泌尿器科バイオフィードバック ゲーム ソフトウェア

背景と意義

医学および生物学:

LUTD は子供によく見られる問題で、昼夜を問わずおねしょ、頻尿、切迫した排尿、尿路感染症を引き起こす可能性があります。 一部の小児では、骨盤底筋と腹筋の間の調整不全が原因で LUTD が発生します。 このような子供たちは、排尿中に骨盤筋を弛緩させるのではなく収縮させる傾向があります。 この異常な収縮により膀胱に変化が生じ、失禁を引き起こす可能性があります。 ほとんどの場合、骨盤底筋と腹筋を収縮および弛緩させる方法を理解することで、LUTD の症状を軽減することができます。 腹筋を活性化せずに骨盤底を活用する方法を特定し、習得することは、膀胱機能の最も強力な効果の 1 つです。

研究者の施設で行われている現在の LUTD プログラムには、詳細な病歴と身体検査、その後の広範な教育が含まれています。 患者が改善しない場合は、腎盂超音波検査と尿流量測定および筋電図検査 (EMG) の同時検査による追加評価を受けます。 その評価に基づいて、一定の割合の患者がバイオフィードバック治療を受け続けます。 バイオフィードバックは通常、排尿時に骨盤底筋と腹筋を適切に使用していない患者に推奨されます。 バイオフィードバック治療には、さらなる教育、標準的なバイオフィードバック、およびバイオフィードバック コンピュータ ゲームが含まれます。 標準的なバイオフィードバックでは、腹筋と骨盤底筋の筋電図活動を示すディスプレイによって、患者は自分の腹筋と骨盤底筋の活動を認識します。 バイオフィードバック コンピューター ゲームでは、患者は骨盤底筋と腹筋を使ってさまざまなゲームをコントロールします。 どちらの方法でも、患者は骨盤底筋の位置を確認し、排尿中に骨盤底筋を分離する方法を学びます。 バイオフィードバックは、LUTD の子供にとって可能な治療計画の 1 つを示しています。 患者は、LUTD プログラムのバイオフィードバック部分に入る前に、この治療との適合性について分析されます。

LUTD 症状の治療におけるバイオフィードバック ゲームの有効性を評価するために、McKenna らによっていくつかの研究が実施されました。この試験には、平均 7.2 歳と 8.5 歳のさまざまな年齢の 41 名と 160 名の子供が参加しました。 ゲームは、骨盤底の屈曲と腹筋の弛緩を表すフィードバックを取得することで機能しました。 試験に参加した子供たちは全員、セッションごとに約 1 時間の治療に参加し、その中には約 20 分間の監督付きゲーム時間が含まれていました。 各試験での 84% および 87% の成功率は、ビデオ ゲームと組み合わせたバイオフィードバックを使用する方法が、小児の LUTD の治療に実行可能な選択肢であることを示しました。

モチベーション：

研究者の所属する機関は、バイオフィードバック ゲームを使用して患者に骨盤底筋と腹筋の適切な使い方を訓練することに成功しました。 バイオフィードバックは従来の治療法より侵襲性が低く、患者に潜在的な危害を与えることはありません。 現在当施設で利用されている DOS ベースのバイオフィードバック ゲーム システムは、骨盤底筋と腹筋の相互作用を利用して EMG 信号を通じてビデオ ゲームを制御するという点で独特です。 このシステムは当社の LUTD プログラムのために特別に作成されたものであり、市場では入手できません。 しかし、現在のバイオフィードバックゲームシステムは20年近く更新されておらず、時代遅れになっています。 市販されていない、確実に起動せず、過熱しやすいコントローラーが必要です。 私たちの施設の子供たちがこの治療法を利用できるようにするには、最新のソフトウェアとハ​​ードウェアが不可欠です。

ウィスコンシン大学生物医学工学プログラムの学生は、現在のシステムに代わる最新のバイオフィードバック システムを作成しました。 このシステムは、すでに FDA に承認されている EMG ハードウェアと学生が作成した最新のソフトウェアを組み合わせて利用します。 このデバイスはまだテスト段階にありますが、ニーズを評価し要件を策定するには、ユーザー集団との早期の協議が必要です。 ユーザーは、製品開発全体にわたる分析作業やテストにも重要です。 研究者らは最終的にはソフトウェアを市場に出すことを計画しており、現場でのテストとメーカーへのフィードバックが非常に望まれます。

具体的な目的/研究目標

目的:

