Study protocol Effects of Philips Visual Patient Avatar on vital sign deviations and audible alarm burden in perioperative care: a dual-centre, quasi-experimental pre-post big-data study protocol (NewYork-Presbyterian/Weill Cornell and University Hospital Zurich)

Dit onderzoeksprotocol schetst een tweecentraal, quasi-experimenteel pre-post big-data-onderzoek dat is ontworpen om systematisch de impact van de Philips Visual Patient Avatar op afwijkingen in vitale functies en de last van hoorbare alarmen in de perioperatieve zorg te kwantificeren, met als doel vast te stellen of deze op een avatar gebaseerde visualisatie de situational awareness verbetert en de cognitieve belasting verlaagt in vergelijking met conventionele monitoring.

De kern

Stel je voor dat je de kapitein bent van een schip dat door een storm vaart. Je dashboard is bedekt met tientallen aparte wijzers: één voor snelheid, één voor brandstof, één voor motortemperatuur en nog een voor windrichting. Om te begrijpen of je schip veilig is, moet je constant naar elk getal kijken, onthouden wat het betekent en ze mentaal combineren om een volledig beeld te krijgen. Als één wijzer begint te piepen, moet je stoppen met wat je doet om uit te zoeken welke het is en waarom. Dit is precies wat anesthesiologen in een operatiekamer tegenkomen, maar dan met de hartslag, de bloeddruk en het zuurstofgehalte van een patiënt in plaats van schipswijzers.

Dit onderzoeksartikel is een studieplan (een protocol) voor een project dat is ontworpen om te onderzoeken of een nieuw soort "dashboard" deze baan makkelijker en veiliger kan maken.

Het probleem: het "piepen" en de "hersenen-uitval"

Op dit moment tonen patiëntmonitoren getallen en golvende lijnen. Als er iets misgaat, maakt de machine een luid geluid (een alarm).

• De mentale belasting: Artsen moeten veel aparte getallen lezen en ze in hun hoofd samenvoegen om de toestand van de patiënt te begrijpen. Dit is als proberen een wiskundeprobleem op te lossen terwijl iemand tegen je schreeuwt.
• De alarmmoeheid: Er zijn zoveel piepjes dat artsen er moe van kunnen worden, net als een bestuurder die gewend raakt aan het "controlelampje motor" van een auto en het begint te negeren. Dit is gevaarlijk omdat ze een echte noodsituatie kunnen missen.

De oplossing: de "levende avatar"

De onderzoekers testen een nieuwe technologie genaamd de Philips Visual Patient Avatar (VPA).

• De metafoor: In plaats van alleen maar getallen te tonen, stel je een klein, geanimeerd menselijk figuurtje voor op het scherm.
  • Als de zuurstof van de patiënt laag is, wordt de huid van de avatar blauw.
  • Als het hart te snel slaat, pulseren de borstkas van de avatar snel.
  • Als de bloeddruk daalt, kan de avatar bleek lijken of ineenzakken.
• Het doel: Hierdoor kan de arts het "hele beeld" direct zien, gewoon door een blik te werpen op het gezicht of het lichaam van de avatar, zonder de getallen mentaal te hoeven berekenen. Het is het verschil tussen het lezen van een weerbericht vol datapunten en gewoon uit het raam kijken om te zien of het regent.

Het experiment: een "voor-en-na"-test

Dit onderzoek is geen laboratoriumexperiment met acteurs; het is een "big data"-blik op echte ziekenhuizen.

• De locaties: Ze vergelijken twee enorme ziekenhuizen: één in New York (VS) en één in Zürich (Zwitserland).
• De methode: Ze zullen duizenden eerdere en toekomstige chirurgische gevallen bekijken.
  1. Fase 1 (Voor): Ze kijken naar gegevens uit de tijd dat de ziekenhuizen de oude, getalrijke schermen gebruikten.
  2. Fase 2 (Het "inzakken"): Ze slaan de rommelige overgangsperiode over waarin artsen net leren hoe ze de nieuwe avatarschermen moeten gebruiken.
  3. Fase 3 (Na): Ze kijken naar gegevens nadat de nieuwe schermen volledig zijn geïnstalleerd en artsen eraan gewend zijn.

Wat meten ze?

