Оценка системы InterFACE-AR при остановке сердечно-легочной деятельности: многоцентровое рандомизированное контролируемое исследование (InterFACE-AR)

Введение Сердечно-легочная реанимация (СЛР) ежегодно проводится тысячам пациентов, страдающих от остановки сердца (СЛА) в Северной Америке. Предоставление соответствующей рекомендациям базовой поддержки жизни (BLS) и расширенной поддержки жизни (ALS) улучшает результаты лечения пациентов после остановки сердца. К сожалению, поставщикам медицинских услуг трудно последовательно выполнять требования BLS4, 5 и ALS при остановке сердца в больнице. Отклонения от рекомендаций по реанимации Американской кардиологической ассоциации (AHA) связаны со снижением выживаемости при внутрибольничной остановке сердца, что сигнализирует об острой необходимости разработки, оценки и внедрения новых стратегий для улучшения оказания помощи при BLS и ALS.

Задержки с введением адреналина, задержки с дефибрилляцией, ошибки в дозировании лекарств, а также ошибки в выявлении и лечении основного заболевания представляют собой распространенные отклонения от рекомендаций по реанимации, связанные с плохими исходами у пациентов при остановке сердца. Предыдущие исследования указывают на высокую умственную нагрузку среди членов реанимационной бригады как на основной фактор отклонений от протокола. Динамический характер реанимации представляет собой серьезную проблему для руководителей групп, которые участвуют в сложных когнитивных процессах, которые приводят к чрезвычайно высокой умственной нагрузке, что приводит к неправильному принятию решений и ошибкам. Снижение умственной нагрузки членов бригады за счет поддержки принятия решений во время реанимации потенциально может улучшить качество помощи при остановке сердца. Наша исследовательская группа стремится решить эти проблемы, разработав новую систему, которая объединяет дополненную реальность (AR) и экранную технологию для поддержки принятия решений реанимационными бригадами во время остановки сердечно-легочной деятельности.

Когнитивные средства — это инструменты поддержки принятия решений, которые предоставляют подсказки, побуждающие вспомнить информацию, тем самым высвобождая умственные ресурсы для повышения вероятности желаемого поведения. Когнитивные средства были опробованы в различных формах для использования во время реанимации, включая карманные справочные карточки и цифровые приложения. Исследования когнитивных средств, используемых во время остановки сердца, основанные на моделировании, показали улучшение соблюдения рекомендаций, сокращение времени выполнения важных задач и снижение уровня критических ошибок. К сожалению, существующие карманные справочные карточки и мобильные приложения имеют существенные недостатки: все они требуют от поставщиков поиска по контенту для выявления соответствующей информации. Это отвлекает внимание и увеличивает умственную нагрузку, что приводит к нарушению коммуникации и плохой осведомленности о ситуации, что приводит к задержкам и ошибкам в лечении.

Дополненная реальность (AR) и экраны могут устранить эти пробелы. Дополненная реальность может предоставить индивидуальное руководство для каждой роли, потенциально снижающее умственную нагрузку; в то время как экран дисплея в клинической среде может предоставлять информацию всей команде для улучшения коммуникации и повышения осведомленности о ситуации.

Дополненная реальность с помощью наголовного устройства позволяет участнику взаимодействовать с реальной средой, отображая трехмерные интерактивные изображения в поле зрения пользователя, не нарушая нормального зрения. Когнитивные средства на основе дополненной реальности позволяют быстро принимать решения, предоставляя клинически значимые подсказки и поддерживая упреждающее поведение, перечисляя предстоящие задачи. Исследования, проведенные нашей исследовательской группой, показали, что устройство AR, обеспечивающее клиническое руководство для руководителя группы, улучшает соблюдение педиатрических и неонатальных рекомендаций по реанимации, но не позволяет сократить время до введения адреналина или дефибрилляции. В этих исследованиях системы AR полностью полагались на данные, полученные от руководителя группы через устройство AR, для определения клинических рекомендаций. Эта увеличенная рабочая нагрузка руководителя группы привела к задержкам в выполнении задач. При разработке новой системы наша главная цель — снизить умственную нагрузку путем предоставления актуальной и своевременной информации ключевым членам команды реанимации. Для достижения этой цели мы разработали мобильное приложение (т.е. Приложение Guiding Pad), используемое медсестрой-картографом и предоставляющее рекомендации по невыполненным задачам, когда медсестра-картографист вводит выполненные задачи. Приложение Guiding Pad взаимодействует с большим жидкокристаллическим дисплеем (ЖК-дисплеем) в палате реанимации, обеспечивая платформу для совместной работы, используемую для поддержки медицинских работников во время остановки сердца - под названием InterFACE (Взаимосвязанные и целенаправленные мобильные приложения в среде ухода за пациентами). Интеграция ЖК-экрана позволяет отображать алгоритм остановки сердца и текущий список выполненных задач, что, как мы ожидаем, будет способствовать общению и общей ситуационной осведомленности. При подключении к устройствам AR приложение Guiding Pad позволяет использовать поддержку принятия решений для конкретной роли совместно с поставщиком услуг, носящим устройство AR.

