Urologisk biofeedback spillprogramvare

BAKGRUNN OG BETYDNING

Medisinsk og biologisk:

LUTD er et vanlig problem hos barn som kan resultere i fukting i løpet av dagen og natten, hyppig og presserende vannlating og urinveisinfeksjoner. Hos en undergruppe av barn er LUTD et resultat av ukoordinering mellom bekkenbunn og magemuskler. Disse barna har en tendens til å trekke sammen bekkenmusklene i stedet for å slappe av dem under tømming. Denne unormale sammentrekningen resulterer i blæreforandringer som kan resultere i inkontinens. I de fleste tilfeller kan det å forstå hvordan man trekker sammen og slapper av bekkenbunnen og magemusklene bidra til å redusere LUTD-symptomer. Å identifisere og lære å utnytte bekkenbunnen uten aktivering av magemuskel er en av de kraftigste effektorene for blærefunksjon.

Det nåværende LUTD-programmet ved etterforskerens institusjon inkluderer en fullstendig historie og fysisk eksamen etterfulgt av omfattende utdanning. Hvis pasientene ikke blir bedre, gjennomgår de ytterligere evaluering med en nyrebekkenultralyd og samtidig uroflowmetri og elektromyografi (EMG) studie. Basert på denne evalueringen fortsetter en prosentandel av pasientene å motta biofeedback-behandling. Biofeedback anbefales vanligvis til pasienter som ikke bruker bekkenbunnen og magemusklene på riktig måte under tømming. Biofeedback-behandlingen innebærer videreutdanning, standard biofeedback og biofeedback dataspill. I standard biofeedback gjøres pasienter oppmerksomme på deres mage- og bekkenbunnsmuskelaktivitet ved hjelp av en skjerm som viser mage- og bekkenbunnsmuskulaturens EMG-aktivitet. I biofeedback-dataspillene kontrollerer pasienter en rekke spill med bekkenbunnen og magemusklene. Begge metodene lærer pasienten hvordan man lokaliserer bekkenbunnsmusklene og isolerer dem mens de tømmes. Biofeedback representerer kun én mulig behandlingsplan for barn med LUTD. Pasienter analyseres før de går inn i biofeedback-delen av LUTD-programmet for kompatibilitet med denne behandlingen.

Flere studier ble utført av McKenna og kolleger for å vurdere effektiviteten til biofeedback-spillene for behandling av LUTD-symptomer. Forsøkene involverte 41 og 160 barn i varierende aldre som i gjennomsnitt var henholdsvis 7,2 og 8,5 år. Spillene fungerte ved å skaffe tilbakemeldinger som representerte en fleksjon av bekkenbunnen og avslapping av magemuskelen. Alle barna i forsøkene deltok i omtrent en times behandling per økt som involverte rundt 20 minutter med overvåket spilltid. Suksessraten på 84 % og 87 % i hver studie viste at metoden for å bruke biofeedback sammen med videospillene er et levedyktig alternativ for behandling av LUTD hos barn.

Motivasjon:

Etterforskerens institusjon har funnet suksess med å bruke biofeedback-spill for å trene pasienter hvordan de skal bruke bekkenbunnen og magemusklene på riktig måte. Biofeedback er mindre invasiv enn tradisjonelle behandlingsmetoder og skaper ingen potensiell skade for pasientene. Det DOS-baserte biofeedback-spillsystemet som for tiden brukes ved vår institusjon er unikt ved at det involverer samspillet mellom bekkenbunnen OG magemusklene for å kontrollere videospill gjennom EMG-signaler. Systemet ble laget spesielt for vårt LUTD-program og er ikke tilgjengelig på markedet. Det nåværende biofeedback-spillsystemet har imidlertid ikke blitt oppdatert på nesten 20 år og har blitt utdatert. Det krever en kontroller som ikke lenger er tilgjengelig på markedet, som ikke starter pålitelig og lett overopphetes. Oppdatert programvare og maskinvare er avgjørende for å holde denne behandlingsmetoden tilgjengelig for barna ved vår institusjon.

Studenter fra UW Biomedical Engineering-programmet opprettet et oppdatert biofeedback-system for å erstatte det nåværende systemet. Systemet bruker EMG-maskinvare som allerede er FDA-godkjent sammen med oppdatert programvare laget av studentene. Enheten er fortsatt i testfasen, men tidlig konsultasjon med brukerpopulasjonen er nødvendig for å vurdere behov og utvikle krav. Brukere er også kritiske for analytisk arbeid og testing gjennom produktutviklingen. Etterforskerne planlegger å markedsføre programvaren etter hvert, og felttesting og tilbakemelding til produsenter er svært ønskelig.

SPESIFIKKE MÅL/STUDIEMÅL

Mål:

1. Evaluer legens evne til å lese EMG-verdier registrert gjennom pasientinteraksjon med programvaren.
2. Evaluere sykepleiermottak av den nye programvaren, inkludert brukervennlighet av drift og oppsett.
3. Evaluer pasientens mottakelse/tilfredshet med de nye videospillene som er en del av programvarepakken.