Ze meten niet of patiënten leefden of stierven (dat is te moeilijk te koppelen aan slechts één scherm). In plaats daarvan meten ze twee specifieke dingen:

1. Tijd in de gevarenzone: Hoe lang bleven de vitale functies van de patiënt buiten de "veilige zone"? (Bijvoorbeeld: hoeveel minuten was de bloeddruk te laag?) De hoop is dat artsen met de avatar deze problemen sneller opmerken en eerder oplossen, waardoor deze tijd wordt verkort.
2. Het geluidsniveau: Hoeveel alarmen gingen af en hoe lang duurden ze? De hoop is dat de avatar helpt om te voorkomen dat kleine problemen uitgroeien tot grote, lawaaierige noodsituaties, of dat artsen zo snel reageren dat de alarmen sneller stoppen.

De regels van het spel

• Het is een "quasi-experiment": Ze kunnen niet willekeurig sommige patiënten toewijzen aan het oude scherm en anderen aan het nieuwe, omdat het hele ziekenhuis tegelijk overstapt. Ze vergelijken daarom de "voor"-tijd met de "na"-tijd.
• De "inzak"-fase: Net als wanneer je een nieuwe auto koopt, zijn de eerste paar weken onwennig terwijl je leert waar de knoppen zitten. De onderzoekers negeren die onwennige periode om ervoor te zorgen dat ze pas de resultaten meten als iedereen comfortabel is met het nieuwe systeem.
• Twee verschillende werelden: Omdat de twee ziekenhuizen in verschillende landen zitten met verschillende regels, zullen ze ze apart analyseren om te zien of de avatar in beide omgevingen werkt.

De bottom line

Dit artikel is een routekaart voor een studie die vraagt: "Als we een dashboard vol verwarrende getallen vervangen door een vriendelijk, geanimeerd personage dat ons laat zien hoe een patiënt zich voelt, zullen artsen dan problemen sneller opmerken en minder vervelende piepjes horen?"

De studie bevindt zich momenteel in de fase van gegevensverzameling. Ze hebben het antwoord nog niet gevonden; ze stellen alleen de regels op om het uit te vinden. Als de resultaten goed zijn, kan het bewijzen dat een simpele verandering in hoe we naar data kijken, de chirurgie voor iedereen veiliger kan maken.

Technische samenvatting

Technische Samenvatting: Effecten van de Philips Visual Patient Avatar op Afwijkingen in Vitalen en de Last van Hoorbare Alarmen

Probleemstelling
Perioperatieve patiëntenmonitoring vereist dat clinici onder hoge tijdsdruk en frequente onderbrekingen meerdere fysiologische gegevensstromen integreren (bijvoorbeeld hartfrequentie, bloeddruk, zuurstofsat saturatie, end-tidale CO2). Conventionele monitoren presenteren deze gegevens als afzonderlijke numerieke waarden en golfvormen, wat een sequentiële interpretatie en mentale integratie vereist, wat aanzienlijke cognitieve eisen stelt. Hoewel hoorbare alarmen zijn ontworpen om de veiligheid te vergroten, dragen ze vaak bij aan alarmmoeheid, een toegenomen werkdruk en een verminderde responsiviteit op klinisch relevante gebeurtenissen. Bovendien is de tijd die buiten vooraf gedefinieerde veilige bereiken voor vitale tekenen wordt doorgebracht, geassocieerd met nadelige uitkomsten. Hoewel avatar-gebaseerde monitoring in laboratorium- en simulatiestudies veelbelovend is gebleken voor het verbeteren van situational awareness en het verminderen van de waargenomen werkdruk, is de impact op objectieve monitoringresultaten in de routinematige klinische praktijk niet systematisch gekwantificeerd.

Methodologie
Deze studie hanteert een tweecentraal, quasi-experimenteel pre-post ontwerp om de klinische invoering van de Philips Visual Patient Avatar (VPA) te evalueren. De studie wordt uitgevoerd bij het NewYork-Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center (New York, VS) en het Universitair Ziekenhuis Zürich (Zürich, Zwitserland).