В предлагаемом исследовании мы оценим влияние расширенной системы InterFACE-AR, которая обеспечивает поддержку принятия решений для конкретных ролей руководителю группы и медицинской медсестре с помощью устройств AR, одновременно оптимизируя ситуационную осведомленность команды, отображая дорожную карту ухода за пациентами. на ЖК-экране (рис. 1). Клинические данные будут собираться с помощью мобильного приложения на планшете, которым пользуется медсестра. Целью исследования является оценка индивидуальной и комбинированной эффективности компонентов InterFACE-AR (т.е. AR-устройства и ЖК-экран) о соблюдении рекомендаций AHA по реанимации во время имитации остановки сердца путем проведения рандомизированного контролируемого исследования с факторным дизайном.

Основная цель состоит в том, чтобы определить среди педиатрических медицинских бригад, следует ли использовать только устройства AR (для руководителя группы и медсестры), только ЖК-экран или вместе устройства AR и ЖК-экран (т. InterFACE-AR), по сравнению с группами, использующими карманную справочную карту AHA (контроль), улучшает соблюдение рекомендаций AHA по реанимации. Наши второстепенные цели — определить влияние устройств AR, ЖК-экрана и всей системы InterFACE-AR на рабочую нагрузку поставщика услуг, когнитивную нагрузку, лидерское и командное поведение, типы и модели языка, используемые во время реанимации, клиническую эффективность (например, количество и типы пауз в СЛР), а также описать взаимодействие пользователей с компонентами InterFACE-AR.

МЕТОДЫ Мы проведем проспективное рандомизированное контролируемое исследование на основе моделирования с факторным дизайном. Исследования, основанные на моделировании, дают возможность ответить на вопросы исследования без риска причинения вреда пациентам. Одобрение этики будет получено на всех объектах. Участники будут набраны для исследования в группах по пять человек, состоящих из руководителя группы, медицинской сестры, медицинской сестры и двух врачей-консультантов, которые будут выполнять СЛР. Два исследователя, выполняющие заданные роли поставщика дыхательных путей и тренера по СЛР, присоединятся к каждой группе и составят реанимационную команду из семи медицинских работников. Участники будут обучены с использованием методологии, успешно использованной в предыдущих многоцентровых исследованиях. Команды участников будут управлять одним сценарием симуляции остановки сердца и легких, используя конкретное пробное вмешательство, назначенное во время рандомизации.

Наш дизайн факторного исследования будет оценивать индивидуальное и синергетическое воздействие двух вмешательств, предназначенных для поддержки принятия решений: (а) устройства дополненной реальности для руководителя группы и медицинской медсестры; и (b) ЖК-экран.

Вмешательство A: Устройства дополненной реальности — данные, собранные из приложения Guiding-Pad, будут передаваться на два устройства AR (т. е. руководитель группы и медсестра-медицина), которые обеспечат поддержку принятия решений для этих двух поставщиков.

Вмешательство Б: ЖК-экран — данные, собранные с помощью приложения Guiding-Pad, будут передаваться на ЖК-экран, который будет установлен на стене, на видном месте, чтобы его могла видеть вся реанимационная бригада.

Вмешательство C: Система InterFACE-AR — данные, собранные из приложения Guiding-Pad, будут передаваться на два устройства AR (т. е. руководитель группы и медсестра), чтобы обеспечить поддержку принятия решений в зависимости от роли, и на ЖК-экран, который будет хорошо виден всей реанимационной команде.

Контрольная группа: Карманная справочная карта AHA — все участники будут иметь доступ к карманной справочной карте AHA, которая является наиболее часто используемым когнитивным средством во время реанимации.

