Urologinen Biofeedback-peliohjelmisto

TAUSTA JA MERKITYS

Lääketieteellinen ja biologinen:

LUTD on yleinen ongelma lapsilla, joka voi aiheuttaa kastumista päivällä ja yöllä, toistuvaa ja kiireellistä virtsaamista ja virtsatietulehduksia. Osalla lapsia LUTD on seurausta lantionpohjan ja vatsalihasten välisestä koordinaatiohäiriöstä. Näillä lapsilla on taipumus supistaa lantion lihaksiaan sen sijaan, että ne rentouttavat niitä tyhjennyksen aikana. Tämä epänormaali supistuminen johtaa virtsarakon muutoksiin, jotka voivat johtaa inkontinenssiin. Useimmissa tapauksissa lantionpohjan ja vatsalihasten supistamisen ja rentoutumisen ymmärtäminen voi auttaa vähentämään LUTD-oireita. Lantionpohjan tunnistaminen ja hyödyntäminen ilman vatsalihasten aktivointia on yksi tehokkaimmista virtsarakon toiminnan vaikuttajista.

Nykyinen LUTD-ohjelma tutkijalaitoksessa sisältää täydellisen historian ja fyysisen kokeen, jota seuraa laaja koulutus. Jos potilaat eivät parane, heille tehdään lisäarviointi munuaisaltaan ultraäänitutkimuksella ja samanaikaisella uroflowmetria- ja elektromyografiatutkimuksella (EMG). Tämän arvioinnin perusteella osa potilaista jatkaa biopalautehoitoa. Biofeedbackia suositellaan tyypillisesti potilaille, jotka eivät käytä lantionpohjaa ja vatsalihaksia asianmukaisesti tyhjennyksen aikana. Biopalautehoito sisältää jatkokoulutuksen, standardibiopalautteen ja biopalautetietokonepelit. Normaalissa biopalautteessa potilaat tiedostavat vatsan ja lantionpohjan lihasten aktiivisuutensa näytöllä, joka näyttää vatsan ja lantionpohjan lihasten EMG-toiminnan. Biofeedback-tietokonepeleissä potilaat ohjaavat erilaisia ​​pelejä lantionpohjan ja vatsalihasten avulla. Molemmat menetelmät opettavat potilasta paikantamaan lantionpohjan lihakset ja eristämään ne tyhjennyksen aikana. Biofeedback edustaa vain yhtä mahdollista hoitosuunnitelmaa lapsille, joilla on LUTD. Potilaiden yhteensopivuus tämän hoidon kanssa analysoidaan ennen LUTD-ohjelman biofeedback-osaan siirtymistä.

McKenna ja kollegat suorittivat useita tutkimuksia arvioidakseen biofeedback-pelien tehokkuutta LUTD-oireiden hoidossa. Kokeisiin osallistui 41 ja 160 eri-ikäistä lasta, joiden keskimääräinen ikä oli 7,2 ja 8,5 vuotta. Pelit toimivat saamalla palautetta, joka edusti lantionpohjan taivutusta ja vatsalihaksen rentoutumista. Kaikki kokeissa olleet lapset osallistuivat noin tunnin hoitoon per istunto, joka sisälsi noin 20 minuuttia valvottua peliaikaa. Jokaisen kokeen 84 % ja 87 % onnistumisprosentti osoitti, että biopalautteen käyttö yhdessä videopelien kanssa on varteenotettava vaihtoehto lasten LUTD:n hoidossa.

Motivaatio:

Tutkijalaitos on onnistunut käyttämään biofeedback-pelejä kouluttamaan potilaita käyttämään lantionpohjaa ja vatsalihaksia oikein. Biofeedback on vähemmän invasiivinen kuin perinteiset hoitomenetelmät eikä aiheuta mahdollisia haittavaikutuksia potilaille. Oppilaitoksessamme tällä hetkellä käytössä oleva DOS-pohjainen biofeedback-pelijärjestelmä on ainutlaatuinen siinä mielessä, että se sisältää lantionpohjan JA vatsalihaksen vuorovaikutuksen videopelien ohjaamiseksi EMG-signaalien avulla. Järjestelmä on luotu erityisesti LUTD-ohjelmaamme varten, eikä sitä ole saatavilla markkinoilla. Nykyistä biopalautepelijärjestelmää ei kuitenkaan ole päivitetty lähes 20 vuoteen ja se on vanhentunut. Se vaatii säätimen, jota ei enää ole markkinoilla, joka ei käynnisty luotettavasti ja ylikuumenee helposti. Päivitetyt ohjelmistot ja laitteistot ovat välttämättömiä, jotta tämä hoitomenetelmä pysyy lasten saatavilla laitoksessamme.

UW Biomedical Engineering -ohjelman opiskelijat loivat päivitetyn biopalautejärjestelmän korvaamaan nykyisen järjestelmän. Järjestelmä hyödyntää jo FDA:n hyväksymää EMG-laitteistoa yhdistettynä opiskelijoiden luomien päivitettyjen ohjelmistojen kanssa. Laite on vielä testausvaiheessa, mutta varhainen konsultointi käyttäjäkunnan kanssa on tarpeen tarpeiden arvioimiseksi ja vaatimusten kehittämiseksi. Käyttäjät ovat myös kriittisiä analyyttisen työn ja testauksen kannalta koko tuotekehityksen ajan. Tutkijat aikovat lopulta markkinoida ohjelmistoa ja kenttätestaus ja palaute valmistajille ovat erittäin toivottavia.

