HidrateSpark 34, HidrateSpark Steel5, H2O Pal6 è Thermos Smart Lid7 cum'è mostratu in a Figura 1. Queste buttiglie sò state scelte perchè sò una di e sole quattru buttiglie populari chì sò (1) dispunibili per l'acquistu in Canada è (2) anu dati di vulume di sorsi accessibili per mezu di l'applicazione mobile.
Imagine di buttiglie cummerciali analizate: (a) HidrateSpark 34, (b) HidrateSpark Steel5, (c) H2OPal6, (d) Thermos Smart Lid7. A casella tratteggiata rossa mostra a pusizione di u sensore.
Di e buttiglie sopra menzionate, solu e versioni precedenti di HidrateSpark sò state validate in a ricerca8. U studiu hà trovu chì a buttiglia HidrateSpark era precisa in u 3% di a misurazione di l'assunzione tutale in un periodu di 24 ore di assunzione di fluidi. HidrateSpark hè statu ancu utilizatu in studii clinichi per monitorà l'assunzione in i pazienti cù calcoli renali9. Da tandu, HidrateSpark hà sviluppatu nuove buttiglie cù diversi sensori. H2OPal hè statu utilizatu in altri studii per seguità è prumove l'assunzione di fluidi, ma nisun studiu specificu hà validatu e so prestazioni2,10. Pletcher et al. E caratteristiche geriatriche è l'infurmazioni dispunibili in linea sò state paragunate per parechje buttiglie cummerciali, ma ùn anu realizatu alcuna validazione di a so precisione11.
Tutte e quattru buttiglie cummerciali includenu una applicazione pruprietaria gratuita per visualizà è almacenà l'eventi d'ingestione trasmessi via Bluetooth. L'HidrateSpark 3 è u Thermos Smart Lid anu u sensore in u centru di a buttiglia, forse aduprendu un sensore capacitivu, mentre chì l'HidrateSpark Steel è l'H2Opal anu un sensore in fondu, aduprendu un sensore di carica o di pressione. A pusizione di u sensore hè mostrata in a casella tratteggiata rossa in a Figura 1. In u Thermos Smart Lid, u sensore ùn pò ghjunghje à u fondu di u cuntainer.
Ogni buttiglia hè pruvata in duie fasi: (1) una fase di aspirazione cuntrullata è (2) una fase di vita libera. In e duie fasi, i risultati registrati da a buttiglia (ottinuti da l'app mobile di u produttu utilizata nantu à Android 11) sò stati paragunati cù a verità di terra ottenuta utilizendu una scala di 5 kg (Starfrit Electronic Kitchen Scale 93756). Tutte e buttiglie sò state calibrate prima chì i dati fussinu raccolti utilizendu l'app. In a Fase 1, e dimensioni di i sorsi da 10 mL à 100 mL di 10 mL à 100 mL sò state misurate in ordine aleatoriu, 5 misurazioni ciascuna, per un totale di 50 misurazioni per fiala. Questi eventi ùn sò micca eventi di bevuta reali in l'omu, ma sò versati in modu chì a quantità di ogni sorso pò esse megliu cuntrullata. In questa fase, ricalibra a buttiglia se l'errore di u sorso hè più grande di 50 mL, è riaccoppia se l'app perde a cunnessione bluetooth à a buttiglia. Durante a fase di vita libera, un utilizatore beve acqua liberamente da una buttiglia durante u ghjornu, è sceglie sorsi diversi. Questa fase include ancu 50 sorsi in u tempu, ma micca tutti di fila. Dunque, ogni buttiglia hà un inseme di dati di un totale di 100 misurazioni.
