Rozwój i zastosowania codziennego urządzenia do oceny ryzyka upadku w celu zapobiegania upadkom osób starszych (ITF-Balance)

Upadki stanowią istotne zagrożenie dla zdrowia i jakości niezależnego życia osób starszych (James i in., 2020; Ye i in., 2021). Utrata równowagi prowadzi do upadków. Równowaga jest bardzo złożoną funkcją odruchową nerwowo-mięśniową, na którą może wpływać ogólny stan organizmu oraz jedno lub więcej upośledzeń w układzie czuciowym, nerwowym, sercowo-naczyniowym i mięśniowo-szkieletowym. Obecnie żaden test ani narzędzie nie może bezpośrednio mierzyć zdolności wyważania w warunkach klinicznych. Większość klinicystów stosuje metody zastępcze do oszacowania prawdopodobieństwa upadku, takie jak test Timed Up and Go, który charakteryzuje się niską dokładnością diagnostyczną (Barry i in., 2014). Inne powszechnie stosowane obserwacyjne narzędzia do oceny upadków (np. Berg Balance Scale i Performance-Oriented Mobility Assessment) wymagają długiego czasu podawania, efektów sufitowych i subiektywnej oceny (Blum i Korner-Bitensky, 2008; Gimmon i in., 2016). Skomputeryzowane urządzenia do posturografii dynamicznej znajdują zastosowanie w specjalistycznych ośrodkach oceny upadków i rehabilitacji. Jednak urządzenia te nie są rutynowo używane w warunkach klinicznych lub domowych ze względu na wysokie koszty użytkowania i specjalne wymagania szkoleniowe.

Przezwyciężenie wyżej wymienionych ograniczeń istniejących podejść do pomiaru zdolności równowagi dynamicznej i przewidywania ryzyka upadku. Te badania mają na celu opracowanie urządzenia obsługującego sztuczną inteligencję (AI) do pomiaru zdolności dynamicznej równowagi osób starszych za pomocą czujnika wykorzystującego zasadę optyczną o nazwie Frustrated Total Internal Reflection (FTIR). Algorytm oparty na sztucznej inteligencji wbudowany w urządzenie przeprowadza analizę danych w celu oceny równowagi i przewidywania ryzyka upadku.

Jako kluczową część badań potrzebne jest badanie użytkowników na dużą skalę, aby przetestować ważność urządzenia pod względem dynamicznej oceny zdolności do utrzymywania równowagi w porównaniu z powszechnymi narzędziami oceny klinicznej używanymi przez lekarzy i innych pracowników służby zdrowia. Ponadto w ramach tego zakrojonego na szeroką skalę badania użytkowników zbadana zostanie również dokładność przewidywania ryzyka upadku zapewnianego przez urządzenie. Planujemy również zbadać czynniki wpływające na zaangażowanie użytkownika w to urządzenie za pomocą ankiety opartej na ankiecie.

Docelową grupą bezpośrednich użytkowników tego urządzenia są osoby w wieku 60 lat lub starsze, mieszkające w Hong Kongu. Na podstawie wyników oceny dostarczonych przez to urządzenie, osoby starsze mogą podjąć odpowiednie działania, aby zapobiec upadkom. Ponadto lekarze i inni pracownicy służby zdrowia mogą być lepiej poinformowani o potrzebie dalszej oceny lub interwencji w oparciu o wyniki oceny wyrobu.

Całe badanie potrwa sześć miesięcy, a wyniki zostaną ocenione przed i po wdrożeniu w celu porównania i walidacji. Główne kryteria testowania obejmują specyfikacje urządzeń pod kątem ważności i niezawodności, doświadczenia użytkowników i adopcję, dokładność modelu predykcyjnego.

Kryteria włączenia to: (1) wiek co najmniej 60 lat, (2) umiejętność komunikowania się z operatorem testu (w języku chińskim lub angielskim) oraz (3) zdolność do wyrażenia świadomej zgody na udział w badaniu. Uczestnicy zostaną zaproszeni do wzięcia udziału w łącznie trzech rundach testów w ciągu 6 miesięcy.

