Effect of Co-Alarming of Monitor Alarms on the Response Time and Accuracy of Recognition of Novel Hemodynamic Alarms

In de hooggespannen omgevingen van ziekenhuizen, waar monitoren piepen en flitsen om een veranderende conditie van een patiënt te signaleren, is geluid een vitale taal. Deze auditieve alarmen zijn ontworpen om door het lawaai van een drukke afdeling heen te snijden en artsen en verpleegkundigen te waarschuwen voor levensbedreigende verschuivingen in de hartslag of bloeddruk van een patiënt. Echter, wanneer te veel apparaten tegelijkertijd geluid maken, of wanneer de geluiden zelf moeilijk van elkaar te onderscheiden zijn, kunnen het menselijk oor en brein overbelast raken. Dit fenomeen, bekend als alarmmoeheid, treedt op wanneer clinici zo gewend raken aan een constante stroom van meldingen dat ze een kritiek signaal kunnen missen of te traag kunnen reageren. De uitdaging voor ingenieurs en medisch onderzoekers is om geluiden te ontwerpen die niet alleen hard genoeg zijn om gehoord te worden, maar die ook zo gestructureerd zijn dat het brein direct kan herkennen wat er mis is en hoe urgent de situatie is, zelfs wanneer er concurrerende geluiden aanwezig zijn.

Een team van onderzoekers zette zich scharpe om een nieuwe aanpak voor deze kritieke geluiden te testen, waarbij de focus lag op hoe de structuur van een alarm invloed heeft op de snelheid en nauwkeurigheid waarmee een persoon het identificeert. Ze creëerden nieuwe auditieve signalen voor hartslag en bloeddruk die gebouwd waren op principes van het menselijk gehoor, specifiek gebruikmakend van geluiden die de fysiologische gebeurtenis die ze vertegenwoordigen intuïtief nabootsen. Voor de hartslag incorporeerden ze een "lub-dub"-geluid dat een hartslag nabootst, gevolgd door een snelle reeks tonen om urgentie aan te geven, en tot slot een toonhoogte die omhoog of omlaag beweegt om aan te geven of het hart te snel of te langzaam slaat. Ze testten deze nieuwe geluiden naast de standaardalarmen die momenteel door grote medische apparatuurfabrikanten worden gebruikt, welke vaak vergelijkbare melodische structuren delen. Het doel was om te zien of deze nieuwe, perceptueel geïnformeerde ontwerpen duidelijk en onderscheidend konden blijven, zelfs wanneer de bekende, propriëtaire alarmen tegelijkertijd klonken.

Om deze test uit te voeren, brachten de onderzoekers drieëndertig gezonde volwassenen naar een stille laboratoriumomgeving. Deze deelnemers waren geen medische professionals, maar er werd van hen gevraagd een taak uit te voeren die de mentale belasting van een drukke klinische setting simuleerde. Terwijl ze een koptelefoon droegen, luisterden ze naar specifieke alarmen en moesten ze identificeren of ze een hoge of lage hartslag, of een hoge of lage bloeddruk hoorden. Om de taak uitdagender en realistischer te maken, moesten de deelnemers ook een secundaire visuele taak op een computerscherm uitvoeren, waarbij ze een toets indrukten telkens wanneer een specifieke letter verscheen. Deze dual-task setup zorgde ervoor dat hun aandacht verdeeld was, net zoals een clinicus die een patiënt monitort terwijl hij andere taken uitvoert. De alarmen werden in twee hoofdscenario's afgespeeld: eerst in isolatie, en tweede gemengd met de standaardalarmen van General Electric en Philips, die dienden als concurrerend achtergrondgeluid.

De resultaten toonden aan dat het brein verschillende soorten medische alarmen met verschillende snelheden verwerkt. Wanneer de nieuwe hartslagalarmen alleen werden afgespeeld, deden de deelnemers er langer over om ze te identificeren vergeleken met de nieuwe bloeddrukalarmen. Gemiddeld was de reactie op de hartslaggeluiden 763 milliseconden trager. De onderzoekers stelden vast dat deze vertraging waarschijnlijk te wijten was aan de timing van de informatie binnen het geluid zelf. De bloeddrukalarmen boden hun belangrijkste aanwijzingen direct aan het begin, wat een snellere beslissing mogelijk maakte. In tegenstelling hiermee vereisten de hartslagalarmen dat de luisteraar wachtte tot de volledige sequentie van geluiden was ontvouwen voordat de richting van de verandering – of het hart nu versnelde of vertraagde – duidelijk werd.

Toen de onderzoekers de concurrerende alarmen van de grote fabrikanten introduceerden, nam de moeilijkheidsgraad voor iedereen toe. De aanwezigheid van deze achtergrondgeluiden vertraagde de reactietijden van de deelnemers met 89 milliseconden en verminderde hun nauwkeurigheid met 4 procent. Deze daling in prestaties suggereert dat zelfs goed ontworpen nieuwe geluiden gedeeltelijk kunnen worden gehinderd door de bestaande chaos van ziekenhuisgeluiden. De studie onthulde echter ook een specifieke nuance in hoe de richting van het geluid ertoe deed. Wanneer het hartslagalarm een stijgende hartslag aangaf, maakte de aanwezigheid van een concurrerend alarm de reactie 183 milliseconden trager. In contrast hiermee was de vertraging bij een alarm dat een dalende hartslag aangaf, verwaarloosbaar en slechts 4 milliseconden. Dit verschil lijkt gerelateerd te zijn aan de frequentie van de geluiden; de stijgende toonhoogte van het snelle hartslagalarm bezette een vergelijkbaar frequentiebereik als de standaard alarmen met een hoge prioriteit van de fabrikanten, waardoor ze elkaar meer verstoorden dan de lager gepitchte geluiden van de vertragende hartslag.

De studie concludeert dat hoewel deze nieuwe alarmontwerpen veelbelovend zijn, ze nog niet perfect zijn voor de chaotische realiteit van een ziekenkamer. De bevindingen suggereren dat de timing van wanneer een geluid zijn meest kritieke informatie levert, even belangrijk is als het geluid zelf. Door de meest urgente aanwijzingen naar de voorkant te verplaatsen (front-loading), zouden ontwerpers clinici potentieel kunnen helpen snellere beslissingen te nemen. Het onderzoek benadrukt ook dat de specifieke toonhoogte en frequentie van een alarm kunnen bepalen of het verloren gaat in het lawaai van andere apparatuur. Hoewel de vertragingen die in het laboratorium werden waargenomen in fracties van een seconde werden gemeten, kan zelfs een korte aarzeling in een klinische setting de patiëntenzorg beïnvloeden. De auteurs stellen voor dat toekomstig werk zich moet richten op het verfijnen van deze geluiden om ervoor te zorgen dat ze onderscheidend en herkenbaar blijven, zelfs wanneer het ziekenhuis op zijn luidruchtigst is, en dat deze ontwerpen uiteindelijk met daadwerkelijke medische professionals getest moeten worden om hun effectiviteit in de echte wereld te bevestigen.