Per determinà l'assunzione tutale di fluidi è assicurà una bona idratazione cutidiana, hè più impurtante avè misurazioni volumetriche precise di l'assunzione durante u ghjornu (24 ore) piuttostu chè ogni sursu. Tuttavia, per identificà i segnali d'intervenzione rapidi, ogni sursu deve avè un errore bassu, cum'è hè statu fattu in u studiu di Conroy et al. 2. Se u sursu ùn hè micca registratu o hè registratu male, hè cruciale chì a buttiglia possi equilibrà u vulume in a prossima registrazione. Dunque, l'errore (vulume misuratu - vulume attuale) hè aghjustatu manualmente. Per esempiu, supponemu chì u sughjettu hà bevutu 10 mL è a buttiglia hà riportatu 0 mL, ma poi u sughjettu hà bevutu 20 mL è a buttiglia hà riportatu un totale di 30 mL, l'errore aghjustatu seria di 0 mL.
A Tavula 1 elenca diverse metriche di prestazione per ogni buttiglia cunsiderendu duie fasi (100 sorsi). L'errore percentuale mediu (MPE) per sorso, l'errore assolutu mediu (MAE) per sorso è u MPE cumulativu sò calculati cum'è seguita:
induve \({S}_{act}^{i}\) è \({S}_{est}^{i}\) sò l'assunzioni effettive è stimate di \({i}_{th}\ ) sip, è \(n\) hè u numeru tutale di sips. \({C}_{act}^{k}\) è \({C}_{est}^{k}\) rapprisentanu l'assunzione cumulativa di l'ultimi \(k\) sips. U Sip MPE guarda l'errore percentuale per ogni sip individuale, mentre chì u Cumulative MPE guarda l'errore percentuale tutale in u tempu. Sicondu i risultati in a Tavula 1, H2OPal hà u numeru più bassu di registri persi, u Sip MPE più bassu è u MPE cumulativu più bassu. L'errore mediu hè megliu cà l'errore mediu assolutu (MAE) cum'è metrica di paragone quandu si determina l'assunzione tutale in u tempu. Perchè illustra a capacità di a buttiglia di ricuperà da misurazioni scarse in u tempu mentre registra misurazioni successive. U sip MAE hè ancu inclusu. in applicazioni induve a precisione di ogni sursu hè impurtante perchè calcula l'errore assulutu di ogni sursu. MPE cumulativu misura ancu quantu bè e misurazioni sò equilibrate in tutta a fase è ùn penalizeghja micca un solu sursu. Un'altra osservazione hè stata chì 3 di e 4 buttiglie anu sottustimutu l'assunzione di volume per bocca mostrata in a Tabella 1 cù numeri negativi.
I cuefficienti di currelazione di Pearson R-quadratu per tutte e buttiglie sò ancu mostrati in a Tavula 1. HidrateSpark 3 furnisce u cuefficientu di currelazione più altu. Ancu s'è HidrateSpark 3 hà qualchi registri mancanti, a maiò parte di elli sò bocche chjuche (U graficu di Bland-Altman in a Figura 2 cunfirma ancu chì HidrateSpark 3 hà u limite di accordu (LoA) più chjucu paragunatu à l'altri trè buttigli. LoA analizza quantu i valori effettivi è misurati sò d'accordu. Inoltre, quasi tutte e misurazioni eranu in a gamma LoA, ciò chì cunfirma chì sta buttiglia furnisce risultati consistenti, cum'è mostratu in a Figura 2c. Tuttavia, a maiò parte di i valori sò sottu à zeru, ciò chì significa chì a dimensione di u sip hè spessu sottovalutata. U listessu hè veru per HidrateSpark Steel in a Figura 2b, induve a maiò parte di i valori d'errore sò negativi. Dunque, queste duie buttigli furniscenu u MPE più altu è u MPE cumulativu paragunatu à H2Opal è Thermos Smart Lid, cù errori distribuiti sopra è sottu à 0, cum'è mostratu in Fig. 2a,d.
Grafici di Bland-Altman di (a) H2OPal, (b) HidrateSpark Steel, (c) HidrateSpark 3 è (d) Thermos Smart Lid. A linea tratteggiata rapprisenta l'intervallu di cunfidenza intornu à a media, calculatu da a deviazione standard in a Tavula 1.