Utfall:

Tre beregninger vil bli brukt for å bestemme brukervennligheten til videospillprogramvaren: 1) medisinsk verdi for legen, 2) sykepleierens brukervennlighet og 3) pasientmottakelse/tilfredshet. Hver av disse beregningene vil bli målt ved hjelp av evalueringsskjemaer som er spesifikke for rollen.

Målet er at leger og pasienter skal rangere brukervennlighet til 50 % eller høyere og at sykepleiere skal rangere brukervennlighet til 85 eller høyere (System Usability Score).

Fordi biofeedback bruker godt forstått EMG-teknologi, er mye av systemets suksess knyttet til pasienttilfredshet. Derfor søker de to første målene å vise brukervennlighet i systemoppsett og datapresentasjon, og vårt endelige mål vil vise brukervennlighet i henhold til pasientengasjement.

FORSKNINGSDESIGN OG METODER

Studiepopulasjon: En fokusgruppeøkt vil involvere legen som er involvert i denne studien, en rådgiver for prosjektet og ansatte involvert i prosjektet, samt tre tilfeldige personer utenfor prosjektet (totalt 7). Disse personene vil gi tilbakemelding om programvaren som skal brukes til å forbedre programvaren. Denne studien vil også involvere pasienter som for tiden behandles i UW LUTD-programmet under veiledning av Dr. Patrick McKenna. Etterforskerne tar sikte på å rekruttere 30 av disse pasientene som skal fylle ut pasienttilbakemeldingsskjemaet. I tillegg vil sykepleierne (totalt 3) involvert i biofeedback gi kvalitative og kvantitative data i tillegg til å fylle ut tilbakemeldingsskjemaet for sykepleiere, og legen (totalt 1) involvert i biofeedback vil fylle ut tilbakemeldingsskjemaet for lege.

Fokusgruppe (kognitiv gjennomgang): For å hjelpe til med utviklingen av den endelige programvaren som skal brukes i den formelle opplæringen nedenfor vil det bli holdt et sett med uformelle peer-fokusgruppeøkter. Disse øktene vil bestå av Dr. Patrick McKenna, Christian Sauder, Joyce Jackson, Amit J. Nimunkar og tre tilfeldige personer utenfor prosjektet. I løpet av økten vil hver deltaker bli bedt om å navigere fritt gjennom treningspakken og spillmiljøet. Under denne aktiviteten vil de få lov til å kommentere programvaren og svare på oppfølgingsspørsmål fra etterforskeren. Disse spørsmålene og/eller kommentarene vil bli registrert av en av etterforskerne og brukt til å veilede utviklingsprosessen.

Sykepleieropplæringsøkt: Etter fokusgruppeøkten vil sykepleiere gjennomgå en opplæringsøkt hvor kvalitative og kvantitative data om programvaren vil bli samlet inn. Sykepleieren vil bli bedt om å "tenke høyt" mens han fullfører et skissert scenario. Evaluatorer vil bli oppfordret til å uttrykke sine problemer med systemet og anbefale endringer i grensesnittdesign og funksjonalitet. På slutten av tenk høyt-sesjonen vil det bli gjennomført et ustrukturert intervju hvor brukeren vil bli spurt om deres helhetsinntrykk av programvaren og deres forslag til forbedringer. Tenk høyt-økten og det ustrukturerte intervjuet vil bli tatt opp og transkribert av medlemmer av studieteamet. Hver sykepleier vil også bli bedt om å fullføre System Usability Scale (SUS).

Biofeedback: Ved levering av passende samtykke-/samtykkeskjemaer, kan pasienter begynne biofeedback-økter med det nye systemet. Pasientene vil gjennomgå 3 ukentlige økter som hver varer 1 time. Ved hver økt vil pasientene ha EMG-overflateelektrodelapper (Kendall, 1050NPSM Neonatal Electrodes-Prewired, Small Cloth) plassert i posisjonene klokken 3 og 9 på perineum for å måle den elektriske aktiviteten til muskelgruppen i bekkenbunnen. En ekstra overflateelektrodelapp vil bli plassert på rectus abdominus for å måle abdominal muskelaktivitet. All interaktiv biofeedback-testing vil bli utført av sykepleiere fra American Family Children's Hospital som har erfaring med standard biofeedback-teknikker.

Sluttbrukervurderingsskjemaer: Etter at pasienten har fullført alle biofeedback-øktene, vil han/hun fylle ut et tilbakemeldingsskjema om deres tilfredshet med spillene. Legen vil fylle ut et tilbakemeldingsskjema som vurderer den medisinske verdien av enheten og sykepleierne vil fylle ut et tilbakemeldingsskjema som vurderer brukervennligheten til enheten.