1. ソフトウェアとの患者のやり取りを通じて記録された EMG 値を読み取る医師の能力を評価します。
2. 操作やセットアップの使いやすさを含め、新しいソフトウェアに対する看護師の受け入れ状況を評価します。
3. ソフトウェア パッケージの一部である新しいビデオ ゲームに対する患者の受け入れ/満足度を評価します。

結果:

ビデオ ゲーム ソフトウェアの使いやすさを判断するために、1) 医師にとっての医学的価値、2) 看護師の使いやすさ、3) 患者の受け入れ/満足度の 3 つの指標が使用されます。 これらの各指標は、役割に固有の評価フォームを使用して測定されます。

目標は、医師と患者が使いやすさを 50% 以上、看護師が 85 (システム ユーザビリティ スコア) 以上の使いやすさを評価することです。

バイオフィードバックはよく知られている EMG テクノロジーを使用しているため、システムの成功の多くは患者の満足度に関係しています。 したがって、最初の 2 つの目的は、システム設定とデータ表示における使いやすさを示すことであり、最終的な目的は、患者の関与に応じた使いやすさを示すことです。

研究デザインと方法

研究対象者: フォーカス グループ セッションには、この研究に関与する医師、プロジェクトのアドバイザー、プロジェクトに関与するスタッフ、およびプロジェクト外部のランダムな 3 名 (合計 7 名) が参加します。 これらの個人は、ソフトウェアを改善するために使用されるソフトウェアに関するフィードバックを提供します。 この研究には、現在パトリック・マッケンナ博士の監督下で UW LUTD プログラムで治療を受けている患者も参加します。 研究者らは、これらの患者のうち、患者フィードバックフォームに記入してくれる 30 人を採用することを目指しています。 さらに、バイオフィードバックに関与する看護師 (合計 3 人) は、看護師フィードバック フォームへの記入に加えて定性的および定量的データを提供し、バイオフィードバックに関与する医師 (合計 1 人) は医師フィードバック フォームに記入します。

フォーカス グループ (コグニティブ ウォーク スルー): 以下の正式なトレーニングで使用される最終ソフトウェアの開発を支援するために、一連の非公式のピア フォーカス グループ セッションが開催されます。 これらのセッションは、パトリック・マッケンナ博士、クリスチャン・サウダー、ジョイス・ジャクソン、アミット・J・ニムンカー、およびプロジェクト外部のランダムな3名で構成されます。 セッション中、各参加者はトレーニング スイートとゲーム環境を自由に移動することが求められます。 このアクティビティ中、ソフトウェアについてコメントしたり、調査員によるフォローアップの質問に回答したりすることが許可されます。 これらの質問やコメントは調査員の 1 人によって記録され、開発プロセスのガイドとして使用されます。

看護師トレーニング セッション: フォーカス グループ セッションの後、看護師はソフトウェアに関する定性的および定量的データが収集されるトレーニング セッションを受けます。 看護師は、概略されたシナリオを完了しながら「声に出して考える」ように求められます。 評価者は、システムの問題点を声に出し、インターフェースのデザインと機能の変更を推奨することが奨励されます。 思考音声セッションの最後に、非構造化インタビューが実施され、ユーザーはソフトウェアの全体的な印象とそれを改善するための提案について尋ねられます。 思考音声セッションと非構造化インタビューは、調査チームのメンバーによって記録され、文字に起こされます。 各看護師は、システム ユーザビリティ スケール (SUS) を完了することも求められます。

バイオフィードバック: 適切な同意書を提出すると、患者は新しいシステムを使用したバイオフィードバック セッションを開始できます。 患者は週に 3 回、それぞれ 1 時間続くセッションを受けます。 各セッションで、患者は骨盤底筋群の電気活動を測定するために、会陰の 3 時と 9 時の位置に EMG 表面電極パッチ (Kendall、1050NPSM 新生児用電極、配線済み、小さな布) を装着します。 追加の表面電極パッチを腹直筋に配置して、腹筋活動を測定します。 すべてのインタラクティブなバイオフィードバック テストは、標準的なバイオフィードバック技術の経験を持つアメリカン ファミリー小児病院の看護師によって実施されます。

エンドユーザー評価フォーム: 患者はすべてのバイオフィードバック セッションを完了した後、ゲームの満足度に関するフィードバック フォームに記入します。 医師はデバイスの医学的価値を評価するフィードバック フォームに記入し、看護師はデバイスの使いやすさを評価するフィードバック フォームに記入します。