После рандомизации все участники увидят стандартизированное ознакомительное видео с описанием клинической среды, оборудования, функций манекена и ролей участников. Видеоконтент будет настроен таким образом, чтобы включать в себя ознакомление с вмешательством, назначенным для каждой группы, после чего последует 15-минутное настольное практическое моделирование, в ходе которого участники будут иметь возможность использовать назначенное вмешательство в своих ролях поставщика услуг, пройдя сценарий остановки сердца, сидя. за столом. Например, участники группы InterFACE-AR проведут настольную симуляцию, в которой медсестра-медицина и руководитель группы будут использовать устройство AR, медсестра составит график с помощью приложения Guiding Pad, а ЖК-экран будет виден всей команде. Участники, включенные в контрольную группу, будут участвовать в настольном моделировании с использованием карманной справочной карточки AHA.

Для всех участников будет запущен 18-минутный сценарий симуляции остановки сердца и легких (желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков и отсутствие пульсовой электрической активности), а данные о качестве СЛР будут собраны дефибриллятором Zoll R Series с обратной связью. Во всех пунктах набора персонала будет использоваться один и тот же педиатрический манекен (SimJuniorTM, Laerdal Corporation), специально разработанный и откалиброванный для обучения сердечно-легочной реанимации. Все сценарии моделирования будут строго стандартизированы за счет использования шаблона сценария с тщательно прописанными ролями актеров и развитием пациентов. После завершения сценария участники заполнят опрос NASA-TLX, опросник пользовательского опыта, опрос удобства использования системы, опрос модели принятия технологий и опрос STAI. Сценарии будут сниматься на видео с высоты птичьего полета у изножья кровати, а также с помощью экшн-камер высокого разрешения, которые руководитель и медсестра будут носить без помощи рук. После занятия все участники пройдут образовательный разбор для решения проблем производительности с использованием смешанного подхода к разбору полетов.

Рандомизация будет происходить на уровне команды, стратифицированной по месту проведения исследования и полу руководителя группы (чтобы обеспечить равное распределение пола в обеих группах) и проводиться блоками по 4 человека, чтобы обеспечить равномерное распределение команд по группам исследования. Пакеты рандомизации будут подготовлены в центральном исследовательском центре с использованием веб-генератора случайных чисел (например, www.sealedenvelope.com). Последовательно пронумерованные наборы для набора персонала, предоставленные для каждого объекта, будут содержать запечатанные непрозрачные конверты (т. е. по одному конверту на команду) с назначениями исследовательских групп и уникальными идентификационными кодами для участников.

Оценка размера выборки основана на показателе первичного результата. Оценка размера выборки предполагает, что основные эффекты двух различных вмешательств на время до первой дозы адреналина будут включать два первичных сравнения. С учетом поправок Бонферрони p < 0,025 считалось статистически значимым. Ранее сообщалось, что время до первой дозы адреналина составляет примерно 165 секунд со стандартным отклонением 60 секунд. Мы стремимся сократить время до первой дозы адреналина до 120 секунд, что связано с улучшением клинических исходов остановки сердца у детей10. Предполагая одинаковую вариабельность среди команд, получающих любое вмешательство, чтобы обнаружить разницу в 45 секунд во времени введения первой дозы адреналина, с мощностью 0,8 и уровнем значимости 0,025 для каждого сравнения, требуемый размер выборки составит 68 команд. (по 17 команд в каждой исследовательской группе). Основываясь на нашем предыдущем опыте исследований, основанных на моделировании, мы оценили, что 15% недостающих данных связано с техническими проблемами. Учитывая недостающие данные, мы стремимся набрать в общей сложности 80 команд (по 20 команд на каждую исследовательскую группу).

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Демографические характеристики участников, включая пол, пол, профессию и опыт, будут сообщены с использованием описательной статистики по всем группам исследования. Анализы будут проводиться в блоке команд. Мы будем использовать многомерный линейный регрессионный анализ для оценки влияния обоих вмешательств на первичные и вторичные результаты и включим в модель фактор взаимодействия. Поскольку эффекты двух вмешательств могут быть несуммируемыми, мы также сообщим об эффекте каждого вмешательства на каждом уровне другого вмешательства. Все оценки эффектов вмешательства будут представлены как средние различия с 95% доверительными интервалами.