Pierwsza runda: Uczestnik zostanie poproszony o wykonanie trzech testów: testu urządzenia, testu czasowego i testu równowagi oraz testu równowagi Berga. Test urządzenia obejmuje pięć prostych zadań, które uczestnicy muszą wykonać podczas korzystania z czujnika równowagi w celu oceny zdolności utrzymywania równowagi. Ponadto uczestnicy będą musieli wykonać pomiary danych fizycznych w celu zebrania masy ciała, wzrostu, ciśnienia krwi, masy mięśniowej, wskaźnika masy ciała (BMI) i innych danych fizycznych. Ponadto uczestnicy będą zobowiązani do wypełnienia kwestionariuszy zawierających (1) podstawowe dane demograficzne, (2) samoocenę ogólnego stanu zdrowia, (3) stan poznawczy i psychiczny, (4) styl życia i nawyki, (5) skalę skuteczności upadków , (6) historia upadków, (7) codzienne czynności, (8) akceptacja technologii przez seniorów oraz (9) elementy związane z doświadczeniem użytkownika.

Druga runda (po 90 dniach): Uczestnicy zostaną zaproszeni do udziału w teście urządzenia: Test urządzenia obejmuje pięć prostych zadań, które wymagają od uczestników wykonania podczas korzystania z urządzenia w celu oceny zdolności utrzymywania równowagi. Poza tym, po testach, uczestnicy proszeni są o wypełnienie kwestionariusza, który obejmuje (1) informacje demograficzne, (2) akceptację technologii przez starszych, (3) elementy związane z doświadczeniem użytkownika oraz (4) historię upadków.

Trzecia runda (po 180 dniach): Uczestnicy zostaną zaproszeni do udziału w teście urządzenia: Test urządzenia obejmuje pięć prostych zadań, które wymagają od uczestników wykonania podczas korzystania z urządzenia w celu oceny zdolności utrzymywania równowagi. Poza tym, po testach, zapraszamy do wypełnienia kwestionariusza, który obejmuje (1) dane demograficzne, (2) akceptację starszych technologii, (3) elementy związane z doświadczeniem użytkownika oraz (4) historię upadków.

Zaangażowanie uczestników rekrutowanych z przychodni w testy, ankiety i/lub wywiady nie wpłynie na jakość opieki, jaką otrzymują. Całe nasze badanie nie będzie obejmowało używania narkotyków ani leczenia. Interwencje, ankiety i/lub wywiady nie wiążą się z żadnym fizycznym ani medycznym ryzykiem dla uczestników. Jedyną obawą jest to, że uczestnicy mogą czuć się nieco zmęczeni po testach. Uczestnicy mogą dobrowolnie wycofać się z badania w dowolnym momencie, bez podania przyczyny, a ich opieka medyczna lub pierwotne prawa nie zostaną naruszone.

Śledczy przeprowadzą trzy rodzaje analiz w zależności od potrzeb projektu. Najpierw użyjemy statystyk opisowych do podsumowania informacji demograficznych, wyników testu podstawowego i testu urządzenia, a także odpowiedzi uczestników na ankiety. Przekształcimy również wszelkie skośne zmienne i skorygujemy ich skośność za pomocą transformacji logarytmicznej przed analizą wnioskowania. Aby ocenić normalność, przeprowadzimy test normalności Shapiro-Wilka, a także normalny wykres Q-Q. Po drugie, zastosujemy dwuwymiarową analizę korelacji (Pearson, dwustronny), aby zweryfikować ważność oceny zdolności wyważenia urządzenia. Po trzecie, zastosujemy analizę dyskryminacyjną (tj. analizę czułości i specyficzności), aby zweryfikować precyzję prognozy ryzyka upadku zapewnianej przez urządzenie.

Główny badacz będzie odpowiedzialny za przechowywanie danych osobowych uczestników w trakcie i po zakończeniu eksperymentu. Dane te będą wykorzystywane wyłącznie do badań akademickich i klinicznych. Ponadto dane wraz z informacjami umożliwiającymi identyfikację będą przechowywane przez okres do 5 lat od pierwszej publikacji. Anonimowe dane będą przechowywane przez okres do 10 lat od pierwszej publikacji wynikającej z tego projektu. Wszystkie uzyskane informacje zostaną wykorzystane wyłącznie do celów badawczych. Wszystkie dane będą przechowywane na zaszyfrowanej stacji roboczej oraz w chronionym hasłem internetowym magazynie w chmurze.