Holo-BLSD è uno strumento di autoformazione e autovalutazione in Mixed Reality delle procedure di emergenza di primo intervento in caso di arresto cardiaco. Il sistema fornisce un approccio di apprendimento esperienziale integrando un manichino per la rianimazione cardio-polmonare con una riproduzione virtuale dello scenario di emergenza. Il percorso formativo include le fasi di formazione (insegnamento della procedura BLSD), di addestramento (per la pratica delle nozioni apprese) e di valutazione finale delle competenze acquisite.

Stato del brevetto

DEPOSITATO

Numero di priorità

Software

Data di priorità

25/06/2021

Licenza

INTERNAZIONALE

Mercato

Un obiettivo educativo di primaria importanza nella rianimazione è quello di formare sia i laici che i professionisti al BLSD (Basic Life Support and Defibrillation) per migliorare le possibilità di sopravvivenza di pazienti colpiti da arresto cardiaco. Inoltre, la formazione BLSD è obbligatoria per legge in ambito sportivo e industriale ed è parte fondamentale della formazione in ambito medico e infermieristico. In questo contesto, Holo-BLSD si propone come alternativa ai corsi standard gestiti da un istruttore, che sono dispendiosi in termini di tempi  e di costi.

Problema

L’approccio standard per la formazione BLSD è rappresentato da corsi gestiti da un istruttore, che includono lezioni teoriche e dimostrazioni pratiche con uso di manichini RCP. Uno dei maggiori svantaggi di questi corsi è che sono dispendiosi in termini di tempo (di erogazione, di spostamento dei discenti nel luogo del corso) e di costi (affitto/uso di locali, compensi degli istruttori). Un’alternativa efficace, sia per laici che per operatori sanitari, è rappresentata da contenuti di auto-istruzione che, come dimostrato da diversi studi scientifici, hanno risultati di apprendimento paragonabili a quelli dei corsi tradizionali e permettono una riduzione dei costi di fruizione.

In questo contesto, Holo-BLSD permette di adattare la procedura da insegnare a diverse categorie di discenti e (tramite i suoi contenuti virtuali) di simulare diversi scenari di emergenza. L’uso di un manichino RCP standard supporta l’apprendimento pratico esperienziale delle procedure BLSD, e le fasi di insegnamento e pratica aiutano gli allievi a monitorare i loro progressi formativi, che possono essere valutati in maniera automatica. Inoltre, il sistema permette la riduzione dei costi di formazione, poiché non richiede la presenza di un istruttore, gli studenti possono completare il programma al proprio ritmo e ripeterlo secondo le loro esigenze, e i costi dell’applicazione possono essere assorbiti utilizzando un dispositivo per formare più persone.

Limiti attuali tecnologie / Soluzioni

I metodi di auto-istruzione BLSD basati sul computer hanno riscontrato recentemente un forte interesse da parte del pubblico e di aziende di software. In particolare, le nuove tecnologie di Realtà Virtuale sono state considerate in diverse soluzioni per la loro capacità di includere nel processo formativo contenuti multimediali e interattivi e una ricostruzione virtuale dello scenario di emergenza che aumenti il senso di immersione dell’utente nell’esperienza formativa. Gli strumenti attuali soffrono ancora di alcune limitazioni. Nessuno di questi propone una copertura completa delle varie fasi coinvolte nel percorso di apprendimento degli utenti (i.e., ricevere istruzioni sulle procedure da eseguire, fare pratica della procedura, e valutare le competenze raggiunte). L’uso della VR immersiva comporta problemi di sicurezza e di confidenza degli utenti nel muoversi nell’ambiente fisico di addestramento data l’impossibilità di vedere l’ambiente reale circostante. Le poche applicazioni proposte in Realtà Aumentata (che quindi superano questi problemi di sicurezza) sono spesso gestite su smartphone e con contenuti e possibilità di interazioni estremamente limitate. L’uso dell’hololens come tecnologia AR permette l’uso di Holo-BLSD a mani libere e l’integrazione di varie tecniche di interazione naturale che rendono facile e immediato l’uso dello strumento.

Killer Application

Le principali applicazioni di questa tecnologia sono le seguenti:

  • Formazione sulle procedure BLSD per laici e professionisti medici
  • Formazione, attraverso la virtualizzazione dello scenario di emergenza, in ambiti diversi (intra e extra ospedalieri, industriali, sportivi)
  • Possibilità di adattare la sequenza di procedure oggetto di formazione alle esigenze specifiche del contesto (ad esempio per adattare le operazioni di messa in sicurezza dell’ambiente all’ambito industriale o cantieristico, o per simulare diverse condizioni del paziente oggetto di intervento)

Tecnologia e nostra soluzione

Holo-BLSD sfrutta il dispositivo Microsoft HoloLens e la possibilità di interazione naturale con voce, gesti e movimenti del copro per integrare un manichino CPR standard a basso costo con contenuti olografici interattivi che riproducono uno scenario di emergenza realistico.

Dal momento che Holo-BLSD deve permettere a diverse categorie di utenti (laici, professionisti) di sperimentare le procedure BLSD nella loro interezza, in scenari diversi e su diversi casi clinici, il software è stato progettato per essere abbastanza flessibile da supportare queste diverse configurazioni e da facilitare l’introduzione di nuovi elementi (ad esempio, per la formazione in team). Inoltre, per semplificare l’uso del sistema in diversi ambienti fisici reali di addestramento, Holo-BLSD permette dall’interno dell’applicazione la riprogettazione dell’ambiente virtuale e il riposizionamento degli elementi che contiene.

Inoltre, per ridurre al minimo la curva di apprendimento nell’uso dei dispositivi HW di interazione e per garantire che i discenti si possano concentrare sulle procedure da apprendere, il sistema permette agli utenti di familiarizzare con il sistema di interazione attraverso una apposita sessione di training, che può essere ripetuta fino a quando lo studente non ha acquisito la necessaria confidenza con i dispositivi hardware.

Come nota finale, i nostri test hanno dimostrato che lo strumento è efficace per la formazione dal momento che non ci sono differenze significative tra i risultati degli studenti che seguono un corso standard con istruttore e uno con Holo-BLSD. Inoltre è affidabile per la valutazione perchè usando una metrica comune, non ci sono differenze significative tra le valutazioni degli esperti umani e quelle fatte dallo strumento.

Vantaggi

Holo-BLSD è uno strumento che fornisce una copertura completa delle varie fasi coinvolte nel percorso di apprendimento degli utenti (insegnamento della procedura, addestramento e valutazione delle competenze acquisite). L’uso della MR permette di ricreare virtualmente il contesto di intervento (integrando un manichino CPR per garantire formazione esperienziale), con la possibilità di simulare diversi scenari reali e condizioni cliniche del paziente. Inoltre, il sistema permette una riduzione dei costi di formazione e una gestione flessibile della formazione adattabile alle esigenze e tempistiche dei discenti.

Roadmap

Lo sviluppo del sistema, oltre ad incrementare il TRL della attuale versione prototipale del sistema, consistono in tre punti principali.

Il primo è l’aggiornamento software e la riprogettazione della componente di HCI data la disponibilità della versione Hololens 2, che offre nuove caratteristiche di notevole interesse e migliorative di quelle offerte dalla versione Hololens 1 su cui attualmente gira il software. Il secondo è la possibilità di implementare approcci di adpative learning, che adattino in maniera automatica il percorso formativo e i contenuti erogati in funzione delle esigenze e delle competenze del discente. Il terzo punto prevede l’integrazione di modalità di addestramento in team, soprattutto per l’ambito professionale.

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