Urologiczne oprogramowanie do gier Biofeedback

TŁO I ZNACZENIE

Medyczne i biologiczne:

LUTD jest częstym problemem u dzieci, który może skutkować moczeniem w ciągu dnia iw nocy, częstym i pilnym oddawaniem moczu oraz infekcjami dróg moczowych. W podgrupie dzieci LUTD jest wynikiem braku koordynacji między mięśniami dna miednicy a mięśniami brzucha. Te dzieci mają tendencję do kurczenia się mięśni miednicy zamiast ich rozluźniania podczas oddawania moczu. Ten nieprawidłowy skurcz powoduje zmiany w pęcherzu, które mogą prowadzić do nietrzymania moczu. W większości przypadków zrozumienie, jak kurczyć i rozluźniać mięśnie dna miednicy i mięśni brzucha, może pomóc w zmniejszeniu objawów LUTD. Rozpoznawanie i nauka korzystania z dna miednicy bez aktywacji mięśni brzucha jest jednym z najpotężniejszych efektorów funkcji pęcherza moczowego.

Obecny program LUTD w instytucji badacza obejmuje pełny wywiad i badanie fizykalne, po których następuje szeroko zakrojona edukacja. W przypadku braku poprawy stan pacjentów poddawany jest dodatkowej ocenie z wykorzystaniem USG miedniczek nerkowych oraz jednoczesnego badania uroflowmetrii i elektromiografii (EMG). Na podstawie tej oceny pewien odsetek pacjentów przechodzi terapię biofeedback. Biofeedback jest zwykle zalecany pacjentom, którzy nie wykorzystują odpowiednio mięśni dna miednicy i mięśni brzucha podczas oddawania moczu. Leczenie biofeedback obejmuje dalszą edukację, standardowe biofeedback i biofeedback gry komputerowe. W standardowym biofeedbacku pacjenci są informowani o aktywności mięśni brzucha i dna miednicy za pomocą wyświetlacza, który pokazuje aktywność EMG mięśni brzucha i dna miednicy. W grach komputerowych z biofeedbackiem pacjenci kontrolują różne gry za pomocą mięśni dna miednicy i mięśni brzucha. Obie metody uczą pacjentkę lokalizowania mięśni dna miednicy i izolowania ich podczas mikcji. Biofeedback reprezentuje tylko jeden możliwy plan leczenia dzieci z LUTD. Pacjenci są analizowani przed przystąpieniem do części programu LUTD dotyczącej biofeedbacku pod kątem kompatybilności z tym leczeniem.

McKenna i jego współpracownicy przeprowadzili kilka badań w celu oceny skuteczności gier biofeedback w leczeniu objawów LUTD. W badaniach wzięło udział 41 i 160 dzieci w różnym wieku, które miały średnio odpowiednio 7,2 i 8,5 roku. Gry działały poprzez uzyskiwanie informacji zwrotnych, które reprezentowały zgięcie dna miednicy i rozluźnienie mięśni brzucha. Wszystkie dzieci biorące udział w badaniach uczestniczyły w około godzinnej terapii na sesję, która obejmowała około 20 minut nadzorowanej gry. Wskaźnik sukcesu 84% i 87% w każdej próbie pokazał, że metoda wykorzystania biofeedbacku w połączeniu z grami wideo jest realną opcją leczenia LUTD u dzieci.

Motywacja:

Instytucja badacza odniosła sukces, stosując gry z biofeedbackiem do szkolenia pacjentów, jak prawidłowo używać mięśni dna miednicy i mięśni brzucha. Biofeedback jest mniej inwazyjny niż tradycyjne metody leczenia i nie stwarza potencjalnej szkody dla pacjentów. System gier biofeedback oparty na systemie DOS, używany obecnie w naszej instytucji, jest wyjątkowy, ponieważ obejmuje interakcję mięśni dna miednicy ORAZ mięśni brzucha w celu sterowania grami wideo za pomocą sygnałów EMG. System został stworzony specjalnie dla naszego Programu LUTD i nie jest dostępny na rynku. Obecny system gier biofeedback nie był jednak aktualizowany przez prawie 20 lat i stał się przestarzały. Wymaga kontrolera, który nie jest już dostępny na rynku, nie uruchamia się pewnie i łatwo się przegrzewa. Aktualne oprogramowanie i sprzęt są niezbędne, aby ta metoda leczenia była dostępna dla dzieci w naszej placówce.

Studenci kierunku Inżynieria Biomedyczna UW stworzyli zaktualizowany system biofeedbacku, który ma zastąpić obecny system. System wykorzystuje sprzęt EMG, który został już zatwierdzony przez FDA w połączeniu ze zaktualizowanym oprogramowaniem stworzonym przez studentów. Urządzenie jest jeszcze w fazie testów, ale do oceny potrzeb i opracowania wymagań niezbędne są wczesne konsultacje z populacją użytkowników. Użytkownicy mają również krytyczne znaczenie dla prac analitycznych i testowania w trakcie opracowywania produktu. Badacze planują ostatecznie wprowadzić oprogramowanie na rynek, a testy w terenie i informacje zwrotne od producentów są bardzo pożądane.

