Effect of Co-Alarming of Monitor Alarms on the Response Time and Accuracy of Recognition of Novel Hemodynamic Alarms
本研究は、知覚的に設計された新しい血行動態アラームは識別可能であるものの、既存のプロプライエタリなアラームが併存することで反応時間と正確性が著しく損なわれることを示しており、複雑な臨床音響環境において知覚的な明瞭性を維持するための、注意深い時間的およびスペクトル的設計の極めて重要な必要性を浮き彫りにしている。
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モニターが鳴り響き、点滅して患者の状態の変化を知らせる病院という、極めて緊張感の高い環境において、音は重要な言語である。これらの聴覚的なアラームは、多忙な病棟の騒音を突き抜け、医師や看護師に患者の心拍数や血圧の生命を脅かす変化を警告するように設計されている。しかし、あまりに多くのデバイスが同時に鳴り響いたり、あるいは音そのものを見分けにくかったりすると、人間の耳と脳は圧倒されてしまう。この現象は「アラーム疲労」として知られ、臨床医が絶え間ないアラートの流れに慣れすぎてしまい、重要な信号を見逃したり、対応が遅れたりすることを指す。エンジニアや医学研究者の課題は、音が十分に大きく聞こえるだけでなく、たとえ競合するノイズが存在する場合でも、脳が直ちに「何が起きているのか」「どれほど緊急なのか」を即座に認識できるような構造を持つ音を設計することである。
研究チームは、音の構造が人の識別速度と正確性にどのように影響するかに焦点を当て、これら重要な音に対する新しいアプローチをテストするために着手した。彼らは、人間の聴覚の原理に基づいた、生理学的な事象を直感的に模倣する音を用いて、心拍数と血圧のための新しい聴覚信号を作成した。心拍数の場合、「ドクン、ドクン」という心音を模した音を取り入れ、次に緊急性を示す一連の急速なトーンを続け、最後に、心拍が速すぎるのか遅すぎるのかを示すためにピッチ（音の高さ）を上下させる仕組みとした。彼らは、これらの新しい音を、現在主要な医療機器メーカーで使用されている標準的なアラーム（これらはしばしば似たような旋律構造を持っている）と比較してテストした。その目的は、これらの知覚的に情報を踏まえた設計が、馴染みのある独自のプロプライエタリなアラームが同時に鳴っている場合でも、明確かつ区別できる状態を維持できるかどうかを確認することであった。
このテストを行うため、研究者は39人の健康な成人を静かな実験室に招いた。参加者は医療従事者ではなかったが、多忙な臨床現場の精神的負荷をシミュレートするタスクを実行するよう求められた。参加者はヘッドフォンを装着し、特定のアラームを聞き取り、それが高い心拍数か低い心拍数か、あるいは高い血圧か低い血圧かを識別しなければならなかった。タスクをより困難で現実的なものにするため、参加者はコンピュータ画面上の特定の文字が表示されるたびにキーを押すという、二次的な視覚タスクも同時に行う必要があった。この二重課題の設定により、患者を監視しながら他の業務を行う臨床医のように、注意力が分散される状態を作り出した。アラームは主に2つのシナリオで再生された。第一に単独での再生、第二に、背景ノイズとしての競合音として、GE（ゼネラル・エレクトリック）およびフィリップス社の標準的なアラームを混ぜた状態での再生である。
結果は、脳が異なる種類の医療アラームを異なる速度で処理することを示した。新しい心拍アラームが単独で再生されたとき、参加者は新しい血圧アラームと比較して、特定に時間がかかった。平均して、心拍音への反応は763ミリ秒遅かった。研究者たちは、この遅延は音の中にある情報のタイミングに起因する可能性が高いと考えている。血圧アラームは最も重要な手がかりを最初の方に提供するため、より迅速な判断が可能になる。対照的に、心拍アラームは、変化の方向（心拍が速まっているのか、それとも遅くなっているのか）が明らかになるまで、リスナーが音の全シーケンスが展開されるのを待つ必要があった。
主要メーカーの競合アラームを導入すると、全員にとって難易度が上がった。背景音の存在により、参加者の反応時間は89ミリ秒遅くなり、正確性は4パーセント低下した。このパフォーマンスの低下は、適切に設計された新しい音であっても、既存のノイズの乱雑さによって部分的に遮られてしまう可能性があることを示唆している。しかし、研究は音の方向性がどのように重要であるかという特定のニュアンスも明らかにした。心拍アラームが上昇する心拍を示していたとき、競合アラームの存在によって反応は183ミリ秒遅くなった。対照的に、心拍が低下していることを示すアラームの場合、遅延はわずか4ミリ秒と無視できる程度であった。この違いは、音の周波数に関連していると考えられる。速い心拍を示す上昇するピッチは、メーカーの標準的な高優先度アラームと同じ周波数範囲を占めていたため、低めのピッチの減速する心拍よりも、互いに干渉しやすかったのである。
本研究は、これらの新しいアラーム設計は有望ではあるものの、病院の混沌とした現実に対してはまだ完璧ではないと結論づけている。知見は、音がいかに重要な情報を届けるタイミングが、音そのものと同じくらい重要であることを示唆している。最も緊急性の高い手がかりを前方に配置（フロントローディング）することで、設計者は臨床医がより迅速な判断を下せるよう支援できる可能性がある。また、本研究は、アラームの特定のピッチと周波数が、他の機器のノイズの中に埋もれるかどうかを決定するということも強調している。実験室で観察された遅延は、研究の文脈ではわずかな時間であったが、臨床現場においては、その短い躊躇さえも患者のケアに影響を与える可能性がある。著者らは、将来の研究において、これらの音が病院内で最も騒がしい時でも明確かつ認識可能な状態を維持できるように音を洗練させることに焦点を当てるべきであり、そして、これらの設計が最終的には実際の効果を確認するために、実際の医療従事者によってテストされるべきであると提案している。
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