Разработка и применение ежедневного устройства оценки риска падения для предотвращения падений пожилых людей (ITF-Balance)

Падение представляет серьезную угрозу для здоровья и качества независимой жизни пожилых людей (James et al., 2020; Ye et al., 2021). Потеря равновесия приводит к падению. Равновесие представляет собой очень сложную нервно-мышечную рефлекторную функцию, на которую может влиять общее состояние организма и одно или несколько нарушений в сенсорной, нервной, сердечно-сосудистой и костно-мышечной системах. В настоящее время ни один тест или инструмент не может напрямую измерить способность балансировать в клинических условиях. Большинство клиницистов используют косвенные методы для оценки вероятности падения, такие как Timed Up and Go Test, который имеет низкую диагностическую точность (Barry et al., 2014). Другие широко используемые инструменты оценки падения с помощью наблюдения (например, шкала баланса Берга и оценка подвижности, ориентированная на результат) требуют длительного времени введения, страдают эффектом потолка и субъективной оценкой (Blum & Korner-Bitensky, 2008; Gimmon et al., 2016). Аппараты компьютеризированной динамической постурографии используются в специализированных центрах оценки падения и реабилитации. Однако эти устройства обычно не используются в клинических или домашних условиях из-за высокой стоимости пользователя и требований к специальной подготовке.

Преодолеть вышеупомянутые ограничения существующих подходов к измерению способности к динамическому равновесию и прогнозированию риска падения. В этом исследовании делается попытка разработать устройство с поддержкой искусственного интеллекта (ИИ) для измерения способности пожилых людей к динамическому равновесию с датчиком, использующим оптический принцип, называемый нарушенным полным внутренним отражением (FTIR). Алгоритм на основе искусственного интеллекта, встроенный в устройство, выполняет анализ данных для оценки способности сохранять равновесие и прогнозирования риска падения.

Важнейшей частью исследования является крупномасштабное исследование пользователей, чтобы проверить достоверность устройства в отношении оценки способности к динамическому равновесию по сравнению с обычными инструментами клинической оценки, используемыми врачами и другими медицинскими работниками. Кроме того, в рамках этого крупномасштабного пользовательского исследования будет также изучена точность предсказания риска падения, обеспечиваемого устройством. Также мы планируем изучить факторы, влияющие на вовлеченность пользователей в это устройство, посредством опроса на основе анкетирования.

Целевой группой прямых пользователей этого устройства являются люди в возрасте 60 лет и старше, проживающие в Гонконге. Основываясь на результатах оценки, предоставленных этим устройством, пожилые люди могут принять необходимые меры для предотвращения падений. Кроме того, врачи и другие медицинские работники могут быть лучше информированы о необходимости дальнейшей оценки или вмешательств на основе результатов оценки устройства.

Все исследование продлится шесть месяцев, и результаты будут оцениваться до и после внедрения для сравнения и проверки. Основные критерии тестирования включают спецификации устройства на достоверность и надежность, пользовательский опыт и принятие, точность модели прогнозирования.

Критерии включения: (1) возраст 60 лет и старше, (2) способность общаться с оператором теста (на китайском или английском языке) и (3) способность дать информированное согласие на участие в исследовании. Участникам будет предложено присоединиться к трем раундам испытаний в течение 6 месяцев.

Первый раунд: участнику будет предложено пройти три теста: тест устройства, тест на время в пути и тест на баланс Берга. Тест устройства включает в себя пять простых задач, которые необходимо выполнить участникам, используя датчик баланса для оценки способности балансировать. Кроме того, участники должны будут выполнить измерения физических данных, чтобы собрать вес, рост, артериальное давление, мышечную массу, индекс массы тела (ИМТ) и другие физические данные. Кроме того, участники должны будут заполнить анкеты, которые включают (1) основную демографическую информацию, (2) самооценку общего состояния здоровья, (3) когнитивное и психическое здоровье, (4) образ жизни и привычки, (5) шкалу эффективности падения. , (6) история падений, (7) повседневная деятельность, (8) принятие старших технологий и (9) элементы, связанные с пользовательским опытом.

Второй этап (через 90 дней). Участникам будет предложено принять участие в тесте устройства. Тест устройства включает в себя пять простых задач, которые участники должны выполнить при использовании устройства, чтобы оценить свою способность балансировать. Кроме того, после тестов участникам предлагается заполнить анкету, которая охватывает (1) демографическую информацию, (2) принятие старшими технологиями, (3) элементы, связанные с пользовательским опытом, и (4) историю падений.

Третий раунд (через 180 дней): участникам будет предложено принять участие в тесте устройства: тест устройства включает в себя пять простых задач, которые участникам предлагается выполнить при использовании устройства для оценки способности балансировать. Кроме того, после тестов вам предлагается заполнить анкету, которая охватывает (1) демографическую информацию, (2) принятие старшими технологиями, (3) элементы, связанные с пользовательским опытом, и (4) историю падений.

Привлечение участников, набранных из амбулаторных клиник, к тестам, опросам и/или интервью не повлияет на качество получаемой ими помощи. Во всем нашем исследовании не будут использоваться наркотики и медицинское лечение. Вмешательство, опросы и/или интервью не представляют физического или медицинского риска для участников. Единственное опасение заключается в том, что участники могут чувствовать себя немного уставшими после тестов. Участники могут добровольно выйти из исследования в любое время без объяснения причин, и это не повлияет на их медицинское обслуживание или первоначальные права.

Исследователи проведут три типа анализа в соответствии с потребностями проекта. Во-первых, мы будем использовать описательную статистику для обобщения демографической информации, результатов базовых тестов и тестов устройств, а также ответов участников на опросы. Кроме того, мы преобразуем любые асимметричные переменные и исправим их асимметрию с помощью логарифмического преобразования перед анализом вывода. Чтобы оценить нормальность, мы проведем тест нормальности Шапиро-Уилка, а также нормальный график Q-Q. Во-вторых, мы будем применять двумерный корреляционный анализ (Пирсона, двусторонний), чтобы проверить достоверность оценки способности балансировки устройства. В-третьих, мы будем применять дискриминантный анализ (т. е. анализ чувствительности и специфичности), чтобы проверить точность предсказания риска падения, предоставляемого устройством.

Главный исследователь будет нести ответственность за сохранность личных данных участников во время и после эксперимента. Эти данные будут использоваться только для академических и клинических исследований. При этом данные с идентифицирующей информацией будут храниться до 5 лет после первой публикации. Анонимные данные будут храниться до 10 лет после первой публикации в рамках этого проекта. Вся полученная информация будет использоваться только в исследовательских целях. Все данные будут храниться на зашифрованной рабочей станции и в защищенном паролем облачном онлайн-хранилище.