ERITYISET TAVOITTEET/TUTKIMUKSEN TAVOITTEET

Tavoitteet:

1. Arvioi lääkärin kykyä lukea EMG-arvoja, jotka on tallennettu potilaan vuorovaikutuksessa ohjelmiston kanssa.
2. Arvioi uuden ohjelmiston sairaanhoitajan vastaanotto, mukaan lukien toiminnan ja asennuksen käytettävyys.
3. Arvioi potilaan vastaanotto/tyytyväisyys ohjelmistopakettiin kuuluviin uusiin videopeleihin.

Tulokset:

Videopeliohjelmiston käytettävyyden määrittämiseen käytetään kolmea mittaria: 1) lääketieteellinen arvo lääkärille, 2) sairaanhoitajan helppokäyttöisyys ja 3) potilaan vastaanotto/tyytyväisyys. Jokainen näistä mittareista mitataan roolikohtaisilla arviointilomakkeilla.

Tavoitteena on, että lääkärit ja potilaat antavat käytettävyyden arvosanaksi 50 % tai korkeammalle ja sairaanhoitajat 85:lle tai korkeammalle (System Usability Score).

Koska biofeedback käyttää hyvin ymmärrettyä EMG-tekniikkaa, suuri osa järjestelmän menestyksestä liittyy potilastyytyväisyyteen. Siksi kaksi ensimmäistä tavoitetta pyrkivät osoittamaan käytettävyyttä järjestelmän asetuksissa ja tietojen esittämisessä ja lopullinen tavoitteemme näyttää käytettävyyttä potilaiden sitoutumisen mukaan.

TUTKIMUKSEN SUUNNITTELU JA MENETELMÄT

Tutkimuspopulaatio: Focus Group -istuntoon osallistuu tähän tutkimukseen osallistuva lääkäri, hankkeen neuvonantaja ja projektiin osallistuva henkilökunta sekä kolme satunnaista henkilöä projektin ulkopuolelta (yhteensä 7). Nämä henkilöt antavat palautetta ohjelmistosta, jota käytetään ohjelmiston parantamiseen. Tämä tutkimus koskee myös potilaita, joita hoidetaan parhaillaan UW LUTD -ohjelmassa tohtori Patrick McKennan valvonnassa. Tutkijat pyrkivät rekrytoimaan näistä 30 potilasta, jotka täyttävät potilaspalautelomakkeen. Lisäksi biopalautteeseen osallistuvat sairaanhoitajat (yhteensä 3) toimittavat laadullisia ja kvantitatiivisia tietoja sairaanhoitajan palautelomakkeen täyttämisen lisäksi, ja biopalautteeseen osallistuva lääkäri (yhteensä 1) täyttää lääkärin palautelomakkeen.

Focus Group (Cognitive-Walk Through): Auttaakseen lopullisen ohjelmiston kehittämistä, jota käytetään alla olevassa muodollisessa koulutuksessa, järjestetään joukko epävirallisia vertaisryhmäistuntoja. Nämä istunnot koostuvat tri Patrick McKennasta, Christian Sauderista, Joyce Jacksonista, Amit J. Nimunkarista ja kolmesta satunnaisesta projektin ulkopuolelta. Istunnon aikana jokaista osallistujaa pyydetään liikkumaan vapaasti harjoituspaketissa ja peliympäristössä. Tämän toiminnan aikana he voivat kommentoida ohjelmistoa ja vastata tutkijan jatkokysymyksiin. Yksi tutkijoista tallentaa nämä kysymykset ja/tai kommentit, ja niitä käytetään kehitysprosessin ohjaamiseen.

Sairaanhoitajakoulutus: Focus Group -istunnon jälkeen sairaanhoitajat käyvät läpi koulutustilaisuuden, jossa kerätään laadullista ja määrällistä tietoa ohjelmistosta. Sairaanhoitajaa pyydetään "ajattelemaan ääneen" samalla kun hän suorittaa hahmotellun skenaarion. Arvioijia rohkaistaan ​​kertomaan järjestelmän ongelmistaan ​​ja suosittelemaan muutoksia käyttöliittymän suunnitteluun ja toimintoihin. Ajattele ääneen -istunnon lopussa järjestetään jäsentelemätön haastattelu, jonka aikana käyttäjältä kysytään hänen kokonaisvaikutelmaansa ohjelmistosta ja ehdotuksia sen parantamiseksi. Tutkimusryhmän jäsenet nauhoittavat ääneen ajattelun ja jäsentelemättömän haastattelun ja litteroivat ne. Jokaista sairaanhoitajaa pyydetään myös suorittamaan System Usability Scale (SUS) -asteikko.

Biopalaute: Toimitettuaan asianmukaiset suostumuslomakkeet potilaat voivat aloittaa biopalauteistunnot uudella järjestelmällä. Potilaat käyvät kolme kertaa viikossa, kukin 1 tunnin mittainen. Jokaisella istunnolla potilaille on EMG-pinnan elektrodilaastarit (Kendall, 1050NPSM Neonatal Electrodes-Prewired, Small Cloth) sijoitetaan kello 3:n ja 9:n paikkoihin perineumissa mittaamaan lantionpohjan lihasryhmän sähköistä aktiivisuutta. Ylimääräinen pintaelektrodilaastari asetetaan vatsasuoraan vatsalihaksen aktiivisuuden mittaamiseksi. Kaikki interaktiiviset biopalautetestit suorittavat American Family Children's Hospitalin sairaanhoitajat, joilla on kokemusta tavallisista biopalautetekniikoista.

Loppukäyttäjän arviointilomakkeet: Kun potilas on suorittanut kaikki biopalauteistunnot, hän täyttää palautelomakkeen tyytyväisyydestään peleihin. Lääkäri täyttää palautelomakkeen, jossa arvioidaan laitteen lääketieteellistä arvoa ja sairaanhoitajat palautelomakkeen, jossa arvioidaan laitteen helppokäyttöisyyttä.