HidrateSpark Steel è H2OPal avianu deviazioni standard simili di 20,04 mL è 21,41 mL, rispettivamente. E figure 2a, b mostranu ancu chì i valori di HidrateSpark Steel rimbalzanu sempre intornu à a media, ma generalmente stanu in a regione LoA, mentre chì H2Opal hà più valori fora di a regione LoA. A deviazione standard massima di u Thermos Smart Lid era di 35,42 mL, è più di u 10% di e misurazioni eranu fora di a regione LoA mostrata in a Figura 2d. Sta buttiglia hà furnitu u più chjucu Errore Mediu Sip è un MPE Cumulativu relativamente chjucu, malgradu avè u più grande numeru di registrazioni mancanti è a più grande deviazione standard. U Thermos SmartLid hà assai registrazioni mancate perchè a cannuccia di u sensore ùn si estende micca finu à u fondu di u cuntainer, causendu registrazioni mancate quandu u cuntenutu di liquidu hè sottu à u bastone di u sensore (~ 80 mL). Questu duveria purtà à una sottostima di l'assunzione di fluidi; Eppuru, Thermos era l'unica buttiglia cù MPE pusitivu è Sip Mean Error, ciò chì implica chì a buttiglia hà sopravvalutatu l'assunzione di fluidi. Dunque, a ragione per a quale l'errore mediu di i sorsi di Thermos hè cusì bassu hè perchè a misurazione hè sopravvalutata per quasi ogni buttiglia. Quandu queste sovrastime sò mediate, cumpresi parechji sorsi mancati chì ùn sò micca registrati affatto (o "sottovalutati"), u risultatu mediu hè equilibratu. Quandu si escludenu i registri mancati da u calculu, l'Errore Mediu di i Sorsi hè diventatu +10,38 mL, cunfirmendu una grande sovrastima di un solu sorso. Mentre questu pò sembrà pusitivu, a buttiglia hè in realtà imprecisa in e stime individuali di i sorsi è inaffidabile perchè manca parechji eventi di bevuta. Inoltre, cum'è mostratu in a Figura 2d, Thermos SmartLid pare aumentà l'errore cù l'aumentu di a dimensione di i sorsi.
In tuttu, H2OPal era u più precisu per stimà i sorsi in u tempu, è u modu u più affidabile per misurà a maiò parte di e registrazioni. U Thermos Smart Lid era u menu precisu è hà mancatu più sorsi cà l'altre buttiglie. A buttiglia HidrateSpark 3 avia valori d'errore più consistenti, ma hà sottustimutu a maiò parte di i sorsi chì anu risultatu in scarse prestazioni in u tempu.
Si scopre chì a buttiglia pò avè qualchì offset chì pò esse cumpensatu aduprendu un algoritmu di calibrazione. Questu hè particularmente veru per a buttiglia HidrateSpark, chì hà una piccula deviazione standard di errore è sottovaluta sempre un solu sip. Un metudu di i minimi quadrati (LS) hè statu utilizatu cù i dati di a tappa 1 escludendu qualsiasi record mancante per ottene valori di offset è guadagnu. L'equazione risultante hè stata aduprata per l'assunzione di sip misurata in a seconda tappa per calculà u valore attuale è per determinà l'errore calibratu. A Tavula 2 mostra chì a calibrazione hà migliuratu l'errore mediu Sip per duie buttiglie HidrateSpark, ma micca H2OPal o Thermos Smart Lid.