SZCZEGÓŁOWE CELE/CELE STUDIÓW

Celuje:

1. Oceń zdolność lekarza do odczytywania wartości EMG zarejestrowanych podczas interakcji pacjenta z oprogramowaniem.
2. Oceń odbiór nowego oprogramowania przez pielęgniarkę, w tym użyteczność obsługi i konfiguracji.
3. Oceń odbiór/zadowolenie pacjenta z nowych gier wideo, które są częścią pakietu oprogramowania.

Wyniki:

Do określenia użyteczności oprogramowania gier wideo zostaną wykorzystane trzy wskaźniki: 1) wartość medyczna dla lekarza, 2) łatwość obsługi pielęgniarki oraz 3) przyjęcie/zadowolenie pacjenta. Każda z tych metryk będzie mierzona za pomocą formularzy oceny specyficznych dla danej roli.

Celem jest, aby lekarze i pacjenci ocenili użyteczność na poziomie 50% lub wyższym, a pielęgniarki ocenili użyteczność na poziomie 85 lub wyższym (wynik użyteczności systemu).

Ponieważ biofeedback wykorzystuje dobrze poznaną technologię EMG, sukces tego systemu jest w dużej mierze związany z zadowoleniem pacjenta. Dlatego pierwsze dwa cele mają na celu pokazanie użyteczności w konfiguracji systemu i prezentacji danych, a naszym ostatecznym celem będzie pokazanie użyteczności zgodnie z zaangażowaniem pacjenta.

PROJEKT BADAŃ I METODY

Badana populacja: Sesja grupy fokusowej obejmie lekarza biorącego udział w tym badaniu, doradcę projektu i personel zaangażowany w projekt, a także trzy losowe osoby spoza projektu (łącznie 7). Osoby te przekażą opinie na temat oprogramowania, które zostaną wykorzystane do ulepszenia oprogramowania. Badanie to obejmie również pacjentów, którzy obecnie są leczeni w Programie LUTD UW pod okiem dr Patricka McKenny. Badacze zamierzają zrekrutować 30 z tych pacjentów, którzy wypełnią formularz opinii pacjenta. Ponadto pielęgniarki (w sumie 3) zaangażowane w biofeedback dostarczą danych jakościowych i ilościowych oprócz wypełnienia formularza opinii pielęgniarki, a lekarz (w sumie 1) zaangażowany w biofeedback wypełni formularz opinii lekarza.

Grupa fokusowa (spacer poznawczy): Aby pomóc w opracowaniu końcowego oprogramowania do wykorzystania w formalnym szkoleniu poniżej, odbędzie się zestaw nieformalnych sesji fokusowych w grupach rówieśniczych. W sesjach tych wezmą udział dr Patrick McKenna, Christian Sauder, Joyce Jackson, Amit J. Nimunkar i trzy przypadkowe osoby spoza projektu. Podczas sesji każdy uczestnik zostanie poproszony o swobodne poruszanie się po sali treningowej i środowisku gry. Podczas tej czynności będą mogli komentować oprogramowanie i odpowiadać na dodatkowe pytania badacza. Te pytania i/lub komentarze zostaną zapisane przez jednego z badaczy i wykorzystane do kierowania procesem opracowywania.

Sesja szkolenia pielęgniarek: Po sesji grupy fokusowej pielęgniarki przejdą sesję szkoleniową, podczas której zostaną zebrane dane jakościowe i ilościowe dotyczące oprogramowania. Pielęgniarka zostanie poproszona o „głośne myślenie” podczas wypełniania zarysowanego scenariusza. Osoby oceniające będą zachęcane do wyrażania swoich trudności z systemem i rekomendowania zmian w projekcie interfejsu i funkcjonalności. Na koniec sesji głośnego myślenia zostanie przeprowadzona nieustrukturyzowana rozmowa, podczas której użytkownik zostanie zapytany o ogólne wrażenie na temat oprogramowania i sugestie dotyczące jego ulepszenia. Sesja głośnego myślenia i nieustrukturyzowany wywiad zostaną nagrane i przepisane przez członków zespołu badawczego. Każda pielęgniarka zostanie również poproszona o wypełnienie Skali Użyteczności Systemu (SUS).

Biofeedback: Po dostarczeniu odpowiednich formularzy zgody, pacjenci mogą rozpocząć sesje biofeedbacku z nowym systemem. Pacjenci będą przechodzić 3 cotygodniowe sesje trwające 1 godzinę. Podczas każdej sesji pacjentom będą przyklejane powierzchniowe elektrody EMG (Kendall, elektrody noworodkowe 1050NPSM — wstępnie okablowane, mała szmatka) umieszczane w pozycjach na godzinie 3 i 9 na kroczu w celu pomiaru aktywności elektrycznej grupy mięśni dna miednicy. Dodatkowa elektroda powierzchniowa zostanie umieszczona na mięśniu prostym brzucha w celu pomiaru aktywności mięśni brzucha. Wszystkie interaktywne testy biofeedbacku będą przeprowadzane przez pielęgniarki American Family Children's Hospital, które mają doświadczenie w standardowych technikach biofeedbacku.

Formularze oceny użytkownika końcowego: Po zakończeniu wszystkich sesji biofeedbacku pacjent wypełni formularz opinii na temat swojego zadowolenia z gier. Lekarz wypełni formularz zwrotny, który oceni wartość medyczną urządzenia, a pielęgniarki wypełnią formularz zwrotny, który oceni łatwość użytkowania urządzenia.