• Gegevensbron: De studie maakt gebruik van grote hoeveelheden routinematig verzamelde perioperatieve monitoringsgegevens (big-data-benadering).
• Studiefasen: De gegevens worden verzameld in drie distincte fasen per centrum:
  1. Pre-implementatie: Baselinegegevens voorafgaand aan de invoering van de VPA.
  2. Inwerkingsperiode (Adaptatie): Een overgangsperiode tijdens gefaseerde installatie en training, uitgesloten van de uiteindelijke analyse om leer-effecten te mitigeren.
  3. Post-implementatie: Gegevens verzameld na voltooiing van installatie en training.
• Interventie: De VPA is een software-update voor Philips IntelliVue-patiëntenmonitoren (MX450, MX550, MX750) die een geanimeerde virtuele patiënt weergeeft die meerdere vitale tekenen en sensorstatussen integreert in één visuele representatie (met behulp van signalen zoals huidskleur voor saturatie en pulsering voor hartfrequentie) naast conventionele numerieke displays.
• Eenheid van Analyse: Individuele anesthesiegevallen.
• Primair Eindpunt: Tijd van afwijking van vitale tekenen, genormaliseerd naar 60 minuten effectieve meettijd. Dit wordt gedefinieerd als de cumulatieve duur dat een vitale parameter vooraf gedefinieerde boven- of onderdrempels overschrijdt.
• Secundaire Eindpunten:
  • VitalSign AUC: Een oppervlakte-onder-de-curve-maatstaf die zowel de grootte als de duur van afwijkingen van het toelaatbare bereik vastlegt.
  • Last van Hoorbare Alarmen: Genormaliseerd naar 60 minuten, inclusief aantal alarmen, cumulatieve alarmtijd en gemiddelde alarmreactietijd.
• Statistische Analyse: Multivariabele regressiemodellen zullen associaties schatten tussen de implementatiefase (post versus pre) en uitkomsten, gecorrigeerd voor patiënt- en procedure-gerelateerde covariaten. Analyses worden afzonderlijk uitgevoerd voor elk centrum. De studie sluit de inwerkingsfase uit van de primaire vergelijking.

Belangrijkste Bijdragen

• Kwantificering in de Realiteit: Dit protocol schetst de eerste systematische kwantificering van de impact van de VPA op objectieve monitoringresultaten in de routinematige perioperatieve zorg, verdergaand dan simulatie- en laboratoriumomgevingen.
• Validatie in Twee Centra: Door gebruik te maken van gegevens van twee onafhankelijke academische tertiary-ziekenhuizen op verschillende continenten met diverse workflows en alarmconfiguraties, beoogt de studie de externe validiteit en generaliseerbaarheid van de bevindingen te versterken.
• Procesgerichte Maatstaven: De studie richt zich op procesniveau-maatstaven (stabiliteit van vitale tekenen en last van alarmen) in plaats van harde patiëntuitkomsten, waardoor een klinisch zinvolle basis wordt geboden voor het evalueren van het effect van de interventie op veiligheidsindicatoren.
• Methodologische Strenge: De opname van een specifieke "inwerkingsfase" (sink-in) adresseert de verstorende effecten van leren en adaptatie tijdens de introductie van nieuwe technologie, een veelvoorkomende uitdaging in pre-post implementatiestudies.

Resultaten
Opmerking: Aangezien dit document een studieprotocol is dat wordt ingediend voorafgaand aan de voltooiing van de data-analyse, worden er geen empirische resultaten gerapporteerd.
Op het moment van indiening was de gegevensverzameling voltooid bij het Universitair Ziekenhuis Zürich en nog gaande bij het NewYork-Presbyterian Hospital. Er waren geen statistische analyses uitgevoerd. Het artikel schetst het geplande analytische kader, maar presenteert geen bevindingen met betrekking tot de effectiviteit van de VPA.

Betekenis en Beweringen
Het artikel positioneert zichzelf als een pragmatische evaluatie van of de in gecontroleerde studies aangetoonde voordelen op het gebied van menselijke factoren vertalen naar meetbare veranderingen in de praktijk van alledag. De auteurs beweren dat, indien gunstige associaties worden waargenomen tussen de implementatie van de VPA en verminderde afwijkingen in vitale tekenen of alarmlast, deze bevindingen de nodige bewijsbasis zullen bieden voor toekomstige onderzoeken naar op de patiënt gerichte klinische uitkomsten.

De studie erkent haar beperkingen, specifiek dat het quasi-experimentele ontwerp geen causale inferentie toestaat en dat residuale verstorende factoren door tijd en niet-gemeten factoren niet volledig kunnen worden uitgesloten. De auteurs betogen echter dat het gebruik van grootschalige, routinematig verzamelde gegevens in diverse klinische omgevingen een robuuste beoordeling biedt van de impact van de interventie onder variërende real-world condities. Het uiteindelijke doel is om een eerdere detectie van fysiologische afwijkingen en verbeterde situational awareness te ondersteunen zonder de cognitieve last te vergroten, waardoor kritieke kwesties in de perioperatieve patiëntveiligheid worden aangepakt.