Durante a Fase 1 induve tutte e misurazioni sò fatte, ogni buttiglia hè riempita parechje volte, dunque u MAE calculatu pò esse affettatu da u livellu di riempimentu di a buttiglia. Per determinà questu, ogni buttiglia hè divisa in trè livelli, altu, mediu è bassu, basatu annantu à u vulume tutale di ogni buttiglia. Per e misurazioni di a Fase 1, hè statu realizatu un test ANOVA à una via per determinà se i livelli eranu significativamente diversi in errore assolutu. Per HidrateSpark 3 è Steel, l'errori per e trè categurie ùn sò micca significativamente diversi. Ci era una differenza significativa limite (p I test t à duie code sò stati realizati per paragunà l'errori di a tappa 1 è di a tappa 2 per ogni buttiglia. Avemu ottenutu p > 0,05 per tutte e buttiglie, ciò chì significa chì i dui gruppi ùn eranu micca significativamente diversi. Tuttavia, hè statu osservatu chì e duie buttiglie HidrateSpark anu persu un numeru assai più altu di registrazioni in a tappa 2. Per H2OPal, u numeru di registrazioni mancate era guasi uguale (2 vs. 3), mentre chì per Thermos SmartLid ci sò state menu registrazioni mancate (6 vs. 10). Siccomu e buttiglie HidrateSpark sò state tutte migliurate dopu a calibrazione, hè statu ancu realizatu un test t dopu a calibrazione. Per HidrateSpark 3, ci hè una differenza significativa in l'errori trà a Tappa 1 è a Tappa 2 (p = 0,046). Questu hè più prubabile per via di u numeru più altu di registrazioni mancanti in a tappa 2 paragunatu à a tappa 1.
Questa sezione furnisce infurmazioni nantu à l'usabilità di a buttiglia è a so applicazione, è ancu altre informazioni funziunali. Mentre a precisione di a buttiglia hè impurtante, u fattore d'usabilità hè ancu impurtante quandu si sceglie una buttiglia.
HidrateSpark 3 è HidrateSpark Steel sò dotati di luci LED chì ricordanu à l'utilizatori di beie acqua s'elli ùn ghjunghjenu micca à i so obiettivi cum'è previstu, o lampeghjanu un certu numeru di volte à ghjornu (impostatu da l'utente). Puderanu ancu esse impostati per lampeghjà ogni volta chì l'utente beve. H2OPal è Thermos Smart Lid ùn anu micca feedback visuale per ricurdà à l'utilizatori di beie acqua. Tuttavia, tutte e buttiglie acquistate anu notifiche mobili per ricurdà à l'utilizatori di beie attraversu l'app mobile. U numeru di notifiche per ghjornu pò esse persunalizatu in l'applicazioni HidrateSpark è H2OPal.
HidrateSpark 3 è Steel utilizanu tendenze lineari per guidà l'utilizatori quandu beie acqua è dà un scopu orariu suggeritu chì l'utilizatori devenu ghjunghje à a fine di a ghjurnata. H2OPal è Thermos Smart Lid furniscenu solu un scopu tutale ghjurnaliere. In tutte e buttiglie, se u dispusitivu ùn hè micca cunnessu à l'app via bluetooth, i dati seranu almacenati lucalmente è sincronizati dopu l'accoppiamentu.
Nisuna di e quattru buttiglie si cuncentra nantu à l'idratazione per l'anziani. Inoltre, e formule chì e buttiglie utilizanu per determinà l'ubbiettivi di assunzione cutidiana ùn sò micca dispunibili, ciò chì rende difficiule di determinà s'elle sò adatte per l'anziani. A maiò parte di queste buttiglie sò grande è pesanti è micca fatte apposta per l'anziani. L'usu di l'applicazioni mobili pò ancu ùn esse ideale per l'anziani, ancu s'ellu pò esse utile per i circadori per raccoglie dati à distanza.
Tutte e buttiglie ùn ponu micca determinà se u liquidu hè statu cunsumatu, scartatu o versatu. Tutte e buttiglie devenu ancu esse piazzate nantu à una superficia dopu ogni sursu per registrà accuratamente l'assunzione. Ciò significa chì e bevande ponu esse perse se a buttiglia ùn hè micca posta, soprattuttu quandu si riempie.
Un'altra limitazione hè chì u dispusitivu hà bisognu di esse riaccoppiatu periodicamente cù l'app per sincronizà i dati. U Thermos avia bisognu di esse riaccoppiatu ogni volta chì l'app era aperta, è a buttiglia HidrateSpark spessu hà fattu fatica à truvà una cunnessione Bluetooth. H2OPal hè più faciule da riaccoppiare cù l'app se a cunnessione hè persa. Tutte e buttiglie sò calibrate prima di l'iniziu di i testi è devenu esse ricalibrate almenu una volta durante u prucessu. A buttiglia HidrateSpark è H2OPal devenu esse svuotate è cumpletamente riempite per a calibrazione.
Tutte e buttiglie ùn anu micca l'opzione di scaricà o salvà dati à longu andà. Inoltre, nimu di elle hè accessibile via l'API.
HidrateSpark 3 è H2OPal utilizanu batterie à ioni di litiu rimpiazzabili, HidrateSpark Steel è Thermos SmartLid utilizanu batterie ricaricabili. Cum'è dichjaratu da u fabricatore, a batteria ricaricabile duveria durà finu à 2 settimane cù una carica cumpleta, ma deve esse ricaricata guasi ogni settimana quandu si usa assai u Thermos SmartLid. Questa hè una limitazione postu chì parechje persone ùn si ricordanu micca di ricaricà a buttiglia regularmente.
Ci hè una varietà di fattori chì ponu influenzà a scelta di una buttiglia intelligente, soprattuttu quandu l'utente hè una persona anziana. U pesu è u vulume di a buttiglia sò un fattore impurtante postu chì deve esse faciule da aduprà da l'anziani fragili. Cum'è digià dettu, ste buttiglie ùn sò micca fatte per l'anziani. U prezzu è a quantità di liquidu per buttiglia sò ancu un altru fattore. A Tavula 3 mostra l'altezza, u pesu, u vulume di liquidu è u prezzu di ogni buttiglia. Thermos Smart Lid hè u più economicu è u più ligeru postu chì hè fattu interamente di plastica più ligera. Contene ancu u più liquidi paragunatu à l'altre trè buttiglie. À u cuntrariu, H2OPal era a più alta, a più pesante è a più cara di e buttiglie di ricerca.
E buttiglie intelligenti dispunibili in cummerciu sò utili per i circadori perchè ùn ci hè bisognu di prototipà novi dispositivi. Ancu s'ellu ci sò parechje buttiglie d'acqua intelligenti dispunibili, u prublema più cumunu hè chì l'utilizatori ùn anu micca accessu à i dati o à i signali grezzi, è solu alcuni risultati sò visualizati in l'app mobile. Ci hè bisognu di sviluppà una buttiglia intelligente largamente aduprata cù alta precisione è dati cumpletamente accessibili, in particulare una adattata per l'anziani. Di e quattru buttiglie testate, H2OPal fora di a scatula avia u Sip MPE più bassu, MPE cumulativu è numeru di registrazioni mancate. HidrateSpark 3 hà a più alta linearità, a più chjuca deviazione standard è u più bassu MAE. HidrateSpark Steel è HidrateSpark 3 ponu esse semplicemente calibrati manualmente per riduce l'errore mediu Sip utilizendu u metudu LS. Per registrazioni di sip più precise, l'HidrateSpark 3 hè a buttiglia di scelta, mentre chì per misurazioni più consistenti in u tempu, l'H2OPal hè a prima scelta. U Thermos SmartLid avia a prestazione menu affidabile, avia u più grande numeru di sip mancati è sovrastimava i sip individuali.
U studiu ùn hè micca senza limitazioni. In scenarii di u mondu reale, parechji utilizatori beveranu da altri cuntenitori, in particulare liquidi caldi, bevande cumprate in magazinu è alcolu. U travagliu futuru duveria valutà cumu u fattore di forma di ogni buttiglia influenza l'errori per guidà a cuncepimentu di buttiglie d'acqua intelligenti.
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